探討物聯網形勢下的5G通信技術

肖 雨，柏青青，陳 鑫

（中國信息通信研究院西部分院重慶信息通信研究院，重慶 401336）

0 引 言

隨著互聯網時代的到來，4G通信技術得到了廣泛應用，逐漸發展成為人們生產生活和社會發展的重要組成部分[1]。同時，物聯網技術也得到了廣泛應用和普及，對各行業以及人們的生活帶來了深遠影響。新時代背景下，物聯網發展對網絡通信技術的依賴程度日漸顯著。通信技術只有實現多個方面的升級和優化，才能實現物聯網的長遠發展。5G技術的誕生及有效應用，為物聯網技術的提升提供了強有力的保障。物聯網形勢下，5G通信技術的普及成為行業發展的必然趨勢[2]。為此，加強對物聯網和5G通信技術的研究具有重要意義。

1 物聯網的作用

信息技術不斷發展與進步的過程中，物聯網技術應運而生。不僅能夠實現實體信息的采集和監控，還能借助各項先進技術實現萬物互聯，對各個行業的發展具有重要作用。具體而言，物聯網具備的優勢和作用主要包括以下幾個方面。第一，通過采用先進的傳感技術或感知設備，較為全面地感知有關物體的虛擬性。第二，以互聯網或無線網絡為基礎，對物品信息進行有效傳輸，傳輸過程中需依托通信技術加以實現。第三，通過科學合理地處理物品信息實現智能化控制，適當調整其自身的狀況，以便能夠在更好的狀態下實現運行[3]。如今的物聯網憑借自身的諸多優勢得到了廣泛應用，并推動各行業向著智能化方向發展。以交通行業為例，通過有效地運用物聯網技術，駕駛者既能夠實時掌握道路運行的具體狀況，又能夠根據交通的實際路況及時調整出行方案，在減少時間消耗的同時，保持出行暢通。

2 5G通信技術具備的優勢

作為當今時代信息傳導的重要方式，通信技術只有變得更加安全和高效，才能滿足物聯網技術的發展要求[4]。而5G通信技術的出現和應用，能夠為物聯網技術的發展提供可靠的保障。盡管當前5G通信技術還沒有完全普及，但是其具備的優勢是以往通信技術無法比擬的。

2.1 超容量寬帶

從最開始的第一代移動通信技術到如今的5G通信技術，我國的通信技術以驚人的速度不斷發展。這個過程中，寬帶容量不斷提高。超容量的寬帶不僅能夠滿足人們通信的需求，而且能夠滿足信息時代對物聯網技術提出的要求，為人們的生產生活帶來了巨大便利。

2.2 網絡全覆蓋

新時代背景下，通信的便捷性和高效性已經成為各行業發展運行的重要基礎。智能化程度較高的行業，對網絡質量及傳輸速度提出了更高要求。保證信息智能服務的質量，首先要保證無線網絡的覆蓋率。當前，5G通信技術憑借自身具備的高網絡覆蓋率和強大的傳輸能力等優勢受到了業界的歡迎。

2.3 數據流量增加

在社會經濟蓬勃發展與進步的時代背景下，我國的網民數量呈現不斷增長的趨勢。人們對網絡的需求量呈逐年增長的勢態，而現有的網絡數據流量套餐已經無法滿足人們日益增長的實際需求。從現實情況來看，很多用戶在下載大流量APP時，往往會遇到網絡下載速度緩慢、網絡中斷以及無法下載等情況，再加上流量套餐資費不夠實惠，難免會給人們帶來不便[5]。應用5G通信技術不僅能夠實現高效的數據傳輸，而且能擁有更穩定的網絡狀態，為用戶帶來更多便利。可見，5G技術的發展已是大勢所趨。

2.4 可容納網絡設備的數量增加

隨著聯網設備數量的不斷增多，互聯網信息的傳播速度和質量會受到一定影響，給用戶帶來較差的通信體驗，這與4G通信時代的要求和聯網設備的成本存在密切關系。隨著5G技術的應用和普及，信號質量將會變得更加穩定，可容納網絡設備的數量不斷增加，使用體驗也會更佳。

2.5 峰值速率高

從當前4G網絡運行的實際情況來看，它的最高峰值速率可達400 Mb/s[6]，能夠滿足人們基本的通信需求，但無法時刻保持最高峰值速率。所以，要想滿足一些智能化行業發展要求，需要不斷進行完善和優化。5G技術的出現和應用，可將最高峰值速率由4G網絡的400 Mb/s提升至10 Gb/s，意味著5G時代的傳送速度將得到大幅提升[7]。

3 5G通信技術與物聯網之間的關系

隨著5G通信技術的不斷發展，5G通信技術具備的價值和作用變得日漸明顯，并在物聯網中得到了較為全面的體現。5G通信技術的應用場景主要包括3個方面：（1）eMBB，代表的是增強型移動寬帶，主要適用于人與人之間的通信；（2）mMTC，代表的是海量物聯網通信，主要適用于物聯網方面的通信；（3）uRLLC，代表的是低延時、高可靠性通信，主要適用于工業自動化以及智能駕駛等一類的業務[8]。從5G通信技術與物聯網二者之間的關系來看，前者的有效應用支撐著后者的現實需求。互聯網形勢下，5G通信技術已經逐步應用于多個領域，其中包括智能化城市建設、VR技術以及智能無人駕駛等方面。

4 物聯網形勢下5G通信技術的具體應用

4.1 全頻段技術

頻段資源屬于嚴重匱乏資源。當前普及應用的4G網絡通信技術應用的頻段為3 GHz，盡管能夠滿足人們的日常通信需求，但隨著網絡設備接入數量的增加和在線人數的增多，容易導致卡幀、延遲以及掉網等問題，很大程度上影響了用戶的體驗。解決這些問題，提升用戶的體驗，需要從頻段技術入手。5G通信技術應用的全頻段技術，不僅能夠進一步優化網絡頻段資源，還能實現網絡的全覆蓋，大大提高用戶日常上網的速率。除此之外，5G通信全頻段技術能夠有效應用小型化信號天線，盡可能減小設備自身的體型，同時能夠滿足多個設備的網絡需求，在接入物聯網設備的過程中擁有高速且穩定的信號。

4.2 密集網絡技術

相比4G通信技術，5G移動通信提供的流量變得更多。要想提高網絡流量，需要將多項無線接入技術融入實際應用過程，擴增覆蓋的范圍并實現精細劃分。其中，應用密集網絡技術尤其重要。對密集網絡技術進行融合應用的過程中，需注意以下內容。一方面，拓展室外空間，同時擴充系統容量，盡可能提高系統的靈活性，在宏基站的外圍布置大量的天線；另一方面，有效提高相鄰網絡節點數據信號的準確性和有效性，并進一步改善和優化信噪比，要在室外布置大量密集網絡，實現不同網絡節點之間的有效融合。將該項技術應用于物聯網領域，不僅能夠有效提升每一個物體接收信號的準確性，而且能夠大大提升物聯網中物與物互聯的靈活性。

4.3 智能化技術

智能化技術作為5G通信技術的關鍵組成部分，發揮的重要作用不言而喻。互聯網不斷變化的當下，5G通信技術可提供各種各樣的特色化服務，意味著網絡上有大量的數據在進行傳輸。實現海量數據的高效傳輸，離不開具有超強計算能力的大型服務器支持。通過有效應用智能化技術，不僅能夠實現數據信號和各基站之間的有效連接，有效甄別和處理其中具有較強時效性的數據和超量的數據，還能通過云計算中心對數據進行細化、分類、存儲以及傳輸等處理。除此之外，還能夠依托其他一些強大的基站和終端，對不同類型的業務、頻段以及信息等進行有效處理。在物聯網領域應用該項技術，可根據不同的設備選擇接入網絡的方式，并對復雜的數據進行分類處理，使得物聯網變得更加流暢和高效，從而給用戶帶來更好的體驗感。

4.4 NFV/SDN技術

5G通信技術包括兩項基礎的安全保障技術：一是網絡功能虛擬化，即NFV；二是軟件定義網絡，即SDN[9]。通過有效應用這兩項技術，不僅可實現對軟件的網絡定義，而且還能虛擬化操作網絡功能，進而形成良好的通信構架，更全面地凸顯和發揮網絡自身的虛擬化特征和軟件化特征，同時有效處理大量復雜的信息和數據。在物聯網領域中有效運用NFV/SDN技術，可在滿足行業多樣化需求的同時，提升自動化和智能化操控的準確性、安全性以及交互性。

5 結 論

隨著現代科技的不斷發展，5G時代隨之到來。如何對5G通信技術進行科學合理運用，充分發揮其自身具備的優勢和作用，已成為當前時代行業發展的重要課題。在物聯網形勢下，5G通信技術具備的速率優勢、安全優勢以及便捷優勢等日益凸顯，是以往通信技術無法比擬的。當前互聯網技術只有緊隨時代發展的步伐，實現與5G通信技術的有效結合，才能不被時代拋棄，并且為物聯網的健康可持續發展注入源源不斷的生機與活力。5G通信技術進一步推廣和應用，相信在其他行業也能得到有效利用，為人們的生活提供更多便利，促進我國社會經濟的不斷增長。