5G時(shí)代開(kāi)啟物聯(lián)網(wǎng)新世界應(yīng)用分析

李碩雷

（華信咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司省，杭州 310014）

1 物聯(lián)網(wǎng)功能介紹

物聯(lián)網(wǎng)從字面意思來(lái)看就是以互聯(lián)網(wǎng)為核心將其他物品進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)各種物品之間的信息交換，甚至隨著時(shí)代的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)人與物之間的信息交換。這種信息的交換過(guò)程是以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，以人為主體，通過(guò)信息交換的過(guò)程達(dá)到為人服務(wù)的目的。例如，可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)將家庭中的各種家具、電器等進(jìn)行連接，使用者可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地的對(duì)其進(jìn)行控制，達(dá)到方便使用的目的。

2 物聯(lián)網(wǎng)新世界應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 云無(wú)線接入網(wǎng)技術(shù)

云無(wú)線接入網(wǎng)技術(shù)是5G網(wǎng)絡(luò)接入的關(guān)鍵技術(shù)，它可以有效的為多連接、基站間協(xié)同等工作提供技術(shù)支持，提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量并降低各種因素對(duì)網(wǎng)絡(luò)的干擾，提升用戶的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。同時(shí)，它可以將多個(gè)RRU或DU和一個(gè)CU進(jìn)行連接，由CU集中管控區(qū)域物聯(lián)網(wǎng)，對(duì)物物通信提供支持。

2.2 大規(guī)模MIMD技術(shù)

隨著時(shí)代的發(fā)展，傳統(tǒng)的MIMD技術(shù)難以利用其有限的頻譜資源滿足用戶對(duì)系統(tǒng)性能的要求，而大規(guī)模的MIMD技術(shù)，將會(huì)作為5G的關(guān)鍵技術(shù)之一獲得不斷發(fā)展。大規(guī)模MIMO（massive MIMO，large-scale MIMO），收發(fā)兩端配置多根天線，特別是在基站側(cè)配置大量天線單元，獲得空間自由度（DoF），既能實(shí)現(xiàn)小區(qū)內(nèi)空間復(fù)用（intra-cell spatial multiplexing），也能實(shí)現(xiàn)小區(qū)間干擾抑制（inter-cell interference mitigation）提高頻譜效率和能量效率。大規(guī)模MIMD技術(shù)可以對(duì)通信系統(tǒng)的信道容量和頻譜效率進(jìn)行一個(gè)極大的提升，從而提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾始鞍踩訹1]。

2.3 高頻段通信

概念：業(yè)界統(tǒng)一認(rèn)識(shí)為6-100GHz頻段，擁有豐富的空閑頻譜資源，用于蜂窩通信尚處于研究階段。研究對(duì)象：高頻信號(hào)傳播損耗大、信道變化快、繞射能力差，需研究高頻信道測(cè)量與建模、高頻空口系統(tǒng)技術(shù)、高頻部署場(chǎng)景及組網(wǎng)、高頻器件等。現(xiàn)有通信系統(tǒng)使用的主要是6GHz以下的頻段，對(duì)6GHz之上的高頻段研發(fā)不足，所以，5G網(wǎng)絡(luò)要想使用高頻段通信首先需要解決高頻段通信所需元件成本高昂、理論界尚未對(duì)高頻段頻譜信道進(jìn)行深入研究等問(wèn)題。

3 5G時(shí)代開(kāi)啟物聯(lián)網(wǎng)新世界的應(yīng)用

5G網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)遠(yuǎn)超現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)為物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）5G網(wǎng)絡(luò)可以提供峰值達(dá)到10GB/S甚至更高的超高傳輸速率，且能保持網(wǎng)絡(luò)傳輸速率穩(wěn)定在0.1～1GB/S之間；

（2）5G網(wǎng)絡(luò)可以為物聯(lián)網(wǎng)中的設(shè)備提供零延遲的信息傳輸，優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行效率；

（3）5G網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的智能化管理，滿足物聯(lián)網(wǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息資源共享的需求，提升用戶的體驗(yàn)感；

（4）5G網(wǎng)絡(luò)可以利用其高頻譜效率減少對(duì)能源的消耗，從而為需要極大規(guī)模5G網(wǎng)絡(luò)資源的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)省成本。

4 5G時(shí)代開(kāi)啟物聯(lián)網(wǎng)新世界的應(yīng)用領(lǐng)域

4.1 綠色城市建設(shè)方面

通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以對(duì)城市的綠化進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，比如說(shuō)可以監(jiān)控城市的綠化工程，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程的專家指導(dǎo)，優(yōu)化綠化工程的建設(shè)流程，提升工程建設(shè)的效果；還可以對(duì)城市綠化植物生長(zhǎng)情況的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)其進(jìn)行智能澆灌等，提升綠化植物的成活率。

4.2 智能家居方面

（1）智能安防方面。智能安防是智能家居市場(chǎng)發(fā)展最為成熟的一個(gè)領(lǐng)域之一，比如說(shuō)智能攝像頭、智能門(mén)鎖在保護(hù)家庭安全方面被廣泛應(yīng)用并做出突出貢獻(xiàn)。5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用可以使智能安防獲得進(jìn)一步的發(fā)展，解決智能安防設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中遇到的各類(lèi)問(wèn)題[2]；

（2）促進(jìn)智能家居行業(yè)規(guī)范化發(fā)展。當(dāng)今智能家居行業(yè)有各種各樣的品牌，這些品牌各自為戰(zhàn)，沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的、規(guī)范的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，造成品牌不同的智能家居設(shè)備無(wú)法互聯(lián)互通。而5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是由國(guó)家領(lǐng)頭進(jìn)行布局的，智能家居行業(yè)對(duì)其進(jìn)行應(yīng)用，就可以打破各大企業(yè)各自為戰(zhàn)的局面，形成一個(gè)統(tǒng)一、規(guī)范的智能家居行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提升用戶的體驗(yàn)。

4.3 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面

目前我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)還處于一個(gè)比較粗放型的生產(chǎn)模式，對(duì)資源的利用率不是很高，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率也不是很高。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和5G技術(shù)，可以通過(guò)傳感器、微處理器等設(shè)備進(jìn)行大規(guī)模、精細(xì)化的、范圍廣的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面數(shù)據(jù)的采集工作，并通過(guò)高速的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)上，進(jìn)而搭建一個(gè)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析的平臺(tái)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準(zhǔn)化、現(xiàn)代化打下基礎(chǔ)。而且，還可以通過(guò)專家系統(tǒng)對(duì)這些采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展趨勢(shì)做出數(shù)據(jù)上的分析，從而指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

4.4 家庭護(hù)理方面

通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以將電子標(biāo)簽等設(shè)備嵌入到護(hù)理對(duì)象日常使用的物品中，對(duì)護(hù)理對(duì)象身體的各項(xiàng)健康指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，然后根據(jù)這些監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)對(duì)護(hù)理對(duì)象的身體狀況進(jìn)行分析，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)護(hù)理平臺(tái)便會(huì)向護(hù)理對(duì)象及其家人發(fā)送警報(bào)，并及時(shí)聯(lián)系提前設(shè)置的醫(yī)院，為解決護(hù)理對(duì)象的身體問(wèn)題爭(zhēng)取時(shí)間。此外，護(hù)理對(duì)象的家人也可以隨時(shí)隨地的通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)護(hù)理平臺(tái)查看相關(guān)的信息，以便對(duì)護(hù)理對(duì)象的身體狀況有一個(gè)詳細(xì)的了解。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在家庭護(hù)理方面的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的護(hù)理模式，使家庭護(hù)理具有一定的預(yù)見(jiàn)性和前瞻性，提升了家庭護(hù)理的效果。

4.5 城市交通建設(shè)方面

物聯(lián)網(wǎng)可以將汽車(chē)、道路及相關(guān)部門(mén)連接起來(lái)，構(gòu)建一個(gè)智能交通控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以使道路的使用和汽車(chē)的運(yùn)行智能化，提高城市道路的利用率，減少交通擁堵。具體實(shí)現(xiàn)方式如下：該系統(tǒng)對(duì)道路信息、交通狀況等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，通過(guò)處理分析后傳送給各個(gè)出行者，其可根據(jù)這些信息進(jìn)行出行道路和出行方式的選擇；交通管理部門(mén)也可以根據(jù)這些信息實(shí)時(shí)掌握城市道路各處的交通情況，利用該系統(tǒng)進(jìn)行合理的調(diào)度及處理各種事故或情況。