“互联网+”如何赋能乡村振兴

物联网0356

“互联网+”如何赋能乡村振兴,第1张

“互联网+”如何赋能乡村振兴?改变农村商业生态是已经迈出的第一步。

道理显而易见,一方面高度成熟发达的消费互联网已经从产业意义上整体改造了商业。另一方面,数据显示,中国农村移动支付用户数从2013年的3910万增长至2017年的9840万。乡镇快递网点覆盖率从2013年的50%增长到2017年的87%,“互联网+商业”的逻辑在农村同样有了通行基础。

与此同时,农村本身的消费市场也在走向成熟。中国人民大学经济学院教授刘守英坦言,过去20年来的城市化进程,路径基本上是从乡村单向流向城市,无论是土地、劳动力,还是资本。但如今情况发生了变化,劳动力、资金开始向农村回流。

对于互联网和电商巨头来说,这些变化意味着巨大的商业机会。58同城网CEO姚劲波就曾表示,中国互联网未来最大的红利不在城市,而是在农村。阿里巴巴集团首席执行官张勇也表示,商业未来的机遇必须面对商业的发起者、服务的提供者和商业的被服务者。现实情况是,中国有一半以上的人生活在农村。

事实上,来自第三方的数据也显示,农村电商市场预计未来5年年均复合增长率约为3887%,2020年市场规模有望达到16860亿元。

消费升级、农资下乡,“互联网+商业”如何赋予农村新的面貌,在公益之外,商业逻辑能否真的成立?

“最后一公里”一扎到底

“到农村去”,并非一句口号,面对以村为单位的社群开展探索,是对渠道的根本性变革

今年4月份,阿里巴巴集团宣布以45亿元人民币战略投资汇通达,共建农村商业新生态。这是互联网巨头对农村战略加码的又一步骤。实际上,从2014年阿里巴巴的“千县万村”计划到苏宁的“下乡”计划,以及京东2015年开始建立的“县级服务中心”和“京东帮服务店”,以及2016年顺丰与“供销e家”战略合作,从物流入手布局农村电商发展,巨头们这几年在响应农村消费升级上花了不少力气。

“到农村去”并非一句口号那么简单。从这几年的运营经验看,开发农村电商市场,必须下沉到最基层的“细胞”——村。张勇介绍,农村淘宝现在已覆盖了超过700个县的3万个村点。他认为,面对以村为单位的社群开展探索,根本上是对渠道的变革。“我自己也跑了一些村,到杂货铺里去看在卖什么,然后再搜一下看这个商品在网上卖什么价。这其中就存在巨大的城乡差异,差异来自渠道的不透明和效率不高。电商的出现,让价格变得公道,商品的质量也有所保障。”张勇表示,电商对农村商业生态的变革,在于把握农村分层的消费需求。“比如,农民盖房子要买什么,结婚要买什么,为什么我们的农村消费者会在网上买龙舟、买凉亭?因为在传统渠道的杂货铺无法满足需求。”

面对农村市场的汇通达2017年实现销售额235亿元,跻身农村电商第一梯队。汇通达总裁徐秀贤告诉记者,他们瞄准的是村里的夫妻店。“它们承担着城乡商品流通的连接器和交换器作用,互联网可以在服务、供应链、工具乃至社区运营上提升夫妻店的经营能力。比如,农村杂货店为什么销售品类少?因为店主心里没底,不知道非日常货品多久能卖掉,但数据能给他们提供进货依据。”

今年4月份,苏宁启动了“千百万亿战略”,其中专门匹配10亿元扶贫资金,在全国5000家易购服务站增加农村金融便民服务点。苏宁易购集团公共事务部副总经理高昆表示,村级易购服务站的建立,是为了实现精准。“比如,配送售后这些服务,如果不深入进村,很难真正让农村消费者消费升级,村级服务站就是瞄准了农村市场的‘最后一公里’。”

渠道打通后,由农村市场产生的数据也开始反向作用于产品研发和制造环节。海尔发明洗地瓜洗衣机的“段子”已经耳熟能详,现在更准确体现农村市场的消费数据则在提供新的助力。妮维雅去年曾为农村消费者定制了一款专供电商平台的舒蕾蚕丝去屑洗发水,这款新产品正是来自于网购销售数据。妮维雅方面介绍说,通过统计网购数据,发现城乡消费者对洗发水的需求并不相同。农村消费者对洗发水产品的需求中,第一位是“头皮清爽、不瘙痒”,占47%;“保持水分,不干燥”,占36%;“持久留香”占32%。城市消费者的需求,第一位是“保持水润”,占44%;然后是“光泽”和“修复”,各占37%。同时,新产品为650毫升装,也是为了响应农村消费者对大容量产品的需求。

“最初一公里”突破服务

农村商业的变革也需要体现在生产资料的销售上,这就要与农业全产业链结合起来,提升服务附加值

“农村商业的痛点和难点,不仅有‘最后一公里’问题,也有‘最初一公里’的问题。”中国农业生产资料流通协会秘书长符纯华说,农村商业的变革,不仅仅体现在消费品上,也需要体现在生产资料的销售上。

事实上,农资市场规模不小,有数据显示,国内农资市场年规模超过2万亿元,但电商化率很低。此前,复合肥领军企业金正大集团斥资20亿元打造的农资电商平台“农商1号”等,也以停止运营告终。

“原因在于服务。”中化农业首席信息官沈冰认为,农资销售对售后服务要求更高,“特别是新型肥料和农药,不当使用不仅不解决问题,甚至会造成危害。线上购买往往在服务上有所欠缺。”陕西农资电商服务商“7公里”董事长王飞也认为,农资电商要发展,必须采取更有前景的产业互联网模式,一味追求轻资产运行的消费互联网模式目前还有很多障碍。

不过,垂直领域的农资电商们正在持续探索。农资电商田田圈瞄准的是“线下服务站”,通过与经销商合作打造专业的县域服务中心和田田圈店,并整合作物专家和“作物达人”,将线上线下结合起来为农户服务。农一网总经理胡艳表示,农一网在手机应用程序上设置了问答社区板块,用户可以直接对植保知识及用药技术等提问,由专业技术人员解答,帮助解决实际问题。生产季节,还会在微信平台每周举行两次专家讲堂,讲解热点农技问题。

“农资销售要和农业全产业链结合起来。”我会种CEO毕湘黔表示,电商渠道在“最初一公里”的竞争力不仅在于价格,更在于服务的附加值。“线上农资采购通道要和种植技术指导、病虫害及土壤监测防控、农技知识传播等相结合,它们都是智慧农业的有机组成部分。”

支撑环境多管齐下

农村基础设施改造,是商业变革的基础,更是变革带来的最直接连锁反应

山西省阳泉市平定县去年新建了1个县级物流仓储配送中心、9个乡(镇)级配送站。平定县经信局负责人王俊华介绍,通过“县级物流仓储配送中心+乡(镇)配送站+村服务点”运行模式,快递包裹从县城到村民手中的时间被压缩到48小时以内,物流配送成本也从原来的每件45元降到35元。

电商带给农村商业的变化还有对农村基础设施的改造,物流首当其冲。阿里巴巴乡村事业部总经理王建勋说:“农村基础设施需要投入大量时间和精力,首要是公路,需要和当地政府合作先把路修进村,之后还需要有人送货,我们在700个县建立了700个快递转运中心,用大量人力把货送下去。”

但是,农村物流不得不面对成本问题。其中,技术能够解决一部分问题。如今年4月份,日日顺物流与福田时代1000台定制化物联网车辆被用于日日顺的小微配送服务项目。这些物联网配送车上都配置了车辆轨迹和数据物联网模块,能够实行货物与车辆的智能调度和供需预测,提供最优配送路径,从而降低农村物流配送成本。

机制创新则能解决另外一部分问题。光伏企业协鑫集团董事局主席朱共山表示,希望在农村物流方面尝试直接将光伏发电用于电动卡车。“我们算了一笔账,如果在农村地区架设光伏设备直接储能充电,再将电池用于电动卡车,与烧油相比配送成本可降低50%,能为农村物流商业模式的建立提供新动力。”

在物流之外,人也是重要的“基础设施”。王建勋告诉记者,过去3年,阿里巴巴搞了40场以上县一级峰会,带动了40万名愿意回到农村也有资源回到农村创业的青年。“农村电商需要在吸引和留住人力资源方面开展大量工作。”王建勋说。

高昆则表示,需要推动农村电商人才专业化,建立起新的人才储备。“为了解决农村人才梯队与机制问题,苏宁成立农村电商学院,着重培养农户的电商意识以及电商运营的技巧,推动农户在意识上脱贫,让农村地区能够跟上电商的发展速度。”

内容来源于新华网

本文来源:网络综合整理

一、传感器和条码

1、安沃驰新型流量传感器优化气动系统能源使用

近日,艾默生发布安沃驰AF2气动系统流量传感器,可监测能源损耗,防止因空气过量损耗引起机器故障和成本增加。还可持续监测气动系统的空气损耗情况,使其符合ISO50001能源管理标准。该设备适用于很多行业,此外,艾默生还为工厂自动化联网装置(即工业物联网)提供其它多种组件。

2、苹果泰坦团队申请夜间传感器系统专利

近日,据外媒报道,美国专利商标局公布了苹果公司的一项专利申请,据悉,该专利与其自动驾驶泰坦项目有关,是一种多模态传感系统,可在自动驾驶汽车夜间行驶过程中,用于检测和识别物体。与传统汽车前照灯相比,该系统在夜间驾驶时更具安全性优势,有效探测范围是普通前照灯的三倍。

3、上海特斯拉自燃事件车主:传感器曾出故障打不开门

4月21日晚8点半左右,上海市徐汇区裕德路泰德花苑小区地下车库内,一白色特斯拉轿车忽然冒起白烟,进而发生自燃。特斯拉周围两辆轿车被燃烧波及,所幸并无人员伤亡。车主称,此前,这辆车曾出现过传感器故障,无法打开车门。

二、物联网通讯

1、英国首相为华为开绿灯

近日,由英国首相特蕾莎梅担任主席的英国国家安全委员会召开会议,允许华为有限度的参与英国下一代5G移动网络的建设,以帮助英国建设部分通讯网络,例如天线和其他“非核心”基础设施。据称目前,华为已经出现在英国现有的非核心移动网络中。

2、软银和谷歌合作建立空中无线基站

近日,据外媒报道,软银和谷歌正联手在离地面20公里的高空建立一个空中无线基站,此举有望扩大偏远地区的高速移动网络连接。该无线基站将由一架无人驾驶飞机带到平流层,并将与5G服务兼容。该计划的核心是一种被称为高空伪卫星(HAPS)的设备。负责这项技术的软银美国公司的HAPSMobile部门将与谷歌母公司Alphabet的子公司Loon建立合作关系。

3、SpaceX向FCC申请互联网卫星通信许可

新浪科技讯 北京时间4月24日早间消息,埃隆·马斯克(Elon Musk)的SpaceX正在向监管部门申请,在该公司准备下月发射的卫星上安装无线电连接。SpaceX计划用数千颗低轨道通信卫星覆盖全球,而这将是其中关键一步。第一批SpaceX卫星将于5月初发射。在4月5日提交的申请中,SpaceX要求美国联邦通信委员会(FCC)允许位于美国各地的6个地面站与卫星通信。

4、华为提供5G网络助阵非洲国家杯

4月21日消息,埃及通信和信息技术部部长表示,华为将在今年夏天的非洲国家杯期间首次推出5G移动网络。据报道,两年一度的国家杯将在6月21日-7月19日期间在埃及举行。届时华为将为埃及在可容纳74万人的开罗国际体育场引进这项技术。

5、AT&T预测5G资费将以网速定档

尽管 AT&T 尚未披露具体的5G规划,但在JINRI 谈到该公司 2019 年 1 季度的财务业绩时,该公司 CEO Randall Stephenson 预测 —— 5G 资费或根据网络速率来定价,而非传统的按数据流量来划档。其解释称, 5G 信道容量很大,未来手机、平板、笔记本等设备可以直接和 5G 基站相连。所以5G资费有望采用与有线宽带一样的价格策略,如果某些客户愿意为 500Mbpps 的速率付费,那运营商就可以报出相应的溢价。

6、中国联通开启5G部署

4月23日这一天,中国联通一连放出三大消息:

第一,正式启动“7+33+n”5G试验网络部署。即在北京、上海、广州、深圳、南京、杭州、雄安7个城市城区连续覆盖,在33个城市实现热点区域覆盖,在n个城市定制5G网中专网,搭建各种行业应用场景,为合作伙伴提供更为广阔的试验场景,推进5G应用孵化及产业升级。

第二,发布全新的5G品牌标识——“5G”及主题口号——“让未来生长”。

第三,宣布成立了“5G应用创新联盟”,并与西班牙电信集团(TEF)、日本电报电话公司(NTT)、法国电信集团(Orange)、英国电信(British Telecom)等多家国际运营商和数字服务供应商共同开启了“5G国际合作联盟”,共探5G漫游产业合作模式,共助5G 漫游产业链发展。

三、RFID

1、新加坡动物园给游客带上RFID腕带 可触发出不同的动物形象

夜游,在很多人的眼中应该就是灯光秀为主导了。蓝裕文化主题乐园开发设计师认为夜游怎么也得像《博物馆奇妙夜》那样,具有丰富的互动体验。日前,蓝裕文化主题乐园开放了,每位游客都要带上RFID腕带,不同动物有不同的个性和责任,每一种动物由不同颜色的腕带表示,当游客戴上腕带进入活动现场后,腕带将成为参与某些活动的触发器。不同的腕带在活动中将会触发出不同的动物形象。

2、阿里云通用电子标签系统正式上线

日前,阿里云通用电子标签系统正式上线,该产品为阿里云完全自主研发,包含PaaS平台和LoRa电子标签硬件产品。其中LoRa电子标签硬件产品待机时长超过5年,信息传输距离可超过1000米,可广泛应用在企业工位管理系统、智能会议系统、智能仓储系统、巡检系统、新零售门店价签系统和医疗系统中。据了解,相比现有商超传统的电子价签,阿里云LoRa电子标签的信息传输距离超过10-50倍,同时具备功耗低,覆盖广,易部署等特点。另外在PaaS平台层面,提供了电子标签通用服务,可以接入多种通信协议电子标签类产品。

3、东莞首家RFID智能图书馆投入运营 市民可刷脸进入图书馆

4月23日,大岭山图书馆“24小时自助图书馆”正式向市民开放。据介绍,该自助图书馆是东莞市第一家率先运用RFID(射频识别)技术的智能自助图书馆。市民不受图书馆开放时间的限制,任何时间均可通过刷读者证或身份证进入,甚至刷脸进入,通过自助设备借还。它的投入使用,既让大岭山市民更加便捷地享受公共文化服务,也为小镇增添一份浓郁的书香味道。

四、高精度定位

1、百度地图推智能定位黑科技向导航没信号说不

由于高架、立交桥、隧道等道路设施的特殊性,可能会对信号产生干扰,引起GPS定位异常,导致驾车导航中断,严重影响用户体验。日前,针对此行业痛点,百度地图基于自身强大AI技术,业内首创智能定位功能,能够有效降低GPS信号弱的影响,从而辅助驾车导航功能在GPS信号弱的时候,依旧可以持续工作,确保驾车导航持续可用。解决导航业内一大难题,有效保证出行安全。

2、第44颗北斗卫星成功进入工作轨道 导航精度将更高

20号晚发射的第44颗北斗卫星,历时五天多时间,在西安卫星测控中心的精确测控下,于26日4时08分成功进入工作轨道,将开始与北斗全球导航组网星座一起,为我国和周边地区以及“一带一路”地区提供高精度全球导航服务。

五、云计算/云平台

1、腾讯在泰国推出当地首个AI云平台

4月23日消息,腾讯泰国公司与True Internet Data Center(True IDC)合作,在泰国推出了第一个基于人工智能的交互式云平台。该平台旨在为公共和私营部门提供全面覆盖、成本更低、智能安全的云服务和解决方案,使泰国在数字化转型的时代保持竞争优势。

2、AWS宣布推出香港区域 或切割阿里云亚太市场份额

4月24日,Gartner发布《2018年IT服务市场报告》,在公共云基础设施领域,阿里云连续两年位居亚太市场第一。4月25日,亚马逊AWS官方宣布香港区域正式开放,其在亚太地区的区域增至8个,云基础设施进一步扩大规模。这两个动作虽不是有意为之,但明显,这两个亚洲最大的云厂商之间一直充斥着浓浓火药味。

六、物联网安全

1、WiFi热点搜寻App泄露200多万WiFi密码

近日,据外媒报道,流行安卓热点(WiFi)搜寻App“WiFi Finder”数据库在线曝光,其中存储的200多万明文WiFi密码、WiFi网络名称、精确地理位置和基本服务集标识符(BSSID)被泄露。据悉,该App允许用户搜索附近的WiFi网络,同时也允许其上传自己的WiFi密码供他人使用。截至目前,该数据库已被关闭。

2、印度最大搜索服务商JustDial泄露1亿用户隐私信息

近日,据报道,印度最大的本地搜索服务公司JustDial发生数据泄露事件,允许黑客通过网站、移动应用程序或调用API访问超过1亿用户的隐私信息,泄露数据包括用户姓名、性别、出生日期、照片、电子邮件地址、手机号码、住址、公司名称等。研究人员表示,JustDial数据库存在多个无保护的过时API端点,允许黑客触发注册手机号码的OTP请求,并用于垃圾邮件活动。

3、Oracle WebLogic零日漏洞曝光,允许黑客远程执行命令

近日,国家信息安全漏洞共享平台(CNVD)官方发布安全公告称,Oracle WebLogic wls9-async组件存在反序列化远程命令执行漏洞,允许黑客发送特制>

5G 是第五代通信技术,是 4G 之后的延伸,是对现有的无线通信技术的演进。 其最大的变化在于 5G 技术是一套技术标准,其服务的对象从过去的人与人通信,增加了人与物、物与物的通信。根据历史经验,我国移动通信的每十年会推出下一代网络协议。随着用户需求的持续增长,未来 10 年移动通信网络将会面对: 1000 倍的数据容量增长, 10 至 100倍的无线设备连接,10 到 100 倍的用户速率需求, 10 倍长的电池续航时间需求等等, 4G 网络无法满足这些需求,所以 5G 技术应运而生。需求增加的最主要驱动力有两个:移动互联网和物联网。根据 ITU 给出的计划, 5G 技术有望在2020 年开始商用。

面对 5G 在传输速率和系统容量等方面的性能挑战,天线数量需要进一步增加, 利用空分多址(SDMA)技术,可以在同一时频资源上服务多个用户,进一步提高频谱效率。硬件上,大规模天线阵列由多个天线子阵列组成,子阵列的每根天线单独拥有移相器、功率放大器、低噪放大器等模块。软件层面则需要复杂的算法来管理和动态地适应与编码和解码用于多个并行信道的数据流,通常被实现为一个 FPGA。 大规模天线阵列将带来天线的升级及数量需

求,同时射频模块(移相器、功率放大器、低噪放大器等)的需求将爆发,此外数据的增加将利好功能更加强大的综合处理模块如 FPGA等等。

可以说5G的出现,将会推动半导体产业和终端往一个新的方向发展,创造一波新的价值,我们不妨来详细了解一下。

什么是5G?

5G 是第五代通信技术,是 4G 之后的延伸, 是对现有的无线通信技术的演进。 其最大的变化在于 5G 技术是一套技术标准,其服务的对象从过去的人与人通信,增加了人与物、物与物的通信。

回顾移动通信的发展历程,每一代移动通信系统都可以通过标志性能力指标和核心关键技术来定义,其中, 1G 采用频分多址( FDMA),只能提供模拟语音业务; 2G 主要采用时分多址( TDMA),可提供数字语音和低速数据业务;3G 以码分多址( CDMA)为技术特征,用户峰值速率达到 2Mbps 至数十 Mbps, 可以支持多媒体数据业务; 4G 以正交频分多址( OFDMA)技术为核心,用户峰值速率可达 100Mbps 至 1Gbps,能够支持各种移动宽带数据业务。

移动通信标准的发展历程

5G 更强调用户体验速率,将达到 Gbps 量级。 5G 关键能力比以前几代移动通信更加丰富,用户体验速率、连接数密度、端到端时延、峰值速率和移动性等都将成为 5G 的关键性能指标。

然而,与以往只强调峰值速率的情况不同,业界普遍认为用户体验速率是 5G 最重要的性能指标,它真正体现了用户可获得的真实数据速率,也是与用户感受最密切的性能指标。基于 5G 主要场景的技术需求, 5G 用户体验速率应达到 Gbps 量级。

面对多样化场景的极端差异化性能需求, 5G 很难像以往一样以某种单一技术为基础形成针对所有场景的解决方案。

此外,当前无线技术创新也呈现多元化发展趋势,除了新型多址技术之外,大规模天线阵列、超密集组网、全频谱接入、新型网络架构等也被认为是 5G 主要技术方向,均能够在 5G 主要技术场景中发挥关键作用。

综合 5G 关键能力与核心技术, 5G 概念可由“ 标志性能力指标”和“一组关键技术”来共同定义。 其中,标志性能力指标为“ Gbps 用户体验速率”,一组关键技术包括大规模天线阵列、超密集组网、新型多址、全频谱接入和新型网络架构。

5G推进组定义的5G概念

目前 5G 技术已经确定了8 大关键能力指标:峰值速率达到 20Gbps、用户体验数据率达到 100Mbps、频谱效率比IMT-A 提升 3 倍、移动性达 500 公里/时、时延达到 1 毫秒、连接密度每平方公里达到 10Tbps、能效比 IMT-A 提升 100 倍、流量密度每平方米达到 10Mbps。

ITU定义的5G关键能力

中国5G之花概念

我国提出的 5G 之花概念形象的描述了 5G 的关键指标,其提出的 9 项关键能力指标中除成本效率一项外,其他 8项均与 ITU 的官方指标相匹配。

5G 的关键性能挑战及实现

从具体网络功能要求上来说, IMT-2020(5G)推进组定义了 5G 的四个主要的应用场景:连续广覆盖、热点高容量、低功耗大连接和低时延高可靠,而这些功能的实现都给供应商带来了很大的挑战。

5G主要场景与关键性能挑战

5G 技术创新主要来源于无线技术和网络技术两方面。其需求来自于以上的关键性能挑战。我们可以将关键性能分为以下三个部分:

5G关键性能分类

为了实现更高网络容量, 无线传输增加传输速率大体上有两种方法,其一是增加频谱利用率,其二是增加频谱带宽。

提高频谱利用率的主要的技术方式有增加基站和天线的数量,对应 5G 中的关键技术为大规模天线阵列( Massive MIMO)和超密集组网( UDN);而提高频谱带宽则需要拓展 5G 使用频谱的范围,由于目前 4G 主要集中在 2GHz以下的频谱,未来 5G 将使用26GHz,甚至 6-100GHz 的全频谱接入,来获取更大的频谱带宽。

而对于关键任务要求上,尤其是毫秒级的时延要求,对于网络架构提出了极大的挑战,5G 技术中将提出新型的多址技术以节省调度开销,同时基于软件定义网络( SDN)和网络功能虚拟化( NFV) 的新型网络架构将实现更加灵活的网络调度。

1、  大规模天线阵列( Massive MIMO) :提高频谱效率,未来需要更多的天线及射频模块在现有多天线基础上通过增加天线数可支持数十个独立的空间数据流,以此来增加并行传输用户数目,这将数倍提升多用户系统的频谱效率,对满足 5G 系统容量与速率需求起到重要的支撑作用。大规模天线阵列应用于 5G 需解决信道测量与反馈、参考信号设计、天线阵列设计、低成本实现等关键问题。

美国莱斯大学 Argos 大规模天线阵列原型机样图

大规模天线技术( MIMO)已经在 4G 系统中得以广泛应用。面对 5G 在传输速率和系统容量等方面的性能挑战,天线数目的进一步增加仍将是 MIMO 技术继续演进的重要方向。

根据概率统计学原理,当基站侧天线数远大于用户天线数时,基站到各个用户的信道将趋于正交,在这种情况下,用户间干扰将趋于消失。巨大的阵列增益将能够有效提升每个用户的信噪比,从而利用空分多址( SDMA)技术,可以在同一时频资源上服务多个用户。

空分多址技术( SDMA)是大规模天线阵列技术应用的重要支撑,其基础技术原理来自于波束赋形( Beam forming) ,大规模天线阵列通过调整天线阵列中每个阵元的加权系数产生具有指向性的波束,从而带来明显的信号方向性增益,并与 SDMA 之间产生精密的联系。

空分多址提高频谱效率

大规模天线的优势可以归结为以下几点:

第一:提升网络容量。波束赋形的定向功能可极大提升频谱效率, 从而大幅度提高网络容量。

第二: 减少单位硬件成本。 波束赋形的信号叠加增益功能使得每根天线只需以小功率发射信号,从而避免使用昂贵的大动态范围功率放大器,减少了硬件成本。

第三: 低延时通信。 大数定律造就的平坦衰落信道使得低延时通信成为可能。传统通信系统为了对抗信道的深度衰落,需要使用信道编码和交织器,将由深度衰落引起的连续突发错误分散到各个不同的时间段上,而这种揉杂过程导致接收机需完整接受所有数据才能获得信息,造成时延。在大规模天线下,得益于大数定理而产生的衰落消失,信道变得良好,对抗深度衰弱的过程可以大大简化,因此时延也可以大幅降低。

第四:与毫米波技术形成互补。毫米波拥有丰富的带宽,但是衰减强烈,而波束赋形则正好可以解决这一问题。

波束赋形示例

大规模天线的研发和使用同样面临巨大的挑战,从研究层面而言,物理层研究会面临下表中的多个难点。而从实际部署层面而言,硬件成本是最主要的阻碍。首先随着发射天线数目的增多,天线阵列的占用面积将大幅增加,天线群及其对应的高性能处理器、转换器的成本也都远高于传统基站天线,使得大规模部署存在成本问题;其次实际的使用中,为了平衡成本和效果,可能会采用一些低成本硬件单元替代, 在木桶原理的作用下小幅降低成本可能会导致性能急剧下降,从而达不到预期效果。

大规模天线阵列物理层研究难点

相比于 SISO 或分集天线系统, 大规模多天线系统属于硬件、软件密集型的。大规模多天线系统由多个天线子阵列组成,每个子阵列共享数模转换、 混频器等元件, 而子阵列的每根天线单独拥有移相器、 功率放大器、低噪放大器等模块。 所以随着天线数的增加,硬件的部署成本会快速增加。

不过与此同时,多天线的增益效应使得系统的容错能力提升, 每个单元的模块(如数模转换、功率放大器等) 的功能可以进一步减弱。软件层面则需要复杂的算法来管理和动态地适应与编码和解码用于多个并行信道的数据流,这就需要一个相对强大的处理器,通常被实现为一个 FPGA。

利用混合波束赋形技术的天线系统架构图

整体而言, 未来 MIMO 将对天线带来升级需求,同时射频模块(移相器、功率放大器、低噪放大器等)的需求将爆发,此外数据的增加将利好功能更加强大的综合处理模块, 如 FPGA。

2、超密集组网( UDN) :解决热点网络容量问题,带来小基站千亿市场容量

未来移动数据业务飞速发展,热点地区的用户体验一直是当前网络架构中存在的问题。由于低频段频谱资源稀缺,仅仅依靠提升频谱效率无法满足移动数据流量增长的需求。超密集组网通过增加基站部署密度,可实现频率复用效率的巨大提升,但考虑到频率干扰、站址资源和部署成本,超密集组网可在局部热点区域实现百倍量级的容量提升,其主要应用场景将在办公室、住宅区、密集街区、校园、大型集会、体育场和地铁等热点地区。

超密集组网可以带来可观的容量增长,但是在实际部署中,站址的获取和成本是超密集小区需要解决的首要问题。而随着小区部署密度的增加,除了站址和成本的问题之外,超密集组网将面临许多新的技术挑战,如干扰、移动性、传输资源等。对于超密集组网而言,小区虚拟化技术、接入和回传联合设计、干扰管理和抑制是三个最重要的关键技术。

超密集组网示例

由于超密集组网对基站和微基站的需求加大,以及在重点场景下基站选址将面临更大的挑战,未来将利好具备较好成本控制能力及基站选址能力的厂商。

基站性能及成本对比

2020 年全球小基站市场每年将超过 6 亿美金, 国内小基站市场容量最终有望达到千亿级别。 根据 Small CellForum预测,全球小基站市场空间有望在 2020 年超过 6亿美元。 截止至 2016 年半年报,中国移动, 中国联通,中国电信披露今年要达到的的 4G 基站数分别为 140 万个、68 万个、 85 万个。考虑联通中报披露了与电信共享的 6 万个基

站,假设年内共享基站达到 10 万个,则中国当前存量基站市场大约为 283 万个。假设未来小基站的数量能达到目前基站数量的 10 倍以上, 即未来小基站市场需求达到 2830 万个,假设小基站平均价格为 5000 元/个, 则未来小基站市场容量将达到千亿级别。

3、全频谱接入:扩大频谱宽度, 未来利好射频器件厂商,但频谱暂未分配

相对于提高频谱利用率,增加频谱带宽的方法显得更简单直接。在频谱利用率不变的情况下,可用带宽翻倍可实现数据传输速率也翻倍。通过有效利用各类移动通信频谱(包含高低频段、授权与非授权频谱、对称与非对称频谱、连续与非连续频谱等)资源可以提升数据传输速率和系统容量。 但问题是,现在常用的6GHz以下的频段由于其较好的信道传播特性,目前已经非常拥挤, 6~100GHz高频段具有更加丰富的空闲频谱资源,可作为5G的辅助频段,然而30GHz~100GHz频率之间属于毫米波的范畴,这就需要使用到毫米波技术。

频谱使用情况

到 2020 年我国 5G频谱缺口近 1GHz,低频段为首选,高频将成为补充。目前4G-LTE 频段最高频率的载波在 2GHz上下, 可用频谱带宽只有 100MHz。因此,如果使用毫米波频段,频谱带宽能达到 1GHz-10GHz,传输速率也可得到巨大提升。

我国 5G 推进组已完成2020 年我国移动通信频谱需求预测, 届时移动通信频谱需求总量为 1350~1810MHz, 我国已为 IMT 规划的 687MHz 频谱资源均属于 5G 可用频谱资源,因此还需要新增 663~1123MHz 频谱。 我国无线电管理“十三五”规划中明确为 IMT-2020( 5G)储备不低于500MHz 的频谱资源。

在未来要支持毫米波通信,移动系统和基站必须配备更新更快的应用处理器、基带以及射频器件。

事实上, 5G 标准对射频影响较大,需要一系列新的射频芯片技术来支持,例如支持相控天线的毫米波技术。毫米波技术最早应用在航空军工领域,如今汽车雷达、 60GHz Wi-Fi 都已经采用,将来 5G 也必然会采用。 4G 手机里面的数字部分包括应用处理器和调制解调器,射频前端则包括功率放大器( PA)、射频信号源和模拟开关。功率放大器用于放大手机里的射频信号,通常采用砷化镓( GaAs)材料的异质结型晶体管( HBT)技术制造。

未来的 5G 手机也要有应用处理器和调制解调器。不过与 4G 系统不同, 5G 手机还需要相控阵天线。

此外,由于毫米波的频率非常高, 线路的阻抗对毫米波的影响很大,所以器件的布局和布线变得异常重要。 与 4G 手机一样, 5G 手机也需要功率放大器, 毫米波应用中,功率放大器将是系统功耗的决定性因素。

除此之外, 毫米波相比于传统 6GHz 以下频段还有一个特点就是天线的物理尺寸可以比较小。这是因为天线的物理尺寸正比于波段的波长,而毫米波波段的波长远小于传统 6GHz 以下频段,相应的天线尺寸也比较小。因此可以方便地在移动设备上配备毫米波的天线阵列,从而实现大规模天线技术。

4、新型多址技术:降低信令开销,缩短时延

通过发送信号在空/时/频/码域的叠加传输来实现多种场景下系统频谱效率和接入能力的显著提升。此外,新型多址技术可实现免调度传输,将显著降低信令开销,缩短接入时延,节省终端功耗。目前业界提出的技术方案主要包括基于多维调制和稀疏码扩频的稀疏码分多址( SCMA)技术,基于复数多元码及增强叠加编码的多用户共享接入( MUSA)技术,基于非正交特征图样的图样分割多址( PDMA)技术以及基于功率叠加的非正交多址( NOMA)技术。

此外,基于滤波的正交频分复用( F-OFDM)、滤波器组多载波( FBMC)、全双工、灵活双工、终端直通( D2D)、多元低密度奇偶检验( Q-ary LDPC)码、网络编码、极化码等也被认为是5G重要的潜在无线关键技术。

5、5G 网络关键技术: NFV 和 SDN,网络能力开放或利好第三方服务提供商

未来 5G 网络架构将包括接入云、控制云和转发云三个域: 接入云支持多种无线制式的接入,融合集中式和分布式两种无线接入网架构,适应各种类型的回传链路,实现更灵活的组网部署和更高效的无线资源管理。

5G 的网络控制功能和数据转发功能将解耦,形成集中统一的控制云和灵活高效的转发云。控制云实现局部和全局的会话控制、移动性管理和服务质量保证,并构建面向业务的网络能力开放接口,从而满足业务的差异化需求并提升业务的部署效率。转发云基于通用的硬件平台,在控制云高效的网络控制和资源调度下,实现海量业务数据流的高可靠、低时延、均负载的高效传输。

5G的网络架构图

基于“三朵云”的新型 5G 网络架构是移动网络未来的发展方向。未来的 5G 网络与 4G 相比,网络架构将向更加扁平化的方向发展,控制和转发将进一步分离,网络可以根据业务的需求灵活动态地进行组网,从而使网络的整体效率得到进一步提升。 5G 网络服务具备更贴近用户需求、定制化能力进一步提升、网络与业务深度融合以及服务更友好等特征,其中代表性的网络服务能力包括、网络切片、移动边缘计算、按需重构的移动网络、以用户为中心的无线接入网络和网络能力开放。

基于 NFV/SDN 技术实现网络切片以及网络能力开放

其中,网络能力开放将不仅带来用户的体验优化,还将带来新型的商业模式探索。5G 网络能力开放框架旨在实现面向第三方的网络友好化和网络管道智能化,优化网络资源配置和流量管理。 4G 网络采用“不同功能、各自开放”的架构,能力开放平台需要维护多种协议接口,网络结构复杂,部署难度大; 5G 网络控制功能逻辑集中并中心部署。

能力开放平台间统一接口,可实现第三方对网络功能如移动性、会话、 QoS 和计费等功能的统一调用。而这一切都需要虚拟化的基础设施平台支撑。实现 5G新型基础设施平台的基础是网络功能虚拟化( NFV)和软件定义网络 ( SDN)技术。

传统网络架构(左)SDN+NFV 下的网络架构(右)

SDN/NFV 技术融合将提升 5G 进一步组大网的能力: NFV 技术实现底层物理资源虚拟化, SDN 技术实现虚拟机的逻辑连接,进而配置端到端业务链,实现灵活组网。

NFV 使网元功能与物理实体解耦,通过采用通用硬件取代专用硬件,可以方便快捷地把网元功能部署在网络中任意位置,同时通过对通用硬件资源实现按需分配和动态延伸, 以达到最优的资源利用率的目的。NFV 可以满足运营商在网络灵活性、 架设成本、 可扩展性和安全性方面的需求。

首先, NFV 的特性使其可以让网络和服务预配置更加灵活。而这又可以让运营商和服务供应商快速地调整服务规模以便应对客户的不同需求。这些服务在任何符合行业标准的服务器硬件上,通过软件应用来提供,而最重要的一点就是安全网关。

与购买硬件设备不同,服务供应商可以轻松地采用与设备相关的功能,然后将其以服务器虚拟机的形式示例。

由于网络功能是在软件总部署的,所以可以将这些功能移动到网络的各个位置,而不需要安装新的设备。这意味着运营商和服务供应商不需要部署很多硬件设备,而可用虚拟机来部署廉价,高容量服务器基础设施。

最重要的是,虚拟化消除了网络功能和硬件之间的依赖性,运营商只需设一个地区代表就可以了,而不用专门搭建一个基础设施来提供支持。

随着众多厂商推出了商用级 SDN、 NFV 解决方案,新型网络架构正逐步落地,据SNS 预计,到 2020 年, SDN 和 NFV 将为服务提供商(包含有线和无线)节省 320 亿美元的资本支出。

SDN 技术实现控制功能和转发功能的分离。

其核心技术 OpenFlow 一方面将网络控制面板从数据面中分离出来,另一方面开放可编程接口,从而实现网络流量的灵活控制及网络功能的“软件定义”,有利于通过网络控制平台从全局视角来感知和调度网络资源,实现网络连接的可编程化。

SDN 典型架构包含三层及两个接口:

控制层: 控制器集中管理网络中所有设备,虚拟整个网络为资源池,根据用户不同的需求以及全局网络拓扑,灵活动态的分配资源。 SDN 控制器具有网络的全局视图,负责管理整个网络:对下层,通过标准的协议与基础网络进行通信;对上层,通过开放接口向应用层提供对网络资源的控制能力。

物理层: 物理层是硬件设备层,专注于单纯的数据、业务物理转发,关注的是与控制层的安全通信,其处理性能一定要高,以实现高速数据转发。

应用层: 应用层通过控制层提供的编程接口对底层设备进行编程,把网络的控制权开放给用户,基于上开发各种业务应用,实现丰富多彩的业务创新。

南向接口:是物理设备与控制器信号传输的通道,相关的设备状态、数据流表项和控制指令都需要经由 SDN的南向接口传达,实现对设备管控。

北向接口: 是通过控制器向上层业务应用开放的接口,目的是使得业务应用能够便利地调用底层的网络资源和能力,其直接为业务应用服务的,其设计需要密切联系业务应用需求,具有多样化的特征。

SDN的三层架构

5G背后的半导体商机

新一代移动通讯5G也助力半导体产业从PC、智慧型手机、平板装置出货量下滑的窘境中脱困。为顺利抢占物联网与5G移动通讯商机,半导体相关厂商包括晶圆制造/代工、封装与EDA业者,都纷纷展现其最新技术,如IBM领先推出7奈米芯片;台积电也宣示透过最新鳍式场效电晶体(FinFET)与物联网大资料分析技术,期可在物联网市场扮演重要角色。

不仅如此,在台湾及中国大陆通讯与手机处理器芯片市场占有一席之地的联发科(MediaTek),也针对即将到来的5G市场,以及发展越发火热的物联网应用市场,端出新策略。

资策会产业情报研究所(MIC)产业顾问兼主任张奇表示,2016年的台湾市场景气将较2015年来得好,对半导体产业来说是正面消息。MIC预测的2016年10大趋势中,所提出的「5G加速风」,即是阐述2016年5G的技术发展,将较2015年来的积极,且可为半导体产业带来更多机会。

谁会想要攻击智能家居?原因为何?这么做对黑客有何好处?由于物联网 IoT ,Internet of Thing)装置有别于 PC 和智能手机,并非全都采用相同的操作系统 (至少目前市场现况是如此)。然而这一点小小的差异,就会让黑客更难以发动大规模的攻击。除此之外,想要破解物联网装置的安全机制也需要相当的知识和适当的工具。

近年来,信息安全研究人员早已证明智能装置确实可能遭到黑客入侵。当初研究人员骇入这些装置的用意,只是希望引起厂商们注意产品的安全性。

但就在去年,趋势科技研究人员以实验证明黑客确实能够从远程撷取智能车辆的数据,甚至篡改自动化油表的油量。为了降低伤害的风险,这些实验都是在控制的条件下进行,但歹徒可就不会这么体贴。

现在我们已知道物联网装置有可能遭骇,那么,歹徒骇入这些功能单纯的家用智能装置要做什么?以下列举了一些可能攻击物联网的非典型嫌犯,以及他们的动机和他们攻击智能家居的机率有多大。

网络犯罪集团

对网络犯罪集团来说,其攻击的动机永远都是为了钱。随着越来越多物联网 装置进入家庭当中,网络犯罪集团盯上这些装置以及这些装置所连接的智能家居网络是迟早的事。网络犯罪集团一旦骇入智能家居网络,他们就可能发动勒索病毒攻击或者将装置锁住来勒索赎金。此外,他们也可能窃取敏感的用户数据,然后用来勒索被害人,或者拿到地下市集贩卖。

不肖分子

不肖分子很少有正当的攻击动机,他们总是大费周章地试图得到他们想要的。对这些人来说,他们有可能利用家庭物联网装置来跟踪、尾随、伤害受害人,甚至恶意破坏竞争对手的生意来取得优势。

黑客激进分子

不论是为了宣扬政治理念、表达不满,或者动员人群以达到某种目的,黑客激进分子向来偏爱能够让他们制造最大宣传效果的管道。随着越来越多人开始拥抱智能家居,黑客激进分子很可能会考虑利用这些装置来扩大他们的地盘。

政府机关

当牵涉到国家安全和个人隐私权时,政府对人民的监控一向是个引起争议的话题。媒体一再爆料,政府机构经常为了国家和人民安全的理由而监听私人通讯以追查可疑嫌犯。因此,一些具备声音和视讯传输功能的智能家居装置就可能成为政府机关用于监控国家安的工具。

恐怖分子

尽管恐怖分子的主要目标是散播恐惧,但他们不太可能会利用智能家居装置来达到这项目的。但随着各式各样的企业都在营业系统和重大基础架构当中导入物联网技术,恐怖分子应该会盯上这些更有效果的攻击目标。

企业机构

严格来说,企业机构不算是黑客,但每当有厂商推出全新的热门物联网装置时,就会引起社会大众某种程度的不安。这通常都和隐私权有关。因此,正在考虑购买的客户,就会想要知道这些智能装置用起来到底安不安全。凡是会经手客户信息的任何企业,都必须坦白说明他们会搜集何种资料、如何搜集、储存在哪里、用途为何,以及还有谁会存取这些数据。若未正确告知客户这些相关细节,就是厂商的不对。

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