5G通信技术对物联网产业链发展的推动作用

5G通信技术对物联网产业链发展的推动作用

李璐鹏

山东省邮电规划设计院有限公司 山东 青岛 266071

摘要：5G通信技术是万物互联时代的关键技术，其核心技术的进步与发展必然将促进物联网产业链的发展。文章首先对5G通信技术与物联网的关系进行分析，继而重点探究5G通信技术发展对物联网产业链的推动作用。

关键词：5G通信技术；物联网；产业链发展

5G通信技术是“十三五”期间国家重点支持的产业，是我国高新信息技术产业崛起的核心载体，凭借比4G具有更高的峰值速率、更短的延迟时间、更多的连接主体，可以预见5G通信技术的发展对物联网产业的发展。本文立足5G通信技术的发展，探究其对物联网产业链发展的推动作用，具有较强的实践意义。

一、5G时代的特性

物联网的建立，离不开信息平台的成功搭建，缺少了优秀的信息传导技术，物联网将失去最重要的技术基础。因此，5G时代的到来，将真正实现物联网的大规模发展，下文中，笔者将根据物联网对信息传播速度的需求特点，提出5G通信技术在物联网发展中的特性。

1.超高传输速率，超容量带宽

面对未来移动智能终端的普及、移动应用的蓬勃发展，由此而带来的激增的移动数据流量，为了满足用户的需求，5G必须具有光纤般的传输速率，超高容量的带宽。传输速率与带宽应满足如下指标：用户体验速率0.1~1Gb/s，用户峰值速率可达10Gb/s。

2.广泛的网络覆盖，零时延的端对端传送

未来移动通信将满足各种类型互联网业务的个性化需求，提供无所不在的智能信息服务，无所不在的连接，这要求5G要有更好的覆盖、更大的连接数密度及更好的移动适应性，以保证用户在不同的环境下都能得到一致的服务体验。同时，物联网的控制类业务中，如车联网、自动控制等业务，对时延要求敏感，要求时延低至毫秒量级，且需要保证高可靠性。

在5G系统中，为实现1ms时延，RTT（往返时间）应该不大于200μs，假设发射机和接收机能力可以和现有LTE（长期演进）系统的发射机和接收机类比，则5G系统的空口传输时间间隔T不应超过25μs。此外，5G在连接数密度指标及时延指标应满足：连接设备密度达到每平方公里数百万个；移动性达到500km/h以上，实现高速环境下的良好用户体验。

二、5G通信技术是物联网实现的关键技术

无线移动通信的每代革新都能够有效实现传输速率较快、网络频谱较宽、通信方式较为灵活、智能化及通信质量更高，目前已经实现了4代。无线移动通信最基本且最主要的就是使用蜂窝网方式，其是通过美国贝尔实验室提出。第一代移动通信技术使用模拟式通信系统，其能够使300Hz-3400Hz的语音到高频载波频率MHz中转换，只能够实现语音，但是无法手机上网。第二代移动通信从模拟调制发展成为数字调制，其开启了手机上网时代，并且还促进了诺基亚的发展。第三代移动通信的主要特点就是多媒体通信，其支持高速数据传输，宽带更宽，能够有效实现高速数据传输及宽带多媒体服务，从而实现移动互联网。第四代移动通信技术的发展表示人们已经进入到了无线宽带时代，其结合3G和WLAN，并且还能够实现高质量视频图像的传输，满足用户对无线服务的需求。第五代移动通信目前已经是现代通信领域的主要研究对象，其传输速率为10Gbps，能够有效解决海量无线通信的需求，有效实现万物互联。

三、5G通信技术发展对物联网产业链的推动探析

1.5G移动通信标准逐渐成形推动物联网软件应用的创新

5G通信技术体系在一开始的构建设计上就是要满足各种不同的应用场景下，信息服务的海量连接、超低延时、超快速率的需求，也就是说一旦5G能出现统一的移动通信标准，就能逐步结束当前物联网技术各自为政的局面，为智慧城市等提供无缝连接的统一框架。美国Verizon引领5G研究并完成5G规范制定，在2017年完成了商用部署。特别要指出来的是，目前在非独立式的架构（Non-StandAlone）与独立式的架构竞争中，非独立式架构已取得较好的发展效果。从3GPP带领5G技术大步发展的情况来看，协定中的较低层级(尤其是Layer1与Layer2)将成为5G新无线电(5GNR)技术的基础区块。总而言之，5G移动通信标准逐渐成形结束了当前物联网技术方向的分歧，继而推动物联网软件应用的创新发展。

2.MillimeterWave技术取得突破推动物联网硬件厂商的发展

2016年FCC、Verizon等厂商宣布在MillimeterWave技术方面取得突破，2017年MillimeterWave技术室外商业应用已进行现场测试，在移动电信厂商针对5G通信技术制定专属规格基础构架的潮流下，为享受到技术进步的发展红利，物联网硬件厂商无疑要更新并不断开发新技术，如客户端设备(CPE)与智慧装置公司通过技术更新可以获得大批订单。当然，目前硬件在物联网产业链中的占比较低，如传感器／芯片厂商加上通信模块提供商的总价值仅约占整体产业价值的16％左右，但是推动硬件设备的普及将大幅拓宽物联网的应用市场空间。

3. 致密组网、NOMA、MassiveMIMO等技术的发展拓展物联网的应用领域

2016-2018年是5G通信技术由测试逐步向商业应用方向转变的关键性时期，许多5G通信技术都得到比较快发展，从而拓宽了物联网的应用范围，其中最具代表性的是以下几种技术的革新：第一，致密组网技术的快速发展，网络切片已获得验证，SDN/NFV技术能提升5G的信息控制与转发功能，实现网络数据的智能感知与实时分配，这不仅能进一步提升局域内信息数据的传输速度，满足物联网通信的数据传输要求，而且还能使各终端的网络信息传输不受干扰；第二，NOMA技术虽然国内华为、中兴等厂商坚持Mmtc的上行多址方案，但是3GPP在这方面的研究取得突破，从而降低信息传输时的外部干扰；第三，MassiveMIMO技术的革新逐步解决了信道估计不准、导频污染的问题，并且随着硬件厂商与电信运营商在成本控制方面的努力，多天线技术的普及经济性越来越高，这些都拓展了物联网的应用空间与领域，使得物联网产业形成发展的良性循环。

4.5G通信技术推动工业市场信息化

工业经济作为我国的经济经济体制之一，在市场经济为主导地位的今天，工业市场需要不断地降低自身的生产成本才能在未来的经济体制中存活下来。在工厂行业中，自动化控制生产流程已经成为了工业市场提高效率，降低人工成本的有效方式之一，而在自动化控制的改造过程中，物联网将提供优秀的信息服务，为实现工厂信息化打下结实的技术基础。此外，工厂行业的信息化进程中也需要物联网的技术支持才可能实现。根据当下我国工业产能严重过剩的情况来看，工厂信息化、自动化的改革是势在必行的，而未来的工厂行业的市场，将随着“一带一路”的项目而不断地向国外发展，获得更好的市场经济效益，因此物联网在其中发挥的作用，将保证自己可观的经济效益。

总而言之，在未来的通信产业中，5G就是移动互联的代名词，即建立在高速度、广泛在、低功耗、低时延、万物互联的移动网络通信，物联网就是智能感应的即时性能力，把这些能力通过通信技术整合最终形成全新的能力——万物互联，这是智能互联网发展的必然方向，因而随着5G通信技术的进一步发展，物联网产业链的协作将更加规范、标准及科学。

参考文献：

[1]乔健.美国推动物联网发展的相关政策研究[J].全球科技经济瞭望.2017(06)

[2]陈芮娴.物联网产业价值链发展研究[J].电脑迷.2016(09)

[3]MikeMulica.国家级物联网网络发展时机已经来临?[J].单片机与嵌入式系统应用.2017(05)