5G物联网技术应用及发展探究

李媛媛，杨晓敏

（内蒙古自治区邮电规划设计院有限公司，内蒙古 呼和浩特 010070）

0 引 言

5G是融合多项性能的新一代宽带移动通信技术，用户体验速率达到1 Gb/s，时延低至1 ms，用户连接能力达100万连接/km2，可以看出其最突出的特征是高速率、低时延、大连接。5G最大限度地满足了用户的通信需求，是实现人、机、物互联的网络基础设施。物联网是在互联网基础上延伸和扩展的网络，在技术的发展下，5G与物联网实现了有效融合。

1 物联网和5G技术的概述

1.1 物联网概述

物联网是新一代信息技术的主要构成内容，是将各种信息传感设备与网络结合起来而形成的一个巨大网络，可以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。此外，物联网也可以理解为互联网的衍生网络，因为其核心是互联网，在互联网的基础上实现对物与物、物与人的泛在连接，目前已经被广泛应用到各个领域，在社会发展中占据重要地位。

1.2 5G技术的概述

5G是4G的延伸，5G通信技术能满足移动数据流量暴涨的需求，性能得到了全面提升，为用户提供了更加全面和极致的应用体验。在智能化发展的今天，5G的出现也能满足各种先进的智能设备、智能家居、智慧城市等的应用需求，为用户和各个领域提供更便捷的通信服务，给社会带来空前的改变，用户的生活也会发生质的改变。

2 5G物联网技术的特点

5G物联网技术实现了5G与物联网的融合，5G的特点也被充分展现，重点体现在高速率、低功耗以及低延迟3点。

2.1 高速率

互联网的出现使社会发生了翻天覆地的改变，为社会经济发展提供了网络信息支持，同时无线通信也不断进行优化升级，5G通信技术应运而生，为网络传输提供了更高的效率，极大提高了用户的上网体验。高速率的网络发展下，5G物联网技术的用户体验速率达到1 Gb/s，满足了高清视频、虚拟现实等大数据量的传输[1]。随着5G物联网技术的应用和发展，传输速率在未来可能还会得到空前提升，从而给用户更加极致的网络体验。

2.2 低功耗

移动通信从最初的1G发展到现在的5G经历了多次升级和改进，同时也说明我国的通信技术在不断进步。随着移动通信的功能不断完善，4G也成就了互联网经济的繁荣发展，但是随着物联网的出现，4G已经无法满足移动流量暴涨的需求，不得不进行移动通信技术的再次升级。5G的出现验证了4G的不足，在同样的数据流量下，基站的功耗存在显著的差异，4G的基站功耗明显要高于5G。5G在节能技术的支撑下进行了改进和优化，其功耗特点可以保障设备的高效连接，为物联网经济发展提供了支持。

2.3 低延迟

低延迟是5G比较突出的特点，5G延迟误差低至1 ms，很多用户都毫无察觉，由此可见5G通信的强大。5G频谱效率要比长期演进（Long Term Evolution，LTE）技术提升3倍以上，在很大程度上满足了移动医疗、智能家居、环境监测等物联网的应用需求。此外，5G的低延迟弥补了传统网络的缺陷，逐渐应用到了各个行业中，是支撑社会经济向智能化、网络化转型的关键技术[2]。

3 5G物联网技术应用面临的挑战

3.1 通信装置模块升级增加了物联网成本

物联网借助5G实现了网络信息的高效传递，5G物联网技术也成了未来社会发展的新趋势，但在实际运用过程中，由于涉及的行业领域较多，因此会存在众多的物联网装置。各个物联网装置之间的信息传递是通过彼此的通信或者网络协议连接来开展，但是随着通信模块的升级，物联网之间的装置通信可能会受到一定的干扰影响，从而给物联网用户带来不必要的损失。

3.2 对物联网装置数据信息处理要求升高

传统的物联网装置数据信息处理已经无法满足5G通信技术下的信息处理需求，所以对5G物联网装置数据信息处理提出了更苛刻的要求，从而尽可能提升数据信息的处理水平[3]。5G可以实现物联网的高效率传输，还能增加物联网的装置连接，在高速网络传输和众多装置连接中产生的数据信息处理工作量也逐渐上升，而价格低廉、容量小、功耗低的嵌入式物联网装置根本无法实现对海量数据信息的有效处理，所以当下提升物联网装置数据信息处理能力至关重要。

4 5G物联网技术的具体应用

4.1 密集网络技术的应用

密集网络技术是为了适应未来移动数据流量的爆炸式增长、海量设备连接、不断涌现的各类新型业务和应用场景对5G物联网系统提出的新要求。其应用对发展5G物联网技术具有十分重要的作用，主要体现在以下方面。一方面是在宏基站覆盖范围外部设置大量的天线，借助该方式来实现增加物联网容量的目的，从而保障系统的正常运转，达到用户的5G需求；另一方面则是在室外热点区域密集部署低功率的小基站，将小基站组成一个密集的网络节点，从而消除信号盲点，改善各个网络节点的网络环境，提高5G通信的准确性，降低信号干扰[4]。此外，密集网络技术的应用不仅能改善5G物联网通信环境，打破了时间和空间的限制，还扩大了网络覆盖面积，可以发挥5G物联网技术的优势。

4.2 智能化技术的应用

5G实际上是由多个云计算中心汇集成的功能齐全的大型服务器，其高速信息处理是借助网络交换机来实现对不同数据的连接，从而完成海量数据处理。5G物联网有专门处理服务器信息的结算中心，处理过程中的信息区分是依据类型和性质进行区分，并结合用户的需求将不同种类的服务器对应的接到所需要的网络中心。这一智能化技术的应用可以提高用户的联网速度，满足用户的用网需求[5]。

4.3 智慧医疗中的应用

我国各个地区的经济发展存在明显差异，城市的医疗资源与农村就存在显著的差异，但是对于人口基数较大的城市而言，稀缺的医疗资源成了医疗服务面临的主要矛盾[6]。5G物联网技术的出现有效解决了医疗服务面临的难题，其高速率、低延迟等优势提高了医疗资源的利用效率，智慧医疗让远程就医和远距离手术成为了可能，病人还能借助移动医疗设备实现居家治疗和检查。5G物联网可以采集和共享病人的信息，不仅能为医生提供可靠的诊断报告，还能帮助病人制定针对性的健康方案。5G物联网技术已经成了智慧医疗的主要技术支持，实现了远程门诊、远程教学、远程监护等智能操作，如图1所示，为病人就医带来了极大的便利，也解决了医疗资源不足等问题[7]。随着5G物联网技术的成熟和发展，未来还将会为用户提供更多、更全面的健康干预，帮助用户保持健康的身体状态。

图1 5G物联网技术在智慧医疗中的应用

4.4 智慧交通中的应用

我国现阶段大部分汽车的联网还是借助汽车导航，以前的导航系统比较单一，加上传输速率普遍较低，所以出现导航误差的概率较大。5G物联网技术为现代交通工具提供了传感器，只要安装上传感器就可以借助5G通信的优势实现路联网和车联网信息共享。低延迟特点让智慧交通的网络传输延迟控制在了1 ms之内，高速率则可以帮助驾驶员实时掌握和了解路况信息，保障行车安全，推动智慧交通的发展[8]。

4.5 信息指挥管理中的应用

信息指挥管理是在5G物联网技术发展下开设的一种新型通信移动网络模式。与传统的信息指挥管理模式相比，新型网络模式的特征和优势被完美展现，可以有效实现与多种网络的融合，如大数据、人工智能、云计算等。信息指挥管理的功能得到提升，系统的稳定性也越来越强。另外，随着5G物联网技术的成熟，信息指挥管理系统也增设了新的功能，可以有效实现新业务和传统业务的有效分离，5G的优势被展现的淋漓尽致，加快了信息指挥管理系统中软硬件的交互，人工智能处理模块也由此诞生，提高了信息指挥管理的效率和质量[9]。

5 结 论

5G为物联网提供了发展机遇，但同时也面临着一些挑战。随着技术的升级和优化，5G物联网技术也越来越成熟，不仅能满足用户的海量信息处理需求，还能提高信息处理的水平和网络安全。5G物联网技术蕴藏的巨大潜力为未来各领域的数据传输和共享提供了便利，为实现万物互联奠定了基础。