物聯(lián)網(wǎng)與5G通信技術的融合探析

左國華

（山西省郵電建設工程有限公司，太原 030006）

作為未來通信發(fā)展的主要驅動力，物聯(lián)網(wǎng)基礎的出現(xiàn)，使得很多事物都可以利用物聯(lián)網(wǎng)來實現(xiàn)連接，并且5G戰(zhàn)略的實施也讓人們可以看到一個物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模的應用可能。

1 5G時代的愿景

為了滿足未來用戶、網(wǎng)絡以及業(yè)務的實際需求，就需要讓5G擁有更先進的功能，從而滿足無處不在、無時不在的信息傳遞要求。

（1）超高傳輸速率以及超容量帶寬。在面對移動應用、智能終端不斷普及的發(fā)展趨勢下，其帶來的移動數(shù)據(jù)流量的激增，為了能夠滿足用戶的實際需求，5G就需要滿足光纖傳輸速率以及超高容量的貸款要求。并且其傳輸?shù)乃俾屎唾J款還需要滿足具體的指標：用戶的體驗速率能夠達到0.1～1Gb/s，并且用戶的峰值速率可以達到10Gb/s[1]。

（2）廣泛的網(wǎng)絡覆蓋以及零時延的端對端傳送。未來的移動通信能夠滿足互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的個性化需求，同時也可以提供智能的信息服務，滿足無所不在的連接需求，這就要求5G擁有二工位廣泛的連接數(shù)密度以及移動的適應性，從而確保在不同的環(huán)境下，用戶都能夠獲取一致的服務體驗。同時，針對物聯(lián)網(wǎng)控制一類型的業(yè)務，如自動控制、車聯(lián)網(wǎng)等，對于時延的要求非常敏感，還需要進一步提升其可靠性。在5G系統(tǒng)中，可以滿足1ms的時延，RTT還應該不大于200μs，如果發(fā)射機與接收機能力可以滿足現(xiàn)有LTE系統(tǒng)的發(fā)射機與接收機類比，那么5G系統(tǒng)的空口傳輸時間間隔T不得超出25μs。另外，在連接數(shù)密度指標和時延指標上，還應該滿足：其連接設備的密度能夠達到每一平方公里數(shù)百萬個；移動性能夠達到500km/h，并且可以滿足用戶的高速環(huán)境體驗。

（3）實現(xiàn)智能的網(wǎng)絡管理以及高效的頻譜利用。未來的移動通信網(wǎng)絡流量與信令流量都會呈現(xiàn)出爆炸式增長，但是頻譜資源相對有限，在面對挑戰(zhàn)的時候，5G需求能夠實現(xiàn)網(wǎng)絡智能化，通過最大化的每比特收益，滿足用戶體驗、用戶收益以及網(wǎng)絡資源的和諧發(fā)展。

（4）低成本低功耗的模式以及可持續(xù)的網(wǎng)絡發(fā)展。移動通信網(wǎng)絡的可持續(xù)發(fā)展，還需要考慮到頻譜利用、能耗以及成本因素。為了滿足可持續(xù)發(fā)展的要求，相比4G技術，5G技術在頻譜、能源以及成本方面的效率都有明顯的提升。具體而言，其頻譜的效率可以提升5～15倍，網(wǎng)絡能耗能夠降低90%，并且建設與終端成本不會受到“高通”的局限，所以，也會大幅度降低成本。

2 物聯(lián)網(wǎng)與5G通信技術的相互融合

（1）快速性。目前，物聯(lián)網(wǎng)速度慢主要是因為是利用wi fi、ZiBee等連入網(wǎng)絡，當連接的數(shù)量太多抑或是傳輸數(shù)據(jù)過大時，極有可能引發(fā)數(shù)據(jù)處理和容量處理能力不達標的問題，導致網(wǎng)絡堵塞、延時。此時應用層以及管理員終端就不能獲取感知層的信息數(shù)據(jù)。如物聯(lián)網(wǎng)在車聯(lián)網(wǎng)中的應用，只要存在高延時現(xiàn)象，攝像頭和雷達等就不能及時傳輸，而且進行信息的判讀，這樣會大幅度增加交通事故的發(fā)生可能性，影響車輛的行駛安全性。但是在5G時代下，通過發(fā)揮大規(guī)模MIMO技術具備的優(yōu)勢，對應的天線陣列就能滿足使用設備的要求。在該陣列下，利用D2D技術同樣能直接實現(xiàn)近距離連接。在感知數(shù)據(jù)信息用于智能終端設備之中，可以利用5G網(wǎng)絡向用戶設備直接傳輸數(shù)據(jù)信息，在優(yōu)化用戶操作的基礎上實現(xiàn)對信息的實時判讀[2]。

（2）便捷性?；?G網(wǎng)絡的物聯(lián)網(wǎng)，可以利用最新的網(wǎng)絡科學技術有效開展相應的管理和更新工作?；谖锫?lián)網(wǎng)中5G通信技術的應用，在直接連接攜帶5G技術的設備時無需更改現(xiàn)有布線規(guī)劃，不必拆毀現(xiàn)有的建筑物，能大大節(jié)省時間和資源，提升操作便捷性。針對已經(jīng)修建好的通訊建筑，在其現(xiàn)代化優(yōu)化中進行改造時，原有的裝潢、布線等不會被破壞。5G的便捷性則是基于毫米波通信得以實現(xiàn)的，如此就能有效提高設備設施的方便快捷性。

（3）經(jīng)濟性。在5G網(wǎng)絡的建構中，直接連接物聯(lián)網(wǎng)設備和手機終端，其基站能夠加快兩者的連接速度，減少對應的網(wǎng)絡層設備恩，最終滿足成本控制的目的。在日常的工作中，之前使用的交換機、路由器等都無法繼續(xù)的使用，如此就能節(jié)省網(wǎng)絡層設備更新成本，達到經(jīng)濟性目的。總體而言，將5G應用于物聯(lián)網(wǎng)充滿了無限升級的可能，兩者之間的相互結合，可以滿足現(xiàn)代生活對于快捷與方便的要求。在設備數(shù)量方面，5G網(wǎng)絡可接入的設備數(shù)量也有所增加，能夠滿足各個行業(yè)領域以及各類型人才的需求。在5G網(wǎng)絡之下，物聯(lián)網(wǎng)的使用更加的快速，應用更加的方便。并且在5G下的物聯(lián)網(wǎng)應用中，其體系結構也能變得更加的完善與健全，在未來，還可以實現(xiàn)在安全性、經(jīng)濟性以及運行速度等方面的提升。今后，5G網(wǎng)絡通信將會越來越普及，其商業(yè)化運用能促進物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品和5G通信技術的融合，優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)運行發(fā)展方案。對城市和偏遠農(nóng)村等也都提出了相對應的方案，實現(xiàn)普及優(yōu)化，這樣就可以滿足5G網(wǎng)絡的合理搭建，幫助人們提升其生活質量，為后續(xù)的運營奠定良好的基礎條件，同時也可以將5G網(wǎng)絡下的物聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢和成效完全呈現(xiàn)出來[3]。

3 結束語

總之，5G時代的來臨為物聯(lián)網(wǎng)開啟了全新的時代，物聯(lián)網(wǎng)的核心在于基于互聯(lián)網(wǎng)作為基礎的新一代網(wǎng)絡體系的構建。不難看出，5G技術憑借其低延時、高流量、低能耗的模式，將得到可持續(xù)的發(fā)展，能夠滿足超千倍移動數(shù)據(jù)增長的需求，能夠實現(xiàn)光纖般的接入速率，其零延時的體驗、千億設備的連接能力等服務的出現(xiàn)，也可以實現(xiàn)業(yè)務與用戶感知的智能優(yōu)化，從而真正打開物聯(lián)網(wǎng)的新世界。