甘 露

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0 引 言

隨著5G通信技術(shù)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的覆蓋范圍逐漸擴(kuò)大，信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)得到了充分發(fā)揮，推動(dòng)著各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展，人們的日常生活也因此變得更加便捷。5G通信建設(shè)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的發(fā)展周期，在具體應(yīng)用過程中也暴露出了一系列問題。為了提高5G通信技術(shù)的應(yīng)用效果，需要在原有4G通信技術(shù)體系的基礎(chǔ)上做好相應(yīng)的完善工作。將5G通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合，實(shí)現(xiàn)快速高效的萬物互聯(lián)。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與5G通信技術(shù)的關(guān)聯(lián)

隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的快速發(fā)展和不斷更新，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也出現(xiàn)在了人們視野中。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)自身的應(yīng)用范圍十分廣泛，能夠?yàn)槿藗內(nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)方面帶來便利條件。從技術(shù)層面來看，物聯(lián)網(wǎng)就是利用傳感器、互聯(lián)網(wǎng)以及控制系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物之間的交流互通，改變了人們的日常生活，擁有十分良好的發(fā)展空間[1]。隨著國(guó)家戰(zhàn)略和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范項(xiàng)目的推進(jìn)，我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的需求不斷增加，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃生機(jī)?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)與5G通信技術(shù)的融合，城市之間的聯(lián)系變得更加緊密。5G通信技術(shù)的應(yīng)用為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供了全新的動(dòng)力，是物聯(lián)網(wǎng)得以快速發(fā)展的保障和動(dòng)力，提升了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的整體應(yīng)用價(jià)值。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為5G通信技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)，促進(jìn)5G通信技術(shù)不斷創(chuàng)新升級(jí)。

2 物聯(lián)網(wǎng)形勢(shì)下的5G通信相關(guān)技術(shù)

2.1 密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

在5G通信技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中，其提供的流量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出4G通信技術(shù)[2]。為了充分了解5G通信技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，需要提前了解5G通信技術(shù)的應(yīng)用原理。5G通信技術(shù)采用了較高的頻段，穿透力弱，為了有效應(yīng)對(duì)這一問題，在5G通信技術(shù)實(shí)際應(yīng)用過程中需要對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行完善。采用密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過無線接入點(diǎn)的規(guī)模部署，可以大大降低用戶接入的距離，從而提高區(qū)域用戶的吞吐量，滿足5G系統(tǒng)容量需求。在應(yīng)用密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)后，可以充分利用室外空間，使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間的融合變得更加緊密，提高節(jié)點(diǎn)信息傳輸?shù)木珳?zhǔn)性和頻率復(fù)用效率，在局部熱點(diǎn)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)百倍量級(jí)的系統(tǒng)容量提升。超密集組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 超密集組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

2.2 SDN/NFV技術(shù)

為了能夠在軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software Defined Network，SDN）系統(tǒng)中對(duì)IP設(shè)備的相關(guān)軟件進(jìn)行定義，需要利用SDN技術(shù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行全網(wǎng)集中控制，在滿足用戶基本需求的同時(shí)，將多樣化的設(shè)備聯(lián)系在一起，利用私有協(xié)議來控制并轉(zhuǎn)發(fā)IP設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化（Network Functions Virtualization，NFV）技術(shù)主要應(yīng)用的是網(wǎng)絡(luò)虛擬化設(shè)備，可以更好地實(shí)現(xiàn)軟硬件相互協(xié)調(diào)，能夠滿足用戶的實(shí)際需求，全面提升硬件設(shè)備的性能。在當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展形勢(shì)下，利用SDN和NFV技術(shù)可以對(duì)現(xiàn)有資源進(jìn)行整合，進(jìn)而加強(qiáng)管理和控制工作。除此之外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在發(fā)展過程中最主要的任務(wù)就是確保資源能夠得到合理分配，在資源分配和合理調(diào)度基礎(chǔ)上加強(qiáng)資源管理，進(jìn)而提升物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的整體安全性和穩(wěn)定性。SDN分層架構(gòu)如圖2所示。

圖2 SDN分層架構(gòu)

2.3 高頻傳輸技術(shù)

隨著物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，高頻傳輸技術(shù)在社會(huì)多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用，提升了網(wǎng)絡(luò)容量和網(wǎng)絡(luò)傳輸效率。傳統(tǒng)通信技術(shù)所采用的工作頻段幾乎都在3.5 GHz以下，信息和數(shù)據(jù)資源傳輸期間很容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)阻塞問題，不僅影響著用戶正常操作，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致信息在傳輸途徑中出現(xiàn)失真等情況，給用戶帶來了負(fù)面體驗(yàn)。將5G通信技術(shù)應(yīng)用其中，能夠有效提高寬帶傳輸速率，滿足用戶的基本需求。在當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)形勢(shì)下，利用5G通信技術(shù)可以順利在高頻段完成信息傳輸，有效規(guī)避了網(wǎng)絡(luò)堵塞的問題。此外，高頻傳輸技術(shù)也可以推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)朝著小型化方向發(fā)展，全面提高資源利用率，在短距離范圍內(nèi)可以完成高速通信。

2.4 直接通信技術(shù)

目前，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸朝著多元化方向發(fā)展，在核心網(wǎng)絡(luò)中會(huì)出現(xiàn)多方位的傳輸數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量也呈現(xiàn)出明顯遞增趨勢(shì)。為了提升數(shù)據(jù)傳輸效率，需要對(duì)數(shù)據(jù)信息實(shí)施精細(xì)化處理，采用直接通信技術(shù)，利用固定點(diǎn)來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，將基站作為傳輸核心，以擴(kuò)散的形式全面覆蓋網(wǎng)絡(luò)社區(qū)。為了有效擴(kuò)大移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，基站通常會(huì)建設(shè)在比較寬闊的場(chǎng)地中，穩(wěn)定性較強(qiáng)。直接通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)直連，正是基于這種網(wǎng)絡(luò)連接方式的轉(zhuǎn)變，通信技術(shù)的限制被打破，信號(hào)傳輸也變得越來越穩(wěn)定[3]。

2.5 智能化技術(shù)

5G通信技術(shù)體系中，智能化技術(shù)是一種十分重要的技術(shù)類型。在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境不斷變化的背景下，5G通信也正朝著多樣化方向發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中逐漸出現(xiàn)大量的復(fù)雜數(shù)據(jù)[4]。這些龐大的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)由云計(jì)算平臺(tái)承擔(dān)，在計(jì)算能力較強(qiáng)的大型服務(wù)器中，利用交換機(jī)信號(hào)和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)將各個(gè)基站聯(lián)系在一起。數(shù)據(jù)信息傳輸過程中，經(jīng)過云計(jì)算中心處理后可以對(duì)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行細(xì)化和分類，結(jié)合不同的類型完成存儲(chǔ)和傳輸。除了云計(jì)算中心之外，還存在很多基站和終端，能夠按照不同頻段處理不同類型的業(yè)務(wù)。智能化技術(shù)也可以結(jié)合不同設(shè)備的接入方式，精確處理具體位置和時(shí)間信息，從而為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的用戶帶來優(yōu)質(zhì)體驗(yàn)。

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

3.1 智能家居

作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要應(yīng)用場(chǎng)景之一，智能家居已經(jīng)得到普遍使用，得到越來越多用戶的認(rèn)可，提升了人們的生活質(zhì)量。通過智能家居的使用，用戶可以隨時(shí)對(duì)家居實(shí)行智能管控，并了解家居運(yùn)行狀態(tài)。目前，隨著5G網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，有利于為家庭用戶帶來流暢的網(wǎng)絡(luò)速度和舒適的生活體驗(yàn)。

3.2 智慧城市

智慧城市是充分運(yùn)用信息和通信技術(shù)手段感測(cè)、分析、整合城市運(yùn)行核心系統(tǒng)的各項(xiàng)關(guān)鍵信息，從而對(duì)包括民生、環(huán)保、公共安全、城市服務(wù)以及工商業(yè)活動(dòng)在內(nèi)的各種需求做出智能響應(yīng)。物聯(lián)網(wǎng)和5G通信技術(shù)的發(fā)展提升了智慧城市所需的連接能力，對(duì)于智慧城市可持續(xù)性、彈性以及高效實(shí)體的演變非常重要[5]。大帶寬、大容量以及低延遲的優(yōu)勢(shì)使得5G通信技術(shù)在我國(guó)智慧城市的建設(shè)過程中得到了十分廣泛的應(yīng)用，智慧城市多項(xiàng)體系建設(shè)過程中遇到的阻礙逐步得到解決。此外，隨著未來大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)以及智能化等技術(shù)應(yīng)用，能夠有效打造以人為本的智慧城市。

3.3 智慧行車

智慧行車作為一種新的服務(wù)類型，是在交通領(lǐng)域內(nèi)充分應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、空間感知以及云計(jì)算等新一代信息技術(shù)對(duì)交通領(lǐng)域內(nèi)的各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行全方位管控和支撐，使得交通系統(tǒng)在城市等空間范圍具備感知、互聯(lián)、分析、預(yù)測(cè)以及控制等能力，以充分保障交通安全，發(fā)揮交通實(shí)施能效，提高運(yùn)行效率和管理水平，為人們的順暢出行提供服務(wù)。通過5G車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將車輛和與車輛行駛有關(guān)的一切事物相連接并進(jìn)行信息交互，能夠在移動(dòng)的物體之間建立智能連接，有效控制行駛車輛的移動(dòng)速度和移動(dòng)方向，借助高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)、前樁預(yù)警系統(tǒng)等智能化系統(tǒng)提高交通事故的預(yù)防水平。

3.4 智能環(huán)境監(jiān)測(cè)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，環(huán)境污染和生態(tài)破壞成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。利用5G通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)搭建環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，長(zhǎng)期對(duì)某一區(qū)域的相關(guān)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)環(huán)境變化和狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，提前制定環(huán)境問題解決方案，避免不必要的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于異常的環(huán)境變化，可以將環(huán)境變化相關(guān)信息和數(shù)據(jù)發(fā)送給應(yīng)急處理中心，從而更加迅速地解決問題。

4 結(jié) 論

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)形勢(shì)下5G通信技術(shù)的應(yīng)用逐漸改變了人們的生活，智能家居、智慧城市、智慧行車以及智能環(huán)境監(jiān)測(cè)等物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景為人們的日常生活提供極大的便利和安全保障，使人們的生活變得更加智能舒適，未來具有廣闊的發(fā)展空間。