物聯(lián)網(wǎng)下5G通信關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用

許智

摘要：互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用給人類的生活帶來了翻天覆地的變化。通過互聯(lián)網(wǎng)人與人實(shí)現(xiàn)了無距離溝通，真正做到了人與人相連。物聯(lián)網(wǎng)顧名思義就是物與物之間相連?；ヂ?lián)網(wǎng)的高速發(fā)達(dá)是信息化發(fā)展的重要成果。互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展實(shí)現(xiàn)了信息高度集中，科技將人類帶入了全新的時代—物聯(lián)網(wǎng)時代。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);5G通信;關(guān)鍵技術(shù);應(yīng)用

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述

物聯(lián)網(wǎng)通過互聯(lián)網(wǎng)將物物相連，是一種新一代信息技術(shù)，通常是使用多種信息傳感設(shè)備，融合多種信息技術(shù)，對需要進(jìn)行監(jiān)控、連接和互動的物體其過程和位置信息，通過實(shí)時采集和收集，與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，多種信息和傳感設(shè)備之間構(gòu)成一個大型網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對物品的快速識別、管理和控制的目的。在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，物聯(lián)網(wǎng)通過微小芯片進(jìn)行合理標(biāo)識，廣泛應(yīng)用在不同領(lǐng)域，便于互聯(lián)網(wǎng)完成物物、物人之間的聯(lián)系，隨著5G通信技術(shù)的發(fā)展，與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，作為未來創(chuàng)新發(fā)展的新趨勢，其應(yīng)用場景如圖1所示。

2 物聯(lián)網(wǎng)形式下5G通信技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

2.1 SDN/NFV技術(shù)的應(yīng)用

SDN和NFV分別指的是軟件定義網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化，他們作為5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)，在5G技術(shù)發(fā)展的時候，也要對這兩項(xiàng)通信技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)展，由于云計算服務(wù)與三網(wǎng)融合產(chǎn)業(yè)的誕生促使5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在安全方面得到真正的保證。不但可以幫助5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)編制有針對性的發(fā)展計劃，而且在一定程度上軟件化與虛擬化功能還能促進(jìn)其發(fā)展。SDN技術(shù)和NFV技術(shù)還能夠幫助5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)形成控制層、管理層和應(yīng)用層，很大程度上簡易了管理模式，將自動調(diào)控變成可能，這在一定程度上簡便了人工操作程序，對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化，將5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與這兩項(xiàng)技術(shù)很好的融合在一起，能夠成功創(chuàng)建虛擬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能夠充分滿足不同行業(yè)對網(wǎng)絡(luò)的需求。

2.2 密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用

5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在使用期間給出的流量要比4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)多很多。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將多個類型的無線接入技術(shù)有效結(jié)合在一起，覆蓋率不高，所以，如果想對其進(jìn)行更小的劃分就必須應(yīng)該合理運(yùn)用密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。運(yùn)用密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以從以下兩個方面入手：（1）在宏基站外部建設(shè)大量的天線，然后對外部空間不斷進(jìn)行擴(kuò)大，通過這種方式達(dá)到增加系統(tǒng)容量的目的，同時還能加強(qiáng)系統(tǒng)的靈活性。（2）在室內(nèi)布置密集網(wǎng)絡(luò)，以此來提高臨近節(jié)點(diǎn)之間的精準(zhǔn)性和有效性。所以說，對密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行合理有效運(yùn)用，能夠使網(wǎng)絡(luò)空間不斷擴(kuò)展和增強(qiáng)。

2.3 新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)

未來人們對移動網(wǎng)絡(luò)的需求量會不斷增加，為滿足用戶需要，5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)需要縮短延時，并且讓設(shè)備維保工作更加簡易并且節(jié)約資金投入，要想妥善解決以上問題必須對云架構(gòu)和C-RAN進(jìn)行深入研究。

2.4 智能化技術(shù)

智能化技術(shù)是5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中一項(xiàng)十分重要的技術(shù)，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，未來通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展過程中需要不斷提供更多元的服務(wù)，將會有更多的、復(fù)雜的信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行木W(wǎng)絡(luò)。5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的中心網(wǎng)絡(luò)其本質(zhì)是有大型服務(wù)器構(gòu)成的云計算平臺，具有超強(qiáng)的計算能力。5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)借助交換機(jī)技術(shù)及其他設(shè)備與相關(guān)基站相連接，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)更好的聯(lián)通。宏基站的計算能力與存儲能力都比較強(qiáng)大，針對時效性比較強(qiáng)或者數(shù)據(jù)信息量比較大的數(shù)據(jù)，也可以很好的應(yīng)對。能夠?qū)⑵鋫鬏數(shù)皆朴嬎闫脚_進(jìn)行中心網(wǎng)絡(luò)處理，將數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)化，并且進(jìn)行分類歸檔。中心網(wǎng)絡(luò)外部還有許多的中斷和基站，它們以不同的形態(tài)存在。網(wǎng)絡(luò)中心平臺可以依據(jù)不同的業(yè)務(wù)類型，選取相應(yīng)的頻段。在客戶實(shí)際運(yùn)用的過程中，網(wǎng)絡(luò)連接形式以及天線多樣化。面對如此繁瑣、龐大的業(yè)務(wù)，不斷提升智能化水準(zhǔn)，提升它在識別、分類歸檔以及選擇方面的能力。所以說，智能化技術(shù)將會是5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)中作為關(guān)鍵的技術(shù)。

3 物聯(lián)網(wǎng)+5G的智能應(yīng)用

3.1 智能家居，科技改變生活，從天貓精靈、小愛同學(xué)、智能門鎖到掃地機(jī)器人等等，我們的家居生活正因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)變得越來越智能。在不久的將來智能家居會朝著更多樣化更普及化發(fā)展。智能家居會讓人類進(jìn)入更安全更便捷省心的全新生活。運(yùn)用5G通信技術(shù)手機(jī)就能對家里的電器遠(yuǎn)程管理，一回到家，燈火自動亮起，窗簾自動打開，空調(diào)也自動調(diào)到適宜的溫度，最喜歡的音樂也隨之響起，冰箱記錄食材時效或直接在網(wǎng)上進(jìn)行購買食材，甚至可以將手環(huán)和臥室的臺燈進(jìn)行綁定，在人入睡后臺燈自動熄滅。最終提高了家居的安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性并實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。智能音箱并非普通的音樂播放器，它能與主人語音交互，為主人播報天氣狀況，購物，點(diǎn)外賣，最重要的是還可以幫主人操控其他的智能家居。全新的智能家居讓生活變得更輕松，更快捷。

3.2 智能交通及自動駕駛汽車，收費(fèi)站的ETC，以及公交車的定位實(shí)時查詢等等，我們的日常出行也因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)正在時刻發(fā)生變化。自動駕駛原理是通過計算機(jī)系統(tǒng)為主的智能駕駛儀器來完成的。通過對道路設(shè)施的信息反饋，汽車就能每時每刻的不斷獲取路況和信號燈，實(shí)現(xiàn)智能駕駛。而在5G即將普及的背景下，自動駕駛汽車將得以實(shí)現(xiàn)更大的突破。

3.3 智慧零售和智慧物流，自助收銀機(jī)、電子貨架標(biāo)簽系統(tǒng)ESL以及無人便利店等等落地應(yīng)用，使我們的日常購買變得越來越便捷，去超市購物再不用排起長長的大隊(duì)，疫情期間無接觸購物也讓人更加安心。智慧零售方便了顧客自助購買商品的同時也讓商家的運(yùn)營成本不斷降低，從而使商品價格更合商品種類更加符合顧客的需求，商品品質(zhì)更優(yōu)質(zhì)。隨著互聯(lián)網(wǎng)的誕生和應(yīng)用，催生了無數(shù)電商平臺，掀起了網(wǎng)絡(luò)購物的大潮。我們現(xiàn)在能實(shí)時查詢物品的具體位置、快速收到商品均是得益于RFID、精準(zhǔn)定位、AGV機(jī)器人等等物聯(lián)網(wǎng)在物流場景的應(yīng)用。

3.4 智能制造和智慧農(nóng)業(yè)、醫(yī)療以及智能能源，基于傳感器的實(shí)時監(jiān)測、云計算以及大數(shù)據(jù)等技術(shù)對工廠的賦能，智慧工廠、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等等的概念才得以落實(shí)。RFID耳標(biāo)在畜牧業(yè)養(yǎng)殖的應(yīng)用，傳感器、攝像頭及衛(wèi)星等技數(shù)自動化設(shè)備在農(nóng)業(yè)種植的應(yīng)用、融合及普及必將使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)變得更智慧，給農(nóng)民的生活帶去翻天覆地的變化。醫(yī)院借助5G可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療，智能手環(huán)可以實(shí)時監(jiān)測病人的身體特征等等。物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)療領(lǐng)域的想象空間依舊很大。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以為風(fēng)力發(fā)電機(jī)建立“健康檔案”，大力推進(jìn)新能電樁建設(shè)等節(jié)能減排措施，對中國的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展意義非凡。

3.5 智慧園區(qū)和智慧城市，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)促進(jìn)園區(qū)內(nèi)門禁、停車、安防等系統(tǒng)之間的相互融合，“信息孤島”等問題正因物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的提高被逐漸解決。安裝了傳感器的智能井蓋實(shí)時監(jiān)測水位，經(jīng)過改造的水、電、天然氣、熱表等可以遠(yuǎn)程抄表，可架設(shè)5G基站和建龍?jiān)O(shè)備的路燈等等，智慧城市的步伐正在逐步加快。

結(jié)束語

總而言之，5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為現(xiàn)今社會最高端的移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)受到社會各界的廣泛關(guān)注。盡管還沒有形成系統(tǒng)的理論，但是隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，5G通信技術(shù)將在不同技術(shù)層次上有新的突破，助力不同行業(yè)實(shí)現(xiàn)迅速發(fā)展，改變?nèi)藗兾磥淼纳罘绞剑粩嗵岣邍裆钯|(zhì)量，推動社會方方面面高速發(fā)展。

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