5G新興應用簡介

伍爽　韓哲鑫

摘 要 各種新興的應用是5G商用的主要推動力，這些應用通常對帶寬和時延要求較高，而5G網絡的高帶寬和低時延特性正好滿足了這些新興技術的應用。本文主要對5G支持的一些新興應用進行介紹，主要包括：D2D通信、M2M通信、物聯網、車聯網。人們希望5G網絡可以為廣大的公共和私營部門提供服務，如能源、農業、城市管理、制造業、運輸業等。5G除了要滿足巨大的連接數造成的較大數據量的同時，還要滿足不同設備多樣化的服務需求。這些新興的應用主要產生于3GPP LTE 版本8.0之后，雖然4G LTE可以支持部分新興應用，但是隨著這些新興技術爆炸式的增長，必然會給現有的4G網絡帶來較大的負擔。而5G毫米波大量的非授權頻段可以為這些新興應用提供很好的支持。本文我們將介紹一些5G面臨的一些重量級應用。主要包括D2D通信、M2M通信、物聯網、車聯網、遠程醫療和智能可穿戴設備。

關鍵詞 5G D2D通信 M2M通信 物聯網 車聯網

中圖分類號：TN919 文獻標識碼：A

1 D2D通信

D2D通信主要是指終端與終端之間通過復用小區資源而完成的一種新型通信技術，也就是說終端之間的數據可以不經過網絡中轉，而直接進行通信。主要的形式包括端到端的數據通信、移動設備作為中繼節點和鄰近服務等。

D2D可以提升蜂窩系統的頻譜效率主要體現在兩個方面：首先在D2D通信模式下，終端之間的數據可以不經過網絡中轉實現相互傳輸，從而提升鏈路增益。其次，終端可以復用蜂窩網絡的頻率資源，從而提升頻譜資源復用增益。另外D2D通信可以有效的增強用戶的體驗，相鄰用戶終端實現直接的近距離通信，降低了網絡傳輸的延時，從而提升用戶體驗。

2 M2M通信

同D2D通信類似M2M通信也需要5G網絡提供很好的支持。M2M通信的主要特征是智能設備可以實現數據的自動生成、處理、傳輸、交換等，從而盡量的減少對人的依賴性。M2M通信區別于D2D通信，M2M通信需要連接大量的設備，包括智能電表、傳感器、智能機器人、智能網絡設備等。

人與人之間遠距離的溝通主要是通過相應的設備來實現，包括手機、電話、電腦等。而M2M通信技術主要指的是增強儀器、智能設備之間的通信和連網的技術。隨著越來越多的設備具備了通信和連網能力，M2M通信需要建立一個統一的通信接口和標準化的傳輸內容。

M2M涉及到5個重要的技術部分：機器、M2M硬件、通信網絡、中間件、應用。機器是M2M通信的數據來源；M2M硬件主要是為了實現機器的通信和聯網功能；通信網絡主要是為了支持信息的傳輸；中間件主要完成的是數據的翻譯，實現不同通信協議的切換；應用部分主要是對原始數據進行分析處理，使其變為有價值的信息。

M2M通信技術的運用具有很重要的意義，市場前景非常廣闊，改變著人們的生活方式。

3物聯網

物聯網的愿景把所有的物體都聯系在一起，并且這種連接不受時間和地點的限制。這一愿景的實現必然依賴于高帶寬的5G網絡出現。

物聯網作為新一代信息技術，從字面上理解就是物物相連的互聯網。主要體現在兩個方面。首先，它是建立在互聯網基礎之上的，它是互聯網的延伸；其次，它不僅限于用戶與用戶通過網絡互聯，而是擴展到所有物品，物品同物品之間實現信息的交互。物聯網的實現依賴于智能感知、識別以及計算機通信技術。然而，物聯網的實現面臨著下面六個挑戰：低功耗、信息的感測、連通性的選擇、云端連通性的管理、安全性保障、為非專業人員提供物聯網解決方案。上述問題能否順利解決是物聯網是否能夠普及的關鍵。

4車聯網

物聯網技術的發展引發了車聯網技術的演進。車聯網技術主要用于交通管理避免和減少車輛碰撞。5G網絡的高帶寬、低時延能夠很好的保證車聯網技術的需求。

車聯網不僅僅是指車輛同車輛之間的狹義互聯，而是指車輛與車輛、行人、公路基礎設施之間的進行信息傳遞，通過上述信息的交互可以實現智能化的交通管理、無人駕駛、動態信息服務的互聯網絡。

車聯網系統由三部分組成由車載終端，主要負責車輛數據的收集、存儲和發送，通常由傳感器、無線發送模塊等來實現；云處理平臺主要完成對大量數據的處理，篩選出有用信息。應用平臺主要完成對數據的統計式處理，并把處理后的數據呈現給管理人員查看。

5遠程醫療和智能穿戴設備

遠程醫療是指通過使用計算機和通信技術，為邊遠地區提供相應的醫療服務。傳感器技術與通信技術的快速發展，為人們的健康監測提供了新的可能性。5G技術的興起使得遠程醫療正在發生轉變。實時數據的收集和監控始終是限制遠程醫療發展的兩個重要因素，而5G高帶寬、低時延的特性能夠很好的解決上述問題。再者智能穿戴設備的興起，需要解決海量數據處理、存儲和實時通信的問題。然而這些對于5G無線網絡系統來說都不是問題。

參考文獻

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