基于物聯網下5G通信技術的應用探索與實踐

江輝明

（中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

1 物聯網和5G通信概述

1.1 物聯網概述

物聯網屬于物物相接的互聯網，是新一代信息技術不能夠缺少的構成部分，也是信息化時代發展不可或缺的發展階段。物聯網指的是使用多種信息傳感設備，實時收集到任何所需要進行監控、連接、互動的物體或者是過程的聲、光、電、力學以及位置等多種需求的信息，與互聯網結合構成一個巨大網絡。其目標是完成物與物、物與人、全部的物品以及網絡之間的連接，能夠進行快速地識別、管理與控制。直接收集固定資產數據和其狀態數，自動或被動完成系統數據庫的記錄，為執行機場資產監測監控以及保值增值提供技術支撐。物聯網能夠運用互聯網信息技術完成針對物和物彼此之間的連接，從這一方面也能夠在多個不同方面展現出自身具備的顯著優勢。分析物聯網目前具體的應用狀況，其通常是依照微小芯片完成對于物品的合理標識，這樣也就能夠便于運用互聯網完成物與物或者是物與人之間的彼此聯系[1]。現階段物聯網應用在我國很多領域表現出了極強的應用價值，同時也作為未來創新發展的重要趨勢。5G應用場景如圖1所示。

圖1 5G應用場景

1.2 5G通信概述

5G通信同樣也是當前非常核心的科技創新發展點，在很多領域中都體現出了非常積極的促進作用。作為第五代移動的通信技術，其與過去的通信模式相比具備十分顯著的優勢，開始在很多領域里發揮出本身無法忽視的作用價值。從當前5G通信具體的應用效果上分析，其通常展示出了一種十分強大的數據流量，信息的傳輸效率相對較高，能夠和當前持續提高的數據信息傳輸訴求保持切合。與4G通信技術對比，5G通信數據流量一般能夠提升到1 000倍以上。此外，5G通信目前的有效應用還表現出十分強大的穩定性和可靠性，在信息傳輸的過程中并不會產生較為嚴重的延時問題，延遲性得到了合理的抑制，信息數據資料在傳輸上的安全性也獲得了提高，不容易在完成信息傳輸時出現泄漏或者是產生被竊取等相關問題。在5G通信持續的普及與應用下，其還展示出了十分理想的節能環保效益，與當前可持續發展的訴求相一致[2-4]。

3 5G通信技術的特點

5G通信技術是人們關注點比較多的一種技術，同時也是最近幾年我國積極發展的技術手段。第五代通信技術是對前一代通信技術進行改進與提升，在許多層面上都有一定的超越，其中感受最強的就是高網速、低延遲以及低功耗。

3.1 高網速

在如今互聯網技術持續快速發展情況的影響下，無線通信技術開始獲得了翻天覆地地轉變，特別是在網絡快速傳輸上。而這部分能力上的提高也為人們在上網體驗提供了非常有益的改善，不管是高清圖片還是高清視頻，都能夠在數據網絡下輕松快速地運行。與當前普及的4G網絡相比，5G網絡基站提出的峰值不能夠低于20 Gb/s，當然這樣的速度屬于峰值速度，并不是所有用戶的體驗。伴隨著5G技術的廣泛使用，這種速度仍然有提高的空間。

3.2 低延遲

低延時是5G網絡在使用上的另外一個特點，也是第五代通信技術提升的主要原因。5G針對時延提出的最低要求是1 ms，甚至相比要更低一些，延時能夠被處置到幾乎無法讓人們體會到。這一技術和傳統的4G相比，具有較大幅度的提高。時延越低，在運用過程中越可以達成同步控制。以往通信技術因為具備較高的時延性，所以在一些特別的場合無法使用，如自動駕駛和遠程手術等[5]。

3.3 低功耗

從過去移動通信技術水平能夠看出，4G網絡的信息傳輸速度遠遠超出3G網絡，同時其耗電量也遠遠超出了穩定的標準范圍。基于這種情況，我國研究開發的5G移動通信技術在這一方面給予了改進，減少了網絡的能耗率，降低了能源的損耗。

4 5G通信技術在物聯網環境中的應用

5G提供了一個高網速和低延遲的網絡環境，讓人們可以獲得一個較好的網絡體驗，同時物聯網針對網絡速度給出了更高的要求并且在進行開發過程中存在延遲。基于這樣的一種情況，運用5G網絡能夠為物聯網設備提供良好的網絡環境，極大程度地改善物聯網當前的應用場景。

4.1 物聯網

4.1.1 智能家居

智能家居將使用5G網絡來實現設備連接和應用程序監視。各種智能設備都將配備此技術，這使人們能夠從遠程位置配置和查看信息，同時安全設備將出于安全目的提供高質量的實時視頻和檢測信息。人們可以通過手機在家中操作和監視某些設備，還可以設置自己獨特的家庭生活模式。例如，當人們返回家中時，燈將自動打開，家用除濕機將自動工作，窗簾在工作日的早晨自動打開等。

4.1.2 自動駕駛汽車

自動駕駛技術的概念已經存在很長時間，但是還沒有實現實際應用的方法。主要原因是目前的自動駕駛技術無法解決信息延遲過大的問題，而5G技術較短的時延，擴展和高速的特性將成為自動駕駛技術的最大推動力。將來，人們不再需要自己開車，只需要坐在非駕駛位置即可到達目的地。

4.1.3 遠程醫療

遠程醫療技術是對人們生活形式產生巨大影響的新技術，5G技術將支持醫療從業者執行先進的醫療程序，并將可靠的無線網絡連接到全球另一側。患有慢性疾病的人將受益于智能電子設備進行實時監控和反饋。醫生可以隨時隨地與患者聯系，并在必要時提供建議。遠程操作醫療設備出現后，醫療行業必須將所有操作與強大的網絡結合使用。5G將通過智能醫療設備、醫療物聯網、智能分析以及高清醫學成像技術為醫療行業提供動力。

4.2 5G高速移動通信

5G將通過超級無線網絡徹底改變移動體驗，這一網絡能夠支持高達10～20 Gb/s的數據快速下載速率。和以往移動傳輸技術對比，語音及高速數據能夠在5G內快速傳輸，只需幾秒鐘就能夠完成一部電影的下載。5G網絡還能夠完成對云存儲的安全訪問，訪問企業應用程序時，云處理器具有非常強大的處置能力，能夠為新設備制造商與應用程序開發商提供較多的機會。新的VoIP設備和智能設備也紛紛在市場上推出，獲得了較多的就業機會。此外，5G運用小蜂窩概念具備非常理想的蜂窩覆蓋、較大的數據傳輸速率以及低功耗等優勢。

4.3 多媒體與游戲應用

游戲領域的應用具備非常大的潛力，伴隨著人們生活水平的持續提升，游戲領域發展非常良好，由此出現了很多新興產業。當然人們對游戲提出的要求也不斷提升，更多的人進入游戲鄰域就會出現游戲網絡的擁擠，而5G高速網絡能夠處理這一問題，快速的網絡帶來的不僅是速度的流暢，而且同時也是游戲體驗感的提高。

5 結 論

基于物聯網5G通信技術的發展及應用具備非常理想的發展前景，并且還具有一個相對巨大的開發潛力。5G通信技術的產生給人們的日常生活及生產方式帶來了非常大的變化，使人們獲得了以往所沒有的體驗感與滿足感。此外，物聯網與5G通信技術的應用融合會促進我國科技發展邁入到一個更高的發展階段，同時也會對我國經濟帶來極大影響。