5G移動通信技術(shù)下的物聯(lián)網(wǎng)時代

明朗

摘要：在移動通信技術(shù)迅速發(fā)展的當(dāng)今時代，各項通訊技術(shù)與實體產(chǎn)品的聯(lián)網(wǎng)服務(wù)之間的聯(lián)系越來越緊密，并且已經(jīng)形成了大規(guī)模的融合應(yīng)用趨勢。在移動通訊技術(shù)發(fā)展日臻成熟的情況下，5G時代的來臨也成為了又一大聯(lián)系物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的橋梁，5G通訊技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用，標(biāo)志著移動通訊傳輸技術(shù)的高效率、高穩(wěn)定、高性價比發(fā)展成就，方便了人們能夠更好利用高科技通訊技術(shù)進行生產(chǎn)生活。將5G技術(shù)應(yīng)用于企業(yè)經(jīng)營運維的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)，是科學(xué)技術(shù)進步發(fā)展的必然交融結(jié)果。本文就5G移動通信技術(shù)下的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)進行了研究論述，剖析二者之間的交融關(guān)系。

關(guān)鍵詞：5G移動通信技術(shù)；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；技術(shù)交融

隨著國家經(jīng)濟發(fā)展建設(shè)步伐的不斷加快向前，移動通訊產(chǎn)業(yè)歷經(jīng)2G、3G、4G時代的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，不斷進行了各類科研探索，終于研發(fā)成功了5G移動通信技術(shù)并逐步開始應(yīng)用。與之前的技術(shù)相比，5G移動通訊技術(shù)的優(yōu)越性不僅體現(xiàn)在了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率的提高和時延降低，更體現(xiàn)在了5G移動通訊技術(shù)的安全性和穩(wěn)定性提高，以及更高覆蓋面等方面，這是我國移動通訊技術(shù)產(chǎn)業(yè)的劃時代發(fā)展成就。

1 物聯(lián)網(wǎng)時代概述

信息時代的各項實體應(yīng)用技術(shù)發(fā)展都圍繞著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的更新研發(fā)應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的本身就是信息時代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的衍生產(chǎn)物，是“互聯(lián)網(wǎng)化”的實體物件聯(lián)通應(yīng)用技術(shù)的縮略名稱。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的交錯應(yīng)用層面上來說，物聯(lián)網(wǎng)用戶使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的方式是通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用為載體的，通過移動或者非移動的物品終端的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用控制，開展信息交換互動，將較小的事物終端布局成互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成點，通過信息化技術(shù)的應(yīng)用，感知、把控事物的存在與置換，這就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實際應(yīng)用模式。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在5G移動通訊時代的應(yīng)用

2.1 5G移動通訊時代概述

早在2009年，我國就提出了在國內(nèi)開創(chuàng)5G移動電話行動通信技術(shù)的相關(guān)概念。于2018年前后，我國的5G通訊技術(shù)研究已經(jīng)試驗網(wǎng)建設(shè)階段，并于2018-2019年在多個城市開始試商用。以國內(nèi)的5G移動通訊技術(shù)研發(fā)應(yīng)用趨勢來看，我國有望在2019年到2020年間，正式開啟5G移動通訊時代。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的5G移動通訊技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的構(gòu)成內(nèi)核是通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，通過傳感手段、識別技術(shù)的實際應(yīng)用實現(xiàn)物物網(wǎng)絡(luò)式傳感聯(lián)通。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用載體主要集中體現(xiàn)為芯片植入應(yīng)用、物物終端聯(lián)網(wǎng)等，通過RFID技術(shù)、智能傳感、智能識別手段對各聯(lián)網(wǎng)終端點進行分析識別，排除非聯(lián)網(wǎng)終端點，實現(xiàn)各終端點的連接聯(lián)通完整。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)本身具有極強的應(yīng)用功能，可以廣范圍地合理應(yīng)用到各個經(jīng)濟科技領(lǐng)域。

2.2.1 SDN/NFV技術(shù)

SDN/NFV技術(shù)是5G移動通訊技術(shù)服務(wù)于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)所在，應(yīng)用原理是通過移動通信網(wǎng)絡(luò)的高速傳輸和網(wǎng)絡(luò)存儲，為互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)搭建溝通互聯(lián)網(wǎng)交流高速傳輸橋梁，為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的終端存儲物提供存儲空間和服務(wù)功能，可以有效地完成各個互聯(lián)網(wǎng)存儲終端點的移動通訊溝通，將物聯(lián)終端點的實體物存在轉(zhuǎn)化為虛擬存儲數(shù)據(jù)，通過各項數(shù)據(jù)分析注冊存儲，為使用者提供全方位的信息服務(wù)查詢互動平臺，最大程度上發(fā)揮虛擬軟件和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用價值，同時最終得出一系列具有準(zhǔn)確性和應(yīng)用價值的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分理處理。在此基礎(chǔ)上，5G移動通訊技術(shù)應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的高效聯(lián)通特性得以體現(xiàn)出來。

2.2.2 靈活的頻率配置和接入帶寬

5G移動通訊技術(shù)相比原有的移動通訊技術(shù)提供了靈活的頻率配置能力和接入帶寬能力。主要是因為5G技術(shù)可利用更多地頻譜資源，如毫米微波、非授權(quán)頻段等，其中首次使用頻率大于24GHz以上頻段（通常稱為毫米波）應(yīng)用于移動寬帶通信；結(jié)合5G中新出現(xiàn)的OFDM間隔參數(shù)可配置性和跨頻段的載波聚合等技術(shù)增加接入的靈活性；然后升級了原LTE中使用的部分技術(shù)，如使用大規(guī)模MIMO，更新的信道編碼等。使得5G可根據(jù)需要提供可選的接入能力并最高提供不低于10Gb/s的下載速度，以適應(yīng)各種場景的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用要求。

2.2.3 超密集網(wǎng)絡(luò)

因為5G使用了比前幾代移動通信更高的接入頻段，更高的頻率意味著更大的衰減，就要求5G在單位面積內(nèi)部署比前幾代移動通信多得多的接入基站，此舉同樣滿足了未來物聯(lián)網(wǎng)的大數(shù)量的終端接入需求（針對mMTC海量機器類通信場景）?；镜牟渴鹈芏仍黾訉φW(wǎng)提出了更高的要求：比如小區(qū)邊界數(shù)量劇增使得用戶可能會頻繁復(fù)雜地切換。為了滿足移動性需求，這就需要新的切換算法；再如大數(shù)量的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點需要高穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作為依托，所以在網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量上，5G在SON技術(shù)的的投入應(yīng)用，大量減免了傳統(tǒng)移動通信的高密度網(wǎng)絡(luò)維修環(huán)節(jié)，提高了移動通信網(wǎng)絡(luò)的智能化維護水平，在物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)中，5G移動通信的利用，能在最大程度上保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性。另外針對不同需求的接入用戶，5G可以把運營商的物理網(wǎng)絡(luò)切分成多個虛擬網(wǎng)絡(luò)，每個網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)不同的服務(wù)需求，具體來說適應(yīng)不同的時延、帶寬、安全性、可靠性等要求，比如將一張物理網(wǎng)絡(luò)劃分為智能交通、智慧教育、智慧醫(yī)療、智能家居以及工業(yè)控制等多個不同的邏輯網(wǎng)絡(luò)，保證了物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)接入類型的同時節(jié)省了基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的投資。

2.2.4 低時延端到端傳輸

物聯(lián)網(wǎng)另外一個非常重要的特點就是對時延的要求，如智能交通、智慧醫(yī)療以及工業(yè)控制等uRLLC場景（超高可靠超低時延通信）都對時延有很高的要求。5G的在此方面同樣有出色的應(yīng)對措施，除了本身的扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)降低了系統(tǒng)時延以外，CDN內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的引入，綜合考慮各節(jié)點連接狀態(tài)、負載情況以及用戶距離等信息，通過將相關(guān)內(nèi)容分發(fā)至靠近用戶的CDN服務(wù)器上、實現(xiàn)用戶就近獲取所需的信息，縮短響應(yīng)時間，提高響應(yīng)速度；另外設(shè)備到設(shè)備通信（D2D）是一種基于蜂窩系統(tǒng)的近距離數(shù)據(jù)直接傳輸技術(shù)，會話的數(shù)據(jù)直接在終端之間進行傳輸，不需要通過基站轉(zhuǎn)發(fā)，從而減輕基站負擔(dān)，降低端到端的傳輸時延，提升頻譜效率；5G還引入的邊緣計算，即網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲、應(yīng)用核心能力為一體的開放平臺，就近提供最近端服務(wù)，在基站側(cè)即建立計算和存儲能力，有效降低了物聯(lián)網(wǎng)整體時延。

結(jié)束語：

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用價值，不僅僅從屬于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，更服務(wù)著我國國民經(jīng)濟建設(shè)，可以說物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是我國進入便捷通訊時代以來的經(jīng)濟建設(shè)科學(xué)利器。進入5G移動通訊時代以來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更應(yīng)該借力于5G移動通訊技術(shù)的應(yīng)用研發(fā)，為國民經(jīng)濟建設(shè)作相關(guān)應(yīng)用價值貢獻。

參考文獻

[1] 5G White Paper. 5G Radio Access：Requirements，Concept and Technologies[Z]. DoCoMo，2014.

[2] Soldani D，Manzalini A. Horizon 2020 and beyond：On the 5G operating system for a true digital society[J]. IEEE Vehicular Technology Magazine . 2015 . 10（1）：32-42.

[3]3GPP.Study on new radio access technology；radio access architecture and interfaces（release 14）：TR38.801，V14.0.0[S]. 2017.

[4]3GPP.Study on scenarios and requirements for next generation access technologies（release 14）：TR38.913[S].

（作者單位：中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司重慶市分公司）