5G通信在物联网形势下的运用

刘涛 王馨璐

【摘要】第五代移动通信系统5G随着科学技术的飞速发展已逐渐走进人类生活。5G通信技术的到来，为移动通信开辟了新的空间。物联网与5G通信技术的高度融合，成为当前信息时代的重要标志。本文探讨了5G通信技术在物联网形势下的运用，给人类开启了智慧生活新篇章。

【关键词】5G通信技术;物联网;技术应用

中图分类号：TN929                    文献标识码：A                    DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.22.007

2014年年中，5G率先由三星电子公布并且表示，5G网络的商用将于2020年前完成。物联网有个响当当的名字“万物互联”，互联网是物联网的基础，而物联网正是在5G通信的基础上发展而来。在互联网上，通过通信和信息交换，实现了万物的紧密联系。5G通信的推广和实施将有助于物联网的发展，带来了许多革命性的变化，未来这些技术将广泛应用于生活中的各个领域。

1. 物联网与5G通信技术

1.1 物联网

进入21世纪初，国际社会为谋求产业升级和经济发展，积极寻找优化传统第二产业的途径。物联网技术在经济领域和全球科技领域因其先进的技术理论和巨大的发展前景受到广泛关注和讨论。物联网可以分为三个层次，即感知层次、网络层次和应用层次，如图1。物联网的应用应运而生，通过智能设备、5G通信等现代设备技术，利用信息产业升级趋势，将各类人及物连接起来，使智能、信息等科技手段在传统领域得到更好的施展。

1.2 5G通信技术

5G通信技术之前，有2G、3G以及4G通信技术，其是基于4G通信技术的升级更新。5G通信技术考虑到未来人们对通信技术的需求以及环境的变化，做出了许多升级。与4G通信技术相比，5G通信技术提供良好的网络通信体验，其网络数据传输速度比传统4G技术快10到100倍。值得一提的是，5G通信技术中，我国掌握了核心技术，并最先占领5G市场高地。

2. 5G通信在物联网形势下运用的价值

随着5G时代到来，移动互联网及相关寬带技术的发展，传统的商业模式无法满足5G时代高性能、高速率的需求。物联网形势下，互联网相关技术也在不断优化，新的业务经常出现，网络通信提供的服务同质化现象普遍存在，加剧了通信网络的竞争态势。因此，如何准确识别和放大差异是所有运营商急需解决的问题。同时，即使是在5G时代，真正的物联网产业已经进入高速增长期，无论是共享单车还是智能后视镜，以BAT主导的互联网相关企业早已行动，必将借助5G的到来，动态前行，抢占物联网行业主力市场。物联网的发展正在高速、便捷改变互联网传统结构的固有格局，为物联网在衣食住行等领域的应用提供了技术支撑，相关标准的放开也为物联网提供了更加广泛的应用平台。以传统呼叫通信网络为主要业务、以人为对象的市场随着时代的进步和科技的发展已经饱和，另外，对传统移动领域，以OTT为代表的新业态发起了冲击，这里面，物联网是打破快节奏的突破口。由于物联网市场的成熟，5G通信在物联网行业的优势已经凸显。5G通信在物联网中占有重要地位。同时，越来越多的行业将通过多种形式以新的模式融入新兴的互联网市场，以实现商业融合的目标。因此，战略转型势在必行，传统通信技术系统失去依仗，无异于解除原生运营模式的桎梏。借助5G东风树立行业新标准，网络渠道得以延续，具有重大战略意义。

3. 5G通信在物联网背景下的运用

3.1 终端直传技术

终端直传也称为D2D（Device-to-Device）技术，D2D技术借助5G通信技术超大数据处理能力以及极高的速度，能更好地发挥自身核心优势，借此进一步拓展5G通信技术。D2D技术是在由其通信分布式网络中两个对等用户节点之间，采用的直接通信的方式，每个用户节点都具有自动转发消息以及发送和接收信号的功能。网络参与者通过共享，使用诸如存储和网络功能、信息处理以及硬件资源，无需经过中间实体，直接访问，以获得更多的服务和资源。用户节点在D2D通信网络中既充当伺服器又充当客户端，所有用户自发形成一个虚拟或真实的群体，能够清晰感知彼此的存在。

3.2 无线移动网络

首先，是无线移动网络平台，在物联网数据和信息日益增多的现状下，5G通信技术的应用可以让信息的交换克服空间和时间的限制，实现信息的智能定位、高效收集和管理。在应用中5G通信可以有效维护网络设备，使系统稳定工作。通过物联网技术的应用，可以对网络设备进行维护管理和性能监控，确保相关信息在存储和处理两方面都表现良好。同时，物联网还可以通过管理平台的实施维护网络，保证物联网的正常运行。能够积极改进传统的网络管理形式，使物联网在信息处理能力方面表现得更好，以满足信息安全发展的需求。其次，是传感器网络。其可以有效实现智慧安防、智慧农业和智慧城市系统的连接，因此成为物联网模式发展的重要支柱。在具体应用中的，传感器网络在数据管理、网络协议和任务调度等方面具有很强的实时性，在数据管理方面，5G通信可以在通信工作前有效采集多源数据，消除多传感器采样和频率使用造成的数据冗余，有效降低网络过载;5G通信可以减少传输冲突，同时有效降低通信延迟，优化路由和网络协议延长收发器停机时间以提供高效的传输机制。5G通信可以确保应用程序可用以满足有关应用的时间需求，能够在作业期间实时调度算法。可见，在当前物联网技术的发展中，无线传感器网络也扮演着非常重要的角色，最后，是无线终端设备，无线终端设备包括类似于物联网的信息输入、下载、传输功能。通过移动终端与互联网的连接，可以在现代通讯的情况下监控和补充传统信息。目前，无线终端设备技术还处于不断完善的过程中，可以高效地进行任务采集和信息感知，更好地执行通信和信息传输等功能。

3.3 SDN/NFV技术

SDN/NFV技术主要是指软件自定义及网络虚拟化，是5G通信技术的重要基础之一。随着5G通信网络的安全性及可拓展性借助云计算服务和三网融合产业的深入已被大大提高了，这其中，可拓展技术是最关键的应用技术之一，有利于5G通信技术的发展和规划未来的发展。5G通信网络在控制数据分离方面，通过虚拟化和软件化可以取得显著效果。结合网络有效建立通信的基础、控制和应用层，调用程序，有效替代人工配置，在当今起着非常重要的作用。为进一步优化网络系统，转发分离能有效控制5G通信网络的运行，也是5G通信网络必须具备的功能。以上功能结合SDN/NFV技术打造虚拟网络架构，能够满足不同网络服务的真实需求。因此，通过5G通信技术的高效应用，在物联网环境中，可以更好地管理网络运营，让人们在优化的网络系统中体验更好的网络服务。

3.4 车联网技术

物联网技术在发展过程中，已经在很多领域得到应用，不仅在促进信息传递方面发挥着重要作用，而且为相关事物的融合提供了重要的技术支撑。以车联网技术为例，5G技术的应用可以有效解决车辆面临的复杂问题，降低时延，充分融合了高带宽、高可靠性的特点。远程驾驶与我们的日常生活息息相关，在物联网及5G技术飞速发展的背景下，通过远程驾驶的应用，乘客可以参加会议或在路上工作，也能适用于生病和因特殊原因不适合驾驶的情况。在后台生产调度中心对车辆进行检查和监控，通过对信息进行处理和分发，云计算能力可以最大限度地减少交通中对车载传感器的依赖。运用5G技术发挥自动驾驶汽车的感知、控制和决策作用。此时，车辆与远程终端信息交互时基于5G通信的低时延使时延小于10ms，进一步提高了车辆的接受和執行速度。

3.5 其他应用领域

5G技术的应用除了上述应用领域外，还在以下几个方面也具有较好的应用价值：首先，是智慧物流。基于网络技术，通过网上交易和电子商务提供一站式物流服务;其次，是智能交通管理。通过GPS等技术管理车辆并提供完整信息交通信息反馈给交通系统和网络;另外，在智能环保、智能医疗及智能家居方面也有不错的应用。如自动准确地测量水体和大气，做好对气象部门的反馈工作。通过检测装置的应用测量人体正常参数，并传输到医疗部门。自动化控制系统、计算机通信、移动通信和计算机网络技术相结合，在移动网络应用的情况下，实现对家庭设备的控制。

4. 结语

目前，5G通信技术已经得到广泛应用。在当今社会发展中，物联网为生活和生产发挥了重要作用。在不久的将来，随着5G通信技术的成熟，物联网的应用会越来越多。在这种情况下，保证信息的传输更加安全，避免在传输过程中出现混乱，需要进一步融合5G通信技术和物联网技术，进一步扩大物联网技术的范围，为人们提供更好的服务。

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作者简介：刘涛，男，1984，俄罗斯族，新疆博乐人，助理工程师，研究方向：通信工程.

王馨璐，女，1993，汉族，江苏江阴人，研究生在读，研究方向：装备保障.