物聯網下5G通信關鍵技術研究與應用

許智

摘要：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。

關鍵詞：物聯網;5G通信;關鍵技術;應用

1 物聯網技術概述

物聯網通過互聯網將物物相連，是一種新一代信息技術，通常是使用多種信息傳感設備，融合多種信息技術，對需要進行監控、連接和互動的物體其過程和位置信息，通過實時采集和收集，與互聯網相結合，多種信息和傳感設備之間構成一個大型網絡，實現對物品的快速識別、管理和控制的目的。在互聯網的基礎上，物聯網通過微小芯片進行合理標識，廣泛應用在不同領域，便于互聯網完成物物、物人之間的聯系，隨著5G通信技術的發展，與物聯網相結合，作為未來創新發展的新趨勢，其應用場景如圖1所示。

2 物聯網形式下5G通信技術的實際應用

2.1 SDN/NFV技術的應用

SDN和NFV分別指的是軟件定義網絡與網絡功能虛擬化，他們作為5G網絡技術的基礎，在5G技術發展的時候，也要對這兩項通信技術進行擴展，由于云計算服務與三網融合產業的誕生促使5G網絡技術在安全方面得到真正的保證。不但可以幫助5G網絡技術編制有針對性的發展計劃，而且在一定程度上軟件化與虛擬化功能還能促進其發展。SDN技術和NFV技術還能夠幫助5G通信網絡技術形成控制層、管理層和應用層，很大程度上簡易了管理模式，將自動調控變成可能，這在一定程度上簡便了人工操作程序，對網絡系統能夠實現優化，將5G網絡技術與這兩項技術很好的融合在一起，能夠成功創建虛擬網絡結構，該結構能夠充分滿足不同行業對網絡的需求。

2.2 密集網絡技術的應用

5G網絡技術在使用期間給出的流量要比4G網絡技術多很多。5G網絡技術將多個類型的無線接入技術有效結合在一起，覆蓋率不高，所以，如果想對其進行更小的劃分就必須應該合理運用密集網絡技術。運用密集網絡技術可以從以下兩個方面入手：（1）在宏基站外部建設大量的天線，然后對外部空間不斷進行擴大，通過這種方式達到增加系統容量的目的，同時還能加強系統的靈活性。（2）在室內布置密集網絡，以此來提高臨近節點之間的精準性和有效性。所以說，對密集網絡技術進行合理有效運用，能夠使網絡空間不斷擴展和增強。

2.3 新型網絡架構技術

未來人們對移動網絡的需求量會不斷增加，為滿足用戶需要，5G通信網絡技術需要縮短延時，并且讓設備維保工作更加簡易并且節約資金投入，要想妥善解決以上問題必須對云架構和C-RAN進行深入研究。

2.4 智能化技術

智能化技術是5G通信網絡技術中一項十分重要的技術，伴隨著互聯網技術的不斷發展進步，未來通信網絡技術發展過程中需要不斷提供更多元的服務，將會有更多的、復雜的信息數據傳輸到中心網絡。5G網絡通信技術的中心網絡其本質是有大型服務器構成的云計算平臺，具有超強的計算能力。5G網絡通信技術借助交換機技術及其他設備與相關基站相連接，實現網絡更好的聯通。宏基站的計算能力與存儲能力都比較強大，針對時效性比較強或者數據信息量比較大的數據，也可以很好的應對。能夠將其傳輸到云計算平臺進行中心網絡處理，將數據進行細化，并且進行分類歸檔。中心網絡外部還有許多的中斷和基站，它們以不同的形態存在。網絡中心平臺可以依據不同的業務類型，選取相應的頻段。在客戶實際運用的過程中，網絡連接形式以及天線多樣化。面對如此繁瑣、龐大的業務，不斷提升智能化水準，提升它在識別、分類歸檔以及選擇方面的能力。所以說，智能化技術將會是5G網絡通信技術中作為關鍵的技術。

3 物聯網+5G的智能應用

3.1 智能家居，科技改變生活，從天貓精靈、小愛同學、智能門鎖到掃地機器人等等，我們的家居生活正因為物聯網變得越來越智能。在不久的將來智能家居會朝著更多樣化更普及化發展。智能家居會讓人類進入更安全更便捷省心的全新生活。運用5G通信技術手機就能對家里的電器遠程管理，一回到家，燈火自動亮起，窗簾自動打開，空調也自動調到適宜的溫度，最喜歡的音樂也隨之響起，冰箱記錄食材時效或直接在網上進行購買食材，甚至可以將手環和臥室的臺燈進行綁定，在人入睡后臺燈自動熄滅。最終提高了家居的安全性、便利性、舒適性、藝術性并實現環保節能的居住環境。智能音箱并非普通的音樂播放器，它能與主人語音交互，為主人播報天氣狀況，購物，點外賣，最重要的是還可以幫主人操控其他的智能家居。全新的智能家居讓生活變得更輕松，更快捷。

3.2 智能交通及自動駕駛汽車，收費站的ETC，以及公交車的定位實時查詢等等，我們的日常出行也因為物聯網正在時刻發生變化。自動駕駛原理是通過計算機系統為主的智能駕駛儀器來完成的。通過對道路設施的信息反饋，汽車就能每時每刻的不斷獲取路況和信號燈，實現智能駕駛。而在5G即將普及的背景下，自動駕駛汽車將得以實現更大的突破。

3.3 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。

3.4 智能制造和智慧農業、醫療以及智能能源，基于傳感器的實時監測、云計算以及大數據等技術對工廠的賦能，智慧工廠、工業互聯網等等的概念才得以落實。RFID耳標在畜牧業養殖的應用，傳感器、攝像頭及衛星等技數自動化設備在農業種植的應用、融合及普及必將使傳統農業變得更智慧，給農民的生活帶去翻天覆地的變化。醫院借助5G可以實現遠程醫療，智能手環可以實時監測病人的身體特征等等。物聯網在醫療領域的想象空間依舊很大。利用物聯網技術可以為風力發電機建立“健康檔案”，大力推進新能電樁建設等節能減排措施，對中國的經濟快速發展意義非凡。

3.5 智慧園區和智慧城市，通過物聯網技術促進園區內門禁、停車、安防等系統之間的相互融合，“信息孤島”等問題正因物聯網技術的提高被逐漸解決。安裝了傳感器的智能井蓋實時監測水位，經過改造的水、電、天然氣、熱表等可以遠程抄表，可架設5G基站和建龍設備的路燈等等，智慧城市的步伐正在逐步加快。

結束語

總而言之，5G通信網絡技術作為現今社會最高端的移動網絡技術受到社會各界的廣泛關注。盡管還沒有形成系統的理論，但是隨著科學技術的不斷發展進步，5G通信技術將在不同技術層次上有新的突破，助力不同行業實現迅速發展，改變人們未來的生活方式，不斷提高國民生活質量，推動社會方方面面高速發展。

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