5G新興應(yīng)用簡(jiǎn)介

伍爽　韓哲鑫

摘 要 各種新興的應(yīng)用是5G商用的主要推動(dòng)力，這些應(yīng)用通常對(duì)帶寬和時(shí)延要求較高，而5G網(wǎng)絡(luò)的高帶寬和低時(shí)延特性正好滿足了這些新興技術(shù)的應(yīng)用。本文主要對(duì)5G支持的一些新興應(yīng)用進(jìn)行介紹，主要包括：D2D通信、M2M通信、物聯(lián)網(wǎng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)。人們希望5G網(wǎng)絡(luò)可以為廣大的公共和私營(yíng)部門(mén)提供服務(wù)，如能源、農(nóng)業(yè)、城市管理、制造業(yè)、運(yùn)輸業(yè)等。5G除了要滿足巨大的連接數(shù)造成的較大數(shù)據(jù)量的同時(shí)，還要滿足不同設(shè)備多樣化的服務(wù)需求。這些新興的應(yīng)用主要產(chǎn)生于3GPP LTE 版本8.0之后，雖然4G LTE可以支持部分新興應(yīng)用，但是隨著這些新興技術(shù)爆炸式的增長(zhǎng)，必然會(huì)給現(xiàn)有的4G網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)較大的負(fù)擔(dān)。而5G毫米波大量的非授權(quán)頻段可以為這些新興應(yīng)用提供很好的支持。本文我們將介紹一些5G面臨的一些重量級(jí)應(yīng)用。主要包括D2D通信、M2M通信、物聯(lián)網(wǎng)、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療和智能可穿戴設(shè)備。

關(guān)鍵詞 5G D2D通信 M2M通信 物聯(lián)網(wǎng) 車(chē)聯(lián)網(wǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN919 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 D2D通信

D2D通信主要是指終端與終端之間通過(guò)復(fù)用小區(qū)資源而完成的一種新型通信技術(shù)，也就是說(shuō)終端之間的數(shù)據(jù)可以不經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)，而直接進(jìn)行通信。主要的形式包括端到端的數(shù)據(jù)通信、移動(dòng)設(shè)備作為中繼節(jié)點(diǎn)和鄰近服務(wù)等。

D2D可以提升蜂窩系統(tǒng)的頻譜效率主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：首先在D2D通信模式下，終端之間的數(shù)據(jù)可以不經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)相互傳輸，從而提升鏈路增益。其次，終端可以復(fù)用蜂窩網(wǎng)絡(luò)的頻率資源，從而提升頻譜資源復(fù)用增益。另外D2D通信可以有效的增強(qiáng)用戶(hù)的體驗(yàn)，相鄰用戶(hù)終端實(shí)現(xiàn)直接的近距離通信，降低了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难訒r(shí)，從而提升用戶(hù)體驗(yàn)。

2 M2M通信

同D2D通信類(lèi)似M2M通信也需要5G網(wǎng)絡(luò)提供很好的支持。M2M通信的主要特征是智能設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)生成、處理、傳輸、交換等，從而盡量的減少對(duì)人的依賴(lài)性。M2M通信區(qū)別于D2D通信，M2M通信需要連接大量的設(shè)備，包括智能電表、傳感器、智能機(jī)器人、智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。

人與人之間遠(yuǎn)距離的溝通主要是通過(guò)相應(yīng)的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括手機(jī)、電話、電腦等。而M2M通信技術(shù)主要指的是增強(qiáng)儀器、智能設(shè)備之間的通信和連網(wǎng)的技術(shù)。隨著越來(lái)越多的設(shè)備具備了通信和連網(wǎng)能力，M2M通信需要建立一個(gè)統(tǒng)一的通信接口和標(biāo)準(zhǔn)化的傳輸內(nèi)容。

M2M涉及到5個(gè)重要的技術(shù)部分：機(jī)器、M2M硬件、通信網(wǎng)絡(luò)、中間件、應(yīng)用。機(jī)器是M2M通信的數(shù)據(jù)來(lái)源；M2M硬件主要是為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器的通信和聯(lián)網(wǎng)功能；通信網(wǎng)絡(luò)主要是為了支持信息的傳輸；中間件主要完成的是數(shù)據(jù)的翻譯，實(shí)現(xiàn)不同通信協(xié)議的切換；應(yīng)用部分主要是對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，使其變?yōu)橛袃r(jià)值的信息。

M2M通信技術(shù)的運(yùn)用具有很重要的意義，市場(chǎng)前景非常廣闊，改變著人們的生活方式。

3物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)的愿景把所有的物體都聯(lián)系在一起，并且這種連接不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制。這一愿景的實(shí)現(xiàn)必然依賴(lài)于高帶寬的5G網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)。

物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)，從字面上理解就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。首先，它是建立在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上的，它是互聯(lián)網(wǎng)的延伸；其次，它不僅限于用戶(hù)與用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，而是擴(kuò)展到所有物品，物品同物品之間實(shí)現(xiàn)信息的交互。物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)依賴(lài)于智能感知、識(shí)別以及計(jì)算機(jī)通信技術(shù)。然而，物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)面臨著下面六個(gè)挑戰(zhàn)：低功耗、信息的感測(cè)、連通性的選擇、云端連通性的管理、安全性保障、為非專(zhuān)業(yè)人員提供物聯(lián)網(wǎng)解決方案。上述問(wèn)題能否順利解決是物聯(lián)網(wǎng)是否能夠普及的關(guān)鍵。

4車(chē)聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展引發(fā)了車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的演進(jìn)。車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要用于交通管理避免和減少車(chē)輛碰撞。5G網(wǎng)絡(luò)的高帶寬、低時(shí)延能夠很好的保證車(chē)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的需求。

車(chē)聯(lián)網(wǎng)不僅僅是指車(chē)輛同車(chē)輛之間的狹義互聯(lián)，而是指車(chē)輛與車(chē)輛、行人、公路基礎(chǔ)設(shè)施之間的進(jìn)行信息傳遞，通過(guò)上述信息的交互可以實(shí)現(xiàn)智能化的交通管理、無(wú)人駕駛、動(dòng)態(tài)信息服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由三部分組成由車(chē)載終端，主要負(fù)責(zé)車(chē)輛數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)和發(fā)送，通常由傳感器、無(wú)線發(fā)送模塊等來(lái)實(shí)現(xiàn)；云處理平臺(tái)主要完成對(duì)大量數(shù)據(jù)的處理，篩選出有用信息。應(yīng)用平臺(tái)主要完成對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)式處理，并把處理后的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給管理人員查看。

5遠(yuǎn)程醫(yī)療和智能穿戴設(shè)備

遠(yuǎn)程醫(yī)療是指通過(guò)使用計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)，為邊遠(yuǎn)地區(qū)提供相應(yīng)的醫(yī)療服務(wù)。傳感器技術(shù)與通信技術(shù)的快速發(fā)展，為人們的健康監(jiān)測(cè)提供了新的可能性。5G技術(shù)的興起使得遠(yuǎn)程醫(yī)療正在發(fā)生轉(zhuǎn)變。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的收集和監(jiān)控始終是限制遠(yuǎn)程醫(yī)療發(fā)展的兩個(gè)重要因素，而5G高帶寬、低時(shí)延的特性能夠很好的解決上述問(wèn)題。再者智能穿戴設(shè)備的興起，需要解決海量數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)和實(shí)時(shí)通信的問(wèn)題。然而這些對(duì)于5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)都不是問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

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