5 G通信中的物联网变革与发展

武警贵州省总队遵义市支队 王宇涛

5 G通信中的物联网变革与发展

武警贵州省总队遵义市支队 王宇涛

5G移动通信技术是目前通信技术中的前沿科技，在2020年后能够得到应用和普及，也是现在通信领域研究的重点方向[1]。物联网技术又是目前正在兴起和国家重点研究探索的新兴技术，物联网时代将随着5G网络的建成得到更好更快的发展，从而实现生活工作智能化。文章重点论述5G网络的发展和应用趋势，并阐述5G网络为物联网应用和技术提升带来的巨大推动，并论证5G网络与物联网的共生关系。

5G通信；物联网；智能化

0 前言

5G是第五代移动通信技术，是面向2020年之后的新一代移动通信系统，是2G/3G/4G数据技术进步的结果[1]。5G网络具有传输速率快、稳定性强，保密性高等特点。伴随4G时代产生的物联网，通过射频识别系统(RFID)、红外感应系统等信息传感设备，把家电、PC等终端与国际互联网连接起来，形成物品与物品相互连接的分布式网络，从而实现物品交互智能化。作为互联网、电信网、广电网的衍生技术，物联网重新定义了人们的生活和产业模式，随着5G网络逐步投入使用，将会给物联网提供更加便利、高效的运行环境，也会对物联网终端的研发和使用产生颠覆性革新。

1 物联网发展现状

1.1 政府关注度高，政策开辟绿色通道

2016年发布的《5G网络架构设计》白皮书提炼了网络切片、移动边缘计算、按需网络重构，以用户为中心的无线接入网，以及能力开发等5G通信的创新技术，给出5G架构和技术标准化的推进建议[4]。国家“十三五”规划纲要明确提出“发展物联网开环应用”，将致力于加强通用协议和标准的研究，推动物联网不同行业不同领域应用间的互联互通、资源共享和应用协同，通过开环应用示范工程推动集成创新，总结形成一批综合集成应用解决方案，促进传统产业转型升级，提高信息消费和民生服务能力，提升城市和社会管理水平。

1.2 各行各业积极探索，创新产品百花齐放

目前，腾讯、阿里、小米、360、华为等国内知名的互联网企业，都投入了巨额资金和大量技术人员参与到物联网研发当中，智能家居、无人驾驶、人体芯片植入等技术都已初见成果，其中以智能家居为代表的物联网产业链，已经走进了寻常百姓人家，为大众所接纳，并广泛使用。智能扫地机器人、智能感应照明、智能报警，都是这一时期的代表。

1.3 民众理念进步明显，主动参与技术创新

有创新意识才能奋发有为，随着互联网逐渐深入人们生活，加上中央政策导向，民众的创新意识也得到了前所未有的激发，都纷纷参与到物联网技术的体验和创新中来。特别是在各大高校，电子计算机等专业学生积极申请物联网相关课题进行研究，成果丰硕。许多电子制作爱好者和无线电爱好者，均在物联网研发上取得了不少专利。

2 5G网络对物联网产生的变革

2.1 统一标准，变革的起步

在3GPPRAN第187次会议关于5G短码方案讨论中，中国华为推荐的PolarCode(极化码)方案获得认可，成为5G控制信道eMBB场景编码的最终解决方案。相比4G时代的追赶者者，如今的中国已成为5G标准的领导者。但这只是万里长征第一步，今后的标准制定，必须要考虑到多网络、多系统融合，才能使物联网随着5G时代的来临，发生技术上、功能上、体验上的颠覆性变革。同时，可以更深层次推动通信模块、网络制式、发射频段的标准统一化，降低物联网设备入网门槛。

2.2 拓展传统网络协议及技术指标

5G不再单纯地强调峰值速率，而是综合考虑8个技术指标：峰值速率、用户体验速率、频谱效率、移动性、时延、连接数密度、网络能量效率和流量密度。[2]在终端密集性极高的物联网，相邻网络节点之间的距离非常短，且不同终端的通信模块在频率、制式等技术指标上还略有差异，这与传统网络协议算法有很大的不同，有必要对传统网络协议进行改进，或设计一个全新的、兼容性强、可用性高协议算法来解决问题。

2.3 提升安全性和同步性

万户互联，意味着每时每刻入网的终端都会以指数级倍增，从终端和接口的层面来说，物联网带来的信息安全、网络安全乃至国家安全问题更加突出，使得物联网的安全防护成为一个迫在眉睫的课题。不能简单的将物联网安全等同于传统意义上的网络安全，应该从标准、技术、硬件等几个方面，应用数据同步、云计算等新技术，探索安全防护手段。同时，也应该严格入网检测体系，形成一套切实可行的入网检测模式，对于达不到安全标准的设备，限制其入网。

3 5G网络为物联网发展带来的优势

3.1 突破网络瓶颈限制

5G网络建成后，速率将会是4G网络的100倍，意味着以手机、平板为代表的移动终端，信息获取的标准质量会有质的提高。从智能家居的角度来看，信息获取会从4G网络的控制信号转变为多元信息，为云计算、大数据等新兴技术与物联网的融合奠定基础，从而迈向智能化时代。

3.2 覆盖面扩大，实现万物互联

5G网络采用的高频段传输技术、多天线传输技术、设备间直接通信技术，在增强了传统蜂窝数据网络模型的同时，也加强了终端与终端之间的通信手段，在增强了传统网络结构的基础上对网络的覆盖面、频段的使用率的基础上，大大减小了终端通信模块体积，且融入了智能交互的技术保障。植入性能的提高，为更多终端入网提供了条件，真正意义上实现了万物互联。更能够为5G网络的人性化、个性化创新提供思路，比如低功耗、低辐射、低噪声，都是5G网络进步的关键因素。

3.3 驱动创新思维

由于网络瓶颈的突破，许多在4G网络无法实现的功能得以实现，将会对新技术的研发带来更高的平台，如智能导航驾驶、人工智能、虚拟现实等高科技研发和应用，都必将得到突破性进展。这就会引发大量关于5G网络、物联网的技术创新思维，众多的新兴技术应用会不断涌现，将物联网的作用发挥到极致，更好的服务社会。从长远来看，5G网络也不是网络发展的终结，而是更高的起点，随着5G网络和物联网的深度融合与革新，下一代网络的实现也并不遥远，而物联网的升级版和创新技术都将指日可待。

4 结论

5G与物联网是相互发展，共同进步，又相互依赖的两项技术，共同组成了智能化网络应用体系，中国需要明晰通信技术与物联网共生的定位，5G网络为物联网提供了良好的进步环境和空间，物联网也为5G网络的发展提供了现实依据。相信在2020年左右，随着5G网络投入商用，将会引爆新一轮的技术革新，万物互联的时代将会有更多新奇的技术和工作生活方式等着我们去探索。事实证明，中国不论是在技术、政策环境还是民众意识等等方面，在5G和物联网发展上都走在了世界前列。我们应该看到，中国有实力凭借5G网络下的物联网，驱动社会变革、生产力变革和意识形态变革，从而使中国成为世界强国，引领技术、经济和文化发展。

[1]曾剑秋．5G移动通信技术发展与应用趋势[J]．电信工程技术与标准化,2017,02:1-4．

[2]张平．5G若干关键技术评述[J]．通信学报,2016,07:15-18．

[3]刘锦．我国物联网现状及发展策略[J]．企业经济,2013,04:114-117．

[4]魏军．5G通信技术推动物联网产业链发展[J]．集成电路应用,2017,01:75-79．

[5]钱志鸿．物联网技术与应用研究[J]．电子学报,2012,05:1023-1029．