物联网发展与5G通信技术的应用

物联网发展与 5G通信技术的应用

王学松 朱文龙

辽宁邮电规划设计院有限公司 天津市 300000

摘要：随着科学技术的不断发展，我们经历了最初的1G、2G、3G、4G通信时代，现三大运营商正式公布5G商用套餐，并于2019年11月1日正式上线，标志着我国将正式进入5G商用时代。5G的发展是十分的迅速的，相比最初的通信技术已是天壤之别，它的出现是现代通信科技发展的一大里程碑。

关键词：物联网；5G通信技术；应用

1物联网的概述与快速发展需求

1.1物联网的概述

物联网的概念早在1999年通过Auto-ID中心的教授Ashton，在研究射频识别技术过程中首次提出，但是该项技术在后续的发展过程中慢慢转变了物联网原有的概念，并且通过大量的研发工作之后，对物联网重新进行定义物联网技术不再局限于RFID技术，在整个覆盖范围上得到了有效的扩张。物联网的定义为物联网之后的各种物品，通过RFID传感器技术将所获取的数据信息直接传输到互联网当中，然后再通过物品内置硬件和软件系统有效实现物联网的智能化管理工作，也可以解释为通过不同类型的传感器设备，使得各种不同的物体之间形成关联，并且实现智能化操作。物联网技术通过内部工作模式将其分为三种不同的构成结构，即信息感知层、数据传输网络层以及应用操作层，在三种不同工作层面的相互协调和配合工作下，有效实现了物体和物体之间的关联。参与到物联网架构的技术，比如RFID技术、传感器技术以及云计算技术等，分别应用在这三个层次结构当中，通过管理协调建立起了一个完整的物联网发展体系。

1.2物联网的快速发展需求

在物联网的发展过程中，对推动社会经济的快速发展以及提高人们的生活质量有着重要的意义。整体上来讲，物联网技术主要是将信息传感器和网络连接设备，将人们日常生活当中的一些常用物品进行有效的关联，比如建筑内部的门窗、床以及窗帘等家居物品，或者是建筑内部的环境系统、供水系统以及供电系统等，通过物联网技术可以实现和终端电脑之间进行相连，以此将所有的物体之间进行有效的衔接，建立起一种更加智能化和可控化的物联网络，使得人们的生活环境可以得到有机的整合和控制。通过整合体系以大数据技术为基础，可以实现对物联网络当中的各种资源进行实时高效化的管理，在此基础之上，人们可以通过更加精细的管控工作，有效降低资源的不必要浪费，提高生产能力，实现良好的社会经济效益。物联网作为社会发展过程中，多项先进技术有效结合的新型产物，是人类社会不断朝着更高层次上发展的重要支撑。

1.35G通信技术的特点及优势

根据官方定义，5G，即第五代移动通讯网络的简称。虽然5G是在第四代的基础上拓展延伸而来。但是在覆盖广、功耗低、连续性强更可靠这3个突出特性上，5G所突破的界限远非4G与3G的进步能够比拟的。5G在覆盖领域和速率上较4G而言取得了长足进步。从目前现状来看,5G通信手段已经能够覆盖于相对较广的各个行业生产以及居民生活领域,因而达到了拓宽通信覆盖面的目标。不仅如此，5G在实用性方面低功耗的特点也是引人瞩目的一点。一项技术能否成功推广不仅取决于其工艺的成熟性，性价比也是判断其能否普及的指标。5G通信系统的顺利普及将会使原有的4G通信系统的功耗下降一个层级，这将有助于促进5G在不同领域上的延伸拓展，将会形成拖动技术进步的良性循环。最为关键性的一点，5G之所以能够担负如此之多4G“想做又不敢做的事情”，让“无人驾驶”、“智能家居”等高新技术不再遥远，这其中很大一部分原因，就是上述技术都要基于5G的超低延迟和极高的可靠性。换言之，5G广阔的网络平台为一切新兴技术的发展提供了保障。

2.5G通信中的物联网发展

发展已经许久的物联网技术一直没有一个统一的技术标准组织化统筹，所以导致了研究物联网技术的组织“四分五裂”，即使它的针对性比较强，成本也相对比较低，但是很难有一个标准来组织统筹，也无法形成一个大的生态环境，导致产业化程度较低。而5G通信技术的建设能够推进物联网技术的标准化，也提升其产业化的程度，从而改变了物联网行业一盘散沙的状况。同时，5G通信在物联网技术相结合中，物联网也可以通过虚拟的运行服务商构建属于自己的商业应用生态环境。而对于5G通信来讲两者相结合有助于它的发展以及准确定位。

随着物联网的发展与应用，它的安全性与稳定性问题也随之出现。因为5G移动通信所具有的开放性质，使用者在使用过程中终端指数也在成倍的增长着。所以从终端接口来看，物联网本身所有的安全性在一定程度上涉及到了使用者个人的信息安全，还有可能会对国家的安全产生影响。那么在这种情况下，就需要运用到物联网的广泛应用中的云计算、数据同步等来进行安全防护，从而对它在运行过程中产生的安全问题进行解决处理。

3.5G通信技术在物联网中的应用

3.1密集网络技术

从5G发展趋势来看，5G网络数据流量将高于4G网络数据流量的500倍。在当前情况下，为了实现这样的目标，主要需要两种技术：①拓宽室外空间，在宏基站外围搭建更多的天线，从而使室外空间变的更大，同时提升了系统容量空间。②联网设备数量增加，在室外布置大量密集网络，密集网络覆盖可以增强了网络信号强度。由此可见，实现以上两种技术需要先进的科学手段进行决策。

3.2高频段传输技术

在通讯网络中，通信系统的频段只有3GHz。由此可见，频段资源不够充足，只有使用高频段才能弥补资源不足。因此，5G移动通信技术使用了全频段技术，从而使通信系统的频段达到了200GHz--300GHz。

3.3智能化技术

未来5G通信技术一定需要提供多元化的服务器。同时还会伴有很多复杂的数据系统向中心网络系统进行有效传输。从客观角度来讲，5G通信技术的中心网络是由大型服务器组建的云计算及平台。云计算机具有较强的计算能力，同时具有更大的储存功能空间。因此，可以实现信息通信技术的智能化。

3.4SDN/NFV技术

在5G通信技术中，主要应用技术是扩展技术的应用。云计算服务的诞生、三网融合产业的不断发展深入，能够确保提升5G通信网络的安全性。SDN/NFV技术主要是在5G移动通信网络中实现虚拟化、软件化，对于在数据分离下起到了非常好的处理效果。同时也为5G通信技术的发展推进起到了很大作用。

3.5共享单车

首先使用共享自行车来定位和解锁GPRS网络。在高峰时段，在狭窄的空间中有2G电子锁，具有高功耗和高掉落率，且不支持远程解锁。机械锁没有GPS定位之类的功能，要解锁，必须手动输入密码，5G技术的使用已成功解决了这些问题。OFO现在已经发布了一种基于NB-IoT技术的智能锁，该智能锁允许在5s内完成信息传输和解锁，从而进一步提高了共享自行车时的便利性。定位准确，可以实现50m的精度，并且下降速度大大降低；在能耗方面，受5G技术支持的共享自行车能耗更低，并且在相同能量下可以使用至少2年，不必携带用于发电的设备，这不仅节省了硬件，减轻了自行车的重量，而且减少了后续的保养维修费用。

3.6通讯设备

使用5G通信技术时，有必要创建一个集成的通信系统并重建主要分布在固定设施中的通信网络。当使用传统的通信技术时，创建基站非常重要：必须扩展基站才能实现整个网络覆盖范围的主要内容。距离会影响网络覆盖范围，因此必须将基站安装在宽敞的地平面上。同时，施工过程受到导体结构的限制，网络信号只能在基站的覆盖范围内接收，而较大的距离使信号无法接收。但是，在开发5G通信技术时，这个问题已得到解决，5G技术改变了传统的网络传输方法，并重组了通信技术，从而无需基站就可有效地发送和接收网络信号。

3.7智能停车

5G技术将解决日常出行停车的难题。智能停车系统可以实现许多功能，例如共享有关停车位的实时信息，实时请求停车位时间和停车位的定期维护，充分利用停车位的资源，智能停车系统的建立也非常容易。首先，将一个地磁传感器安装在停车场下方，以实时动态记录车辆的停车情况。该信号通过5G信号传输，并无线传输到用户终端，用户可以使用终端直接查看需要的信息。地磁传感器可以即插即用并提高灵活性，智能停车系统可以根据传感器信号自动计算停车时间和停车费用，节省人力和物力，降低使用成本。

4.5G背景下物联网发展的前景

从现状来看,各个领域当前的通信标准都在逐步达到优化与完善。在此基础上,关于物联网原有的产业链条若要予以有效延伸,那么必须借助全新通信手段作为保障与支撑。当今物联网，早已形成了一个涵盖多层次、跨领域的产业链，因此无论是从客观上还是主观上，都需要5G通信手段的全面渗透融入。

结语

5G新时代即将到来，身边的一切都将产生巨大的变革。云计算、大数据等技术的同步发展会让数据处理技术变得更符合人意,更高效快捷,为物联网的发展提供进一步的保障,多种技术的融合能够相互促进,共同进步。“万物互联”的新时代将会颠覆旧的生活方式，给人们的生活带来便捷与舒适。

参考文献

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