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【摘要】物联网是现代通信技术的产物，5g通信技术低时延、低功耗、高可靠的特点会对物联网的发展起到良好的促进作用，将会推进物联网在工业上的“两化融合”，使得远程医疗、自动驾驶、物流自动化管理、家用电器集中管理、安防监控、农业自动化等方面得到快速应用。本文主要介绍了物联网和移动通信技术的发展，重点阐述了移动通信技术在物联网中的应用，并对其未来发展提出了展望。
【关键词】5G;通信技术;物联网;应用
引言：
随着人们对传输信息的要求提高和社会移动通信技术的发展，从早期的2G、3G到4G，中国移动网络经历了三十多年的快速发展。2019年6月6日，工信部正式5G牌照，三大通信运营商和中国广播电视网络有限公司均获牌，这意味着中国正式进入5G移动通信技术时代。5G移动通信的特点为低时延、低功耗、高可靠性，其使得网络的速度得到快速提升。与此同时，在网络中也融入了巨大数量的终端，实现了物联新技术。网络的发展将加快未来工业上的“两化融合”、远程医疗、自动驾驶等物联网的诞生和普及。
一、定义
1.15G通信技术概述
2G、3G都提供语音服务与数据业务，只是速度较低，4G还提供宽带业务。2012年，ITU开始进行制定5G标准的早期研究与计划工作。5G网络属于数字类型的蜂窝网络。蜂窝是指通过划分供应商所覆盖的服务区所得到的小范围地理区域。在蜂窝区域中的所有5G设备可以通过本地天线阵、低功率自动收发器/发射机/接收机与蜂窝中的无线电波进行通信。在无线回程连接和高带宽光纤的作用下，使得本地天线与互联网和电话网络得以连接。和目前使用的大多的手机相同，在用户从现处的蜂窝区域到一个新的蜂窝区域，用户所携带的无线设备也会随之变换到新的蜂窝网络中。5G网络的优势主要在于拥有超快的连接速度、较低的网络延迟。由于5G网络数据传输快、宽带化、综合化、智能化的特点，5G网络的竞争力不仅仅只是体现在手机的无线服务中，同时也对有线网络有较强的竞争力，如大众家庭及办公网络环境。
1.2物联网概述
物联网是指嵌入式物理设备,具有计算机化系统，如华为的鸿蒙操作系统；通过智能感知、识别技术、5G通信技术等联接于网络。并根据外界环境变化自动感知，与其它多个设备交换数据，并响应其它设备的指令完成指定动作[1]。物联网的每一个设备都需要由两部分组成。一是网络设备，即通过5G技术接入网络。任何一个物联网设备都离不开网络。二是智能手机或移动终端，每个物联网终端都需要另外一个或多个设备进行通信才能正常工作。当我们使用智能手机控制物联网设备时，必须在手机上安装相应APP程序。物联网会对人门的带来方便快捷安全的生活体验，可以涉及健康医疗、工业制造、交通运输、科学农业等各个方面。
二、5G技术在物联网应用的优势
5G通信的主要优势体现在能够提高数据速率、系统容量和大规模设备连接、减少延迟、节省能源、降低成本。
2.1信号覆盖面广
5G通信技术采用massiveMIMO的配套技术：波束管理。massiveMIMO带来的是天线增益增强，并没有因为移动通信的载波频率变得越来越高而覆盖范围变小；华为提出了“上下行解耦”的解决方案。这个方案可以简单理解为“下载用5G，上传用4G”。下载的时候基站通过加大功率，增强5G频段的传输距离和穿透能力，上传的时候就用4G频段，其频率相对较小，可以保证较长距离的稳定传输。这样就能保证更多的用户连续稳定地接入网络。
2.2接入设备容量高
5G采用超密集异构网络，未来无线网络将部署超过现有站点10倍以上的各种无线节点，并且支持在每平方公里范围内为25000个用户提供服务。密集部署的网络拉近了终端与节点间的距离，使得网络的功率和频谱效率大幅度提高，同时也扩大了网络覆盖范围，扩展了系统容量[2]。
2.3延时低和可靠性高
时延指的是数据包从发送端到接收端所需要的时间。5G网络模式为NSA（独立组网）的情况下较4G有着一定优势。而在SA（独立组网）的情况下5G网络模式在低延迟方面相较4G网络模式有着质的飞跃，即更低的延时。理论网络延迟低于1毫秒。低延时使接入端点的状态信息及时传递到网络，为目标的智能运算及接下来的指令的可靠性提供保障[3]。
2.4接入设备的低功耗
考虑了物联网应用的蜂窝网络技术，低功耗是其最大的优势之一。在以往的蜂窝技术中，其主要是应用于每天需充一次电的手机。随着网络的更新，反而新的一代手机比上一代耗电更加多。但在5G网络环境中，针对于只需要发送较少量的无线设备，则可以减少其负载，从而有限降低能耗。功耗的降低，对物联网设备的使用和物联网的发展有非常巨大的益处。在物联网的部署和解决过程中，较小的设备具有较强的灵活性，与此同时延长了设备的使用寿命，这就意味着设备可以在现场停留更长时间，减少了昂贵的维护费用。
三、5G通信在物联网中的应用
5G技术的发展日渐成熟，在物联网的发展中，5G所具有的优异的性能提供了更好空间，同时在人类的生活上也带来巨大的便利性。接下来通过对5G通信技术的特点，主要阐述其在远程医疗、自动驾驶和自动化物流管理中的应用。
3.1远程医疗
现今在我国，医疗资源的分布十分不平衡，华东的经济发达城市拥有十分丰富的医疗资源，而在我国的中西部及边远地区，医疗资源则较为薄弱，跨区医疗难度大。5G通信技术和物联网结合实现远程医疗，可以克服地域限制，成为解决医疗资源不平衡的途径之一。5G技术可以实现实时信息共享、远程会诊、远程医疗教学、实时健康监控、远程手术等，可以有效地促进医疗领域的改革与进步[4]。临床上广泛使用的系统包括医院信息系统、实验室（检验科）信息系统、以及图像存储系统。信息系统内存储的信息可以通过5G通信讯技术实现对医学信息的采集、传输、处理、存储和查询，进而对远程患者做出治疗、诊断、保健、会诊。甚至在一些具备硬件设施的医院可以实现远程手术。例如2018年12月18日，解放军总医院第一医学中心利用5G网络，远程无线操控机器人床旁系统，成功进行了肝小叶切除手术。
3.2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[5]。
3.3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。
四、总结
5G技术的信息传输高速率、信息接收低时延、接入端的大容量等特点为物联网的高速发展奠定了坚实的基础，5G移动通信技术应用加速物联网的发展，越来越受到世界的广泛关注。近些年5G通信技术在物联网的应用也引起我国相关部门的重视，并逐步加大5G通信技术物联网在远程医疗、自动驾驶、物流自动化管理、家用电器集中管理、安防监控、农业自动化等方面的应用，这必将改善我们的生活。
参考文献
[1]许敏,刘亚辉.物联网技术体系架构[J].数字通信世界,2015(12):43-47.
[2]杨宇辰,刘长江,陈星屹.5G通信中数据传输的可靠性分析[J].电子制作,2017(2):51-51.
[3]郭建波.试论5G通信中数据传输的可靠性[J].中国新通信,2017,19(9):13-13.
[4]迟梁,蒋俊杰.5G通信场景与技术分析[J].移动通信,2015(15):88-93.
[5]袁周阳,李超杰.5G通信技术应用场景及关键技术探讨[J].信息通信,2017(7):260-261.
作者:张博文 单位:深圳市盐田高级中学