物聯網與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）

作為未來通信發展的主要驅動力，物聯網基礎的出現，使得很多事物都可以利用物聯網來實現連接，并且5G戰略的實施也讓人們可以看到一個物聯網大規模的應用可能。

1 5G時代的愿景

為了滿足未來用戶、網絡以及業務的實際需求，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展趨勢下，其帶來的移動數據流量的激增，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。并且其傳輸的速率和貸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網業務的個性化需求，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密度以及移動的適應性，從而確保在不同的環境下，用戶都能夠獲取一致的服務體驗。同時，針對物聯網控制一類型的業務，如自動控制、車聯網等，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系統中，可以滿足1ms的時延，RTT還應該不大于200μs，如果發射機與接收機能力可以滿足現有LTE系統的發射機與接收機類比，那么5G系統的空口傳輸時間間隔T不得超出25μs。另外，在連接數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百萬個；移動性能夠達到500km/h，并且可以滿足用戶的高速環境體驗。

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

（4）低成本低功耗的模式以及可持續的網絡發展。移動通信網絡的可持續發展，還需要考慮到頻譜利用、能耗以及成本因素。為了滿足可持續發展的要求，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 物聯網與5G通信技術的相互融合

（1）快速性。目前，物聯網速度慢主要是因為是利用wi fi、ZiBee等連入網絡，當連接的數量太多抑或是傳輸數據過大時，極有可能引發數據處理和容量處理能力不達標的問題，導致網絡堵塞、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據。如物聯網在車聯網中的應用，只要存在高延時現象，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生可能性，影響車輛的行駛安全性。但是在5G時代下，通過發揮大規模MIMO技術具備的優勢，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近距離連接。在感知數據信息用于智能終端設備之中，可以利用5G網絡向用戶設備直接傳輸數據信息，在優化用戶操作的基礎上實現對信息的實時判讀[2]。

（2）便捷性。基于5G網絡的物聯網，可以利用最新的網絡科學技術有效開展相應的管理和更新工作。基于物聯網中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有布線規劃，不必拆毀現有的建筑物，能大大節省時間和資源，提升操作便捷性。針對已經修建好的通訊建筑，在其現代化優化中進行改造時，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的，如此就能有效提高設備設施的方便快捷性。

（3）經濟性。在5G網絡的建構中，直接連接物聯網設備和手機終端，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的使用，如此就能節省網絡層設備更新成本，達到經濟性目的。總體而言，將5G應用于物聯網充滿了無限升級的可能，兩者之間的相互結合，可以滿足現代生活對于快捷與方便的要求。在設備數量方面，5G網絡可接入的設備數量也有所增加，能夠滿足各個行業領域以及各類型人才的需求。在5G網絡之下，物聯網的使用更加的快速，應用更加的方便。并且在5G下的物聯網應用中，其體系結構也能變得更加的完善與健全，在未來，還可以實現在安全性、經濟性以及運行速度等方面的提升。今后，5G網絡通信將會越來越普及，其商業化運用能促進物聯網產品和5G通信技術的融合，優化物聯網運行發展方案。對城市和偏遠農村等也都提出了相對應的方案，實現普及優化，這樣就可以滿足5G網絡的合理搭建，幫助人們提升其生活質量，為后續的運營奠定良好的基礎條件，同時也可以將5G網絡下的物聯網優勢和成效完全呈現出來[3]。

3 結束語

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