5G在物聯(lián)網(wǎng)中的作用和對新技術(shù)的需求

高戩佐 張昃軼 鐘憲欽 李順

摘 要：近年來我國綜合國力的不斷增強(qiáng)，移動(dòng)通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國已經(jīng)進(jìn)入5G時(shí)代。5G移動(dòng)通信屬于第五代蜂窩移動(dòng)通信，以4G移動(dòng)通信為基礎(chǔ)構(gòu)建得來，與4G移動(dòng)通信技術(shù)相比較，5G移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò)傳播速度更快，能夠給人們的日常生活帶來更多便利。在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代背景下，合理運(yùn)用5G移動(dòng)通信技術(shù)特別重要。本文就5G在物聯(lián)網(wǎng)中的作用和對新技術(shù)的需求展開探討。

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

引言

5G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為未來發(fā)展趨勢，各個(gè)國家為了自身發(fā)展已經(jīng)提前投入5G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營，如韓國、美國等國家已經(jīng)正式開啟5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。而我國已經(jīng)開始發(fā)放5G商用牌照，說明我國已經(jīng)正式步入5G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。物聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)物與物、人與物之間的智能互聯(lián)，需要不斷引入先進(jìn)的信息技術(shù)才能保證智能互聯(lián)與時(shí)俱進(jìn)，推動(dòng)企業(yè)與經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

1、5G技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)概論

1.1 5G概述

隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在大眾生活中具有重要作用。5G技術(shù)是第五代移動(dòng)通信的簡稱，相對于4G通信技術(shù)來說，5G的通信技術(shù)速度更快，5G技術(shù)無論是網(wǎng)速還是功能都遠(yuǎn)優(yōu)于4G技術(shù)。5G技術(shù)的出現(xiàn)，不僅僅是為了提升網(wǎng)絡(luò)速度，還可使大眾體驗(yàn)到更好的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。5G技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)，主要在于連接新行業(yè)，催生新服務(wù)。如推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化、大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)等。5G網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)勢在于，數(shù)據(jù)傳輸速率遠(yuǎn)高于以前的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，最高可達(dá)10Gbit/s。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)延遲低于1ms，而4G為30-70ms。5G網(wǎng)絡(luò)不僅為手機(jī)提供服務(wù)，還將為一般性家庭與辦公網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)。

1.2物聯(lián)網(wǎng)

通常情況下，物聯(lián)網(wǎng)稱之為傳感網(wǎng)，這將是自計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)以及移動(dòng)通信網(wǎng)后，全新的信息產(chǎn)業(yè)浪潮。在互聯(lián)網(wǎng)中，物聯(lián)網(wǎng)相互之間都是緊密相連的，任意的物體只要融入微型感應(yīng)芯片，都會(huì)變得智能化。之后，憑借無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以有效實(shí)現(xiàn)人、物以及物與物之間靈活的“交流”。在實(shí)際生活中，物聯(lián)網(wǎng)的用途非常廣闊，能靈活的應(yīng)用到城市公共安全、環(huán)境監(jiān)控、智能家居等多方面領(lǐng)域，使人們能盡情的享受到足夠的安全與舒適體驗(yàn)。一般情況下，在物聯(lián)網(wǎng)中，主要的體系架構(gòu)都是經(jīng)由感知層和網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層構(gòu)成。感知層能有效的達(dá)到感知功能。

1.3 2G通信網(wǎng)絡(luò)在物聯(lián)網(wǎng)中的作用

物聯(lián)網(wǎng)是由有線與無線網(wǎng)絡(luò)共同組成，可以實(shí)現(xiàn)無縫隙連接、任何地點(diǎn)有效連接，且具備移動(dòng)功能，從而有效監(jiān)測與控制物件與環(huán)境。實(shí)現(xiàn)移動(dòng)功能的重要工具是無線網(wǎng)絡(luò)，如2G、3G、4G等，但是分析這些移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)可知存在著較多的不足，無法充分發(fā)揮出物聯(lián)網(wǎng)的作用。5G網(wǎng)絡(luò)的到來，可以說是為物聯(lián)網(wǎng)“量身定制”的。5G網(wǎng)絡(luò)能夠增強(qiáng)移動(dòng)寬帶、海量機(jī)器通信適應(yīng)5G、信息數(shù)據(jù)可靠且低時(shí)延通信等優(yōu)勢，從而為物聯(lián)網(wǎng)提供了發(fā)展平臺(tái)。

2、5G移動(dòng)通信在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

2.1接收數(shù)據(jù)的移動(dòng)終端在物聯(lián)網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)將實(shí)現(xiàn)了萬物互聯(lián)，這使得網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)終端的數(shù)量較以往相比呈現(xiàn)爆炸式的增長。這些移動(dòng)終端是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的主要來源。由于移動(dòng)終端的移動(dòng)性和不定時(shí)接入性，這要求移動(dòng)終端在不定時(shí)進(jìn)行移動(dòng)的同時(shí)可以實(shí)時(shí)感知移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的變化。這樣移動(dòng)終端從中獲取的相應(yīng)的信息就要接入通信系統(tǒng)，可以對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的接收傳送工作來保證移動(dòng)終端和物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的信息流暢。通過對物聯(lián)網(wǎng)信息節(jié)點(diǎn)與移動(dòng)終端的接收點(diǎn)的對比發(fā)現(xiàn)，它們在很多方面具有一定的一致性?，F(xiàn)今，我們的移動(dòng)終端生產(chǎn)制造技術(shù)已經(jīng)很成熟，現(xiàn)有的移動(dòng)終端可以很好地滿足人們獲取各種信息的需求。

2.2安全優(yōu)勢帶動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

自出現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)后，全方位實(shí)現(xiàn)了物物相連，很好的連接了人們?nèi)粘９ぷ髋c生活，所以，對網(wǎng)絡(luò)安全有較高的需求。當(dāng)5G通信技術(shù)安全沒有獲得保障，那5G通信技術(shù)也較難在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中得到發(fā)展。然而，5G通信技術(shù)擁有健全的安全防御機(jī)制，可以確保物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，無線空口安全和網(wǎng)絡(luò)安全都可以獲得有效支持，更加保障了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)安全性。所以，5G通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中有非常高的要求。例如：建筑防盜、高速監(jiān)控等區(qū)域。5G通信技術(shù)中，具有較多的天線傳輸，可在更改馬蜂窩結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對其各種終端提供多種服務(wù)?？山档鸵酝K端模塊體積。

2.3全頻段通信技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

在既有的4G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和其他類型的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)體系之中，通信網(wǎng)絡(luò)重點(diǎn)頻段為3.0GHz，頻譜資源無法完全滿足移動(dòng)通信需求，5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)體系之中，運(yùn)用高頻段技術(shù)與全頻段技術(shù)，可以保證5G移動(dòng)通信當(dāng)中的頻譜資源不足問題得到更好解決，而且可以顯著提高移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的容量。物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代背景之下，將全頻段通信技術(shù)應(yīng)用到5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，可以有效滿足高密度移動(dòng)寬帶用戶的通信需求，推動(dòng)移動(dòng)終端朝著微型化與多元化方向發(fā)展。在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)體系之中，運(yùn)用高頻毫米波天線發(fā)射信號(hào)，可以提升網(wǎng)絡(luò)寬帶覆蓋面積。為了達(dá)到萬物互聯(lián)的目標(biāo)，可利用先進(jìn)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，將各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行準(zhǔn)確傳輸，在信息時(shí)代背景之下，5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用范圍越來越廣。在5G移動(dòng)通信技術(shù)的支持下，物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中的業(yè)務(wù)可以順利開展，顯著滿足人們的各項(xiàng)服務(wù)需求。另外，5G移動(dòng)通信技術(shù)的運(yùn)用，可以為物聯(lián)網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供良好環(huán)境，顯著提升物聯(lián)網(wǎng)信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性與合理性。

3、5G技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的發(fā)展前景

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)物品與物品之間的連接，可以將大眾的生活、工作等多個(gè)環(huán)節(jié)連接到一起。所以，5G技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用中，對安全具有較高要求。5G通信技術(shù)，具有完善的安全保護(hù)機(jī)制，具有強(qiáng)大的安全防護(hù)結(jié)構(gòu)。5G通信技術(shù)，在4G網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)構(gòu)架上，加入一系列的安全實(shí)體、安全機(jī)制。在提升基礎(chǔ)數(shù)據(jù)速度的同時(shí)，也充分保障信息傳遞的安全。如果將基于5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程超低時(shí)延操控應(yīng)用在救災(zāi)以及搶險(xiǎn)中，更是能提升救援的效率，降低事故發(fā)生的損失。將5G技術(shù)應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)中，具有較大的發(fā)展前景以及發(fā)展空間，將會(huì)對大眾的工作以及生活帶來巨大改變。

結(jié)語

綜上所述，5G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為全球及我國的未來發(fā)展趁勢，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。

參考文獻(xiàn)

[1]張福財(cái).云計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)在智慧城市構(gòu)建中的運(yùn)用分析[J].信息通信.2018（05）：15-16.

[2]許春秀，趙淑芳，孫慶波，等.物聯(lián)網(wǎng)在智慧化城市發(fā)展中的實(shí)際應(yīng)用研究[J].信息與電腦（理論版），2018（11）：25-26.

[3]劉艷.淺談5G和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢[J].數(shù)字通信世界，2019（01）：12-13.