探讨5G移动通信技术下的物联网时代论文_林旭

探讨5G移动通信技术下的物联网时代论文_林旭

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摘要:文章从物联网时代的相关内容分析出发,分别简述了5G移动网络在物联网中的应用技术,以及5G移动通信技术在物联网的应用,以供参考。

关键词:5G移动;通信技术;物联网时代

一、物联网时代的相关内容分析

物联网其实也可以将其称之为传感网,物联网是现阶段为止,在信息产业以及无线网络技术发展过程中,由于两者的结合而推出的一种全新产物。物联网在实际应用和发展过程中,其主要可以通过一些物体的芯片植入,通过这种方式直接从无线网络当中获取到与自己实际情况相符和的一些信息。同时,还可以将一些处在不同空间或者是不同位置的物体进行有效的连接,在这一基础上,可以通过终端设备,对这些物体相互之间的运作和利用进行有效控制。这种方式在现代生活中被广泛应用,比如在一些交通领域或者是城市安全领域当中,都得到了很好的应用效果。如果从当前的技术角度出发对其进行分析可以看出,物联网在实际发展过程中,其主要是通过RFID技术,与识别技术、传感技术等这些辅助技术进行有效结合,最大限度保证实现对物体的管理和控制。物联网本身的技术具有非常强的适应性,所以可以被合理的应用到各个领域当中,不仅能够为现代人的日常生活提供非常多的便利条件,而且还能够实现与5G网络的有效结合,推动物联网技术在现阶段的发展以及未来的改革和创新。

二、5G移动网络在物联网中的应用技术

1.SDN/NFV技术

可扩展技术对于5G通讯技术来书是非常重要的,比如云存储服务、云计算等相关技术的出现,都是在5G网络支持下才能顺利发挥作用,这样相关技术的广泛应用推动了5G通讯技术的发展,同时也对5G通讯技术的提出更高的要求。SDN/NFV技术可以为5G移动通讯网络提供针对性的安全保护背景,其可以利用软件对网络进行定位、实现网络功能虚拟化,并且可以在5G移动通讯网络中构建新型的通信架构,进而实现网络通讯虚拟化与软件化,能够高效实现数据分离,并且也能为5G移动通讯技术的发展提供良好的前提条件。5G通讯技术只有在SDN/NFV技术的基础上才能更好的发展,因为在SDN/NFV技术的支持下,可以在与其他技术融合的同时构建出5G移动通讯网络基础层、应用层、控制层等,进一步的带动移动通信系统中的自动调用功能发挥作用,完美替代了手动配置,这对5G移动管理来说具有更深刻的意义,其为5G通讯网络管理功能发挥作用提供了必要的平台,并且高效强化了网络通讯系统的作用,合理利用利用SDN/NFV技术中的分离与转发功能,能保持5G通讯技术在运行过程中处在受控制状态中,根据SDN与NFV技术的相互辅助,在5G通讯网络下构建虚拟网络架构,能高效满足不同移动业务对不同通讯网络提出的不同要求。

2.高频段传输技术

现阶段,在已投入运营的移动通信网络中,系统传输频率范围大概在3 GHz。随着移动网络用户数量的急剧上升,用户对移动数据流量的需求量也在不断上升,当前的传输速度已无法满足用户的需求,同时,移动通信网络也面临着频谱资源短缺的问题。5G移动通信技术重点解决的问题是频谱的利用率问题,通过增加多根天线的方式,使波束分配技术能发挥其真正效用,将频谱利用率提高至原来的十几倍以上,使移动通信网络的信号等性能得到快速提升,从而使覆盖盲区的问题得到有效解决,来满足不同使用者对网络通信的需求。

3.全双工技术

5G系统的全双工技术与传统的网络全双工技术有一定差异,传统的只专注于同步传输的双向传输技术,而5G通信技术还包含了同一频率的双向传输技术。5G中的全双工技术具有灵活利用波谱的能力,具有数据挖掘功能强大等优势,使得移动网络的频谱效率得到了有效提高,使频谱资源发挥了更大作用。同时,同频率全双工技术还对传统的TDD和FDD双工技术进行了一定改进,使得相应的频谱效率可在原来的基础上提高一倍以上。

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4.密集网络技术

5G移动通信网络的网速达到了1Gbp/秒,它的网络流量将是4G移动通信网络的千倍以上,而且5G移动通信网络采用多种无线接入技术,可以有效覆盖到所有通信小区范围,为了提高5G移动通信网络信号的覆盖率,在5G移动通信网络中采用密集网络技术是十分有必要的。密集网络技术在5G移动通信网络的应用主要表现:第一,在移动通信宏基站外布置大量高增益天线来拓展移动通信的室外空间,也能达到增加5G移动通信网络系统容量,同时也可以有效提高5G通信网络系统的灵活性与信息处理的效率;第二,在宏基站外布置密集网络天线,可以促进各个通信网络之间相互协作,还可以提高相邻两个节点之间通信的准确性、灵活性与有效性,能够使相邻节点之间的信噪比增益进行改善,提高网络通信质量。因此,在5G移动网络通信中,采用密集网络技术,使得移动通信网络空间与时间动态变化增强,有效增加网络覆盖面积,提高5G移动通信网络信号质量,发挥移动通信网络优势。

三、5G移动通信技术在物联网的应用

1.联网无人机-搭载VR终端的现场体验

当前无人机主要是通过Wifi来操控,操控范围大约在2km,将无人机连接到5G网络,操控距离可以不受地理位置的限制。通过基于端到端的5G网络和终端,无人机可挂载相机进行空中飞行,相机完成视频采集、拼接处理、视频流处理,并通过5G站点传输到核心网。终端的VR头盔通过5G信号接收视频流,实时体验超高清全景直播画面,使远端操控人员获得第一视角VR体验,并通过毫秒级低时延的5G网络,进行无人机远程敏捷控制,实现了身临其境的效果。5G的Massive MIMO技术,使得5G网络相比于传统网络能提供更好的低空覆盖,使得无人机的飞行更加安全可靠。

2.智能制造-无线机器人云端控制

近些年,Wi-Fi、蓝牙和WirelessHART等无线解决方案已经在制造车间应用,但这些无线解决方案在带宽、可靠性和安全性等方面都存在一定的局限性。智能制造的基本理念是充分利用工业物联网技术,在云端远程控制,使用AR智能眼镜,通过机器人协作,帮助整个装配流程中的工作人员进行操作控制,打造更灵活高效的生产系统,提高工作效率,更快地将高质量的产品推向市场。同步实时协作的机器人要求小于1ms的网络延迟,5G技术可提供灵活、可移动、高带宽、低时延和高可靠的无线网络,满足协作机器人需要不断交换分析数据以同步和协作自动化流程。同时,让员工通过AR智能眼镜能够实现远程操作,从而更便捷、更快、更精准的完成工作。

3.车联网-远程驾驶

随着5G技术和物联网技术的发展,远程驾驶离我们的日常生活越来越近。远控驾驶可以用来提供高级礼宾服务,使乘客可以在途中工作或参加会议,可提供出租车服务,也适用于无驾照人员或驾驶人生病、醉酒等不合适开车的情况。远程驾驶场景是车联网的一个重要应用场景,5G技术可以有效解决车辆遇到复杂问题时的控制问题,充分体现5G网络极低时延、超高可靠性及大带宽的特性。基于5G技术的自动驾驶方案,充分利用5G技术优势将自动驾驶车辆的感知、决策、控制功能模块都上升到边缘云上,依托边缘云的计算能力进行处理并下发,降低对车载传感器的依赖,所有对车辆的监控、控制工作,都可以在后台生产调度中心实现。车辆与远程终端信息交互、指令交互的时延小于10ms,系统接收和执行指令的速度达到人无法感知的速度。

参考文献:

[1]任佳远.基于5G移动通信技术下的物联网时代[J].中国新通信,2019(3)

[2]章丽文.简谈5G移动通信技术下的物联网时代[J].建筑学研究前沿,2018(15)

[3]曾康.5G移动通信技术下的物联网时代[J].中国科技信息,2019(8)

论文作者:林旭

论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期

论文发表时间:2020/1/14

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