摘要：隨著第5代移動通信技術投入商用，全國各地開始大規(guī)模建設5G移動基站.5G移動通信技術已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)控制、移動通信和視頻信息傳輸?shù)阮I域的重要發(fā)展推動力和技術支持。5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術是對5G和物聯(lián)網(wǎng)的深度融合，是信息技術產(chǎn)業(yè)的全新革命。在實踐應用中，它充分體現(xiàn)了其技術優(yōu)勢和特點，大力推動了萬物互聯(lián)網(wǎng)絡和智慧化發(fā)展的建設。本文簡要介紹5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術，并分析其實踐應用特點和挑戰(zhàn)，最后重點對5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術在各行業(yè)領域中的實踐應用進行論述和分析。

關鍵詞：5G物聯(lián)網(wǎng)；通信技術；實踐應用

4G移動通信技術已經(jīng)實現(xiàn)了人們隨時隨地通信的需求，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)部分遠程與個性化應用服務。在此基礎上，5G移動通信技術最突出的發(fā)展之一就是物聯(lián)網(wǎng)，這使得萬物互聯(lián)成為可能，并成為信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展焦點。在安全監(jiān)控、智能交通、智慧城市等諸多領域，物聯(lián)網(wǎng)都得到了廣泛應用[1]。物聯(lián)網(wǎng)是一個依托信息傳感器和互聯(lián)網(wǎng)形成的龐大網(wǎng)絡，能夠智能化定位、識別、監(jiān)控管理物品和人。它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上實現(xiàn)的人與物、物與物之間的廣泛連接。5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術在性能方面實現(xiàn)了全面化提升，為各行業(yè)領域發(fā)展提供了具有更高便捷性和質(zhì)量性的通信服務，這是非常突出的實踐應用價值。

一、5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術

（一）傳感器技術

在5G互聯(lián)網(wǎng)通信技術中，傳感器技術主要發(fā)揮捕捉信息數(shù)據(jù)的作用，將客觀世界與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，是5G物聯(lián)網(wǎng)的基礎支撐。傳感器技術利用各種類型的感應器和網(wǎng)絡技術，捕捉客觀環(huán)境中的聲音、溫濕度等數(shù)據(jù)信息，然后再進行加工處理，轉換成電子信號，被物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)識別，獲取精準環(huán)境信息[2]。

（二）RFID技術

射頻識別通信技術，簡稱RFID技術，是5G物聯(lián)網(wǎng)的關鍵，相較傳統(tǒng)標簽識別技術，RFID技術可借助射頻信號作為媒介，完成多樣化通訊傳輸工作[3]。RFID技術主要構成包括RFID標簽、識別器及無線電磁線圈等。尤為重要的是，RFID技術表現(xiàn)出了突出的抗干擾性，可在更多領域中實現(xiàn)廣泛應用，對5G互聯(lián)網(wǎng)通信技術的深化發(fā)展具有重大推動作用。

（三）密集網(wǎng)絡技術

密集網(wǎng)絡技術有利于推動5G物聯(lián)網(wǎng)的完善發(fā)展，能夠增大5G物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的容量，拓展室外通信空間，顯著增強信息數(shù)據(jù)的靈活處理。通過在宏基站的覆蓋范圍外圍，密集性布設網(wǎng)絡天線，使密集網(wǎng)絡的天線功能得以充分發(fā)揮，提高5G物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的容量和通信網(wǎng)絡協(xié)作效率，使相鄰網(wǎng)絡節(jié)點之間的通信活動更加高效，且能夠改善節(jié)點間的信噪比[4]。另一方面，在室外的熱點區(qū)域中，通過建設大量的低功率小基站，使其形成密集網(wǎng)絡節(jié)點，消除所處區(qū)域中的網(wǎng)絡信號盲點，優(yōu)化網(wǎng)絡環(huán)境，減少網(wǎng)絡信號干擾。密集網(wǎng)絡技術能夠極大增強5G互聯(lián)網(wǎng)的時間動態(tài)與空間動態(tài)變化，擴大通信網(wǎng)絡有效覆蓋面積，提升信號質(zhì)量，使5G物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)具有更強的穩(wěn)定性。

（四）SDN/NFV技術

5G物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的本質(zhì)是數(shù)個云計算中心組合形成的大型服務器，能夠發(fā)揮多樣化的實踐應用功能，利用網(wǎng)絡交換機連接并實現(xiàn)對海量數(shù)據(jù)的分析處理。在實踐應用中，5G物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全性至關重要，直接關系到網(wǎng)絡用戶的隱私信息安全和資金安全。將SDN/NFV技術運用于5G物聯(lián)網(wǎng)中，能夠極大增強網(wǎng)絡系統(tǒng)安全性，通過構建新型的通信架構，促進實現(xiàn)軟件化與虛擬化網(wǎng)絡通信，并支持網(wǎng)絡數(shù)據(jù)隔離，令5G物聯(lián)網(wǎng)通信更加完善。SDN/NFV技術可在傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡基礎上，靈活運行自動化程序，簡化網(wǎng)絡管理功能，使網(wǎng)絡系統(tǒng)始終處于良好控制狀態(tài)，保障5G物聯(lián)網(wǎng)的穩(wěn)定運行狀態(tài)[5]。

二、5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術的實踐應用特點

5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術在實踐中表現(xiàn)出了突出的應用特點與優(yōu)勢。第一，5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術具有更高的數(shù)據(jù)信息傳輸速度，最高可達到4G網(wǎng)絡傳輸速度的10倍，實現(xiàn)1Gbps。第二，5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術可實現(xiàn)高密度的設備連接，各網(wǎng)絡終端和節(jié)點間的距離更短，設備連接密度最高可實現(xiàn)100萬臺/km2，使得5G物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可在峽谷、山區(qū)等偏遠地區(qū)實現(xiàn)廣泛覆蓋[6]。第三，5G物聯(lián)網(wǎng)在實踐應用中的網(wǎng)絡時延可縮短至1ms～10ms，并隨著邊緣計算技術的引進應用，進一步降低了網(wǎng)絡時延，且能夠?qū)崿F(xiàn)對本地數(shù)據(jù)的初步分析。第四，5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術在實踐應用中可實現(xiàn)10M/m2的流量密度。5G物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，每平方公里的區(qū)域中至少需要數(shù)10Tbps流量，視頻監(jiān)控、遠程數(shù)字化操控、業(yè)務控制等應用領域?qū)W(wǎng)絡流量的密度要求更高，5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術有利于進一步推動相關產(chǎn)業(yè)的智慧升級發(fā)展[7]。第五，5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術能夠?qū)崿F(xiàn)比4G網(wǎng)絡高3～5倍的頻譜效率，即基于相同帶寬，5G物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速度更快，真正實現(xiàn)萬物互聯(lián)。第六，5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術具有更強的網(wǎng)絡移動性。5G物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在實踐中要在城市地鐵、高速公路等超高速環(huán)境中加以應用，也要在工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集等非移動和低速移動場景中應用，因此5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術必須具有更強的移動性，才能滿足不同應用場景的網(wǎng)絡需求，5G物聯(lián)網(wǎng)技術在實際應用中可實現(xiàn)500km/h的移動性指標。

三、5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術的實踐應用挑戰(zhàn)

5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術在實踐應用中必然要求對現(xiàn)有通信裝置進行升級，因此會導致物聯(lián)網(wǎng)成本的提高。5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術大大提高了數(shù)據(jù)信息的傳遞效率和質(zhì)量，是社會發(fā)展的重要趨勢之一。但是，各行業(yè)領域?qū)嵺`應用過程中，必須裝設大量物聯(lián)網(wǎng)裝置，并通過網(wǎng)絡協(xié)議或彼此間的通信實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)傳輸，隨著技術發(fā)展，必須對通信模塊進行相應的升級，物聯(lián)網(wǎng)中各裝置之間的通信也會因此受到相應干擾，進而影響5G物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的實踐應用效果。

5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術的實踐應用對物聯(lián)網(wǎng)裝置的信息處理水平提出了更高的要求。5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術要求物聯(lián)網(wǎng)裝置必須具備更高水平的信息數(shù)據(jù)處理能力，很多現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)裝置的處理能力已無法滿足5G物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應用要求。當前普遍應用的低功耗、低成本和低容量嵌入式物聯(lián)網(wǎng)裝置在處理海量信息數(shù)據(jù)過程中存在較為明顯的局限性，加快提高各物聯(lián)網(wǎng)裝置的信息數(shù)據(jù)處理能力，是深化5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術實踐應用的關鍵要求。

四、5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術在公共安全中的實踐應用

5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術在公共安全領域中的實踐應用深度與廣度日益增加，大大提高了公共安全保障的便利性與有效性。第一，5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術有利于社會治安安全維護保障。傳統(tǒng)公共安全管理體系中，受網(wǎng)絡信號、物理距離影響，要明確呼叫者的實時位置往往具有較大難度。5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術的應用即可解決這一定位問題，將攝像頭抓拍的人臉信息快速傳遞到公安數(shù)據(jù)庫，利用人臉識別技術對比數(shù)據(jù)庫中的通緝犯、失蹤人口信息，快速識別人員信息，并借助GPS信號和手機基站進行雙重定位，實時掌握目標人員的具體位置，從而快速采取行動，有力保障社會治安[8]。

第二，5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術有利于公共出行安全保障。社會經(jīng)濟發(fā)展促進了人們生活水平不斷提高，汽車持有量持續(xù)增加，道路堵塞問題和交通事故頻頻發(fā)生，對人們的出行和人身安全造成了巨大危害。5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術的應用普及，能夠?qū)崟r監(jiān)控紅綠燈和路燈狀況，智能分析車道行車狀況，對紅綠燈等待時間進行智能化調(diào)整，以防出現(xiàn)交通堵塞問題。同時，可對交通事故事發(fā)現(xiàn)場進行智能判斷，增強交通事故救助與鑒別工作的人性化與明確化，提高救援工作開展效率。

第三，5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術有利于公共衛(wèi)生安全保障。5G物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠?qū)Τ鞘协h(huán)境安全進行實時監(jiān)控，包括蟲害感染、環(huán)境污染、垃圾收集和氣象狀況等，使相關部門能夠及時掌握城市公共衛(wèi)生狀況，快速響應處理。例如，安裝在垃圾桶內(nèi)的5G物聯(lián)網(wǎng)設備可對垃圾桶盛放情況進行監(jiān)控，在垃圾桶裝滿時提醒市政工作人員進行回收，5G物聯(lián)網(wǎng)傳感器可全天候監(jiān)控自來水的水質(zhì)情況，如有害成分超標，即會第一時間預警，游泳池中安裝的5G物聯(lián)網(wǎng)傳感設備可以對水池中的含氯量、含鹽量、pH值和水溫等進行實時監(jiān)控分析，根據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)確認是否需要進行水體更換，等等。利用布設在各處的監(jiān)控模塊，能夠有效保障公共衛(wèi)生安全，杜絕出現(xiàn)群體性衛(wèi)生安全事故。

第四，5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術有利于人員疏散安全保障。5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術能夠?qū)馂?、建筑安全、地質(zhì)災害等重大災害進行24小時監(jiān)測，并實時傳輸相關監(jiān)測數(shù)據(jù)，如果監(jiān)測到危險情況，系統(tǒng)即會智能警示，如推送預警信息，幫助相關部門及時疏散民眾，準備應急物資等。相較傳統(tǒng)緊急情況下的人群疏散工作開展，依托5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術，能夠大大降低人力、物力和財力消耗，提高人員疏散效率。另一方面，5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術能夠進一步加強對流動人群的管理，如基于智慧流管系統(tǒng)，在賓館、出租屋等場所安裝攝像頭，動態(tài)化識別掌握流動人口情況，并和公共安全網(wǎng)絡相連接，進一步提高社會綜合治安水平。

五、5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術在信息指揮管理中的實踐應用

信息指揮管理是依托5G互聯(lián)網(wǎng)通信技術發(fā)展而來的新興移動通信模式，應用優(yōu)勢突出，能夠與人工智能、大數(shù)據(jù)及云計算等先進網(wǎng)絡信息技術高效融合，實現(xiàn)高質(zhì)量、高穩(wěn)定性的信息指揮管理功能。與此同時，5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術在信息指揮管理系統(tǒng)中的應用，使管理系統(tǒng)可實現(xiàn)更多的功能。5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術能夠有效分離信息指揮管理系統(tǒng)中的傳統(tǒng)業(yè)務與新增業(yè)務，加強軟硬件交互，切實發(fā)揮自身的應用優(yōu)勢，使人工智能處理得以實現(xiàn)，極大增強了信息指揮管理系統(tǒng)的實踐應用質(zhì)量與運行效率。

六、5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術在醫(yī)療服務中的實踐應用

在社會經(jīng)濟快速發(fā)展的當下，不同地區(qū)和城鄉(xiāng)之間的經(jīng)濟水平依然存在較大差異，在醫(yī)療資源的分布方面也表現(xiàn)出了顯著的不均衡性，醫(yī)療資源稀缺與人口基數(shù)較大成為當前城鄉(xiāng)發(fā)展的主要矛盾之一。5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術所具備的應用特點能夠有效解決當前醫(yī)療服務中存在的問題，改善醫(yī)療資源分布不均和利用效率有限等情況。依托5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術發(fā)展的智慧醫(yī)療，使遠程診療和手術能夠?qū)崿F(xiàn)，并且通過利用移動醫(yī)療設施，病患也可以進行居家檢查治療。5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術能夠?qū)Σ』嫉牟∏樾畔⑦M行采集共享，以此作為醫(yī)生進行診斷的依據(jù)，且有利于醫(yī)生根據(jù)病人具體情況信息，為其制定個性化檢查方案[9]。在智慧醫(yī)療領域發(fā)展中，5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術已成為核心技術支持，推動實現(xiàn)遠程監(jiān)護、遠程門診和遠程教學等智能化醫(yī)療操作，極大增強了病患在就醫(yī)過程中的便利性，緩解了醫(yī)療資源緊缺等情況。5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術的不斷發(fā)展提升，必然會為社會民眾提供具有更全面性和多樣性的健康干預，保障民眾身體健康。

七、5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術在智慧交通中的實踐應用

汽車導航是當前大多數(shù)汽車聯(lián)網(wǎng)的主要方式，導航系統(tǒng)較為單一，且由于網(wǎng)絡傳輸速率有限，很容易發(fā)生導航誤差的情況。將5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術應用于汽車等交通工具中，僅需再將傳感器安裝在汽車上，就能夠?qū)崿F(xiàn)車聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的信息數(shù)據(jù)共享，使5G通信的優(yōu)勢在智慧交通發(fā)展中得以發(fā)揮。一方面，5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術的低網(wǎng)絡延遲特點能夠控制智慧交通網(wǎng)絡在數(shù)據(jù)傳輸過程中的網(wǎng)絡時延，使網(wǎng)絡時延不超過1ms[10]。另一方面，5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術的超高信息傳輸速率能夠?qū)⒙窙r信息實時傳遞給駕駛人員，以便及時做出應對，保障行車過程中的安全性，進一步推動交通運輸行業(yè)的智慧化發(fā)展。

在物流運輸行業(yè)中，公路運輸占據(jù)著極高的市場占比，但與此同時，物流運輸過程中的安全風險也始終居高不下，對公路運輸?shù)呢涍\安全和效率提升造成了嚴重的阻礙。5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術和智能終端在貨運安全領域中的結合應用，能夠有效降低公路運輸行業(yè)的貨運安全風險，形成主動化智能安全防御系統(tǒng)，實現(xiàn)對安全風險的閉環(huán)管理。

5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術與決策云平臺能夠?qū)浻布到y(tǒng)實現(xiàn)閉環(huán)一體化管理，使用視頻采集、智能傳感器、激光雷達與CAN總線等技術能夠?qū)囕v狀態(tài)進行信息采集，北斗定位系統(tǒng)、車載與路側的溫濕度傳感器可以實時獲取天氣、路面與車輛位置等信息，通過對邊緣主機進行部署，整合處理各模塊采集到的數(shù)據(jù)信息，然后借助5G通信網(wǎng)絡傳輸?shù)皆破脚_與數(shù)據(jù)庫中。云計算中心具有強大的數(shù)據(jù)處理能力，能夠?qū)嫶蟮男畔?shù)據(jù)分析建模，連接虛擬實體，推演公路貨運過程中的物流安全，從虛擬推演實現(xiàn)對現(xiàn)實的映射，從而全周期管理公路貨運安全。

八、結束語

5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術的不斷優(yōu)化升級，為社會各行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了巨大的機遇，社會發(fā)展智能化水平不斷提升。同時，5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術的實踐應用，也帶來了很多挑戰(zhàn)與困難，各行業(yè)領域應持續(xù)研究探索5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術在行業(yè)內(nèi)的融合應用，推進產(chǎn)業(yè)升級和智能化發(fā)展，充分發(fā)揮5G物聯(lián)網(wǎng)通信技術的應用優(yōu)勢和價值。

作者單位：宮小冬 中晟龍?zhí)瘓F）有限公司

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