物聯網下5G通信技術的應用

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物聯網下5G通信技術的應用

在5G技術逐漸普及之后,人們對移動網絡流量的需求日益提升,且對于“萬物互聯”的渴求進入了一個新的階段,如何利用當下的無線網絡滿足人們對于移動流量與互聯的需求,是當下需要重點考慮的問題?,F階段,物聯網形式下的5g通信技術主要可以體現為:大規模MIMO技術、智能化技術、新型網絡架構技術與密集網絡技術,這些技術的出現及應用在一定程度上解決了流量需求問題,但是仍然存在一定的不足,具有發展的空間與余地。這就需要將5G技術進一步結合日常生活中的“物聯系統”,融入醫療、車輛、科技、電力、無人控制等各個領域,全面提升各領域的自動化發展水平,體現物聯網形勢下的5G技術推廣優勢。

1物聯網形勢下5G通信技術的基本特征

物聯網形勢下,5G通信技術應用于各個領域中,逐漸顯現出其獨特的應用優勢,具體如下:第一,傳輸速率快。結合我國現階段的實際情況,可以發現,從2G一直到4G,通信技術的信息傳輸速率逐漸增加,數據信息的傳輸容量也持續提升,到了5G時期,通信技術的傳輸速率與容量已經出現了質的變化,其提升效果較為明顯。在未來生活中,5G能夠為人們提供更多的服務,其由于其自身的傳輸速率快的特點,能夠充分滿足教育、醫療、基礎服務、通信通訊等各個領域的世界需求。相較之下,4G通信技術雖然也能夠在一定程度上實現高速率傳輸,但是在頻譜利用方面仍需完善;而5G通信技術具有較為明顯的高頻譜利用優勢,用戶體驗速率指標約為0.1-1Gb/s,用戶峰值速率甚至可以達到10Gb/S。第二,具有全網覆蓋的特點。在物聯網快速發展的背景下,各個領域、行業紛紛認識到了通信的重要性,積極引進5G通信技術,結合自身實際特點與發展需求,開展個性化通信定制,以此提升行業的智能服務水平。這種情況,就需要借助5G通信技術,利用其良好的全網覆蓋能力,為各類用戶提供優質的服務體驗,同時滿足當下的“萬物互聯”的發展需求。就當下情況來看,無線網絡的用戶數量更多,用戶之間的連接密度較大,且具有較為敏感的延時要求,這種情況對5G通信技術提出了更高的要求。由此可以分析出,5G通信技術的全網覆蓋能力更強。

2物聯網形勢下的5G通信技術

在物聯網快速發展的背景下,5G通信技術逐漸運用于各個領域中,形成多種不同的技術形式,常見技術形式如下:第一,大規模MIMO技術。這一技術形式又可以稱為“多入多出技術”,就是指利用多重天線讓無線網絡的信號能夠在同一時間段內實現接收與發射工作,不會由于同時工作而增加天線設備,且信道容量更大,能夠有效提升信道的利用率。在大規模MIMO技術的應用過程中,基礎空間的數據流量得以增加,頻譜利用率成倍提升;這主要是由于正交頻分復用技術與天線技術相融合,逐漸發展衍生出8T8R,為引進5G技術,搭建高速率傳輸系統奠定良好的基礎。近兩年,由于有源天線單元的構建與應用,這一技術能夠實現動態波束賦形,且屬于垂直方向,因此被人們稱為“3D-MIMO”技術。第二,智能化技術。這一技術是現階段5G通信技術在物聯網中的主要體現形式,同時也是5G通信技術在物聯網形勢下快速發展的核心體現。在智能化技術的應用過程中,實物產品與人們之間的聯系逐漸增多,各種產品逐漸體現出物聯化、智能化的發展趨勢,比如:可以操作的智能窗簾、能夠實現遠程控制的掃地機器人、智能居家系統等,且應用頻率日益提升,人們的日常生活得以改善,“萬物互聯”的發展趨勢愈發鮮明。在物聯網快速發展的形勢下,5G通信技術的應用促使各種智能產品連接在一起,人們能夠利用云平臺、智能手機、手機APP等軟件給予控制,進一步實現了5G通信技術服務的多元化。第三,DN/NFV技術。SDN技術與NFV技術主要是代指軟件網絡與網絡功能虛擬,這兩項技術也是5G通信技術得以發展的基礎。在5G通信技術融入物聯網領域的過程中,能夠實現技術服務范圍的不斷擴張,而“三網融合”的出現進一步提升了5G通信技術的安全性與穩定性,在一定程度上推動了5G通信技術的應用與發展。在這一過程中,軟件化與虛擬化則成為5G通信技術應用發展的主要方向;利用這兩項技術,能夠有效構建“三層”機制的網絡結構,覆蓋應用軟件的控制層、管理層與應用層,大大簡化了通信網絡管理方法,實現自動調解與控制,同時這種虛擬化的網絡結構具有較強的適應性,能夠滿足不同行業的發展需求。第四,新型網絡架構技術。5G技術的到來促使通信領域實現了飛躍,相較于4G通信技術,其在覆蓋面、傳輸速率方面具有較強的應用優勢。要想明確5G通信技術的通信服務發展方向,就要在通信業務整合的基礎上進行拓展,適當增加新的業務形式,同時結合社會整體發展需求,合理架構5G網絡結構。這種情況下,新型網絡架構技術應運而生,通過將數據與峰值速率結合的方法,構建更加穩定的網絡結構,加深網絡虛擬化程度,熟悉網絡虛擬現實的通信互動,促使用戶產生更加真實的使用體驗。第五,密集網絡技術。在5G通信技術的發展、應用與推廣的背景下,工作人員為了進一步拓展5G技術的覆蓋范圍,提高5G通信網絡的運行穩定性,分別通過構建大型的宏基站、擴展室外空間等方法,實現密集網絡的構建,從而提升5G通信網絡的運行穩定性、靈活性以及實用性。

3物聯網形勢下的5G通信技術應用具體體現

在5G通信技術的快速應用與推廣過程中,上述各種技術形式被運用于5G通信技術與物聯網的融合過程中,逐漸研發出了多種不同的5G通信技術支持的物聯網智能產品。

3.15G通信技術應用——車聯網。隨著我國5G通信技術的快速發展,人們將不同的5G通信技術形式引進傳統汽車行業中,汽車市場的現代化變革已經是大勢所趨。在這一過程中,物聯網充分發揮自身作用,突破了傳統網絡形式的娛樂、輔助功能,進一步融入汽車驅動系統中,形成了自動駕駛、智能語音提醒、編隊行駛系統、車輛周期維護智能系統、車輛運行數據傳感包等,成為推動汽車行業發展、提升道路安全水平的重要驅動力之一。結合具體案例分析,在車輛的“車聯網”系統中,能夠通過無線連接實現多個車輛的聯系,實現車輛控制系統與云端系統之間的信息交互,利用數據的自動分析與預判功能,減少人為干預;在ToD的遠程駕駛系統中,車輛的E2E延時控制范圍在10ms左右時,會啟動遠程緊急制動系統,促使制動下的剎車距離控制在25cm以內,以此提升車輛駕駛的安全性。

3.25G通信技術應用——無線機器人控制。無線機器人云端控制,是基于傳統的掃地機器人的基礎上,融入5G通信技術,構想機器人的物聯網控制系統,促使用戶的手機等智能終端與無線機器人相連接,一方面,無線機器人能夠通過接受用戶的遠程傳輸指令產生反應,完成作業任務;另一方面,能夠結合移動終端設備中的數據設置情況,感受周邊環境情況,搜集環境數據,結合數據分析情況自動產生作業行為。在《博士預測·未來智能制造》——無線機器人控制分析,明確展示了mPad移動控制單元在機器人控制中的御用優勢,向觀眾展示無線機器人控制系統在移動、控制保障機制、數據搜集、單位區域連接與實時性方面的性能情況,進一步證實了5G技術在無線機器人控制中的應用優勢。

3.35G通信技術應用——饋線自動化。饋線系統是我國電力系統中的重要內容,隨著我國市場經濟的快速發展,越來越多的能源管理企業引進分布式饋線自動化管理機制,建起運用于能源網絡的運行與管理過程中,比如:電力網絡,充分發揮其可靠性較強、運維成本較低的優勢。在實際應用過程中,一些能源管理企業引進饋線自動化技術,促使能源管理系統從傳統的集中式管理中解脫出來,能夠實現快速響應中斷、拓撲計算等功能,且5G通信技術分布式饋線系統設置方案已經成為眾多能源管理企業的主要建設與發展方案。

3.45G通信技術應用——智慧醫療。智慧醫療是近兩年的熱門詞匯之一,其主要代指將通信技術、物聯網技術融入醫療衛生服務中,構建智能系統支持的基礎醫療衛生服務系統,以此實現智能醫療、智慧醫療。在物聯網快速發展的過程中,人們將5G通信技術與醫療衛生產品相結合,構建AI醫療服務系統,通過人工智能醫療系統開展醫療咨詢服務,同時這一系統還能夠接入地區醫院呼叫中心、家庭醫療咨詢中心中,若老年人或者病患出現身體異常,則其佩戴的智能設備能夠搜集到患者的身體數據信息,通過數據分析將分析結果傳輸到其親屬、當地醫療呼叫中心、社區醫院等一些位置,實現對病患、老年人的跟蹤服務。

4物聯網形勢下的5G通信技術應用的發展趨勢

結合上述的提到的物聯網形勢下各項5G通信技術應用現狀及具體體現,可以基本分析出,在未來的發展過程中,5G通信技術的在物聯網領域中的應用主要具有以下兩點發展趨勢:第一,擺脫傳統網絡的限制。在5G網絡結構日益完善的過程中,人們的上網速度不斷提升,對傳輸速率與網絡覆蓋的需求也日益增加,這一情況也意味著人們將來使用手機或者其他移動設備獲取數據資料的時間周期會不斷縮短,網絡運行質量會不斷提高,這種情況為5G技術與無線網絡、物聯網之間的多元化應用提供了良好的基礎。第二,物聯網5G技術應用形式愈發多元化。結合上文發現,現如今5G技術在物聯網的應用范圍較為廣泛,比如:智慧醫療、無人機操控、饋線自動化等。因此,可以基本分析出,隨著5G技術、物聯網之間融合進程的日益深化,會出現更多不同形式的通信互聯產品,5G技術的發展潛力將被更多的發掘出來,為人們提供更高品質的服務。

5結語

綜上所述,越來越多的5G技術被運用于物聯網結構中,融入各個領域中,從而出現了:車聯網、無線機器人控制、饋線自動化、智慧醫療、無人機控制等不同的5G物聯網產品,提升了物聯網的發展水平,進一步促進了我國社會現代化的發展進程。要想進一步發揮5G技術的強大應用優勢,建議要突破“移動流量”的限制,關注“萬物互聯”,將5G技術作為物聯網發展的重要驅動力,促使其能夠全面融入教育、醫療、基礎設施、自動駕駛、遠程控制、智慧養老、智慧懲治等領域,服務于現代社會日常生活,促進我國科學技術的健康發展。

作者:李會政 單位:山東省郵電規劃設計院有限公司

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