5G通信技術(shù)背景下物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展窺探研析討論

劉宏業(yè)

摘要：物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)不是同一個(gè)概念，基于科技的發(fā)展，全球物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系已經(jīng)逐漸形成，5G技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，在物聯(lián)網(wǎng)中得到了廣泛推廣，隨著5G技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的快速融合發(fā)展，可以使5G技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)徹底貫穿我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科技發(fā)展領(lǐng)域當(dāng)中，推動(dòng)我國(guó)未來(lái)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：5G技術(shù);物聯(lián)網(wǎng);應(yīng)用分析

引言

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用給人類的生活帶來(lái)了翻天覆地的變化。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)人與人實(shí)現(xiàn)了無(wú)距離溝通，真正做到了人與人相連。物聯(lián)網(wǎng)顧名思義就是物與物之間相連?；ヂ?lián)網(wǎng)的高速發(fā)達(dá)是信息化發(fā)展的重要成果?；ヂ?lián)網(wǎng)的快速發(fā)展實(shí)現(xiàn)了信息高度集中，科技將人類帶入了全新的時(shí)代—物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。

1 5G技術(shù)概述

在移動(dòng)通訊技術(shù)發(fā)展的今天，移動(dòng)通訊已經(jīng)步入到全面化時(shí)代，同時(shí)移動(dòng)通訊在商業(yè)化的發(fā)展過(guò)程中，由于通訊領(lǐng)域中新興技術(shù)的發(fā)展，使得5G技術(shù)的頻譜效率和容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了1G-4G技術(shù)，這也是1G-4G技術(shù)無(wú)法取代的，因此5G技術(shù)可以有效地推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。在這個(gè)發(fā)展過(guò)程中，物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)對(duì)各行各業(yè)之間進(jìn)行信息構(gòu)建，有利于避免物聯(lián)網(wǎng)在信息構(gòu)建中出現(xiàn)動(dòng)力不足的情況，而在這樣的背景條件下，5G技術(shù)的發(fā)展給物聯(lián)網(wǎng)注入了無(wú)限商機(jī)，推動(dòng)了移動(dòng)行業(yè)的到來(lái)和智能終端發(fā)展。而5G技術(shù)和以往的1G-4G技術(shù)相比，具有穩(wěn)定的可靠性和傳輸速度，所以在5G技術(shù)下，無(wú)論是從經(jīng)濟(jì)效益還是技術(shù)含量上，都具備足夠的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，這也是推動(dòng)我國(guó)通訊事業(yè)發(fā)展，同時(shí)也是提高我國(guó)人民生活水平最有效的工具。

2 5G技術(shù)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的意義

物聯(lián)網(wǎng)是把傳統(tǒng)電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等作為數(shù)據(jù)載體，讓全部具有獨(dú)立能力的一般物體擁有互通互聯(lián)作用的網(wǎng)絡(luò)。所以，從物聯(lián)網(wǎng)的含義來(lái)講，一般能夠分為兩個(gè)內(nèi)容：數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)與硬件子系統(tǒng)。其中，前者是確保整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)可以有效工作的前提，而后者則是對(duì)不同功能予以控制的基礎(chǔ)。由于物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，它的內(nèi)部硬件子系統(tǒng)也更加復(fù)雜。這不但對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的信息通信提出了較高的要求，同時(shí)也使得物聯(lián)網(wǎng)的功能變得多樣化。原有的電信網(wǎng)已經(jīng)難以滿足物聯(lián)網(wǎng)在信息傳輸上的要求，而WiFi等無(wú)線網(wǎng)雖然擁有較快的信息傳送能力，但是實(shí)用性卻不高，其使用的范圍受到了網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的局限。5G通信技術(shù)的覆蓋區(qū)域較大，并且它的理論值達(dá)到了1Gb/s，能夠勝任物聯(lián)網(wǎng)在信息傳輸上的要求。所以，5G通信技術(shù)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展有著十分關(guān)鍵的作用。

3 5G網(wǎng)絡(luò)下的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)分析

3.1SDN技術(shù)分析

SDN技術(shù)是指軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，SDN技術(shù)不單單是由一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)成，而是由多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)分析整理之后重新組合而成的統(tǒng)稱。SDN技術(shù)在目前的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)發(fā)展當(dāng)中也是一種比較前沿，比較具有創(chuàng)新意義的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。ESD技術(shù)的設(shè)計(jì)原理就是在原來(lái)的通信軟件中保留最原始的轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)功能，然后開發(fā)者就可以通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)個(gè)體，進(jìn)而達(dá)到控制整個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端的目的，而且在整個(gè)5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)當(dāng)中，以SDN技術(shù)為基礎(chǔ)，在融合以其他的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，就可以增加各種程序指令調(diào)控的靈活度，這不僅可以在很大程度上提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用的效率，還提高了操作的精確度，節(jié)省了很多的人力資源。

3.2毫米波技術(shù)

在5G技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的融合應(yīng)用過(guò)程中，毫米波技術(shù)是5G技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)，所以想要實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的全面拓展和覆蓋，就需要對(duì)將更多的設(shè)備接入到物聯(lián)網(wǎng)中，而在這個(gè)過(guò)程中，還需要增加5G網(wǎng)絡(luò)的容量。和傳統(tǒng)的1G-4G移動(dòng)通訊技術(shù)相比，5G通訊技術(shù)的頻段在3GHz以上，而傳統(tǒng)移動(dòng)通訊技術(shù)的頻率都在3GHz以下，這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)的通訊技術(shù)頻譜資源比較有限，同時(shí)傳統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)的容量也不大造成的。而5G技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的融合過(guò)程中，加入毫米波技術(shù)，能夠有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)工作情況的判斷，由于5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠支持超高的傳輸速率，因此也可以實(shí)現(xiàn)更多設(shè)備的接入量。在未來(lái)移動(dòng)通訊技術(shù)中，通訊技術(shù)會(huì)向逐漸向高頻和超高頻的方向發(fā)展，因此隨著頻率的變化越來(lái)越高，也會(huì)逐漸使傳輸距離變得越來(lái)越短，所以在未來(lái)移動(dòng)通訊的發(fā)展中，會(huì)給移動(dòng)通訊系統(tǒng)的硬件提出更高的要求。

3.3 5G無(wú)線接入和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)

5G無(wú)線接入關(guān)鍵技術(shù)主要有以下幾種：（1）大規(guī)模天線陣列技術(shù)。該技術(shù)增加了天線端口數(shù)量，可以方便眾多用戶同時(shí)同步進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。應(yīng)用3D-MIMO技術(shù)，可以同時(shí)在垂直與水平方向完成數(shù)據(jù)的輸入輸出。（2）全頻譜介入技術(shù)。該技術(shù)增設(shè)了超過(guò)6GHz的高頻段，使混合組網(wǎng)同時(shí)具備高低頻，應(yīng)用6GHz以下的低頻段達(dá)到無(wú)縫覆蓋的效果，超過(guò)6GHz的高頻段則用于提升位于熱點(diǎn)區(qū)域的速率。（3）新型多載波技術(shù)。新型多載波本質(zhì)是一段子載波長(zhǎng)度，可以提高配置的靈活性，提升頻譜效率。當(dāng)前發(fā)展較為成熟的有華為旗下的空口波形技術(shù)F-OFDM、中興研發(fā)的FB-OFDM新型多載波技術(shù)。（4）終端直連技術(shù)。該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)不同終端通信的銜接，使基站負(fù)擔(dān)相應(yīng)減輕，避免出現(xiàn)較大通信時(shí)延。5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)主要有以下幾種：①網(wǎng)絡(luò)切片技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)切片基本版本是VPN，也就是虛擬專用網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)SDN對(duì)流量頂層進(jìn)行設(shè)計(jì)，在復(fù)雜性相對(duì)較強(qiáng)的環(huán)境下，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)側(cè)整體接入性能。②邊緣計(jì)算MEC。通過(guò)本地計(jì)算與存儲(chǔ)的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的快速響應(yīng)，提高傳輸速度，使業(yè)務(wù)時(shí)延進(jìn)一步降低，防止為遠(yuǎn)程傳輸帶來(lái)較大壓力。

4基于5G技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

4.1智慧停車

智慧停車的應(yīng)用主要采用的是NB-IOT技術(shù)，所以在智慧停車中，需要在車位下安裝地磁傳感器，當(dāng)車輛進(jìn)行停車時(shí)，地磁傳感器能夠隨時(shí)對(duì)車輛進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)，而這一系列的過(guò)程都有5G網(wǎng)絡(luò)信號(hào)進(jìn)行信息的傳輸和控制。在使用NB-IOT技術(shù)時(shí)，由于內(nèi)置的模組在進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸?shù)焦芾砥脚_(tái)的過(guò)程中，需要根據(jù)智慧平臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算，最終計(jì)算出停車費(fèi)用。

4.2智慧醫(yī)療

首先，5G技術(shù)保證了患者異地也能線上掛號(hào)問診的需求，在家也能享受高清的醫(yī)療服務(wù)，解決了醫(yī)院聚集堵塞、交叉感染的問題;其次，醫(yī)生可以跨地域遠(yuǎn)程指導(dǎo)一些簡(jiǎn)單的手術(shù)，提高邊遠(yuǎn)地區(qū)基層醫(yī)院的手術(shù)質(zhì)量;同時(shí)，5G技術(shù)作用下的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以應(yīng)用于救護(hù)車的車載設(shè)備，實(shí)時(shí)記錄患者的體征數(shù)據(jù)，提前傳送至醫(yī)院醫(yī)生手中，幫助醫(yī)生快速了解情況并提前安排住院流程。

4.3智慧零售和智慧物流

自助收銀機(jī)、電子貨架標(biāo)簽系統(tǒng)ESL以及無(wú)人便利店等等落地應(yīng)用，使我們的日常購(gòu)買變得越來(lái)越便捷，去超市購(gòu)物再不用排起長(zhǎng)長(zhǎng)的大隊(duì)，疫情期間無(wú)接觸購(gòu)物也讓人更加安心。智慧零售方便了顧客自助購(gòu)買商品的同時(shí)也讓商家的運(yùn)營(yíng)成本不斷降低，從而使商品價(jià)格更合商品種類更加符合顧客的需求，商品品質(zhì)更優(yōu)質(zhì)。隨著互聯(lián)網(wǎng)的誕生和應(yīng)用，催生了無(wú)數(shù)電商平臺(tái)，掀起了網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物的大潮。我們現(xiàn)在能實(shí)時(shí)查詢物品的具體位置、快速收到商品均是得益于RFID、精準(zhǔn)定位、AGV機(jī)器人等等物聯(lián)網(wǎng)在物流場(chǎng)景的應(yīng)用。

結(jié)語(yǔ)

基于5G技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，是全面覆蓋經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科技進(jìn)步的大勢(shì)所趨，所以為了加快對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，就需要對(duì)5G技術(shù)發(fā)展提供必要的支持，通過(guò)給移動(dòng)通訊技術(shù)提供大量的資金扶持，才能更好的推動(dòng)5G技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的融合，最終推動(dòng)了我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，給人們的生活提供更多的便利之處。

參考文獻(xiàn)

[1]李代超，巫蔚青.淺談基于5G技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用研究[J].通訊世界，2020，v.27;No.357（02）：108-109.

[2]金麗娜.基于5G技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與研究[J].計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通，2020（08）：49-49.