关于物联网形势下的5G通信技术应用

周海涛 吴雨桐 陈晓晓

广东南方通信建设有限公司 广东中山 528473

1 物联网与5G通信技术

物联网是互联网的一种特殊表现形式，主要是以互联网为基础，结合物品本身配套的射频识别或者条形码等传感设别，进行信息的收集，实现智能识别的同时，也可以为管理决策的制定提供参考依据，属于一种智能化的网络系统，集成了传感技术、跟踪识别技术、智能优化技术以及通信协议等。物联网属于第三代网络，集成了新一代的网络信息技术，强调以电子信息作为基础和前提，通过对传统网络的优化创新来保证数据信息传输的效果，能够推动现实世界的数字化，其本身有着极其广泛的应用范围，能够对物与物的数字信息进行统合整理，于工业制造、农业生产、物流运输、智能环境等方面发挥着积极作用[1]。

5G（5th-Generation）指第五代移动通信技术，是4G的延伸和拓展，其性能目标体现在能源节约、延迟减少、成本降低等方面，凭借较高的系统容量，能够支持大规模设备连接。与2G、3G和4G一样，5G同样为数字蜂窝网络，供应商服务覆盖区域会被划分为多个较小的地理区域，即“蜂窝”。相比较当前的4G主流运动通信技术，5G的优势体现在很多方面，如数据传输速率远远超过了以往的蜂窝网络，可以达到10Gbit/s的极限值，即时对比数据传输速率较高的4G网络，单纯在数据传输的速度上也要超出百倍，甚至超过了现阶段大部分有线互联网。同时，5G网络拥有更快的响应时间，网络延迟一般在1毫秒以内，因此其不仅能够为手机等移动设备提供网络服务，还可以提供家庭网络和办公网络服务。

2 基于物联网背景的5G通信技术运用

2.1 MIMO技术

物联网背景下，5G通信技术运用可通过较大规模的MIMO技术，同步收发多范围内的无线网络信号，并且借助天线合力强化信号传递效果。同时在频谱带宽、天线的发射功率不存在变化时，提升物联网通信系统信道容量，增强其信道利用率。自4G时代后，OFDM推动着5G多天线技术的创新发展，甚至在5G通信技术运用中，将2T2R更新为8T8R。而5G通信技术在8T8R基础上，拓展信道，适量增加天线数量，使5G系统能够支持物联网独立空间数据传输体系，满足物联网通信的速率、容量要求[2]。

2.2 自动驾驶

无人驾驶技术的普及将彻底改变城市交通的管理方式。当所有车辆都由各自的处理单元控制而非人类驾驶，所有车辆就需要一个统一的交通管理中心来实现高效的车辆调度。

要实现这个功能，首先有两个基础性的问题要解决。一是在整个行驶路段，车辆始终处于信号覆盖和有效连接中。这要求5G信号覆盖面广，接入容量高，不会出现局部接入设备饱和状况。二是5G要实现自动驾驶，汽车需保持适当的速度和足够的安全距离，以便对运行状况有足够的反应时间。车辆在行驶中，需将环境信息通过通信网络快速反映到交通管理中心，交通管理中心对定位信息、导航信息和环境信息经计算，将指令无延时发送到车辆，不间断的指挥车辆完成全程路线。这些高效率，低延时，高密度的信息传输，都需要5G通信。

2.3 高频段传输技术

物联网形势下，各行各业的发展对于网络容量和数据传输速率都提出了更高的要求，以当前的4G通信技术为例，系统频段多集中在3GHz以内，基本能够满足日常数据传输需求，但是在遇到大规模线上活动的情况下，数据传输量的迅速增长会将频段资源缺乏的情况凸显出来，引发网络拥挤问题，影响用户的使用体验，想要对相应的问题进行解决，需要高频段技术的支持。高频段传输技术下，宽带可以达到284.7GHz，是微波全部带宽的12倍，相比较微波，毫米波的频率集中在27.3-350GHz，本身尺寸并不大，能够实现信号天线的小型化，在缩减设备体型的同时，也可以促进网络速率的提高，满足超高速短距离通信[3]。

2.4 智能制造

在当前时期，蓝牙、无线网等技术应景被广泛运用在制造车间中，但其可靠性、安全性存在明显的局限性。而智能制造理念是通过工业化物联网技术，以及AR眼镜在云端控制机器人，从而协助工作人员完成各行业装配任务。再者，5G通信技术能够为智能制造系统，提供可靠无线网络，进而满足协作机器人的数据同步分析要求，使员工借助远程云端操作，更为便捷、精准的完成制造生产任务。

2.5 物流自动化管理

物流自动化包括运输、储存、保管、包装、装卸、搬运、配送、物流信息等要素，是利用5G通信技术、物联网和AI技术，通过对实时物流信息的采集为企业产品物流跟踪系统提供数据来源，进而实现车辆人员自动化管理。其完成的主要功能为：订单管理、智能调度、在途跟踪、回单管理、自动计费、自动对帐结算、和仓库的智能管理。

仓储环节，通过识别物体的形状，实现仓库空间的合理利用。在发运环节，实现商品自动分拣、包装提升效率。在5G的支持下，搬运机器人之间实现互联，极大的提高了工作效率，并将货损率降到了最低。5G网络的全程覆盖，信息的高速传输，可使整个运转过程实现视频监控实时跟踪，实现物流信息的高效管理。通过5G通信与物联网的结合，可实现配送路线的合理规划，保证物品高效、以最佳路线配送到客户指定地点，并通知领取。

3 结语

对于时代的发展来说，5G大数据时代的到来，对我们的生活和工作都是有利无害的，各行各业都对其展现出了极大地期待和高度的热情，并在其中投入了巨大的人力物力，争相实现技术上的突破。我们相信在不远的将来，人类一定会踏入5G通信物联网时代，利用5G通信技术实现真正的智慧生活。