試析物聯(lián)網(wǎng)與5G通信技術的融合

袁野，伍建

（1.山東省軍區(qū)，山東濟南，250099；2.四川九洲電器集團有限責任公司，四川綿陽，621000）

2019年將加快5G商用的步伐,加強人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新型基礎設施建設。中國移動在推動5G建設的同時,其智慧黨建系統(tǒng)也應用了包括5G在內(nèi)的一系列技術手段,讓集體直播、在線學習、遠程黨會成為可能,黨建活動不僅實現(xiàn)了“互聯(lián)網(wǎng)+”,也走在了5G技術應用的前沿。同時，《中共中央關于加強黨的政治建設的意見》明確提出:“要積極運用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新興技術，創(chuàng)新黨組織活動內(nèi)容方式，推進“智慧黨建”。隨著我國5G技術的大力建設布局，以及它高速傳輸、低延時的技術特性，賦能于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，將加速該行業(yè)的發(fā)展進程，促進產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的擴大，對該行業(yè)帶來突破性的深遠影響。5G技術指的是5G移動通信技術，數(shù)據(jù)傳輸速度更快，滿足了大型互聯(lián)網(wǎng)活動的需求；并且安全性提升，強大的傳輸速度帶來的低延遲，保證了5G信號在傳輸關鍵數(shù)據(jù)時的可靠性和即時性。此外，5G數(shù)據(jù)量變大，傳輸速度的提升使得5G網(wǎng)絡可以快速傳輸海量長視頻或直播數(shù)據(jù)，這要求它必須具備強大的數(shù)據(jù)處理能力。同時，移動通信網(wǎng)絡也進入到全新的發(fā)展階段，先進的應用實現(xiàn)了5G技術與物聯(lián)網(wǎng)技術的深度融合，二者融合后必將改變?nèi)祟惿a(chǎn)和生活模式，打造更加智能化的社會生活空間，將為經(jīng)濟建設開拓新渠道。

1 物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵

物聯(lián)網(wǎng)指的是物體和物體連接構建的網(wǎng)絡環(huán)境體系，是在互聯(lián)網(wǎng)技術上發(fā)展起來的新型技術種類，具有信息采集、通信等多項功能，可實現(xiàn)實物與虛擬網(wǎng)絡間的有效連接?；ヂ?lián)網(wǎng)在日常運用中通常是通過傳感技術、全球定位技術、紅外感應技術、激光掃描設備來完善網(wǎng)絡體系，完成信息采集、分析、處理及應用等工作。物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上，對各項設備技術加以連接融合，在互聯(lián)網(wǎng)功能基礎上，實現(xiàn)對實物的定位追蹤，準確了解物體的實時狀態(tài)。

物聯(lián)網(wǎng)的構成主要有三部分，感知層、網(wǎng)絡層和應用層。感知層用于進行信息收集、指令執(zhí)行。應用層則是實現(xiàn)網(wǎng)絡及設備連接的重要結構，是實行實物控制的重要技術手段。物聯(lián)網(wǎng)在不同環(huán)境下的應用可起到不同的作用效果，如交通系統(tǒng)中進行車輛控制、工業(yè)企業(yè)中實行生產(chǎn)控制、環(huán)境保護中開展環(huán)境監(jiān)測和管理工作。另外，在物聯(lián)網(wǎng)中使用的傳感設備數(shù)量較多，如物理量傳感器、生物量傳感器等，加快信息數(shù)據(jù)的收集。

2 5G移動通信技術

社會的快速發(fā)展，人們生活環(huán)境的改變，使得移動通信技術在人們生活中的作用也在逐漸凸顯，為社會生產(chǎn)帶來更多便利。同時，為更好的推動新技術發(fā)展進程，移動通信技術也在不斷變革，從原本的2G網(wǎng)絡逐漸發(fā)展到現(xiàn)今的4G網(wǎng)絡，且在技術不斷更新的當下，5G網(wǎng)絡已經(jīng)出現(xiàn)在人們的視野中。相比傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡，5G功能性更加齊全，信息傳輸效率更高，適用范圍更廣。加強對5G移動通信網(wǎng)絡的研究，對于日后發(fā)展起到非常重要的作用和意義。

5G移動通信技術是在4G移動通信基礎上創(chuàng)新發(fā)展而來的，相比4G移動通信技術，5G兼容性和數(shù)據(jù)傳輸效率會更高、更強，可滿足不同場景下的工作或生活需求，完善用戶體驗，為人們帶來更多的便利。另外，5G移動通信技術可滿足不同群體的作業(yè)需求，且不會受到不良因素的干擾，為各領域運營發(fā)展提供了更加科學的保護，加快了各行業(yè)的轉型升級，提高了經(jīng)濟效益。

3 物聯(lián)網(wǎng)的移動通信技術需求

物聯(lián)網(wǎng)是利用互聯(lián)網(wǎng)和通信網(wǎng)絡實現(xiàn)運營的網(wǎng)絡體系，所以其對網(wǎng)絡運行質量有著較高要求。

一是要保證網(wǎng)絡體系的完善性、高效性，以滿足物聯(lián)網(wǎng)運行需求?，F(xiàn)階段普遍是以4G通信網(wǎng)絡實現(xiàn)信息傳輸?shù)?，該體系已經(jīng)較為完善和健全，對物聯(lián)網(wǎng)運營提供支持和助力。不過在一些情況下，因受到一些因素的影響，4G網(wǎng)絡的傳輸速度不高，這就導致用戶在網(wǎng)頁瀏覽時存在諸多問題，影響了體驗效果。5G網(wǎng)絡是在4G技術基礎上構建的，傳輸效率明顯高于4G網(wǎng)絡，網(wǎng)速提升近100倍左右，為物聯(lián)網(wǎng)的高效運行提供了有力的支持，進一步推動了物聯(lián)網(wǎng)的運行發(fā)展。

二是保障物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡安全性。物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了物與物之間的連接，其中含有的信息數(shù)量是較為巨大的，一旦出現(xiàn)泄露或竊取問題，帶來的影響也是不容忽視的。傳統(tǒng)的4G通信網(wǎng)絡在網(wǎng)絡安全防護上存在一些問題，很難保證信息質量。而5G網(wǎng)絡則可有效解決這一問題，大大提升了安全等級，改善了用戶的體驗效果，為物聯(lián)網(wǎng)的進一步發(fā)展提供了更多的支持。

4 物聯(lián)網(wǎng)中5G移動通信技術的應用

■4.1 SDN/NEV

通信發(fā)展中，可擴展維度的提升是其發(fā)展的關鍵，SDN/NEV、云計算、三網(wǎng)結合運用，能夠為可擴展維度的提升打下堅實基礎，并為5G移動通信發(fā)展創(chuàng)造良好條件。SDN/NEV分別代表了程序定義網(wǎng)絡和功能虛擬化處理，在5G通信網(wǎng)絡體系構建中，能夠達到軟件化和虛擬化處理的目的，加快信息數(shù)據(jù)的收集、分析，完善移動式技術體系，為5G發(fā)展提供更多助力支持。SDN/NEV是5G移動通信技術發(fā)展的基礎要素與關鍵要素，在聯(lián)合網(wǎng)絡環(huán)境下，能夠通過基礎層、控制層、應用層的科學設置，實現(xiàn)程序的自動化處理，解決手動操作存在的各項問題，加強整體管理效果，同時也在一定程度上簡化了處理流程，加快了作業(yè)的進度。同時，在SDN/NEV作用下，增設轉發(fā)分離服務，擴展可控范圍，借助該技術的搭配應用，完善虛擬網(wǎng)絡空間，為物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務通信及處理提供可靠技術支持。

SDN本質上是一種網(wǎng)絡體系，更加側重IP設備的程序定義，在日常應用中可規(guī)避對設備主機的干擾和負面影響，使控制模塊與其他傳輸裝置融為一體，創(chuàng)建更加科學、全面和詳細的協(xié)議。高效利用軟件編程可有效控制裝置網(wǎng)絡。用戶裝置功能經(jīng)虛擬化處理后，成為網(wǎng)絡系統(tǒng)中不可或缺的模塊，互助虛擬化可改進各通信部分的協(xié)調(diào)效率，與多個軟硬件裝置有著緊密聯(lián)系，切實提高了數(shù)據(jù)處理效率。

■4.2 密集網(wǎng)絡

結合當前網(wǎng)絡科技發(fā)展現(xiàn)狀，在未來網(wǎng)絡系統(tǒng)建設將更加完善，一方面要擴大蜂窩平臺總量，另一方面提高運營商的網(wǎng)絡容量。協(xié)同使用通信技術能夠創(chuàng)造更多的數(shù)據(jù)，減輕對傳輸效率的影響，加速數(shù)據(jù)傳輸。網(wǎng)絡技術開發(fā)深度不斷加大，此類技術可在持續(xù)處理的過程中高度滿足應用標準和要求，保證體系邊緣區(qū)域的處理效果，增加系統(tǒng)數(shù)據(jù)容量的同時，促進良性互動。該技術的發(fā)展為網(wǎng)絡系統(tǒng)的完善提供了更加優(yōu)質的環(huán)境，在未來建設中可在更加自由的環(huán)境中創(chuàng)建更為緊密且密集的網(wǎng)絡。

互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)前行中，密集的網(wǎng)絡擁有深遠的價值。我國部分地區(qū)的人口密度較大，用戶的規(guī)模和密度也持續(xù)增加，以此形成了多種不同的商業(yè)模式。對此，就需采取有效措施

推動現(xiàn)有網(wǎng)絡技術的深度融合，滿足用戶的個性化和多樣化需求。密集網(wǎng)絡主要涵蓋了兩方面內(nèi)容，其一是宏基站外布設天線較多，對室外空間具有明顯的延伸作用，也可拓展數(shù)據(jù)容量，維持系統(tǒng)運轉的可靠性和靈活性。二是密集的網(wǎng)絡能夠協(xié)調(diào)多個網(wǎng)絡節(jié)點，以此為基礎增強鄰網(wǎng)節(jié)點的準確性，提高其運行效率。同時，也可有效改善信噪比，在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境基礎上，應用密集網(wǎng)絡可合理調(diào)整網(wǎng)絡空間維度，促進網(wǎng)絡大范圍覆蓋，充分體現(xiàn)網(wǎng)絡通信的作用與價值。

■4.3 智能技術

物聯(lián)網(wǎng)應用和運行的過程中，云計算技術尤為關鍵，5G通信技術是創(chuàng)建系統(tǒng)化的云計算數(shù)據(jù)平臺的重要基礎。當前聯(lián)網(wǎng)要素及數(shù)據(jù)采集的速度明顯加快，要素存在明顯差異的服務器也創(chuàng)建了數(shù)據(jù)共享中心，合理集約交換裝置，保證計算數(shù)據(jù)分析水平和基站操作終端間的信息流轉，以此滿足海量信息采集的要求。核心網(wǎng)絡建設和發(fā)展中，很多操作終端與基站均設置于外部，意識形態(tài)也體現(xiàn)出了多樣性特征?？梢哉f，計算共享中心即為一個高效的數(shù)據(jù)域處理，將頻段作為數(shù)據(jù)處理的判斷標準，為用戶打造定制服務，優(yōu)化客戶的心理體驗。

現(xiàn)階段，5G通信及物聯(lián)網(wǎng)的深度結合成為主流發(fā)展趨勢，涵蓋的業(yè)務項目也隨之增多，業(yè)務內(nèi)容更為復雜。因此，在普及示范和技術集成的過程中，要高度重視智能化技術的廣泛應用，建設識別與歸類系統(tǒng)，選取一體化體系，從而驗證5G技術的智能化特性。

■4.4 毫米波技術

該技術高效利用了時頻資源的優(yōu)勢，發(fā)揮出理想功效，收集了現(xiàn)階段相對匱乏的資源，確保頻譜資源多元化建設。技術開發(fā)人員若想實現(xiàn)5G通信與物聯(lián)網(wǎng)技術的緊密結合，則需在系統(tǒng)中廣泛應用該技術。當前，我國在該方面已經(jīng)取得了一定的發(fā)展與進步。但是在運行的過程中，依然需要應對諸多的問題和挑戰(zhàn)。如應用光纖傳輸?shù)倪^程中，該技術易于受客觀條件的影響，氣候條件尤其如此，削弱了信息傳輸?shù)倪B續(xù)性，也可能形成高頻干擾。在現(xiàn)有的網(wǎng)絡通信環(huán)境中，應當充分考慮該技術的合理應用，如發(fā)現(xiàn)異常問題，則需及時采取有效的措施加以控制和調(diào)整，確定出現(xiàn)問題的主要原因，改善技術應用的總體效果。

近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術日益完善，不同領域均取得了突飛猛進的發(fā)展。在數(shù)據(jù)容量和維護競爭優(yōu)勢等方面均需要得到更加強大的支持。移動通信網(wǎng)絡能夠滿足3GHz頻段的運行需求。但是在拓展使用范圍時，短期內(nèi)使用需求顯著增加。如依舊采用以往的頻率狀態(tài)，則會引發(fā)網(wǎng)絡擁擠和超載等問題。此時，用戶的使用量超出了最大承載量。高頻段傳輸背景下，寬帶數(shù)據(jù)傳輸效率是微波帶寬的十倍以上，提升的速度和幅度十分驚人。不同微波雖然表面上十分相似，但是數(shù)據(jù)傳輸射程的差異尤為顯著。毫米波頻率可達30GHz-300GHz，由于模型規(guī)格存在著十分明顯的差異，可為小型化改良和優(yōu)化奠定堅實的基礎，創(chuàng)建體積小巧且能耗較低的裝置。此外，裝置也可實現(xiàn)高度近程數(shù)據(jù)傳輸，與5G技術深度融合。

5 5G移動通信技術與物聯(lián)網(wǎng)融合分析

■5.1 智慧家庭

物聯(lián)網(wǎng)技術應用中智慧家居的應用較為普遍，智慧家庭和人們的生活有著緊密的聯(lián)系。在智慧家庭規(guī)劃設計工作中，家庭環(huán)境與各類物品均可按照規(guī)定要求安裝電子標簽，之后與所有物品相互連接，即可形成完整的綜合性系統(tǒng)。家庭成員能夠更加方便且快捷地使用家庭之中的各類物品。智慧家居中如家庭之中的某個物品出現(xiàn)異常問題，則系統(tǒng)可第一時間發(fā)現(xiàn)異常，及時處理物品異常信息。在5G通信技術與物聯(lián)網(wǎng)技術深度融合的過程中，家庭中的水表、電表、煤氣表均可收集大量的信息，隨后合理利用網(wǎng)絡技術做好結算分析。

■5.2 智慧社區(qū)

創(chuàng)設智慧社區(qū)的過程中，可高效利用物聯(lián)網(wǎng)技術、云計算技術為人們打造優(yōu)良的社區(qū)環(huán)境。創(chuàng)設智慧社區(qū)的過程中，應高效利用網(wǎng)絡技術，如智慧物業(yè)和智慧養(yǎng)老院。如智慧物業(yè)管理工作中可利用5G技術建立管理系統(tǒng)，保證防火防盜系統(tǒng)管理效率，為小區(qū)的安全保駕護航。再者，在建設智慧養(yǎng)老院時，可利用先進的5G技術和物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)多個傳感器的深度融合，以此監(jiān)控并管理人們的生活狀態(tài)，第一時間發(fā)現(xiàn)老年人日常生活中存在的主要問題，進而為住戶打造更加安全和舒適的居住環(huán)境。

■5.3 智慧城市

智慧城市建設的過程中涵蓋諸多的內(nèi)容，常見的有智慧交通、智慧公共服務和智慧政務等。在智慧城市建設中應用5G技術，能夠創(chuàng)建智慧平臺系統(tǒng)，同時也可在5G網(wǎng)絡技術的支持下，優(yōu)化數(shù)據(jù)和信息傳播效率。如可利用5G技術和物聯(lián)網(wǎng)技術，加強城市空氣質量和交通運行概況的監(jiān)督管理，從而增強人們?nèi)粘Ｉ畹谋憬菪院褪孢m性。

■5.4 智能交通及自動駕駛汽車

我們的日常出行也因為物聯(lián)網(wǎng)正在時刻發(fā)生變化。自動駕駛原理是通過計算機系統(tǒng)為主的智能駕駛儀器來完成的。通過對道路設施的信息反饋，汽車就能每時每刻的不斷獲取路況和信號燈，實現(xiàn)智能駕駛。而在5G即將普及的背景下，自動駕駛汽車將得以實現(xiàn)更大的突破。

■5.5 智慧黨建

以物聯(lián)網(wǎng)技術為基礎創(chuàng)建黨建云平臺系統(tǒng)，對于提高黨建工作質量具有現(xiàn)實意義。黨建云平臺系統(tǒng)主要包括黨政文化宣傳交流平臺、黨員干部規(guī)范管理平臺、黨政要務監(jiān)督管理平臺以及數(shù)據(jù)統(tǒng)籌分析平臺。以各類移動智能終端為載體，通過官方網(wǎng)站、網(wǎng)頁插播廣告平臺和社交軟件客戶端，實現(xiàn)黨建資源共享與信息交互，對線上黨建文化宣傳活動實行監(jiān)督管理，線上培訓黨員干部。黨建宣傳模塊實現(xiàn)了黨建信息的無障礙交互傳遞，既可以使上級指示快速精準下達，又可以保證下級第一時間貫徹執(zhí)行指令，簡化上下級的信息交互路徑，提高信息傳遞效率。黨建學習模塊，可以讓黨員干部利用碎片化時間反復學習，創(chuàng)新學習形式，擴展黨員干部的黨政知識儲備，形成良好的互動學習局面。黨務管理模塊是黨建組織管理體系的重要組成部分，也是推行智慧黨建工作模式與電子化黨建產(chǎn)品的關鍵舉措。例如，在黨組織關系轉接時，智慧黨建產(chǎn)品可以對外部轉入的黨員干部進行系統(tǒng)化、模式化與規(guī)范化管理，提高管理工作效率，長久保留黨員干部原始信息。

6 結束語

現(xiàn)如今,5G通信技術得以快速發(fā)展，盡管其依然存在著很多需要進一步優(yōu)化和完善的部分，但是該技術的傳輸速度快，性能相對穩(wěn)定，能夠高度滿足物聯(lián)網(wǎng)時代的發(fā)展要求。在未來，相關技術人員還需要積極研究5G移動通信技術，以推動5G移動通信技術與物聯(lián)網(wǎng)技術的深度融合，并將其應用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及家庭生活當中，全面實現(xiàn)智慧化，為現(xiàn)代社會智能化和現(xiàn)代化發(fā)展創(chuàng)造有利條件。