武欢欢

（陕西国防工业职业技术学院，陕西 西安 710300）

0 引 言

5G通信技术延迟低、带宽大且速率快，能够在短时间内实现海量数据的传输和运算。物联网借助传感技术能够全面扫描物体，以获取更加全面、综合以及精确的信息，然后将收集的数据整合后传递给所有互联网用户。5G通信技术的研发为物联网的发展提供了可靠的技术支撑，使得物联网在更多领域得到了应用。“5G+物联网”运作系统将更好地推动城市发展，在智慧城市建设、安防系统、医疗卫生系统、工业以及运输业等领域具有重大意义。

1 相关概念解析

1.1 物联网

物联网简称IoT，I为Internet，即基于互联网而生的事物。物联网是互联网时代发展的产物，且随着现代信息技术的不断发展，与移动通信技术的联系愈发密切。物联网的发展离不开通信技术的支撑。具体而言，物联网是以网络技术为载体，将互联网与物品联系起来，通过信息识别、交换、智能定位以及追踪等功能实现信息通信。通常情况下，物联网的层次结构分为感知层、接入层、网络层、管理层以及应用层5个部分，如图1所示[1]。其中：感知层连接装置，主要是采集设备信息；接入层与互联网相连，为网络层的信息交换与共享搭建桥梁；管理层主要负责信息管理；应用层结合需求整合与分析采集的数据，以保证物联网各项功能的实现。

图1 物联网的层次结构

1.2 5G通信技术

5G称为第五代移动通信技术，是4G网络的延伸。5G通信技术主要包括网络技术和无线技术两方面。在网络技术领域，包括计算机技术和切片技术等；在无线技术领域，5G涉及面广，包括编码技术和超高密网络技术等。我国将2019年正式定为5G元年，与4G网络技术相比，5G所能承载的数据流量更多，吞吐量是4G网络的1 000倍，因此数据传输速率更快，且在通信网络运行期间能够承载更多的用户。此外，5G通信技术频率利用率是4G的5～10倍，很大程度上缓解了频谱缺乏的问题，为用户提供了更稳定的网络环境。同时，5G通信技术加强了网络安全防护，能够更加有效地保障用户信息，确保用户财产更加安全。

2 基于物联网的5G核心技术

2.1 密集网络技术

5G网络数据传输流量大，本质是借助技术手段接入多种无线，但覆盖面积较小，且当前的网络基础无法很好地进行区域划分。基于现有的网络基础，解决好区域划分问题最有效的方法是使用密集网络技术。密集网络技术的应用需要从以下两方面入手。一方面，在基站周围布设更多的天线，以达到扩展室外网络空间的目的，同时一定程度上增加网络容量。更重要的是，密集网络技术能够使系统的灵活性更强[2]。另一方面，通过在室外布设大量的密集网络，可以在增强网络信号的同时，将各个网络的节点有机结合起来，不仅使信息交互更加精准，而且可以优化信噪比，使得信息传输质量更佳。密集网络技术在5G通信网络中的应用可以增加网络容量，降低延时发生几率，使信息传输更加精准，还能实现网络覆盖下区域的精确划分，进一步优化网络性能。

2.2 SDN/NFV技术

SDN是由美国斯坦福大学提出的一种新型网络架构，称为软件定义网络。NFV是网络功能虚拟化。SDN和NFV均是5G通信技术的基础。在通信技术的发展历程中，为进一步保障5G技术的发展，需要推动云计算与网络融合。通过SDN/NFV技术能够进一步优化通信系统，构建集控制层、应用层以及管理层于一体的通信网络管理体系，从而对通信系统进行自动化管理和调控，减少人为操作，提高运行效率[3]。SDN/NFV技术在5G通信中应用时，通过搭建虚拟网络化结构，可满足不同行业对网络结构的需求。

2.3 高频段传输技术

当前，移动通信网络采用的频段多在3 GHz以内，基本能够满足人们日常使用所需。但是，当发生处于大规模线上活动等特殊情况时，极易出现频谱资源缺乏的情况，从而导致网络出现拥堵，无法满足用户的基本需求。为更好地解决这一问题，5G通信技术加大了对高频段的开发力度，并引入毫米波技术。高频段传输技术设备的体积较小，能够快速实现短距离通信，但由于毫米波穿透力不足，极易受到外部因素的影响。因此，需要在今后的发展中创新射频器件等设备。

2.4 毫米波技术

很多国家频谱资源比较缺乏，可借助毫米波技术在很大程度上丰富频谱资源。毫米波技术是实现最大化提升物联网5G通信技术速度的重点。虽然毫米波优势显著，但依旧存在一定局限，如在纤细传输过程中会因受外界因素的影响，导致毫米波技术的数据传输精确度出现偏差，传输能力被大幅度削弱。为此，今后需要更加深入地研究毫米波，从而确保毫米波技术在实际应用中能够发挥更大的作用。

3 5G移动通信技术在物联网中的实际应用

3.1 智能制造

目前，物联网在制造业中的应用已十分广泛。很多制造车间已经实现了WiFi和蓝牙的普及，虽然这些技术应用优势明显，但安全性能仍得不到有效保障。通过利用工业物联网技术，依托AR智能眼镜可以远程控制云端，推动制造行业的智能化建设。在机器人的协作下能够优化制造车间的操作流程，极大提升生产效率，同时进一步提高生产系统的灵活性，但机器人的应用要求网络延迟控制在1 ms内。5G通信技术能够实现这一要求，可借助其带宽高、延迟低以及安全性强的特点，构建满足机器人操作的无线网络空间，使得机器人协作能够顺利进行[4]。借助AR技术也能够实现远程操作，而且工作效率与质量有所保障，是制造行业今后发展的重要方向。

3.2 智能家居

随着物联网在各行各业中的应用，物物之间的联系更加密切，同时也更便捷，在很大程度上推动了智能家居的飞速发展。当前，智能家电品种多且种类齐，通过信息采集、传输数据、连接终端以及下达命令等指令，可使用户的家居生活更加智能化，如近年来兴起的智能电灯和智能窗帘等。系统会自动感应用户的状态，当用户回家后自动开启电灯，拉开窗帘，用户再也不用在黑暗中寻找开关。同时，智能家居已开始涉及安全设备领域，如烟感系统已经在家居装修中得到普及。当室内出现不明烟雾时，烟感系统将立即触发报警装置，从而有效控制火灾发生率。此外，一些生产企业研发了智能感应门，主要安装于阳台等区域。当遭遇外力破坏时，感应门将会自动拉响警报，极大地保障了人们的财产安全。

3.3 智慧物流

随着电子商务的普及与发展，单纯的人力物流已经无法满足人们的需求。传统物流运输效率不高且物品丢失情况依旧存在，再加之从业人员素质参差不齐，暴力运输和暴力拆箱等事件时有发生，导致近年来无人物流的呼声越来越高。随着5G通信技术的成熟与发展，无人物流将成为现实[5]。最近京东开始铺设无人物流事宜，今后物流行业的发展趋势极大可能朝着无人物流方向发展，其中5G发挥着极为重要的作用，不容忽视。

3.4 无线医疗

近年来，物联网在医疗卫生领域中的应用愈发成熟，尤其是医疗设备对物联网技术的应用极为广泛，可借助一系列可穿戴和便携式医疗设备实现远程诊断和远程手术等。尽管远程医疗发展势头迅猛，但依旧存在诸多漏洞。例如，信号质量不佳时，无法保障治疗的连续性，因此必须要构建具有保障的无线网络。5G通信技术是一种有效手段，凭借其低延时和高传输率的特点，能够使图片与视频的传输率和分辨率更高，便于医生精准诊断患者的病情，从而为远程医疗提供技术保障。与此同时，在远程医疗中借助5G通信技术可避免出现信号中断的情况，使医生对手术的操作和指挥更加精准。

4 结 论

随着物联网的全面普及，凭借5G通信技术的优势，推动两者的有机结合能够在很大程度上提高物联网的安全性能。两者相互促进、相互支持，可为社会发展提供更加科学和有效的技术支持。因此，应进一步加强5G通信技术在物联网中的应用，推动社会进步，为各行业发展提供有效保障。