5G移動通信技術下的物聯網時代

明朗

摘要：在移動通信技術迅速發展的當今時代，各項通訊技術與實體產品的聯網服務之間的聯系越來越緊密，并且已經形成了大規模的融合應用趨勢。在移動通訊技術發展日臻成熟的情況下，5G時代的來臨也成為了又一大聯系物聯網技術的橋梁，5G通訊技術的研發應用，標志著移動通訊傳輸技術的高效率、高穩定、高性價比發展成就，方便了人們能夠更好利用高科技通訊技術進行生產生活。將5G技術應用于企業經營運維的物聯網技術研發，是科學技術進步發展的必然交融結果。本文就5G移動通信技術下的物聯網產業進行了研究論述，剖析二者之間的交融關系。

關鍵詞：5G移動通信技術;物聯網技術;技術交融

隨著國家經濟發展建設步伐的不斷加快向前，移動通訊產業歷經2G、3G、4G時代的產業發展，不斷進行了各類科研探索，終于研發成功了5G移動通信技術并逐步開始應用。與之前的技術相比，5G移動通訊技術的優越性不僅體現在了網絡數據傳輸速率的提高和時延降低，更體現在了5G移動通訊技術的安全性和穩定性提高，以及更高覆蓋面等方面，這是我國移動通訊技術產業的劃時代發展成就。

1 物聯網時代概述

信息時代的各項實體應用技術發展都圍繞著互聯網技術的更新研發應用，物聯網技術的本身就是信息時代互聯網技術的衍生產物，是“互聯網化”的實體物件聯通應用技術的縮略名稱。在物聯網技術與互聯網技術的交錯應用層面上來說，物聯網用戶使用物聯網技術的方式是通過互聯網技術的應用為載體的，通過移動或者非移動的物品終端的互聯網應用控制，開展信息交換互動，將較小的事物終端布局成互聯網絡的構成點，通過信息化技術的應用，感知、把控事物的存在與置換，這就是物聯網技術的實際應用模式。

2 物聯網技術在5G移動通訊時代的應用

2.1 5G移動通訊時代概述

早在2009年，我國就提出了在國內開創5G移動電話行動通信技術的相關概念。于2018年前后，我國的5G通訊技術研究已經試驗網建設階段，并于2018-2019年在多個城市開始試商用。以國內的5G移動通訊技術研發應用趨勢來看，我國有望在2019年到2020年間，正式開啟5G移動通訊時代。

2.2 物聯網產業的5G移動通訊技術

物聯網技術的構成內核是通過互聯網技術的應用，通過傳感手段、識別技術的實際應用實現物物網絡式傳感聯通。而物聯網技術的應用載體主要集中體現為芯片植入應用、物物終端聯網等，通過RFID技術、智能傳感、智能識別手段對各聯網終端點進行分析識別，排除非聯網終端點，實現各終端點的連接聯通完整。物聯網技術本身具有極強的應用功能，可以廣范圍地合理應用到各個經濟科技領域。

2.2.1 ?SDN/NFV技術

SDN/NFV技術是5G移動通訊技術服務于物聯網產業的關鍵技術所在，應用原理是通過移動通信網絡的高速傳輸和網絡存儲，為互聯網技術產業搭建溝通互聯網交流高速傳輸橋梁，為物聯網產業的終端存儲物提供存儲空間和服務功能，可以有效地完成各個互聯網存儲終端點的移動通訊溝通，將物聯終端點的實體物存在轉化為虛擬存儲數據，通過各項數據分析注冊存儲，為使用者提供全方位的信息服務查詢互動平臺，最大程度上發揮虛擬軟件和互聯網技術的應用價值，同時最終得出一系列具有準確性和應用價值的數據，實現數據分理處理。在此基礎上，5G移動通訊技術應用于物聯網產業的高效聯通特性得以體現出來。

2.2.2 靈活的頻率配置和接入帶寬

5G移動通訊技術相比原有的移動通訊技術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技術可利用更多地頻譜資源，如毫米微波、非授權頻段等，其中首次使用頻率大于24GHz以上頻段（通常稱為毫米波）應用于移動寬帶通信;結合5G中新出現的OFDM間隔參數可配置性和跨頻段的載波聚合等技術增加接入的靈活性;然后升級了原LTE中使用的部分技術，如使用大規模MIMO，更新的信道編碼等。使得5G可根據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，以適應各種場景的物聯網應用要求。

2.2.3 超密集網絡

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網的大數量的終端接入需求（針對mMTC海量機器類通信場景）。基站的部署密度增加對整網提出了更高的要求：比如小區邊界數量劇增使得用戶可能會頻繁復雜地切換。為了滿足移動性需求，這就需要新的切換算法;再如大數量的網絡節點需要高穩定的網絡結構作為依托，所以在網絡通信質量上，5G在SON技術的的投入應用，大量減免了傳統移動通信的高密度網絡維修環節，提高了移動通信網絡的智能化維護水平，在物聯網的數據傳輸環節中，5G移動通信的利用，能在最大程度上保證數據傳輸的安全性和穩定性。另外針對不同需求的接入用戶，5G可以把運營商的物理網絡切分成多個虛擬網絡，每個網絡適應不同的服務需求，具體來說適應不同的時延、帶寬、安全性、可靠性等要求，比如將一張物理網絡劃分為智能交通、智慧教育、智慧醫療、智能家居以及工業控制等多個不同的邏輯網絡，保證了物聯網業務接入類型的同時節省了基礎網絡的投資。

2.2.4 低時延端到端傳輸

物聯網另外一個非常重要的特點就是對時延的要求，如智能交通、智慧醫療以及工業控制等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對措施，除了本身的扁平化網絡架構降低了系統時延以外，CDN內容分發網絡的引入，綜合考慮各節點連接狀態、負載情況以及用戶距離等信息，通過將相關內容分發至靠近用戶的CDN服務器上、實現用戶就近獲取所需的信息，縮短響應時間，提高響應速度;另外設備到設備通信（D2D）是一種基于蜂窩系統的近距離數據直接傳輸技術，會話的數據直接在終端之間進行傳輸，不需要通過基站轉發，從而減輕基站負擔，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，即網絡、計算、存儲、應用核心能力為一體的開放平臺，就近提供最近端服務，在基站側即建立計算和存儲能力，有效降低了物聯網整體時延。

結束語：

物聯網技術的應用價值，不僅僅從屬于互聯網技術的創新發展，更服務著我國國民經濟建設，可以說物聯網的發展是我國進入便捷通訊時代以來的經濟建設科學利器。進入5G移動通訊時代以來，物聯網技術更應該借力于5G移動通訊技術的應用研發，為國民經濟建設作相關應用價值貢獻。

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：中國聯合網絡通信有限公司重慶市分公司）