5G在物聯(lián)網(wǎng)中的作用和對(duì)新技術(shù)的需求

楊振

摘要：近年來(lái)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)科技水平的提升。隨著科技的發(fā)展，公眾對(duì)于通訊企業(yè)的整體開(kāi)展的重視程度也在逐步的提升。開(kāi)展物聯(lián)網(wǎng)形式下5G通訊技術(shù)應(yīng)用的全面研究，實(shí)現(xiàn)科學(xué)的需求針對(duì)性技術(shù)在通訊網(wǎng)絡(luò)5G通訊技術(shù)應(yīng)用工作開(kāi)展進(jìn)程中的全面應(yīng)用，可以進(jìn)一步全面提升我國(guó)的信息工作開(kāi)展水平，為我國(guó)信息事業(yè)的全面發(fā)展奠定穩(wěn)定的基礎(chǔ)和提供強(qiáng)大的推動(dòng)力。本文就5G在物聯(lián)網(wǎng)中的作用和對(duì)新技術(shù)的需求展開(kāi)探討。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);5G網(wǎng)絡(luò);智慧城市;信息技術(shù)

一、物聯(lián)網(wǎng)與5G通信技術(shù)概述

（一）物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)即結(jié)合網(wǎng)絡(luò)連接物和物。以技術(shù)作為視角而言，就是在物體中增加微型的感應(yīng)芯片，從而提高互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的智能化水平，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)物和物、物和人之間的溝通。當(dāng)前時(shí)期，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具備十分廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，并且其適應(yīng)性非常強(qiáng)，在社會(huì)發(fā)展的很多方面都有牽涉，像是智慧城市以及智能交通等。隨著城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域持續(xù)擴(kuò)大化。與此同時(shí)，隨著5G網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，將更加有效地推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。

（二） 5G通訊技術(shù)概述

5G，即第五代移動(dòng)通訊技術(shù)，是前代蜂窩通訊技術(shù)的延伸。現(xiàn)如今，商用的5G頻譜帶寬已經(jīng)能夠達(dá)到100MHz，頻譜不斷變寬是移動(dòng)通訊最明顯的趨勢(shì)，2G時(shí)的頻譜只有200KHz，只能滿(mǎn)足語(yǔ)音文字的傳遞，3G時(shí)頻譜擴(kuò)大了到5MHz，讓移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)成為可能，4G則擴(kuò)大到了20MHz，可以流暢播放視頻。根據(jù)歷代通訊技術(shù)的發(fā)展特性，5G通訊技術(shù)將具備超高的每秒傳輸數(shù)率和能效。相較前代的通訊技術(shù)，5G通訊技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于：高達(dá)10Gbis/s的傳輸速率，這個(gè)速率不僅是高于以前的蜂窩網(wǎng)絡(luò)，而且超過(guò)了目前的有線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)則是相較之前更低的網(wǎng)絡(luò)延遲，5G的ping<1ms，而4G為30-70ms。

二、5G移動(dòng)通信對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的影響

（1）提高網(wǎng)絡(luò)發(fā)展水平。與4G移動(dòng)通信技術(shù)相比較來(lái)說(shuō)，5G移動(dòng)通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)傳播速度更快，在移動(dòng)終端方面，各項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)信息的傳播效率得到明顯提高。在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代背景下，5G移動(dòng)通信的良好運(yùn)用，可以顯著提升數(shù)據(jù)信息的傳播速率，云計(jì)算速率得到提高，為物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展奠定基礎(chǔ)。（2）信息的全面開(kāi)拓與創(chuàng)新。結(jié)合5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀得知，一些4G移動(dòng)通信技術(shù)涉及不到的區(qū)域，5G移動(dòng)通信技術(shù)能夠有效涉及，而且可以取得良好的應(yīng)用效果。例如，將人工智能和無(wú)人駕駛完美融合，給廣大居民的日常出行帶來(lái)更多便利。5G移動(dòng)通信技術(shù)的出現(xiàn)，可以激發(fā)技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)的研發(fā)思維，保證5G移動(dòng)通信技術(shù)得到高效運(yùn)用，為廣大人民群眾提供多樣化服務(wù)。

三、5G通訊技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的場(chǎng)景應(yīng)用

5G 為物聯(lián)網(wǎng)新的業(yè)務(wù)和應(yīng)用提供承載，憑借著高帶寬、低延遲和海量數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)使得萬(wàn)物互聯(lián)成為可能。在此基礎(chǔ)上5G通訊技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景十分廣泛，包括（1）智能家居的應(yīng)用。區(qū)別于傳統(tǒng)智能家居對(duì)家電進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接后統(tǒng)一控制，而是在智能家居系統(tǒng)中通過(guò)遙控器和智能手機(jī)，即通過(guò)信息的傳輸和連接實(shí)現(xiàn)了每個(gè)設(shè)備的控制和管理;（2）工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。5G技術(shù)的開(kāi)發(fā)可以實(shí)現(xiàn)地點(diǎn)和計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)連接，滿(mǎn)足操作人員實(shí)時(shí)操作并分析，不必到現(xiàn)場(chǎng)即可安全有效地完成工作。物聯(lián)網(wǎng)作為連接機(jī)械設(shè)備的關(guān)鍵支撐技術(shù)，為制造企業(yè)提供遠(yuǎn)程控制和數(shù)字控制交通管理工具，使大量設(shè)備能夠得到更有效的智能管理;（3）交通運(yùn)輸業(yè)的應(yīng)用。無(wú)人駕駛和車(chē)聯(lián)網(wǎng)是最早在5G物聯(lián)網(wǎng)中得到應(yīng)用的。無(wú)人駕駛在減少交通事故，改善交通擁堵，提高道路和車(chē)輛的利用率方面具有深遠(yuǎn)的意義;（4）醫(yī)療行業(yè)的應(yīng)用。5G通信技術(shù)在醫(yī)學(xué)界的應(yīng)用空間廣泛。使用LBS技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能診斷，根據(jù)先前測(cè)量的數(shù)據(jù)來(lái)維護(hù)關(guān)鍵醫(yī)療設(shè)備。

四、5G給予的技術(shù)支持

（一）新無(wú)線(xiàn)技術(shù)支持

物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)人與物、物與物之間的互聯(lián)，必須要具備大容量、低時(shí)延、超高速率的網(wǎng)絡(luò)，而5G網(wǎng)絡(luò)具備上述三種要求，能夠充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)的作用。在大容量方面，5G的帶寬、頻譜、頻譜效率已經(jīng)采用了三維模式，使容量立方體有效建立。由于帶寬的加大，促進(jìn)了容量的加大，從而滿(mǎn)足大容量的要求。在超高速率方面，依據(jù)數(shù)字通信原理可知，采用調(diào)制方式所產(chǎn)生的信號(hào)會(huì)占用射頻帶寬，如果基帶產(chǎn)生的速率越高，會(huì)占用更寬的射頻帶寬。所以，得到超高速率的方式是提供充足的帶寬資源，且運(yùn)用多進(jìn)制調(diào)制方式，而5G網(wǎng)絡(luò)具備這些需求。在低時(shí)延方面，較多的領(lǐng)域需要運(yùn)用超可靠、低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人、自動(dòng)駕駛汽車(chē)、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域。為了達(dá)到可靠性，要運(yùn)用先進(jìn)的編碼調(diào)制技術(shù)。而實(shí)現(xiàn)低時(shí)延要求，需要依靠傳輸路徑與通信設(shè)備，為了使時(shí)延進(jìn)行縮短，通信距離進(jìn)行了縮短，將蜂窩區(qū)劃分成多個(gè)小區(qū)，從而留出足夠時(shí)間讓設(shè)備進(jìn)行處理。另外，5G網(wǎng)絡(luò)還具備低能耗的優(yōu)勢(shì)，以往網(wǎng)絡(luò)模式的耗電量占全球電能的5%，如果不采取措施縮減碳的排放量，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)會(huì)使碳排量不斷加大。針對(duì)這一因素，在設(shè)計(jì)5G時(shí)已經(jīng)加入了低能耗設(shè)計(jì)，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中動(dòng)用無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)。

（二）密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用

對(duì)于5G通信技術(shù)的應(yīng)用而言，要想實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量的大大提高，就務(wù)必滲透一系列的無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)精細(xì)劃分和拓展覆蓋面，而密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是使5G通信技術(shù)獲得突破的根本所在。密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用能夠使室外的空間拓展，從而擴(kuò)充系統(tǒng)容量，提高系統(tǒng)的靈活性，這就要求將大量的天線(xiàn)布置在宏基站外圍。除此之外，將大量的密集網(wǎng)絡(luò)布置在室外，也能夠?qū)崿F(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的滲透，從而提高鄰近節(jié)點(diǎn)間的信號(hào)傳輸準(zhǔn)確性，以及優(yōu)化信噪比。在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中，密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠確保一系列個(gè)體接收到尤為精確的信號(hào)，從而使物和物間連接的靈活性大大提高。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，5G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為全球及我國(guó)的未來(lái)發(fā)展趁勢(shì)，由于此網(wǎng)絡(luò)處于剛剛起步階段，還未達(dá)到成熟的要求，需要技術(shù)人員不斷加大研究完善存在的缺陷，從而使5G網(wǎng)絡(luò)更好為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)服務(wù)，向智能城市方向快速發(fā)展。

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