物联网下5G通信技术的应用

物联网下5G通信技术的应用

在5G技术逐渐普及之后,人们对移动网络流量的需求日益提升,且对于“万物互联”的渴求进入了一个新的阶段,如何利用当下的无线网络满足人们对于移动流量与互联的需求,是当下需要重点考虑的问题。现阶段,物联网形式下的5G通信技术主要可以体现为:大规模MIMO技术、智能化技术、新型网络架构技术与密集网络技术,这些技术的出现及应用在一定程度上解决了流量需求问题,但是仍然存在一定的不足,具有发展的空间与余地。这就需要将5G技术进一步结合日常生活中的“物联系统”,融入医疗、车辆、科技、电力、无人控制等各个领域,全面提升各领域的自动化发展水平,体现物联网形势下的5G技术推广优势。

1物联网形势下5G通信技术的基本特征

物联网形势下,5G通信技术应用于各个领域中,逐渐显现出其独特的应用优势,具体如下:第一,传输速率快。结合我国现阶段的实际情况,可以发现,从2G一直到4G,通信技术的信息传输速率逐渐增加,数据信息的传输容量也持续提升,到了5G时期,通信技术的传输速率与容量已经出现了质的变化,其提升效果较为明显。在未来生活中,5G能够为人们提供更多的服务,其由于其自身的传输速率快的特点,能够充分满足教育、医疗、基础服务、通信通讯等各个领域的世界需求。相较之下,4G通信技术虽然也能够在一定程度上实现高速率传输,但是在频谱利用方面仍需完善;而5G通信技术具有较为明显的高频谱利用优势,用户体验速率指标约为0.1-1Gb/s,用户峰值速率甚至可以达到10Gb/S。第二,具有全网覆盖的特点。在物联网快速发展的背景下,各个领域、行业纷纷认识到了通信的重要性,积极引进5G通信技术,结合自身实际特点与发展需求,开展个性化通信定制,以此提升行业的智能服务水平。这种情况,就需要借助5G通信技术,利用其良好的全网覆盖能力,为各类用户提供优质的服务体验,同时满足当下的“万物互联”的发展需求。就当下情况来看,无线网络的用户数量更多,用户之间的连接密度较大,且具有较为敏感的延时要求,这种情况对5G通信技术提出了更高的要求。由此可以分析出,5G通信技术的全网覆盖能力更强。

2物联网形势下的5G通信技术

在物联网快速发展的背景下,5G通信技术逐渐运用于各个领域中,形成多种不同的技术形式,常见技术形式如下:第一,大规模MIMO技术。这一技术形式又可以称为“多入多出技术”,就是指利用多重天线让无线网络的信号能够在同一时间段内实现接收与发射工作,不会由于同时工作而增加天线设备,且信道容量更大,能够有效提升信道的利用率。在大规模MIMO技术的应用过程中,基础空间的数据流量得以增加,频谱利用率成倍提升;这主要是由于正交频分复用技术与天线技术相融合,逐渐发展衍生出8T8R,为引进5G技术,搭建高速率传输系统奠定良好的基础。近两年,由于有源天线单元的构建与应用,这一技术能够实现动态波束赋形,且属于垂直方向,因此被人们称为“3D-MIMO”技术。第二,智能化技术。这一技术是现阶段5G通信技术在物联网中的主要体现形式,同时也是5G通信技术在物联网形势下快速发展的核心体现。在智能化技术的应用过程中,实物产品与人们之间的联系逐渐增多,各种产品逐渐体现出物联化、智能化的发展趋势,比如:可以操作的智能窗帘、能够实现远程控制的扫地机器人、智能居家系统等,且应用频率日益提升,人们的日常生活得以改善,“万物互联”的发展趋势愈发鲜明。在物联网快速发展的形势下,5G通信技术的应用促使各种智能产品连接在一起,人们能够利用云平台、智能手机、手机APP等软件给予控制,进一步实现了5G通信技术服务的多元化。第三,DN/NFV技术。SDN技术与NFV技术主要是代指软件网络与网络功能虚拟,这两项技术也是5G通信技术得以发展的基础。在5G通信技术融入物联网领域的过程中,能够实现技术服务范围的不断扩张,而“三网融合”的出现进一步提升了5G通信技术的安全性与稳定性,在一定程度上推动了5G通信技术的应用与发展。在这一过程中,软件化与虚拟化则成为5G通信技术应用发展的主要方向;利用这两项技术,能够有效构建“三层”机制的网络结构,覆盖应用软件的控制层、管理层与应用层,大大简化了通信网络管理方法,实现自动调解与控制,同时这种虚拟化的网络结构具有较强的适应性,能够满足不同行业的发展需求。第四,新型网络架构技术。5G技术的到来促使通信领域实现了飞跃,相较于4G通信技术,其在覆盖面、传输速率方面具有较强的应用优势。要想明确5G通信技术的通信服务发展方向,就要在通信业务整合的基础上进行拓展,适当增加新的业务形式,同时结合社会整体发展需求,合理架构5G网络结构。这种情况下,新型网络架构技术应运而生,通过将数据与峰值速率结合的方法,构建更加稳定的网络结构,加深网络虚拟化程度,熟悉网络虚拟现实的通信互动,促使用户产生更加真实的使用体验。第五,密集网络技术。在5G通信技术的发展、应用与推广的背景下,工作人员为了进一步拓展5G技术的覆盖范围,提高5G通信网络的运行稳定性,分别通过构建大型的宏基站、扩展室外空间等方法,实现密集网络的构建,从而提升5G通信网络的运行稳定性、灵活性以及实用性。

3物联网形势下的5G通信技术应用具体体现

在5G通信技术的快速应用与推广过程中,上述各种技术形式被运用于5G通信技术与物联网的融合过程中,逐渐研发出了多种不同的5G通信技术支持的物联网智能产品。

3.15G通信技术应用——车联网。随着我国5G通信技术的快速发展,人们将不同的5G通信技术形式引进传统汽车行业中,汽车市场的现代化变革已经是大势所趋。在这一过程中,物联网充分发挥自身作用,突破了传统网络形式的娱乐、辅助功能,进一步融入汽车驱动系统中,形成了自动驾驶、智能语音提醒、编队行驶系统、车辆周期维护智能系统、车辆运行数据传感包等,成为推动汽车行业发展、提升道路安全水平的重要驱动力之一。结合具体案例分析,在车辆的“车联网”系统中,能够通过无线连接实现多个车辆的联系,实现车辆控制系统与云端系统之间的信息交互,利用数据的自动分析与预判功能,减少人为干预;在ToD的远程驾驶系统中,车辆的E2E延时控制范围在10ms左右时,会启动远程紧急制动系统,促使制动下的刹车距离控制在25cm以内,以此提升车辆驾驶的安全性。

3.25G通信技术应用——无线机器人控制。无线机器人云端控制,是基于传统的扫地机器人的基础上,融入5G通信技术,构想机器人的物联网控制系统,促使用户的手机等智能终端与无线机器人相连接,一方面,无线机器人能够通过接受用户的远程传输指令产生反应,完成作业任务;另一方面,能够结合移动终端设备中的数据设置情况,感受周边环境情况,搜集环境数据,结合数据分析情况自动产生作业行为。在《博士预测·未来智能制造》——无线机器人控制分析,明确展示了mPad移动控制单元在机器人控制中的御用优势,向观众展示无线机器人控制系统在移动、控制保障机制、数据搜集、单位区域连接与实时性方面的性能情况,进一步证实了5G技术在无线机器人控制中的应用优势。

3.35G通信技术应用——馈线自动化。馈线系统是我国电力系统中的重要内容,随着我国市场经济的快速发展,越来越多的能源管理企业引进分布式馈线自动化管理机制,建起运用于能源网络的运行与管理过程中,比如:电力网络,充分发挥其可靠性较强、运维成本较低的优势。在实际应用过程中,一些能源管理企业引进馈线自动化技术,促使能源管理系统从传统的集中式管理中解脱出来,能够实现快速响应中断、拓扑计算等功能,且5G通信技术分布式馈线系统设置方案已经成为众多能源管理企业的主要建设与发展方案。

3.45G通信技术应用——智慧医疗。智慧医疗是近两年的热门词汇之一,其主要代指将通信技术、物联网技术融入医疗卫生服务中,构建智能系统支持的基础医疗卫生服务系统,以此实现智能医疗、智慧医疗。在物联网快速发展的过程中,人们将5G通信技术与医疗卫生产品相结合,构建AI医疗服务系统,通过人工智能医疗系统开展医疗咨询服务,同时这一系统还能够接入地区医院呼叫中心、家庭医疗咨询中心中,若老年人或者病患出现身体异常,则其佩戴的智能设备能够搜集到患者的身体数据信息,通过数据分析将分析结果传输到其亲属、当地医疗呼叫中心、社区医院等一些位置,实现对病患、老年人的跟踪服务。

4物联网形势下的5G通信技术应用的发展趋势

结合上述的提到的物联网形势下各项5G通信技术应用现状及具体体现,可以基本分析出,在未来的发展过程中,5G通信技术的在物联网领域中的应用主要具有以下两点发展趋势:第一,摆脱传统网络的限制。在5G网络结构日益完善的过程中,人们的上网速度不断提升,对传输速率与网络覆盖的需求也日益增加,这一情况也意味着人们将来使用手机或者其他移动设备获取数据资料的时间周期会不断缩短,网络运行质量会不断提高,这种情况为5G技术与无线网络、物联网之间的多元化应用提供了良好的基础。第二,物联网5G技术应用形式愈发多元化。结合上文发现,现如今5G技术在物联网的应用范围较为广泛,比如:智慧医疗、无人机操控、馈线自动化等。因此,可以基本分析出,随着5G技术、物联网之间融合进程的日益深化,会出现更多不同形式的通信互联产品,5G技术的发展潜力将被更多的发掘出来,为人们提供更高品质的服务。

5结语

综上所述,越来越多的5G技术被运用于物联网结构中,融入各个领域中,从而出现了:车联网、无线机器人控制、馈线自动化、智慧医疗、无人机控制等不同的5G物联网产品,提升了物联网的发展水平,进一步促进了我国社会现代化的发展进程。要想进一步发挥5G技术的强大应用优势,建议要突破“移动流量”的限制,关注“万物互联”,将5G技术作为物联网发展的重要驱动力,促使其能够全面融入教育、医疗、基础设施、自动驾驶、远程控制、智慧养老、智慧惩治等领域,服务于现代社会日常生活,促进我国科学技术的健康发展。

作者:李会政 单位:山东省邮电规划设计院有限公司