5G關鍵技術及其對物聯網的影響

陳守益，符利秀，許 靜，黃 祥

（貴州電信網絡運行維護事業部，貴州 貴陽 550025）

0 引言

互聯網的技術并不復雜，由互聯網技術所引出來的物聯網時代，更是給我們的生活帶來了極大的改變。如智能家居等，可以通過手機進行簡單的控制，也可以通過智能音箱作為中樞，通過語音控制的方式實現萬物互聯。而將物聯網的概念延伸到社會上，自動駕駛，無人機等均屬于物聯網的重要組成部分。由此也可以看出，物聯網技術給我們的生活帶來了巨大的改變。當然物聯網技術當中還有一些關鍵環節需要突破，針對性的分析5G技術的一些優越性，更好的應用通信技術，以此來促進物聯網發展。

1 物聯網技術的發展現狀

1.1 物互聯的發展趨勢

為了更好的應用5G技術，保障物聯網技術的快速普及，還需要對物聯網的發展現狀進行一些探索。明確現階段的主流發展趨勢以及現階段的技術瓶頸，針對性的進行創新，有效的解決一些實際問題。首先從整個物聯網行業的發展趨勢來看，實現萬物互聯已經成為了整個社會的發展需求。從家庭內部來看，人們在日常生活當中可以通過手機，電腦或者智能音箱進行簡單的控制。比如說一些家庭常見的家電，如冰箱，洗衣機，燃氣灶等，實現自動控制方式，降低了人們操作的繁瑣程度，給人們帶來了更好的生活體驗。當然也可以通過智能控制中樞，對窗簾門簾，門鈴等進行遠程操控，實現更加智能化的生活方式。既給人們帶來了更多的樂趣，同時也提高了家庭內部的靈活性。不僅如此，一些新型的家用電器，也給人們的生活帶來了巨大的改變。如掃地機器人等，使得人們擺脫了繁瑣的家務，有效的提高了生活水平。當然不僅在家庭內部實現了更好的互聯網技術，對于整個社會而言，通過物聯網的相關組網措施，進一步的提高其技術水平?？梢詫崿F無人駕駛，改變人們的出行方式，當然也可以通過物聯網技術對交通信號燈進行實時動態處理。保證了交通信號燈的靈活性，同時能夠滿足人們的出行需求，極大的提高了整個社會的交通水平。由此可以看出，在現代社會發展過程中，人們對于自己的生活品質以及生活方式有了更高的需求，一方面希望能夠提高自己的生活質量，同時也希望能夠減輕自己的生活壓力。在日常的一些細節問題上實現物聯網技術，可以推動更加智能化的生活方式。在物聯網技術應用的過程中，不僅要功能豐富，同時也要足夠穩定。在細節上滿足人們的實際需求，避免造成用戶體驗下降，避免影響用戶的正常應用。這些都是現階段要考慮的問題，也是未來的主流發展趨勢。

1.2 通信環節成為物聯網中的技術瓶頸

雖然說物聯網技術有如此多的應用場景，給人們的生活帶來了巨大的改變，也可以整個社會的發展帶來了許多的改變。但是在現階段的物聯網技術應用過程中，還面臨著一定的技術瓶頸。因為4G網速本身的限制以及延時較高，給物聯網技術造成了嚴重的影響。比如說在正常的家用智能家居中，因網速較差，導致自動控制水平低下。人們在采用語音操控或者是遠程遙控的時候，智能家居無反應或者是延遲較大，導致用戶的實際體驗不斷下降。而從社會層次上就進行分析，自動駕駛作為物聯網技術中的重要組成部分，較差的網速無法滿足實際需求，必然會導致交通混亂，無法保證人們的安全性，這也是目前自動駕駛技術上的一個瓶頸。由此可知看出，物聯網技術在實際應用的過程中還面臨著很多的困難。主要原因在于通信網絡的限制，傳統的3G和4G網絡因傳輸速率較慢，延時較大，使得物聯網技術難以進一步的發展。而近些年來，5G網絡的快速發展以及5G的商用快速普及，給物聯網技術帶來了新的發展升級。由于網速較快，延遲較低，給相關行業帶來了新的發展機遇。尤其是在網絡傳輸速率方面，速度越快代表控制的效果越好，穩定性越強。但不可否認的是，5G技術在現階段應用的過程中還面臨著一系列的問題。一方面是普及程度不夠，在商用的過程中面臨著一系列的問題。另外一方面是由于5G的頻率較高，穿透能力較差。在室內如何實現更好的5g應用，保證其穩定運行，還需要進行進一步的分析?？梢钥紤]建設更多的基站，同時也要考慮到降低5G的干擾因素，保證通信網絡的正常運行。在未來發展過程中，還需要進一步的提高通信技術的水平，避免對物聯網造成嚴重的限制。

2 5G技術與物聯網的關系

5G對社會發展的各行各業有著深遠的影響，無論是社會發展產業還是個人能力，都有著提升5G的力量。它是新時代發展的領導，是推動科學技術革命的核心力量。比4G通信網速度5G技術快100倍，1Gbps的下載速度常態化。大力推進了多人游戲、遠程醫療、自動駕駛汽車等最尖端領域的普及。另外，5G可以實現非常低的能源消費，有利于整合能源行業和優化節能，這是物聯網世界的關鍵。5G通信是泛在網絡發展中不可或缺的通信技術，5G在通信和帶寬能力方面達到了新的高度，可滿足泛在網絡應用覆蓋范圍廣、高速穩定等需求。有助于在理論或測試階段執行和推廣許多適用網絡應用技術。未來是泛在網絡時代，5G網絡帶來了更快的網絡速度，使大規模設備互連、大數據相互作用成為可能，有力地推動了泛在網絡技術的發展。5G時代的目標是萬物的互連，把所有東西連接起來，通過物聯網和消費者的應用發送大量數據，5G技術在建筑內部起到良好的作用。而且，更多的研究表明，5G對泛在網絡的推動作用遠遠超過了預期。5G技術的不斷推進發展了新的物聯網場景，更高的傳輸速度和更高發展水平的不斷推進的社會發展，在巨人的肩膀上我們再看5G技術發展的核心力量必須應用5G技術不斷推進現代化社會的發展。

3 5G關鍵技術及其對物聯網的影響

3.1 低延遲對于物聯網的影響

為了更好的研究5G技術的一些瓶頸問題，還需要對5G技術具體對物聯網產生了怎樣的影響進行一系列探索。明確5G技術的優勢所在，在未來發展的過程中才能夠抓住主要矛盾，針對性的進行創新。首先從物聯網行業的相關需求入手，通信作為物聯網行業當中的重要組成部分，在其中發揮了十分重要的作用。一方面是保證了設備之間的正常通信，另一方面保證了設備的穩定控制，能夠給用戶帶來較好的體驗。如在室內組成一個更好的局域網，通過無線網技術，藍牙技術等進行設備之間的通信，以此來完成自動控制等任務，實現了簡單的智能家居。但是由于藍牙和無線局域網的穩定性不好，傳輸速率比較慢，限制了物聯網行業的快速發展。因此人們探尋使用頻率更高，傳輸速率更快，延遲更低的網絡技術，希望能夠改變現有的一些問題。在4G技術應用的過程中，由于4G存在著較大的延遲，在正常使用的過程中，只能夠在一定程度上滿足人們的室內控制。為了更好的提高用戶的體驗，進一步的保證智能家居的穩定運行，還需要對5G技術的應用進行研究。正是由于5G本身的延遲較低，人們通過遠程操控或者是語音操控的方式，僅在幾毫秒內就是能夠完成一系列的控制工作，展現出了低延遲的優勢。當然在室外進行應用的過程中，如無人機和無人車等，能夠在短時間內完成決策控制等，避免出現重大交通事故，這些都是5G技術的優越性。總的來看，正是由于5G本身的延遲較低，在正常使用的過程中，僅在幾毫秒內就能完成相應的控制動作，這也完成了物聯網技術中的關鍵環節，對于相關行業而言有著極大的幫助。一方面提高了用戶的實際使用體驗，另外一方面降低了安全事故發生的可能性。

3.2 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。

3.3 高傳輸速率對物聯網的影響

5G技術不僅在低延遲方面表現較好，給物聯網行業帶來了快速的發展。同時，由于5G本身的傳輸速率比較快，對于互聯網行業是有著極大的幫助的。在傳統的物聯網行業發展的過程中，因為控制策略較為復雜，需要進行的工作比較多。尤其是在組網的過程中，涉及很多的設備。那么對于通信網絡本身要求是比較高的，只有傳輸速度比較快，才能夠實現較大流量的控制工作。不僅是在室內完成智能家居的相關控制工作，在室外進行大型設備的物聯網控制，更是需要通信網絡較為穩定，傳輸速度比較快，更好的滿足實際需求。而傳統的4G網絡，由于傳輸速率有限，在實際應用的過程中，面對較為復雜的場景表現出一定的不足。5G網絡的應用，大幅度提高了網絡的傳輸速率。在應用的過程中，不僅給我們的正常上網帶來了很多的幫助，對于物聯網行業更是注入了新的活力。當然在實際應用的過程中，需要長期保持網絡的穩定運行。在負載較重，流量較大的情況下，依然能夠保證長期的高速率傳輸，這才是對于物聯網行業有著極大的幫助的。在未來發展過程中，進一步的降低干擾，進一步的保證5G網絡的穩定運行，還需要進行進一步的創新。一方面是對光纖技術進行深入研究，尤其是在光纖應用以及建設的過程中，保證覆蓋密度，保證5G網絡的穩定運行。同時進行流量入口的測試，在負載較重的情況下，進行大面積智能設備控制的過程中，需要保障5G網絡的低延遲和高速率。

3.4 有利于調整地方物聯網產業鏈部署

對于5G無線通信技術來說，將其應用于泛在網絡產業鏈是時代發展的必然，但不能以隨意應用的方式完成，必須考慮長期工作目標和短期工作目標的變化情況對于未來的綜合進步，可以不斷作出更好的貢獻。調整地方物的互聯網產業鏈的配置，是今后重點努力的方向。由于5G無線通信技術還處于開發階段，所以不能正確地確定最終技術成果。物聯網產業鏈的配置應結合地方優勢和劣勢、國家宏觀控制來完成。在這種情況下，必須堅持在泛在網絡產業鏈調整過程中良好地發揮地方優勢，良好地提高物理網絡產業鏈的穩定性。這樣，在5G無線通信技術的應用過程中，可以不斷獲得更好的發展成績。對于泛在網絡產業鏈來說，必須強化大數據分析方法的應用。目前的市場需求和社會需求不斷變化，消費者層也有潛在變化，因此在物聯網產業鏈的數據分析中需要更加透徹，與5G無線通信技術的結合需要更加順利。

3.5 對物聯網發展前景的影響

在泛在網絡4G時代的發展過程中，最嚴重的問題是4G網絡技術的安全性和保密性不足，人與物、物與物之間的交換、傳輸的通信數據經常發生惡意攻擊、被盜等問題嚴重的情況下，也會發生設備損壞等問題。另外，這種通信移動惡意攻擊常常將自身偽裝成通信網絡的移動用戶，利用4G通信技術惡意破壞網絡和交換、傳輸的通信信息，難以完全避免該問題。因此，筆者認為，在5G通信技術的發展過程中，有必要重點提高5G通信技術的網絡穩定性、安全性和保密性，避免在物聯網技術的應用過程中受到惡意攻擊。其次，5G通信技術的全面規劃發展趨勢。目前，在中國通信移動行業的發展過程中，市場上建立和流通了多種通信系統，但不同通信系統之間的差異化也是5G通信技術限制不能完全發揮應用價值和效用的根源。因此，在5G通信技術的發展過程中，如果不重視多模式網絡管理系統的構建，真正實現多個通信網絡系統的合作發展，就不能完全發揮5G通信技術的應用價值。最后，在當前中國的泛在網絡發展過程中，最重要的問題是泛在網絡技術不同行業領域的應用相對獨立，單體行業泛在網絡管理系統運行成本過高沒有充分發揮普遍網絡技術的優勢。因此，在5G時代也充分發揮5G通信技術的高傳輸速度、高傳輸穩定性等應用優勢，構建社會化、全面化和協調化的泛在網絡管理平臺有必要向泛在網絡產業鏈提供中樞管理結構。

4 結束語

總而言之，在傳統的物聯網發展過程中，受通信網絡速率以及延遲的限制，導致物聯網的效果不好。尤其是在自動駕駛以及家庭智能家居領域當中，由于高延遲所帶來的一系列不穩定問題，給人們的使用體驗帶來了嚴重的影響，這也屬于物聯網技術的一個關鍵問題。而由于5G技術的快速普及，其自身的低延遲，高速率給物聯網行業注入了新的活力。在未來發展的過程中，應進一步提高5G的應用水平，進一步的將5G關鍵技術和物聯網技術有效結合起來，推動萬物互聯。