Ambient IoT，千亿新市场？

如果有一项技术,能让物品从光源、热源、无线电波等环境能源中收集能量,再通过反向散射、低功率射频的方式发送信号,实现低流量的数据传输,万物互联的边界是不是又扩大了许多?这个技术就是Ambient IoT(无源物联网或环境物联网),它有望随着5G-Advanced的不断演进成为现实。

2023年12月,3GPP召开会议,确定了R19(第19个版本)首批16个RAN领域立项课题,明确了5G-Advanced未来演进方向。其中,Ambient IoT是R19标准化重要课题之一。“R19中特别提出一个概念叫Ambient IoT,就像科幻小说《三体》里提到的,自然界中存在很多能源,把这些能量收集起来后,通过反射或者放大的方式再把信号传输出去。”高通公司技术与标准副总裁李俨告诉记者。

据了解,Ambient IoT是一种高度简化的物联网技术,在传输速率、功耗、体积、成本上具备优势。3GPP在Ambient IoT项目研究内容中提到,聚焦新型超低功耗标签设备,使能超低功耗、超低成本的物联网命令下发应用。

“在信息通信领域,设备都需要配备电池,电池的体积往往决定了整个设备的大小;与此同时,用户需要的一些功能可能是低功耗、低速率的。”李俨表示,“自然环境中的蓄电就能满足这些需求——没有电池,仅含天线和半导体元器件的设备可以做得很小、很薄,比如做成像小卡片一样,可以贴在盘子、水杯、服装、食品包装或是任何地方。”

不仅如此,Ambient IoT可以通过低至1毫瓦的功耗实现几米范围内的信号传输。据悉,3GPP R19版本主要考虑Ambient IoT微瓦和百微瓦两种量级的模式。微瓦级模式主要依靠纯粹反射来实现。也就是说,通过基站发送信号,终端则将能量反射回去,其特点是能耗较低,一般约为1微瓦。该模式虽然接收和反射的能量量级较小,但足够传输低流量数据,适用于电子标签类场景。

李俨补充说,在3GPP R19框架内,微瓦级模式传输范围可以再扩大,即百微瓦模式,实现能量收集并驱动放大器,让信号传输得远一些。这种模式通过电容收集与存储能量。例如,当收集到一定量的电压便可驱动一个小型的功放,从而将信号放大以传得更远,达到100微瓦的量级。在这种模式下,物流跟踪、环境监控等应用都可以实现。

此外,Ambient IoT还能实现物联网更低成本的运营。无晶圆厂半导体公司Wiliot首席营销官Steve Statler表示,Ambient IoT芯片由无线电波的能量提供动力,价格有望降至每个10美分,终端价格也将相应下降,例如手持式RFID阅读器的成本约为2000美元,但通过使用Ambient IoT芯片,成本将降至原来的百分之一。

正因为有这些优势,Ambient IoT被认为是实现万物互联的催化剂。体积小、功率低、成本低的优势让生产生活中几乎所有的物品都能成为物联网终端,而不再局限于智能终端设备,这无疑能让物联网的“家庭成员”数量实现指数级增长。越来越多的物体变得“智能”,从而让它们之间的协作更加紧密,提供给支撑其算法的数据也更加丰富,不断增长“集体”的智慧,重新定义万物互联环境中的感知、互动和创新方式。

Ambient IoT将为5G网络提供千亿量级的新连接。Ambient IoT物联网技术可广泛适用于农业、工业、电力、能源、物流、仓储、资产盘点等行业,面向个人消费者的智能穿戴、智能家居以及医疗护理等领域。这些场景的数字化信息采集应用具有广阔前景,是构建5G全场景物联的关键一环。“Ambient IoT物联网技术将帮助运营商进入千亿量级的物联网市场。”中信科移动李裕国表示,Ambient IoT物联网技术的引入,可提升5G网络支持海量低成本物联网终端和存量5G终端共存能力,补足5G低成本标签业务承载能力,实现全场景泛在链接。

目前,业界已对Ambient IoT进行了尝试。在新冠疫情期间,Ambient IoT标签被集成到部分辉瑞的疫苗瓶中,进行实时温度、液体容量、稀释度等条件的监测。沙特阿拉伯电信运营商Zain KSA为了释放5G+网络的潜力,2023年对Ambient IoT进行了实验,结果显示,该技术在资产跟踪领域应用效果良好,可以确定剩余库存量并提供实时温度数据。今年,Ambient IoT将在哪些技术和应用场景取得突破,值得期待。(记者 那什)

(编辑:户静凝)