王佳 代明 何曉明

摘 要 來勢洶洶的5G時代，物聯(lián)網是最大的受益者?？梢哉f，5G網絡就是為物聯(lián)網時代服務的，它能夠完美的實現(xiàn)萬物物聯(lián)。5G網絡一旦應用，車聯(lián)網、物聯(lián)網、智慧城市和無人機網絡等概念都將變?yōu)楝F(xiàn)實。此外，5G還將進一步應用到工業(yè)、醫(yī)療和安全等領域，能夠極大地促進這些領域的生產效率，創(chuàng)造出新的生產方式。

關鍵詞 5G；物聯(lián)網；通信技術；應用難點

“互聯(lián)網+”智媒技術創(chuàng)新中心的成立，是5G時代信息通信行業(yè)與媒體行業(yè)跨界合作的全新模式。它的主要作用一是增強傳播影響力，發(fā)揮技術優(yōu)勢；二是匯聚產業(yè)發(fā)展合力，創(chuàng)新內容制作發(fā)布方式，加強產業(yè)政策宣傳、解讀，增進各方共識；三是提升行業(yè)服務能力，聚焦互聯(lián)網+、5G等重點領域，大力開展政策研究、行業(yè)咨詢、測試評估等服務。

1 5G技術與應用難點

5G將是一個多業(yè)務多技術融合的網絡，通過技術的演進和創(chuàng)新，滿足未來包含廣泛數(shù)據(jù)和連接的各種業(yè)務的快速發(fā)展需要，提升用戶體驗。

1.1 5G基本技術

（1）新型信息中心網絡。傳統(tǒng)通信 TCP/IP 網絡難以實現(xiàn)全面海量數(shù)據(jù)的發(fā)布，而以 ICN（信息中心網絡）為代表的新技術優(yōu)勢日益明顯。

（2）SDN（軟件定義網絡）與 NFV（網絡功能虛擬化）。SDN 以基礎設施層（網絡最底層）、中間層（控制層）、最上層（應用層）為主，涵蓋了 API 網絡資源調用內容。NFV 是從網絡運營商的角度出發(fā)的網絡體系，利用 IT 技術平臺來實現(xiàn)功能虛擬化，并與所對應的功能塊相銜接，便于統(tǒng)一調用相關虛擬資源[1]。

（3）5G芯片技術。在高寬帶收發(fā)系統(tǒng)、可見光通信、調制解調器、移動終端、大規(guī)模天線和云后臺服務等諸多環(huán)節(jié)都需要芯片支撐，而且比4G的性能要求更高、尺寸更小。

（4） 云后臺服務。云服務安全、可靠并形成中心式云后臺，利用量子密碼學進行實現(xiàn)5G安全的實現(xiàn)，可以有效地避免不必要的資源浪費，并且可以降低物理層面的存儲支出，有效縮減第三方的存儲器代理提供的費用。

1.2 5G應用技術

5G的關鍵應用技術分為覆蓋增強技術、頻效提升技術、頻譜擴展技術和能效提升技術等四個類別。

（1）覆蓋增強技術。在 5G 的超密集異構網絡中，利用宏站和低功率小型基站進行覆蓋，包括4G、Wi-Fi、LTE 等多種異構網絡，通過增加站點密度減少節(jié)點間的距離，使網絡節(jié)點距離終端更近，令頻譜效率以及系統(tǒng)容量得到大幅度的提升[2]。

（2）頻效提升技術。一是MIMO天線技術。二是可利用節(jié)點擴展技術。三是新型傳輸波形。四是非正交多址接入技術。五是先進調制編碼技術。

（3）頻譜擴展技術。頻譜擴展技術是當今最先進的無線通信技術，包括認知無線電、毫米波、可見光通信等技術。

（4）能效提升技術。一是多域協(xié)同無線資源管理；二是多協(xié)同可以實現(xiàn)跨層資源的聯(lián)合調度，在跨網優(yōu)化中實現(xiàn)協(xié)同通信，促進交流、增加合作，跨網資源聯(lián)合優(yōu)化配置。

1.3 5G技術難點

（1）5G芯片。從深層次來看，國內外芯片方面的主要差距表現(xiàn)在：一是關鍵核心技術缺失。國外射頻芯片和器件技術已經非常成熟，尤其是面向高頻應用的BAW和FBAR 濾波器。二是缺乏成熟的商用工藝支撐，整體落后世界領先水平兩代以上。三是產業(yè)鏈上下游協(xié)同性不夠，當前我國面向5G，國內芯片缺乏與軟件、整機設備、系統(tǒng)應用和測試儀器儀表等產業(yè)生態(tài)環(huán)節(jié)的緊密互動[3]。

（2）云計算軟硬件。5G將采用 MECC， 即在靠近移動用戶的位置上提供IT 服務環(huán)境和云計算能力，使應用、服務和內容部署在分布式移動環(huán)境中，針對圖像、視頻和制圖等，將計算和存儲卸載到無線接入網，從而降低了對通信帶寬的開銷，并提高了實時性。

（3）毫米波高頻及高頻器件。首先，5G需要高、中以及低頻協(xié)同工作，頻段高意味著波長小、相應的天線尺寸小，偏向于采用多天線。其次，高頻信號衰落快，需要超密集組網，對有較強方向性特征的高頻數(shù)據(jù)的遮擋不可避免，很難形成最佳用戶體驗。第三，高頻關鍵器件的特性和成熟度對系統(tǒng)設計也帶來一些新的挑戰(zhàn)，最突出的問題就是高頻器件較為薄弱。

（4）5G排除信號干擾的算法。一是現(xiàn)有的干擾協(xié)調算法已不再適用。在 5G 移動通信網絡中，干擾是一個必須解決的問題。二是為了滿足移動性需求，需要新的切換算法。在超密集網絡中，密集地部署及形狀的不規(guī)則，導致頻繁復雜的切換。新的切換算法和網絡動態(tài)部署技術成為研究重點。

（5）5G網絡安全。一是5G網絡和業(yè)務運維的安全問題。5G采用的是通用硬件帶來低可靠性問題，需進一步研究如何提高在通用硬件平臺上實現(xiàn)電信協(xié)議的可靠性。二是接入設備的雙重身份引發(fā)的安全問題。三是超高密度用戶接入引發(fā)的安全問題。5G 網絡提供對與海量用戶訪問的支持，這將可能面臨針對海量用戶加密方法、加密服務器性能以及新的感知網絡以及人工智能病毒攻擊帶來的安全問題。

2 物聯(lián)網的發(fā)展與應用

物聯(lián)網是要讓設備和設備之間可以互相交換資料并溝通，讓人類的生活更加的自動化和方便。物聯(lián)網應用領域相當廣泛，從環(huán)境監(jiān)測、無線感測網絡、智能電網與能源管理、醫(yī)療照護、食品管制系統(tǒng)、產品供應鏈，以及從智能交通、智能建筑、智能工廠，以至于延伸到智能交通運輸/物流、甚至智慧城市的大范圍的應用。

3 5G與物聯(lián)網的關系

5G最重要的是物聯(lián)網的提升，面向未來，人們對移動互聯(lián)網大流量應用的需求及萬物互聯(lián)的需求十分巨大，現(xiàn)有的無線網絡性能無法滿足這些需求，供給與需求間的缺口將推動著現(xiàn)有的無線網絡繼續(xù)升級，最終推動5G時代的到來。

4 物聯(lián)網下5G的應用

未來5G將可以廣泛應用于生活的各個方面。例如自動駕駛汽車、無人機飛行、5G VR/AR、移動醫(yī)療和遠程操作復雜的自動化設備等都將是5G大顯身手的地方。

5 結束語

5G網絡速度和接入能力更加強大，將跳出移動互聯(lián)網真正實現(xiàn)讓萬物相連，讓城市生活包括交通、安防、教育和旅游等各個方面都將變得更加智慧，人工智能、自動駕駛、遠程手術、智慧城市以及萬物互聯(lián)都會因5G而普及。5G帶來的不僅是網速的改變，更是思維方式和商業(yè)模式的變革。

參考文獻

[1] 歐陽龍.物聯(lián)網形勢下的5G通信技術應用[J].通訊世界，2018，（03）：86-87.

[2] 高宇鑫.基于物聯(lián)網形勢下的5G通信技術應用分析[J].中國新通信，2018，（10）：90.

[3] 蔣志良.物聯(lián)網形式下的5G技術研究與應用[J].通訊世界，2018，（04）：36-37.