5G技术在不同行业物联网中的应用研究

王东升

(南京欣网通信科技股份有限公司，江苏 南京 210019)

0 引言

伴随中国科技的不断发展以及社会对于信息技术需求的不断提升，5G技术逐渐发展起来并被广泛推广。在中国，通信技术历经 2G、3G、4G的不断发展，在2019年正式开启5G技术的应用，意味着中国正式进入了 5G时代。该技术具有较多优点，并且传输速度较快，能够满足当前多数应用对于无线网络传输速度的需求。当前，已经有较多的行业开始使用5G技术进行改革与创新，但是在具体应用中仍旧存在一系列问题，需要进行进一步分析并解决。

1 5G 与物联网技术概念

1.1 5G 技术概念

在通信技术发展过程中，之前使用的2G、3G传输技术，都能够进行数据传输与交换，但是其存在的主要问题是进行数据传输的速度较慢，不能够满足部分应用的数据交换需求。在 4G技术发展中，数据传输速度出现了显著的提升，能够满足较多数应用的数据传输需求，但是对于需要进行时时交换数据的应用，其传输速度仍旧不能够满足多数应用的需求。5G技术同样是数据数字蜂窝网络，是指通过划分当前传输点能够覆盖的范围进行天线的布置，使用信号收发机、接收机等进行数据信号的传输与发送。在建设完成的信号接收基站中，使用高速光纤将当前的信号基站与互联网进行链接，以此来实现通信[1]。该技术与之前使用的技术一致，在用户用一个蜂窝网络覆盖区域转到另一个蜂窝网络覆盖区域之后，当前设备所连接的网络设备也会发生改变。

相比较于其他通信技术，5G技术拥有更加快速的数据传输速度，并且网络延迟更低。由于当前的数据传输技术是对于4G技术的进一步提升，因此其具有速度快、综合化与智能化的特点，能够满足当前大多数应用的数据传输需求，并且对于需要进行时时传输数据的应用也能够满足其对于数据的需求，因此该技术不仅对于无线网络具有较好的竞争力，对于有线网络也有较强的竞争力，比如当前所使用的办公网络以及家庭网络[2]。

1.2 物联网技术概念

物联网技术是指具有嵌入式的物理设备，并且该设备具有操作系统以及传感系统等，能够进行当前环境信息的收集并且接入到互联网当中进行数据传输来实现接入到网络的技术。物联网技术与其他技术的综合，主要包括智能感知技术、信息识别技术、5G通信技术等，在接入互联网之后能够与其他设备进行通信而实现两种该设备的信息交互，相应其他设备的指令来完成相应的动作[3]。

能够进行物联网的设备主要包含以下两种结构，第一种为网络设备，主要功能是接入到当前的网络当中，进行数据发送与接收，第二种为移动终端，物联网设备在进行联网过程中，需要与其他设备进行通信，移动终端负责将当前接收到的信息进行解析，提取其中指令并执行，以此来实现对于指令的完成或者数据的解析[4]。物联网技术会提升人在日常生活中的便利性，提升生活体验，主要涉及的行业包括健康医疗、工业制造、交通运输以及农业科学等。

2 5G 技术在物联网中的应用现状调查

2.1 5G 技术在物联网中的应用现状

在当前研究中，使用问卷调查法了解 5G技术在物联网中的应用，主要了解 5G技术在不同行业的应用比例以及在应用中存在的问题。本次研究共发放问卷300份，回收有效问卷为290份，问卷有效率为96%。问卷调查结果如下表所示：

表1 5G 技术在各行业应用比例Tab.1 the proportion of 5G technology in various industries

根据当前数据可知，5G技术在各个行业的应用中，应用程度较高的行业主要是自动驾驶行业以及工业自动化行业。在远程医疗、农业自动化、智能物流以及智慧家居中的使用比例较少。其中，在农业自动化中的使用比例最低，表明当前 5G技术在上述行业中的普及程度较低。

通过对 5G技术在远程医疗、农业自动化、智能物流、智能家居行业应用中存在的困难意见收集以及整理，当前不同行业中进行 5G技术使用存在困难的原因结果比例如下：

表2 5G 技术在不同行业中应用存在的困难Tab.2 difficulties in the application of 5G technology in different industries

根据当前结果可知，5G技术在不同行业中的应用存在不同。其中，在远程医疗进行应用的比例较低的原因为远程医疗多数是在家庭中进行使用，在远程医疗中使用 5G网络并不具有网络传输速度优势，5G技术在该应用的实际使用中其优势并不明显。在农业自动化中，5G技术使用存在的问题主要是当前农业种植自动化机械较少，多数的自动化机械可以使用遥控进行控制，使用5G技术对于当前设备的效率提升并不明显；此外，在农业自动化中，自动化机械对于数据传输速度的要求并不显著，由于其所面临的环境状况相比较于其他环境比较简单，因此使用 4G技术即可满足当前设备的数据传输需求。在智能物流中，5G使用较少的主要原因为当前智能物流的设备较少，并且智能物流设备主要是在室内货舱内进行货物搬运，所面临的环境相对简单，并且室内可以安装更加稳定的区域无线，相比较于 5G技术更加安全稳定。在智慧家居行业中，由于当前较多的用户都会在家庭中安装高速无线网络，因此该设备接入到家庭中的无线网络相比较接入到5G网络中更加稳定安全。

2.2 5G 技术在物联网中的应用优势分析

5G技术在物联网中的应用优势主要包含以下几个方面：

（1）5G技术覆盖范围广。由于5G技术使用波束管理技术，因此 5G基站相比较于其他基站能够覆盖更大的范围，并没有因为当前波段的上升而降低其覆盖范围。在进行5G基站的建设中，华为公司采用的是5G下载、4G上传的技术，能够进一步提升当前的数据传输效率，增加在进行数据上传过程中的稳定性[5]。

（2）5G基站对于接入设备的容量较高。当前建设的 5G基站使用超密集的异构网络，能够部署超过当前基站10倍以上的无线节点，并且能够在每平方公里为超过两万五千的人提供数据传输服务[6]。因此使用5G基站能够在单位面积内部署更多的互联网接入设备，有利于进行密集型互联网接入设备的布置。

（3）网络传输延迟性低，可靠性高。5G网络模式相比较于其他网络传输有更加快速的网络传输速度，在进行数据传输中有着更低的延迟[7]。当前的5G技术可以实现延迟低于1 ms，这对于网络传输速度要求较高的应用来说具有较高的优势。尤其是对于一些需要在野外进行作业的智能设备或者数据传输设备，使用 5G网络能够更加快速的完成数据传输以及获得指令，提升当前设备的工作效率。

（4）接入设备的功耗更低。在 5G网络建设中，由于当前的技术进行数据传输与数据下载的智能化调配策略，因此只需要当前的联网设备进行较短时间的数据传输即可完成联网交互功能，因此相比较于其他基站设施，5G技术对于联网设备的功耗更少[8]。使用此设备安排部署更加精巧的物联网设备，对于物联网技术的发展有较好的益处，提升在设备建设与物联网设备部署中的灵活性。

2.3 5G 技术在物联网应用中的劣势分析

5G技术在物联网应用中的劣势主要包含以下几个方面：

（1）部分行业物联网设备开发不足。当前的数据传输技术已经能够实现大流量的快速传输，但是传输技术的发展与更新与物联网设备的更新换代并不一致，导致在部分行业中进行 5G技术的普及并不理想。出现上述现象的主要原因是当前的物联网设备开发不足，部分行业中没有较好的物联网设备进行使用。

（2）部分行业中物联网不需要使用5G技术。在一些需要使用到物联网技术的行业中，对于5G传输技术的需求并不显著，因此部分商家在进行此类设备设计与安装中并不会设计和使用 5G技术，因为这样不仅会增加当前设备的成本，还需要承担当前5G技术存在的不稳定性[9]。比如在一些仓库的智能运输搬运设备、智慧家具设备等，由于使用环境的原因，在较多数的使用环境中均有无线网络进行覆盖，在该环境中使用 5G技术进行数据传输显然不是必须的。

（3）作业性质与复杂程度较低。在一些行业中，物联网设备不需要处理复杂的环境变化，只需要按照当前的指令或者规划好的路线进行作业即可，因此对于数据传输速度的要求并不高，对于 5G技术的使用也并不是刚需。比如，在一些农业自动化设备中，由于该自动化设备面对的环境变化较少并且在工作中的主要任务就是按照之前的部署进行作业，因此该设备对于数据传输速度的要求较低，当前成熟的 4G技术已经能够满足需求，不需要再进行5G技术的配置[10]。

3 提升 5G 技术在不同行业中的应用

根据问卷调查可知，当前的 5G技术在部分行业中出现应用困难的现象，对于提升 5G技术在不同行业中的应用，提出几点意见与建议。

（1）降低 5G技术配置成本。由于该技术是一个新兴技术，因此在进行配置中会存在成本较高的现象，这也是部分厂商在生产物联网设备或者在进行物联网设备设计中没有将 5G技术考虑在内的原因。另一方面，由于在部分行业中存在可替代技术，适当的降低 5G技术的使用成本能够很好的提升当前设备的使用门槛，提升技术使用率。

（2）提升物联网设备开发力度。在一些行业中，5G技术使用比例较少的原因为当前行业没有较多的物联网设备。因此，提升 5G技术在物联网中的应用可以进一步提升不同行业中对于物联网设备的开发力度，进一步加强需求调研，寻找到不同行业中的物联网设备使用需求，进行对应的物联网设备开发，提升物联网设备的种类与类型，促进5G技术在不同行业中的使用比例。

（3）进一步开发 5G应用。当前较多的移动端中，使用 4G技术即可完成移动端的使用，在进行新的移动端的开发中，可以进一步优化当前移动端的功能，提升其数据传输效率与反应时间，加强该应用对于数据传输速度的依赖性，提升5G技术在不同行业移动端的使用比例。

4 结论

5G技术是新型的数据传输技术，相比较于传统的数据传输技术，该技术能够提供更加快速的数据传输以及使用效率。在物联网中进行 5G技术的应用，能够提升物联网设备之间的数据交互与工作效率。