5G移动通信支撑下的物联网技术论文_杨先毅

5G移动通信支撑下的物联网技术论文_杨先毅

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摘要:现如今,我国科学技术水平和信息化水平显著提升,5G时代的来临,带动了指数增长的移动终端连接种类以及数据流量。基于5G技术能够提供的基本条件,更多种类的应用服务,超低延迟,超高效率,超高密度连接的通信需求应运而生。而以上革新所带来的直接受益者即是物联网技术。本文主要就5G移动通讯技术下的物联网时代特点进行介绍,分析其中新型技术与主要方向。

关键词:5G移动通信技术;物联网;应用

引言

5G(第五代移动通信技术)是目前正在推进的4G之后从3GPP的R15进行延伸,相对于4G技术,5G移动通信具有更快数据传输速度、超大的多连接物联网业务、超高可靠性与超低时延性。5G移动通信技术的发展将带给我们更快数据传输,也是未来网络需求的主要技术,更是我国今后移动通信技术发展的主要方向。

1.5G技术的主要组网特点

5G移动技术网络的主要目标是使终端用户始终处于联网的状态下,5G网络支持的设备远远不止是智能手机,未来还要支持AR、VR、全息图像、无人驾驶、远程医疗、以及终极的万物互联。5G网络是4G网络的增强升级版,因此它的基本要求并不仅限于满足无线网络的需求。能否满足用户需求,是衡量5G网络是否建设成功的关键。在此方面,5G移动通信网络能够缩短用户网络延时,从而使用户得到更好的体验。相对传统网络,5G技术容量较大,具有明显优势,能够实现网络实时传输,满足承包商需求。相对于2G至4G的移动通信技术,ITU对5G的应用领域和愿景更为广泛,主要概况为以下三个方面:eMBB(增强型的MBB)、mMIT(海量连接的物联网业务)、uRLLC(超高可靠性与低时延),由下图可以形象的描述:5G具有灵活的租网方式,3GPP将接入网(5GNR)和核心网(5GCore)进行了拆分,5G核心网、4G核心网和LTE混合搭配,组成了多种网络部署,Option3/3a/3x、7/7a/7x、4/4a为非独立组网(NSA)构架,Option2、5为独立组网(SA)构架。本文主要阐述Option3、3a、3x三种租网方式:Option3:参考3GPPR12的LTE双网络连接构架,在LTE双网络连接构架中,UE在连接状态下可同时使用至少两个不同基站的无线资源(即主站和从站),双网络连接引入了“分流承载“的概念,即在PDCP层将数据分流到主站和从两个基站,主站用户面的PDCP层负责PDU编号、主从站之间实现数据分流和聚合等功能。但是,Option3的双网络连接有一个缺点,即受限于LTEPDCP层的处理瓶颈。Option3a:4G和5G的用户面各自直接接入核心网,仅在控制面基于4G基站。Option3x:为了避免Option3中的LTEPDCP层遭遇处理瓶颈,其将数据分流和聚合功能迁移到5G基站的PDCP层,即NRPDCP层。

2物联网

物联网的核心技术包括RFID感知技术、传感器技术、网络通信技术、嵌入式系统技术和云计算。物联网结构可以划分为三个层次:感知层、网络层和应用层。感知层是物联网信息的源头,由RFID标签、二维码标签、GPS等各种传感器和接入网关构成,通过传感器采集信息数据,利用RFID芯片完成信号发射与识别,在接入网关汇总所有数据信息并向后台传送。网络层由云计算平台、广电网、互联网和网络管理系统等组成,负责传输和处理来自感知层的信息,并将信息传送至应用层。应用层连接终端用户,面向不同行业、不同用户提供多元化、人性化服务。广大用户可以通过终端了解自己所需要的信息,并自主开展对物联网的各种智能应用。尽管世界各国都在积极研发物联网,但从总体上来看,仍然停留在概念炒作阶段,离真正实现万物智能物联还有一定的距离。当前,物联网缺乏统一的标准协议,而且物联网给一切物品加上了网址,网址数量呈几何指数增长。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆现有的IPv4资源无法满足物联网发展的需要,向IPv6过渡还要考虑如何兼容与升级。物联网的五大核心技术如何在实践中融合,如何保证物联网数据的安全与用户隐私,如何实现万物低成本互联,是亟待突破的难点。今后,物联网将延伸产业链,主动追求产业融合,走向智能化与IP化。当前,在物联网领域,我国亟待突破RFID技术,亟待发展具有核心知识产权的超高频、高兼容射频识别技术。

3.5G通信对物联网的作用

(1)改善传统网络。在5G网络实施完成以后,其传输速率将是4G的一百倍及以上,像手机与平板等相关的移动终端,传输信息的质量与时间都有着大大的提升。换一个角度来看,其控制信号就会变成多元信号,加速云计算与大数据等相关技术与物联网进行融合打下坚实的基础。(2)其覆盖区域持续地扩大。提高后的通信技术里包含了多天线和高频段进行运输,还有设施直接通信等等相关技术,在加强之前峰窝数据模的同时,也增添了各终端间存在的通信模式,以提升频段与其网络覆盖面区域的前提上,有效地减少该模块的体积,也能给智能交护打下有效的技术维护。

4.5G移动通信网络与物联网的结合

物联网应用的支撑是5G网络建设的主要目标之一。物联网产业的发展,需要更大的网络带宽,更加有效、可靠的网络系统来支撑。早期的物联网多基于网络的互联,实现多点的联通,但数量和种类都是受到限制的,一个是科技的发展还没有全面覆盖到多种行业,二是物联网在隐私和安全方面存在巨大的问题,三是需要所在地区有完善的网络体系和标准。现今,物联网处于井喷式的发展中,已经渗透到医疗、政府、学习、汽车等方方面面,稳定且连续覆盖的网络,更大的带宽,有效的安全机制,越来越被需要。移动通信与物联网融合的优势在于,移动网络覆盖有多大,物联网就能有多大。5G移动网络从连续网络覆盖到安全防护,都能满足物联网对基础载体的要求,5G移动通信网络与物联网的融合,使物联网充分利用5G的低时延、广覆盖、超密组网、海量连接等优势,摒弃传统网络采用“有线”式的互联,转变成“无线”式的互联,从而灵活的满足物联网互联与移动性的需求。物联网依托5G网络,不需要单独为局部区域建设网络,降低了物联网的投入成本,从而加快物联网的进程。5G网络具有高灵活性能来处理物联网的多样化数据,同时,物联网也为5G提供了优化有效终端配置的需求,5G与物联网的协同发展,必将成为未来科技的主旋律。

5发展与创新方向

对于移动通讯脉络而言,最为关键的技术指标是数据传输速率、数据容量与传输的时延,而新兴的5G多址技术可以颠覆传统的数据传输模式,将移动网络接入的数量提高到近百倍,极大的拓展了数据容量,降低时延问题,在这样的背景下物联网的基础,也就是设备的远程对接与操控就更加便捷,设备与设备之间的链接数目与数据传输效率都大幅度提升,实现超可靠的大规模机械通讯,并且在这样高性能的基础上,5G设备的耗能不仅没有增加,并且得到了进一步的降低,甚至是超低能耗,为智能化物联网的发展带来的更大便利。

结语

5G通信技术的完善与普及将会极大地影响到物联网时代的进展,由此可见5G的重要性,物联网又可以极大的改善我们的生活质量。

参考文献:

[1]刘文斌.5G移动通信技术下的物联网时代[J],通信电源技术,2018(3):189-190.

[2]郭雅龙.移动通信技术在物联网中的应用[J].中国新通信,2018,(14):19.

[3]黄显强.物联网形势下的5G技术研究[J].网络安全技术与应用,2017(04):128+146.

论文作者:杨先毅

论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期

论文发表时间:2019/6/20

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