5G通讯技术推动物联网发展
作者：admin 来源：未知 日期：2020-05-08 08:34人气：
摘 要： 目前5G通讯技术日趋成熟并逐渐投入商用，这也是物联网发展的一个重要契机。本文针对5G通讯技术的现状、发展前景和物联网快速发展的需求，分析了5G通讯技术与物联网结合发展的必要性，探讨在5G通讯技术正式商用的背景下物联网可能出现的应用。
关键词： 5G通讯技术; 物联网; 应用;
1、 5G通讯技术的概述与发展
1.1、 5G通讯技术概述
5G，即第五代移动通讯技术（5th generation mobile networks），是前代蜂窝通讯技术的延伸。现如今，商用的5G频谱带宽已经能够达到100MHz，频谱不断变宽是移动通讯最明显的趋势，2G时的频谱只有200KHz，只能满足语音文字的传递，3G时频谱扩大了到5MHz，让移动互联网成为可能，4G则扩大到了20MHz，可以流畅播放视频。根据历代通讯技术的发展特性，5G通讯技术将具备超高的每秒传输数率和能效。[1]相较前代的通讯技术，5G通讯技术的主要优势在于：高达10Gbis/s的传输速率，这个速率不仅是高于以前的蜂窝网络，而且超过了目前的有线互联网。另一个优点则是相较之前更低的网络延迟，5G的ping<1ms，而4G为30-70ms。
1.2、 5G通讯技术的现状与发展前景
在2018年3GPP(3rd Generation Partnership Project）规划公布了5G标准之后，各国5G商用化进程也都进入了快车道。美、日、韩等发达国家早在2017年-2018年就部署了5G通讯的测试网络，并且计划在2019年全面部署国际统一标准的设备。同时，5G网络套餐的推出也被很多国家的运营商提上日程。例如芬兰于2018年底就已经开通了5G网络的商用套餐，韩国也与2019年4月发布了5G网络套餐。
现今，中国5G发展已经走在了全球的前端，在5G中频频谱的提供上，中国超过了所有国家，一直处于领先地位。无论是技术支持还是设备配备，中国公司华为也始终占据着极大的优势。国内的运营商取得商用牌照后，制定5G网络套餐也在有条不紊的进行。中国的5G新时代已经变得可视化，2019年也成为了中国的5G元年。
随着5G通讯技术的发展壮大，一些未来电子信息产业如智能家居、智能医学、VR/AR技术、智能城市等都会得到技术上的输入，并取得极大的进展。
2 、物联网的概述与快速发展需求
2.1、 物联网的概述
物联网概念最早是在1999年由Auto-ID中心的教授Ashton在研究射频识别（Radio Frequency Identification,RFID）时提出的，但是在后续的发展中，国际电信联盟（International Telecommunication Union）改变了物联网原有的概念，重新定义了物联网，物联网也不再局限于RFID技术，覆盖范围得到了扩充。物联网的定义为：联网后的各种物品通过RFID传感技术将获取的信息上传至互联网，再由物品内置的硬件和软件系统实现智能化的管理。通俗易懂解释为：通过传感设备来使得万物互联，并实现操作。物联网通过内部的工作模式划分了三层结构，即获取信息的感知层、传输数据的网络层和处理数据并实现操作的应用层。三层结构相互合作、协同完成真正意义的“万物相联”。[2]参与物联网架构的技术如RFID技术、传感器技术和云计算等就分别应用于这三层结构，通过管理协调，搭建起一个完整的物联网体系。
2.2 、物联网的快速发展需求
物联网拥有极大的社会意义，具体的说，就是把信息传感器和网络连接设备安装到如门、窗帘、床等这样的家居中又或者是环境系统、交通系统、供水系统等公共资源体系中，互联网就不再局限于手机和电脑这样的终端，而是辐射到所有的物体，互联网更加立体化，使人类社会与物理系统得到整合。这个整合体系，通过大数据集成的人工智能，达成对整合网络中的资源进行实时管理，在这样的基础上，人类可以更加高效精细的管控这些动态的资源，减少资源浪费和提高生产力水平，缓解当下的环境危机。物联网作为一种多种技术结合的新兴应用，正是当下信息化社会继续发展进步迫切需要的产物。
3、 5G通讯技术推动物联网发展
5G通讯技术的高速率数据传输、低延迟和广域覆盖毫无疑问能在这物联网的三层架构中发挥极大的能效和影响力。曾经，限制物联网发展的主要难题在于IPv4资源的紧缺以及网络延迟。但是如今，IPv6日趋成熟并投入使用的情况下，IPv4资源紧缺的问题便迎刃而解，所以5G通讯技术的投入使用就成为了物联网发展的极大助力。未来物联网的需求不断增加，关键技术的成熟就极大地刺激了行业的发展。可以预见的是———在5G通讯技术的加持下，早就蓄势待发的物联网行业将在近几年掀起世界信息产业发展的第三次浪潮。
物联网的发展与5G通讯技术紧密相关，5G网络的出现使得物联网不需要单独开辟新的局域网，降低了物联网的建设成本，使物联网的发展有了坚实的基础。同时，5G的灵活性正适合来处理物联网的多样化数据，5G与物联网的协同发展，必将成为未来科技的主旋律。[3]
3.1、 智能家居
物联网将智能家居的发展引回正轨。此前，由于厂商都有各自的想法，智能家居协议接口并不统一，这就导致了智能家居的里面的碎片化十分严重，没有形成健康的生态系统，也就阻滞了智能家居的技术发展。在5G通讯技术的统一标准下对目前的智能家居协议接口进行整合后，智能家居的联网率也将会显着地提高。在与5G融合的物联网下，智能家居安全、便利和环保等特点将会有效的持续，实现真正的智能化。由于智能家居应用于人类的生活起居，智能家居的发展前景也会非常广泛。
例如智能门锁，它利用指纹锁，虹膜识别等现有技术，在通过了5G通讯技术加入物理网系统后，安全性不仅得到了进一步提升，在识别和管理性方面也会更加智能化简便化。又如智能窗帘，智能窗帘是在物联网系统下，通过RFID技术监控室内外环境情况，反馈到连接网络的硬件系统来自动调控控光线强度、空气湿度、平衡室温等。
3.2 、智能医学
健康是人类永恒的追求，无论人类的发展到哪个阶段都离不开医学，在这个大背景下的5G-物联网-医学也将得到融合发展。智能医学旨在探索人机协同的智能化疗诊断方法和临床应用，它强调新兴智能技术在医学中的应用，包括智能感知、智能分析和智能决策，通过学习医学数据的人工智能最终也要使用物联网技术回归到病人本身。5G技术的低延迟和物联网极强的可时事操作性完全符合智能医学所需，例如根据数据库的得出临床诊断或是实时的远程手术，如果这些技术能应用在现代医学，不仅能够提升医疗水平，也能缓解当下医疗资源紧缺的情况。
3.3 、智能城市
智能城市是国家信息化的重要内容之一。5G融合下的物联网是打造智能城市的关键。物联网RFID的监控和5G通讯技术的快速反馈能更好地监控生活环境、管理公共资源从而实现智能城市。
智能交通系统是智能城市中的翘楚，它由交通信息采集系统、信息处理分析系统和信息发布系统组成，工作方式简要来说就是先由路况信息采集的仪器将信息输入到互联网下的的信息处理分析系统，再由系统将处理后的信息发布到车载终端或手机，通过这样实时、准确的方法，交通运输管理系统的工作效率会得到提升，人们的交通安全和交通便利也会得到保障。5G通讯技术加持下的物联网一定能改变整个城市的交通运输管理系统。
智能城市的实现，不仅能提高城市的生活水平，还将会优化城市中各类资本的配置，公共资源的分配会更加合理，由此能够节省大量资源、提高整体效率、促进经济发展、推动社会进步、改善生态质量，从而加速实现国家可持续发展战略目标的进程。
4 、结束语
5G通讯技术的日趋成熟和投入使用必然会推动物联网的发展到达一个新的高峰，使万物互联变为现实。5G技术和物联网结合发展的产物也将不断的涌现，满足当下的社会需求，极大地改善人类的生活。我们正将迎来一个以5G融合下物联网为基石的信息化社会。
参考文献
[1]尤肖虎，潘志文，高西奇，等.5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J].中国科学：信息科学，2014(44):551-563.
[2]赵玉霞.5G与物联网发展趋势分析[J].电子技术与软件工程，2016(22):17.
[3]王家旭，王文成，王浩年.浅析基于5G技术的物联网应用[J].中国新通信，2019(16):117-118.
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