物聯(lián)網(wǎng)中5G 通信技術(shù)的應(yīng)用

趙 波

（中通服咨詢設(shè)計研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引 言

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，5G 通信技術(shù)以其穩(wěn)定性強、數(shù)據(jù)傳輸速度快、安全性高以及可覆蓋范圍廣等特點在我國眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用并取得了理想的效果，為人們的日常工作、生活、學(xué)習(xí)提供了便利。特別是在物聯(lián)網(wǎng)背景下，相關(guān)技術(shù)人員需要對5G 通信技術(shù)的應(yīng)用進行系統(tǒng)化分析。

1 物聯(lián)網(wǎng)和5G 通信技術(shù)概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不僅能拓展互聯(lián)網(wǎng)的覆蓋范圍，還能實現(xiàn)各物品與互聯(lián)網(wǎng)的有效連接，實現(xiàn)物物相連。在紅外感應(yīng)器和射頻識別等先進信息傳感設(shè)備的作用下，可以進行信息數(shù)據(jù)的交換處理，實現(xiàn)物品智能化的識別、管理以及監(jiān)控。

根據(jù)功能的不同，可以將物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)劃分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層。感知層利用傳感器網(wǎng)絡(luò)、攝像頭等硬件設(shè)施，實現(xiàn)對相關(guān)信息數(shù)據(jù)的系統(tǒng)化采集和整理。網(wǎng)絡(luò)層可以實現(xiàn)感知層與應(yīng)用層的連接，利用計算機平臺進行相關(guān)數(shù)據(jù)信息的安全傳輸、存儲以及管理等。在應(yīng)用層能夠系統(tǒng)分析用戶的使用需求，依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計更加優(yōu)質(zhì)的信息服務(wù)模塊[1]。物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)

1.2 5G 通信技術(shù)

在4G通信發(fā)展的基礎(chǔ)上，5G通信技術(shù)應(yīng)運而生。5G 通信技術(shù)在提高資源利用率的同時，還能加快信息的傳遞速度，促進企業(yè)經(jīng)濟效益的提升。物聯(lián)網(wǎng)形勢下，5G 通信技術(shù)的優(yōu)勢主要表現(xiàn)為以下4 個方面。

（1）網(wǎng)絡(luò)覆蓋全面。在互聯(lián)網(wǎng)時代的影響下，社會各界對于通信的高效性和便捷性提出了更高的要求，特別是在一些智能化行業(yè)，對于網(wǎng)絡(luò)的傳輸質(zhì)量和效率等方面要求較高，為此需要保證無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率，推動智能信息服務(wù)水平的提升。

（2）超容量帶寬。現(xiàn)階段，我國通信技術(shù)發(fā)展迅速，尤其是在5G技術(shù)問世后，有效提升了帶寬容量，在滿足使用者通信需求的同時，符合信息時代物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基本要求，為人們的工作和生活提供了極大的便利[2]。

（3）數(shù)據(jù)流量大。隨著我國的網(wǎng)民數(shù)量不斷增加，人們對于網(wǎng)絡(luò)的依賴程度逐漸提高，有時會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量無法滿足使用者需求的情況。在分析的過程中可以發(fā)現(xiàn)，一部分用戶在進行大流量App 下載時，會出現(xiàn)下載速度慢、無法下載以及網(wǎng)絡(luò)中斷等問題，同時存在上網(wǎng)流量套餐費用較高的現(xiàn)象。通過對5G通信技術(shù)的運用，在增加數(shù)據(jù)流量的同時，還能夠為網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的穩(wěn)定性提供一定的保障，以此來滿足用戶的不同需求。

（4）增加可容納的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)量。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐下，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的在線數(shù)量不斷增加，會在一定程度上對互聯(lián)網(wǎng)信息的傳播效率產(chǎn)生相應(yīng)的影響，降低用戶的通信體驗。在5G 通信技術(shù)應(yīng)用和普及的過程中，不僅可以提升信號的整體質(zhì)量，還能增加可容納的在線設(shè)備數(shù)量，為用戶提供更好的通信體驗[3]。

2 物聯(lián)網(wǎng)背景下5G 通信技術(shù)的應(yīng)用

2.1 智慧城市

目前，隨著城市化發(fā)展進程日益加快，智慧城市作為一種新型理念應(yīng)運而生。智慧城市利用先進技術(shù)進行各類資源的整合，能夠為人們提供更優(yōu)質(zhì)和多樣化的服務(wù)。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)醫(yī)療和交通等多個領(lǐng)域的信息交流，為人們的生活提供便利。智慧城市通過對5G 通信技術(shù)的運用，在數(shù)字化技術(shù)的支撐下，能夠有效提升設(shè)備的運行效率，實現(xiàn)信息化與城市化的高度融合。同一框架中包含城市的所有聯(lián)網(wǎng)信息，可以有效解決信息滯后或者不互通等問題，實現(xiàn)信息的統(tǒng)一存儲和傳輸。此外，在智慧城市建設(shè)中，強調(diào)能源和交通等的科學(xué)管理，如當(dāng)車站安裝相應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)傳感器后，有關(guān)工作人員可以對車站車次和人流情況等進行更加準確的掌握，有效緩解交通擁堵和乘客滯留等情況。

2.2 智能制造與供應(yīng)

5G 通信技術(shù)打破了傳統(tǒng)通信技術(shù)的束縛，能夠有效提升技術(shù)水平，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時高效收集。在5G 通信技術(shù)的支持下，傳統(tǒng)制造商不再需要依靠固定或移動網(wǎng)絡(luò)來滿足通信需求。物聯(lián)網(wǎng)融合5G 通信技術(shù)后，企業(yè)使用的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將具有更高的自動化控制水平，在實現(xiàn)數(shù)據(jù)高效收集和分析的同時，降低運行成本。物聯(lián)網(wǎng)與5G 通信技術(shù)的結(jié)合對傳統(tǒng)制造到智能制造的轉(zhuǎn)型起著關(guān)鍵的推動作用，也為工業(yè)4.0目標的實現(xiàn)提供了技術(shù)保障。

傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈模式逐漸朝著智能供應(yīng)鏈方面邁進，智慧供應(yīng)鏈具有敏捷性好、技術(shù)滲透能力強以及信息繼承性高等優(yōu)勢，不僅可以實現(xiàn)供應(yīng)鏈中信息、資金流以及物流等方面的及時對接，還能促進企業(yè)內(nèi)部和外部運行效率的提升。智能供應(yīng)鏈需要完整的信息支撐，要與不同產(chǎn)業(yè)和技術(shù)相關(guān)聯(lián)。目前，物聯(lián)網(wǎng)與5G 通信技術(shù)的結(jié)合涉及企業(yè)設(shè)計、采購、生產(chǎn)、物流以及交付等供應(yīng)鏈全過程，貫穿于資金流、信息流、商流以及物流等方面，實現(xiàn)了整個供應(yīng)鏈的智能升級[4]。

2.3 智能通信

5G 通信技術(shù)能夠滿足不同領(lǐng)域的智能化網(wǎng)絡(luò)通信需求，可以為智能化平臺的構(gòu)建提供可靠的技術(shù)支持。5G 通信技術(shù)在進行智能城市的建設(shè)方面具有至關(guān)重要的作用，不僅提高了人們的生活質(zhì)量，還推動社會發(fā)展朝著數(shù)字化、智能化以及網(wǎng)絡(luò)化的方向邁進。為了更好地提升智慧城市的建設(shè)水平，需要合理利用5G 通信技術(shù)進行城市照明、電子顯示牌以及交通路燈等基礎(chǔ)設(shè)施的智能化建設(shè)與管理。以5G 通信技術(shù)為載體，可以實現(xiàn)萬物互聯(lián)目的，在開展智能化系統(tǒng)建設(shè)的過程中，融合相關(guān)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，提高智能化城市發(fā)展水平。5G 通信工程技術(shù)在智能通信領(lǐng)域中的設(shè)計和應(yīng)用如圖2 所示。

圖2 5G 通信工程技術(shù)在智能通信領(lǐng)域中的設(shè)計和應(yīng)用

在5G 通信技術(shù)的應(yīng)用下，全面提升智能通信建設(shè)水平需要相關(guān)技術(shù)人員以具體的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場景為依據(jù)，科學(xué)選擇網(wǎng)絡(luò)模式，確定具體的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，實現(xiàn)5G 通信技術(shù)在公共交通等方面的應(yīng)用。

2.4 醫(yī)療領(lǐng)域

醫(yī)療領(lǐng)域每天都會產(chǎn)生大量的醫(yī)療數(shù)據(jù)信息，對信息處理的及時性和有效性提出了更高的要求。利用5G 通信技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的實時處理，更加高效精準地記錄患者信息，為患者和醫(yī)護人員之間的信息交流提供便利。與此同時，物聯(lián)網(wǎng)與5G 通信技術(shù)的融合能夠有效保證醫(yī)療資源配置的合理性，縮短信息傳輸?shù)目臻g距離。醫(yī)療技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)新興技術(shù)的結(jié)合已經(jīng)成為醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)展的主要方向。

2.5 教育領(lǐng)域

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)同教育的有效融合主要是利用數(shù)據(jù)信息的傳輸創(chuàng)設(shè)具有功能性和規(guī)則性的檢測機制，確保在數(shù)據(jù)信息傳輸過程中可以根據(jù)功能特點確定數(shù)據(jù)的傳輸機制，完成數(shù)據(jù)信息的同步化處理。同時，物聯(lián)網(wǎng)教育機制能夠完成智慧體系的構(gòu)建，構(gòu)建同步性和多節(jié)點的傳輸體系，利用5G 通信技術(shù)效率高、時延低以及覆蓋范圍大的優(yōu)勢，實現(xiàn)各類信息的精準傳輸，提供互動化和全息化的教育體驗。

在開展教育活動的過程中，可以根據(jù)數(shù)據(jù)測試點的不同，創(chuàng)設(shè)不同的場景對接相應(yīng)的教育環(huán)境，在傳感設(shè)備和校園內(nèi)部監(jiān)測設(shè)備的共同作用下，及時反饋被采集人員的活動行為。一旦發(fā)現(xiàn)校園內(nèi)部存在陌生人，就可以利用畫像的傳遞來分析其是否屬于該學(xué)校師生群體中的一員，如果不是要及時通知保衛(wèi)處進行確認，必要時可以報警處理，避免意外情況發(fā)生。利用5G 通信技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的及時檢索和傳輸[5]。

3 5G 通信技術(shù)未來發(fā)展趨勢

一方面，5G 通信技術(shù)需要充分結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢，在數(shù)字化的基礎(chǔ)上，為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)系統(tǒng)提供傳輸紐帶。之后根據(jù)功能開展相應(yīng)的人工智能處理，充分發(fā)揮和展現(xiàn)5G通信技術(shù)的生產(chǎn)價值。在后續(xù)調(diào)控的過程中，5G 通信技術(shù)需要進行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和調(diào)整，拓展和優(yōu)化時要將市場發(fā)展要求和內(nèi)部技術(shù)更新情況相結(jié)合，促進生產(chǎn)效能的提升。在互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，進行多節(jié)點聯(lián)動數(shù)據(jù)處理體系的創(chuàng)設(shè)，在提高數(shù)據(jù)信息間連通效率的同時，還能推動通信產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。

另一方面，5G 通信技術(shù)需要朝著智能化的方向發(fā)展。在對互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)和服務(wù)功能進行分析的過程中可以發(fā)現(xiàn)，在互聯(lián)網(wǎng)平臺上進行大批量數(shù)據(jù)信息的傳輸和處理離不開物聯(lián)網(wǎng)與通信技術(shù)的相互支撐。為此，需要嚴格遵循人工智能的控制理念來開展5G通信技術(shù)的后期調(diào)控，實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)體系中數(shù)據(jù)節(jié)點的精準連接，提升數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)木珳市裕瑥亩鴿M足不同應(yīng)用場景下的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和處理要求。

4 結(jié) 論

5G 通信技術(shù)不僅能夠打破傳統(tǒng)的工作局限，還能營造更加安全高效的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的及時傳輸。與此同時，利用5G 通信技術(shù)能夠減少能耗和提高效率，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)新業(yè)務(wù)的快速部署，在滿足物聯(lián)網(wǎng)管理要求的同時，提高移動化和智能化水平，為人們的日常工作、學(xué)習(xí)以及生活提供便利。