物聯(lián)網(wǎng)形勢(shì)下的5G通信技術(shù)應(yīng)用

【摘 要】當(dāng)前，互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)已經(jīng)步入快速發(fā)展的階段，這一技術(shù)的發(fā)展促使移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展不斷進(jìn)步。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的突破，使社會(huì)發(fā)生了很大的改變，使得我們的工作、生活發(fā)生了巨大的變化。當(dāng)前最先進(jìn)的通信系統(tǒng)就是5G移動(dòng)通信技術(shù)，其在全球才開(kāi)始發(fā)展，也是今后通信技術(shù)發(fā)展的方向?；诖耍瑥?G通信技術(shù)的相關(guān)概念入手，分析了5G技術(shù)的技術(shù)特征，進(jìn)一步概述了基于物聯(lián)網(wǎng)形勢(shì)下5G通信技術(shù)的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng);5G;通信技術(shù)

一、引言

大數(shù)據(jù)時(shí)代，信息技術(shù)不斷革新，移動(dòng)通信技術(shù)也是如此，隨著4G移動(dòng)通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，其容量有限、沒(méi)有統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)等缺點(diǎn)也日益突出，發(fā)展5G移動(dòng)通信技術(shù)已成為移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。而與移動(dòng)通信技術(shù)關(guān)系密切的物聯(lián)網(wǎng)也將因5G技術(shù)產(chǎn)生巨大改變。應(yīng)用更為高速且容量大的5G技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展將會(huì)產(chǎn)生新的突破。

二、物聯(lián)網(wǎng)和5G通信技術(shù)的概述

（一）物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)可以說(shuō)是新世紀(jì)比較有代表性的產(chǎn)物。物聯(lián)網(wǎng)指的是將物與物通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接在一起的手段，在技術(shù)方面講，是將一些微小的芯片置入物體內(nèi)部，讓互聯(lián)網(wǎng)的智能化水平得到發(fā)展和提高，利用網(wǎng)絡(luò)讓物和人以及物和物之間能夠進(jìn)行交流互通。物聯(lián)網(wǎng)在當(dāng)前的新型技術(shù)中的地位十分重要，在國(guó)內(nèi)信息技術(shù)發(fā)展的背景下，物聯(lián)網(wǎng)是信息生成中的一次較大的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)本身就具有十分顯著的適應(yīng)性，在人們的生產(chǎn)和生活中得到了廣泛的應(yīng)用，并且隨著時(shí)間的推移，物聯(lián)網(wǎng)的適用范圍也會(huì)有所擴(kuò)大。筆者以為，物聯(lián)網(wǎng)主要是通過(guò)傳感器的應(yīng)用，基于嚴(yán)格的技術(shù)，將不同種類(lèi)的網(wǎng)絡(luò)互相聯(lián)通，打通信息的傳播渠道，讓信息的傳導(dǎo)更加穩(wěn)定，更加準(zhǔn)確地定位信息的位置?，F(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，其適用性也可見(jiàn)一斑，在社會(huì)發(fā)展中已經(jīng)多方面普及。因?yàn)槌鞘谢M(jìn)程的演進(jìn)，物聯(lián)網(wǎng)的適用范圍也不斷提升，在新型的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)下，物聯(lián)網(wǎng)也會(huì)有更多的發(fā)展空間。

（二）5G通信技術(shù)及發(fā)展必要性

當(dāng)前5G技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用是給物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來(lái)增益的有效保障，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)而言，也越來(lái)越期待5G技術(shù)的普及。5G通信技術(shù)全稱(chēng)是第五代移動(dòng)通信技術(shù)，在4G廣泛普及的情況下，各國(guó)已經(jīng)具備了5G發(fā)展的基礎(chǔ)。5G的正式普及和廣泛性應(yīng)用將在2020年全面展開(kāi)。比起上一代的通信技術(shù)，5G通信的不同之處在于各方面指標(biāo)的變化，其中最明顯的變化就是數(shù)據(jù)傳導(dǎo)速度的加快，數(shù)據(jù)傳導(dǎo)的速度將會(huì)達(dá)到1Gbp/s以上，是以往的技術(shù)難以匹敵的。另外，5G技術(shù)的傳輸范圍也會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，解放了空間的約束，5G的應(yīng)用性將會(huì)更高?，F(xiàn)在，5G作為世界范圍內(nèi)最先進(jìn)的通信技術(shù)，已經(jīng)受到了多個(gè)高水平國(guó)家的重視。在5G技術(shù)發(fā)展的藍(lán)圖下，數(shù)據(jù)傳輸速度加快，空間壁壘被打破，其對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也會(huì)有較大的增益。5G通信技術(shù)可以提供無(wú)限制的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將過(guò)去系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)終端變?yōu)椴煌O(shè)備之間的溝通點(diǎn)和互動(dòng)點(diǎn)，通過(guò)5G技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的適用，讓物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)高效融合，進(jìn)一步推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的理念擴(kuò)展，提升物聯(lián)網(wǎng)的影響力，最終推動(dòng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展。

三、5G技術(shù)的相關(guān)特征

（一）數(shù)據(jù)流量大

5G通信技術(shù)能夠承載海量數(shù)據(jù)信息同時(shí)流動(dòng)，是4G通信技術(shù)的大約1000倍。

（二）峰值速率大

5G通信技術(shù)的峰值速率就是所謂的互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)最低速率與最高速率，通過(guò)4G通信技術(shù)與5G通信技術(shù)對(duì)比分析來(lái)看，5G通信技術(shù)的峰值速率大概能夠提高10倍，這樣針對(duì)個(gè)體用戶的流量速率可謂是實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。

（三）節(jié)能環(huán)保

現(xiàn)階段，社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域都在大力響應(yīng)節(jié)能環(huán)保的號(hào)召，未來(lái)的5G通信技術(shù)通過(guò)與節(jié)能環(huán)保理念的有機(jī)融合，在很大程度上做到了與時(shí)俱進(jìn)。

（四）可靠性較高、延遲性較短

隨著網(wǎng)絡(luò)信息化的廣泛應(yīng)用，功能愈發(fā)多元化，以及未來(lái)優(yōu)化發(fā)展，針對(duì)生活購(gòu)物、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、工業(yè)施工等都會(huì)全方位實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)化與信息化，這些都明確要求網(wǎng)絡(luò)必須承擔(dān)相應(yīng)的社會(huì)責(zé)任與義務(wù)，而5G通信技術(shù)能夠有效降低延遲性，節(jié)約資源消耗，且穩(wěn)定性與可靠性突出。

四、物聯(lián)網(wǎng)下5G通信技術(shù)的應(yīng)用

（一）車(chē)聯(lián)網(wǎng)-遠(yuǎn)程駕駛

隨著5G技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程駕駛離我們的日常生活越來(lái)越近。遠(yuǎn)控駕駛可以用來(lái)提供高級(jí)禮賓服務(wù)，使乘客可以在途中工作或參加會(huì)議，可提供出租車(chē)服務(wù)，也適用于無(wú)駕照人員或駕駛?cè)松?、醉酒等不合適開(kāi)車(chē)的情況。遠(yuǎn)程駕駛場(chǎng)景是車(chē)聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要應(yīng)用場(chǎng)景，5G技術(shù)可以有效解決車(chē)輛遇到復(fù)雜問(wèn)題時(shí)的控制問(wèn)題，充分體現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)極低時(shí)延、超高可靠性及大帶寬的特性。基于5G技術(shù)的自動(dòng)駕駛方案，充分利用5G技術(shù)優(yōu)勢(shì)將自動(dòng)駕駛車(chē)輛的感知、決策、控制功能模塊都上升到邊緣云上，依托邊緣云的計(jì)算能力進(jìn)行處理并下發(fā)，降低對(duì)車(chē)載傳感器的依賴(lài)，所有對(duì)車(chē)輛的監(jiān)控、控制工作，都可以在后臺(tái)生產(chǎn)調(diào)度中心實(shí)現(xiàn)。車(chē)輛與遠(yuǎn)程終端信息交互、指令交互的時(shí)延小于10ms，系統(tǒng)接收和執(zhí)行指令的速度達(dá)到人無(wú)法感知的速度。

（二）智能制造-無(wú)線機(jī)器人云端控制

近些年，Wi-Fi、藍(lán)牙和WirelessHART等無(wú)線解決方案已經(jīng)在制造車(chē)間應(yīng)用，但這些無(wú)線解決方案在帶寬、可靠性和安全性等方面都存在一定的局限性。智能制造的基本理念是充分利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在云端遠(yuǎn)程控制，使用AR智能眼鏡，通過(guò)機(jī)器人協(xié)作，幫助整個(gè)裝配流程中的工作人員進(jìn)行操作控制，打造更靈活高效的生產(chǎn)系統(tǒng)，提高工作效率，更快地將高質(zhì)量的產(chǎn)品推向市場(chǎng)。同步實(shí)時(shí)協(xié)作的機(jī)器人要求小于1ms的網(wǎng)絡(luò)延遲，5G技術(shù)可提供靈活、可移動(dòng)、高帶寬、低時(shí)延和高可靠的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，滿足協(xié)作機(jī)器人需要不斷交換分析數(shù)據(jù)以同步和協(xié)作自動(dòng)化流程。同時(shí)，讓員工通過(guò)AR智能眼鏡能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程操作，從而更便捷、更快、更精準(zhǔn)的完成工作。

（三）無(wú)線醫(yī)療-具備力反饋的遠(yuǎn)程診斷

在過(guò)去5年，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫(yī)療設(shè)備中的使用正在增加，醫(yī)療行業(yè)開(kāi)始采用可穿戴或便攜設(shè)備集成遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程手術(shù)和遠(yuǎn)程預(yù)料監(jiān)控等解決方案。遠(yuǎn)程醫(yī)療發(fā)展至今已經(jīng)有了很大的突破，但是仍然存在著一些問(wèn)題。比如信號(hào)質(zhì)量會(huì)影響整個(gè)診療過(guò)程的連續(xù)性，遠(yuǎn)程醫(yī)療器械的力反饋功能也需要無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具備更低網(wǎng)絡(luò)時(shí)延（10ms以內(nèi)）和更高的QoS保障特性。5G網(wǎng)絡(luò)下的遠(yuǎn)程醫(yī)療，首先就是高質(zhì)量、高速度、低時(shí)延的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，高分辨率的圖片和視頻能夠使醫(yī)生更加及時(shí)準(zhǔn)確地判斷出病人的病情;高精度的力反饋幫助醫(yī)生在使用遠(yuǎn)程醫(yī)療機(jī)械時(shí)，精準(zhǔn)地進(jìn)行手術(shù)操作;覆蓋廣、不中斷的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)保障醫(yī)生在進(jìn)行遠(yuǎn)程手術(shù)時(shí)不會(huì)因信號(hào)的問(wèn)題而致使手術(shù)中斷。

五、結(jié)語(yǔ)

從未來(lái)的發(fā)展傾向來(lái)看，在以后的5-10年間，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)都將成為國(guó)家電網(wǎng)的主要努力方向。這要求著電力行業(yè)更加強(qiáng)化與互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的合作，并進(jìn)一步探索無(wú)線通信技術(shù)在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中新的應(yīng)用模式，以加快構(gòu)建泛在物聯(lián)網(wǎng)的生態(tài)鏈條以及產(chǎn)業(yè)圈，并引入云計(jì)算、智慧城市等先進(jìn)的信息通信技術(shù)，以促使泛在電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用盡快步入低碳環(huán)保、運(yùn)行維護(hù)成本不斷降低的發(fā)展軌道之中。

【參考文獻(xiàn)】

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作者簡(jiǎn)介：許文倩（1998-），女，漢族，山東省聊城市人，現(xiàn)在大連東軟信息學(xué)院，物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)，研究方向：人工智能。