5G時代開啟物聯網新世界應用分析

李碩雷

（華信咨詢設計研究院有限公司省，杭州 310014）

1 物聯網功能介紹

物聯網從字面意思來看就是以互聯網為核心將其他物品進行連接，實現各種物品之間的信息交換，甚至隨著時代的發展，實現人與物之間的信息交換。這種信息的交換過程是以互聯網為基礎，以人為主體，通過信息交換的過程達到為人服務的目的。例如，可以通過物聯網將家庭中的各種家具、電器等進行連接，使用者可以通過網絡隨時隨地的對其進行控制，達到方便使用的目的。

2 物聯網新世界應用的關鍵技術分析

2.1 云無線接入網技術

云無線接入網技術是5G網絡接入的關鍵技術，它可以有效的為多連接、基站間協同等工作提供技術支持，提高網絡的吞吐量并降低各種因素對網絡的干擾，提升用戶的網絡體驗。同時，它可以將多個RRU或DU和一個CU進行連接，由CU集中管控區域物聯網，對物物通信提供支持。

2.2 大規模MIMD技術

隨著時代的發展，傳統的MIMD技術難以利用其有限的頻譜資源滿足用戶對系統性能的要求，而大規模的MIMD技術，將會作為5G的關鍵技術之一獲得不斷發展。大規模MIMO（massive MIMO，large-scale MIMO），收發兩端配置多根天線，特別是在基站側配置大量天線單元，獲得空間自由度（DoF），既能實現小區內空間復用（intra-cell spatial multiplexing），也能實現小區間干擾抑制（inter-cell interference mitigation）提高頻譜效率和能量效率。大規模MIMD技術可以對通信系統的信道容量和頻譜效率進行一個極大的提升，從而提升數據傳輸的速率及安全性[1]。

2.3 高頻段通信

概念：業界統一認識為6-100GHz頻段，擁有豐富的空閑頻譜資源，用于蜂窩通信尚處于研究階段。研究對象：高頻信號傳播損耗大、信道變化快、繞射能力差，需研究高頻信道測量與建模、高頻空口系統技術、高頻部署場景及組網、高頻器件等。現有通信系統使用的主要是6GHz以下的頻段，對6GHz之上的高頻段研發不足，所以，5G網絡要想使用高頻段通信首先需要解決高頻段通信所需元件成本高昂、理論界尚未對高頻段頻譜信道進行深入研究等問題。

3 5G時代開啟物聯網新世界的應用

5G網絡可以通過遠超現有網絡的優勢為物聯網的廣泛應用奠定堅實的基礎，具體表現在以下幾個方面：

（1）5G網絡可以提供峰值達到10GB/S甚至更高的超高傳輸速率，且能保持網絡傳輸速率穩定在0.1～1GB/S之間；

（2）5G網絡可以為物聯網中的設備提供零延遲的信息傳輸，優化物聯網的運行效率；

（3）5G網絡可以實現對網絡的智能化管理，滿足物聯網對網絡信息資源共享的需求，提升用戶的體驗感；

（4）5G網絡可以利用其高頻譜效率減少對能源的消耗，從而為需要極大規模5G網絡資源的物聯網節省成本。

4 5G時代開啟物聯網新世界的應用領域

4.1 綠色城市建設方面

通過物聯網技術可以對城市的綠化進行實時的監控，比如說可以監控城市的綠化工程，并通過網絡進行遠程的專家指導，優化綠化工程的建設流程，提升工程建設的效果；還可以對城市綠化植物生長情況的各項參數進行實時監控，對其進行智能澆灌等，提升綠化植物的成活率。

4.2 智能家居方面

（1）智能安防方面。智能安防是智能家居市場發展最為成熟的一個領域之一，比如說智能攝像頭、智能門鎖在保護家庭安全方面被廣泛應用并做出突出貢獻。5G網絡的應用可以使智能安防獲得進一步的發展，解決智能安防設備在實際應用中遇到的各類問題[2]；

（2）促進智能家居行業規范化發展。當今智能家居行業有各種各樣的品牌，這些品牌各自為戰，沒有一個統一的、規范的行業標準，造成品牌不同的智能家居設備無法互聯互通。而5G網絡技術是由國家領頭進行布局的，智能家居行業對其進行應用，就可以打破各大企業各自為戰的局面，形成一個統一、規范的智能家居行業標準，提升用戶的體驗。

4.3 農業生產方面

目前我國的農業生產還處于一個比較粗放型的生產模式，對資源的利用率不是很高，導致農業生產效率也不是很高。利用物聯網技術和5G技術，可以通過傳感器、微處理器等設備進行大規模、精細化的、范圍廣的農業生產方面數據的采集工作，并通過高速的網絡實時將數據傳輸到網絡上，進而搭建一個對農業生產數據進行采集和分析的平臺，為農業生產的精準化、現代化打下基礎。而且，還可以通過專家系統對這些采集的數據進行分析，為農業生產的發展趨勢做出數據上的分析，從而指導農業生產。

4.4 家庭護理方面

通過物聯網技術，可以將電子標簽等設備嵌入到護理對象日常使用的物品中，對護理對象身體的各項健康指標進行實時的監控，然后根據這些監控數據對護理對象的身體狀況進行分析，當發現問題時，物聯網護理平臺便會向護理對象及其家人發送警報，并及時聯系提前設置的醫院，為解決護理對象的身體問題爭取時間。此外，護理對象的家人也可以隨時隨地的通過物聯網護理平臺查看相關的信息，以便對護理對象的身體狀況有一個詳細的了解。

物聯網技術在家庭護理方面的應用，改變了傳統的護理模式，使家庭護理具有一定的預見性和前瞻性，提升了家庭護理的效果。

4.5 城市交通建設方面

物聯網可以將汽車、道路及相關部門連接起來，構建一個智能交通控制系統，該系統可以使道路的使用和汽車的運行智能化，提高城市道路的利用率，減少交通擁堵。具體實現方式如下：該系統對道路信息、交通狀況等信息進行實時采集，通過處理分析后傳送給各個出行者，其可根據這些信息進行出行道路和出行方式的選擇；交通管理部門也可以根據這些信息實時掌握城市道路各處的交通情況，利用該系統進行合理的調度及處理各種事故或情況。