5G移動(dòng)通信技術(shù)環(huán)境下的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研究

摘要：隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)概念應(yīng)運(yùn)而生。由于物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，其本身并不能獨(dú)立于互聯(lián)網(wǎng)而存在。因此，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)是一個(gè)新興、具有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域。文章首先對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)及其發(fā)展進(jìn)行了簡(jiǎn)要綜述，然后從需求、關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈。個(gè)方面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行了深入分析，最后在此基礎(chǔ)上提出了未來(lái)發(fā)展的展望。

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

中圖法分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)生活水平有著更高的要求和期望。因此，我們可以預(yù)見在不久將來(lái)我們會(huì)擁有越來(lái)越多的智能設(shè)備以及更多新的應(yīng)用場(chǎng)景，而這一切都離不開信息通信技術(shù)（簡(jiǎn)稱“５Ｇ”）這一重要工具。本文主要從３ 個(gè)方面探討了未來(lái)發(fā)展的方向以及５Ｇ 應(yīng)用與物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)之間的關(guān)系。

１ 移動(dòng)通信技術(shù)及其發(fā)展

移動(dòng)通信是指利用移動(dòng)電話、衛(wèi)星等通信工具，實(shí)現(xiàn)人與人之間以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)系。隨著智能手機(jī)和平板電腦等消費(fèi)電子產(chǎn)品的出現(xiàn)，人們可以隨時(shí)隨地通過(guò)這些設(shè)備與外界進(jìn)行聯(lián)系。可以說(shuō)目前的移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)非常成熟了。但移動(dòng)通信技術(shù)也面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，尤其是網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定和不斷增加的干擾因素讓人們很難正常使用這項(xiàng)功能。隨著互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)不斷的發(fā)展進(jìn)步，人們對(duì)信息數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)安全方面有了更高的要求，因此需要更加高效、穩(wěn)定以及安全的信息傳輸方式來(lái)滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求。在未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中５Ｇ 是最重要而且也是最具發(fā)展前景的一個(gè)發(fā)展方向。移動(dòng)通信技術(shù)在很大程度上改變了人們之間以及計(jì)算機(jī)之間的信息傳輸方式，并且實(shí)現(xiàn)了高速率高質(zhì)量的信號(hào)傳遞，也極大地提升了通信效率。

２ 物聯(lián)網(wǎng)概念的產(chǎn)生

由于５Ｇ 移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備越來(lái)越多。因此，我們可以認(rèn)為將物聯(lián)網(wǎng)與５Ｇ 移動(dòng)通信技術(shù)結(jié)合在一起可以極大地促進(jìn)新一代“物聯(lián)網(wǎng)”產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。而由于目前物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用主要是圍繞個(gè)人消費(fèi)領(lǐng)域，這一概念的提出有利于提高我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)水平和科研能力。另外，物聯(lián)網(wǎng)概念的提出也對(duì)我國(guó)的相關(guān)產(chǎn)業(yè)起到了推動(dòng)作用，促使相關(guān)產(chǎn)業(yè)更好地進(jìn)入市場(chǎng)。在５Ｇ 移動(dòng)通信技術(shù)環(huán)境下，物聯(lián)網(wǎng)概念應(yīng)運(yùn)而生，其中主要涉及以下幾個(gè)方面：（１）萬(wàn)物互聯(lián)、萬(wàn)物智能；（２）基于傳感器進(jìn)行信息采集與處理；（３）基于終端設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行信息交換。除此之外，５Ｇ 技術(shù)具有極強(qiáng)的數(shù)據(jù)傳輸能力和極強(qiáng)的抗風(fēng)險(xiǎn)性等優(yōu)點(diǎn)，能夠在一定程度上保證萬(wàn)物互聯(lián)設(shè)備能夠安全可靠地運(yùn)行，從而保證相關(guān)信息傳輸不受外界因素影響而產(chǎn)生錯(cuò)誤信息。因此，通過(guò)不斷優(yōu)化移動(dòng)通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)之間的結(jié)合方式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)萬(wàn)物互聯(lián)設(shè)備的有效監(jiān)控和管理。總而言之，“萬(wàn)物互聯(lián)”“萬(wàn)物智能”等概念將會(huì)隨著５Ｇ 移動(dòng)通信技術(shù)的不斷發(fā)展而形成新的發(fā)展方向和趨勢(shì)，我們可以預(yù)計(jì)未來(lái)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)之間將會(huì)產(chǎn)生更多新的行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景。

３ 需求分析

５Ｇ 在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用可分為２ 個(gè)方面：一是感知層面，二是認(rèn)知層面。５Ｇ 技術(shù)的應(yīng)用，極大地促進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)效率的提高，提升了人們生活質(zhì)量；物聯(lián)網(wǎng)與５Ｇ 結(jié)合之后，不僅可以為智能設(shè)備提供可靠的通信保障，還能夠使萬(wàn)物互聯(lián)互通，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)社會(huì)各行業(yè)的智能化升級(jí)。在工業(yè)領(lǐng)域中，物聯(lián)網(wǎng)將給制造業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)革命；在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，物聯(lián)網(wǎng)會(huì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)種植、養(yǎng)殖水平的提高。在日常生活中，物聯(lián)網(wǎng)同樣為我們帶來(lái)了巨大便利。從智能家居到智能社區(qū)再到智能工廠乃至智能城市、智慧交通以及智慧物流都離不開物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)重要的角色。因此，我們可以預(yù)見未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)給我們帶來(lái)更加便捷舒適的生活，以及更多智慧家居產(chǎn)品與設(shè)備。除此之外，移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展使人們對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)有著更加清晰明確的認(rèn)識(shí)和期待。例如，“無(wú)人超市”就是一個(gè)典型例子，說(shuō)明移動(dòng)通信技術(shù)在推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用。因此，對(duì)于企業(yè)而言則需要加強(qiáng)對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合應(yīng)用的研究。另外，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平不斷提高以及人們自身對(duì)于生活品質(zhì)以及健康需求等也在不斷提高，我們需要注意到移動(dòng)通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)相結(jié)合所產(chǎn)生的價(jià)值并不僅僅是一種全新概念。

４ 關(guān)鍵技術(shù)分析

（１）大規(guī)模天線陣列技術(shù)是目前實(shí)現(xiàn)５Ｇ 的最重要的核心之一，其具有容量大、覆蓋好、成本低的特點(diǎn)，可為５Ｇ 網(wǎng)絡(luò)提供更多的射頻資源；（２）多天線技術(shù)：多天線的應(yīng)用能夠提升頻譜效率，可實(shí)現(xiàn)信號(hào)分離與信號(hào)合并，從而降低基站尺寸、減少天線數(shù)量；（３）網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求靈活調(diào)整網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，進(jìn)而提升５Ｇ 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)靈活性和可擴(kuò)展性；（４）大規(guī)模天線陣列技術(shù)：該技術(shù)可以在確保大規(guī)模天線陣列的性能和效率條件下進(jìn)一步提高頻譜效率；（５）新型調(diào)制解調(diào)單元技術(shù)：針對(duì)５Ｇ 時(shí)代海量數(shù)據(jù)需求，以及５Ｇ 與４Ｇ、Ｗｉ?Ｆｉ 等其他無(wú)線接入方式之間的競(jìng)爭(zhēng)要求，開發(fā)了全新的新型調(diào)制解調(diào)單元。此外，５Ｇ 還可與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等其他新型應(yīng)用相結(jié)合，形成新一代移動(dòng)通信和產(chǎn)業(yè)融合。最后，基于上述關(guān)鍵技術(shù)在整個(gè)５Ｇ 系統(tǒng)中起到至關(guān)重要的作用，為全面提升物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈上各個(gè)環(huán)節(jié)之間的協(xié)同效率奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

５ 產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)狀

產(chǎn)業(yè)鏈上下游分布不均衡。雖然我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)都在快速發(fā)展，但是總體來(lái)看，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈還處于早期發(fā)展階段，在產(chǎn)業(yè)規(guī)模、創(chuàng)新能力以及應(yīng)用水平等方面都有較大差距。隨著５Ｇ 移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展以及市場(chǎng)需求的增加，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)有望進(jìn)入快速發(fā)展階段。目前市場(chǎng)上主要存在３類參與者：（１）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供商；（２）芯片制造商；（３）軟件平臺(tái)提供商。根據(jù)全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體市場(chǎng)研究公司ＩＣＩｎｓｉｇｈｔｓ 最新報(bào)告，在未來(lái)５ 年內(nèi)，中國(guó)大陸地區(qū)芯片的市場(chǎng)規(guī)模將增長(zhǎng)超過(guò)６０％，達(dá)到１ ２５０ 億美元，成為全球最大的芯片市場(chǎng)。其預(yù)計(jì)２０２５ 年中國(guó)大陸將占全球ＩＣ 市場(chǎng)份額的４０％。

５．１ 調(diào)整地方產(chǎn)業(yè)鏈部署

５Ｇ 技術(shù)將為整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展提供有力的技術(shù)支撐，但要使５Ｇ 技術(shù)和整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行真正的結(jié)合，還必須在當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)鏈布局上作出相應(yīng)的調(diào)整。一方面，５Ｇ 技術(shù)還沒有完全商業(yè)化，所以在部署物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈時(shí)，必須充分考慮到各個(gè)區(qū)域的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，并根據(jù)各自的特點(diǎn)，進(jìn)行行業(yè)模塊的布局，以確保整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)定性，從而為５Ｇ 技術(shù)的推廣提供有利基礎(chǔ)。另一方面，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的布局需要對(duì)消費(fèi)者的需求進(jìn)行深度調(diào)研，并依據(jù)大數(shù)據(jù)的分析，制定出一個(gè)合理的供應(yīng)鏈布局戰(zhàn)略。

５．２ 針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的商業(yè)化發(fā)展

在未來(lái)，通過(guò)５Ｇ 通信技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的多元化發(fā)展。５Ｇ 技術(shù)為用戶提供了更為真實(shí)的手機(jī)通信體驗(yàn)，使用戶能夠身臨其境，真正做到了人與物的交互。

６ 發(fā)展與展望

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，在５Ｇ 的加持下，智能物聯(lián)將會(huì)迎來(lái)一個(gè)全新的時(shí)代。我國(guó)將大力推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)前景廣闊、潛力巨大，以“物聯(lián)網(wǎng)”為基礎(chǔ)構(gòu)建智慧城市，加強(qiáng)對(duì)人工智能的研究和應(yīng)用支持，并進(jìn)一步推動(dòng)ＡＩ與物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)領(lǐng)域的融合創(chuàng)新［１］ 。

６．１５Ｇ 移動(dòng)通信技術(shù)與新一代信息通信技術(shù)的融合創(chuàng)新

在我國(guó)大力推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息通信技術(shù)發(fā)展的背景下，“萬(wàn)物互聯(lián)”時(shí)代即將到來(lái)，５Ｇ 與物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的融合，將會(huì)給智能物聯(lián)帶來(lái)巨大的發(fā)展空間。在“萬(wàn)物互聯(lián)”時(shí)代下，物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)在信息感知方面已經(jīng)有了較為成熟的應(yīng)用，而這些應(yīng)用也將會(huì)為５Ｇ 移動(dòng)通信技術(shù)環(huán)境下的智能物聯(lián)發(fā)展帶來(lái)新的契機(jī)。目前，我國(guó)已建成了規(guī)模龐大的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系，并逐漸形成了較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈。在未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中，我國(guó)還將繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)５Ｇ 相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的研究力度，以及對(duì)智慧城市等領(lǐng)域市場(chǎng)需求和市場(chǎng)潛力方面的研究力度。目前，我國(guó)在人工智能基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵核心技術(shù)以及重大應(yīng)用方面已取得了一定成效［２］ 。

６．２ 利用人工智能、大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)來(lái)推動(dòng)智能化應(yīng)用與發(fā)展

５Ｇ 將為智能經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展提供有力支撐，未來(lái)將是一個(gè)萬(wàn)物互聯(lián)、人機(jī)交互，智能決策的時(shí)代。

物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)連接設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能化控制，在這一過(guò)程中，數(shù)據(jù)傳輸是核心要素。因此對(duì)５Ｇ 進(jìn)行深入研究，將有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的預(yù)測(cè)與分析。由于智能傳感器的數(shù)量和類型不斷增加，這就要求提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力，從而滿足多場(chǎng)景的需求。在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸中存在諸多弊端，而且低成本的實(shí)現(xiàn)方式已經(jīng)不能滿足人們對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備體積小、部署靈活、成本低等需求，故對(duì)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行深入研究有必要。為了解決這些問題，我們需要將人工智能技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合在一起。人工智能在處理數(shù)據(jù)方面有著顯著優(yōu)勢(shì)，在云計(jì)算方面可以有效提升信息傳遞和管理效率。同時(shí)，基于智能傳感器的數(shù)據(jù)采集可以使物聯(lián)網(wǎng)更好地為人們服務(wù)。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，通過(guò)人工智能與云計(jì)算的結(jié)合可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的高效處理、分析和應(yīng)用。由于５Ｇ 移動(dòng)通信技術(shù)具有傳輸速率高、延時(shí)低、連接廣等特點(diǎn)，因此該技術(shù)非常適用于物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中，且能夠有效降低５Ｇ 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)延。

我們需要針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)特征建立相應(yīng)機(jī)制，以確保５Ｇ 網(wǎng)絡(luò)能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用需求以及數(shù)據(jù)傳輸速率要求等。為了更好地提升５Ｇ 移動(dòng)通信系統(tǒng)性能，還需要構(gòu)建相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。（１）基于智能傳感器的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)：主要包括網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和數(shù)據(jù)層等；（２）以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)控制為目標(biāo)的架構(gòu)設(shè)計(jì)方案：主要包括對(duì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的控制與管理；（３）多個(gè)無(wú)線通信鏈路協(xié)同傳輸控制方案：主要包括多個(gè)無(wú)線基站通信信道之間協(xié)同傳輸控制以及多無(wú)線天線同步技術(shù)等；（４）基于機(jī)器學(xué)習(xí)和智能決策算法的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)：通過(guò)建立模型對(duì)不同場(chǎng)景下５Ｇ 系統(tǒng)性能進(jìn)行分析，并根據(jù)各參數(shù)提出相應(yīng)優(yōu)化策略來(lái)提升５Ｇ 性能；（５）智能連接設(shè)備部署方案設(shè)計(jì)：對(duì)于設(shè)備類型、終端類型等多樣化情況進(jìn)行分析。根據(jù)具體需求制定相應(yīng)部署方案，并提出相關(guān)優(yōu)化策略以確保５Ｇ 系統(tǒng)性能提升等問題得到解決；針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景的復(fù)雜特性，可通過(guò)在不同物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景中部署不同技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)其通信功能。５Ｇ 是新一代移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展起著重要作用。５Ｇ 系統(tǒng)采用新一代無(wú)線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)提升系統(tǒng)性能、降低網(wǎng)絡(luò)成本和優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用體驗(yàn)等，因此可以在５Ｇ網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)更多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景。未來(lái)，隨著５Ｇ 網(wǎng)絡(luò)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域內(nèi)的深入研究與應(yīng)用實(shí)踐，其將為我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)新的契機(jī)和機(jī)遇以及廣闊的市場(chǎng)空間［３］ 。

７ 結(jié)束語(yǔ)

５Ｇ 將成為物聯(lián)網(wǎng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，面向智慧城市、工業(yè)制造等多個(gè)行業(yè)場(chǎng)景的垂直行業(yè)應(yīng)用；以及基于ＮＢ?ＩｏＴ，ＬＴＥ?Ａｄｖａｎｃｅｄ，ＬＴＥ 等移動(dòng)通信技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)解決方案。基于此，本文對(duì)中國(guó)５Ｇ 通信技術(shù)及產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展進(jìn)行了展望。

參考文獻(xiàn)：

［１］ 曾哲君．５Ｇ 通信技術(shù)推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展［Ｊ］．通訊世界，２０１７（１２）：２．

［２］ 魏海波．５Ｇ 移動(dòng)通信技術(shù)下的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代［Ｊ］．?dāng)?shù)字化用戶，２０１７，２３（２１）：７．

［３］ 葉明強(qiáng)．５Ｇ 通信技術(shù)推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展淺析［Ｊ］．中國(guó)新通信，２０１８，２０（８）：２．

作者簡(jiǎn)介：牛晨欣（１９９１—），本科，研究方向：５Ｇ 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)、５Ｇ 及物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用。