5G通信技術(shù)下的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用闡述

昆明市智慧城市建設(shè)投資有限公司 業(yè)皓然 楊世舟 張書銘

隨著5G通信技術(shù)的提出,5G就憑借著低延時(shí)、高速率以及大容量等方面的優(yōu)勢迅速成為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展建設(shè)的強(qiáng)力支撐。在萬物互聯(lián)的新理念下,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以通過5G通信技術(shù)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)各行業(yè)、各領(lǐng)域之間的信息聯(lián)通,并通過萬物互聯(lián)的方式解決各行業(yè)現(xiàn)存的各類問題,進(jìn)而推動(dòng)社會(huì)與科技的協(xié)同發(fā)展。對(duì)此,相關(guān)人員或機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)繼續(xù)深入對(duì)5G通信技術(shù)下的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究,重點(diǎn)關(guān)注技術(shù)方面的優(yōu)化和在各領(lǐng)域上的實(shí)際應(yīng)用,從而促進(jìn)各領(lǐng)域朝著信息化、智能化的方向發(fā)展。

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)階段時(shí)代發(fā)展下的創(chuàng)新產(chǎn)物,是數(shù)據(jù)信息化的具體表現(xiàn),雖然物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在4G通信技術(shù)的支持下已具有一定的發(fā)展規(guī)模,但是仍存在一些無法解決或難以解決的發(fā)展問題。對(duì)此,隨著5G通信技術(shù)的出現(xiàn),并與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有機(jī)融合,使得物聯(lián)網(wǎng)在4G網(wǎng)絡(luò)下存在的問題得到全面的解決,同時(shí)還使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)展現(xiàn)出強(qiáng)大的信息優(yōu)勢,使得各行業(yè)得以更加快速地發(fā)展。

1 5G移動(dòng)通信與物聯(lián)網(wǎng)相融合的優(yōu)勢性

1.1 5G網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵技術(shù)分析

5G通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)主要包括異構(gòu)超密部署技術(shù)、SON技術(shù)以及SDN技術(shù)。其中SON技術(shù)是自組織網(wǎng)絡(luò)的簡稱,通過將其應(yīng)用到5G通信技術(shù)上,即可降低運(yùn)營商的整體運(yùn)營成本,雖然現(xiàn)階段我國的SON技術(shù)在資金和物資方面具有較大的優(yōu)勢性,但是SON技術(shù)在我國的實(shí)際發(fā)展卻正處于初步發(fā)展時(shí)期,技術(shù)人員仍會(huì)面臨對(duì)SON技術(shù)開發(fā)難度較大,且出現(xiàn)困難不容易解決的問題。對(duì)于異構(gòu)超密集技術(shù)而言,該技術(shù)雖然可以解決5G通信網(wǎng)絡(luò)中的部署問題,但是該技術(shù)在每個(gè)交換節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí),仍存在隨著傳輸距離增大而導(dǎo)致故障發(fā)生的幾率也隨之增大的問題,因此,技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)繼續(xù)加大對(duì)異構(gòu)超密集技術(shù)研究,完善5G移動(dòng)通信技術(shù)的通信效果。而SDN技術(shù)則被稱之為軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù),該技術(shù)在5G通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用十分靈活性,并且該技術(shù)的操作也非常簡潔,在實(shí)際應(yīng)用中,技術(shù)人員通過借助中心網(wǎng)絡(luò)控制器即可對(duì)其和網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行優(yōu)化與管理[1]。

1.2 5G通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合的優(yōu)勢性

5G通信技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中主要包含以下幾個(gè)方面:第一,eMBB場景編碼,eMBB是指在現(xiàn)有移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)場景的基礎(chǔ)上,對(duì)于用戶體驗(yàn)等性能的進(jìn)一步提升;第二,MMTC海量機(jī)器通信或者可以稱之為大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng),MMTC是物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景主要負(fù)責(zé)是人與物之間的信息交互;第三,URLLC即超高低延時(shí)通信,低延遲允許優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)以最小的延遲處理難以置信的大量數(shù)據(jù)。通過與4G移動(dòng)通信技術(shù)相比,5G通信技術(shù)從設(shè)計(jì)之初就考慮與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用融合之后的場景,從而才可以使得當(dāng)5G通信技術(shù)投入使用之后,就能夠迅速應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中[2]。

2 5G通信技術(shù)下物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要性

2.1 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

隨著近幾年5G通信技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用可以看出,5G網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境質(zhì)量相比較于4G網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境質(zhì)量是有著十分明顯的提升。從數(shù)據(jù)信息通信的速度和數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量上即可看出,通信技術(shù)的控制信號(hào)正在從過去單一的形式逐漸朝著多元化的方向發(fā)展,從而使得5G通信技術(shù)可以為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供技術(shù)支持,促使云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)等新興技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的充分融合。

2.2 擴(kuò)大物聯(lián)網(wǎng)覆蓋面

通過5G通信技術(shù)的加持,使得物聯(lián)網(wǎng)可以具備高水平的數(shù)據(jù)傳輸和傳輸距離,在實(shí)際的應(yīng)用過程中,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不但可以全面加強(qiáng)蜂窩數(shù)據(jù)模型,同時(shí)還可以促使各終端設(shè)備之間的通信模式更加豐富,因此,5G通信技術(shù)下的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)頻段的目的。

2.3 促進(jìn)創(chuàng)新

基于5G通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的實(shí)際應(yīng)用優(yōu)勢可以看出,5G通信技術(shù)會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于4G通信技術(shù)帶給物聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新能力。5G通信技術(shù)帶給物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新的具體體現(xiàn)在于技術(shù)人員思維方面的創(chuàng)新,物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)人員可以通過5G技術(shù)開發(fā)出更具創(chuàng)新性的智能化產(chǎn)品,例如無人駕駛、遠(yuǎn)程手術(shù)、智能機(jī)器人以及智能家居等技術(shù),為人們的日常生產(chǎn)勞作提高很大的生產(chǎn)便利[3]。

3 5G通信技術(shù)下的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

3.1 全頻段通信技術(shù)

在現(xiàn)階段的5G通信網(wǎng)當(dāng)中,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以借助全頻段通信技術(shù)來應(yīng)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)頻譜中出現(xiàn)的資源不足的問題,促使通信網(wǎng)系統(tǒng)的容量得到增加,提高通信網(wǎng)絡(luò)整體的傳輸效率。在5G通信技術(shù)當(dāng)中,存在兩種不同的頻率范圍,這兩種頻率被命名為FR1和FR2,其中頻率波動(dòng)范圍處于450MHz-6GHz之間的稱之為FR1,與4G通信技術(shù)的頻率波動(dòng)差別不大,在頻率波動(dòng)范圍處于24.25GHz-52.6GHz之間的稱之為FR2,與4G通信技術(shù)的頻率波動(dòng)相比,5G的FR2遠(yuǎn)高于4G的蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)頻段,因此5G通信技術(shù)才可以利用全頻段通信技術(shù)服務(wù)于移動(dòng)寬帶用戶。

3.2 密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

與4G網(wǎng)絡(luò)相比,5G通信網(wǎng)中采用很多新型無線接入技術(shù),因此5G網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)傳輸效率會(huì)非常高,且實(shí)際覆蓋范圍也會(huì)非常廣。在建設(shè)5G移動(dòng)通信宏基站時(shí),設(shè)計(jì)人員可以通過合理的設(shè)計(jì)高增益天線數(shù)量的方式,來提高移動(dòng)通信室外空間的通信能力,促使5G網(wǎng)在復(fù)雜環(huán)境中的有效擴(kuò)容,增加5G網(wǎng)絡(luò)信息傳輸?shù)撵`活。同時(shí),在實(shí)際建設(shè)5G宏基站時(shí),施工人員還可以根據(jù)實(shí)際情況與設(shè)計(jì)師進(jìn)行探討,從而決定是否需要多設(shè)置幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)天線來提高通信網(wǎng)絡(luò)之間的通信質(zhì)量。

3.3 軟件定義網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化

網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化和軟件定義網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)5G通信網(wǎng)絡(luò)中的基礎(chǔ)技術(shù),同時(shí)也是所以基礎(chǔ)技術(shù)中較為重要的一種類型。近幾年我國的云計(jì)算技術(shù)發(fā)展十分迅速,在維護(hù)5G網(wǎng)絡(luò)安全的環(huán)節(jié)上起到非常重要的功能,同時(shí)還從某種方面推動(dòng)5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。因此,將軟件定義網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化科學(xué)的融入5G網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中,是可以有效的處理通信網(wǎng)絡(luò)中控制層、管理層以及應(yīng)用層的數(shù)據(jù)交換,為5G通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的合理傳輸提供便利。

3.4 獨(dú)立組網(wǎng)技術(shù)

在5G通信技術(shù)當(dāng)中,獨(dú)立組網(wǎng)技術(shù)就是在一定的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)下,創(chuàng)建全新的通信網(wǎng)絡(luò),并且該通信網(wǎng)絡(luò)需要由核心網(wǎng)、回路鏈路以及新基站等為核心構(gòu)件組成,選擇核心網(wǎng)或無線接入網(wǎng)作為數(shù)據(jù)傳輸通道。同時(shí),因通常情況下,無線接入網(wǎng)處理的主要功能是無線接入,所以通過該技術(shù)還可以方便技術(shù)人員對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效的管理,提高5G基站的服務(wù)水平。

4 5G移動(dòng)通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

4.1 智慧家庭

現(xiàn)階段,在生活中最為常見的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用莫過于智慧家庭中的各類智能化設(shè)備。智慧家庭的建設(shè)初衷,就是要將家庭環(huán)境下所有涉及電力為能源的設(shè)備均實(shí)現(xiàn)智能化改造,然后在將智能化設(shè)備通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)銜接在一起,使智能家居在形成一個(gè)完整的體系后,可以方便使用者的快捷操作,美化室內(nèi)裝修的同時(shí),還可以方便使用者快捷應(yīng)用家庭當(dāng)中的各種物品。在5G通信技術(shù)的支持下,智慧家庭的家具控制權(quán)可以安放在使用者的手機(jī)中,利用5G通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家居的遠(yuǎn)程控制,例如在下班后通過手機(jī)遙控家中的熱水器進(jìn)行燒水,即可在到家時(shí)洗上熱水澡,或提前對(duì)室內(nèi)的空氣進(jìn)行通風(fēng)等工作[4]。

4.2 智慧社區(qū)

智慧社區(qū)是基于現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與云技術(shù)技術(shù)而創(chuàng)建的一種新型社區(qū),以為人們創(chuàng)造一個(gè)高質(zhì)量的生活環(huán)境為根本目的而提出的一種新型管理體系。智慧社區(qū)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建通常會(huì)包含智慧物業(yè)、智慧養(yǎng)老院以及其他智慧設(shè)施而組成,例如在智慧物業(yè)中,智慧系統(tǒng)的構(gòu)建可以利用5G通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)信息的創(chuàng)設(shè)管理,通過在各類防火防盜設(shè)備中安裝基于物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸?shù)哪K,實(shí)現(xiàn)出現(xiàn)問題及時(shí)處理的目的,從而提高智慧社區(qū)的防火防盜水準(zhǔn),保障住宅小區(qū)的安全性。在智慧養(yǎng)老院中,同樣也能夠通過借助5G技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的方式組合多個(gè)類別傳感器,以此對(duì)老人們的生活區(qū)域、活動(dòng)區(qū)域以及監(jiān)控死角進(jìn)行監(jiān)控,方便出現(xiàn)問題時(shí)老人們可以及時(shí)通過傳感器發(fā)出警報(bào),求助信息將會(huì)利用物聯(lián)網(wǎng)的方式快速上傳至看護(hù)人員手中,進(jìn)而降低意外事故發(fā)生的概率。

4.3 智慧城市

在現(xiàn)階段智慧城市的設(shè)計(jì)中,需要涉及的內(nèi)容非常多,例如城市交通智慧管理,智慧政務(wù)以及智慧管理等方面的建設(shè)。如何能夠?qū)嫶蟮闹腔酃芾眢w系充分的銜接起來,是4G時(shí)代建設(shè)的重點(diǎn)難點(diǎn),但是在5G時(shí)代,技術(shù)人員可以利用5G數(shù)據(jù)超高速傳輸?shù)膬?yōu)勢將其融入到智慧城市的建設(shè)當(dāng)中,創(chuàng)造以5G通信技術(shù)為基礎(chǔ)的智慧管理系統(tǒng),將整個(gè)城市智慧管理信息及時(shí)全面的歸集到信息處理中心,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智慧城市的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí),利用5G通信技術(shù)超低延時(shí)的能力,智慧城市還可以實(shí)現(xiàn)各類視頻信息的快速傳輸,從而解決城市智能監(jiān)控方面的管理。

4.4 智能醫(yī)學(xué)

隨著科技的發(fā)展,使得近些年因疾病病亡的人口比例得到有效的控制,其中以計(jì)算機(jī)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及云技術(shù)為基礎(chǔ)的醫(yī)療設(shè)備更是發(fā)揮著不可或缺的作用,在4G網(wǎng)絡(luò)時(shí)代,雖然有學(xué)者提出遠(yuǎn)程手術(shù)的方案,但是由于視頻信息數(shù)據(jù)傳輸較慢,且視頻連接還會(huì)伴隨著延時(shí)問題,因此該方案一直沒有真正的開展下去,直至5G通信技術(shù)的出現(xiàn)才使得遠(yuǎn)程手術(shù)成為現(xiàn)實(shí),為身患重病需要及時(shí)進(jìn)行手術(shù)的患者帶來希望。同時(shí),在5G通信技術(shù)的支持下,智能醫(yī)學(xué)還可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)同智能化的診療方法,加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在醫(yī)學(xué)當(dāng)中的科學(xué)應(yīng)用,為醫(yī)療設(shè)備的數(shù)據(jù)更新提供快速的流通渠道,并且還通過5G超低延時(shí)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)提高醫(yī)療設(shè)備對(duì)智能感知、智能分析以及智能決策等工作的反應(yīng)速度,降低診斷過程的時(shí)間。

5 5G通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合發(fā)展

現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要核心是互聯(lián)網(wǎng),而高效的數(shù)據(jù)傳輸又是互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的技術(shù)。因此,隨著5G通信技術(shù)的到來一定會(huì)使移動(dòng)通信技術(shù)得到全面的發(fā)展,為進(jìn)一步提高我國科技力量提供動(dòng)力。5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研發(fā)使得通信技術(shù)向著耗電低、延時(shí)低、高傳輸、高靈活以及高性能等方向發(fā)展,能夠更加全面的滿足人們對(duì)日常生活的需求。通過將5G通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合的方式,實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)終端化、微型化以及多元化的發(fā)展,例如將5G通信技術(shù)與智能眼鏡、智能手表等便攜式設(shè)備的融合,創(chuàng)造出新型的智能設(shè)備方便人們的日常生活。在新時(shí)期物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合新技術(shù)、新思想的輔助,進(jìn)而不斷完善萬物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)體系,讓各行業(yè)之間能夠?qū)崿F(xiàn)信息的有效流通。并且物聯(lián)網(wǎng)還可以借助5G通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全體制的構(gòu)建,選擇最為適合的通信方法建立無線通信網(wǎng)體系,充分發(fā)揮5G通信技術(shù)的優(yōu)勢,推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展[5]。

6 結(jié)語

綜上所述,本文重點(diǎn)對(duì)5G通信技術(shù)下的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行探索,對(duì)5G通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢與重點(diǎn)進(jìn)行分析,又對(duì)5G通信技術(shù)下的物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行剖析,從而得出基于5G通信技術(shù)下物聯(lián)網(wǎng)在各領(lǐng)域的發(fā)展。對(duì)此,可以得出要想實(shí)現(xiàn)更高等級(jí)的發(fā)展建設(shè),信息的高速流通是不可缺少的一項(xiàng)重要因素,只有將信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)母黜?xiàng)能力進(jìn)行提高,才可以使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠更好的服務(wù)與人們的日常生活,為各領(lǐng)域的人們帶來便利。

引用

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