基于物聯(lián)網(wǎng)形勢下的5G通信技術(shù)應(yīng)用研究

方 瑋

（廣州杰賽科技股份有限公司，廣東 廣州 510310）

0 引 言

信息化發(fā)展的重要成果就是互聯(lián)網(wǎng)高度發(fā)達(dá)，在互聯(lián)網(wǎng)快速進(jìn)步的前提下，物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了信息的高度集中。在5G通信技術(shù)應(yīng)用中，互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迎來了新時(shí)代。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與5G技術(shù)的融合使經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入了新時(shí)代[1]。密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和高頻傳輸技術(shù)給予了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展更多的可能。通過對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和5G通信技術(shù)的有效研究，能夠更加清晰地認(rèn)識(shí)到未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的趨勢，有利于更好地理解宏觀經(jīng)濟(jì)和微觀經(jīng)濟(jì)之間的聯(lián)系。

1 5G通信網(wǎng)絡(luò)及其關(guān)鍵技術(shù)

5G是指第5代移動(dòng)通信技術(shù)，主要是指新一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)。其實(shí)現(xiàn)了高數(shù)據(jù)速率運(yùn)行，有效節(jié)省能源，降低了成本，同時(shí)能夠提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設(shè)備連接，是推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)向前發(fā)展的重要因素[2]。網(wǎng)絡(luò)峰值速率能達(dá)到Gb/s的標(biāo)準(zhǔn)，滿足了高清視頻和虛擬現(xiàn)實(shí)的數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)了空中接口，提高了延時(shí)水平，滿足了自動(dòng)駕駛和遠(yuǎn)程醫(yī)療等應(yīng)用需求。此外，超大網(wǎng)絡(luò)提供了千億設(shè)備的連接能力，滿足了互聯(lián)網(wǎng)通信要求，頻譜效率比LTE提升10倍以上，在連續(xù)覆蓋和高移動(dòng)通信下，用戶體驗(yàn)速率達(dá)到了100 Mb/s，而且流量密度和連接數(shù)密度大幅度提高，提升了系統(tǒng)協(xié)同化的水平，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)空間靈活地自動(dòng)調(diào)整[2]。

5G通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)包括超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、自組織網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)、D2D通信以及M2M通信等，傳輸速度更快，作為物聯(lián)網(wǎng)的接入技術(shù)承載更多的設(shè)備連接，因此容量大幅度提升，而且信號非常好，用戶可以隨時(shí)暢通無阻的接入移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。

2 物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵及其相關(guān)應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感器、射頻識(shí)別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器以及掃描器等裝置與技術(shù)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控連接互動(dòng)[3]。它是多種信息的高度融合，實(shí)現(xiàn)了物與物以及物與人之間的連接，實(shí)現(xiàn)了物品的智能化感知、識(shí)別以及管理，是新時(shí)代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要成果。在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上延伸和發(fā)展，在多種信息與傳感設(shè)備之間形成了一個(gè)巨大的網(wǎng)絡(luò)，任何地點(diǎn)人和物都可以實(shí)現(xiàn)互相聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)了物物相連，萬物互聯(lián)[4]。

物聯(lián)網(wǎng)利用了傳感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了各類信息的高度融合，實(shí)現(xiàn)了可靠傳輸，在智能處理上實(shí)現(xiàn)了智能技術(shù)的不斷融合。射頻識(shí)別技術(shù)、傳感網(wǎng)、M2M的系統(tǒng)框架以及云計(jì)算構(gòu)成了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的大空間?；ヂ?lián)網(wǎng)應(yīng)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、交通、物流以及安保等設(shè)施上，有效推動(dòng)了多方面的智能發(fā)展，使資源分配更加合理有效，提高了生產(chǎn)效率，推動(dòng)了生產(chǎn)力向前發(fā)展。此外，智能交通、智能家居以及公共安全等都實(shí)現(xiàn)了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一與協(xié)調(diào)管理，平臺(tái)更加規(guī)范，成本價(jià)值實(shí)現(xiàn)了有效節(jié)約，安全問題實(shí)現(xiàn)了高度管控。隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，需要更多通信技術(shù)融入其中，而5G時(shí)代的到來，為互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了新的技術(shù)條件。

3 物聯(lián)網(wǎng)條件下的5G通信技術(shù)應(yīng)用

3.1 5G通信技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

在物聯(lián)網(wǎng)條件下，5G通信技術(shù)以滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求為主要目標(biāo)，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)上更加寬泛。整體技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制、分離以及轉(zhuǎn)發(fā)，系統(tǒng)協(xié)議更加精準(zhǔn)，技術(shù)應(yīng)用更加符合要求。按照物聯(lián)網(wǎng)的專業(yè)化協(xié)議，5G通信技術(shù)會(huì)針對設(shè)備的情況傳達(dá)設(shè)備的具體問題，進(jìn)一步解決環(huán)節(jié)中的精細(xì)化管理。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了全網(wǎng)集中控制，通過不斷分散IP設(shè)備控制點(diǎn)，有效實(shí)現(xiàn)設(shè)備集中管理。在實(shí)現(xiàn)編程中，運(yùn)用5G技術(shù)的整體網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)控制與管理，通過軟件編程實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化對整個(gè)系統(tǒng)有重要的意義。

通過虛擬化技術(shù)協(xié)調(diào)相關(guān)的電信設(shè)備，軟件設(shè)備和硬件設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓展，整體功能不斷強(qiáng)化，大幅度提高了工作效率。在高頻段傳輸技術(shù)中，物聯(lián)網(wǎng)與5G通信之間高度融合，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)容量不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速度加快，使通信技術(shù)能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的要求。5G網(wǎng)絡(luò)頻譜的資源更加寬泛，通信技術(shù)能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)囊?，網(wǎng)絡(luò)容量增大和整體速率較快。通信技術(shù)快速發(fā)展為互聯(lián)網(wǎng)提供了良好的條件。如毫米波通信能夠從整體上提高傳播的速率，豐富的頻譜資源會(huì)滿足物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要求。

密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在5G技術(shù)中占有關(guān)鍵性優(yōu)勢，通過增加蜂窩基站，物聯(lián)網(wǎng)的傳輸更加快捷，整體的數(shù)據(jù)傳輸率大幅提高，滿足了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的要求[5]。例如，加寬室外設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)容量和工作效率，強(qiáng)化工作系統(tǒng)穩(wěn)定性和靈活性。密集網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展后期，系統(tǒng)開發(fā)更加快速，密集網(wǎng)絡(luò)在物聯(lián)網(wǎng)的整體發(fā)展中發(fā)揮了重要的作用。

3.2 5G的智能化應(yīng)用

在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展條件下，5G通信技術(shù)的應(yīng)用要求符合物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的需要。物聯(lián)網(wǎng)需要5G技術(shù)提供全新的智能化操作標(biāo)準(zhǔn)，在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的時(shí)期，生產(chǎn)方式要求科技化程度更高，要求生產(chǎn)效率進(jìn)一步提速。生產(chǎn)生活的智能化發(fā)展對網(wǎng)絡(luò)提出了新的要求。在實(shí)現(xiàn)速度提升和效能優(yōu)化上，5G通信技術(shù)發(fā)揮了重要的作用。

社會(huì)發(fā)展與經(jīng)濟(jì)變革使5G通信技術(shù)有了全新的發(fā)展空間。5G時(shí)代網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營優(yōu)化需要多樣化的模式和引導(dǎo)方式，開發(fā)商和消費(fèi)者都需要從多方面考慮，通過過程的刺激和技術(shù)的提升來實(shí)現(xiàn)5G通信技術(shù)的服務(wù)水平，讓5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)整體邁進(jìn)[6]。

智能工作方面，物聯(lián)網(wǎng)對蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提出了新的要求，5G通信技術(shù)引入了人工智能服務(wù)于生產(chǎn)生活，在快節(jié)奏的生產(chǎn)生活上節(jié)省了時(shí)間、人力以及物力。多地分配資源的模式使通信技術(shù)的效能逐漸提高。5G通信技術(shù)中的蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，滿足了各個(gè)層面之間的相互聯(lián)系，信息網(wǎng)絡(luò)覆蓋更加便捷，節(jié)省了等待的時(shí)間，避免了產(chǎn)能和資源的浪費(fèi)。5G滿足了新的生產(chǎn)方式，提出的要求可以應(yīng)用于多個(gè)工作場景，制造更多的產(chǎn)能。在智慧生活方面，5G通信技術(shù)支持的無人駕駛和隔空控制技術(shù)以新科學(xué)的方式呈現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)中，對各個(gè)領(lǐng)域減少了時(shí)間空間資源方面的限制。許多資源匱乏或者科技落后的地區(qū)都可以應(yīng)用5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)萬物相連。在高品質(zhì)生活的目標(biāo)下，消費(fèi)者和產(chǎn)品使用者要求開始智能化的生活，家庭監(jiān)控、無人控制以及醫(yī)學(xué)手術(shù)等都可以運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)操作。例如，在醫(yī)學(xué)手術(shù)上，如果手術(shù)畫面卡頓或者延遲就容易造成醫(yī)療事故，而通信水平的提高則給醫(yī)學(xué)發(fā)展提供了良好的條件。

5G通信技術(shù)既有國家政策的支持，也有產(chǎn)業(yè)發(fā)展的扶持，行業(yè)內(nèi)部樹立了高標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展要求。通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展給資源和信息交換提供了良好的條件，具有重要的科技價(jià)值，實(shí)現(xiàn)了信息財(cái)富共享化?，F(xiàn)代化通信應(yīng)用呈現(xiàn)全方位發(fā)展，整個(gè)過程協(xié)調(diào)了不同利益與不同層面上的效率和質(zhì)量。在5G通信技術(shù)上，物聯(lián)網(wǎng)和5G之間的有效連接是未來一個(gè)階段內(nèi)智能發(fā)展的主要基調(diào)。

3.3 5G帶來物聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)化發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)是新時(shí)代商業(yè)發(fā)展的模式。采用5G通信技術(shù)加速了物聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)之間的融合。傳統(tǒng)的通信模式改變后用戶有了更高的體驗(yàn)，人們的生活狀態(tài)和工作狀態(tài)在5G通信技術(shù)的帶領(lǐng)下，實(shí)現(xiàn)了人與人、人與物以及物與物之間的有效聯(lián)系。物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)范圍不斷拓展，各個(gè)產(chǎn)業(yè)之間的融合不斷升級，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)與新興產(chǎn)業(yè)的共同進(jìn)步，社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)有了重大的商業(yè)價(jià)值。

在5G通信技術(shù)完善的過程中，物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)化發(fā)展成為人們生活中不可缺少的元素。5G通信技術(shù)的普遍使用使移動(dòng)終端連接到網(wǎng)絡(luò)更加便捷，物聯(lián)網(wǎng)蘊(yùn)含的商業(yè)價(jià)值真正推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)向前發(fā)展。5G通信技術(shù)擴(kuò)大了物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍，將5G通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)有機(jī)融合在一起具有重要意義，發(fā)揮了移動(dòng)通信的優(yōu)勢，使物聯(lián)網(wǎng)范圍越來越大，流量越來越多，信息傳速越來越快。5G通信技術(shù)克服了有線網(wǎng)絡(luò)范圍窄和數(shù)據(jù)傳輸率慢的問題，5G技術(shù)背景下物聯(lián)網(wǎng)有了更加合適的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模得到快速拓展，物聯(lián)網(wǎng)影響范圍覆蓋全球，全球經(jīng)濟(jì)一體化在5G通信技術(shù)的帶領(lǐng)下快速進(jìn)步。全球物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模逐漸擴(kuò)大，5G通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)之間的融合體現(xiàn)了科技與經(jīng)濟(jì)之間的有效融合。全球物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模運(yùn)營速度及產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)全面向前發(fā)展。產(chǎn)業(yè)融合商業(yè)發(fā)展方式，智能化運(yùn)營和管理，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的形成和發(fā)展都依托5G通信技術(shù)的優(yōu)勢[7]。

3.4 5G帶來高質(zhì)量高效率的服務(wù)

在未來的通信技術(shù)發(fā)展中，5G作為新的起點(diǎn)具有眾多優(yōu)勢。在行業(yè)發(fā)展的過程中會(huì)取代原有的通信技術(shù)，帶來更高質(zhì)量和高效率的服務(wù)。5G通信技術(shù)貼合于人們生活，將人們的工作和生活融為一體。大數(shù)據(jù)時(shí)代，各種各樣的信息充斥在人們的生活中，各種信息都需要實(shí)現(xiàn)連接，而5G通信技術(shù)為人們提供更加精準(zhǔn)的規(guī)劃和管理。在物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目中，融入云信息的技術(shù)更加精準(zhǔn)地提供了相應(yīng)的服務(wù)。在百度云盤中存放客戶的相關(guān)隱私文件或者是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的相關(guān)隱私文件，只有經(jīng)過客戶同意之后才可以進(jìn)行實(shí)時(shí)共享，這樣就提高了信息使用的安全性[8]。

在共享經(jīng)濟(jì)時(shí)代，移動(dòng)通信與人們的生活密不可分，人們的工作環(huán)境和工作狀態(tài)都離不開通信技術(shù)，通信技術(shù)在整個(gè)行業(yè)發(fā)展中使不同的行業(yè)之間有了更加融合的載體。無論是工業(yè)、農(nóng)業(yè)還是第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，高效的管理突出了5G技術(shù)的應(yīng)用。一些控制系統(tǒng)采用5G技術(shù)能夠更好的進(jìn)行監(jiān)控。例如，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的農(nóng)作物生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)智能溫室種植技術(shù)，有效推動(dòng)了農(nóng)產(chǎn)品向智能化發(fā)展邁進(jìn)。在工業(yè)生產(chǎn)中智能操作和機(jī)械化運(yùn)轉(zhuǎn)展示了工業(yè)新時(shí)代發(fā)展的狀態(tài)，電子信息技術(shù)在工業(yè)時(shí)代有了更加廣泛的應(yīng)用。在第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及5G移動(dòng)通信的發(fā)展促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級到新的階段。

5G通信會(huì)使商業(yè)發(fā)展的各個(gè)層面融合為一體，既實(shí)現(xiàn)了橫向的聯(lián)系，也實(shí)現(xiàn)了縱向的聯(lián)系[9]。5G通信技術(shù)使設(shè)備對網(wǎng)絡(luò)的要求越來越高。信息共享時(shí)代數(shù)據(jù)是提高管理效率的重點(diǎn)因素，在5G通信時(shí)代，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)更加和諧，人們可以有更多有效的精準(zhǔn)應(yīng)用，各個(gè)行業(yè)之間提供了相互支持，各種應(yīng)用之間實(shí)現(xiàn)了相互連接，產(chǎn)業(yè)發(fā)展和商業(yè)融合有了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)[10]。

4 結(jié) 論

5G通信技術(shù)取代了原有的通信技術(shù)，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生產(chǎn)生活帶來高質(zhì)量和高效率的服務(wù)。在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的模式下，5G通信技術(shù)更加貼合于物聯(lián)發(fā)展的實(shí)際情況，使物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展更加開闊。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，信息是推進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展的關(guān)鍵性因素，5G通信技術(shù)給經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了更加精準(zhǔn)的規(guī)劃和管理。在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展模式中融入5G技術(shù)有利于實(shí)現(xiàn)通信技術(shù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的有效融合。先進(jìn)的電子技術(shù)對產(chǎn)業(yè)發(fā)展有更加準(zhǔn)確的掌控力度，實(shí)現(xiàn)信息傳輸和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的同向發(fā)展，有利于經(jīng)濟(jì)快速進(jìn)步。5G技術(shù)能夠全面提高工作效率，使通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)立體化發(fā)展。