伍爽　韓哲鑫

摘 要 各種新興的應(yīng)用是5G商用的主要推動力，這些應(yīng)用通常對帶寬和時延要求較高，而5G網(wǎng)絡(luò)的高帶寬和低時延特性正好滿足了這些新興技術(shù)的應(yīng)用。本文主要對5G支持的一些新興應(yīng)用進(jìn)行介紹，主要包括：D2D通信、M2M通信、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)。人們希望5G網(wǎng)絡(luò)可以為廣大的公共和私營部門提供服務(wù)，如能源、農(nóng)業(yè)、城市管理、制造業(yè)、運(yùn)輸業(yè)等。5G除了要滿足巨大的連接數(shù)造成的較大數(shù)據(jù)量的同時，還要滿足不同設(shè)備多樣化的服務(wù)需求。這些新興的應(yīng)用主要產(chǎn)生于3GPP LTE 版本8.0之后，雖然4G LTE可以支持部分新興應(yīng)用，但是隨著這些新興技術(shù)爆炸式的增長，必然會給現(xiàn)有的4G網(wǎng)絡(luò)帶來較大的負(fù)擔(dān)。而5G毫米波大量的非授權(quán)頻段可以為這些新興應(yīng)用提供很好的支持。本文我們將介紹一些5G面臨的一些重量級應(yīng)用。主要包括D2D通信、M2M通信、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療和智能可穿戴設(shè)備。

關(guān)鍵詞 5G D2D通信 M2M通信 物聯(lián)網(wǎng) 車聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號：TN919 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 D2D通信

D2D通信主要是指終端與終端之間通過復(fù)用小區(qū)資源而完成的一種新型通信技術(shù)，也就是說終端之間的數(shù)據(jù)可以不經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)，而直接進(jìn)行通信。主要的形式包括端到端的數(shù)據(jù)通信、移動設(shè)備作為中繼節(jié)點(diǎn)和鄰近服務(wù)等。

D2D可以提升蜂窩系統(tǒng)的頻譜效率主要體現(xiàn)在兩個方面：首先在D2D通信模式下，終端之間的數(shù)據(jù)可以不經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)相互傳輸，從而提升鏈路增益。其次，終端可以復(fù)用蜂窩網(wǎng)絡(luò)的頻率資源，從而提升頻譜資源復(fù)用增益。另外D2D通信可以有效的增強(qiáng)用戶的體驗(yàn)，相鄰用戶終端實(shí)現(xiàn)直接的近距離通信，降低了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难訒r，從而提升用戶體驗(yàn)。

2 M2M通信

同D2D通信類似M2M通信也需要5G網(wǎng)絡(luò)提供很好的支持。M2M通信的主要特征是智能設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動生成、處理、傳輸、交換等，從而盡量的減少對人的依賴性。M2M通信區(qū)別于D2D通信，M2M通信需要連接大量的設(shè)備，包括智能電表、傳感器、智能機(jī)器人、智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。

人與人之間遠(yuǎn)距離的溝通主要是通過相應(yīng)的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，包括手機(jī)、電話、電腦等。而M2M通信技術(shù)主要指的是增強(qiáng)儀器、智能設(shè)備之間的通信和連網(wǎng)的技術(shù)。隨著越來越多的設(shè)備具備了通信和連網(wǎng)能力，M2M通信需要建立一個統(tǒng)一的通信接口和標(biāo)準(zhǔn)化的傳輸內(nèi)容。

M2M涉及到5個重要的技術(shù)部分：機(jī)器、M2M硬件、通信網(wǎng)絡(luò)、中間件、應(yīng)用。機(jī)器是M2M通信的數(shù)據(jù)來源；M2M硬件主要是為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器的通信和聯(lián)網(wǎng)功能；通信網(wǎng)絡(luò)主要是為了支持信息的傳輸；中間件主要完成的是數(shù)據(jù)的翻譯，實(shí)現(xiàn)不同通信協(xié)議的切換；應(yīng)用部分主要是對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，使其變?yōu)橛袃r值的信息。

M2M通信技術(shù)的運(yùn)用具有很重要的意義，市場前景非常廣闊，改變著人們的生活方式。

3物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)的愿景把所有的物體都聯(lián)系在一起，并且這種連接不受時間和地點(diǎn)的限制。這一愿景的實(shí)現(xiàn)必然依賴于高帶寬的5G網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)。

物聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)，從字面上理解就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。主要體現(xiàn)在兩個方面。首先，它是建立在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上的，它是互聯(lián)網(wǎng)的延伸；其次，它不僅限于用戶與用戶通過網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，而是擴(kuò)展到所有物品，物品同物品之間實(shí)現(xiàn)信息的交互。物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)依賴于智能感知、識別以及計算機(jī)通信技術(shù)。然而，物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)面臨著下面六個挑戰(zhàn)：低功耗、信息的感測、連通性的選擇、云端連通性的管理、安全性保障、為非專業(yè)人員提供物聯(lián)網(wǎng)解決方案。上述問題能否順利解決是物聯(lián)網(wǎng)是否能夠普及的關(guān)鍵。

4車聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展引發(fā)了車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的演進(jìn)。車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要用于交通管理避免和減少車輛碰撞。5G網(wǎng)絡(luò)的高帶寬、低時延能夠很好的保證車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的需求。

車聯(lián)網(wǎng)不僅僅是指車輛同車輛之間的狹義互聯(lián)，而是指車輛與車輛、行人、公路基礎(chǔ)設(shè)施之間的進(jìn)行信息傳遞，通過上述信息的交互可以實(shí)現(xiàn)智能化的交通管理、無人駕駛、動態(tài)信息服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。

車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由三部分組成由車載終端，主要負(fù)責(zé)車輛數(shù)據(jù)的收集、存儲和發(fā)送，通常由傳感器、無線發(fā)送模塊等來實(shí)現(xiàn)；云處理平臺主要完成對大量數(shù)據(jù)的處理，篩選出有用信息。應(yīng)用平臺主要完成對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計式處理，并把處理后的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給管理人員查看。

5遠(yuǎn)程醫(yī)療和智能穿戴設(shè)備

遠(yuǎn)程醫(yī)療是指通過使用計算機(jī)和通信技術(shù)，為邊遠(yuǎn)地區(qū)提供相應(yīng)的醫(yī)療服務(wù)。傳感器技術(shù)與通信技術(shù)的快速發(fā)展，為人們的健康監(jiān)測提供了新的可能性。5G技術(shù)的興起使得遠(yuǎn)程醫(yī)療正在發(fā)生轉(zhuǎn)變。實(shí)時數(shù)據(jù)的收集和監(jiān)控始終是限制遠(yuǎn)程醫(yī)療發(fā)展的兩個重要因素，而5G高帶寬、低時延的特性能夠很好的解決上述問題。再者智能穿戴設(shè)備的興起，需要解決海量數(shù)據(jù)處理、存儲和實(shí)時通信的問題。然而這些對于5G無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來說都不是問題。

參考文獻(xiàn)

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