物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用背景下的5G 技術(shù)發(fā)展研究

任吉媛，王 哲，羅 真，劉阜陽(yáng)

（國(guó)家電網(wǎng)公司東北分部，沈陽(yáng) 110180）

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，比4G 時(shí)代更為便捷的5G 時(shí)代即將來(lái)臨，屆時(shí)人類的生產(chǎn)、生活和工作方式將面臨新一輪的變革。據(jù)悉，5G 網(wǎng)絡(luò)能夠連接超過(guò)1000億商品、工業(yè)品、物流產(chǎn)品等物品，這就是所謂的5G 技術(shù)支撐的物體無(wú)限聯(lián)網(wǎng)。此外，5G 技術(shù)還可以與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)結(jié)合，使這個(gè)社會(huì)的方式更加智能和流暢，未來(lái)的時(shí)代發(fā)展將因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)和5G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)邁向一帶全新的科技與經(jīng)濟(jì)發(fā)展平臺(tái)。

1 物聯(lián)網(wǎng)概述

所謂物聯(lián)網(wǎng)，其實(shí)是物體無(wú)限聯(lián)網(wǎng)的簡(jiǎn)稱，在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，世間萬(wàn)事萬(wàn)物都可以互相連接，只要在物體上植入一個(gè)微型感應(yīng)芯片，該物體就能成為一個(gè)智能化的物體鏈接，基于此種鏈接和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，人與物之間、物與物之間都能夠進(jìn)行智能交流，這就是所謂的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信網(wǎng)已經(jīng)對(duì)人類社會(huì)進(jìn)行了顛覆性的改造，人類的生產(chǎn)生活方式也已經(jīng)發(fā)生激烈的變革，物聯(lián)網(wǎng)是上述三次信息革命浪潮之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)變革。在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，物聯(lián)網(wǎng)的廣泛分布能夠保障城市公共安全、提高工業(yè)生產(chǎn)的安全系數(shù)、完善交通監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控等公共領(lǐng)域，為人類創(chuàng)造更加舒適、便捷、高效的生活方式。

雖然物聯(lián)網(wǎng)的概念和戰(zhàn)略在我國(guó)的發(fā)展時(shí)日尚不長(zhǎng)，但是實(shí)際上，北美、歐洲諸國(guó)以及亞洲的一些發(fā)達(dá)國(guó)家就已經(jīng)提出了物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略。2009年，歐盟出臺(tái)以《歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃》的規(guī)范性文件，試圖以此為藍(lán)本在歐洲地區(qū)構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)體系，為歐盟的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供技術(shù)支撐。2015年美國(guó)也開始構(gòu)建自己的物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略，并為此支付了1.6億美元的財(cái)政投入擬構(gòu)建以物聯(lián)網(wǎng)體系為核心基礎(chǔ)的美國(guó)智慧城市。

2 G 的概念分解和發(fā)展探析

2.1 G 的概念分解

所謂5G 實(shí)際上就是第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)，其核心技術(shù)是無(wú)線技術(shù)，譬如大規(guī)模MIMO 技術(shù)、新興的多址接入技術(shù)、超高密集度組網(wǎng)技術(shù)、新型多載波技術(shù)、高級(jí)調(diào)制編碼技術(shù)；以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，譬如網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域主要有網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)、移動(dòng)邊緣計(jì)算技術(shù)、控制平面/用戶平面分離技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)功能重構(gòu)技術(shù)等，這些技術(shù)為5G 的低延時(shí)、高速率、超高密集組等優(yōu)勢(shì)提供了技術(shù)保障。與前四代通信技術(shù)相比，5G 技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛，其網(wǎng)速更快、延時(shí)更低，且用戶體驗(yàn)率更好，因此技術(shù)可以應(yīng)用到具有超高海量密度、超高連接數(shù)密度和超高移動(dòng)性特征的區(qū)域，譬如機(jī)器通信、高鐵、地鐵、高速公路等。除了應(yīng)用領(lǐng)域的拓展之外，5G 技術(shù)的超高網(wǎng)速可以為用戶提供流暢的高清視頻、在新游戲、虛擬現(xiàn)實(shí)等服務(wù)。

2.2 G 的發(fā)展探析

目前，全球的研發(fā)目光都已經(jīng)聚焦到了5G，毫無(wú)疑問(wèn)這一技術(shù)的發(fā)展將會(huì)推動(dòng)全球的移動(dòng)通信技術(shù)和產(chǎn)品的重大革命。三年前，我國(guó)就已經(jīng)開始了5G 技術(shù)的研發(fā)，經(jīng)過(guò)一年研發(fā)后即2016年，我國(guó)已經(jīng)攻克了5G 的關(guān)鍵技術(shù)，目前我國(guó)已經(jīng)完成5G系統(tǒng)驗(yàn)證，并計(jì)劃于今年即2018年在部分地區(qū)開通5G 網(wǎng)絡(luò)。5G技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用在受到廣泛關(guān)注和投入的同時(shí)，也需要一定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范。為此，我國(guó)提出了IMT-2020（5G）作為5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)組織于2018年公布的全球5G 標(biāo)準(zhǔn)也在一定程度上參考我國(guó)制定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這對(duì)我國(guó)企業(yè)的發(fā)展是一個(gè)重要的有利因素，這表明我國(guó)企業(yè)在全球5G 市場(chǎng)的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力將大大加強(qiáng)。

3 聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的5G 技術(shù)發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略最重要的技術(shù)支撐技術(shù)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面決定了物聯(lián)網(wǎng)的覆蓋面，物聯(lián)網(wǎng)用戶是依托移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)物品互聯(lián)的。在4G 時(shí)代，4G 網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率不斷增強(qiáng)的情況下，物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略初步成型，但4G 技術(shù)尚有不足之處，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展形成了掣肘和制約。物聯(lián)網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)更廣泛的覆蓋率、更高效的信息共享和更低廉的價(jià)格服務(wù)，就必須突破技術(shù)瓶頸，這其中最為重要的就是網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的變革?；诖朔N移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的支撐，物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的萬(wàn)物互聯(lián)將更快來(lái)臨。5G 為物聯(lián)網(wǎng)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐，物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的萬(wàn)物互聯(lián)同樣為5G 技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供了更好的平臺(tái)和機(jī)會(huì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

物聯(lián)網(wǎng)是未來(lái)時(shí)代發(fā)展的大勢(shì)所趨，這一技術(shù)所能達(dá)到的萬(wàn)物互聯(lián)將徹底變革現(xiàn)代人類社會(huì)的生產(chǎn)、生活方式。包括中國(guó)在內(nèi)的歐洲、北美、亞洲的諸多國(guó)家已經(jīng)開始實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略，推動(dòng)自己國(guó)家的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。不過(guò)，未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展需要低延時(shí)、高速率、超高密集組、海量鏈接的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為基礎(chǔ)保障.此時(shí)5G 技術(shù)的出現(xiàn)為物聯(lián)網(wǎng)突破技術(shù)瓶頸提供了契機(jī)，將于物聯(lián)網(wǎng)高度融合，這兩種技術(shù)的融合與互助將共同推動(dòng)新一輪的信息產(chǎn)業(yè)浪潮。