王 億

（黑龍江職業(yè)學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150080）

1 5G 移動(dòng)通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的簡(jiǎn)介

1.1 5G 移動(dòng)通信技術(shù)

5G 移動(dòng)通信技術(shù)屬于在4G 技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步的延伸，其全名為第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)。5G 技術(shù)能夠進(jìn)一步彌補(bǔ)4G 技術(shù)上的缺陷問題，還有效提高了帶寬方面的性能，優(yōu)化了時(shí)延的系統(tǒng)性能，且優(yōu)化效果顯著。5G 技術(shù)在傳輸速度上遠(yuǎn)高于4G，其超高頻率及超高頻寬能夠確保網(wǎng)絡(luò)有更強(qiáng)的穩(wěn)定性，能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)個(gè)性化的需求，有利于推動(dòng)社會(huì)各行各業(yè)的信息傳播，從而加快國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)。

國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商及通信設(shè)備供應(yīng)商，對(duì)5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)都有較深入的研究，并組織了相關(guān)的終端研發(fā)，部署了大規(guī)模試驗(yàn)網(wǎng)，逐漸推動(dòng)著5G 網(wǎng)絡(luò)在全國(guó)范圍內(nèi)的普及應(yīng)用。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

在開發(fā)和應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的過程中，需要利用有線或無線的傳輸方式，獲取終端信息的渠道是芯片，并能利用網(wǎng)絡(luò)及軟件平臺(tái)，從而連接多個(gè)不同的位置或空間的對(duì)象，還能對(duì)這些被連接的對(duì)象進(jìn)行操作、管理等控制行為[1]。物聯(lián)網(wǎng)能夠結(jié)合多個(gè)射頻識(shí)別技術(shù)，從而管理和控制目標(biāo)對(duì)象。

物聯(lián)網(wǎng)在當(dāng)代已被普及到社會(huì)的各個(gè)角落，如公共交通、城市基礎(chǔ)服務(wù)等方面都有物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的存在。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用大大提高了人們生活的便捷性，并能通過與移動(dòng)通信技術(shù)的結(jié)合，來達(dá)到促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速創(chuàng)新發(fā)展的作用。

2 5G 移動(dòng)通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的意義

5G 技術(shù)具有穩(wěn)定性高、時(shí)延低等優(yōu)勢(shì)，能為物聯(lián)網(wǎng)提供極其強(qiáng)大堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)[2]。物聯(lián)網(wǎng)通過采集網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息，來連通不同空間的對(duì)象，用戶能通過物聯(lián)網(wǎng)來查詢各類信息，并能利用云計(jì)算與其他軟件來分析、處理終端設(shè)備。5G 技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，在滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求外，還能拓寬網(wǎng)絡(luò)帶寬，處理終端設(shè)備。5G 技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，在滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求外，還能拓寬網(wǎng)絡(luò)帶寬，提高網(wǎng)絡(luò)通信速度，并能使網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性與安全性有很大程度的飛躍，用戶體驗(yàn)也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于4G 技術(shù)。5G 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)通信的全部要求，有利于推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的深入推廣，擴(kuò)大了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展空間?，F(xiàn)階段，物聯(lián)網(wǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的需求能夠促進(jìn)我國(guó)通信行業(yè)的發(fā)展，也可以進(jìn)一步優(yōu)化和推廣5G 技術(shù)。當(dāng)下，5G 與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合，在無線醫(yī)療、聯(lián)網(wǎng)無人機(jī)方面有廣泛的應(yīng)用。

3 5G 移動(dòng)通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

3.1 遠(yuǎn)程駕駛

5G 技術(shù)具有大帶寬和可靠性的優(yōu)勢(shì)，能夠保證降低延遲時(shí)間，在車輛遇到復(fù)雜問題時(shí)及時(shí)做出應(yīng)對(duì)和解決。利用5G 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)駕駛的目標(biāo)，還可以實(shí)現(xiàn)車輛的感知和控制功能，并利用強(qiáng)大的計(jì)算能力降低自動(dòng)駕駛對(duì)傳感器的依賴，后臺(tái)調(diào)度中心就能直接對(duì)車輛進(jìn)行控制，并能監(jiān)控自動(dòng)駕駛車輛運(yùn)行情況。遠(yuǎn)程駕駛在當(dāng)下可應(yīng)用于貴賓服務(wù)、出租車服務(wù)等場(chǎng)景，也能為情況特殊的駕駛員提供便利。

3.2 無線機(jī)器人云端控制

利用無線機(jī)器人或者利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，從而更好地實(shí)現(xiàn)云端遠(yuǎn)程控制。也可以使用AR 技術(shù)與機(jī)器人，來操控生產(chǎn)流程的工作流程，從而提高工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的靈活性能，并能實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)質(zhì)量的提升。利用機(jī)器人能夠同步實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)協(xié)作，但是對(duì)網(wǎng)絡(luò)會(huì)有比較高的要求，最高不能超過1ms，而5G 技術(shù)能滿足低延遲的要求，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化流程的協(xié)調(diào)和同步。生產(chǎn)操作人員能利用AR 來進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，大大提高了工作的速度與精確性。

3.3 無線醫(yī)療

5G 技術(shù)應(yīng)用于無線醫(yī)療，能夠?yàn)檫h(yuǎn)程醫(yī)療器械操作提供10ms 以內(nèi)的延遲，且信號(hào)質(zhì)量高、不中斷、覆蓋面廣的5G 技術(shù)還能確保遠(yuǎn)程手術(shù)全程不斷線，大大提高了遠(yuǎn)程手術(shù)的精準(zhǔn)性。5G 物聯(lián)網(wǎng)下，醫(yī)生還能通過高分辨率的圖片及視頻來正確判斷病情，避免誤診。

3.4 聯(lián)網(wǎng)無人機(jī)

5G 技術(shù)應(yīng)用于無人機(jī)上，能彌補(bǔ)操控范圍小這個(gè)缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的遠(yuǎn)距離飛行。5G 技術(shù)下的聯(lián)網(wǎng)無人機(jī)，能掛載相機(jī)并能利用相機(jī)完成視頻的拍攝與處理。無人機(jī)終端的VR 設(shè)備能利用5G 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)時(shí)體驗(yàn)無人機(jī)相機(jī)反饋的高清直播畫面，遠(yuǎn)程操控人員能夠獲取無人機(jī)第一視角，并能對(duì)無人機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。5G 技術(shù)低空覆蓋也要遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，提升了無人機(jī)飛行過程中的安全性。

3.5 饋線自動(dòng)化

饋線系統(tǒng)屬于電力系統(tǒng)中比較關(guān)鍵的管理內(nèi)容，現(xiàn)如今很多電力企業(yè)都在應(yīng)用分布式饋線自動(dòng)化管理機(jī)制，并利用能源網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理和運(yùn)行。電力網(wǎng)絡(luò)有比較強(qiáng)的可靠性，運(yùn)維成本也會(huì)比較低。電力企業(yè)利用饋線自動(dòng)化技術(shù)，能夠脫離傳統(tǒng)的集中式管理模式，實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)中斷、拓?fù)溆?jì)算等功能，5G 通信技術(shù)分布式饋線系統(tǒng)設(shè)置方案已經(jīng)成為很多企業(yè)的發(fā)展方案。

3.6 智能電網(wǎng)

電力行業(yè)對(duì)于無線通信具有潛在需求，未來5G 技術(shù)在智能電網(wǎng)中將直接推動(dòng)智能分布式配電自動(dòng)化毫秒級(jí)精準(zhǔn)負(fù)荷控制低壓用電信息采集分布式電源管理等領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用。隨著社會(huì)對(duì)電力供應(yīng)要求的提高，越來越多的區(qū)域要求實(shí)現(xiàn)電力不間斷持續(xù)供電，由于沒有通信線路的支撐，因此發(fā)展智能分布式配電自動(dòng)化成為必然的選擇。

4 5G 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在物聯(lián)網(wǎng)中的實(shí)際應(yīng)用技術(shù)

4.1 SDN/NFV 技術(shù)

SDN/NFV 技術(shù)能夠有效地為5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)提供安全保護(hù)措施，它指用軟件定義網(wǎng)絡(luò)/網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化，在5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中構(gòu)建新的通信架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信虛擬化與軟件化，對(duì)于數(shù)據(jù)分離十分有效，同時(shí)也能夠促進(jìn)5G 移動(dòng)通信技術(shù)快速發(fā)展[3]。SDN/NFV技術(shù)是5G 移動(dòng)通信技術(shù)的基礎(chǔ)，能夠根據(jù)原有的通信網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建一個(gè)5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)層，另外還能整合控制層和應(yīng)用層，從而達(dá)到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信程序的自動(dòng)調(diào)用功能，也能夠代替工作人員的手動(dòng)配置，簡(jiǎn)化了5G 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的管理流程和功能，從而優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。通過轉(zhuǎn)發(fā)SDN/NFV 技術(shù)，能夠讓5G 通信網(wǎng)絡(luò)處于受控制的狀態(tài)，并且結(jié)合SDN 和NFV 技術(shù)，建立一個(gè)虛擬的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，從而更好地滿足多種移動(dòng)業(yè)務(wù)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的不同要求。

4.2 全頻段通信技術(shù)

隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，4G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際應(yīng)用過程中的工作頻段是3GHz 左右。而大多數(shù)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行速度都很快，不過還有時(shí)會(huì)無法滿足移動(dòng)通信的其他需求。因此，在構(gòu)建5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的過程中，需要利用許多高頻段或全頻段的技術(shù)，從而能夠彌補(bǔ)當(dāng)前的問題，解決移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)頻譜資源匱乏現(xiàn)狀。按照這樣的方式，也可以提高移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的整個(gè)系統(tǒng)容量，保證傳輸?shù)恼w效率。

4.3 密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠在移動(dòng)通信宏基站外布置大量高增益天線，從而增加了移動(dòng)通信的空間，拓展了5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容量，讓5G 通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)更加靈活。在基站外布置密集網(wǎng)絡(luò)天線的這種方法，還能夠保證不同的通信網(wǎng)絡(luò)間實(shí)現(xiàn)協(xié)作的關(guān)系，讓相鄰兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間有更加準(zhǔn)確的通信，改善相鄰節(jié)點(diǎn)的信噪比增益，提高網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量。采用密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠增強(qiáng)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)空間與時(shí)間動(dòng)態(tài)變化，并且讓5G 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)有更高質(zhì)量的信號(hào)，保證了移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)有顯著的優(yōu)勢(shì)。

5 5G 移動(dòng)通信技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

5.1 提升物聯(lián)網(wǎng)通信速率

當(dāng)傳輸數(shù)據(jù)量比較大的時(shí)候，可能會(huì)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)堵塞網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的問題，從而導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)感知層的數(shù)據(jù)信息無法第一時(shí)間傳送到應(yīng)用層，就會(huì)形成比較單一的應(yīng)用場(chǎng)景。在5G 時(shí)代背景下，能夠利用5G 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，保證有更高的速率和更大的容量。從而滿足物聯(lián)網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩喾N需求，提高物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的傳輸能力，讓物聯(lián)網(wǎng)能夠更加全面地發(fā)展。

5.2 提高物聯(lián)網(wǎng)通信安全

5G 網(wǎng)絡(luò)必須要有比較完善的安全防護(hù)架構(gòu)，還需要配備安全機(jī)制。5G 網(wǎng)絡(luò)必須加入3GPP 接入切片虛擬網(wǎng)元無線空口安全，并且充分利用網(wǎng)絡(luò)域安全等安全技術(shù)，保障物聯(lián)網(wǎng)的安全運(yùn)行。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)能夠拓展一定的安全性能，同時(shí)也可以保證建筑防盜實(shí)現(xiàn)科學(xué)的安全監(jiān)管。

5.3 擺脫傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的限制

隨著5G 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的日益完善，人們的上網(wǎng)速度也在不斷地提高，因此也增加了一定的傳輸速率與網(wǎng)絡(luò)覆蓋的需求，同時(shí)也進(jìn)一步縮短了人們使用手機(jī)查找數(shù)據(jù)的時(shí)間，提高了手機(jī)等電子產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行速度和運(yùn)行質(zhì)量，從而給5G 技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)之間的多元化應(yīng)用帶來了更好的基礎(chǔ)保障。

6 如何在5G 移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ)上深入討論物聯(lián)網(wǎng)

6.1 詳細(xì)劃分-密集網(wǎng)絡(luò)

5G 技術(shù)有比較龐大的傳輸數(shù)據(jù)流量，需要連接多條無線接入技術(shù)才可以實(shí)現(xiàn)，沒有較大的覆蓋面積。為了詳細(xì)地劃分區(qū)域，就需要進(jìn)一步優(yōu)化當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)。所以，立足于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之上，想要實(shí)現(xiàn)細(xì)致分區(qū)就要采用更加有效的密集網(wǎng)絡(luò)。密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是需要在基站附近放置一些天線設(shè)備，從而更好地拓展室外網(wǎng)絡(luò)空間，進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容量。密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也可以讓系統(tǒng)更加靈活，并且能夠更廣泛的覆蓋網(wǎng)絡(luò)，自由連接好每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，讓臨近節(jié)點(diǎn)間的信息更加準(zhǔn)確，能夠穩(wěn)定地調(diào)整信噪比，加強(qiáng)傳輸信息的質(zhì)量。進(jìn)一步降低延時(shí)性，加強(qiáng)信息傳輸?shù)木珳?zhǔn)度和網(wǎng)絡(luò)的性能。

6.2 低延遲-無線傳輸

無線傳輸技術(shù)包括全雙工、MIMD、濾波器組多載波等技術(shù)手段。信號(hào)傳輸和發(fā)射功率上的差異會(huì)引發(fā)碼間的串?dāng)_，從而發(fā)生消除其他設(shè)備干擾和消除模擬端干擾等問題。5G 網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)每秒10G 以上的傳輸速率，非常的穩(wěn)定，能夠保證低延遲的傳輸速度，從而更好地降低高頻效率導(dǎo)致的能源損耗。利用物聯(lián)網(wǎng)能夠更好地實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。工作人員通過網(wǎng)絡(luò)渠道可以相互配合建設(shè)，有效地優(yōu)化了城建效果。升級(jí)城市智能化的過程中，還可以全面強(qiáng)化綠色電力系統(tǒng)建設(shè)，并且保證城市能夠綠色發(fā)展。

6.3 自動(dòng)配置-SDN/NFV

SDN/NFV 在5G 技術(shù)中非常重要，利用云計(jì)算技術(shù)和三網(wǎng)融合技術(shù)，能夠鞏固5G 技術(shù)的安全性能，從而促進(jìn)5G 技術(shù)發(fā)展和規(guī)劃。SDN/NFV 處于5G 技術(shù)環(huán)境中，對(duì)數(shù)據(jù)分離的控制和監(jiān)測(cè)上有非常顯著的效果。能夠結(jié)合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的差異建立更加有針對(duì)性的通信基礎(chǔ)和通信控制層面，把原有的手動(dòng)配置替換為自動(dòng)配置，還可以減少對(duì)5G 技術(shù)的管理成本。借助SDN/NFV 搭建虛擬網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可以保證網(wǎng)絡(luò)更好地滿足不同情況下的工作需要。

6.4 科學(xué)規(guī)劃-智能服務(wù)

5G 技術(shù)有一定數(shù)量的云計(jì)算中心，其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)有非常強(qiáng)大的計(jì)算能力，需要利用網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和其他的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，才可以實(shí)現(xiàn)多方位的數(shù)據(jù)信息連接，并且可以及時(shí)有效地處理大容量的數(shù)據(jù)信息，可以根據(jù)不同類型的信息做出有效的區(qū)分和規(guī)劃。網(wǎng)絡(luò)中心包括多種服務(wù)類型，利用相互結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)差異性的功能服務(wù)，從而加快連接速度。為了更好地處理網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能問題，就必須要提高智能技術(shù)的成熟程度，給智能識(shí)別功能奠定一定的開發(fā)基礎(chǔ)。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?yàn)槿藗兲峁└颖憬莸纳罘?wù)。智能監(jiān)控和智能門鎖等設(shè)備可以保障人們的財(cái)產(chǎn)和人身安全，解決安全性差和信息化程度低等缺點(diǎn)，從而讓5G 技術(shù)走進(jìn)人們的生活。在5G 通信技術(shù)中，智能技術(shù)也屬于核心技術(shù)項(xiàng)目。

7 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，未來物聯(lián)網(wǎng)需要適配更加先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，5G 技術(shù)能夠和物聯(lián)網(wǎng)協(xié)同發(fā)展。5G 技術(shù)已經(jīng)在其他領(lǐng)域中有了進(jìn)一步的發(fā)展和應(yīng)用，未來不久也會(huì)實(shí)現(xiàn)全面普及。5G 技術(shù)目前的運(yùn)行情況迅速，也比較復(fù)雜，可能會(huì)改變?nèi)藗兊娜粘９ぷ骱蜕睢Ｔ诎l(fā)展和變化過程中可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一些新的問題，需要深入進(jìn)行研究和處理。5G 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和4G 網(wǎng)絡(luò)相比，不僅有速度上的優(yōu)勢(shì)，還更加具有穩(wěn)定性。5G 移動(dòng)通信技術(shù)以其低延遲、大帶寬、高可靠性，為物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)處理提供了更靈活的處理方式，并能實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)個(gè)性化的需求，有利于推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的全面發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)與5G技術(shù)相輔相成，物聯(lián)網(wǎng)對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)的深入研發(fā)有很大的推動(dòng)作用，5G 技術(shù)則拓寬了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展空間，共同改變了現(xiàn)代人們的生活環(huán)境與生活方式。在推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)整體發(fā)展的基礎(chǔ)上，能夠有效推動(dòng)兩者的協(xié)調(diào)發(fā)展。