5 G通信中的物聯網變革與發展

武警貴州省總隊遵義市支隊 王宇濤

5 G通信中的物聯網變革與發展

武警貴州省總隊遵義市支隊 王宇濤

5G移動通信技術是目前通信技術中的前沿科技，在2020年后能夠得到應用和普及，也是現在通信領域研究的重點方向[1]。物聯網技術又是目前正在興起和國家重點研究探索的新興技術，物聯網時代將隨著5G網絡的建成得到更好更快的發展，從而實現生活工作智能化。文章重點論述5G網絡的發展和應用趨勢，并闡述5G網絡為物聯網應用和技術提升帶來的巨大推動，并論證5G網絡與物聯網的共生關系。

5G通信；物聯網；智能化

0 前言

5G是第五代移動通信技術，是面向2020年之后的新一代移動通信系統，是2G/3G/4G數據技術進步的結果[1]。5G網絡具有傳輸速率快、穩定性強，保密性高等特點。伴隨4G時代產生的物聯網，通過射頻識別系統(RFID)、紅外感應系統等信息傳感設備，把家電、PC等終端與國際互聯網連接起來，形成物品與物品相互連接的分布式網絡，從而實現物品交互智能化。作為互聯網、電信網、廣電網的衍生技術，物聯網重新定義了人們的生活和產業模式，隨著5G網絡逐步投入使用，將會給物聯網提供更加便利、高效的運行環境，也會對物聯網終端的研發和使用產生顛覆性革新。

1 物聯網發展現狀

1.1 政府關注度高，政策開辟綠色通道

2016年發布的《5G網絡架構設計》白皮書提煉了網絡切片、移動邊緣計算、按需網絡重構，以用戶為中心的無線接入網，以及能力開發等5G通信的創新技術，給出5G架構和技術標準化的推進建議[4]。國家“十三五”規劃綱要明確提出“發展物聯網開環應用”，將致力于加強通用協議和標準的研究，推動物聯網不同行業不同領域應用間的互聯互通、資源共享和應用協同，通過開環應用示范工程推動集成創新，總結形成一批綜合集成應用解決方案，促進傳統產業轉型升級，提高信息消費和民生服務能力，提升城市和社會管理水平。

1.2 各行各業積極探索，創新產品百花齊放

目前，騰訊、阿里、小米、360、華為等國內知名的互聯網企業，都投入了巨額資金和大量技術人員參與到物聯網研發當中，智能家居、無人駕駛、人體芯片植入等技術都已初見成果，其中以智能家居為代表的物聯網產業鏈，已經走進了尋常百姓人家，為大眾所接納，并廣泛使用。智能掃地機器人、智能感應照明、智能報警，都是這一時期的代表。

1.3 民眾理念進步明顯，主動參與技術創新

有創新意識才能奮發有為，隨著互聯網逐漸深入人們生活，加上中央政策導向，民眾的創新意識也得到了前所未有的激發，都紛紛參與到物聯網技術的體驗和創新中來。特別是在各大高校，電子計算機等專業學生積極申請物聯網相關課題進行研究，成果豐碩。許多電子制作愛好者和無線電愛好者，均在物聯網研發上取得了不少專利。

2 5G網絡對物聯網產生的變革

2.1 統一標準，變革的起步

在3GPPRAN第187次會議關于5G短碼方案討論中，中國華為推薦的PolarCode(極化碼)方案獲得認可，成為5G控制信道eMBB場景編碼的最終解決方案。相比4G時代的追趕者者，如今的中國已成為5G標準的領導者。但這只是萬里長征第一步，今后的標準制定，必須要考慮到多網絡、多系統融合，才能使物聯網隨著5G時代的來臨，發生技術上、功能上、體驗上的顛覆性變革。同時，可以更深層次推動通信模塊、網絡制式、發射頻段的標準統一化，降低物聯網設備入網門檻。

2.2 拓展傳統網絡協議及技術指標

5G不再單純地強調峰值速率，而是綜合考慮8個技術指標：峰值速率、用戶體驗速率、頻譜效率、移動性、時延、連接數密度、網絡能量效率和流量密度。[2]在終端密集性極高的物聯網，相鄰網絡節點之間的距離非常短，且不同終端的通信模塊在頻率、制式等技術指標上還略有差異，這與傳統網絡協議算法有很大的不同，有必要對傳統網絡協議進行改進，或設計一個全新的、兼容性強、可用性高協議算法來解決問題。

2.3 提升安全性和同步性

萬戶互聯，意味著每時每刻入網的終端都會以指數級倍增，從終端和接口的層面來說，物聯網帶來的信息安全、網絡安全乃至國家安全問題更加突出，使得物聯網的安全防護成為一個迫在眉睫的課題。不能簡單的將物聯網安全等同于傳統意義上的網絡安全，應該從標準、技術、硬件等幾個方面，應用數據同步、云計算等新技術，探索安全防護手段。同時，也應該嚴格入網檢測體系，形成一套切實可行的入網檢測模式，對于達不到安全標準的設備，限制其入網。

3 5G網絡為物聯網發展帶來的優勢

3.1 突破網絡瓶頸限制

5G網絡建成后，速率將會是4G網絡的100倍，意味著以手機、平板為代表的移動終端，信息獲取的標準質量會有質的提高。從智能家居的角度來看，信息獲取會從4G網絡的控制信號轉變為多元信息，為云計算、大數據等新興技術與物聯網的融合奠定基礎，從而邁向智能化時代。

3.2 覆蓋面擴大，實現萬物互聯

5G網絡采用的高頻段傳輸技術、多天線傳輸技術、設備間直接通信技術，在增強了傳統蜂窩數據網絡模型的同時，也加強了終端與終端之間的通信手段，在增強了傳統網絡結構的基礎上對網絡的覆蓋面、頻段的使用率的基礎上，大大減小了終端通信模塊體積，且融入了智能交互的技術保障。植入性能的提高，為更多終端入網提供了條件，真正意義上實現了萬物互聯。更能夠為5G網絡的人性化、個性化創新提供思路，比如低功耗、低輻射、低噪聲，都是5G網絡進步的關鍵因素。

3.3 驅動創新思維

由于網絡瓶頸的突破，許多在4G網絡無法實現的功能得以實現，將會對新技術的研發帶來更高的平臺，如智能導航駕駛、人工智能、虛擬現實等高科技研發和應用，都必將得到突破性進展。這就會引發大量關于5G網絡、物聯網的技術創新思維，眾多的新興技術應用會不斷涌現，將物聯網的作用發揮到極致，更好的服務社會。從長遠來看，5G網絡也不是網絡發展的終結，而是更高的起點，隨著5G網絡和物聯網的深度融合與革新，下一代網絡的實現也并不遙遠，而物聯網的升級版和創新技術都將指日可待。

4 結論

5G與物聯網是相互發展，共同進步，又相互依賴的兩項技術，共同組成了智能化網絡應用體系，中國需要明晰通信技術與物聯網共生的定位，5G網絡為物聯網提供了良好的進步環境和空間，物聯網也為5G網絡的發展提供了現實依據。相信在2020年左右，隨著5G網絡投入商用，將會引爆新一輪的技術革新，萬物互聯的時代將會有更多新奇的技術和工作生活方式等著我們去探索。事實證明，中國不論是在技術、政策環境還是民眾意識等等方面，在5G和物聯網發展上都走在了世界前列。我們應該看到，中國有實力憑借5G網絡下的物聯網，驅動社會變革、生產力變革和意識形態變革，從而使中國成為世界強國，引領技術、經濟和文化發展。

[1]曾劍秋．5G移動通信技術發展與應用趨勢[J]．電信工程技術與標準化,2017,02:1-4．

[2]張平．5G若干關鍵技術評述[J]．通信學報,2016,07:15-18．

[3]劉錦．我國物聯網現狀及發展策略[J]．企業經濟,2013,04:114-117．

[4]魏軍．5G通信技術推動物聯網產業鏈發展[J]．集成電路應用,2017,01:75-79．

[5]錢志鴻．物聯網技術與應用研究[J]．電子學報,2012,05:1023-1029．