基于5G移動(dòng)通信技術(shù)下的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代探討

沈銀玲

（公誠管理咨詢有限公司，廣東 珠海 519000）

0 引 言

隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷更迭換代，越來越多與互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的企業(yè)應(yīng)運(yùn)而生，其中物聯(lián)網(wǎng)正潛移默化的走進(jìn)人們生活當(dāng)中，成為最具有發(fā)展前景的行業(yè)之一。但是由于我國物聯(lián)網(wǎng)還處于剛剛起步階段，許多技術(shù)還在調(diào)試階段中，因此還存在著諸多弊端，但是5G移動(dòng)通信技術(shù)的出現(xiàn)及應(yīng)用，可以有效解決物聯(lián)網(wǎng)中存在的一些問題，從而促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展。

1 物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)體系和發(fā)展?fàn)顩r

物聯(lián)網(wǎng)從字面意思解釋就是在這個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代任何事物都是相互聯(lián)系的，將感應(yīng)芯片設(shè)置到某個(gè)物體當(dāng)中，該物體就可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械智能化和科技化。與此同時(shí)，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，也可以運(yùn)用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)理念來更好地實(shí)現(xiàn)萬物之間的溝通和交流。在現(xiàn)代社會(huì)主義發(fā)展的過程中，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍十分廣泛，其目的在于能夠使人們的生活更加便利，為人類提供一個(gè)舒適便捷的生活環(huán)境[1]。

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)體系

物聯(lián)網(wǎng)主要是由網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、感知結(jié)構(gòu)以及應(yīng)用結(jié)構(gòu)3部分組成。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要原理是借助各式各樣的通信網(wǎng)絡(luò)工具將各種物體傳送到信息網(wǎng)絡(luò)中，能夠及時(shí)達(dá)到信息共享的目的。感知結(jié)構(gòu)的主要原理在于獲取感知物體的各類信息，可以借助二維碼等工具達(dá)到采集信息的目的。應(yīng)用結(jié)構(gòu)的主要目的就是為人們的生活提供便利，利用各種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)開發(fā)適應(yīng)各個(gè)行業(yè)的特色服務(wù)，為其提供便捷。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展?fàn)顩r

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展技術(shù)已經(jīng)引起了很多歐洲國家的重視，很多歐洲國家已經(jīng)將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到移動(dòng)通信技術(shù)，并且陸續(xù)頒布了多項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)文件。日本也對本國家的制造模式工作組進(jìn)行了升級與完善，能夠更加準(zhǔn)確地了解到全世界范圍內(nèi)制造業(yè)的發(fā)展趨勢，讓民營企業(yè)和通信企業(yè)達(dá)到相互幫助共同進(jìn)步的友好關(guān)系，從而推動(dòng)了制造業(yè)整體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[2]。

2 物聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信技術(shù)的融合

如今，移動(dòng)通信技術(shù)變得更加商業(yè)化，值得驕傲的是在全球范圍內(nèi)來說，我國研發(fā)的5G移動(dòng)通信技術(shù)是最具創(chuàng)新的通信技術(shù)。5G移動(dòng)通信技術(shù)的優(yōu)勢不僅是速度有了大幅度的提升，而且傳輸效率也有明顯的提高。5G移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)成為了各個(gè)國家的開發(fā)重點(diǎn)，目的是為了改善數(shù)據(jù)傳輸效率，改善網(wǎng)絡(luò)延遲的現(xiàn)象[3]。因此，在未來物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的條件背景下，移動(dòng)通信技術(shù)必將成為其發(fā)展的主要核心。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的過程中，移動(dòng)通信技術(shù)將是其中發(fā)展的核心技術(shù)所在，并且能夠應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中。

3 在物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代背景下5G移動(dòng)通信技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

3.1 SDN、NFV技術(shù)

隨著5G移動(dòng)通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，一些可擴(kuò)展的技術(shù)也逐漸滲透到人們的生活當(dāng)中，如云存儲(chǔ)技術(shù)。該技術(shù)能夠有效地滿足人們對通信網(wǎng)絡(luò)的高標(biāo)準(zhǔn)和高要求，并且與其類似的信息技術(shù)的出現(xiàn)，不僅能夠大幅度降低網(wǎng)絡(luò)延遲的問題，還能在5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展過程中發(fā)揮巨大作用。SDN、NFV技術(shù)結(jié)合實(shí)際情況之后才應(yīng)用到5G移動(dòng)通信技術(shù)當(dāng)中，做到了具體問題具體分析，從而進(jìn)一步提高了5G移動(dòng)通信技術(shù)的安全性[4]。SDN、NFV技術(shù)不僅能夠?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)功能更加虛擬，而且能夠重新定義網(wǎng)絡(luò)軟件，可以為5G移動(dòng)通信技術(shù)構(gòu)造一個(gè)完整的通信框架，這樣能夠大幅度提高數(shù)據(jù)分析效率，保證通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的穩(wěn)定性和持久性。

3.2 全頻段通信技術(shù)

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)有的移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)不能滿足移動(dòng)通信的要求。為了改變這一現(xiàn)象，非常有必要開發(fā)全頻段通信技術(shù)。因此，技術(shù)人員不僅要提高整體傳輸效率，還要擴(kuò)大通信網(wǎng)絡(luò)整體容量，從而建立健全的5G移動(dòng)通信技術(shù)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)體系，進(jìn)一步有效解決頻譜資源短缺和通信網(wǎng)絡(luò)工作頻率較低的問題。也要樹立良好的全頻段處理意識(shí)，將5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用于不同的領(lǐng)域，在既定的通信網(wǎng)絡(luò)容量條件下選擇合理的頻率范圍進(jìn)行掃描，分析獲得的電磁環(huán)境測試曲線圖，查明干擾信號源，剔除受到電磁環(huán)境影響的無用掃描結(jié)果，精準(zhǔn)定位電磁發(fā)射信號，提供準(zhǔn)確的區(qū)域定位，利用全頻段通信來構(gòu)建穩(wěn)定的物聯(lián)網(wǎng)[5]。

3.3 大規(guī)模天線技術(shù)

5G移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了誕生越來越多的無線連接方式，高頻段傳輸?shù)姆逯禂?shù)據(jù)最大速率增加到了如今的10 Gb/s，頻譜效率變?yōu)榱?0 bit/（s Hz），用戶面的延時(shí)為1 ms，控制面的延時(shí)為50 ms，這表明5G移動(dòng)通信技術(shù)需要有較強(qiáng)的可靠性支撐。而大規(guī)模天線陣列技術(shù)的出現(xiàn)緩解了傳統(tǒng)通信設(shè)備的負(fù)擔(dān)，滿足了現(xiàn)代的數(shù)據(jù)傳輸率需求。多輸入技術(shù)和多輸出技術(shù)的投用也能夠解決各類技術(shù)問題，從而在相同的時(shí)域和頻域中同步提升容量和傳輸率的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)多個(gè)數(shù)據(jù)信號同時(shí)傳輸[6]。

波束發(fā)射示意如圖1所示，該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中可以在信號接收的同時(shí)，將陣列視作MIMO雷達(dá)，以合成虛擬孔徑的方法獲得更多角度分辨率。陣列側(cè)也可以在復(fù)雜散射環(huán)境中將波束能量匯集至小區(qū)域內(nèi)，降低對其他用戶的干擾。此外，從水平或垂直維度調(diào)整波束發(fā)射方向，實(shí)現(xiàn)3D結(jié)構(gòu)的信道建模，在超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛應(yīng)用[7]。

圖1 波束發(fā)射示意圖

3.4 數(shù)字化倉儲(chǔ)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來不僅促進(jìn)了物流行業(yè)的發(fā)展，而且也誕生了越來越多的倉儲(chǔ)技術(shù)。5G移動(dòng)通信技術(shù)可以在智能倉庫管理中獲得廣泛應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理，推進(jìn)數(shù)字化倉儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展和投用，實(shí)現(xiàn)“云上管理”。在數(shù)字化倉儲(chǔ)技術(shù)投用的過程中，需要認(rèn)識(shí)到5G通信技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的局限，加大研發(fā)投入力度，引進(jìn)數(shù)字化管理軟件，促進(jìn)該技術(shù)完善和升級[8]。

WMS倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)如圖2所示，可以看出，WMS數(shù)字化倉儲(chǔ)管理軟件的投用可以有效提高倉儲(chǔ)管理工作的效率。在入庫、出庫以及庫內(nèi)作業(yè)中，憑借5G移動(dòng)通信技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)明確而合理的分工，管理者能夠隨時(shí)登錄系統(tǒng)查看基礎(chǔ)檔案和實(shí)時(shí)信息，通過具體的數(shù)字化操作避免出現(xiàn)庫存積壓和賬實(shí)不符等問題。同時(shí)與ERP、MES等系統(tǒng)無縫連接，讓倉儲(chǔ)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步，明確指引下級人員開展工作，推進(jìn)數(shù)字化倉儲(chǔ)管理進(jìn)程。

圖2 WMS倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)

4 5G移動(dòng)通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中的應(yīng)用

4.1 智能家居

隨著人們的生活質(zhì)量和幸福指數(shù)的不斷提高，越來越多智能化產(chǎn)品進(jìn)入到人們生活當(dāng)中，智能家居已經(jīng)成為了物聯(lián)網(wǎng)研究的主要內(nèi)容之一。5G移動(dòng)通信技術(shù)的出現(xiàn)，又進(jìn)一步為智能家居的發(fā)展提供了技術(shù)支撐。相對于其他國家而言，我國的智能化水平還處于剛起步階段，因此很多智能化產(chǎn)品還是存在諸多弊端。拿智能家居來說，它的聯(lián)網(wǎng)速度還比較慢，究其原因在于絕大部分家庭智能家居的使用是依賴著家中的WiFI信號進(jìn)行鏈接，但是WiFi信號存在不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，從而經(jīng)常導(dǎo)致智能家居信號發(fā)生斷開的現(xiàn)象。除此之外，智能家居在使用的過程中需要經(jīng)常性的連接并不能實(shí)現(xiàn)持續(xù)聯(lián)網(wǎng)的狀態(tài)，從而導(dǎo)致使用功能的復(fù)雜化。而5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用并不需要配置與智能家居相適應(yīng)的路由器，可以實(shí)現(xiàn)直接聯(lián)網(wǎng)，并且與WiFi信號相比5G移動(dòng)通信技術(shù)更加的穩(wěn)定，速度也有明顯的提高[9]。

4.2 共享單車

如今，共享單車已經(jīng)在全國范圍內(nèi)普遍使用，雖然其普及給人們的日常生活來了很大的便利，但是在管理方面還是存在一些弊端。共享單車需要停放在指定的范圍區(qū)域內(nèi)，并且歸還時(shí)需要連接互聯(lián)網(wǎng)，但由于互聯(lián)網(wǎng)自身存在不穩(wěn)定性，導(dǎo)致傳送信息數(shù)據(jù)不正確，出現(xiàn)定位不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，從而造成共享單車亂放，影響交通道路的正常行駛。5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用可以大大的改善這種現(xiàn)象，對單車實(shí)施準(zhǔn)確的定位，并進(jìn)一步加強(qiáng)共享單車運(yùn)行路線的管控，大大提高了共享單車的安全性。

4.3 密集異構(gòu)

被稱之為5G關(guān)鍵技術(shù)的超密集組網(wǎng)在熱點(diǎn)高容量密集的場景下容易受到無線環(huán)境的干擾，而采用5G大規(guī)模天線技術(shù)實(shí)現(xiàn)超密集異構(gòu)可以提升系統(tǒng)的頻譜效率，在快速調(diào)配資源的基礎(chǔ)上提高無線資源利用率，增加5G基站建設(shè)的穩(wěn)定性，為物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建提供有力的支持[10]。超密集異構(gòu)中的多連接技術(shù)能夠通過主基站和輔基站對RRM功能進(jìn)行協(xié)商，從X2接口將配置信息傳遞至主基站。由于用戶面除微基站以外還存在宏基站，運(yùn)用大規(guī)模天線技術(shù)能夠有效解決非連續(xù)覆蓋處的業(yè)務(wù)傳輸問題。在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下的密集異構(gòu)能夠憑借大規(guī)模天線技術(shù)來提供更好的動(dòng)力和發(fā)展前景，因此采取有線回傳方式，有效簡化程序，集中信號發(fā)射的波束，可以有效節(jié)省資源消耗，進(jìn)而促進(jìn)移動(dòng)通信平穩(wěn)發(fā)展。

5 結(jié) 論

5G移動(dòng)通信技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用對物聯(lián)網(wǎng)提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。由于5G移動(dòng)通信技術(shù)的科學(xué)性和便利性在一定程度促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因此在經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展條件之下，物聯(lián)網(wǎng)和5G移動(dòng)通信技術(shù)之間的有效融合將會(huì)成為接下來網(wǎng)絡(luò)時(shí)代發(fā)展的主流，也會(huì)成為順應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)勢不可擋的趨勢。