5G通信技術(shù)推動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展分析

摘 要：作為通信領(lǐng)域的重點研究對象，近年來國內(nèi)外均在5G通信技術(shù)研究領(lǐng)域投入了大量精力，5G通信技術(shù)具備的推動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展能力也開始受到業(yè)界的廣泛關(guān)注，基于此，本文簡單介紹了5G通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，并詳細(xì)論述了基于5G通信技術(shù)推動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的路徑建議，希望由此能夠為相關(guān)業(yè)內(nèi)人士帶來一定啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：5G通信技術(shù)；物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈；VAR系統(tǒng)

中圖分類號：F623 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）26-0317-02

前 言

5G通信技術(shù)將于2020年實現(xiàn)商用，“萬物互聯(lián)”的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展將由此獲得強(qiáng)有力支持，這是由于5G通信技術(shù)將實現(xiàn)相較于4G通信技術(shù)數(shù)十倍甚至上百倍的傳輸速度，而為了保證5G通信技術(shù)更好推動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，正是本文圍繞該課題開展具體研究的原因所在。

1 5G通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈

1.1 創(chuàng)建物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵技術(shù)

無線移動通信技術(shù)的每一次革新都會帶來更寬的網(wǎng)絡(luò)頻譜、更快的傳輸率、更靈活的通信方式、更高的通信質(zhì)量，5G通信技術(shù)的落地同樣會帶來一系列革新，這種革新能夠為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展提供的支持不容忽視。表1為5G通信關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，結(jié)合該表可以預(yù)見5G移動通信技術(shù)正式落地后人們?nèi)粘Ｉ羁赡艹霈F(xiàn)的翻天覆地般變化[1]。

深入分析不難發(fā)現(xiàn)，5G移動通信技術(shù)不僅能夠改變?nèi)藗兊娜粘Ｉ睿瑫r也能夠推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，這是由于5G通信技術(shù)采用了超密集組網(wǎng)、大規(guī)模天線陣列、新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、全頻譜接入等關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合《5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計》白皮書，可確定連接數(shù)密度、用戶峰值速率、用戶體驗速率屬于5G通信技術(shù)的最關(guān)鍵指標(biāo)，表1也對這類指標(biāo)進(jìn)行了直觀展示，由此可確定5G通信技術(shù)的主要技術(shù)場景，即熱點高容量、連續(xù)廣域覆蓋、低延時高可靠、低功率寬連接，這些雖然同樣屬于4G移動技術(shù)的主要技術(shù)場景，但5G通信技術(shù)將由此滿足2020年及未來的移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求，并同時推動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

5G移動通信技術(shù)在創(chuàng)建物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中的作用發(fā)揮可概括為以下四個方面：①熱點高容量。該場景主要面向局部特點區(qū)域，極高的流量密度需求將由此得到滿足，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的流量密度需求也將同時得以滿足。②連續(xù)廣域覆蓋。負(fù)責(zé)最基本的移動通信覆蓋方式提供，無縫的高速業(yè)務(wù)體驗、隨時隨地的100Mbps用戶體驗速率同樣能夠為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。③低延時高可靠。工業(yè)控制、車聯(lián)網(wǎng)等垂直行業(yè)對可靠性和時延存在較高要求，但5G移動通信技術(shù)能夠提供接近100%的業(yè)務(wù)可靠性、毫秒級端到端時延，卻能夠較好滿足其要求。④低功率寬連接。該場景主要面向森林防火、智能農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、指揮城市等以數(shù)據(jù)采集和傳感為目標(biāo)的應(yīng)用場景，并具備海量連接、低功耗、小數(shù)據(jù)包等特點，網(wǎng)絡(luò)必須具備滿足100萬個/km2連接數(shù)密度指標(biāo)要求和超千億連接支持能力，同時還需要保證終端的超低成本和超低功耗，5G通信技術(shù)由此即可更好服務(wù)于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展[2]。

1.2 二者可實現(xiàn)相互促進(jìn)式發(fā)展

作為未來移動通信發(fā)展的主要驅(qū)動力之一，物聯(lián)網(wǎng)能夠為5G通信技術(shù)提供廣闊的應(yīng)用與發(fā)展前景，前所未有的使用體驗也將對人們的工作、生活造成較為深遠(yuǎn)影響。5G時代的移動互聯(lián)網(wǎng)將為人們提供虛擬現(xiàn)實、移動云、增強(qiáng)現(xiàn)實、超高清視頻等身臨其境的業(yè)務(wù)體驗，而與其占據(jù)相同地位的物聯(lián)網(wǎng)則能夠?qū)崿F(xiàn)移動通信服務(wù)范圍的擴(kuò)展，這種擴(kuò)展將使得移動通信服務(wù)范圍逐漸向物與物、人與物的智能互聯(lián)方向發(fā)展，車聯(lián)網(wǎng)、移動醫(yī)療、工業(yè)控制、智能家居、環(huán)境監(jiān)測等便屬于典型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)將由此面臨的新技術(shù)挑戰(zhàn)不應(yīng)被忽視。隨著5G時代的來臨、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展，2030年全球移動通信網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備總量將達(dá)到千億規(guī)模，5G通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈之間存在的相互促進(jìn)式發(fā)展關(guān)系由此即可得到較好展現(xiàn)。

2 基于5G通信技術(shù)推動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的路徑建議

2.1 標(biāo)準(zhǔn)助力

為保證5G通信技術(shù)能夠為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展提供充足支持，5G標(biāo)準(zhǔn)的推進(jìn)必須得到關(guān)注。結(jié)合上文研究不難發(fā)現(xiàn)，5G移動通信技術(shù)可以稱得上是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的核心，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)各自為政局面將在5G移動通信技術(shù)正式落地后成為過去，智慧城市建設(shè)的無縫銜接、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的快速推進(jìn)均將由此實現(xiàn)。剛剛結(jié)束不久的3GPP大會出臺了獨立組網(wǎng)（SA）的5G新空口（5GNR）規(guī)范，免許可及共享頻譜上的全新頻譜共享范例、自動駕駛用例中的汽車通信、低時延高可靠通信的5G通信技術(shù)發(fā)展前景也因此日漸明確，這些都將為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展提供支持，而為了快速推進(jìn)5G標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)、實現(xiàn)5G通信技術(shù)落地，硬件和軟件的共同設(shè)計開發(fā)、商業(yè)模式的開發(fā)和驗證、各領(lǐng)域工作生活應(yīng)用均需要得到業(yè)內(nèi)人士重視，由此即可真正將建立由傳感器/芯片廠商、通信模塊提供商、電信運營商、中間件及應(yīng)用提供商、系統(tǒng)集成商、服務(wù)提供商組成的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈條，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展方向的分歧由此消除，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展自然能夠獲得有力支持[3]。

2.2 應(yīng)用探索

雖然5G通信技術(shù)距離正式落地還存在一定時間，但為了保證5G通信技術(shù)能夠較好服務(wù)于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，基于現(xiàn)有5G通信技術(shù)成果的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)得到高度關(guān)注，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展將由此獲得充足的經(jīng)驗支持。隨著5GR15標(biāo)準(zhǔn)完成，各地圍繞5G通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開展的探索大量涌現(xiàn)，2018年俄羅斯世界杯的5G通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用便屬于其中典型，具體應(yīng)用如下所示：①MassiveMIMO部署。為保證各賽場通信的順暢，俄羅斯在舉辦世界杯比賽的11個比賽場地部署了大量的MassiveMIMO天線，這其中應(yīng)用的MassiveMIMO技術(shù)便屬于5G通信技術(shù)的重要組成，通過波束控制技術(shù)、波束賦形技術(shù)，相同時頻資源的同時服務(wù)得以實現(xiàn)，這也為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)。②高速率、低時延的VAR系統(tǒng)。VAR系統(tǒng)全稱視頻助理裁判系統(tǒng)，作為第一次使用VAR系統(tǒng)的世界級主球賽事，VAR系統(tǒng)的應(yīng)用離不開5G通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持，賽場周圍假設(shè)的35臺8k高清攝像機(jī)通過無線網(wǎng)絡(luò)與總控室的連接便屬于5G通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在其中的典型應(yīng)用，圖1為VAR系統(tǒng)示意圖。此外，5GVR體驗同樣屬于5G通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在2018年俄羅斯世界杯中的典型應(yīng)用，該技術(shù)通過球場上安裝的360℃高清攝像頭實現(xiàn)了5G基站的4k高清視頻傳輸，5GCPE終端則能連接VR頭盔為體驗者帶來沉浸式比賽觀看體驗。③其他應(yīng)用。除上述應(yīng)用外，遠(yuǎn)程移動車輛、EPTS球員追蹤系統(tǒng)、Telstar18智慧足球均在一定程度上應(yīng)用了5G通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，如其中的EPTS球員追蹤系統(tǒng)便能夠應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實現(xiàn)球員位置、傳球、速度、身體狀況、跑動距離等數(shù)據(jù)的實時采集，5G通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)由此開展的大量探索性服務(wù)將為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展提供有力支持。

2.3 現(xiàn)狀關(guān)注

雖然5G通信技術(shù)研究的不斷推進(jìn)明確了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展前景，但在筆者的實際調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，近年來國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的發(fā)展存在放緩跡象，5G技術(shù)并未真正推動物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展速度的加快，這種情況的出現(xiàn)主要是由于基礎(chǔ)研究緩慢、無線模塊的發(fā)射距離和發(fā)射功率正相關(guān)。作為一種傳感器網(wǎng)絡(luò)、自組織及多跳網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)的分布式傳感器采集網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)難度較高，物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)化推進(jìn)、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展因此受到的影響必須得到關(guān)注。結(jié)合5G通信技術(shù)成果，本文認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展速度的提升、物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的推動必須正式需求疲軟與標(biāo)準(zhǔn)混亂的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，并關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)硬件生態(tài)、軟件生態(tài)，5G通信技術(shù)才能夠較好服務(wù)于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。圖2為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈分布示意圖，結(jié)合該圖不難發(fā)現(xiàn)，芯片提供商、傳感器供應(yīng)商、無線模組廠商、網(wǎng)絡(luò)運營商、平臺服務(wù)商、系統(tǒng)及軟件開發(fā)商、智能硬件廠商、系統(tǒng)集成及應(yīng)用服務(wù)提供商均屬于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的重要構(gòu)成，如其中的平臺服務(wù)商負(fù)責(zé)完善物聯(lián)網(wǎng)的有效管理，而智能硬件廠商則負(fù)責(zé)提供物聯(lián)網(wǎng)的終端承載，因此5G通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展中得到應(yīng)用必須關(guān)注上述廠商，筆者所在的中山市盈天優(yōu)信通信科技有限公司便屬于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中的網(wǎng)絡(luò)運營商典型。

3 結(jié) 論

綜上所述，5G通信技術(shù)能夠較好推動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，在此基礎(chǔ)上，本文涉及的標(biāo)準(zhǔn)助力、應(yīng)用探索、現(xiàn)狀關(guān)注等內(nèi)容，則提供了可行性較高的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展路徑，而為了保證5G通信技術(shù)更好助力于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，5G通信技術(shù)的四大應(yīng)用場景聚焦、“人與人、人與物、物與物”連接實現(xiàn)、產(chǎn)業(yè)融合的變革速度加快均需要得到高度關(guān)注，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展由此獲得的充足動力支持也需要得到業(yè)界人士關(guān)注。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-8-7

作者簡介：袁錦輝（1988-），男，本科，主要從事通信工程設(shè)計工作。