李媛媛，楊曉敏

（內(nèi)蒙古自治區(qū)郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070）

0 引 言

5G是融合多項(xiàng)性能的新一代寬帶移動(dòng)通信技術(shù)，用戶體驗(yàn)速率達(dá)到1 Gb/s，時(shí)延低至1 ms，用戶連接能力達(dá)100萬連接/km2，可以看出其最突出的特征是高速率、低時(shí)延、大連接。5G最大限度地滿足了用戶的通信需求，是實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，在技術(shù)的發(fā)展下，5G與物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了有效融合。

1 物聯(lián)網(wǎng)和5G技術(shù)的概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)概述

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的主要構(gòu)成內(nèi)容，是將各種信息傳感設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。此外，物聯(lián)網(wǎng)也可以理解為互聯(lián)網(wǎng)的衍生網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)槠浜诵氖腔ヂ?lián)網(wǎng)，在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)物與物、物與人的泛在連接，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，在社會(huì)發(fā)展中占據(jù)重要地位。

1.2 5G技術(shù)的概述

5G是4G的延伸，5G通信技術(shù)能滿足移動(dòng)數(shù)據(jù)流量暴漲的需求，性能得到了全面提升，為用戶提供了更加全面和極致的應(yīng)用體驗(yàn)。在智能化發(fā)展的今天，5G的出現(xiàn)也能滿足各種先進(jìn)的智能設(shè)備、智能家居、智慧城市等的應(yīng)用需求，為用戶和各個(gè)領(lǐng)域提供更便捷的通信服務(wù)，給社會(huì)帶來空前的改變，用戶的生活也會(huì)發(fā)生質(zhì)的改變。

2 5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)

5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了5G與物聯(lián)網(wǎng)的融合，5G的特點(diǎn)也被充分展現(xiàn)，重點(diǎn)體現(xiàn)在高速率、低功耗以及低延遲3點(diǎn)。

2.1 高速率

互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)使社會(huì)發(fā)生了翻天覆地的改變，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了網(wǎng)絡(luò)信息支持，同時(shí)無線通信也不斷進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，5G通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，為網(wǎng)絡(luò)傳輸提供了更高的效率，極大提高了用戶的上網(wǎng)體驗(yàn)。高速率的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展下，5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的用戶體驗(yàn)速率達(dá)到1 Gb/s，滿足了高清視頻、虛擬現(xiàn)實(shí)等大數(shù)據(jù)量的傳輸[1]。隨著5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，傳輸速率在未來可能還會(huì)得到空前提升，從而給用戶更加極致的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。

2.2 低功耗

移動(dòng)通信從最初的1G發(fā)展到現(xiàn)在的5G經(jīng)歷了多次升級(jí)和改進(jìn)，同時(shí)也說明我國的通信技術(shù)在不斷進(jìn)步。隨著移動(dòng)通信的功能不斷完善，4G也成就了互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的繁榮發(fā)展，但是隨著物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，4G已經(jīng)無法滿足移動(dòng)流量暴漲的需求，不得不進(jìn)行移動(dòng)通信技術(shù)的再次升級(jí)。5G的出現(xiàn)驗(yàn)證了4G的不足，在同樣的數(shù)據(jù)流量下，基站的功耗存在顯著的差異，4G的基站功耗明顯要高于5G。5G在節(jié)能技術(shù)的支撐下進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化，其功耗特點(diǎn)可以保障設(shè)備的高效連接，為物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了支持。

2.3 低延遲

低延遲是5G比較突出的特點(diǎn)，5G延遲誤差低至1 ms，很多用戶都毫無察覺，由此可見5G通信的強(qiáng)大。5G頻譜效率要比長期演進(jìn)（Long Term Evolution，LTE）技術(shù)提升3倍以上，在很大程度上滿足了移動(dòng)醫(yī)療、智能家居、環(huán)境監(jiān)測等物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用需求。此外，5G的低延遲彌補(bǔ)了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的缺陷，逐漸應(yīng)用到了各個(gè)行業(yè)中，是支撐社會(huì)經(jīng)濟(jì)向智能化、網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)[2]。

3 5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)

3.1 通信裝置模塊升級(jí)增加了物聯(lián)網(wǎng)成本

物聯(lián)網(wǎng)借助5G實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)信息的高效傳遞，5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也成了未來社會(huì)發(fā)展的新趨勢，但在實(shí)際運(yùn)用過程中，由于涉及的行業(yè)領(lǐng)域較多，因此會(huì)存在眾多的物聯(lián)網(wǎng)裝置。各個(gè)物聯(lián)網(wǎng)裝置之間的信息傳遞是通過彼此的通信或者網(wǎng)絡(luò)協(xié)議連接來開展，但是隨著通信模塊的升級(jí)，物聯(lián)網(wǎng)之間的裝置通信可能會(huì)受到一定的干擾影響，從而給物聯(lián)網(wǎng)用戶帶來不必要的損失。

3.2 對(duì)物聯(lián)網(wǎng)裝置數(shù)據(jù)信息處理要求升高

傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)裝置數(shù)據(jù)信息處理已經(jīng)無法滿足5G通信技術(shù)下的信息處理需求，所以對(duì)5G物聯(lián)網(wǎng)裝置數(shù)據(jù)信息處理提出了更苛刻的要求，從而盡可能提升數(shù)據(jù)信息的處理水平[3]。5G可以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的高效率傳輸，還能增加物聯(lián)網(wǎng)的裝置連接，在高速網(wǎng)絡(luò)傳輸和眾多裝置連接中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息處理工作量也逐漸上升，而價(jià)格低廉、容量小、功耗低的嵌入式物聯(lián)網(wǎng)裝置根本無法實(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)信息的有效處理，所以當(dāng)下提升物聯(lián)網(wǎng)裝置數(shù)據(jù)信息處理能力至關(guān)重要。

4 5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1 密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用

密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是為了適應(yīng)未來移動(dòng)數(shù)據(jù)流量的爆炸式增長、海量設(shè)備連接、不斷涌現(xiàn)的各類新型業(yè)務(wù)和應(yīng)用場景對(duì)5G物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提出的新要求。其應(yīng)用對(duì)發(fā)展5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有十分重要的作用，主要體現(xiàn)在以下方面。一方面是在宏基站覆蓋范圍外部設(shè)置大量的天線，借助該方式來實(shí)現(xiàn)增加物聯(lián)網(wǎng)容量的目的，從而保障系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到用戶的5G需求；另一方面則是在室外熱點(diǎn)區(qū)域密集部署低功率的小基站，將小基站組成一個(gè)密集的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，從而消除信號(hào)盲點(diǎn)，改善各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，提高5G通信的準(zhǔn)確性，降低信號(hào)干擾[4]。此外，密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用不僅能改善5G物聯(lián)網(wǎng)通信環(huán)境，打破了時(shí)間和空間的限制，還擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積，可以發(fā)揮5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢。

4.2 智能化技術(shù)的應(yīng)用

5G實(shí)際上是由多個(gè)云計(jì)算中心匯集成的功能齊全的大型服務(wù)器，其高速信息處理是借助網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)來實(shí)現(xiàn)對(duì)不同數(shù)據(jù)的連接，從而完成海量數(shù)據(jù)處理。5G物聯(lián)網(wǎng)有專門處理服務(wù)器信息的結(jié)算中心，處理過程中的信息區(qū)分是依據(jù)類型和性質(zhì)進(jìn)行區(qū)分，并結(jié)合用戶的需求將不同種類的服務(wù)器對(duì)應(yīng)的接到所需要的網(wǎng)絡(luò)中心。這一智能化技術(shù)的應(yīng)用可以提高用戶的聯(lián)網(wǎng)速度，滿足用戶的用網(wǎng)需求[5]。

4.3 智慧醫(yī)療中的應(yīng)用

我國各個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在明顯差異，城市的醫(yī)療資源與農(nóng)村就存在顯著的差異，但是對(duì)于人口基數(shù)較大的城市而言，稀缺的醫(yī)療資源成了醫(yī)療服務(wù)面臨的主要矛盾[6]。5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)有效解決了醫(yī)療服務(wù)面臨的難題，其高速率、低延遲等優(yōu)勢提高了醫(yī)療資源的利用效率，智慧醫(yī)療讓遠(yuǎn)程就醫(yī)和遠(yuǎn)距離手術(shù)成為了可能，病人還能借助移動(dòng)醫(yī)療設(shè)備實(shí)現(xiàn)居家治療和檢查。5G物聯(lián)網(wǎng)可以采集和共享病人的信息，不僅能為醫(yī)生提供可靠的診斷報(bào)告，還能幫助病人制定針對(duì)性的健康方案。5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成了智慧醫(yī)療的主要技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程門診、遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)等智能操作，如圖1所示，為病人就醫(yī)帶來了極大的便利，也解決了醫(yī)療資源不足等問題[7]。隨著5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟和發(fā)展，未來還將會(huì)為用戶提供更多、更全面的健康干預(yù)，幫助用戶保持健康的身體狀態(tài)。

圖1 5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧醫(yī)療中的應(yīng)用

4.4 智慧交通中的應(yīng)用

我國現(xiàn)階段大部分汽車的聯(lián)網(wǎng)還是借助汽車導(dǎo)航，以前的導(dǎo)航系統(tǒng)比較單一，加上傳輸速率普遍較低，所以出現(xiàn)導(dǎo)航誤差的概率較大。5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為現(xiàn)代交通工具提供了傳感器，只要安裝上傳感器就可以借助5G通信的優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)路聯(lián)網(wǎng)和車聯(lián)網(wǎng)信息共享。低延遲特點(diǎn)讓智慧交通的網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲控制在了1 ms之內(nèi)，高速率則可以幫助駕駛員實(shí)時(shí)掌握和了解路況信息，保障行車安全，推動(dòng)智慧交通的發(fā)展[8]。

4.5 信息指揮管理中的應(yīng)用

信息指揮管理是在5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展下開設(shè)的一種新型通信移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)模式。與傳統(tǒng)的信息指揮管理模式相比，新型網(wǎng)絡(luò)模式的特征和優(yōu)勢被完美展現(xiàn)，可以有效實(shí)現(xiàn)與多種網(wǎng)絡(luò)的融合，如大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算等。信息指揮管理的功能得到提升，系統(tǒng)的穩(wěn)定性也越來越強(qiáng)。另外，隨著5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟，信息指揮管理系統(tǒng)也增設(shè)了新的功能，可以有效實(shí)現(xiàn)新業(yè)務(wù)和傳統(tǒng)業(yè)務(wù)的有效分離，5G的優(yōu)勢被展現(xiàn)的淋漓盡致，加快了信息指揮管理系統(tǒng)中軟硬件的交互，人工智能處理模塊也由此誕生，提高了信息指揮管理的效率和質(zhì)量[9]。

5 結(jié) 論

5G為物聯(lián)網(wǎng)提供了發(fā)展機(jī)遇，但同時(shí)也面臨著一些挑戰(zhàn)。隨著技術(shù)的升級(jí)和優(yōu)化，5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也越來越成熟，不僅能滿足用戶的海量信息處理需求，還能提高信息處理的水平和網(wǎng)絡(luò)安全。5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)蘊(yùn)藏的巨大潛力為未來各領(lǐng)域的數(shù)據(jù)傳輸和共享提供了便利，為實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)奠定了基礎(chǔ)。