第五代移动网络(5G)有望通过增强移动宽带、减少延迟和支持大规模物联网(IoT)部署,大幅提高联网通信和传感设备的能力。加拿大国防研究与发展部(DRDC)已着手开展一项 5G/IoT 项目活动(PAct),以探索将该技术用于军事应用的可能性。该活动的一部分将要求建造一个实验室,以便对 5G 和物联网无线网络的能力和脆弱性进行研究和实验。
本科学报告简要回顾了 5G/IoT 标准和技术,并确定了 5G/IoT 应用的潜在军事要求。报告介绍了四个 5G/IoT 场景,以启发 5G/IoT 实验室实例的设计和实施,并分析了现有架构/框架对这些场景的适用性。最后,报告详细描述了在 DRDC - 渥太华研究中心建立内部 5G/IoT 实验室的实验室架构。
北约和 “五眼”(FVEY)社区的军事和国防组织正在积极调查 5G 和物联网无线技术的潜在军事和国防应用。为了向国防部(DND)和加拿大武装部队(CAF)提供指导和建议,帮助其在未来网络中更好地利用和保护该技术,DRDC - 渥太华研究中心计划建立一个现场 5G/IoT 无线实验室,用于实验、演示和合作。本报告对当前的 5G/IoT 技术进行了必要的背景介绍和分析,以便开发该实验室。创新战略与概念总监 (DISC) 和网络任务保障计划开发团队都对本报告感兴趣,前者是描述 DRDC 即将建立的实验室能力的基石,后者则是为将 5G 和/或物联网实验室组件纳入其网络任务保障实验室 (CMAL) 资本项目提供想法和考虑因素。
本报告旨在作为一个自成一体的资源,不仅提供 DRDC 内部 5G/IoT 实验室的愿景,还提供推进这一愿景的技术背景和必要分析。本报告的其余部分安排如下:
第 2 部分概述了 5G 和物联网技术。本节讨论了这些技术的历史和演变,并回顾了相关标准和实施架构。本节对于希望更好地了解 5G 和物联网系统如何工作的读者很有价值。
第 3 节提供了 5G/IoT 技术的激励性用例和场景。这些灵感来源于以前的工作[5]、[6]和[7],并为需要在实验室开发的技术类型提供了启发。本节对所有读者都有价值。
第 4 节至第 7 节基于对现有标准、模型和可用技术的详细分析,深入探讨了如何架构、设计和构建 5G/IoT 实验室。每个章节(和小节)最后都有一个 “实验室的主要启示”;寻求高层次 “底线 ”的读者可以跳到每个小节中的主要启示,而对得出这些结论的分析感兴趣的研究人员则可以阅读相关小节:
第 4 节根据第 3 节中制定的方案,确定了实验室系统的高层次特征/功能;
第 5 节提出了系统架构,研究了系统中各网络层的作用(受开放系统互连网络模型的启发);
第 6 节探讨相关的实施和后勤考虑因素;以及
第 7 节讨论了提供 5G/IoT 技术的现有商业和开源替代方案的优点。
最后,第 8 节对本报告进行了简要总结。