5G時代開啟物聯(lián)網(wǎng)新世界應用分析

李碩雷

（華信咨詢設計研究院有限公司省，杭州 310014）

1 物聯(lián)網(wǎng)功能介紹

物聯(lián)網(wǎng)從字面意思來看就是以互聯(lián)網(wǎng)為核心將其他物品進行連接，實現(xiàn)各種物品之間的信息交換，甚至隨著時代的發(fā)展，實現(xiàn)人與物之間的信息交換。這種信息的交換過程是以互聯(lián)網(wǎng)為基礎，以人為主體，通過信息交換的過程達到為人服務的目的。例如，可以通過物聯(lián)網(wǎng)將家庭中的各種家具、電器等進行連接，使用者可以通過網(wǎng)絡隨時隨地的對其進行控制，達到方便使用的目的。

2 物聯(lián)網(wǎng)新世界應用的關鍵技術分析

2.1 云無線接入網(wǎng)技術

云無線接入網(wǎng)技術是5G網(wǎng)絡接入的關鍵技術，它可以有效的為多連接、基站間協(xié)同等工作提供技術支持，提高網(wǎng)絡的吞吐量并降低各種因素對網(wǎng)絡的干擾，提升用戶的網(wǎng)絡體驗。同時，它可以將多個RRU或DU和一個CU進行連接，由CU集中管控區(qū)域物聯(lián)網(wǎng)，對物物通信提供支持。

2.2 大規(guī)模MIMD技術

隨著時代的發(fā)展，傳統(tǒng)的MIMD技術難以利用其有限的頻譜資源滿足用戶對系統(tǒng)性能的要求，而大規(guī)模的MIMD技術，將會作為5G的關鍵技術之一獲得不斷發(fā)展。大規(guī)模MIMO（massive MIMO，large-scale MIMO），收發(fā)兩端配置多根天線，特別是在基站側配置大量天線單元，獲得空間自由度（DoF），既能實現(xiàn)小區(qū)內(nèi)空間復用（intra-cell spatial multiplexing），也能實現(xiàn)小區(qū)間干擾抑制（inter-cell interference mitigation）提高頻譜效率和能量效率。大規(guī)模MIMD技術可以對通信系統(tǒng)的信道容量和頻譜效率進行一個極大的提升，從而提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾始鞍踩訹1]。

2.3 高頻段通信

概念：業(yè)界統(tǒng)一認識為6-100GHz頻段，擁有豐富的空閑頻譜資源，用于蜂窩通信尚處于研究階段。研究對象：高頻信號傳播損耗大、信道變化快、繞射能力差，需研究高頻信道測量與建模、高頻空口系統(tǒng)技術、高頻部署場景及組網(wǎng)、高頻器件等?，F(xiàn)有通信系統(tǒng)使用的主要是6GHz以下的頻段，對6GHz之上的高頻段研發(fā)不足，所以，5G網(wǎng)絡要想使用高頻段通信首先需要解決高頻段通信所需元件成本高昂、理論界尚未對高頻段頻譜信道進行深入研究等問題。

3 5G時代開啟物聯(lián)網(wǎng)新世界的應用

5G網(wǎng)絡可以通過遠超現(xiàn)有網(wǎng)絡的優(yōu)勢為物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應用奠定堅實的基礎，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）5G網(wǎng)絡可以提供峰值達到10GB/S甚至更高的超高傳輸速率，且能保持網(wǎng)絡傳輸速率穩(wěn)定在0.1～1GB/S之間；

（2）5G網(wǎng)絡可以為物聯(lián)網(wǎng)中的設備提供零延遲的信息傳輸，優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)的運行效率；

（3）5G網(wǎng)絡可以實現(xiàn)對網(wǎng)絡的智能化管理，滿足物聯(lián)網(wǎng)對網(wǎng)絡信息資源共享的需求，提升用戶的體驗感；

（4）5G網(wǎng)絡可以利用其高頻譜效率減少對能源的消耗，從而為需要極大規(guī)模5G網(wǎng)絡資源的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)省成本。

4 5G時代開啟物聯(lián)網(wǎng)新世界的應用領域

4.1 綠色城市建設方面

通過物聯(lián)網(wǎng)技術可以對城市的綠化進行實時的監(jiān)控，比如說可以監(jiān)控城市的綠化工程，并通過網(wǎng)絡進行遠程的專家指導，優(yōu)化綠化工程的建設流程，提升工程建設的效果；還可以對城市綠化植物生長情況的各項參數(shù)進行實時監(jiān)控，對其進行智能澆灌等，提升綠化植物的成活率。

4.2 智能家居方面

（1）智能安防方面。智能安防是智能家居市場發(fā)展最為成熟的一個領域之一，比如說智能攝像頭、智能門鎖在保護家庭安全方面被廣泛應用并做出突出貢獻。5G網(wǎng)絡的應用可以使智能安防獲得進一步的發(fā)展，解決智能安防設備在實際應用中遇到的各類問題[2]；

（2）促進智能家居行業(yè)規(guī)范化發(fā)展。當今智能家居行業(yè)有各種各樣的品牌，這些品牌各自為戰(zhàn)，沒有一個統(tǒng)一的、規(guī)范的行業(yè)標準，造成品牌不同的智能家居設備無法互聯(lián)互通。而5G網(wǎng)絡技術是由國家領頭進行布局的，智能家居行業(yè)對其進行應用，就可以打破各大企業(yè)各自為戰(zhàn)的局面，形成一個統(tǒng)一、規(guī)范的智能家居行業(yè)標準，提升用戶的體驗。

4.3 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面

目前我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)還處于一個比較粗放型的生產(chǎn)模式，對資源的利用率不是很高，導致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率也不是很高。利用物聯(lián)網(wǎng)技術和5G技術，可以通過傳感器、微處理器等設備進行大規(guī)模、精細化的、范圍廣的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面數(shù)據(jù)的采集工作，并通過高速的網(wǎng)絡實時將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡上，進而搭建一個對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行采集和分析的平臺，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準化、現(xiàn)代化打下基礎。而且，還可以通過專家系統(tǒng)對這些采集的數(shù)據(jù)進行分析，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展趨勢做出數(shù)據(jù)上的分析，從而指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

4.4 家庭護理方面

通過物聯(lián)網(wǎng)技術，可以將電子標簽等設備嵌入到護理對象日常使用的物品中，對護理對象身體的各項健康指標進行實時的監(jiān)控，然后根據(jù)這些監(jiān)控數(shù)據(jù)對護理對象的身體狀況進行分析，當發(fā)現(xiàn)問題時，物聯(lián)網(wǎng)護理平臺便會向護理對象及其家人發(fā)送警報，并及時聯(lián)系提前設置的醫(yī)院，為解決護理對象的身體問題爭取時間。此外，護理對象的家人也可以隨時隨地的通過物聯(lián)網(wǎng)護理平臺查看相關的信息，以便對護理對象的身體狀況有一個詳細的了解。

物聯(lián)網(wǎng)技術在家庭護理方面的應用，改變了傳統(tǒng)的護理模式，使家庭護理具有一定的預見性和前瞻性，提升了家庭護理的效果。

4.5 城市交通建設方面

物聯(lián)網(wǎng)可以將汽車、道路及相關部門連接起來，構建一個智能交通控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以使道路的使用和汽車的運行智能化，提高城市道路的利用率，減少交通擁堵。具體實現(xiàn)方式如下：該系統(tǒng)對道路信息、交通狀況等信息進行實時采集，通過處理分析后傳送給各個出行者，其可根據(jù)這些信息進行出行道路和出行方式的選擇；交通管理部門也可以根據(jù)這些信息實時掌握城市道路各處的交通情況，利用該系統(tǒng)進行合理的調(diào)度及處理各種事故或情況。