5G 无线通信技术及对物联网产业链发展的影响探究

陈 凯

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 苏州 215000）

0 引 言

5G 是一种在网络、传输等领域均具有创新的复合网络技术，这种复合网络技术能够满足不同应用场景的特定性能指标需求[1]。同时，5G 无线通信技术提供增强移动宽带（enhanced Mobile Broadband，eMBB）、低时延高可靠通信（Ultra-Reliable Low-Latency Communications，URLLC）和大规模机器类型通信（Massive MachineType Communication，MMTC）这3 大业务场景。因此，5G 技术已经成为物联网产业链发展的重要方向。二者融合发展、共同进步，能够推动我国工业制造业等多个领域蓬勃发展。

1 5G 的3 大服务场景在物联网产业链中的应用

1.1 个性化移动应用场景

科学技术发展的早期阶段，数据业务实现了从2G 到3G，随后再由3G 到4G。在数字化时代背景下，5G 无线通信技术的3 大应用场景分别发挥着不同作用。以eMBB 为例，其在现有移动宽带业务场景的基础上重视用户体验感，追求人与人之间极致的通信体验，显著改善网络覆盖以及用户数据传输速率。从本质上来讲，eMBB 可以视作为长期演进（Long Term Evolution，LTE）网络架构的升级版，依托更为先进的调制与编码策略，通过大规模密集型多输入输出天线阵列和特征基站为更多用户提供高品质的数据传输以及数据共享服务。

从实践角度来看，eMBB 在民用领域中能够确保一个基站，可以同时为众多用户提供大容量内容的下载服务，并且在数据传输期间不会造成卡顿现象，能够改善用户体验。现阶段，该技术广泛应用于虚拟现实以及增强现实领域，用户通过佩戴虚拟现实设备在游戏或高清影视中能够体验身临其境的感觉，并且不会因网络卡顿现象影响视听体验效果。eMBB 在工业领域中主要负责图像处理以及图像采集。例如，工业工厂中，智能机器人对特定区域进行全生命周期监控和图像采集的环节就用到了移动增强宽带，能够有效避免因网络延迟导致智能机器人无法发挥监督管理作用。

以URLLC 为例，其具备高可靠性，低时延以及极高的可用性特征[2]。该应用场景主要涉及对精密度以及安全性较高的业务，如车联网、数字孪生、远程医疗业务。由于URLLC 具有低时延的特性，能够有效发挥自动驾驶技术的应用价值，避免因网络延迟出现系统误判造成安全事故的发生。在5G 技术的支持下，医疗领域中的达芬奇腹腔镜机器人能够有效规避网络延迟对手术安全产生的风险隐患影响，确保手术的顺利进展。

MMTC 针对未来海量低功耗以及低带宽要求不高的场景设计，可以称为是窄带物联网的继承者。窄带物联网与MMTC 之间能够发挥互补作用，推动MMTC 与其长期融合发展。在2017 年—2019 年，窄带物联网技术得到快速发展，其单个模组成本由原有的100 元降低了80%以上。正因为低廉的成本特性，获得了广大用户群体的支持，使得5G 基站建设拥有了庞大的市场。5G 无线通信技术的3 大应用场景如表1 所示。

表1 5G 无线通信技术3 大应用场景

1.2 无线安全与隐私

现阶段，通过5G 接入承载的数据传输途径都控制在各大运营商网络当中，具有较高的网络安全性能[3]。而蓝牙Wi-Fi 等分布式的无线网络通过网关接入运营商网络，无线安全机制主要由用户自身负责。运营商在网络侧通过虚拟化的形式对网络资源进行切片，实现不同用户之间的资源隔离和虚拟主机之间的用户隔离。另外，通过统一的病毒查杀以及中心化防火墙，能够从多个维度开展网络安全管理工作，全面保障用户数据信息的安全性。5G 技术与4G 技术的性能对比如表2 所示。

表2 5G 技术与4G 技术的性能对比

2 5G 无线通信技术对物联网产业链发展积极影响

2.1 创新优化物联网软件应用

物联网产业链在创新发展期间，依托5G 无线通信技术为自身发展提供了重要的数据支持[4]。在5G无线通信技术的应用下，能够有效提高数据信息的传输效率，推动原有单一的通信方式朝着多元化方向发展。同时，各物联网技术之间能够实现有机融合，充分发挥互联网产业链在智慧城市建设领域中的重要作用。现阶段，我国各大城市依托5G 无线通信技术推动智慧化城市的建设，通过应用非独立式框架能够有效实现物联网产业链与智慧城市之间的紧密衔接。未来，5G 无线通信技术与互联网产业链在智慧城市建设领域中将会更加密切。移动通信技术演进业务如表3 所示。

表3 移动通信技术演进业务

2.2 拓宽物联网应用领域

2016 年，我国5G 无线通信技术便呈现了商业化的特点，随着社会经济的高速发展，现阶段我国众多行业领域均与物联网进行了有效融合，扩大了物联网的应用领域[5]。例如，在大规模密集型多输入输出天线阵列的技术支持下，各大企业能够有效提高信道估计精准性，有效避免了导频污染对数据传输质量产生的不利影响。在致密组网技术的应用下，能够进一步发挥网络切片的重要作用。通过软件定义网络技术能够有效提高5G 信息控制的精准性。例如，在智能家电应用以及智慧城市建设领域中，依托5G 技术有效实现网络数据信息的精准感知，确保各类资源能够得到充分的优化配置。同时，局域网内的信息传播速率在5G 技术的支持下显著提高，避免因通信问题导致其他终端信息接收受到影响。

2.3 促进物联网硬件厂商发展

2017 年，毫米波技术进入现场测试环节，同时物联网产业链的基础框架进行了一系列的优化调整。在此期间，物联网硬件厂商资源实现了有效拓宽。物联网硬件厂商在5G 无线通信技术的影响下，获得了更多的红利，这一现象使得新兴技术的发展及应用得到了更多的关注。例如，依托5G 无线通信技术的客户端设备能够持续开展审计工作，以便企业获得国内外众多投资合作机会。我国研究通信模块传感器的物联网硬件厂商基于5G 无线通信技术能够进一步实现企业经营发展目标，为硬件厂商未来发展提供源源不断的动力。移动通信技术具体应用如表4 所示。

表4 移动通信技术具体应用

3 5G 无线通信技术对物联网产业链发展消极影响

3.1 影响物联网产业链安全性

虽然5G 无线通信技术对物联网产业链的发展提供了重要技术支持，但是物联网产业链在安全隐私方面依旧存在诸多问题。其主要原因是5G 无线通信技术正处于发展阶段，相应的管理体系并不完善，依旧存在诸多网络漏洞，可能会对物联网产业链的安全性造成一定影响。以毫米波技术为例，虽然毫米波具有众多技术优势，但是其传输距离相对较短，在实际应用期间很可能出现数据丢失现象。另外，不同类型的信息加密技术以及尚未统一标准的数据接口会对物联网产业链发展产生严重影响。

3.2 制约物联网产业成本发展

物联网中的节点数量众多，甚至能够达到上百亿个，要想满足物联网产业链的健康发展，需要有海量的基础设施作为支撑，但我国物联网正处于发展阶段，无论是设备读写环节还是电子标签环节，都需要大量的资金支持。受到成本管控问题的影响，我国物联网产业链发展规模一直难以实现大幅度的扩张。同时，5G 无线通信技术应用期间需要优化有关资源，并且做好低成本以及高性能物联网基础设施的开发。然而，现阶段部分企业并没有重视该环节，没有实现对原有设备的集成化处理，不仅无法降低成本，而且难以实现网络结构的持续性优化。

4 5G 无线通信技术与对物联网产业链融合策略

从宏观角度来看，虽然物联网产业链与5G 无线通信技术融合受到了较大阻碍，但是在未来发展期间依旧存在较大的发展空间。因此，5G 无线通信技术应用期间，需要充分考虑互联网产业链自身的优势特点，以便更好地实现2 者融合发展。

首先，5G 无线通信技术应用前需要对地方物联网产业链进行大量的调查研究，存在任何问题都需要第一时间进行解决，不可按照简单的模式操作，以免出现较大的偏差现象。在方案研制过程中，需要坚持对5G无线通信技术的融合备案进行综合分析，对5G 和互联网产业链融合发展期间的动态因素进行灵活把控。

其次，需要调整地方物联网产业链的部署。虽然5G 无线通信技术与互联网产业链的融合是时代发展的必然趋势，但需要从长期工作目标以及短期工作目标2 个维度出发进行综合探究。如5G 无线通信技术正处于研发阶段，而物联网产业链的部署则需要结合地方的优劣势进行综合分析。

最后，以提高物联网产业链的稳定性为导向，依托5G 无线通信技术调整互联网产业链结构。对于物联网产业链而言，需要充分结合当前市场需求以及社会需求变化，与5G 无线通信技术进行有机融合，加大对大数据分析方法的应用。

5 结 论

5G 技术的出现为物联网产业链发展提供了更多的可能性，实现5G 技术与物联网产业链的有机融合能够构建全新的物联网络生态链，以便改变我国民众的生活生产方式。各大企业需要加大资金投入，不断重视2 者的融合发展，为我国经济建设提供了源源不断的动力。