5G移動通信在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用研究

劉振勇

摘要：5G移動通信技術(shù)的不斷發(fā)展給物聯(lián)網(wǎng)這一新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)提供了必要的技術(shù)支持，在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)之下，實現(xiàn)萬物互聯(lián)成為了可能，5G移動通信網(wǎng)絡(luò)支持多設(shè)備的連接，并且延時低，傳輸效率高，也就為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和升級奠定了重要基礎(chǔ)。文章就主要圍繞5G移動通信在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用優(yōu)勢及幾個具有代表性的應(yīng)用領(lǐng)域進行分析和研究。

關(guān)鍵詞：5G移動通信;物聯(lián)網(wǎng);應(yīng)用研究

目前我國正在加快對5G移動通信技術(shù)的研發(fā)，5G移動通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)進入到了區(qū)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(wǎng)絡(luò)一樣得到普及與應(yīng)用，從而開啟5G通信時代。[1]在信息時代下，移動通信數(shù)據(jù)、移動通信業(yè)務(wù)以及移動通信客戶數(shù)量呈現(xiàn)激增的趨勢，并且伴隨著大數(shù)據(jù)以及人工智能的不斷發(fā)展，移動通信網(wǎng)絡(luò)不能單純的局限于通信和網(wǎng)絡(luò)運營這一方面，而是要更好的借助移動通信網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)萬物互聯(lián)。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，逐步實現(xiàn)了人與人、人與物以及物與物之間的互聯(lián)互通，應(yīng)用新一代傳感技術(shù)、移動通信技術(shù)以及大數(shù)據(jù)處理技術(shù)能夠進一步完善物聯(lián)網(wǎng)的傳輸與控制體系結(jié)構(gòu)。

一、5G移動通信在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用優(yōu)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(yōu)勢，這也是使得5G技術(shù)成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)的主要原因所在。在5G移動通信技術(shù)的支持下，可以為用戶提供移動性和連續(xù)性的目標，極大的拓展設(shè)備連接數(shù)量，支持不同設(shè)備之間進行連接，包括各種佩戴式裝備以及家庭智能設(shè)備等，通過擴大信號的覆蓋范圍，也就給互聯(lián)網(wǎng)控制提供了可能。

2、傳輸容量大

伴隨著5G移動通信技術(shù)的不斷發(fā)展，5G移動通信網(wǎng)絡(luò)傳輸容量大的特征優(yōu)勢也日益凸顯。5G移動通信網(wǎng)絡(luò)采用多基站通信的方式，利用高頻毫米波來進行數(shù)據(jù)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(qū)域內(nèi)的用戶高速率的傳輸服務(wù)，提高了網(wǎng)絡(luò)流量的密度，用戶可以隨時隨地的進行快速的網(wǎng)絡(luò)接入，保證了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性。[2]在5G通信技術(shù)的支持下，優(yōu)化了物聯(lián)網(wǎng)的性能體驗，能夠?qū)崿F(xiàn)低延時設(shè)備控制，從而提高物聯(lián)網(wǎng)端到端的傳輸性能。

二、5G移動通信的關(guān)鍵技術(shù)研究

1、毫米波技術(shù)

要實現(xiàn)5G移動通信在互聯(lián)網(wǎng)中的有效應(yīng)用，就需要對5G移動通信中的關(guān)鍵技術(shù)有所了解。要使物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)更為健全、覆蓋范圍更廣，就需要進行多設(shè)備的連接和接入，而要做到這一點，就需要提升5G網(wǎng)絡(luò)的容量。在5G移動通通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的過程中，會采用毫米波技術(shù)來突破以往的頻譜限制，利用高頻率寬帶實現(xiàn)大容量傳輸，且在毫米波技術(shù)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(shè)備的接入創(chuàng)造了條件。但是在應(yīng)用毫米波技術(shù)的過程中，高頻率的傳輸容易導(dǎo)致傳輸距離變短，穿透能力變差，對設(shè)備的硬件支持系統(tǒng)是一種考驗，因此將5G移動通信技術(shù)應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)之中，不僅是要實現(xiàn)通信聯(lián)網(wǎng)的升級，還要重視硬件設(shè)備改造和升級。

2、多天線傳輸技術(shù)

將5G移動通信應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)之中，5G通信網(wǎng)絡(luò)所采用的的多天線傳輸技術(shù)也是保障物聯(lián)網(wǎng)暢通的關(guān)鍵。多天線傳輸技術(shù)主要就是指天線傳輸?shù)亩噍斎牒投噍敵黾夹g(shù)，也就是分貝在信號接收端和發(fā)送端使用多個低功耗的天線，利用分集技術(shù)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(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，即使在進行多設(shè)備控制和連接的過程中也不會發(fā)生干擾的情況，優(yōu)化了物聯(lián)網(wǎng)用戶端的性能體驗。

3、密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

伴隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，在5G時代物聯(lián)網(wǎng)用戶必然會持續(xù)增加，加上信息數(shù)據(jù)傳輸效率的提升，必然會導(dǎo)致數(shù)據(jù)流量的需求增大。在進行5G移動通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的過程中，會采用密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋情況，通過密集網(wǎng)絡(luò)設(shè)置，降低用戶對臨時蜂窩的依賴性，增強移動網(wǎng)絡(luò)的靈活性，也就能夠使人們能夠隨時隨地的享受到物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)。但是也要注意到，密集網(wǎng)絡(luò)的使用導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)密度增加，也就使得網(wǎng)絡(luò)之間的干擾更為嚴重，為了降低網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間的干擾，就要重視對網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，提升密集網(wǎng)絡(luò)中的無線信號的抗干擾能力，保證信息的傳輸質(zhì)量和效率。

三、5G移動通信在物聯(lián)網(wǎng)中的具體應(yīng)用分析

當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐漸滲透到了人們生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域之中，如智能家居、車聯(lián)網(wǎng)、智能建筑等等，下面就針對具體領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)與5G移動通信的應(yīng)用進行分析。

1、智慧城市建設(shè)

伴隨著5G移動通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，給智慧城市建設(shè)提供了極大的幫助和支持。物聯(lián)網(wǎng)就是實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)對于物的控制，在5G移動通信技術(shù)的支持下，人們可以隨時隨地的接入5G網(wǎng)絡(luò)來體驗到萬物互聯(lián)的便利性。[3]就比如在智慧城市建設(shè)當(dāng)中智能交通出行系統(tǒng)的運用，就是利用5G移動通信網(wǎng)絡(luò)高速率傳輸和低延時的性能優(yōu)點，來為5G用戶提供精準的定位以及路線規(guī)劃服務(wù)，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(fā)展給人們的交通出行帶來了極大的便利，而伴隨著5G技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)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(wǎng)絡(luò)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(yù)約使用功能，從而給人們帶來更為優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

2、智能家居應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)主要就是接入互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)來徹底的改變物理對象之間的連接和控制方式。物聯(lián)網(wǎng)的興起和應(yīng)用也就給智能家居設(shè)計提供了重要基礎(chǔ)，當(dāng)前人們已經(jīng)可以利用手機或平板等智能終端通過與家用智能系統(tǒng)之間的連接來實現(xiàn)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(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，除了簡單的開關(guān)控制之外，5G移動通信高速率和大容量特點能夠?qū)崿F(xiàn)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(xiàn)對智能家居的可視化監(jiān)測和利用，也為智能安防系統(tǒng)的接入提供了便利條件。

3、綠色建筑設(shè)計

近年來，伴隨著5G移動通信在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，也給綠色建筑設(shè)計提供了重要的信息與平臺。綠色建筑作為城市發(fā)展規(guī)劃的重要組成部分，為了進一步提高綠色建筑的節(jié)能環(huán)保性能，就可以利用5G移動通信技術(shù)對于建筑內(nèi)部和外部的構(gòu)件進行數(shù)據(jù)采集和能耗分析，包括建筑物中移動網(wǎng)絡(luò)線路的分布，智能建筑系統(tǒng)、采光系統(tǒng)的控制等，都可以借助5G技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)融合進行點對點分析，從而實現(xiàn)綠色建筑的低功耗設(shè)計，真正的發(fā)揮5G技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的作用。

結(jié)語：

伴隨著5G移動通信網(wǎng)絡(luò)的建成，5G移動通信技術(shù)必然作為物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一來進行應(yīng)用，推動5G移動通信與物聯(lián)網(wǎng)之間的融合，能夠進一步推動物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時給人們的生活帶來極大的便利。

參考文獻：

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[6]劉壽光，張興宇，羅佼，段永生，楊偉紅.5G移動通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用[J].計算機產(chǎn)品與流通，2018（02）：54.