物聯(lián)網(wǎng)形勢下的5G通信技術(shù)運用初探

孫曉龍

摘 ? 要：信息時代，移動互聯(lián)網(wǎng)正呈現(xiàn)飛速發(fā)展態(tài)勢，突出表現(xiàn)為5G通信技術(shù)的誕生和投入實用。5G通信技術(shù)的誕生進一步實現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)突破時空限制的功能，不僅使得數(shù)據(jù)傳輸速度極大加快，而且也使得數(shù)據(jù)傳輸距離極大延展，將為社會生活帶去一系列重大變化。物聯(lián)網(wǎng)形勢下，5G通信技術(shù)的運用價值提高，同時運用領(lǐng)域也極大程度地得到了拓寬，為此，本文主要在闡明5G通信技術(shù)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，探討其在物聯(lián)網(wǎng)形勢下的具體運用。

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

中圖分類號：TN929.5 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）02（b）-0133-02

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是信息時代催生出的新興技術(shù)，是互聯(lián)網(wǎng)將全世界發(fā)展相連的重要表現(xiàn)[1]。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)，不同的物品可以實現(xiàn)互聯(lián)，將給社會生產(chǎn)及人們的生活帶來一系列變化。5G通信技術(shù)是當前最先進的通信技術(shù)，其技術(shù)研發(fā)過程經(jīng)過了重重驗證和完善，具有較高可靠性，目前已逐漸投入實用并走向商業(yè)化[2]。物聯(lián)網(wǎng)形勢下，5G技術(shù)的運用領(lǐng)域?qū)O大拓寬，運用價值也將進一步提高。認識5G通信技術(shù)之突出優(yōu)勢及其在物聯(lián)網(wǎng)背景下的具體運用，促進物聯(lián)網(wǎng)和5G通信技術(shù)這兩項具有創(chuàng)新意義的技術(shù)實現(xiàn)深度融合，具有劃時代意義。

1 ?5G通信技術(shù)的突出優(yōu)勢分析

1.1 穩(wěn)定性顯著增強

由于5G網(wǎng)絡(luò)可承載的數(shù)據(jù)流量遠多于4G網(wǎng)絡(luò)、較4G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)吞吐量提升超過1000倍，因而在同一時間可容納更多用戶完成數(shù)據(jù)上傳和下載活動，5G通信技術(shù)下數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性將顯著增強，即便出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁堵，傳動量仍能夠達到100Ghit/s/km2。

1.2 可覆蓋面積擴大

移動網(wǎng)絡(luò)的可覆蓋面積直接受聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量影響，兩者之間存在正相關(guān)關(guān)系，當聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量增多時，移動網(wǎng)絡(luò)的可覆蓋面積也將擴大。由于5G通信技術(shù)下聯(lián)網(wǎng)設(shè)備急速增加，因而據(jù)相關(guān)預(yù)測，5G通信技術(shù)下移動網(wǎng)絡(luò)的單位可覆蓋面積甚至可以達到現(xiàn)行4G網(wǎng)絡(luò)之百倍。與此同時，由于5G網(wǎng)絡(luò)相較于4G網(wǎng)絡(luò)而言在頻譜利用效率方面可提高5～10倍，因而缺乏頻譜的狀況能夠得到有效解決，以此充分保障人們的網(wǎng)絡(luò)使用需求。

1.3 數(shù)據(jù)傳輸速度快

現(xiàn)行4G網(wǎng)絡(luò)的峰值速率理論上可達到600Mbit/s，而5G網(wǎng)絡(luò)的普通用戶峰值速率至少可達到10GGbit/s，較4G網(wǎng)絡(luò)而言峰值速率提升幅度超過10倍，數(shù)據(jù)傳輸速度極大加快，同時網(wǎng)絡(luò)延遲現(xiàn)象也會進一步減少，即使出現(xiàn)延遲，延遲時間也遠短于4G網(wǎng)絡(luò)的延遲時間。對于數(shù)據(jù)傳輸速度要求特別高的行業(yè)，5G通信技術(shù)甚至可以為其提供100Gbit/s的峰值速率[3]。

1.4 具備極強安全性

受“互聯(lián)網(wǎng)+”思維影響，許多行業(yè)都開始追求與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)深度融合，因而未來許多業(yè)務(wù)和服務(wù)都可以直接通過互聯(lián)網(wǎng)辦理，以網(wǎng)絡(luò)方式儲存下來的信息和數(shù)據(jù)將進一步增多，同時也對互聯(lián)網(wǎng)安全性提出了更高的要求。5G網(wǎng)絡(luò)的安全性較4G網(wǎng)絡(luò)而言進一步提高，能夠有效保障用戶的隱私信息不受侵犯，保障用戶財產(chǎn)安全。

1.5 能源使用效率高

5G通信技術(shù)的能源使用效率較4G網(wǎng)絡(luò)而言可提高1000倍，因而可以有效節(jié)約能源，符合節(jié)能環(huán)保、綠色低碳的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展要求，有利于推動互聯(lián)網(wǎng)及移動互聯(lián)網(wǎng)走上可持續(xù)發(fā)展道路。

2 ?5G通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)形勢下的具體應(yīng)用及發(fā)展趨勢

2.1 運用網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化技術(shù)和軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)加強網(wǎng)絡(luò)控制

網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化技術(shù)（NFV）是指以x86服務(wù)器將網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架虛擬化的技術(shù)，軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（SDN）則是以O(shè)pen Flow核心技術(shù)靈活控制網(wǎng)絡(luò)流量并完成網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架軟件化的技術(shù)。作為5G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的基礎(chǔ)，此兩項技術(shù)能夠有效控制數(shù)據(jù)分離，簡化5G網(wǎng)絡(luò)管理，因此5G通信技術(shù)可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)發(fā)分離，從而能夠加強對于5G網(wǎng)絡(luò)的控制，并通過虛擬化和軟件化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)滿足萬物互聯(lián)對于網(wǎng)絡(luò)的需求。

2.2 運用毫米波技術(shù)和全頻段技術(shù)開發(fā)頻譜資源

當前，通信網(wǎng)絡(luò)以3GHz為主要工作頻段，頻譜資源遠不能滿足實際需求。物聯(lián)網(wǎng)形勢下，需要進一步開發(fā)可使用的頻譜資源，因而要想有效運用5G技術(shù)，就必須提高對于毫米波技術(shù)及全頻段技術(shù)的重視力度，開發(fā)毫米波段的頻譜資源，同時在6～100GHz中研究通信網(wǎng)絡(luò)的其他工作頻段，并分析不同頻段的特征，利用好其優(yōu)勢，補足其劣勢，以此有效保障5G通信技術(shù)的傳輸速度和傳輸效率，進一步擴大5G網(wǎng)絡(luò)容量，更好地滿足生產(chǎn)生活對于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實際需求。

2.3 運用不同設(shè)備直連通信技術(shù)擴大5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍

當前，基站對于移動網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用而言具有十分重要的作用[4]。然而由于通信基站的架構(gòu)對于地理條件的要求較高，只有在寬敞的平地上架構(gòu)基站才能取得比較理想的效果，而只有以基站為核心向外假設(shè)固定網(wǎng)絡(luò)站點，移動網(wǎng)絡(luò)才能得到應(yīng)用，因此這一地理條件要求也給移動網(wǎng)絡(luò)向外拓展和擴大覆蓋面積帶去了極大的限制。如果用戶距離網(wǎng)絡(luò)基站的距離較遠，那么網(wǎng)絡(luò)傳輸就會出現(xiàn)比較明顯的波動，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量下降，數(shù)據(jù)輸出和數(shù)據(jù)接收速度和效率顯著下滑，給用戶造成極大不便。物聯(lián)網(wǎng)形勢下，5G通信技術(shù)中的設(shè)備直連通信技術(shù)，能夠減小網(wǎng)絡(luò)使用和數(shù)據(jù)傳輸對于網(wǎng)絡(luò)基站的依賴性，有效構(gòu)建起通信網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)傳輸不再需要基站，用戶的網(wǎng)絡(luò)使用需求將得到進一步滿足，“萬物互聯(lián)”也將進一步實現(xiàn)，能夠多方面滿足社會經(jīng)濟發(fā)展對于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求。

2.4 運用密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)滿足網(wǎng)絡(luò)流量需求

隨著智能設(shè)備終端投入使用數(shù)量增多，智能化、多元化、綜合化成為無線網(wǎng)絡(luò)的未來發(fā)展方向[5]。由于數(shù)據(jù)流量增多——5G通信網(wǎng)絡(luò)的提供數(shù)據(jù)流量可達到4G通信網(wǎng)絡(luò)的千倍以上，因而必須運用密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，否則將無法滿足這些增長的數(shù)據(jù)流量需求。與此同時，密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還能夠進一步推動網(wǎng)絡(luò)突破時空限制，切實提高5G通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)容量，提高頻段的使用效率并實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)分流。當前密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要有以下兩種運用方法：（1）運用天線拓寬室外網(wǎng)絡(luò)空間，以此增強網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)靈活性，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)容量提高;（2）將大量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點布置在室外并加強其寫作，以增強網(wǎng)絡(luò)準確性和實效性。

3 ?結(jié)語

綜上所述，5G通信技術(shù)擁有一系列4G通信技術(shù)所不具備的突出優(yōu)勢：網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和安全性極強、網(wǎng)絡(luò)可覆蓋面積大、數(shù)據(jù)傳輸速度快、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量好、能源使用效率高等。物聯(lián)網(wǎng)形勢下，為有效運用5G通信技術(shù)，應(yīng)著力運用網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化技術(shù)和軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)加強網(wǎng)絡(luò)控制、運用毫米波技術(shù)和全頻段技術(shù)開發(fā)網(wǎng)絡(luò)頻譜資源、運用設(shè)備直連通信技術(shù)減小網(wǎng)絡(luò)使用對于網(wǎng)絡(luò)基站的依賴性、運用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提高5G通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)容量，切實滿足網(wǎng)絡(luò)使用需求。

參考文獻

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