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【摘要】目前為止,4G技術已經在社會中得到了全面普及,普遍應用,而隨著科學技術的迅猛發展,5g技術也有了新的突破,在試驗方面有了新的進展,很快就會投入市場,5G技術必然成為新一代通信技術。物聯網作為新興戰略性產業,必然會與5G技術進行融合。本文對5G技術,物聯網做了大概陳述,也對未來5G時代物聯網的一些應用進行了簡要概括。
【關鍵詞】5G;物聯網;應用
一、5G網絡概述
業界一般認為,移動通信每十年更新一代,在2G時代是語音服務與低速數據業務,3G時代是語音服務和移動多媒體業務,4G時代主要給人類提供是寬帶業務。2012年全球主要國家和地區啟動5G研究工作,2015年ITU(國際通信聯盟)正式5G未來發展趨勢,框架結構,關鍵技術等。5G網絡,第五代移動通信技術,在5G技術快速發展的今天,世界各國之所以對5G都高度關注,是因為5G技術的高速率,大容量,低延時,電池壽命長等4G無法替代的優點。1、5G具有高速率的特點。4G的速率是100Mbps,而5G將達到1Gbps,5G的速率將遠超4G速率,是4G速率的數倍,根本原因是5G將采用高頻毫米波進行數據傳輸,不存在頻段擁擠的問題。對于高頻毫米波的穿透性差的缺點,5G采用天線陣列和波束賦性,波束追蹤技術等技術相結合的手段解決了這一難題。2、5G具有大容量的特點。在每平方公里的土地上,5G的容量將達到4G容量的1000倍,5G連接設備數量也將超過一百萬個,遠超4G連接設備數量。除此之外,5G最大的改進是能夠支持不同設備進行連接,除了手機和平板電腦,還有各種佩戴式裝備,以及家庭設備等。3、5G具有低延時的特點。至于網絡時延,3G是100毫秒,4G是20—30毫秒,華為高管楊超斌曾經說過,要讓5G的時延縮短到1毫秒。5G網絡達到1毫秒的網絡延時,必須對網絡架構做出相應的調整,如果仍然是過去的終端到基站到核心網,所有業務下來,達不到1毫秒的要求,而未來的5G網絡將是以云計算為基礎的網絡架構。
二、物聯網概述
物聯網顧名思義,物物相連的互聯網,簡稱IOT。物聯網是通過連接物理對象徹底改變先前異構設備單一的使用方式,例如,可通過互聯網與洗衣機,電飯煲,手表,智能手機,佩戴設備等,從而實現人與人,人與物,物與物之間的互通。1、物聯網關鍵技術。物聯網有三大關鍵技術,傳感器技術,RFID標簽,嵌入式系統技術。傳感器技術主要進行信號形式轉換,包括模數轉換和數模轉換,RFID標簽也是一種傳感器技術,在自動識別方面有重要作用,嵌入式系統技術是一種結合技術,結合了傳感器技術,計算機軟硬件,集成電路技術,電子技術等技術,對接收的信息進行分類處理。2、物聯網三層體系結構。物聯網一般認為分為三層結構,感知層,網絡層,應用層。感知層主要是感知識別功能,主要進行信息采集,轉換和收集功能,網絡層主要完成信息的傳遞和處理,應用層主要完成數據的管理與處理功能。
三、5G在物聯網中應用的優勢
1、信號覆蓋面廣。5G技術將成為物聯網發展的關鍵技術,由于5G采用天線陣列,波束賦性,波束追蹤技術與MIMO電路相結合的手段,擴大了信號覆蓋范圍,為用戶提供了移動性和連續性的目標,在物聯網的應用中給用戶提供了高速數據服務,為物聯網發展奠定了堅實的基礎。2、熱點容量高。5G網絡采用多基站通信方式,在覆蓋區域范圍內存在局部熱點區域,可為用戶提供快速數據傳輸服務,從而網絡流量密度升高。用戶能夠隨時接入網絡,減少了掉線情況發生。所以在5G的技術支撐下,物聯網能夠為用戶提供100Mbps的體驗速率。3、延時低與可靠性高。車聯網,智慧社區,工業控制等垂直行業對時間延遲的要求很高,而5G技術的實驗可以縮短到1毫秒,所以可以通過5G技術實現物聯網端到端的時延很低,業務可靠性得到保障。4、低功耗和大連接。低功耗性能主要適應于數據采集的情況,比如氣候監測,智慧農業,交通系統等,這些情況都是數據包較小,海量連接以及低功耗特點。由于網絡連接范圍廣泛,連接量較大,不僅要求網絡有很強的連接能力,也要求終端消耗在較低的水平。
四、5G在物聯網中的應用
1、綠色建筑。最近幾年社會一直提倡綠色發展,綠色發展不僅體現在環境保護上,更體現在生活中的方方面面,綠色建筑就是一個重要方向。將5G技術與物聯網技術相結合運用到建筑設計和建筑應用中,可以推進建筑外部和建筑內部的綠色環保,方便節能,對人們的生活更是起到了重要的便利作用。2、智能家居。由于物聯網概念的興起,使智能家居的設想也隨之出現,并且到目前為止,智能家居的應用也初步有了進展,比如,智能電飯煲,智能浴室,智能廚房,智能安防等都是很好的體現。智能家居包括信息采集,感知識別,語音識別,圖像處理等,需要大數據,云計算等物聯網關鍵技術的支撐,也需要5G技術的融合運用。3、智慧生活。5G技術的誕生和物聯網技術的發展必將對人們的生活產生更大影響,在城市生活中,“共享單車”,“滴滴出行”等都對人們的出行產生了巨大變革,還可以利用“美團”,“餓了么”等APP進行點購外賣等,都是智慧生活的重要體現,相信在未來,5G和物聯網的結合會使人們生活更加方便。
結束語
5G技術的高速率,低時延,大容量等特點為物聯網的井噴式發展奠定了堅實的基礎,5G和物聯網技術的結合應用潛力巨大,前景廣闊可觀,會推動智慧生活,智慧城市的發展,必然對人們的生產生活產生巨大變革。
參考文獻
[1]章偉飛.5G網絡中物聯網應用探討[J].中國新通信,2018(5):155-156.
[2]王若其.三網融合下PON網絡維護管理方法探討[J].信息通信,2018(10):257-258.
作者:劉五一 劉寧寧 張茜 單位:河北農業大學信息科學與技術學院