TCOOP浅谈5G如何推动物联网发展?

所谓5G就是第五代移动通信技术（5th Generation Mobile Communication Technology，简称5G）是具有高速率、低时延和大连接特点的新一代宽带移动通信技术，5G通讯设施是实现人机物互联的网络基础设施。而5G的不断发展，也推动了物联网的发展。那今天TCOOP就来与大家探讨一二。

关于5G如何推动物联网发展，中国工程院院士邬贺铨从物联网的基本概念入手，深入浅出地介绍了5G上行物联网、5G大连接物联网、中速低时延物联网、无源物联网、物链网、智联网、工业物联网和5G基站融合通感物联网和车联网等技术和应用。下面请看详细内容。

一、大上行物联网

邬贺铨表示，5G面向公众通信，下行的带宽多， 5G上行峰值因TDD主流时隙配比为8D2U和7D3U，在100MHz/3.5GHz仅350Mbps，这样就限制了回传的带宽。 对于需要大上行的大量物联网应用，如何增加回传带宽，邬贺铨表示，可以通过上行载波聚合CA。

二、大连接物联网

5G的大连接物联网，可以做到每平方公里100万个物联网连接，尽管每个物联网连接可能只有160个比特/秒。5G大连接物联网主要应用于共享单车、AGV、环境监测等应用。在5G新增空口带宽切片功能，将100MHz载波分割可同时支持大连接窄带物联网，还可与eMBB和URLLC同频组网。 另外，对于物联网而言，还可以接入5G的IAB（接入回传一体化）技术，采用同频和空口资源同时提供接入和回传能力，支持D2D应用，以云端大脑通过5G的低时延来管理大量机器人、AGV和无人机等，实现低成本的协同作业。

三、中速低时延物联网

中速低时延物联网，称为5G轻型新空口(NR-Light)和5G RedCap，在10~20MHz带宽中提供上下行速率50/100Mbps，时延5~10ms。邬贺铨表示，中速低时延物联网介于大连接和窄带物联网之间，填补了物联网应用其中一个领域。虽然速率降下来了，但是同样要求终端和基站得到相应简化，通过技术，可以大大简化性能成本。 成本预计可比5G模组降低60~70%，可支持工业传感器、监控摄像头、可穿戴设备、医疗监控设备等联网应用。 

四、5G无源物联网

除了以上的物联网应用以外，快消品、物流包裹、产品外包装、仓库货物盘点和智能水表等海量物理终端每年有千亿件之多，但由于本身条件和成本限制不具备小型电池供电，无法使用NB-IoT。而如果应用RFID，需要读写器来读写和供电，读写器会产生收发自干扰，传输距离很短，存储数据量小，无NFC难与手机互动，而且无法用在仓储等密集空间中，5G无源物联网应运而生。 5G无源物联网由基站信号赋能，但由于5G每一个赋形波束朝着一个狭小的方向并且持续移动，极难准确采集5G波束的能量，所以，可用罗特曼透镜同时采集与汇聚多波束能量，并利用高响应度金属—半导体—金属MSM二极管，提升能量转换效率。 同时，它的数据是靠天线的阻抗匹配的改变，通过反射来提供数据。传输距离可以到200米。同时，5G标准化演进中通过精简射频、DSP、协议栈、同步性、覆盖性增强技术、新的干扰管理技术等来实现低成本广覆盖及规模化。 

五、5G物链网

5G物链网相对于一般的物联网增加了物链网的P2P的能力，也增加了物联网的支撑能力，可以支撑跟区块链有关的应用。通过区块链从上网到上云到上链，从物联网到智联网到信联网，从万物互联到万物智联到万物信联。 例如，家庭摄像头、智能路灯等IoT终端容易被劫持并成为DDoS的跳板，需要升级IoT网关使之能发现并禁止被劫持的IoT终端访问目标服务器，而多个IoT网关本身的安全性通过区块链连接起来保证。 邬贺铨以车联网为例称，车联网的车辆需要收集和共享数据，以保证安全驾驶。区块链可以避免集中式的管理架构中的单点故障以及数据被控制的问题，通过智能合约，解决路侧单元跟汽车之间的安全访问，依托区块链技术，多维来源的数据和保密性能得到保障。 

六、5G智连网

物联网还可以跟云计算、人工智能结合。在5G智联网方面，邬贺铨院士表示，过去，物联网采集数据通过通信网络传输到云计算和人工智能，但因为通信网络带宽不足、时延较大，导致人工智能决策不能第一时间反馈到物联网层面去执行。 而5G的高带宽、低时延打通了数据从采集到决策的全过程，将物联网与云计算和人工智能无缝融合。同时，人工智能芯片与操作系统可以直接嵌入5G物联网模块形成智联网的终端。

七、工业物联网

工业物联网也是物联网的典型应用，在工业物联网里，5G的物联网模块，可以跟5G的CPE，或者5G的无线路由器结合，并且把它转成WiFi或者转成工业以太网，连接PLC，再控制生产装备。 邬贺铨介绍了5G技术在工业物联网终端的应用。5G的工业模组实际上是5G物联网的模组，也是5G客户前端设备，它介于基站和5G控制终端之间，起到各种连接设备以及移动路由器的功能。有了工业物联网终端，不管是企业自建的5G系统，还是租用运营商的系统，利用5G的核心网控制面跟用户面分离的特性，用户面可以下沉到企业网里，而且用户面具能识别业务流的走向，确保企业的数据安全。 5G的工业物联网终端，是可以集成计算和PLC能力，并且5G可以通过修改用户的数据库，指定某一组物联网终端，组成一个5G的局域网，可以提供本地的第二层包的转发，相对WiFi而言，有更好的覆盖和业务隔离。 

以上就是TCOOP今日分享的关于5G赋能物联网发展的几个方面了，希望对大家有帮助。如果您还有其他疑问，欢迎一起探讨交流。