如何在5G 移動通信技術基礎上深入討論物聯網

王 億

（黑龍江職業學院，黑龍江 哈爾濱 150080）

1 5G 移動通信技術和物聯網技術的簡介

1.1 5G 移動通信技術

5G 移動通信技術屬于在4G 技術基礎上進一步的延伸，其全名為第五代移動通信系統。5G 技術能夠進一步彌補4G 技術上的缺陷問題，還有效提高了帶寬方面的性能，優化了時延的系統性能，且優化效果顯著。5G 技術在傳輸速度上遠高于4G，其超高頻率及超高頻寬能夠確保網絡有更強的穩定性，能實現網絡個性化的需求，有利于推動社會各行各業的信息傳播，從而加快國家經濟建設。

國內三大運營商及通信設備供應商，對5G 移動通信網絡都有較深入的研究，并組織了相關的終端研發，部署了大規模試驗網，逐漸推動著5G 網絡在全國范圍內的普及應用。

1.2 物聯網技術

在開發和應用物聯網的過程中，需要利用有線或無線的傳輸方式，獲取終端信息的渠道是芯片，并能利用網絡及軟件平臺，從而連接多個不同的位置或空間的對象，還能對這些被連接的對象進行操作、管理等控制行為[1]。物聯網能夠結合多個射頻識別技術，從而管理和控制目標對象。

物聯網在當代已被普及到社會的各個角落，如公共交通、城市基礎服務等方面都有物聯網技術的存在。物聯網的應用大大提高了人們生活的便捷性，并能通過與移動通信技術的結合，來達到促進物聯網技術快速創新發展的作用。

2 5G 移動通信技術與物聯網結合的意義

5G 技術具有穩定性高、時延低等優勢，能為物聯網提供極其強大堅實的基礎承載網絡[2]。物聯網通過采集網絡數據信息，來連通不同空間的對象，用戶能通過物聯網來查詢各類信息，并能利用云計算與其他軟件來分析、處理終端設備。5G 技術與物聯網的結合，在滿足物聯網的需求外，還能拓寬網絡帶寬，處理終端設備。5G 技術與物聯網的結合，在滿足物聯網的需求外，還能拓寬網絡帶寬，提高網絡通信速度，并能使網絡數據傳輸穩定性與安全性有很大程度的飛躍，用戶體驗也要遠遠強于4G 技術。5G 技術能夠實現物聯網通信的全部要求，有利于推動物聯網應用的深入推廣，擴大了物聯網的發展空間。現階段，物聯網對網絡通信技術的需求能夠促進我國通信行業的發展，也可以進一步優化和推廣5G 技術。當下，5G 與物聯網技術的結合，在無線醫療、聯網無人機方面有廣泛的應用。

3 5G 移動通信技術在物聯網中的應用

3.1 遠程駕駛

5G 技術具有大帶寬和可靠性的優勢，能夠保證降低延遲時間，在車輛遇到復雜問題時及時做出應對和解決。利用5G 技術能夠實現自動駕駛的目標，還可以實現車輛的感知和控制功能，并利用強大的計算能力降低自動駕駛對傳感器的依賴，后臺調度中心就能直接對車輛進行控制，并能監控自動駕駛車輛運行情況。遠程駕駛在當下可應用于貴賓服務、出租車服務等場景，也能為情況特殊的駕駛員提供便利。

3.2 無線機器人云端控制

利用無線機器人或者利用物聯網技術，從而更好地實現云端遠程控制。也可以使用AR 技術與機器人，來操控生產流程的工作流程，從而提高工業生產系統的靈活性能，并能實現工廠生產質量的提升。利用機器人能夠同步實現實時協作，但是對網絡會有比較高的要求，最高不能超過1ms，而5G 技術能滿足低延遲的要求，從而實現自動化流程的協調和同步。生產操作人員能利用AR 來進行遠程操控，大大提高了工作的速度與精確性。

3.3 無線醫療

5G 技術應用于無線醫療，能夠為遠程醫療器械操作提供10ms 以內的延遲，且信號質量高、不中斷、覆蓋面廣的5G 技術還能確保遠程手術全程不斷線，大大提高了遠程手術的精準性。5G 物聯網下，醫生還能通過高分辨率的圖片及視頻來正確判斷病情，避免誤診。

3.4 聯網無人機

5G 技術應用于無人機上，能彌補操控范圍小這個缺點，實現無人機的遠距離飛行。5G 技術下的聯網無人機，能掛載相機并能利用相機完成視頻的拍攝與處理。無人機終端的VR 設備能利用5G 移動網絡來實時體驗無人機相機反饋的高清直播畫面，遠程操控人員能夠獲取無人機第一視角，并能對無人機進行遠程控制。5G 技術低空覆蓋也要遠優于傳統網絡，提升了無人機飛行過程中的安全性。

3.5 饋線自動化

饋線系統屬于電力系統中比較關鍵的管理內容，現如今很多電力企業都在應用分布式饋線自動化管理機制，并利用能源網絡進行管理和運行。電力網絡有比較強的可靠性，運維成本也會比較低。電力企業利用饋線自動化技術，能夠脫離傳統的集中式管理模式，實現快速響應中斷、拓撲計算等功能，5G 通信技術分布式饋線系統設置方案已經成為很多企業的發展方案。

3.6 智能電網

電力行業對于無線通信具有潛在需求，未來5G 技術在智能電網中將直接推動智能分布式配電自動化毫秒級精準負荷控制低壓用電信息采集分布式電源管理等領域的發展和應用。隨著社會對電力供應要求的提高，越來越多的區域要求實現電力不間斷持續供電，由于沒有通信線路的支撐，因此發展智能分布式配電自動化成為必然的選擇。

4 5G 移動網絡在物聯網中的實際應用技術

4.1 SDN/NFV 技術

SDN/NFV 技術能夠有效地為5G 移動通信網絡提供安全保護措施，它指用軟件定義網絡/網絡功能虛擬化，在5G 移動通信網絡中構建新的通信架構，實現網絡通信虛擬化與軟件化，對于數據分離十分有效，同時也能夠促進5G 移動通信技術快速發展[3]。SDN/NFV技術是5G 移動通信技術的基礎，能夠根據原有的通信網絡，構建一個5G 移動通信網絡基礎層，另外還能整合控制層和應用層，從而達到移動網絡通信程序的自動調用功能，也能夠代替工作人員的手動配置，簡化了5G 移動網絡的管理流程和功能，從而優化了網絡通信系統。通過轉發SDN/NFV 技術，能夠讓5G 通信網絡處于受控制的狀態，并且結合SDN 和NFV 技術，建立一個虛擬的網絡架構，從而更好地滿足多種移動業務對通信網絡的不同要求。

4.2 全頻段通信技術

隨著通信技術的不斷發展，4G 移動通信網絡在實際應用過程中的工作頻段是3GHz 左右。而大多數的移動通信網絡的運行速度都很快，不過還有時會無法滿足移動通信的其他需求。因此，在構建5G 移動通信網絡的過程中，需要利用許多高頻段或全頻段的技術，從而能夠彌補當前的問題，解決移動通信網絡頻譜資源匱乏現狀。按照這樣的方式，也可以提高移動通信網絡的整個系統容量，保證傳輸的整體效率。

4.3 密集網絡技術

密集網絡技術能夠在移動通信宏基站外布置大量高增益天線，從而增加了移動通信的空間，拓展了5G移動通信網絡系統容量，讓5G 通信網絡系統更加靈活。在基站外布置密集網絡天線的這種方法，還能夠保證不同的通信網絡間實現協作的關系，讓相鄰兩個節點間有更加準確的通信，改善相鄰節點的信噪比增益，提高網絡通信質量。采用密集網絡技術能夠增強移動通信網絡空間與時間動態變化，并且讓5G 移動通信網絡有更高質量的信號，保證了移動通信網絡有顯著的優勢。

5 5G 移動通信技術的物聯網技術發展趨勢

5.1 提升物聯網通信速率

當傳輸數據量比較大的時候，可能會發生網絡堵塞網絡延時的問題，從而導致物聯網感知層的數據信息無法第一時間傳送到應用層，就會形成比較單一的應用場景。在5G 時代背景下，能夠利用5G 技術的優勢，保證有更高的速率和更大的容量。從而滿足物聯網對數據傳輸的多種需求，提高物聯網應用的傳輸能力，讓物聯網能夠更加全面地發展。

5.2 提高物聯網通信安全

5G 網絡必須要有比較完善的安全防護架構，還需要配備安全機制。5G 網絡必須加入3GPP 接入切片虛擬網元無線空口安全，并且充分利用網絡域安全等安全技術，保障物聯網的安全運行。應用物聯網能夠拓展一定的安全性能，同時也可以保證建筑防盜實現科學的安全監管。

5.3 擺脫傳統網絡的限制

隨著5G 網絡結構的日益完善，人們的上網速度也在不斷地提高，因此也增加了一定的傳輸速率與網絡覆蓋的需求，同時也進一步縮短了人們使用手機查找數據的時間，提高了手機等電子產品的網絡運行速度和運行質量，從而給5G 技術和無線網絡、物聯網之間的多元化應用帶來了更好的基礎保障。

6 如何在5G 移動通信技術基礎上深入討論物聯網

6.1 詳細劃分-密集網絡

5G 技術有比較龐大的傳輸數據流量，需要連接多條無線接入技術才可以實現，沒有較大的覆蓋面積。為了詳細地劃分區域，就需要進一步優化當前的網絡。所以，立足于現有網絡技術之上，想要實現細致分區就要采用更加有效的密集網絡。密集網絡技術是需要在基站附近放置一些天線設備，從而更好地拓展室外網絡空間，進一步提高網絡系統容量。密集網絡技術也可以讓系統更加靈活，并且能夠更廣泛的覆蓋網絡，自由連接好每個網絡中的節點，讓臨近節點間的信息更加準確，能夠穩定地調整信噪比，加強傳輸信息的質量。進一步降低延時性，加強信息傳輸的精準度和網絡的性能。

6.2 低延遲-無線傳輸

無線傳輸技術包括全雙工、MIMD、濾波器組多載波等技術手段。信號傳輸和發射功率上的差異會引發碼間的串擾，從而發生消除其他設備干擾和消除模擬端干擾等問題。5G 網絡可以實現每秒10G 以上的傳輸速率，非常的穩定，能夠保證低延遲的傳輸速度，從而更好地降低高頻效率導致的能源損耗。利用物聯網能夠更好地實現監控。工作人員通過網絡渠道可以相互配合建設，有效地優化了城建效果。升級城市智能化的過程中，還可以全面強化綠色電力系統建設，并且保證城市能夠綠色發展。

6.3 自動配置-SDN/NFV

SDN/NFV 在5G 技術中非常重要，利用云計算技術和三網融合技術，能夠鞏固5G 技術的安全性能，從而促進5G 技術發展和規劃。SDN/NFV 處于5G 技術環境中，對數據分離的控制和監測上有非常顯著的效果。能夠結合網絡環境的差異建立更加有針對性的通信基礎和通信控制層面，把原有的手動配置替換為自動配置，還可以減少對5G 技術的管理成本。借助SDN/NFV 搭建虛擬網絡架構，可以保證網絡更好地滿足不同情況下的工作需要。

6.4 科學規劃-智能服務

5G 技術有一定數量的云計算中心，其基礎結構有非常強大的計算能力，需要利用網絡交換機和其他的網絡進行連接，才可以實現多方位的數據信息連接，并且可以及時有效地處理大容量的數據信息，可以根據不同類型的信息做出有效的區分和規劃。網絡中心包括多種服務類型，利用相互結合能夠實現差異性的功能服務，從而加快連接速度。為了更好地處理網絡服務功能問題，就必須要提高智能技術的成熟程度，給智能識別功能奠定一定的開發基礎。利用物聯網技術能夠為人們提供更加便捷的生活服務。智能監控和智能門鎖等設備可以保障人們的財產和人身安全，解決安全性差和信息化程度低等缺點，從而讓5G 技術走進人們的生活。在5G 通信技術中，智能技術也屬于核心技術項目。

7 結語

綜上所述，未來物聯網需要適配更加先進的網絡技術，5G 技術能夠和物聯網協同發展。5G 技術已經在其他領域中有了進一步的發展和應用，未來不久也會實現全面普及。5G 技術目前的運行情況迅速，也比較復雜，可能會改變人們的日常工作和生活。在發展和變化過程中可能會發現一些新的問題，需要深入進行研究和處理。5G 移動網絡和4G 網絡相比，不僅有速度上的優勢，還更加具有穩定性。5G 移動通信技術以其低延遲、大帶寬、高可靠性，為物聯網中的數據處理提供了更靈活的處理方式，并能實現用戶對個性化的需求，有利于推動物聯網技術的全面發展。物聯網與5G技術相輔相成，物聯網對移動通信技術的深入研發有很大的推動作用，5G 技術則拓寬了物聯網的發展空間，共同改變了現代人們的生活環境與生活方式。在推動物聯網整體發展的基礎上，能夠有效推動兩者的協調發展。