5G通信技术背景下物联网应用发展

 5G通信技术背景下物联网应用发展

刘玉青

山东省邮电工程有限公司青岛分公司   山东省青岛市  266000

摘要：5G移动通信技术主要是基于4G技术而开发的新型数据传输技术，其优势主要表现为传输性能高、传输速度快、资源使用效率高且覆盖范围广，所以在现在应用通信中占据着十分重要的地位。在我国，将5G通信技术和物联网深入融合，可以全面提高信息传输效率，促进物联网技术可持续发展。

关键字：5G通信技术；物联网；应用发展

0引言

科技的进步，逐渐推进了中国互联网技术的发展步伐，加快了通讯领域中的网络运行速度。技术的持续更新改变了人们的生活方式，现阶段，4G 通信技术已满足不了人们的日常生活要求，随着 5G 通信技术诞生并进入迅速发展时期，5G 成为当前通信领域发展的主流。

1  5G技术背景下的物联网通信技术

物联网技术有着很大的市场场景和市场价值，以互联网为技术基底，通过低功耗、大规模交互设备的相互连接，实现智能化、自动化。当下物联网系统已经遍及社会生活的方方面面，可穿戴设备、智能交通系统、智能传感器、智能家电、智能手机等都是物联网技术的应用场景。这些物联网相关体系对人们的生产生活产生了巨大影响，研究分析认为，这些物联网设备中有70亿以2G、3G、4G为代表的蜂窝技术进行连接。作为新一代移动通信技术，5G网络技术已陆续投入商用，5G技术的优势表现在8个方面：时延、连接密度、网络能效、移动性能、流量空间容量、频谱效率、用户体验速率、基站峰值速率等。在传输速率上，5G通信技术在4G技术基础上实现了10-100倍的速率提升，传输速率达到10Gbps，端到端间的时延在毫秒级别，当应用于物联网系统时，可使设备密度同样增加10-100倍，流量密度的提升更高，达到了1000倍。

2物联网环境下的5G关键技术

2.1多层级专网可靠性设计

通过5G设备单板和电源主设备实现单板级可靠性。通过RRU环形组网实现网元级可靠性。通过5G低码率表、回程重复、上行重复等方式实现链路级可靠性。通过多终端冗余、无线双平面、端到端会话双平面实现网络级可靠容灾。以上方式在5G技术中的实现，使物联网环境复杂、场景可靠性要求非常高的情况下的需求能够得到充分满足。在空口环境比较恶劣的场景下，也能充分发挥5G能力，保障在线业务不丢失。对用户层可靠性要求极高的情况下，通过冗余设计保障安全。即使从无线侧到核心侧整条链路上出现故障，也能充分保证端到端业务连续性。

2.2 QoS对速率、时延、抖动的服务质量保证

基于5G切片的无线差异化保障，可应用于不同切片下相同的差异化保障。在5G公网中部署基于资源预留的切片，可灵活满足高可靠、高安全的物联行业应用。结合带内上行增强和时频深度协同技术，对速率进行增强。通过URLLC的时延增强功能，实现URLLC和eMBB两种下行业务共存，满足URLLC对低时延的高要求。同时5G技术允许对终端和核心网有定制化的需求，可以通过系统面控制精准地对时延进行确定性的管控并减少速率抖动。

2.3 5G业务组网及网络分流

在物联网的发展中，网络组网方案非常关键。在核心侧，5G技术通过网络级分流、网元级分流以及会话级分流对网络分域分流管理，以提升安全可靠性。在无线侧，5G技术通过基于IP和DNS的域名分流、园区切片ID分流，或者指定专网用户分流，实现不同物联网业务在同一张5G无线大网下各自的业务保证。

2.4专网行业定制化需求

5G通过大带宽使能3-5m精准定位能力，具备高精度、全场景、易维护、低成本优势，降低网络运维复杂度和系统开销，提升可商用性。高精度网络授时技术赋能物联网行业数字化改造，对电力、工控、交通、自动驾驶等物联应用提供同步和高效协同的基础保障能力。5G广覆盖下，基站位置灵活，可以充分确保重要的专业物联网络无缝连接。端到端的QoS监控能够实现精准检测保障。相比传统网络，5G网络具备端到端时延和抖动等关键指标，是实时的测量手段，且不占用大量资源开销，使得物联网大连接情况下充分得到网络质量保障监控，并且能够实现用户侧可视可管可控，业务服务可保障、可承诺。

3物联网在5G通信技术背景下的发展前景

3.1推进工业智能化发展

目前全球的制造业都在大力推动工厂的智能化转型。而物联网作为工业生产中人机交互的关键技术，在工厂的智能化转型中发挥着重要的支撑作用。对于一些生产要求不高的企业来说，现有的通信技术已经足够 ；而对于一些生产数据量庞大、对于延迟要求高的厂家来说，通信技术亟需升级。5G 通信技术的引入能够使得工厂更加高效地对设备进行控制和管理，同时 5G 通信技术还能为企业提供远程办公、远程控制以及数据管理等工具，大幅提高企业的管理和生产效率。物联网和 5G 通信技术的联动，还催生了智能机器人和智能工具。例如，触摸感应手套和其他可穿戴的生产设备，在协助生产人员生产作业的同时，可以最大限度地降低人为操作失误和受伤风险。

3.2发展智慧农业

乡村振兴战略是我国推进农业现代化建设、促进我国农村经济发展的重要战略。随着物联网技术在农业领域应用的不断深入，物联网已经成了我国农业现代化中不可或缺的关键技术。在 5G 通信技术的加持下，数字乡村、智慧农业等现代化农村建设进程不断推进，我国农业正在经历巨大的变革。例如，在养殖领域，通过在养殖场内部布置温湿度、二氧化碳等传感器，可以实时对养殖场内的温湿度以及气体浓度等进行监控，确保养殖场内环境处于最佳状态，同时也方便养殖人员进行防疫管理、疾病归档。又如农村地区的植物保护，应用物联网技术和5G 通信技术，可以自动探测并记录区域内的各种环境信息，再通过计算机进行分析，可以精确地对植物的生长和病虫害情况进行观测。一旦预测到潜在病虫害的发生，还可以通过无人机喷洒药水，实现对农村地区植物的动态保护。

3.3打造智慧交通

随着我国城市居民人口及汽车保有量的不断提升，城市交通问题愈发凸显。在这一大背景下，无人驾驶和车联网作为解决城市交通难题的重要手段，受到全社会的高度关注。无人驾驶汽车在减少城市交通拥堵、降低事故发生率及提高道路、汽车利用率等方面均具有重要价值。车联网技术是将所有车辆连入互联网中，实现车辆信息的共享，再通过云端大脑分析城市车流数据，为城市交通指挥决策提供辅助。无论是无人驾驶还是车联网，均对通信网络有着极高的要求，不仅需要更大的带宽、更高的连接速度、更低的延迟及更多的连接数量，而且还需要极高的抗干扰性及系统可靠性。相信在物联网技术及5G 通信技术的加持下，无人驾驶及车联网中的各项难题会被逐步攻破。

结束语：综上所述，随着5G通信技术的发展和广泛应用，物联网的发展前景变得愈发明朗。5G通信技术与物联网相互融合是物联网和5G通信技术未来发展的重要方向，对于解决物联网所面临的网络技术难题，推动万物互联有着重要意义。相关领域工作人员要明晰5G通信技术与物联网技术对于彼此发展的重要性，将5G通信技术融入到物联网的发展模式，充分发挥5G通信技术的应用优势，开启物联网发展的新纪元，实现信息传输和网络建设的同向发展。此外，不断研发各类5G通信技术与物联网融合发展下的功能应用，为人们的日常生活和生产提供更加便利可靠的服务。

参考文献：

[1]杨晨彬.物联网形势下的5G通信技术应用[J].通讯世界,2019,26(12):84-85.

[2]杨万辉.5G通信技术背景下物联网应用发展[J].通讯世界,2019,26(12):121-122.

[3]张宁,杨经纬,陈启鑫,等.面向泛在电力物联网的5G通信:技术原理与典型应用[J].中国电机工程学报,2019,39(14):4015-4025.

[4]左培良,王建平,唐天德.5G通信技术背景下物联网应用发展窥探[J].无线互联科技,2019,16(4):11-12.

[5]余世平.基于5G移动通信技术的物联网应用分析[J].电子世界,2019(3):174+176.