物聯(lián)網(wǎng)下的5G通信技術(shù)應(yīng)用

黨 巖

（吉林吉大通信設(shè)計(jì)院股份有限公司，吉林 長(zhǎng)春 130000）

0 引 言

5G通信技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐，促進(jìn)了各產(chǎn)業(yè)與技術(shù)的融合，實(shí)現(xiàn)了5G時(shí)代行業(yè)快速發(fā)展的目標(biāo)。物聯(lián)網(wǎng)背景下，加強(qiáng)5G通信技術(shù)應(yīng)用對(duì)于現(xiàn)代化企業(yè)發(fā)展有著重要意義。

1 物聯(lián)網(wǎng)的含義

物聯(lián)網(wǎng)是連接物品的網(wǎng)絡(luò)，能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)人和物不同程度的組合與連接。物聯(lián)網(wǎng)在不斷發(fā)展的過(guò)程中逐漸得到普及和應(yīng)用，不僅能夠用于對(duì)資源進(jìn)行整合，還能夠與人們的生活有效連接。物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展過(guò)程中需要應(yīng)用控制裝置，保證各項(xiàng)設(shè)備之間能夠?qū)崿F(xiàn)信息互通互聯(lián)。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)需要在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下工作，一旦失去網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)將難以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行。積極開(kāi)發(fā)并運(yùn)用通信技術(shù)，能夠完善物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用布局，實(shí)現(xiàn)智能化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)[1]。在5G通信技術(shù)出現(xiàn)后，物聯(lián)網(wǎng)可將這一技術(shù)運(yùn)用到自身發(fā)展的過(guò)程中，提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率，提升系統(tǒng)運(yùn)行靈活性和穩(wěn)定性。加強(qiáng)5G通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，能夠使網(wǎng)絡(luò)功能得到拓展，同時(shí)確保通信功能充分發(fā)揮作用，提高人們的生活質(zhì)量。

2 5G通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

相較于以往的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，5G通信技術(shù)無(wú)論是在速率還是信息容量等方面都實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步的提升，能夠更好地滿足人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求，為人們帶來(lái)更好的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平不斷提升，人們生活節(jié)奏逐漸加快，信息成為人們生活中的重要內(nèi)容。隨著人們對(duì)通信質(zhì)量的要求不斷提升，要想保證智能服務(wù)質(zhì)量，需要保證無(wú)線網(wǎng)絡(luò)形成全面覆蓋，并且不受環(huán)境與地理位置的限制。通過(guò)增加網(wǎng)絡(luò)連接密度，保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋到以往無(wú)法達(dá)到的區(qū)域，為高原山區(qū)等偏遠(yuǎn)地區(qū)帶來(lái)網(wǎng)絡(luò)支持，提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋率。此外，5G通信技術(shù)能夠保證信息傳輸?shù)脱訒r(shí)。與上一代通信技術(shù)相比，5G通信技術(shù)的低延時(shí)優(yōu)勢(shì)對(duì)于智能化要求較高的行業(yè)而言可以起到有效的輔助作用，例如無(wú)人機(jī)使用、遠(yuǎn)程操控等，可以拓展通信技術(shù)的應(yīng)用范圍。如圖1所示，將5G通信技術(shù)應(yīng)用到無(wú)人機(jī)中，可以使無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)云數(shù)據(jù)采集，在電力線路檢測(cè)、地形勘探等多項(xiàng)領(lǐng)域發(fā)揮作用，有著良好的發(fā)展前景[2]。

圖1 5G無(wú)人機(jī)應(yīng)用

隨著5G技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，未來(lái)5G通信技術(shù)將逐步緩解基站的運(yùn)行壓力，實(shí)現(xiàn)低能耗運(yùn)行。此外，5G通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)具有覆蓋面大的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)合理設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)通信過(guò)程的精細(xì)化管理，有效降低設(shè)備的投資成本。此外，還能通過(guò)引入其他電力設(shè)施實(shí)現(xiàn)設(shè)施節(jié)能降耗的運(yùn)行方式，形成聯(lián)動(dòng)配合，在滿足人們生活需求的同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生過(guò)多能耗。

3 物聯(lián)網(wǎng)背景下5G通信技術(shù)應(yīng)用分析

為了更好地滿足多領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)傳輸?shù)男枨螅枰獞?yīng)用5G通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定且快速的傳輸，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)信息的高效處理。對(duì)于各領(lǐng)域而言，利用5G通信作為技術(shù)支撐能夠滿足多種復(fù)雜的設(shè)備通信需求。5G通信技術(shù)具有良好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在各個(gè)領(lǐng)域均具有一定的應(yīng)用價(jià)值[3]。物聯(lián)網(wǎng)背景下的5G技術(shù)互聯(lián)如圖2所示。

圖2 物聯(lián)網(wǎng)背景下的5G技術(shù)互聯(lián)

3.1 智能制造與供應(yīng)

新時(shí)期，5G通信技術(shù)突破了以往通信技術(shù)的限制，技術(shù)水平顯著提升，能夠通過(guò)實(shí)時(shí)收集提高數(shù)據(jù)收集效率。通過(guò)5G通信技術(shù)的應(yīng)用，能夠提升物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的自動(dòng)化操作水平。物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的傳感器與其他設(shè)備能夠在5G通信技術(shù)的支撐下提升計(jì)算和分析水平，通過(guò)收集分析數(shù)據(jù)減少運(yùn)行成本。通過(guò)5G通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)無(wú)縫傳輸，保證海量數(shù)據(jù)傳輸，提升行業(yè)生產(chǎn)效率。供應(yīng)鏈存在的目的是滿足消費(fèi)者需求，通過(guò)5G通信技術(shù)建立以消費(fèi)者為導(dǎo)向的供應(yīng)鏈管理模式，基于路由節(jié)點(diǎn)提供完整的供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)信息，減少人工監(jiān)督，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程跟蹤與操控。

3.2 虛擬無(wú)人機(jī)

當(dāng)前無(wú)人機(jī)在5G通信技術(shù)的支持下實(shí)現(xiàn)了新的發(fā)展，利用無(wú)人機(jī)不僅能夠收集實(shí)時(shí)信息，還能夠傳播高清圖片。將5G通信技術(shù)與無(wú)人機(jī)融合，能夠在農(nóng)林植保、地理測(cè)繪等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)有著范圍廣、實(shí)效性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，是常規(guī)手段無(wú)法比擬的。通過(guò)無(wú)人機(jī)遙感操控實(shí)現(xiàn)對(duì)物流運(yùn)輸全過(guò)程的控制，按時(shí)將包裹運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)，提高運(yùn)輸效率（如圖3）。在無(wú)人機(jī)上安裝攝像頭，利用360°鏡頭實(shí)現(xiàn)多角度拍攝。利用無(wú)人機(jī)遙感對(duì)視頻流進(jìn)行捕捉，借助5G通信技術(shù)與鏈路傳輸帶給觀眾不一樣的視角體驗(yàn)。在農(nóng)林植保方面，利用無(wú)人機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)藥噴灑、植物授粉等工作。與人工操作相比，基于5G通信技術(shù)的無(wú)人機(jī)能夠保證操作的精準(zhǔn)度，節(jié)約大量人力成本，而且還能防止人員吸入較多有害物體。利用航拍傳輸實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，方便管理人員全面了解農(nóng)作物生長(zhǎng)的實(shí)際情況，提供各種周期生長(zhǎng)指標(biāo)。除此之外，無(wú)人機(jī)能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程巡檢、地理測(cè)繪等，根據(jù)采集的環(huán)境數(shù)據(jù)生成數(shù)據(jù)信息。對(duì)于勘察難度較高的區(qū)域，也能夠利用無(wú)人機(jī)完成作業(yè)。

圖3 智能無(wú)人機(jī)物流運(yùn)輸流程

3.3 醫(yī)療保健

對(duì)于醫(yī)療領(lǐng)域而言，患者數(shù)量龐大，每日生成的數(shù)據(jù)難以進(jìn)行有效處理。利用5G通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理，對(duì)患者看診的各項(xiàng)信息進(jìn)行記錄，便于醫(yī)生、醫(yī)護(hù)人員之間信息共享。遠(yuǎn)程醫(yī)療正處于發(fā)展和普及的狀態(tài)，利用5G通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)融合有助于合理配置醫(yī)療資源，縮短了空間距離。2019年，華為企業(yè)聯(lián)合通信企業(yè)成功實(shí)施了一場(chǎng)遠(yuǎn)程外科動(dòng)物手術(shù)，通過(guò)5G通信技術(shù)為醫(yī)生傳遞高清的圖像數(shù)據(jù)，能夠?qū)?0 km外的機(jī)器人發(fā)出指令，對(duì)豬進(jìn)行肝小葉切除手術(shù)。同樣是2019年，海南醫(yī)院利用物聯(lián)網(wǎng)與5G通信技術(shù)為病人進(jìn)行腦起搏器植入手術(shù)。兩場(chǎng)手術(shù)都非常成功，這也是跨地區(qū)手術(shù)操作的新發(fā)展（如圖4）。利用新型技術(shù)與醫(yī)療技術(shù)結(jié)合，對(duì)于醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義[4]。

圖4 基于5G技術(shù)的遠(yuǎn)程手術(shù)項(xiàng)目

3.4 智慧城市

智慧城市是當(dāng)前城市發(fā)展的新型理念，能夠利用先進(jìn)的通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)各種資源的整合，為人們提供更多的服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)將交通、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域串聯(lián)在一起，為人們的生活提供便利。智慧城市利用5G通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)科學(xué)部署，利用數(shù)字化技術(shù)提高設(shè)施自動(dòng)化運(yùn)行效率，將城市中所有的內(nèi)容都放置在同一個(gè)框架中，利用通信技術(shù)減少信息滯后、不互通的現(xiàn)象，保證信息能夠被統(tǒng)一存儲(chǔ)與傳輸[5]。此外，智慧城市強(qiáng)調(diào)實(shí)現(xiàn)交通、能源等多方面的科學(xué)管理。通過(guò)將物聯(lián)網(wǎng)傳感器放置在車(chē)站，能夠使有關(guān)人員掌握車(chē)站的人流情況，通過(guò)及時(shí)疏通減少擁堵現(xiàn)象?，F(xiàn)階段車(chē)輛定位系統(tǒng)具有獨(dú)立性，在網(wǎng)絡(luò)有延遲的情況下會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)航信息更新不及時(shí)等問(wèn)題，影響車(chē)輛駕駛。5G時(shí)代下，無(wú)人駕駛技術(shù)不斷實(shí)現(xiàn)新突破。5G通信技術(shù)能夠保證信息收集速率，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)有效交換[6-10]。

4 結(jié) 論

綜上所述，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)對(duì)通信技術(shù)有著更高的需求，5G通信技術(shù)的出現(xiàn)為其提供了很大的助力。將5G通信技術(shù)應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)中，可以提高信息傳輸速率和信息傳輸效率，同時(shí)提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，對(duì)于行業(yè)的發(fā)展能夠起到積極作用。