5G移動通信在物聯網中的應用研究

劉振勇

摘要：5G移動通信技術的不斷發展給物聯網這一新興戰略性產業提供了必要的技術支持，在5G移動通信網絡之下，實現萬物互聯成為了可能，5G移動通信網絡支持多設備的連接，并且延時低，傳輸效率高，也就為物聯網的發展和升級奠定了重要基礎。文章就主要圍繞5G移動通信在物聯網中的應用優勢及幾個具有代表性的應用領域進行分析和研究。

關鍵詞：5G移動通信;物聯網;應用研究

目前我國正在加快對5G移動通信技術的研發，5G移動通信網絡已經進入到了區域性實驗階段，相信在不久的將來5G移動通信也會像如今的4G移動網絡一樣得到普及與應用，從而開啟5G通信時代。[1]在信息時代下，移動通信數據、移動通信業務以及移動通信客戶數量呈現激增的趨勢，并且伴隨著大數據以及人工智能的不斷發展，移動通信網絡不能單純的局限于通信和網絡運營這一方面，而是要更好的借助移動通信網絡來實現萬物互聯。隨著物聯網技術的不斷發展，逐步實現了人與人、人與物以及物與物之間的互聯互通，應用新一代傳感技術、移動通信技術以及大數據處理技術能夠進一步完善物聯網的傳輸與控制體系結構。

一、5G移動通信在物聯網中的應用優勢

1、信號覆蓋廣

信號覆蓋范圍廣是5G移動通信的一大主要優勢，這也是使得5G技術成為物聯網發展關鍵技術的主要原因所在。在5G移動通信技術的支持下，可以為用戶提供移動性和連續性的目標，極大的拓展設備連接數量，支持不同設備之間進行連接，包括各種佩戴式裝備以及家庭智能設備等，通過擴大信號的覆蓋范圍，也就給互聯網控制提供了可能。

2、傳輸容量大

伴隨著5G移動通信技術的不斷發展，5G移動通信網絡傳輸容量大的特征優勢也日益凸顯。5G移動通信網絡采用多基站通信的方式，利用高頻毫米波來進行數據與信息的傳輸，極大的減少了頻段擁擠的問題，也就能夠為區域內的用戶高速率的傳輸服務，提高了網絡流量的密度，用戶可以隨時隨地的進行快速的網絡接入，保證了網絡傳輸的可靠性和穩定性。[2]在5G通信技術的支持下，優化了物聯網的性能體驗，能夠實現低延時設備控制，從而提高物聯網端到端的傳輸性能。

二、5G移動通信的關鍵技術研究

1、毫米波技術

要實現5G移動通信在互聯網中的有效應用，就需要對5G移動通信中的關鍵技術有所了解。要使物聯網系統更為健全、覆蓋范圍更廣，就需要進行多設備的連接和接入，而要做到這一點，就需要提升5G網絡的容量。在5G移動通通信網絡架構的過程中，會采用毫米波技術來突破以往的頻譜限制，利用高頻率寬帶實現大容量傳輸，且在毫米波技術的支持下，天線的增益提高，能夠支持高速傳輸率，并且傳輸波速窄，傳輸范圍靈活可控，也就為多設備的接入創造了條件。但是在應用毫米波技術的過程中，高頻率的傳輸容易導致傳輸距離變短，穿透能力變差，對設備的硬件支持系統是一種考驗，因此將5G移動通信技術應用于物聯網之中，不僅是要實現通信聯網的升級，還要重視硬件設備改造和升級。

2、多天線傳輸技術

將5G移動通信應用于物聯網建設之中，5G通信網絡所采用的的多天線傳輸技術也是保障物聯網暢通的關鍵。多天線傳輸技術主要就是指天線傳輸的多輸入和多輸出技術，也就是分貝在信號接收端和發送端使用多個低功耗的天線，利用分集技術提升信道容量和接收端信噪比，這樣可以不用過多的占用頻譜資源，保證數據傳輸的穩定性，即使在進行多設備控制和連接的過程中也不會發生干擾的情況，優化了物聯網用戶端的性能體驗。

3、密集網絡技術

伴隨著物聯網的發展，在5G時代物聯網用戶必然會持續增加，加上信息數據傳輸效率的提升，必然會導致數據流量的需求增大。在進行5G移動通信網絡架構的過程中，會采用密集網絡技術來改善網絡覆蓋情況，通過密集網絡設置，降低用戶對臨時蜂窩的依賴性，增強移動網絡的靈活性，也就能夠使人們能夠隨時隨地的享受到物聯網的服務。但是也要注意到，密集網絡的使用導致網絡密度增加，也就使得網絡之間的干擾更為嚴重，為了降低網絡與網絡之間的干擾，就要重視對網絡拓撲結構的優化，提升密集網絡中的無線信號的抗干擾能力，保證信息的傳輸質量和效率。

三、5G移動通信在物聯網中的具體應用分析

當前物聯網產業已經逐漸滲透到了人們生產生活的各個領域之中，如智能家居、車聯網、智能建筑等等，下面就針對具體領域物聯網建設與5G移動通信的應用進行分析。

1、智慧城市建設

伴隨著5G移動通信技術在物聯網中的應用，給智慧城市建設提供了極大的幫助和支持。物聯網就是實現互聯網對于物的控制，在5G移動通信技術的支持下，人們可以隨時隨地的接入5G網絡來體驗到萬物互聯的便利性。[3]就比如在智慧城市建設當中智能交通出行系統的運用，就是利用5G移動通信網絡高速率傳輸和低延時的性能優點，來為5G用戶提供精準的定位以及路線規劃服務，同時能夠利用手機APP來查詢公交線路和實時的道路擁堵情況，做到對城市交通的一鍵式掌握。再比如近年來共享單車的快速發展給人們的交通出行帶來了極大的便利，而伴隨著5G技術在物聯網中的應用，人們對共享單車的使用將更為靈活，通過將共享單車的追蹤信息錄入到5G移動通信網絡之中，人們就可以快速的查詢離自己最近的單車，并且還可以拓展預約使用功能，從而給人們帶來更為優質的服務。

2、智能家居應用

物聯網主要就是接入互聯網絡來徹底的改變物理對象之間的連接和控制方式。物聯網的興起和應用也就給智能家居設計提供了重要基礎，當前人們已經可以利用手機或平板等智能終端通過與家用智能系統之間的連接來實現對洗衣機、照明燈乃至電飯煲的控制。而伴隨著5G移動通信技術在物聯網中的應用，除了簡單的開關控制之外，5G移動通信高速率和大容量特點能夠實現對智能家居以及各類家用電器的信息采集、感知識別與語音識別，[4]從而實現對智能家居的可視化監測和利用，也為智能安防系統的接入提供了便利條件。

3、綠色建筑設計

近年來，伴隨著5G移動通信在物聯網中的應用，也給綠色建筑設計提供了重要的信息與平臺。綠色建筑作為城市發展規劃的重要組成部分，為了進一步提高綠色建筑的節能環保性能，就可以利用5G移動通信技術對于建筑內部和外部的構件進行數據采集和能耗分析，包括建筑物中移動網絡線路的分布，智能建筑系統、采光系統的控制等，都可以借助5G技術和物聯網融合進行點對點分析，從而實現綠色建筑的低功耗設計，真正的發揮5G技術在物聯網應用層的作用。

結語：

伴隨著5G移動通信網絡的建成，5G移動通信技術必然作為物聯網的關鍵技術之一來進行應用，推動5G移動通信與物聯網之間的融合，能夠進一步推動物聯網產業的發展，同時給人們的生活帶來極大的便利。

參考文獻：

[1]桑遙，劉瑞，喬子芩，范子濤.5G移動通信在物聯網中的應用[J].工程建設與設計，2020（05）：92-94.

[2]袁文韜.研究5G移動通信技術在物聯網的應用[J].中國新通信，2020，22（01）：12.

[3]劉飛宏.5G移動通信在物聯網中的應用[J].科技經濟導刊，2019，27（31）：15+14.

[4]吳樂樂.關于5G移動通信技術在物聯網的應用研究[J].通訊世界，2019，26（08）：157-158.

[5]劉理，劉春陽，張春旺，宋化軍.5G通信技術推動物聯網產業鏈發展[J].數字通信世界，2018（12）：55.

[6]劉壽光，張興宇，羅佼，段永生，楊偉紅.5G移動通信技術在物聯網中的應用[J].計算機產品與流通，2018（02）：54.