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5G时代开启物联网新世界应用探析张亮

发表时间：2020/5/15 来源：《基层建设》2020年第3期作者：张亮

[导读] 摘要：物联网的相关概念很早就已提出，但是受限于科技水平的发展一直未取得重大突破，其中最重要的一点就是网络问题。

        湖北邮电规划设计有限公司湖北 430020
        摘要：物联网的相关概念很早就已提出，但是受限于科技水平的发展一直未取得重大突破，其中最重要的一点就是网络问题。现有网络的传输速率及稳定性难以满足物联网对网络性能的要求，会降低物联网的实际运行效果。而随着5G时代的到来，困扰物联网行业的这一问题将不复存在，本文将对5G时代给物联网应用带来的影响进行深入分析。
        关键词：5G时代；物联网；新世界；应用
        1 物联网新世界应用的关键技术分析
        1.1 云无线接入网技术
        云无线接入网技术是5G网络接入的关键技术，它可以有效的为多连接、基站间协同等工作提供技术支持，提高网络的吞吐量并降低各种因素对网络的干扰，提升用户的网络体验。同时，它可以将多个RRU或DU和一个CU进行连接，由CU集中管控区域物联网，对物物通信提供支持。
        1.2 大规模MIMD技术
        随着时代的发展，传统的MIMD技术难以利用其有限的频谱资源满足用户对系统性能的要求，而大规模的MIMD技术，将会作为5G的关键技术之一获得不断发展。大规模MIMO（massiveMIMO，large-scaleMIMO），收发两端配置多根天线，特别是在基站侧配置大量天线单元，获得空间自由度（DoF），既能实现小区内空间复用（intra-cellspatialmultiplexing），也能实现小区间干扰抑制（inter-cellinterferencemitigation）提高频谱效率和能量效率。大规模MIMD技术可以对通信系统的信道容量和频谱效率进行一个极大的提升，从而提升数据传输的速率及安全性。
        1.3 高频段通信
        概念：业界统一认识为6-100GHz频段，拥有丰富的空闲频谱资源，用于蜂窝通信尚处于研究阶段。研究对象：高频信号传播损耗大、信道变化快、绕射能力差，需研究高频信道测量与建模、高频空口系统技术、高频部署场景及组网、高频器件等。现有通信系统使用的主要是6GHz以下的频段，对6GHz之上的高频段研发不足，所以，5G网络要想使用高频段通信首先需要解决高频段通信所需元件成本高昂、理论界尚未对高频段频谱信道进行深入研究等问题。
        2 5G时代开启物联网新世界的应用
        5G网络可以通过远超现有网络的优势为物联网的广泛应用奠定坚实的基础，具体表现在以下几个方面：
        2.1 5G网络可以提供峰值达到10GB/S甚至更高的超高传输速率，且能保持网络传输速率稳定在0.1~1GB/S之间；
        2.2 5G网络可以为物联网中的设备提供零延迟的信息传输，优化物联网的运行效率；
        2.3 5G网络可以实现对网络的智能化管理，满足物联网对网络信息资源共享的需求，提升用户的体验感；
        2.4 5G网络可以利用其高频谱效率减少对能源的消耗，从而为需要极大规模5G网络资源的物联网节省成本。
        3 5G时代开启物联网新世界的实际应用领域
        3.1 城市建设
        目前，5G网络可以提供10GB/s甚至更高的传输速率，并保证稳定运行在0.1～1GB/s，为物联网设备提供0延迟的信息传输，实现网络智能化管理，减少高频谱效率造成的能源消耗影响。其中，最具生态意义的应用是能进一步监控绿色城市建设工作。利用物联网技术，可实时监控城市绿化。比如，可以利用网络渠道邀请专业人士远程指导城市建设，优化绿色城市建设流程，提升最终建设效果；可以检测城市绿色植物的正常状态相关参数，实现智能浇灌的目的，让植物茁壮生长，提升成活率。另外，实现城市智能升级时，城市绿色资源的供给尤为重要。

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以汉能的薄膜太阳能科技为例，它将网络创新应用于移动能源产品，提升了城市全新的绿色电力供应系统，让生态化、绿色化成为当代城市发展的趋势。
        3.2 智能家居
        5G时代下的智能家居主要体现在两个方面。第一，智能安防。这是智能家居市场发展中最成熟的一项技术，如智能摄像头、智能门锁等，其应用极大程度提升了人们的生活质量，保障了人们的人身财产安全。5G网络时代背景下，智能安防在原有基础上解决了之前遇到的一些问题，进一步改善了智能安防的实际应用效果。第二，行业规范化。目前，智能家居市场的产品种类繁多，但没有一个规范化的统一标准，造成品牌间不能实现有效连接。5G网络技术可以实现智能家居的规划化应用，提升用户使用智能家居的体验。比如，我爱我家集团在2019年5月份，与微软共同打造了“云上爱家”等智能化家居服务，利用先进的网络技术和智能云端控制，满足用户的个性化需求，并与家居生活中的子系统，如窗帘控制、采暖、灯光控制等全面结合，有助于用户智能管理智能家居。
        3.3 农业生产
        现阶段，我国的农业生产仍属于粗放型生产模式，资源利用效率不高，生产效率亦是如此。随着5G时代的不断发展，可以在农业生产中充分应用传感器等设备，精细化管理农业生产方面的相关数据，并利用高速传输的网络技术，将生产数据实时上传至网络平台，为实现农业生产的数字化、现代化奠定坚实基础。利用网络技术，能让专家详细分析农业采集信息，为农业生产的发展提供重要指导，进而提高农业生产效率。
        3.4 家庭护理
        利用物联网技术，可以将电子设备有效融入日常护理过程，实时监控护理对象的身体指标，并根据监控数据分析护理对象的身体状况，一旦发现问题，利用物联网护理平台将实际情况告知家属，并提前为护理对象联系就诊医院，为抢救护理对象的生命争取宝贵的时间。为了进一步妥善安置护理对象，家人可随时随地登录物联网护理平台查看相关信息，以便及时了解护理对象的身体健康情况。5G网络的发展前提下，家庭护理的护理模式将具有更高的预见性，提高了护理效果。护理平台上，对于情势紧急的患者，可实现远程急救、远程会诊、远程手术等，如中日友好医院曾开展5G远程会诊业务，为用户身体健康提供了重要保障。
        3.5 城市交通建设
        5G技术的支持下，进一步简化了城市交通建设环节，可以在物联网平台上连接道路、汽车以及道路管理相关部门，构建面现代化的智能交通管理系统，最大程度满足智能交通发展的需求。通过物联网平台及时更新实时道路交通信息，并通过多方信息采集模式，将处理后的信息分发给驾驶人员，确保驾驶人员可以根据路况资料寻找新道路。交通管理部门可以通过物联网平台了解城市路况信息，若发现交通事故或者交通大规模拥堵等情况，可以及时发布信息，调动交警解决问题，维持正常交通秩序。城市交通建设过程中，可以依托5G创新整个信息处理环节，并在5G基础上实现技术创新，保证城市交通信息的传输效率。
        结束语
        以5G作为网络载体，可以进一步实现全球行业的跨领域连接，使“互联网+”与云计算数据库紧密连接，让全球发展趋于智能化，共同迎来一个物联网高速发展的5G时代，最大化满足人们不同方面的需求，开启新世界新格局的大门，实现经济技术的持久健康发展，为人类文明发展提供重要保障。
        参考文献：
        [1]杨万鹏.5G移动通信技术发展探究及其对基站配套影响分析[J].通讯世界，2019，26（5）：125-126.
        [2]裴浩.5G时代即将来临开启物联网新世界应用[J].数字通信世界，2018（5）：117.
        [3]陈松，徐龙华，周群峰.物联网形势下的5G通信技术应用探究[J].中国战略新兴产业，2018（36）：27.
        [4]汪绛茗，李恩锦，陈旭芬.物联网形势下的5G通信技术应用[J].通讯世界，2018（04）：66-67.
        [5]杨鹏伟.D2D技术在5G移动通信中的运用研究[J].中国新通信，2018，20（05）：26.