5G移動通信支撐下的物聯網技術及應用

田 霞

（長春北湖科技開發區管委會，吉林 長春 130000）

0 引 言

當前世界各國都非常重視對物聯網技術的研究，而5G網絡技術作為移動通信先進技術的代表，在未來的發展階段也將逐步與物聯網技術融合，為5G網絡技術的發展提供必要的信息基礎，在物聯網環境中得到專屬的管理，各類信息融入其中，包括地址信息等。隨著物聯網技術的覆蓋范圍不斷擴大，未來世界中的地址數量也會越來越多，需要更快速的通信技術來維持整體系統的有序運行，5G網絡技術則以核心技術的形式促進物聯網技術的發展。當下社會的發展階段，相應的資源問題已經與快速發展的技術之間產生了一些矛盾，技術人員可以嘗試應用5G網絡技術來解決這些問題。為物聯網技術創造了更好的運營環境。

1 5G網絡技術與物聯網技術的融合現狀

5G網絡技術的網絡傳輸速度是4G網絡的幾百倍，在5G網絡技術應用中下載一部高清的電影可能只需要幾秒的時間。自從現代移動通信行業提出5G網絡技術以后，全世界對5G網絡技術的研究從未停止，超高速的數據傳輸使得用戶的更多需求被滿足。目前全球的電信運營商也做出了更多的預測，覆蓋面將逐漸擴大，并且在性能上也會得到進一步的改良。與前幾代移動通信技術相比，5G網絡技術的優勢更加明顯，不僅可以在互聯網領域使用，還可以在地鐵、物流運輸環節中發揮重要作用，為用戶提供更加豐富的服務模式，如VR技術的融合、播放高清視頻、網絡游戲等。正因為5G網絡技術的數據傳輸速度非常快，所以在多個領域都會為社會大眾提供更多的便利。在此技術條件下，可以實現不同車輛之間的信息傳輸，使車輛在駕駛中可以保持安全的距離，能夠有效緩解當前社會交通擁堵等問題，在協調各方面工作中可以發揮關鍵的作用[1]。

2 5G網絡技術的基本特征

2.1 高速率

5G網絡技術是在4G網絡基礎上發展而來的新技術，可以有效改善4G網絡技術中存在的不足，以超高的數據傳輸速率來提升人們的直觀體驗，可以為現代人的交流提供更大的便利[2]。

2.2 泛在網

當前網絡業務覆蓋范圍較廣，無論是深度還是廣度，都可以為用戶帶來更好的網絡服務。技術人員結合網絡廣覆蓋的特點，設置了5G網絡技術的傳感器與智能終端，在更多數據資源的支持下，可以為物聯網技術的發展提供助力[3]。

2.3 低時延

5G網絡技術具有超低時延的特點，能夠大大降低網絡信息的響應時間，并快速完成信息傳輸，為用戶帶來更好的上網體驗，使用戶對信息的感知度更高。更為明顯的是，傳統的4G網絡因為響應機制可能會出現延遲，所以對于一些時延要求較高的應用，如無人駕駛等，可能會出現整體功能性不足的情況。在5G網絡技術的支持下，傳統4G技術的不足之處能夠得到有效的彌補，以滿足人們各方面的信息通信需求[4]。

2.4 萬物互聯

從微觀的角度來講，對于智能終端與智能家居等設備，可以通過物聯網來實現智能化的管理。從宏觀的角度來講，可以在5G網絡技術應用的基礎上建立智慧型城市，因為5G網絡技術可以處理大量的數據負載，集成各類智能系統，可以將小體系匯聚成為大體系，使現代城市實現“物物互聯”的智慧管理目標[5]。

3 5G網絡技術與物聯網技術的融合發展

3.1 人工智能技術

自動化的觸覺感知網絡是當前時代物聯網技術的主要發展方向，5G網絡技術可以為其提供低延遲、高速的網絡連接基礎，實現人機對話及機器與機器之間的信息交互。在人與機器之間實現觸覺與視覺的反饋及信息的交互，在觸覺感知網絡的支持下，能夠制造出許多具有定制化特色的產品。如觸摸感應可以連接手套與傳感器，最大程度減少人為操作失誤對人體造成的損傷，可以在一些高危行業中保證工作人員的生命安全。在工業生產等領域，一些產品的生產是通過流水線完成的，如果人工操作失誤，可能會被機械設備誤傷，而人工智能技術則是以核心程序替代了原本人工輔助生產的形式，能夠直接給流水線下達操作指令，更大程度減少了人工勞動力，也降低了人工操作的風險[6]。

3.2 車聯網與無人駕駛系統

目前，汽車行業的無人駕駛技術還停留在初級研究階段，5G移動通信技術被廣泛應用在車聯網的導航程序中。傳統的4G技術傳輸信息的速度較慢，然而在5G網絡技術的支持下，這些問題都可以得到有效的解決，車聯網就可以為駕駛員提供更多的路況信息。正因為5G網絡技術具有高速率且低時延的特性，可以對車況進行實時的監測，能夠滿足車輛自動駕駛的需求，所以5G網絡技術也常用于無人駕駛系統的研究中。如圖1所示，人類駕駛與自動化駕駛的程序中也有對信息的感知及分析等過程，需要5G網絡技術為其提供高速率的信息傳輸。任何車輛的駕駛都需要結合車輛周邊的情況，比如道路的擁堵情況，駕駛員可以根據這些信息選擇車況較好的道路，以避免擁堵[7]。

圖1 人類駕駛和自動化駕駛的結構

3.3 加速虛擬現實領域的發展

與現有的4G網絡技術相比，5G網絡技術的速率更高，可以顯著提高系統運行的可靠性。在VR及AR技術的應用中，5G網絡技術的融合效果更好，可以滿足低延遲移動連接的要求，可以創造相對逼真的模擬場景。5G網絡技術的應用可以實現高水平的遠程監控，技術人員在控制室中就能夠安全操控設備，可以避免一些人為操控的風險。從物聯網領域的發展來看，5G網絡技術在市場中創造的價值是多元化的，隨著多方面性能的升級，可以使智能化的業務變得容易實現。在5G時代，許多技術的開發將不再僅限于計劃階段，而是能夠付諸實踐[8]。

4 5G網絡技術與物聯網技術融合的實際應用

4.1 5G網絡技術為物聯網技術提供基礎

5G網絡技術可以為物聯網技術的發展提供數據方面計算所需要的基礎條件，能夠達到信息傳輸速度的最佳狀態，其頻段可以控制在相應的標準范圍內，傳輸的最遠距離可以達到2 km。充分發揮云儲存的優勢，更好地完成數據處理任務，技術人員在完成大數據計算任務時并不需要耗費其他資源，僅在云中心就可以實現數據的處理過程，有助于節省資源。隨著物聯網技術的升級與發展，相關研究人員提出了“萬物互聯”的理念，明確了物聯網技術的發展方向，傳統的云計算處理工作因為時延較長，數據在傳輸過程中的損耗較高，所以儲存的設備數量比較多，需要處理的數據信息也越來越多。5G網絡技術可以滿足數據處理的高標準要求，新的計算模式也隨之出現，分別是霧計算與移動邊緣計算。霧計算更加注重客戶與處理中心的連續性和統一性，移動邊緣計算則更加重視客戶與處理中心之間的距離要求，二者的共性都是將處理的中心部分擴展到網絡邊緣的位置。移動邊緣計算與5G網絡技術融合的組成結構如圖2所示[9]。

圖2 5G移動邊緣計算的模式

4.2 現代社會各領域中的應用功能

將交通物聯網與車聯網聯合應用，在GPS技術的支持下，交通管理部門可以對某一汽車進行具體的動態化定位，使用云計算技術能夠對汽車的操作系統發出合理的指令，便于合理監管現代城市道路中的車流量情況[10]。在現代醫學領域的發展中，病人家屬也可以通過手機查看病人的用藥情況、身體健康情況，追蹤針劑的生產過程，對現代醫學的電子化發展具有重大的意義。在建筑領域，可以將物聯網技術應用于配件工廠的生產中，對于節約現代建筑工程施工中的材料具有較大的作用。施工中所有的預制構件都可以接入到物聯網系統中，以此來解決相關問題。此外，房主也可以通過手機參與到房屋的設計中[11]。

5 結 論

隨著現代社會發展水平的不斷提升，各個領域的生產要求也在隨之提升。通過物聯網技術與5G網絡技術的融合，在5G網絡技術的支持下，技術人員并不需要單獨建設區域網絡，可以在一定程度上降低物聯網建設的資金投入成本，而物聯網技術則可以在中端配置方面滿足5G通信的要求，兩項技術互補，共同推動現代城市的發展。