5G通信技術背景下物聯網應用發展窺探研析討論

劉宏業

摘要：物聯網和互聯網不是同一個概念，基于科技的發展，全球物聯網技術體系已經逐漸形成，5G技術的出現和應用，在物聯網中得到了廣泛推廣，隨著5G技術與物聯網的快速融合發展，可以使5G技術與物聯網徹底貫穿我國經濟建設和科技發展領域當中，推動我國未來經濟和科技的發展。

關鍵詞：5G技術;物聯網;應用分析

引言

互聯網技術應用給人類的生活帶來了翻天覆地的變化。通過互聯網人與人實現了無距離溝通，真正做到了人與人相連。物聯網顧名思義就是物與物之間相連。互聯網的高速發達是信息化發展的重要成果。互聯網的快速發展實現了信息高度集中，科技將人類帶入了全新的時代—物聯網時代。

1 5G技術概述

在移動通訊技術發展的今天，移動通訊已經步入到全面化時代，同時移動通訊在商業化的發展過程中，由于通訊領域中新興技術的發展，使得5G技術的頻譜效率和容量遠遠超過了1G-4G技術，這也是1G-4G技術無法取代的，因此5G技術可以有效地推動物聯網的發展。在這個發展過程中，物聯網通過對各行各業之間進行信息構建，有利于避免物聯網在信息構建中出現動力不足的情況，而在這樣的背景條件下，5G技術的發展給物聯網注入了無限商機，推動了移動行業的到來和智能終端發展。而5G技術和以往的1G-4G技術相比，具有穩定的可靠性和傳輸速度，所以在5G技術下，無論是從經濟效益還是技術含量上，都具備足夠的競爭優勢，這也是推動我國通訊事業發展，同時也是提高我國人民生活水平最有效的工具。

2 5G技術對物聯網發展的意義

物聯網是把傳統電信網、互聯網等作為數據載體，讓全部具有獨立能力的一般物體擁有互通互聯作用的網絡。所以，從物聯網的含義來講，一般能夠分為兩個內容：數據通信網絡與硬件子系統。其中，前者是確保整個物聯網可以有效工作的前提，而后者則是對不同功能予以控制的基礎。由于物聯網的快速發展，它的內部硬件子系統也更加復雜。這不但對物聯網的信息通信提出了較高的要求，同時也使得物聯網的功能變得多樣化。原有的電信網已經難以滿足物聯網在信息傳輸上的要求，而WiFi等無線網雖然擁有較快的信息傳送能力，但是實用性卻不高，其使用的范圍受到了網絡覆蓋區域的局限。5G通信技術的覆蓋區域較大，并且它的理論值達到了1Gb/s，能夠勝任物聯網在信息傳輸上的要求。所以，5G通信技術對于物聯網的發展有著十分關鍵的作用。

3 5G網絡下的物聯網通信技術分析

3.1SDN技術分析

SDN技術是指軟件定義網絡技術，SDN技術不單單是由一種網絡技術構成，而是由多種網絡技術分析整理之后重新組合而成的統稱。SDN技術在目前的網絡通信技術發展當中也是一種比較前沿，比較具有創新意義的網絡技術。ESD技術的設計原理就是在原來的通信軟件中保留最原始的轉發數據功能，然后開發者就可以通過控制網絡個體，進而達到控制整個網絡終端的目的，而且在整個5G網絡技術當中，以SDN技術為基礎，在融合以其他的網絡技術，就可以增加各種程序指令調控的靈活度，這不僅可以在很大程度上提高網絡運用的效率，還提高了操作的精確度，節省了很多的人力資源。

3.2毫米波技術

在5G技術和物聯網的融合應用過程中，毫米波技術是5G技術與物聯網應用的關鍵技術點，所以想要實現物聯網的全面拓展和覆蓋，就需要對將更多的設備接入到物聯網中，而在這個過程中，還需要增加5G網絡的容量。和傳統的1G-4G移動通訊技術相比，5G通訊技術的頻段在3GHz以上，而傳統移動通訊技術的頻率都在3GHz以下，這是因為傳統的通訊技術頻譜資源比較有限，同時傳統通訊網絡的容量也不大造成的。而5G技術和物聯網的融合過程中，加入毫米波技術，能夠有效的實現對工作情況的判斷，由于5G網絡技術能夠支持超高的傳輸速率，因此也可以實現更多設備的接入量。在未來移動通訊技術中，通訊技術會向逐漸向高頻和超高頻的方向發展，因此隨著頻率的變化越來越高，也會逐漸使傳輸距離變得越來越短，所以在未來移動通訊的發展中，會給移動通訊系統的硬件提出更高的要求。

3.3 5G無線接入和網絡架構關鍵技術

5G無線接入關鍵技術主要有以下幾種：（1）大規模天線陣列技術。該技術增加了天線端口數量，可以方便眾多用戶同時同步進行數據傳輸。應用3D-MIMO技術，可以同時在垂直與水平方向完成數據的輸入輸出。（2）全頻譜介入技術。該技術增設了超過6GHz的高頻段，使混合組網同時具備高低頻，應用6GHz以下的低頻段達到無縫覆蓋的效果，超過6GHz的高頻段則用于提升位于熱點區域的速率。（3）新型多載波技術。新型多載波本質是一段子載波長度，可以提高配置的靈活性，提升頻譜效率。當前發展較為成熟的有華為旗下的空口波形技術F-OFDM、中興研發的FB-OFDM新型多載波技術。（4）終端直連技術。該技術可以實現不同終端通信的銜接，使基站負擔相應減輕，避免出現較大通信時延。5G網絡架構關鍵技術主要有以下幾種：①網絡切片技術。網絡切片基本版本是VPN，也就是虛擬專用網絡，通過SDN對流量頂層進行設計，在復雜性相對較強的環境下，加強網絡側整體接入性能。②邊緣計算MEC。通過本地計算與存儲的方式，實現對信息的快速響應，提高傳輸速度，使業務時延進一步降低，防止為遠程傳輸帶來較大壓力。

4基于5G技術的物聯網應用

4.1智慧停車

智慧停車的應用主要采用的是NB-IOT技術，所以在智慧停車中，需要在車位下安裝地磁傳感器，當車輛進行停車時，地磁傳感器能夠隨時對車輛進行動態檢測，而這一系列的過程都有5G網絡信號進行信息的傳輸和控制。在使用NB-IOT技術時，由于內置的模組在進行實時傳輸到管理平臺的過程中，需要根據智慧平臺系統進行計算，最終計算出停車費用。

4.2智慧醫療

首先，5G技術保證了患者異地也能線上掛號問診的需求，在家也能享受高清的醫療服務，解決了醫院聚集堵塞、交叉感染的問題;其次，醫生可以跨地域遠程指導一些簡單的手術，提高邊遠地區基層醫院的手術質量;同時，5G技術作用下的物聯網技術可以應用于救護車的車載設備，實時記錄患者的體征數據，提前傳送至醫院醫生手中，幫助醫生快速了解情況并提前安排住院流程。

4.3智慧零售和智慧物流

自助收銀機、電子貨架標簽系統ESL以及無人便利店等等落地應用，使我們的日常購買變得越來越便捷，去超市購物再不用排起長長的大隊，疫情期間無接觸購物也讓人更加安心。智慧零售方便了顧客自助購買商品的同時也讓商家的運營成本不斷降低，從而使商品價格更合商品種類更加符合顧客的需求，商品品質更優質。隨著互聯網的誕生和應用，催生了無數電商平臺，掀起了網絡購物的大潮。我們現在能實時查詢物品的具體位置、快速收到商品均是得益于RFID、精準定位、AGV機器人等等物聯網在物流場景的應用。

結語

基于5G技術的物聯網應用，是全面覆蓋經濟建設和科技進步的大勢所趨，所以為了加快對物聯網的應用，就需要對5G技術發展提供必要的支持，通過給移動通訊技術提供大量的資金扶持，才能更好的推動5G技術和物聯網的融合，最終推動了我國信息產業的快速發展，給人們的生活提供更多的便利之處。

參考文獻

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