5G萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代大背景下移動(dòng)信息技術(shù)發(fā)展研究

段文博 高亞雄

摘要：5G雖然已經(jīng)取得了階段性的進(jìn)展，但其實(shí)還處于初級(jí)階段，目前只提升了網(wǎng)絡(luò)速率，實(shí)現(xiàn)了高帶寬，而對(duì)于低時(shí)延、海量連接，目前還剛開(kāi)始，將賦能垂直行業(yè)應(yīng)用，萬(wàn)物互聯(lián)，進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)社會(huì)向智能化、信息化轉(zhuǎn)型，5G仍然任重而道遠(yuǎn)。本文根據(jù)足總和多年工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)5G萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代大背景下移動(dòng)信息技術(shù)發(fā)展進(jìn)行了詳細(xì)的闡述和分析，供大家參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：5G;互聯(lián);時(shí)代;移動(dòng)信息技術(shù);發(fā)展

1、發(fā)展背景

近年來(lái)，第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)5G已經(jīng)成為通信業(yè)和學(xué)術(shù)界探討的熱點(diǎn)。5G的發(fā)展主要有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)力。一方面以長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)為代表的第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)4G已全面商用，對(duì)下一代技術(shù)的討論提上日程;另一方面，移動(dòng)數(shù)據(jù)的需求爆炸式增長(zhǎng)，現(xiàn)有移動(dòng)通信系統(tǒng)難以滿足未來(lái)需求，急需研發(fā)新一代5G系統(tǒng)。

5G的發(fā)展也來(lái)自于對(duì)移動(dòng)數(shù)據(jù)日益增長(zhǎng)的需求。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，越來(lái)越多的設(shè)備接入到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，新的服務(wù)和應(yīng)用層出不窮，全球移動(dòng)寬帶用戶在2018年有望達(dá)到90億，到2020年，預(yù)計(jì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的容量需要在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)容量上增長(zhǎng)1000倍。移動(dòng)數(shù)據(jù)流量的暴漲將給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。首先，如果按照當(dāng)前移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，容量難以支持千倍流量的增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)能耗和比特成本難以承受;其次，流量增長(zhǎng)必然帶來(lái)對(duì)頻譜的進(jìn)一步需求，而移動(dòng)通信頻譜稀缺，可用頻譜呈大跨度、碎片化分布，難以實(shí)現(xiàn)頻譜的高效使用;此外，要提升網(wǎng)絡(luò)容量，必須智能高效利用網(wǎng)絡(luò)資源，例如針對(duì)業(yè)務(wù)和用戶的個(gè)性進(jìn)行智能優(yōu)化，但這方面的能力不足;最后，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)必然是一個(gè)多網(wǎng)并存的異構(gòu)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，要提升網(wǎng)絡(luò)容量，必須解決高效管理各個(gè)網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)化互操作，增強(qiáng)用戶體驗(yàn)的問(wèn)題。為了解決上述挑戰(zhàn)，滿足日益增長(zhǎng)的移動(dòng)流量需求，亟需發(fā)展新一代5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。

2、5G對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的貢獻(xiàn)

隨著通信進(jìn)程的深化，5G技術(shù)推動(dòng)了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大視頻、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等關(guān)聯(lián)領(lǐng)域裂變式發(fā)展、為各個(gè)領(lǐng)域賦能，帶動(dòng)形成全社會(huì)廣泛參與、跨行業(yè)融合的5G大生態(tài)，為國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力提升、社會(huì)轉(zhuǎn)型和行業(yè)升級(jí)注入強(qiáng)勁動(dòng)力。

3、5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)方向的趨勢(shì)

隨著5G標(biāo)準(zhǔn)的落地，物聯(lián)網(wǎng)將迎來(lái)更多的發(fā)展機(jī)會(huì)，而物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展是導(dǎo)致大數(shù)據(jù)的主要原因。隨著大數(shù)據(jù)的發(fā)展，機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、自然語(yǔ)言處理以及機(jī)器人學(xué)等人工智能領(lǐng)域也迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇。從這個(gè)角度來(lái)看，5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)存在緊密的聯(lián)系。物聯(lián)網(wǎng)從體系結(jié)構(gòu)上可以劃分為六個(gè)組成部分，分別是設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、分析、應(yīng)用和安全，其中安全覆蓋了其他五個(gè)部分，物聯(lián)網(wǎng)是產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵。

大數(shù)據(jù)是物聯(lián)網(wǎng)、Web和傳統(tǒng)信息系統(tǒng)發(fā)展的結(jié)果，大數(shù)據(jù)注重?cái)?shù)據(jù)的價(jià)值化操作。當(dāng)前的大數(shù)據(jù)已經(jīng)形成了一個(gè)初步的產(chǎn)業(yè)鏈，包括數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、安全、分析、呈現(xiàn)和應(yīng)用。5G提供了基礎(chǔ)的通信服務(wù)支撐，在4G的基礎(chǔ)之上進(jìn)一步提升了數(shù)據(jù)的傳輸速率、提升了容量支持，同時(shí)在安全性上也有了一定程度的提升。隨著5G通信標(biāo)準(zhǔn)的落地，產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的大幕也在徐徐拉開(kāi)，而物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、正是產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)組成，這些技術(shù)都有廣泛的發(fā)展前景。

即使這樣，5G也僅僅只是開(kāi)啟的第一步eMBB場(chǎng)景的非獨(dú)立組網(wǎng)，獨(dú)立組網(wǎng)仍然還在推進(jìn)中，至于 mMTC和 URLLC場(chǎng)景，還仍然停留在試驗(yàn)階段，對(duì)5G相關(guān)的人才需求，缺口仍然十分巨大，5G人才勢(shì)能，遠(yuǎn)未釋放。

4、5G萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代大背景下移動(dòng)信息技術(shù)發(fā)展

4.1 5G促進(jìn)CT&IT&OT的融合

CT是指通信技術(shù)，Communication Technology，從電報(bào)、電話的發(fā)明，到不斷的演進(jìn)，到移動(dòng)通信技術(shù)走向民用，我們通常所說(shuō)的2G＼3G＼4G＼5G等就是傳統(tǒng)的CT業(yè)，也俗稱為電信業(yè)，電信技術(shù)。在目前來(lái)說(shuō)，CT業(yè)的企業(yè)又分為運(yùn)營(yíng)商、通信設(shè)備、通信服務(wù)支持等，運(yùn)營(yíng)商在國(guó)內(nèi)中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通，以及新獲得5G牌照的中國(guó)廣電，通信設(shè)備包括：華為、中興、愛(ài)立信、諾基亞、大唐以及配套的天線、小基站、光通信等一系列廠商，還有包括手機(jī)終端類的企業(yè);而通信服務(wù)類則包括中國(guó)鐵塔、中通服等各類提供通信服務(wù)類的企業(yè)。IT即信息技術(shù)，Information Technology，IT業(yè)在傳統(tǒng)上來(lái)說(shuō)是依據(jù)計(jì)算機(jī)業(yè)發(fā)展而來(lái)，包括涉及到計(jì)算機(jī)的軟硬件企業(yè)也被稱為是IT業(yè)企業(yè)，包括我們熟悉的英特爾、微軟、IBM、思科以及國(guó)內(nèi)的浪潮、聯(lián)想等，而由此發(fā)展起來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)（包括移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)），也逐漸納入到了IT業(yè)，例如國(guó)內(nèi)的BAT，國(guó)外的谷歌等。OT是操作技術(shù)，Operational Technology。傳統(tǒng)在工業(yè)領(lǐng)域里的操作，機(jī)械領(lǐng)域的操作技術(shù)等。

而5G時(shí)代的來(lái)臨，工業(yè)4.0也來(lái)臨，CT、IT、OT領(lǐng)域之間已經(jīng)密不可分，5G標(biāo)準(zhǔn)中引進(jìn)了大量的IT技術(shù)，例如5G核心網(wǎng)的NFV/SDN，網(wǎng)絡(luò)虛擬化、軟件化，普通的服務(wù)器已經(jīng)可以承擔(dān)，而在接入網(wǎng)層面openRAN等技術(shù)也迅猛發(fā)展，而CT與IT的融合，最終又將服務(wù)于垂直領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能、邊緣計(jì)算、智能工業(yè)等，IT、OT、CT將在未來(lái)緊密的融合在一起，成為一個(gè)整體。

4.2移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展

5G通信技術(shù)是接下來(lái)發(fā)展的趨向，也將成為新一代的的移動(dòng)通信系統(tǒng)。每一代網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)與應(yīng)用都是對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)步的充分肯定與證明。為進(jìn)一步促進(jìn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，加快新一代5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的來(lái)臨，有需要對(duì)5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行關(guān)注與分析。5G是未來(lái)十年的發(fā)展方向，在2020年以后將成為第五代的移動(dòng)通信系統(tǒng)。根據(jù)以往的移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的規(guī)律分析，5G應(yīng)具有著超高的頻譜利用率及利用能效，在傳輸速率和資源的利用效率方面，將比現(xiàn)今的4G技術(shù)有一個(gè)高度和質(zhì)的提升，在其無(wú)線信號(hào)的 覆蓋性能、傳輸時(shí)效、通信安全及用戶體驗(yàn)方面也將會(huì)有明顯的提高和進(jìn)步。5G移動(dòng)通信技術(shù)和其他無(wú)線移動(dòng)技術(shù)有著深入的聯(lián)系和結(jié)合，形成了新一代的全面性的通信網(wǎng)絡(luò)。滿足未來(lái)十年互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)通信網(wǎng)速的1000倍要求。未來(lái)5G移動(dòng)通信還須很強(qiáng)的靈活性，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化的網(wǎng)絡(luò)調(diào)整。

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展是推動(dòng)5G移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的主要?jiǎng)恿?，移?dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是各種新興業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)平臺(tái)，目前現(xiàn)有的固定互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的各種服務(wù)業(yè)務(wù)將通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的方式提供給用戶，后臺(tái)服務(wù)及云計(jì)算的廣泛應(yīng)用勢(shì)必會(huì)對(duì)5G移動(dòng)通信技術(shù)系統(tǒng)提出較高的要求，尤其是在系統(tǒng)容量要求與傳輸質(zhì)量要求上。5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)主要定位在要密切銜接其他各種無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)上，為快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)提供全方位和基礎(chǔ)性的業(yè)務(wù)服務(wù)。

4.3 5G移動(dòng)通信發(fā)展趨勢(shì)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息技術(shù)的不斷發(fā)展，5G移動(dòng)通信技術(shù)也逐漸形成并發(fā)展起來(lái)，移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展也將推動(dòng)其他技術(shù)的發(fā)展。目前，我國(guó)5G移動(dòng)通信系統(tǒng)是由移動(dòng)通信技術(shù)與無(wú)線技術(shù)兩種技術(shù)形成的。因此5G移動(dòng)通信技術(shù)的信息傳輸速度、信息傳輸質(zhì)量均較高，未來(lái)5G通信技術(shù)將在無(wú)線傳輸速度、智能化通信系統(tǒng)及吞吐率、無(wú)線通信頻率這幾方面得到長(zhǎng)足發(fā)展。5G通信技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中將呈現(xiàn)以下特征：第一，更為重視用戶體驗(yàn)度，5G通信技術(shù)更為重視通信網(wǎng)絡(luò)信息傳輸效率、信息吞吐量、3D等能力的發(fā)展及改革。第二，可有效提升網(wǎng)絡(luò)性能，使網(wǎng)絡(luò)可滿足不同用戶的需求，同時(shí)有效提高通信系統(tǒng)性能。第三，隨著5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)覆蓋率也將不斷提升，因此需不斷優(yōu)化通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)。第四，科學(xué)利用高頻段頻譜資源，這對(duì)推廣5G移動(dòng)通信技術(shù)具有重要意義。第五，保證5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)可靈活配置，運(yùn)營(yíng)商可通過(guò)分析、觀察用戶流量使用情況，進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，如此才可提升資源利用率，降低企業(yè)成本。

5、結(jié)束語(yǔ)

5G移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，在移動(dòng)通信領(lǐng)域掀起了新一輪的競(jìng)爭(zhēng)熱潮，加快5G技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用，力求在5G通信領(lǐng)域的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，已經(jīng)成為各國(guó)信息領(lǐng)域發(fā)展的重要任務(wù)。5G移動(dòng)通信技術(shù)，必將會(huì)得到空前的發(fā)展，并給社會(huì)的進(jìn)步帶來(lái)前所未有的推動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)：

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