基于物联网的5G通信技术应用研究.pdf

2023 年 6 月邵基于物联网的5G通信技术应用研究洪彬（广东长实通信科技有限公司，广东 清远 511500）【摘要】随着物联网技术的不断发展袁5G 通信技术也逐渐成为行业的热门话题遥 应用 5G 通信技术可以大幅提高物联网的效率和性能袁给人们的生活带来更多便利和创新遥 基于此袁概述物联网和 5G 通信技术袁对基于物联网的 5G 通信技术应用和融合发展展开探讨遥【关键词】物联网曰5G 通信工程曰技术应用【中图分类号】TN929.5【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2023）06-0025-030 引言在数字化时代，物联网技术的发展日新月异，其应用范围越来越广泛。而 5G 通信技术除了能够提高物联网的效率和性能，还将给人们的生活带来更多便利和创新。例如，5G 通信技术可以提供更加稳定和高速的网络连接，支持更多的设备连接，使得人们可以更加轻松地应用远程医疗、远程教育、智能家居。本文将详细探讨基于物联网的 5G 通信技术的应用和发展，具有现实意义。1 物联网概述随着科技的不断进步，物联网在现代社会中的作用越来越重要。物联网是一种通过互联网将物理世界连接起来的网络，其中包括众多的传感器和设备，这些设备可以通过互联网进行信息共享和交流。物联网的发展给人们生活带来了很多便利，其不仅能够实现智能化的生活，还能够改善医疗、教育、制造业等各个领域。物联网最初仅由少量设备组成，但现在物联网中的设备数量已经变得庞大，数据量也在不断增加。随着物联网的发展，越来越多的设备和传感器加入网络中，物联网的规模在不断扩大。物联网技术的发展为 5G 通信技术的应用提供了更多可能性，例如，物联网中的设备数量庞大，数据量巨大，需要高速、高效的网络支持。此外，物联网技术也给许多领域带来了新的机遇，如智能家居、智能医疗等1，因此，物联网的发展为社会各领域创造了更多的机遇。在未来，物联网的发展将会更加广泛和深入。随着各种智能设备的普及，人们对于物联网的需求也将会不断增加，从而推动物联网技术的发展。在此背景下，物联网技术会更加成熟和完善，给人们的生活带来更多便利，人们的生活将会更加美好。物联网架构如图 1 所示。2 5G 通信技术概述5G 通信技术是指第五代移动通信技术。相比于4G 通信技术，5G 通信技术的带宽更大，数据传输速度更快。在物联网应用中，5G 通信技术可以提高设备间的通信效率，同时增加网络的容量，提高信息传输的可靠性。这些优势使得 5G 通信技术成为物联网应用中不可或缺的一部分。在物联网应用中，5G 通信技术的发展促进了智能家居、智能医疗、智能交通等领域的发展。智能家居能够智能化控制家具，提高居民生活的便捷性和舒适度；智能医疗应用 5G 通信技术可以实时传输和处理医疗数据，提高医疗服务图 1 物联网架构智慧电力智能家居远程医疗公共安全环境监测移动通信网无线通信网通用分组无线业务无线射频识别无线传感器多媒体传感器应用层网络层感知层物联网通信设计与应用252023 年 6 月的效率和质量。在智能交通领域，应用 5G 通信技术可以实现车辆之间的实时通信，提高道路交通效率和安全性2。除此之外，5G 通信技术的发展还可以带动其他相关产业发展，如芯片制造、网络设备制造、软件开发等。这些行业的发展将会带来更多就业机会和经济增长。因此，5G 通信工程技术的发展具有重要战略意义。总之，5G 通信技术发展不仅可以提高物联网应用的效率和可靠性，还可以促进相关产业发展和经济繁荣。因此，应该加强 5G 通信技术的研究和推广，将其应用到更多领域，为社会的发展进步做出更大贡献。3 基于物联网的 5G 通信技术类型3.1 全频段技术全频段技术是指在所有频段上应用 5G 通信技术。这种技术可以扩大网络的覆盖范围，提高数据传输速度。在物联网应用中，全频段技术可以实现设备间的快速通信和数据共享。引入全频段技术可以解决设备间通信的难题，提高通信效率，同时也保证了网络的可靠性和稳定性。另外，全频段技术还可以适应各种不同的应用场景，扩大其应用范围。例如，在智能家居领域，全频段技术可以实现家庭设备之间的联动，带来更加智能、便捷的生活体验。在医疗健康领域，全频段技术可以实现医疗设备之间的快速数据传输和共享，提高诊断和治疗效率。全频段技术最重要的技术指标是信道带宽，即每个基站所能提供的无线信道带宽。5G 通信技术的信道带宽一般为 100 MHz，而全频段技术则可以实现更大的信道带宽，从而提高网络的数据传输速度，扩大其覆盖范围。此外，在全频段技术中，还有一些关键技术，如毫米波、多进多出（multiple input multi谣ple output,MIMO）和波束成形等技术。毫米波技术可以实现更高的数据传输速率和更广的信号覆盖范围，而 MIMO 技术和波束成形技术可以提高信号的传输效率和可靠性，从而增强网络性能3。综上所述，全频段技术是 5G 通信技术中非常重要的一项技术，其在物联网中的应用可以提高网络效率和性能，给各个领域的发展带来更多机遇和可能性。3.2 NFV/DN 技术网络功能虚拟化/分布式网络（network functionsvirtualization/distributed network,NFV/DN）技术可以将网络功能分布在多个节点上，提高网络的可靠性和容错性。在物联网应用中，NFV/DN 技术可以实现设备间的快速通信和数据共享。应用 NFV/DN 技术可以优化网络结构，提高网络的可扩展性和灵活性，同时减轻网络负担。NFV/DN 技术应用于物联网的表现非常突出。通过将网络功能虚拟化和分布在多个节点上，NFV/DN 技术可以大幅提高网络的可靠性和容错性。应用 NFV/DN 技术，网络可靠性提高 30%以上，网络容错性提高至少 20%以上。此外，使用 NFV/DN 技术可以将网络的可扩展性提高 50%以上，使得网络在处理大量数据时更加高效。总之，NFV/DN 技术是物联网应用中不可或缺的一部分。使用该技术可以大幅提高网络的可靠性、容错性和可扩展性，同时还可以加快数据传输速度，提高数据传输效率4。3.3 密集网络技术密集网络技术在物联网中的应用非常重要，其可以实现更密集的网络覆盖，增加网络容量。这项技术可以让物联网设备更快地进行通信和数据共享，与此同时，应用密集网络技术可以扩大网络的容量和覆盖范围，提高网络的可靠性和稳定性。应用密集网络技术可以显著提高物联网系统的效率和性能。例如，智能家居系统使用密集网络技术后，系统的数据传输速度提高了 20%，数据传输成功率也提高了15%；智能交通系统使用密集网络技术后，系统的通信延迟减少了 30%，网络覆盖范围也扩大了 30%5。此外，应用密集网络技术还可以提高物联网的安全性。例如，智能电网系统使用密集网络技术后，系统的安全性能提高了 50%。这是因为密集网络技术可以增强节点之间的连接性能，从而让系统更难受到黑客攻击和网络故障影响。密集网络技术可以优化设备间的通信和数据共享，同时提高整个系统的效率、性能和安全性。基于这些优势，密集网络技术在物联网中将会得到越来越广泛的应用。4 基于物联网的 5G 通信技术的应用策略4.1 远程医疗中的融合应用在远程医疗领域，基于物联网的 5G 通信技术可以实现医生与患者之间的远程快速通信和数据共享，提高医疗的效率和质量。5G 通信技术可以提供高达 10 Gbit/s 的峰值数据传输速率和毫秒级的延迟，这意味着远程医疗服务可以进行高清晰度的视通信设计与应用262023 年 6 月频通话和实时监测患者的健康状况。同时，5G 通信技术还可以支持更多的设备连接和拥有更高的数据传输速率，这为医疗行业的数字化转型和智能化发展提供了更多机会6。此外，5G 通信技术的普及将给医疗行业带来更多机遇和变革。通过连接物联网，医疗机构可以更加高效地管理医疗设备和药品，监控患者的健康状况。这将给医疗行业带来更多的创新和发展机会。具体来说，5G 通信技术可以实现远程医疗的高速数据传输和实时监测。例如，通过 5G 通信技术，医生可以实时监测患者的生命体征、病情变化和用药情况，从而及时进行调整和治疗。同时，5G 通信技术还可以实现高清晰度的视频通话，医生与患者之间可以面对面进行沟通，提高医疗服务的质量和效率。此外，利用 5G 通信技术，医生可以通过互联网远程控制医疗设备，从而提高医疗服务的效率和质量。4.2 虚拟现实无人机领域的融合应用5G 通信技术与虚拟现实无人机领域的融合应用可以扩展无人机应用领域，使其在航空、农业、物流等领域的应用更加广泛。在航空领域，无人机可以通过虚拟现实技术和 5G 通信技术实现飞行模拟和飞行培训，丰富飞行员的技能和经验。在农业领域，无人机可以用于精准农业，通过将农田的信息与虚拟现实技术相结合，实现农田的精准施肥、喷洒等操作，提高农作物的产量和质量。在物流领域，无人机可以通过 5G 通信技术实现实时通信和数据共享，提高物流效率和速度。此外，无人机还可以用于环境监测、救援救灾等领域7。无人机可以通过 5G 通信技术实现实时通信和数据共享，提高环境监测和救援救灾效率，同时还可以采集更加全面精确的数据，为环境保护和就灾工作提供更加有力的支持。综上所述，5G 通信技术与虚拟现实无人机领域的融合应用可以为各行各业提供更加全面、高效、安全的服务，促进行业的智能化和自动化升级。引入基于物联网的 5G 通信技术，可以进一步提高无人机的性能和效率。4.3 无人驾驶领域的融合应用在无人驾驶领域应用基于物联网的 5G 通信技术可以实现无人驾驶汽车之间的快速通信和数据共享，提高无人驾驶的效率和安全性。5G 通信技术的传输速率可达 10 Gbit/s，延迟时间可以低至 1 ms，这意味着无人驾驶汽车可以实现实时通信和精准控制，从而避免交通事故，提高路面交通的运输效率和安全性。与此同时，5G 通信技术的发展还可以在城市交通中实现更高效、环保的交通方式。通过无人驾驶车辆之间的协同，人们可以更加轻松地享受城市生活。而在工业生产中，应用基于物联网的 5G 通信技术也可以为企业提供更多机会和可能性。企业可以应用无人驾驶技术进行更加高效的物流和生产管理，从而提升企业的生产力和效率。此外，应用基于物联网的 5G 通信技术也为未来智慧城市建设提供了技术支持。通过智慧交通系统和智能物流系统的协同，人们可以更加便捷地出行，同时也可以更加高效地管理城市资源。总之，基于物联网的 5G 通信技术应用有着广泛的前景和应用场景，可以给人们的生活带来更多便利。5 结语本文研究了基于物联网的 5G 通信技术的应用和发展，探讨了全频段技术、NFV/DN 技术和密集网络技术的应用。同时，分析了基于物联网的 5G 通信技术在远程医疗治疗、虚拟现实无人机和无人驾驶领域的融合应用。在未来，随着物联网和 5G 通信技术的不断发展，基于物联网的 5G 通信技术将会有更广阔的前景和更广泛的应用场景。参考文献1 唐嘉麒.5G 通信技术推动物联网产业链发展J.数字通信世界，2022（2）：113-115.2 刘鹤群.物联网形势下 5G 通信技术的应用J.电脑编程技巧与维护，2020（9）：163-164，169.3 高许雷.关于物联网形势下的 5G 通信技术应用J.电子测试，2020（15）：137-138，16.4 熊小锐.5G 通信技术及其在物联网中的应用研究J.中国新通信，2020，22（14）：119.5 桑遥，刘瑞，乔子芩，等.5G 移动通信在物联网中的应用J.工程建设与设计，2020（5）：92-94.6 赵晨.物联网背景下的 5G 通信技术应用研究J.中国新通信，2023，25（2）：1-4.7 汪小琦.探析基于物联网下的 5G 通信工程技术应用J.中国新通信，2022，24（14）：12-14.作者简介院邵洪彬（1979），男，汉族，江苏淮安人，本科，工程师，研究方向为通信工程、信息网络。通信设计与应用27