5G 移動通信技術下的物聯網時代

程曉巖，叢 鵬，包維雄

（1.國網西藏電力有限公司電力科學研究院，西藏 拉薩 850000；2.國網西藏電力有限公司經濟技術研究院，西藏 拉薩 850000）

1 物聯網與5G 網絡

1.1 物聯網

物聯網指的是物體與物體相連所形成的網絡環境，物聯網的發展基礎為互聯網技術。互聯網具有數據采集功能、通信功能等，可將實際對象與網絡虛擬進行有效結合。互聯網可利用各類傳感技術和設備，包括全球定位技術、紅外感應技術、激光掃描設備等，進而構建龐大的網絡系統。在物聯網中，通過應用互聯網技術，能夠將所有設備進行有效連接，同時還可對某個物品對象進行定位和追蹤監控。物聯網主要是由三層結構所組成，包括感知層、網絡層以及應用層，其中，感知層能夠對于收集信息、執行命令的各類元件進行有效處理。應用層可將互聯網技術以及各個行業進行有效結合，進而實現車輛控制、工業生產控制、城市規劃管理、環境監測管理、天氣環境監控等。在物聯網中，傳感設備類型較多，包括物理量傳感器、生物量傳感器以及化學量傳感器，各類傳感技術可快速感知各類信息數據。

1.2 5G 移動通信技術

現如今，社會經濟發展迅速，人們的生活環境已發生較大變化，同時生活水平不斷提高，移動通信技術在促進社會經濟發展以及提升人們日常生活便利性方面發揮著十分重要的作用。為了更好的適應各類應用場景，推進人類社會發展進步，移動通信技術也處于不斷創新中，從最初的2G 技術逐漸發展到4G 技術。但是，時代發展迅速，在移動通信技術的各類應用場景中，4G 移動通信技術的適用性逐漸降低，而各類通信技術運營商已明確意識到移動通信技術的重要作用，并致力于5G 網絡技術的研究和開發。基于此，5G 移動通信技術發展迅速。

通過創新5G 移動通信技術，可在4G 移動通信技術的基礎上實現突破。與4G 移動通信技術相比，5G移動通信技術的兼容性比較強，并且信息數據傳輸速率更高，可有效滿足不同應用場景對于移動通信網絡的實際需要，各類用戶群體對于5G 移動通信網絡的應用體驗感更高。因此，與傳統的4G 移動通信技術相比，5G 移動通信技術能夠更好的滿足各類群體實際需要，同時，其也被逐漸推廣應用于各個行業中，并創新出多種新型經濟形式[1]。

2 5G 移動通信技術與物聯網技術的融合優勢

與4G 網絡相比，5G 網絡的峰值速率以及平均小區頻譜效率均比較高，同時其功耗低、可靠性高，因此5G 網絡的應用場景廣泛，主要被應用于鐵路、車聯網等場景中，能夠為用戶提供良好的服務。

隨著5G 技術以及物聯網技術的快速發展，可將二者進行有效結合，可拓展物聯網的應用范圍。在物聯網發展中，應注意將標準化移動通信網絡作為基礎，在應用5G 技術后，還可創新多種物聯網技術，包括NB-IoT 以及eMTC 等。此外，在5G 技術與物聯網的融合中，為了提升物聯網安全性，還應制定并應用QOS 保障機制。

3 5G 移動通信支撐下物聯網的應用技術

3.1 全頻段通信技術

在5G 網絡中，通過應用全頻段通信技術，能夠有效解決通信網絡頻譜資源不足的問題，促進系統容量增加，同時有效提升通信網絡傳輸效率。通常，5G 網絡的頻道控制區間在28～100 GHz，而通過應用全頻段通信技術，能夠有效滿足移動寬帶用戶實際需要。此外，在全頻段通信技術的應用中，可采用高頻毫米波天線發射信號，而設備體積小，同時網絡帶寬大，可保障物聯網系統的高效運行。

3.2 密集網絡技術

與4G 網絡相比，5G 網絡應用多種無線接入技術，因此傳輸速率比較高，同時覆蓋范圍更加廣泛。而在5G 網絡中，密集網絡技術為核心技術，在移動通信宏基站設置中，可安裝多個高增益天線，拓展移動通信的室外空間，同時促進5G 網絡擴容，保證5G 網絡信息傳輸靈活性。此外，在宏基站外，也可設置多個網絡天線，進而與通信網絡之間形成交互界面，保證網絡通信質量[2]。

3.3 軟件定義網絡和網絡功能虛擬化

在5G 網絡中，軟件定義網絡以及網絡功能虛擬化是十分重要的基礎技術類型。現如今，云計算技術發展迅速，在保障5G 網絡安全方面發揮著至關重要的作用，同時還可促進5G 網絡發展。通過將軟件定義網絡和網絡功能虛擬化應用于5G 網絡中，即可創作控制層、管理層以及應用層，進而為5G 網絡控制提供便利。

3.4 獨立組網技術

獨立組網指的是創建新的網絡，其是由核心網、新基站以及回程鏈路等所組成的，在5G 技術中，可應用核心網以及無線接入網。其中，無線接入網具有無線接入功能，而核心網則可為用戶提供網絡接入服務，同時還有利于對網絡使用情況進行管理。與4G 網絡相比，5G 基站的服務水平比較高。

4 5G 移動通信技術與物聯網的融合發展

4.1 智慧家庭

在物聯網的各類應用場景中，智慧家庭最為常見，智慧家庭與人們的日常生活密切相關。在智慧家庭規劃設計中，家庭環境中的各類物品均可安裝電子標簽，然后將所有物品相連，即可形成統一整體，便于家庭成員更加便捷的使用家庭中的各類物品。在智慧家庭中，如果家庭環境中的某個物品出現異常，則系統能夠及時發現異常，并對物品異常信息進行有效處理。通過將5G 技術與物聯網進行有效結合，家庭環境中的水電表、煤氣表等均可收集使用信息，然后利用網絡進行結算分析[3]。

4.2 智慧社區

在智慧社區創建中，通過應用物聯網技術、云計算技術等，能夠為人們營造良好的社區環境。在智慧社區的創建中，需利用網絡技術，具體包括智慧物業以及智慧養老院等。例如，在智慧物業管理中，通過應用5G 技術創建管理系統，能夠有效提升防火防盜系統管理工作的智能化水平，進而保障住宅小區安全。此外，在智慧養老院的規劃建設中，也可充分利用5G技術、物聯網技術等，將多個傳感器進行有效結合，對人們的生活狀態進行監控管理，及時發現老年人在日常生活中的問題，為人們營造更加舒適的生活環境。

4.3 智慧城市

智慧城市所包含的內容比較多，包括智慧交通、智慧政務等。通過將5G 技術應用于智慧城市打造中，構建智慧平臺系統，還可利用5G 網絡技術對各類數據、視頻信息等進行高效傳輸。例如，通過應用5G 技術以及物聯網，可對城市空氣質量、交通運行情況等進行監控管理，為人們日常生活提供保障。

4.4 智能家具

現如今，人們對于生活品質的要求比較高，在家庭生活中，電氣設備、家具數量和類型越來越多，管理難度比較大。對此，可利用5G 網絡技術以及物聯網技術，對各類電氣設備進行管理控制，了解家庭環境中各類電氣設備和家具的安全性。

5 結論

本文主要對5G 移動通信技術下的物聯網時代進行了詳細探究。信息數據的傳輸要求將先進的網絡技術作為基礎，為了促進物聯網發展進步，可將5G 技術作為基礎，提升無線傳輸速率以及可靠性，進而為物聯網產業發展奠定基礎，為人們營造智慧生活、智慧城市等，提升生活便利性。