物聯(lián)網(wǎng)形勢(shì)下的5G通信技術(shù)應(yīng)用研究

摘? 要：當(dāng)前，互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)已經(jīng)步入快速發(fā)展的階段，這一技術(shù)的發(fā)展促使移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展不斷進(jìn)步。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的改革和進(jìn)步也推動(dòng)了社會(huì)生活的改變，影響著人們的生產(chǎn)和生活。5G已經(jīng)離我們?cè)絹碓浇耍?G技術(shù)的正式推廣和使用，無疑會(huì)給人們的生活帶來質(zhì)的飛躍。本文從相關(guān)概念的剖析入手，闡述5G技術(shù)的特點(diǎn)，并通過一些具體的應(yīng)用，分析物聯(lián)網(wǎng)背景下5G技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);5G;通信技術(shù)

中圖分類號(hào)：TN929.5? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2019）09-0057-03

0? 引? 言

隨著4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的誕生和普及，當(dāng)前4G在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，并且相關(guān)技術(shù)也被更多的領(lǐng)域采用。逐漸成為人們生產(chǎn)生活中不可缺少的一部分。因?yàn)閲鴥?nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，人們和網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系越來越密切，對(duì)于一些網(wǎng)絡(luò)上的新發(fā)展，人們或多或少都會(huì)有所了解。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在諸多領(lǐng)域有所應(yīng)用，在這樣的發(fā)展基礎(chǔ)上，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也逐漸依賴網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展，所以通信技術(shù)必須從多方面進(jìn)行提升，以實(shí)現(xiàn)這一基本要求。當(dāng)前5G技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用是給物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來增益的有效保障，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)而言，也越來越期待5G技術(shù)的普及。本文從相關(guān)概念的剖析入手，闡述5G技術(shù)的特點(diǎn)，并通過一些具體應(yīng)用，分析物聯(lián)網(wǎng)背景下5G技術(shù)的應(yīng)用。

1? 物聯(lián)網(wǎng)和5G通信技術(shù)的概述

1.1? 物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)可以說是新世紀(jì)比較有代表性的產(chǎn)物。物聯(lián)網(wǎng)指的是將物與物通過網(wǎng)絡(luò)連接在一起的手段，在技術(shù)方面講，是將一些微小的芯片置入物體內(nèi)部，讓互聯(lián)網(wǎng)的智能化水平得到發(fā)展和提高，利用網(wǎng)絡(luò)讓物和人以及物和物之間能夠進(jìn)行交流互通。物聯(lián)網(wǎng)在當(dāng)前的新型技術(shù)中的地位十分重要，在國內(nèi)信息技術(shù)發(fā)展的背景下，物聯(lián)網(wǎng)是信息生成中的一次較大的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)本身就具有十分顯著的適應(yīng)性，在人們的生產(chǎn)和生活中得到了廣泛的應(yīng)用，并且隨著時(shí)間的推移，物聯(lián)網(wǎng)的適用范圍也會(huì)有所擴(kuò)大。筆者以為，物聯(lián)網(wǎng)主要是通過傳感器的應(yīng)用，基于嚴(yán)格的技術(shù)，將不同種類的網(wǎng)絡(luò)互相聯(lián)通，打通信息的傳播渠道，讓信息的傳導(dǎo)更加穩(wěn)定，更加準(zhǔn)確地定位信息的位置。現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，其適用性也可見一斑，在社會(huì)發(fā)展中已經(jīng)多方面普及。因?yàn)槌鞘谢M(jìn)程的演進(jìn)，物聯(lián)網(wǎng)的適用范圍也不斷提升，在新型的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)下，物聯(lián)網(wǎng)也會(huì)有更多的發(fā)展空間。

1.2? 5G通信技術(shù)及發(fā)展必要性

1.2.1? 5G通信技術(shù)

當(dāng)前5G技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用是給物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來增益的有效保障，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)而言，也越來越期待5G技術(shù)的普及。5G通信技術(shù)全稱是第五代移動(dòng)通信技術(shù)，在4G廣泛普及的情況下，各國已經(jīng)具備了5G發(fā)展的基礎(chǔ)。5G的正式普及和廣泛性應(yīng)用將在2020年全面展開。比起上一代的通信技術(shù)，5G通信的不同之處在于各方面指標(biāo)的變化，其中最明顯的變化就是數(shù)據(jù)傳導(dǎo)速度的加快，數(shù)據(jù)傳導(dǎo)的速度將會(huì)達(dá)到1Gbp/s以上，是以往的技術(shù)難以匹敵的。另外，5G技術(shù)的傳輸范圍也會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，解放了空間的約束，5G的應(yīng)用性將會(huì)更高。現(xiàn)在，5G作為世界范圍內(nèi)最先進(jìn)的通信技術(shù)，已經(jīng)受到了多個(gè)高水平國家的重視。在5G技術(shù)發(fā)展的藍(lán)圖下，數(shù)據(jù)傳輸速度加快，空間壁壘被打破，其對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也會(huì)有較大的增益。5G通信技術(shù)可以提供無限制的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將過去系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)終端變?yōu)椴煌O(shè)備之間的溝通點(diǎn)和互動(dòng)點(diǎn)，通過5G技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的適用，讓物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)高效融合，進(jìn)一步推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的理念擴(kuò)展，提升物聯(lián)網(wǎng)的影響力，最終推動(dòng)國家經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展。

1.2.2? 5G通信技術(shù)發(fā)展的必要性

4G通信技術(shù)已經(jīng)給人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的促益，在時(shí)代的發(fā)展需求下，4G得以發(fā)展和普及。盡管4G技術(shù)已經(jīng)給人們的生活帶來了極大的便利，但是隨著時(shí)代的發(fā)展，也逐漸顯露出其不足之處，比如：在空間上的限制，在一些樓區(qū)密集區(qū)域，4G信號(hào)容易被高層建筑阻礙，在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，由于基站搭載困難，很難應(yīng)用快速的網(wǎng)絡(luò)技術(shù);其次是在承載量上的限制，由于4G技術(shù)的普及，越來越多的用戶加入導(dǎo)致4G技術(shù)系統(tǒng)的滿載甚至超載，這將會(huì)在一定程度上影響信息傳輸?shù)乃俣?。除此之外，還有很多的不足之處，這都提醒著人們需要展開技術(shù)上的革新。

當(dāng)前，一些新興的技術(shù)應(yīng)用充斥在人們的生活周圍，例如共享經(jīng)濟(jì)、大數(shù)據(jù)等，時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)就是信息的整合與傳導(dǎo)，人們急切需要技術(shù)來對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行規(guī)劃和整理。其中，采用云技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合，將會(huì)解決這一情況。5G技術(shù)概念的提出和發(fā)展，無疑是人們的福音，5G技術(shù)對(duì)于信息傳遞速率的提升，以及對(duì)于信息整合的高效，將會(huì)進(jìn)一步改善人們的生產(chǎn)生活現(xiàn)狀。尤其是物聯(lián)網(wǎng)與5G技術(shù)的融合發(fā)展，將會(huì)推動(dòng)物聯(lián)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，使人們的生活更加便利，生產(chǎn)更加順利和安全。

1.3? 5G通信技術(shù)的特點(diǎn)

5G技術(shù)目前還沒有得到普及，但是學(xué)術(shù)界在長(zhǎng)時(shí)間的理論探討和實(shí)踐發(fā)展基礎(chǔ)上，對(duì)于5G技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)分析。5G技術(shù)的特點(diǎn)主要包括：數(shù)據(jù)流量增加、可容納網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)量增加、峰值速率高、延遲低。

（1）數(shù)據(jù)流量增加。因?yàn)閷?duì)于網(wǎng)絡(luò)的需求的提升，當(dāng)前移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中的流量難以滿足未來人類發(fā)展的需求，在同時(shí)滿足上傳和下載的數(shù)據(jù)量的情形下，網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定就會(huì)凸顯，但是5G通信技術(shù)會(huì)一改當(dāng)下的局面，推動(dòng)大流量的數(shù)據(jù)傳導(dǎo)，和上一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)比起來，將會(huì)提升千倍不止，就算在網(wǎng)絡(luò)擁堵的情況下，傳遞出的信息量也遠(yuǎn)超4G。

（2）可容納網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)量增加。聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量會(huì)影響互聯(lián)網(wǎng)信息的傳播速度以及質(zhì)量，設(shè)備多，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量也會(huì)高，也會(huì)有更廣泛的覆蓋面。但是因?yàn)槁?lián)網(wǎng)設(shè)備的成本高，在4G時(shí)代的需求也不高，導(dǎo)致當(dāng)前缺乏相應(yīng)的設(shè)備。然而隨著5G技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備量大大提升，促使信號(hào)的質(zhì)量和穩(wěn)定性增長(zhǎng)，給之后的覆蓋面的擴(kuò)大帶來有效提升，相較于4G網(wǎng)絡(luò)會(huì)有明顯提升。

（3）峰值速率高。峰值的速率指的是網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行的過程中，速度能達(dá)到的最高點(diǎn)或者最低點(diǎn)的速率，在4G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的過程中，峰值速度最高能達(dá)到400Mbp/s。但是在新一代通信技術(shù)發(fā)展之后將會(huì)提升這一速率，使之達(dá)到10Gbp/s，代表傳送速度的巨大提升。

（4）延遲低。5G通信技術(shù)相較4G而言，網(wǎng)絡(luò)延遲得到有效的降低，降幅最高能達(dá)到10倍，進(jìn)而導(dǎo)致人們?cè)谘舆t上損失的資源在一定程度上降低，同時(shí)，對(duì)于財(cái)產(chǎn)安全方面而言，有更高的穩(wěn)定性。

2? 探討物聯(lián)網(wǎng)下5G通信技術(shù)的應(yīng)用

5G通信技術(shù)將會(huì)逐漸取代4G成為主流的移動(dòng)通信技術(shù)，5G從理論和概念上帶給人們?cè)S多前所未有的信息，這也是當(dāng)前通信技術(shù)發(fā)展過程中的關(guān)鍵。未來5G將會(huì)和人們的生活息息相關(guān)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在諸多領(lǐng)域有所應(yīng)用，在這樣的發(fā)展基礎(chǔ)上，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展也逐漸依賴網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的發(fā)展，所以通信技術(shù)必須從多方面進(jìn)行提升，以實(shí)現(xiàn)這一基本要求。當(dāng)前5G技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用是給物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來增益的有效保障。

首先是在云計(jì)算上，大數(shù)據(jù)時(shí)代，人們周圍的信息呈高速增長(zhǎng)和繁衍趨勢(shì)，怎樣在其中找到自己的所需，又如何對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃是值得思考的，而基于高素質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)工程會(huì)對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行改良和優(yōu)化。在未來5G將會(huì)成為信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，其和人們的生活以及生產(chǎn)活動(dòng)緊緊相連，給智能化的社會(huì)生活帶來了新的發(fā)展契機(jī)。以下是物聯(lián)網(wǎng)背景下5G技術(shù)的具體應(yīng)用：高頻段傳輸技術(shù)的應(yīng)用;密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用;智能化技術(shù)的應(yīng)用;設(shè)備間通信技術(shù)的應(yīng)用。

2.1? 高頻段傳輸技術(shù)的應(yīng)用

在物聯(lián)網(wǎng)趨勢(shì)下，各行業(yè)的發(fā)展需要有充分的網(wǎng)絡(luò)容量、傳導(dǎo)速率的支持。當(dāng)前移動(dòng)通訊技術(shù)，系統(tǒng)頻段的頻率能達(dá)到3GHz之間，可以滿足日常的應(yīng)用需求，假如出現(xiàn)大范圍的網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)，在短時(shí)間內(nèi)有較大的應(yīng)用需求，相應(yīng)的頻段的資源將會(huì)出現(xiàn)匱乏的情況，網(wǎng)絡(luò)就會(huì)擁堵，導(dǎo)致用戶的應(yīng)用受到妨礙。但是高頻傳輸技術(shù)指的是寬帶傳遞速率的極大提升，提升的程度能夠達(dá)到微波帶寬速率的十幾倍。換言之，微波和毫波雖然看上去相差不遠(yuǎn)，但是在范圍上卻有較大的分別，在毫米波和微波的比較上，毫米波的頻率一般都在30～300GHz之間，因?yàn)槟Ｐ痛笮〉莫?dú)特性，可以實(shí)現(xiàn)小型化發(fā)展，從而讓體積小、耗材少的設(shè)備能夠成型。另外，還能夠讓高速短距離通信得以完成，和5G技術(shù)的融合，也有十分優(yōu)質(zhì)的匹配性。

2.2? 密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用

概念中的5G通信技術(shù)提供的流量會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于上一代通信網(wǎng)絡(luò)。5G通信技術(shù)是把多種無線接入技術(shù)有機(jī)融合，覆蓋范圍不大，想要實(shí)現(xiàn)更小的劃分，是缺乏完善的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)的。所以在當(dāng)前的環(huán)境下，應(yīng)用密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是十分關(guān)鍵的，對(duì)于密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而言，主要存在兩個(gè)層面的內(nèi)容。其中之一，在宏基站的外圍，會(huì)出現(xiàn)更多的天線，通過這一方式導(dǎo)致室外的空間得到擴(kuò)展，在此同時(shí)讓系統(tǒng)容量得以擴(kuò)充。更重要的是能夠讓系統(tǒng)的靈活程度得到提升。在室外，會(huì)布置更多密集的網(wǎng)絡(luò)，讓不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可以更加融洽，這樣可以讓鄰近節(jié)點(diǎn)的準(zhǔn)確性得到有效的提升，也會(huì)改善信噪比增益。能夠看到，在5G發(fā)展中應(yīng)用密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以有效增加網(wǎng)絡(luò)空間，讓時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化得以展現(xiàn)，讓網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積不斷提升，充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)。

2.3? 智能化技術(shù)的應(yīng)用

在今后的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展過程中一定會(huì)展開多元化的服務(wù)，同時(shí)還會(huì)有一些多方位的數(shù)據(jù)傳遞到核心網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中。在本質(zhì)上來說，5G通信技術(shù)的核心就好比一個(gè)云計(jì)算中心，主要的基礎(chǔ)設(shè)施是一個(gè)超大型服務(wù)器，有極高的計(jì)算能力，這一技術(shù)通過對(duì)交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備進(jìn)行同其余基站的連接，對(duì)于一些即時(shí)數(shù)據(jù)以及高容量的數(shù)據(jù)而言，也能夠得到高效的應(yīng)對(duì)。

可以把其提交到中心的核算中心，對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)上的處理，這樣可以將數(shù)據(jù)細(xì)致化，在此同時(shí)也能夠根據(jù)不同的種類進(jìn)行規(guī)劃和分檔。對(duì)于核心網(wǎng)絡(luò)而言，在外部還有許多終端以及基站，存在的形態(tài)各有差別。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)中心而言，能夠和不同的業(yè)務(wù)類型相互融合，在不同的頻段之間進(jìn)行篩選，在用戶的實(shí)際體驗(yàn)上，將會(huì)有更快的連接速度。如果想要應(yīng)對(duì)當(dāng)前復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，就需要提升智能化水平，讓識(shí)別和分類以及選擇能力得以發(fā)展提升，因?yàn)樵?G通信技術(shù)當(dāng)中，最核心的技術(shù)就是智能化技術(shù)。

2.4? 設(shè)備間通信技術(shù)的應(yīng)用

當(dāng)前，移動(dòng)通信系統(tǒng)可以高效利用現(xiàn)有分布的固定站點(diǎn)來構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)，大多數(shù)是以基站的建設(shè)為中心，向四周進(jìn)行延展，讓社區(qū)的網(wǎng)絡(luò)全面覆蓋得到實(shí)現(xiàn)?；径嘟ㄔO(shè)在比較寬廣的地域，有一定的固定性，對(duì)于傳導(dǎo)線材的結(jié)構(gòu)有一定的限制。在這其中就可以發(fā)現(xiàn)，只能在基站范圍內(nèi)的才可以使用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。在5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的過程中，就對(duì)4G技術(shù)的缺陷展開整體上的思索，由于以基站為基礎(chǔ)的核心移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)難以滿足用戶的全面需求，所以將直接應(yīng)用通信技術(shù)，讓移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的直連通信得到完成，適用性相當(dāng)高，也是對(duì)今后潛在的網(wǎng)民儲(chǔ)備進(jìn)行的充分準(zhǔn)備。這一技術(shù)可以讓接入的方式以及網(wǎng)絡(luò)連接的方式得到完善和改變，不再會(huì)受到范圍或者距離的限制。從而突出網(wǎng)絡(luò)傳播的高效性。

3? 結(jié)? 論

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的改革和進(jìn)步也推動(dòng)了社會(huì)生活的改變，影響著人們的生產(chǎn)和生活。5G已經(jīng)離我們?cè)絹碓浇耍?G技術(shù)的正式推廣和使用，無疑會(huì)給人們的生活帶來質(zhì)的飛躍。本文從相關(guān)概念的剖析入手，闡述5G技術(shù)的特點(diǎn)，并在一些具體應(yīng)用上，分析物聯(lián)網(wǎng)背景下5G技術(shù)的應(yīng)用。總而言之，物聯(lián)網(wǎng)在未來的發(fā)展需要更快、更優(yōu)質(zhì)、適用性更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為背景。5G技術(shù)的發(fā)展將會(huì)給人類的生活帶來前所未有的改革，對(duì)社會(huì)生活的影響和促進(jìn)也是極大的。當(dāng)前5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)為廣泛的應(yīng)用做好準(zhǔn)備，在使用的過程中可以有效解決之前幾代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中存在的弊病。這也是國內(nèi)通信技術(shù)的一大變革，在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的背景下，怎樣保障信息傳輸?shù)挠行?，怎樣防止信息傳輸紕漏，如何保障信息傳?dǎo)的安全性，避免信息在傳輸過程中雜亂無章。這些問題在5G技術(shù)的發(fā)展過程中將會(huì)存在解決的可能性，爭(zhēng)取在技術(shù)上完成較大的突破發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：楊明（1974.11-），男，漢族，山東寧津人，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)部三片區(qū)主任，工程師，本科，研究方向：無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、優(yōu)化和維護(hù)。