淺析5G移動通信技術在物聯網時代的應用

倪皓然

（福建師范大學，福建 福州 350000）

0 引言

隨著5G時代的到來和物聯網的高速發展，各種業務場景能夠融入一體化的行業體系，將互聯網的覆蓋范圍從“人”擴大到“物”，每個物聯設備都可以成為收集并產生數據的節點，從而加快行業商業化進程。

1 5G和物聯網的內涵概述

（1）5G內涵。5G比4G的速率更快出一個數量級，傳輸速率達1 Gb/s左右，具體量化來說，用戶下載一部高分辨率的電影幾秒鐘之內就可完成[1]。目前，全球各個強國爭先搶占5G技術制高點，說明5G技術在未來國際競爭中的重要作用。

（2）物聯網概述。物聯網概念不是一個單純的Internet，傳統的互聯網主要是關于人的網絡，連接的是人與人，而物聯網則是連接更多的人與人、人與物、物與物。物聯網利用紅外感應器、激光掃描儀等各種信息傳感設備，使人類社會幾近實現“時時互聯，物物互聯”的愿景。物聯網是未來信息產業的發展方向，也是中國經濟新的增長點[2]。在5G信息技術的支撐下，物聯網正在改變著人們的生活與工作方式，是一個規模巨大的市場，也是當前最具潛力的產業之一。

2 5G和物聯網的發展現狀分析

（1）5G的發展現狀分析。5G是一個高速度、高帶寬、低延時的信息聯接技術，我國是首批5G商用的國家之一，技術、產業、應用等都走在前列，在各國目前尚無經驗可借鑒之際，需把握5G新特點，立足國情，走出一條具有中國特色的5G發展之路[3]。無論是亞太、美國還是歐盟，都在積極推動5G的發展，到2025年，亞太地區有望成為5G的最大采用者。

（2）物聯網的發展現狀。物聯網從20世紀60年代就已經有所發展，可以說比大數據、云計算、移動互聯等發展都要早。在20世紀80年代左右，TCP/IP技術、局域網以及廣域網的普及，催生了全球互聯網，傳感器逐漸發展成熟，開始應用于軍事、民用領域，隨后又出現了藍牙技術、無線通信技術等。傳感器吸收了無線通信技術，將應用場景延伸至家庭、商業領域。物聯網的概念是由麻省理工學院的凱文·阿什頓（Kevin Ashton）教授首次提出。人們真正接觸和了解物聯網，也是從智能家居開始的。目前，我國物聯網在智能化、應用化、服務性方面還處于發展階段，但與“十二五”時期的物聯網技術相比，在核心技術領域、產業示范、政策環境、協調應用上都有顯著成效，已形成北京、上海、深圳、重慶等四大核心產業集聚區。物聯網核心技術不斷發展，標準體系不斷加快，產業體系也正在逐步建立和完善。未來幾年，全球物聯網市場將出現快速增長，未來行業發展潛力巨大。

3 5G移動網絡在物聯網中的技術應用

現階段物聯網對設備、性能、傳輸網絡都有較強的要求，必須滿足實時數據的穩定、快速、便捷、高效地處理信息。對于各個領域所涉及的技術提升和硬件的性能改善，無疑都需要新一代5G通信技術作為支撐，它將支持各種規模、速度以及前所未有復雜性的設備[4]。

5G技術呈快速發展趨勢，并且各國5G發展迅速、競爭激烈，5G具有面廣、穩定、速度快特點，滿足一定特定條件下的需求。此外，該網絡將允許在沒有基礎設施的地區實施新的解決方案。

（1）智能制造。5G將把工業4.0提升到一個新的水平，收集的大量實時數據可通過更快地識別缺陷來改善質量控制。只有在超可靠的5G網絡中，露天開采中的生產自動化和自動車輛控制中關鍵任務所需的廣泛移動性、低延時和高可靠性才有保障。在清潔能源領域，物聯網傳感器和設備以及AI通過精準的天氣預報和數據分析幫助提高生產力。智能調整機制會自動調整控制設置以適應各種天氣，智能電網將更有效地管理能源負荷，基于從物聯網設備收集的常規數據的計劃能源基礎架構，可以幫助最大程度地減少停機時間和能源成本。所有這些都涉及通過5G網絡以最小的延時無縫傳輸海量數據。

（2）供應鏈。供應鏈管理的先進性主要是以顧客為中心，以顧客滿意度為導向，將最大化地滿足需求，實現消費目標來指導實際生產和供應。供應鏈需要大量的人工監督，尤其是在運輸到倉庫及其內部移動過程中。現在借助支持了5G的物聯網跟蹤器，可以實時進行庫存處理、定位和重新路由，5G和物聯網的結合將提供整個供應鏈清晰的端到端視圖。

（3）零售。5G和物聯網聯合應用，可以使零售更具個性化和情景化。由AI支持的帶有屏幕的試衣間只需按一下按鈕，即可建議類似的服裝和相應的配飾。5G網絡的高速和高吞吐量將能夠處理海量數據，支持物聯網的智能貨架可以自動化庫存管理，提供實時庫存數據，建立全渠道客戶關系，并根據需求動態調整價格。例如，Amazon Go商店沒有收銀員或結賬系統，顧客可以拿起店內任何在賣商品直接走出去，自動完成結算流程，并通過移動設備發送購買商品的電子收據[5]，商店可以利用各種技術來追蹤顧客拿起的商品以及保留在貨架上的商品。

（4）醫療保健。對于醫療保健而言，生成的數據量非常巨大。單個MRI掃描或PET掃描可能是一個巨大的文件，除此之外，還有其他記錄，例如，用藥詳細信息、生命體征、患者對正在進行治療的反應等。通常這些記錄需要在醫生和其他醫療專業人員之間共享，這需要具有高帶寬和高下載速率的網絡。遠程醫療正在穩步普及，這有利于優化不同地區的醫療資源，避免患者為看病而長途奔波，但遠程醫療需要具有高可靠性和低延時的網絡提供安全可靠的遠程連接與遠程監控。這將為慢性病患者提供便利性，釋放醫院資源，并減輕醫生的負擔，同時仍可對患者病情進行實時監控。

（5）無人駕駛汽車。一輛自動駕駛車輛正常行駛，需要大量的數據交換，除了跟蹤路況、交通、天氣和位置外，有關行人和街道固定裝置的信息也起著至關重要的作用。5G網絡可以確保物聯網的傳感器以及傳感設備收集到的數據準確有效地傳輸到車輛而不會出現信息滯后。實際上，將來的車輛將相互通信，甚至無須交通信號燈，而所有這些都有賴于物聯網的發展和成熟的5G通信網絡。

（6）智慧城市。智慧城市的基本前提是其各種資源、運營和服務的連通性和自動化。對于智慧城市，物聯網技術設備應用擴展到各類便民的公共部門，如交通監控、衛生服務、資源管理等，5G網絡將快速處理這些數據。2012年，西班牙巴塞羅那市開始在其城市系統中部署物聯網技術，包括交通、能源、水和廢物管理。通過數字化的公交車站和停車系統使運輸業高效，這些設施包括公共汽車位置、USB充電站、免費Wi-Fi以及與城市相關的工具和應用信息的實時更新，將傳感器系統嵌入了停車場，從而大大減少了擁堵和排放。城市路燈具有運動傳感器以節省能源，燈柱還提供免費的互聯網并收集城市的空氣質量數據。

4 結束語

隨著5G技術的發展，物聯網已發展成為當今數據驅動型的經濟支柱之一，未來物聯網的發展將不再只是關注物聯網技術本身，全球在物聯網的大環境中，人與人、人與設備、設備與設備將產生千絲萬縷的聯系，這意味著將出現無盡的機遇與可能。我國應該結合5G發展新特色，鼓勵發展數字化5G產業，給予優惠政策、加強科技資金大量投入，開展大量研究，走出一條具有中國特色的5G物聯網發展之路。