淺談物聯網環境下的5G通信技術應用

李正偉

（上海潤迅商凱電話商務有限公司，上海 200235）

當今的大數據背景下，我們平時所需的信息量急需增大，信息也呈多元化的趨勢。在信息交錯的網絡環境中匹配到我們需要的信息并按照我們的需求進行處理，是一個迫切需要解決的問題。良好的物聯網工程技術將有效的改善和優化此類問題。

1 物聯網與5G

1.1 物聯網

物聯網可以通俗理解為：通過網絡連接對象和對象的一種方式。技術層面上，可以理解為：通過控制放在對象內部的小芯片來實現物體與人之間以及物體與物體之間的交互，提升互聯網的智能化水平，通過對各類芯片的控制連接，這樣就能使參與進互聯網的所有對象都建立連接。物聯網本身適應性極強，現在已經在人們的生產和生活中扮演重要角色，物聯網由于自身的特性，近些年發展形勢大好，隨之其應用領域必將也會更寬泛。而如果出現新的網絡技術支持，物聯網必將有更大的發展空間。

1.2 5G通信技術

5G，也稱為第五代移動通信技術。數據傳輸速度方面，比4G快了10至100倍左右，峰值傳輸速率甚至達到20Gbit/s。5G技術的頻譜利用率相比4G提高了4倍。并且我們平時乘坐高鐵時網絡信號質量差的問題也隨之解決，因為5G可以確保用戶在以500km/h的速度運動下依然提供質量良好的網絡。

1.3 物聯網環境下5G通信技術發展的必要性

在5G技術中，數據傳輸速度加快，空間局限性更小，這也將為物聯網的發展帶來更大的利益。5G通信技術可以提供無限的網絡結構，將以前系統中的網絡終端轉換為不同設備之間的通信點和交互點。通過5G在物聯網技術的應用，物聯網和互聯網可以得到有效的整合，進一步促進物聯網的概念擴大，增加的影響物聯網，并最終促進物聯網的發展、國家的經濟和社會發展。

5G的發展，尤其對于物聯網行業的人們更為期待。與上一代通信技術相比，5G最突出的特點就是數據傳輸速度的加快。因此，為了滿足現代社會工作的高速發展需求，在一定程度上應用了5G移動通信技術，為人們的日常生活提供了極大的便利，大大提高了人們的生活質量。另外，在信息時代，為了滿足人們的實際需求，5G通信技術設計將用戶體驗作為關鍵內容，并在此基礎上開發更多提高用戶體驗的功能。5G移動通信技術是在4G網絡技術的基礎上開發的，而且該技術已經在一些領域里得以運用，在移動設備網絡和各種終端網絡中也已經開始使用。因此，5G移動通信技術的形成是一次升級和優化，解決了在4G通信技術實現不了的功能，其發展的必要性不言而喻。

2 物聯網環境下5G通信技術的應用

2.1 密集網絡技術的應用

5G網絡可用的數據傳輸流量非常大。通俗來講，5G通信技術就是通過占用空間小的技術手段連接了各種無線接入技術，這需要把區域劃分的非常詳細，現有的上一代網絡建設基礎達不到這種程度，而建設新設備也需要時間。因此，對于現在的設施情況，應用密集網絡技術是目前解決這個問題的比較有效的方法。對于密集網絡技術，首先，以這種方式，在基站周圍布置更多的天線以擴展網絡的外部空間，這可以大大增加網絡系統的容量，而最重要的是，密集網絡技術的應用也可以提高系統的靈活性。在與之前同等的環境下，將覆蓋更多的網絡，這樣不同網絡中的不同節點就可以實現跨度連接，大大地提高不同網絡節點之間信息交換的的準確性和穩定性。

2.2 智能化技術的應用

等到5G網絡正式普及時，屆時必然有很多領域需要5G這樣一種強大通信技術的支撐。也就意味著核心網絡必須同時處理許多不同的信息、呈多樣化的數據。將被傳輸到核心網絡當中處理。5G通信技術實質上是以多個的云計算中心，匯集成為一個超大型服務器。這種類型服務器通過網絡交換機連接到其他網絡對接不同數據信息，對于大容量數據，也可以實時性的快速有效地進行處理。首先將信息提交給核心網絡中心的計算中心，然后對進入服務器的信息進行最早的基礎處理。信息的區分是依照信息的不同性質和類型來進行劃分。按照不同的需求，可以將不同類型的服務器按照需求結合網絡中心，并在不同的頻帶之間進行過濾，在實際的用戶體驗中，連接速度會變得更快。

2.3 SDN/NFV技術

5G通信技術的安全性相比上一代4G通信技術也有了很大的提高，這就催生了5G通信技術相關發展規劃及技術行為規范的加速制定。SDN/NFV技術的定義：即在插件的功能下將網絡/網絡功能虛擬化，特別在5G中，SDN/NFV技術發揮著重要的作用。SDN/NFV技術能根據網絡環境的不同設定其匹配的的特定參數，用軟件程序調用網絡中的數據，這在管理5G通信技術上節約了很多人力物力。

2.4 設備間通信技術的應用

4G移動通信系統發射網絡現有的工作模式是：利用固定站點組建一個小型的通信網區域，網絡集中在站點所處的基站，基站周圍網絡都是由此發射的。這種模式一般可以滿足一個社區的網絡需求。由于工作模式的特定性，基站一般都處在沒有建筑物遮擋的開闊區域，這就對基站建設的區域提出了要求。存在的問題就是，僅當處在移動網絡基站范圍內時，才可以使用該基站發射的網絡。由于基于基站的中央移動網絡很難滿足處在覆蓋區域邊緣的用戶的需求，這個時候設備間的通信技術的優勢就顯現出來。設備間通信技術就是實現設備和設備之間的即時通信，直接完成移動網絡之間的直接通信是完全可以改善上述用戶體驗問題的。

2.5 D2D通信技術

5G通信的關鍵技術還有D2D通信技術。2014年，3GPP在版本12中重新定義了D2D通信，并將其確定為LTE-A和5G通信系統的關鍵技術之一。D2D技術的最關鍵優勢在于，它允許D2D用戶在蜂窩許可頻段上以非正交形式進行通信，從而在實現穩定通信的基礎上減輕了頻譜資源的當前短缺。此外，D2D通信在社交網絡，物聯網，緊急救援和安全防御等領域也具有長期發展前景。除D2D技術外，之前已經進行了類似的短距離通信研究，例如Qualcomm提出的藍牙技術，Wi-FiDirect和FlashLinQ技術。它們與D2D通信之間的最大區別是它們在許可的頻段上工作，具有無法控制的干擾和安全性較差的缺點。相反，D2D通信只需要為頻帶的使用支付一定的額外費用，并且它可以在共享小區中通過蜂窩用戶的授權頻帶工作，具有可控的干擾和高安全性。因此，D2D技術彌補了過去短距離通信中的性能缺憾，同時發揮了自己的優勢。

2.6 高頻段技術的應用

4G經歷這么長時間的發展和利用，可用的頻譜資源實際上已經不多，但高頻段的頻譜資源現在的技術基本還沒涉及到，可利用率極高，如果可以在此高頻段傳輸數據，就會和傳統通信傳輸信道區分使用，極大地緩解現有頻譜資源緊張，加大數據傳輸量，同時也實現了短距離數據能夠極高速的傳輸，匹配5G所需信道容量和傳輸速率等技術規范。

3 結束語

移動網絡的改革和進步已經給社會生活帶來了巨大的變化，可以說現在的信息化社會就是通信技術的發展產物。而等到5G通信技術成熟之后，給人們帶來的體驗必然是前所未有的，至于會給社會帶來哪些變化現在還不得而知，就像4G來臨時人們可能只會覺得只是速度快了一點，而不會想到竟然在今天給我們帶來如此大的改變。可以肯定的是，5G帶來的肯定不止是網速上的高質量體驗。

物聯網的未來也是一片光明，因為有了更適用的5G通信網絡技術作為技術背景。目前的5G網絡技術已經有了廣泛的實際應用的理論基礎，在使用過程中可以慢慢發現技術上的問題并一步步的解決。相信在未來5G技術的支持下，物聯網的發展必然會更加迅猛，更加蓬勃。