论文部分内容阅读
摘要：在移动通信技术迅速发展的当今时代，各项通讯技术与实体产品的联网服务之间的联系越来越紧密，并且已经形成了大规模的融合应用趋势。在移动通讯技术发展日臻成熟的情况下，5G时代的来临也成为了又一大联系物联网技术的桥梁，5G通讯技术的研发应用，标志着移动通讯传输技术的高效率、高稳定、高性价比发展成就，方便了人们能够更好利用高科技通讯技术进行生产生活。将5G技术应用于企业经营运维的物联网技术研发，是科学技术进步发展的必然交融结果。本文就5G移动通信技术下的物联网产业进行了研究论述，剖析二者之间的交融关系。
关键词：5G移动通信技术；物联网技术；技术交融
随着国家经济发展建设步伐的不断加快向前，移动通讯产业历经2G、3G、4G时代的产业发展，不断进行了各类科研探索，终于研发成功了5G移动通信技术并逐步开始应用。与之前的技术相比，5G移动通讯技术的优越性不仅体现在了网络数据传输速率的提高和时延降低，更体现在了5G移动通讯技术的安全性和稳定性提高，以及更高覆盖面等方面，这是我国移动通讯技术产业的划时代发展成就。
1 物联网时代概述
信息时代的各项实体应用技术发展都围绕着互联网技术的更新研发应用，物联网技术的本身就是信息时代互联网技术的衍生产物，是“互联网化”的实体物件联通应用技术的缩略名称。在物联网技术与互联网技术的交错应用层面上来说，物联网用户使用物联网技术的方式是通过互联网技术的应用为载体的，通过移动或者非移动的物品终端的互联网应用控制，开展信息交换互动，将较小的事物终端布局成互联网络的构成点，通过信息化技术的应用，感知、把控事物的存在与置换，这就是物联网技术的实际应用模式。
2 物联网技术在5G移动通讯时代的应用
2.1 5G移动通讯时代概述
早在2009年，我国就提出了在国内开创5G移动电话行动通信技术的相关概念。于2018年前后，我国的5G通讯技术研究已经试验网建设阶段，并于2018-2019年在多个城市开始试商用。以国内的5G移动通讯技术研发应用趋势来看，我国有望在2019年到2020年间，正式开启5G移动通讯时代。
2.2 物联网产业的5G移动通讯技术
物联网技术的构成内核是通过互联网技术的应用，通过传感手段、识别技术的实际应用实现物物网络式传感联通。而物联网技术的应用载体主要集中体现为芯片植入应用、物物终端联网等，通过RFID技术、智能传感、智能识别手段对各联网终端点进行分析识别，排除非联网终端点，实现各终端点的连接联通完整。物联网技术本身具有极强的应用功能，可以广范围地合理应用到各个经济科技领域。
2.2.1 SDN/NFV技术
SDN/NFV技术是5G移动通讯技术服务于物联网产业的关键技术所在，应用原理是通过移动通信网络的高速传输和网络存储，为互联网技术产业搭建沟通互联网交流高速传输桥梁，为物联网产业的终端存储物提供存储空间和服务功能，可以有效地完成各个互联网存储终端点的移动通讯沟通，将物联终端点的实体物存在转化为虚拟存储数据，通过各项数据分析注册存储，为使用者提供全方位的信息服务查询互动平台，最大程度上发挥虚拟软件和互联网技术的应用价值，同时最终得出一系列具有准确性和应用价值的数据，实现数据分理处理。在此基础上，5G移动通讯技术应用于物联网产业的高效联通特性得以体现出来。
2.2.2 灵活的频率配置和接入带宽
5G移动通讯技术相比原有的移动通讯技术提供了灵活的频率配置能力和接入带宽能力。主要是因为5G技术可利用更多地频谱资源，如毫米微波、非授权频段等，其中首次使用频率大于24GHz以上频段（通常称为毫米波）应用于移动宽带通信；结合5G中新出现的OFDM间隔参数可配置性和跨频段的载波聚合等技术增加接入的灵活性；然后升级了原LTE中使用的部分技术，如使用大规模MIMO，更新的信道编码等。使得5G可根据需要提供可选的接入能力并最高提供不低于10Gb/s的下载速度，以适应各种场景的物联网应用要求。
2.2.3 超密集网络
因为5G使用了比前几代移动通信更高的接入频段，更高的频率意味着更大的衰减，就要求5G在单位面积内部署比前几代移动通信多得多的接入基站，此举同样满足了未来物联网的大数量的终端接入需求（针对mMTC海量机器类通信场景）。基站的部署密度增加对整网提出了更高的要求：比如小区边界数量剧增使得用户可能会频繁复杂地切换。为了满足移动性需求，这就需要新的切换算法；再如大数量的网络节点需要高穩定的网络结构作为依托，所以在网络通信质量上，5G在SON技术的的投入应用，大量减免了传统移动通信的高密度网络维修环节，提高了移动通信网络的智能化维护水平，在物联网的数据传输环节中，5G移动通信的利用，能在最大程度上保证数据传输的安全性和稳定性。另外针对不同需求的接入用户，5G可以把运营商的物理网络切分成多个虚拟网络，每个网络适应不同的服务需求，具体来说适应不同的时延、带宽、安全性、可靠性等要求，比如将一张物理网络划分为智能交通、智慧教育、智慧医疗、智能家居以及工业控制等多个不同的逻辑网络，保证了物联网业务接入类型的同时节省了基础网络的投资。
2.2.4 低时延端到端传输
物联网另外一个非常重要的特点就是对时延的要求，如智能交通、智慧医疗以及工业控制等uRLLC场景（超高可靠超低时延通信）都对时延有很高的要求。5G的在此方面同样有出色的应对措施，除了本身的扁平化网络架构降低了系统时延以外，CDN内容分发网络的引入，综合考虑各节点连接状态、负载情况以及用户距离等信息，通过将相关内容分发至靠近用户的CDN服务器上、实现用户就近获取所需的信息，缩短响应时间，提高响应速度；另外设备到设备通信（D2D）是一种基于蜂窝系统的近距离数据直接传输技术，会话的数据直接在终端之间进行传输，不需要通过基站转发，从而减轻基站负担，降低端到端的传输时延，提升频谱效率；5G还引入的边缘计算，即网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供最近端服务，在基站侧即建立计算和存储能力，有效降低了物联网整体时延。
结束语：
物联网技术的应用价值，不仅仅从属于互联网技术的创新发展，更服务着我国国民经济建设，可以说物联网的发展是我国进入便捷通讯时代以来的经济建设科学利器。进入5G移动通讯时代以来，物联网技术更应该借力于5G移动通讯技术的应用研发，为国民经济建设作相关应用价值贡献。
参考文献
[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].
（作者单位：中国联合网络通信有限公司重庆市分公司）
关键词：5G移动通信技术；物联网技术；技术交融
随着国家经济发展建设步伐的不断加快向前，移动通讯产业历经2G、3G、4G时代的产业发展，不断进行了各类科研探索，终于研发成功了5G移动通信技术并逐步开始应用。与之前的技术相比，5G移动通讯技术的优越性不仅体现在了网络数据传输速率的提高和时延降低，更体现在了5G移动通讯技术的安全性和稳定性提高，以及更高覆盖面等方面，这是我国移动通讯技术产业的划时代发展成就。
1 物联网时代概述
信息时代的各项实体应用技术发展都围绕着互联网技术的更新研发应用，物联网技术的本身就是信息时代互联网技术的衍生产物，是“互联网化”的实体物件联通应用技术的缩略名称。在物联网技术与互联网技术的交错应用层面上来说，物联网用户使用物联网技术的方式是通过互联网技术的应用为载体的，通过移动或者非移动的物品终端的互联网应用控制，开展信息交换互动，将较小的事物终端布局成互联网络的构成点，通过信息化技术的应用，感知、把控事物的存在与置换，这就是物联网技术的实际应用模式。
2 物联网技术在5G移动通讯时代的应用
2.1 5G移动通讯时代概述
早在2009年，我国就提出了在国内开创5G移动电话行动通信技术的相关概念。于2018年前后，我国的5G通讯技术研究已经试验网建设阶段，并于2018-2019年在多个城市开始试商用。以国内的5G移动通讯技术研发应用趋势来看，我国有望在2019年到2020年间，正式开启5G移动通讯时代。
2.2 物联网产业的5G移动通讯技术
物联网技术的构成内核是通过互联网技术的应用，通过传感手段、识别技术的实际应用实现物物网络式传感联通。而物联网技术的应用载体主要集中体现为芯片植入应用、物物终端联网等，通过RFID技术、智能传感、智能识别手段对各联网终端点进行分析识别，排除非联网终端点，实现各终端点的连接联通完整。物联网技术本身具有极强的应用功能，可以广范围地合理应用到各个经济科技领域。
2.2.1 SDN/NFV技术
SDN/NFV技术是5G移动通讯技术服务于物联网产业的关键技术所在，应用原理是通过移动通信网络的高速传输和网络存储，为互联网技术产业搭建沟通互联网交流高速传输桥梁，为物联网产业的终端存储物提供存储空间和服务功能，可以有效地完成各个互联网存储终端点的移动通讯沟通，将物联终端点的实体物存在转化为虚拟存储数据，通过各项数据分析注册存储，为使用者提供全方位的信息服务查询互动平台，最大程度上发挥虚拟软件和互联网技术的应用价值，同时最终得出一系列具有准确性和应用价值的数据，实现数据分理处理。在此基础上，5G移动通讯技术应用于物联网产业的高效联通特性得以体现出来。
2.2.2 灵活的频率配置和接入带宽
5G移动通讯技术相比原有的移动通讯技术提供了灵活的频率配置能力和接入带宽能力。主要是因为5G技术可利用更多地频谱资源，如毫米微波、非授权频段等，其中首次使用频率大于24GHz以上频段（通常称为毫米波）应用于移动宽带通信；结合5G中新出现的OFDM间隔参数可配置性和跨频段的载波聚合等技术增加接入的灵活性；然后升级了原LTE中使用的部分技术，如使用大规模MIMO，更新的信道编码等。使得5G可根据需要提供可选的接入能力并最高提供不低于10Gb/s的下载速度，以适应各种场景的物联网应用要求。
2.2.3 超密集网络
因为5G使用了比前几代移动通信更高的接入频段，更高的频率意味着更大的衰减，就要求5G在单位面积内部署比前几代移动通信多得多的接入基站，此举同样满足了未来物联网的大数量的终端接入需求（针对mMTC海量机器类通信场景）。基站的部署密度增加对整网提出了更高的要求：比如小区边界数量剧增使得用户可能会频繁复杂地切换。为了满足移动性需求，这就需要新的切换算法；再如大数量的网络节点需要高穩定的网络结构作为依托，所以在网络通信质量上，5G在SON技术的的投入应用，大量减免了传统移动通信的高密度网络维修环节，提高了移动通信网络的智能化维护水平，在物联网的数据传输环节中，5G移动通信的利用，能在最大程度上保证数据传输的安全性和稳定性。另外针对不同需求的接入用户，5G可以把运营商的物理网络切分成多个虚拟网络，每个网络适应不同的服务需求，具体来说适应不同的时延、带宽、安全性、可靠性等要求，比如将一张物理网络划分为智能交通、智慧教育、智慧医疗、智能家居以及工业控制等多个不同的逻辑网络，保证了物联网业务接入类型的同时节省了基础网络的投资。
2.2.4 低时延端到端传输
物联网另外一个非常重要的特点就是对时延的要求，如智能交通、智慧医疗以及工业控制等uRLLC场景（超高可靠超低时延通信）都对时延有很高的要求。5G的在此方面同样有出色的应对措施，除了本身的扁平化网络架构降低了系统时延以外，CDN内容分发网络的引入，综合考虑各节点连接状态、负载情况以及用户距离等信息，通过将相关内容分发至靠近用户的CDN服务器上、实现用户就近获取所需的信息，缩短响应时间，提高响应速度；另外设备到设备通信（D2D）是一种基于蜂窝系统的近距离数据直接传输技术，会话的数据直接在终端之间进行传输，不需要通过基站转发，从而减轻基站负担，降低端到端的传输时延，提升频谱效率；5G还引入的边缘计算，即网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供最近端服务，在基站侧即建立计算和存储能力，有效降低了物联网整体时延。
结束语：
物联网技术的应用价值，不仅仅从属于互联网技术的创新发展，更服务着我国国民经济建设，可以说物联网的发展是我国进入便捷通讯时代以来的经济建设科学利器。进入5G移动通讯时代以来，物联网技术更应该借力于5G移动通讯技术的应用研发，为国民经济建设作相关应用价值贡献。
参考文献
[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].
（作者单位：中国联合网络通信有限公司重庆市分公司）