AIoTリサーチインスティテュートは、セルラーIoTに関するレポート「セルラーIoTシリーズLTE Cat.1/LTE Cat.1 bis市場調査レポート（2023年版）」を発表しました。セルラーIoTモデルに関する業界の見解が「ピラミッドモデル」から「卵モデル」へと変化している現状を踏まえ、AIoTリサーチインスティテュートは独自の見解を提示しています。
AIoTによれば、「卵モデル」は特定の条件下でのみ有効であり、その前提は能動的な通信部分に関するものである。3GPPによって開発されている受動的なIoTも議論に含めると、接続されたデバイスの通信および接続技術に対する需要は、一般的に「ピラミッドモデル」の法則に従う。
標準化と産業革新がセルラーパッシブIoTの急速な発展を牽引する
パッシブIoTに関しては、従来のパッシブIoT技術は、電源を必要としない特性から登場時に大きな話題を呼びました。多くの低電力通信シナリオのニーズを満たすために、RFID、NFC、Bluetooth、Wi-Fi、LoRaなどの通信技術がパッシブソリューションを提供しています。セルラー通信ネットワークに基づくパッシブIoTは、昨年6月にファーウェイとチャイナモバイルによって初めて提案され、当時は「eIoT」としても知られていました。「eIoT」として知られる主なターゲットはRFID技術です。eIoTは、より広いアプリケーション範囲、低コストと低消費電力、位置情報に基づく機能のサポート、ローカルエリアネットワーク/ワイドエリアネットワークの実現などの特性を備え、RFID技術のほとんどの欠点を補うことができると理解されています。
基準
パッシブIoTとセルラーネットワークを組み合わせるというトレンドはますます注目を集めており、それに伴い関連規格の研究が徐々に進展している。3GPPの関連代表者や専門家は既にパッシブIoTの研究と標準化作業を開始している。
同組織は、5G-A技術システムにおける新たなパッシブIoT技術の代表としてセルラーパッシブを採用し、R19バージョンで初のセルラーネットワークベースのパッシブIoT標準を策定する予定である。
中国の新たなパッシブIoT技術は2016年から標準化構築段階に入り、現在、新たなパッシブIoT技術標準の主導権を握るべく加速している。
- 2020年には、中国移動がCCSAで主導する、新しいセルラーパッシブ技術に関する国内初の研究プロジェクト「セルラー通信に基づくパッシブIoTアプリケーション要件の研究」が実施され、関連技術標準の策定作業がTC10で行われた。
- 2021年には、OPPOが主導し、China Mobile、Huawei、ZTE、Vivoが参加した研究プロジェクト「環境エネルギーベースのIoT技術」が3GPP SA1で実施されました。
- 2022年、中国移動とファーウェイは3GPP RANにおいて5G-A向けセルラーパッシブIoTに関する研究プロジェクトを提案し、セルラーパッシブの国際標準化プロセスが開始された。
産業革新
現在、世界の新しいパッシブIoT産業は黎明期にあり、中国企業は積極的に産業革新を主導しています。2022年、中国移動は新しいパッシブIoT製品「eBailing」を発表しました。この製品は、単一デバイスで100メートルのタグ認識距離を持ち、同時に複数のデバイスの継続的なネットワーク接続をサポートし、中規模から大規模な屋内シナリオにおける物品、資産、および人の統合管理に使用できます。中規模から大規模な屋内シーンにおける物品、資産、および人の総合的な管理に使用できます。
今年初め、Smartlinkは自社開発のPegasusシリーズのパッシブIoTタグチップをベースに、世界初となるパッシブIoTチップと5G基地局間の通信相互変調を実現し、新たなパッシブIoT技術の今後の商用化に向けた強固な基盤を築きました。
従来のIoTデバイスは、通信やデータ伝送を行うためにバッテリーや電源装置を必要とします。そのため、使用シナリオや信頼性が制限されるだけでなく、デバイスのコストとエネルギー消費量も増加します。
一方、パッシブIoT技術は、環境中の電波エネルギーを利用して通信やデータ伝送を行うことで、デバイスコストとエネルギー消費を大幅に削減します。5.5GはパッシブIoT技術をサポートし、将来の大規模IoTアプリケーションにおいて、より広範で多様な応用シナリオを実現します。例えば、スマートホーム、スマートファクトリー、スマートシティなどの分野でパッシブIoT技術を活用することで、より効率的でインテリジェントなデバイス管理やサービスを実現できます。
セルラー型パッシブIoTは、小型無線市場に浸透し始めているのだろうか？
技術的な成熟度という観点から見ると、パッシブIoTは2つのカテゴリーに分けられる。RFIDやNFCに代表される成熟したアプリケーションと、5G、Wi-Fi、Bluetooth、LoRaなどの信号から信号エネルギーを収集して端末に電力を供給する理論的な研究ルートである。
5Gなどのセルラー通信技術に基づいたセルラー型パッシブIoTアプリケーションはまだ黎明期にあるものの、その潜在力は無視できず、アプリケーションにおいて数多くの利点がある。
まず、通信距離が長くなります。従来のパッシブRFIDでは、数十メートル離れた距離では、リーダーから放出されるエネルギーが損失するため、RFIDタグをアクティブ化できませんが、5G技術に基づくパッシブIoTは、基地局から遠く離れていても、
円滑なコミュニケーション。
第二に、より複雑なアプリケーション環境にも対応できます。実際、金属や液体などの媒体は信号伝送に大きな影響を与えますが、5G技術に基づくパッシブIoTは、実用的なアプリケーションにおいて強力な耐干渉性を発揮し、認識率を向上させることができます。
第三に、より完全なインフラストラクチャ。セルラーパッシブIoTアプリケーションは、追加の専用リーダーを設置する必要がなく、既存の5Gネットワークを直接使用できます。従来のパッシブRFIDなどのリーダーやその他の機器の必要性と比較して、チップのアプリケーションにおける利便性も向上します。
システムのインフラ投資コストにおいても、より大きなメリットがある。
アプリケーションの観点から見ると、C端末では、例えば個人資産管理などのアプリケーションを実行でき、ラベルを個人資産に直接貼り付けることができ、ベースステーションがある場所ではアクティブ化してネットワークに入力できます。B端末のアプリケーションは、倉庫、物流、
資産管理などは問題なく、セルラー受動IoTチップをあらゆる種類の受動センサーと組み合わせることで、より多くの種類のデータ（圧力、温度、熱など）の収集を実現し、収集されたデータは5G基地局を介してデータネットワークに送信されます。
これにより、より幅広いIoTアプリケーションが可能になります。これは、既存の他の受動型IoTアプリケーションと高い重複度を持っています。
産業発展の進歩という観点から見ると、セルラーパッシブIoTはまだ黎明期にあるものの、この業界の発展速度は常に驚異的である。最近のニュースでは、いくつかのパッシブIoTチップが登場している。
- マサチューセッツ工科大学（MIT）の研究者らは、テラヘルツ周波数帯を使用した新しいチップの開発を発表した。このチップはウェイクアップ受信機として機能し、消費電力はわずか数マイクロワットで、小型センサーの効率的な動作を大幅にサポートできる。
モノのインターネット（IoT）の応用範囲を拡大する。
- Smartlinkは、自社開発のPegasusシリーズのパッシブIoTタグチップをベースに、世界初となるパッシブIoTチップと5G基地局の通信連携を実現しました。
結論は
受動型IoTは、数千億の接続が開発されているにもかかわらず、現状では開発ペースが鈍化しているように見えるという指摘がある。その理由の一つは、小売、倉庫、物流などの垂直統合型産業を含む適応シーンの限界にある。
1つ目の理由は、従来の受動型RFID通信の距離制限やその他の技術的なボトルネックにより、より幅広いアプリケーションシナリオへの展開が困難になっていることです。しかし、セルラー通信の追加により、
技術の進歩により、この状況は急速に変化する可能性があり、より多様なアプリケーションエコシステムが発展するだろう。
投稿日時：2023年7月21日