5G 通信技術在物聯網發展中的探討

王珊珊

中移鐵通有限公司錦州分公司 遼寧錦州 121000

在進入新世紀以來，科學技術的飛速發展帶動了物聯網的逐步普及應用，5G 通信技術的突破則成為物聯網快速發展的一個突破口。目前，5G 技術已經展現出了廣闊的應用前景，但想要將其與物聯網有機結合起來，還需要進行更加深入細致的研究和調整，保障技術效果的充分發揮。本文從物聯網和5G 技術的概念入手，對物聯網下5G 技術的應用優勢、核心技術以及面臨的主要問題進行了分析研究，以期推動二者的共同發展[1-2]。

1 5G 與物聯網

1.1 5G

5G 是指第五代移動通信網絡，其是移動通信商業化以來40年間的最大變革。5G 與之前幾代移動網絡相比，有著明顯的差別，其中的原因就在于其引入并應用了更新的關鍵技術，顯著提升了頻譜效率及容量，而且推出了大量的全新業務。

總而言之，5G 與4G 相比具有大量的優勢，包括通信傳輸速度、效率及質量都得到大幅提升，延時更低，功耗更低，應用場景更多，業務更廣等。這些特點的存在，使得5G 較之4G 有了革新意義的突破。尤其是在一些極致業務方面，5G實現了由嘗試到應用的突破，如虛擬現實、在線游戲等，能夠充分拓展移動通信在人們生活及工作中的實際應用范圍，有利于促進移動通信行業的不斷創新、進步與發展(如下圖1 所示)[3]。

圖1

1.2 物聯網

據相關研究表明，我國物聯網在現代化網絡信息技術發展的時代背景之下，逐漸發展成一個重要的分支，被廣泛應用于各個生產領域，極大程度上改變了人們的生活方式和工作狀態，因此，在此形勢之下，進行物聯網信息技術的全面研發和應用是具有一定積極意義的。而我國在物聯網技術方面比其他國家更為重視。物聯網得到了國家的大力支持，并作為一項國家新興產業，在十三五計劃中明確提出要發展物聯網應用。

目前來說，國內信息技術產業得到了全面的發展，并逐漸研發出一系列基于物聯網技術的智能化產品。例如：小米智能機器人、百度智能語音助手、智能鎖、智能家居產品等等，很大程度上提升了人們的生活品質。此外，我國物聯網網絡信息技術還被應用于無人駕駛、智能芯片等科技領域，并取得了有效進展，目前該技術還處于研發試用階段，一旦推向市場，勢必會徹底改變現代化生活方式和工作狀態。

總的來說，物聯網信息技術的有效研發和全面應用，為人們的生活、工作、醫療、交通及教育帶來更多的便利，也促使通信技術面臨著巨大的挑戰和全新的機遇，需要在現有的4G 通信技術基礎上進行有效的延伸，從而提高網絡通信的質量、速度，讓海量數據不再成為阻礙通信技術發展的客觀因素[4]。

2 我國物聯網的發展現狀

物聯網是指在互聯網以及傳統電信等信息載體的基礎上，將所有獨立的物體聯合起來的網絡形式，物聯網是現代信息技術的一種發展形式，同樣也是“信息化”時代的重要標志。物聯網其實質是一種傳感型網絡，是信息技術產業與無線網絡共同發展的產物，是一種全新的技術產物。

物聯網在實際發展過程中，主要通過將芯片植入到某些物體中，從而在無線網絡中獲取現實中需要的信息，同時還可以將不同空間的物體之間進行信息連接，在此基礎上，實現終端設備對不同空間物體的有效控制。這種技術在現實的工業生產以及日常生活方面已經得到了廣泛使用，尤其是在城市建設工作以及交通規劃方面，都取得了較為顯著的效果。從當前的技術角度對物聯網的發展進行分析，可以看出，物聯網主要依靠傳感器技術、RFID 標簽以及嵌入式系統技術的結合使用，對物體實現控制與管理工作。

由于物聯網本身具有較強的適應性，所以在各個領域當中都得到了較好的發展，不僅能夠在人的日常生活中提供較大的便利，還能有效的與5G 移動通信技術進行結合，從而推動物聯網與新興信息移動技術的創新發展[5]。

3 物聯網發展下5G 通信技術的具體應用研究

3.1 物聯網發展中5G 通信技術中的毫米波技術應用

結合當前的實際情況來看，在整個世界范圍之內，我們可以展開或者使用的頻譜資源，在很大程度上都存在一定的限制，然而毫米波段當中能夠使用的頻譜資源，卻能夠產生非常豐富的儲存量。

所以，要想使得物聯網技術的發展能夠處于一個更加科學有效化的狀態，那么也就應當在根本層面上將5G 通信技術傳輸速度予以最大化的提升，特別重要的便是要強化對毫米波的研究力度，通過該種方式來使得頻譜資源得到有效強化，這樣展開操作的目的將會真實有效的使得，現有5G 通信技術的基本容量得到最為明顯的提升。

物聯網發展中毫米波技術，在具體應用過程中的確能夠表現出很大程度上的優勢特點，但是毫米波的傳輸距離，又或者是穿透的能力本身就會受到較大天氣因素的限制，所以實際應用過程中所需要注意的要點仍然是較多的，要想使得毫米波技術的應用得到最大化的提升，也就需要對毫米波當前所存在的缺陷問題展開深入細致的分析，從而真正有效的使得射頻器件能夠得到最為有效的設計，使得物聯網下5G 通信技術的應用技術水平得到最為有效的強化。毫米波技術在物聯網中的應用，是整個5G 通信技術應用最為明顯的表現，有關人員也就需要對應用的情況予以切實關注（如下圖2所示）[6]。

圖2

3.2 密集網絡技術

網絡技術在未來的發展過程當中會有大幅度的提高，密集網絡技術的發展步伐越來越快。網絡運營商為了增加蜂窩基站，以此才可以達到網絡容量大幅度提高的目的。綜合整體通信技術的發展，未來網絡通信技術整體的數據流量將會是原先的數千倍，數據整體的傳輸速率也會有大幅度提高。

密集網絡技術在整體發展過程當中，已經逐漸的去滿足上述的需求，通過技術內部的不斷處理，可以有效加寬室外的空間，提高整體系統的容量和工作效率，賦予工作系統整體的穩定性和靈活性。密集網絡技術的快速發展，有利于對于后期系統的開發，系統在未來擴展和整體更新的過程當中，能夠有效地在室外去設置大量的密集網絡。物聯網產業在整體發展過程當中，密集網絡技術在其中發揮著非常重要的作用。

在一些密集的居住區，整體用戶的使用密度會比較高，其中還會涉及各種各樣的業務類型。對于這些情況，則需要廣泛的去應用密集網絡技術，以此才可以充分的去滿足不同的業務類型，提高廣大用戶的應用需求。在整體發展的過程當中，系統的邊緣效應會得到非常明顯的突出，相關的研究人員應該針對此方面的理論進行進一步的研究處理。對一些網絡密集商業區，整體的使用用戶會以室內用戶居多，對于這樣的情況，應該為用戶去制定更加高容量的數據傳輸服務功能[7]。

3.3 SDN/NFV 技術對物聯網的支持

SDN/NFV 技術已經被移動通信行業默認為未來網絡的基礎技術，二者的結合能夠充分促進移動網絡建設成本的降低以及運營效率的提升。不管是SDN 技術，還是NFV 技術，都是網絡虛擬化的一種方式，二者的合理結合，能夠在5G 網絡中構建全新的通信構建，進而促進通信的虛擬化、軟件化發展，提高網絡的數據分離能力。對物聯網的應用而言，數據分離是十分重要的基礎保障。

物聯網較之互聯網更加復雜，信息數據類型更雜，容量更大，同時數據傳輸需求也更加多樣化。也就是說，物理網數據傳輸必然會存在將數據進行分離傳輸與接收的情況，故而對網絡數據分離能力有著較高要求。在SDN/NFV 技術的支持下，5G 網絡能夠依靠內部的虛擬網絡架構，對不同物聯網應用要求實現一一滿足[8]。

3.4 高頻段傳輸技術

物聯網產業在長久持續的發展過程當中，需要具備非常雄厚的技術來支持網絡容量和網絡數據整體的傳輸速率。基于以上要求，傳統的通信技術是無法滿足的，因此需要對通信技術進行進一步的研究和發展，傳統的通信工作頻段主要是在3GHZ 范圍集中，在具體工作的過程中，會使得頻譜的資源非常擁擠。傳統的落后的通信技術無法滿足物聯網技術的需求，因此需要引進高頻段可用頻譜資源。在整體高頻段傳輸技術的基礎之上，需要對網絡容量和整體的傳輸速率進行進一步的提高。

在高頻傳輸方面整體過程當中，毫米波通信技術得到了廣闊的發展。目前的發展情況來看，毫米波通信技術整體的傳輸速率得到了大幅度的提高，基于此情況，對未來的發展趨勢進行預測，不難看出，毫米波通信速率在未來發展過程當中極有可能會超過光纖。物聯網產業在快速的向前發展，在這個背景之下，毫米波通信發展具有一定的優勢。通信技術會提供相應需求的傳輸技術，豐富的頻譜資源會滿足物聯網產業整體的發展[9-10]。

4 結語

綜合上述分析可知，5G 對物聯網的應用和發展有著決定性的作用。尤其是一些5G 移動通信的關鍵技術，更是為物聯網在社會中的滲透及實際應用提供了基礎支持，如SDN/NFV 技術、全頻段通信技術、密集網絡技術等。在5G 移動通信技術的支持下，物聯網能夠充分實現與5G 的有效融合，進而促進自身的良好發展，推動未來社會的智能化發展。