物聯網環境背景下的5G通信技術應用研究

徐乙珅，潘 磊

（1.中國鐵塔股份有限公司宿遷市分公司，江蘇 宿遷 223800；2.中通服咨詢設計研究院有限公司，江蘇 南京 210019）

0 引言

隨著物聯網的深入發展，不僅走進了人們的日常生活中，并且在一些基礎性的行業領域也開始得到了廣泛的應用，對日常生活帶來了很多的變化。物聯網的發展也隨著科學技術的創新和智能化的研究有了更為深入的變化，所以要求5G通信技術有更快的發展速度，以滿足多個行業領域的變化需求，為其提供更加便利的服務。

1 物聯網和5G通信技術的相關概述

1.1 物聯網技術和5G通信技術的關聯

隨著科學技術的發展，物聯網受關注的程度也在日益增加，因為物聯網對人們的日常生活的影響也在逐步地增加，甚至改變了人們原先日常生活中的模式。如果從物聯網的角度來講，物聯網可以應用的領域非常的廣泛，并且部分物聯網還可以作用于移動終端上。由此可以看出物聯網的未來發展的巨大前景，所以在構建物聯網的時候如果只是采用較為滯后的技術來完成構建，會給以后物聯網的升級發展帶來較大的阻礙，不能使物聯網發揮自身最大的作用。所以為了更好地發揮物聯網的作用，其構建應該采用更為先進的無線通信技術來完成物聯網的搭建，最終實現構建物聯網的目標。雖然從現階段來看物聯網，在以往的時候其通信無論是采用Wi-Fi還是4G通信技術，其作用都十分明顯并且都可以滿足物聯網的發展需求。但是4G通信技術與5G無線通信技術相比其性能還是相差很多，更加容易受到其他的因素影響，從而影響了傳輸的質量。5G無線通信技術如果應用到物聯網中，就可以為其提供一定的保障，確保在運行和性能方面的效果更佳，更好的服務生產和生活。而且未來物聯網會深入到人們的日常生活中，比如說在智能家電方面，以后在家庭中的很多的家電都可以實現智能化，而物聯網則可以將這些智能化進行有效的連接，同樣也可以與移動設備進行連接。用戶可以實現對家電的遠程操控，為用戶節省更多的時間。未來5G無線通信技術還可以實現多網接入融合，并且借助自身的高效率和多樣化的技術優勢，可以從渠道進入到互聯網中，具有十分重要的使用價值。

1.2 5G通信技術的應用優勢

另外5G通信技術經過多年的發展和改善，5G通信技術已經日趨完善，在很多的方面都取得了應用成果，并且具有明顯的應有優勢。首先5G技術有著更高的穩定性和信息傳輸速度。所以在應用的過程中，不僅可以提升信號覆蓋的效率，還可以進一步地突破限制，使網絡信號的覆蓋率的范圍更廣。其次5G無線通信技術在應用的過程中，有著更多的信道可供選擇，這可以有效地改善網絡高峰期的擁堵情況。同時，5G無線通信技術還具備更加優秀的信息數據的收集和分析能力，可以對海量的信息進行有效的甄別，提取其中存在的有效的消息，減少數據分析的有效獲取的時間。另外5G無線通信技術在應用過程中，對頻率的利用率更高，因為以往的通信技術大部分利用的頻段都是低頻，而5G通信技術利用的頻段是效率更高的高頻，可以根據實際的發展和頻段發布的規律，強化信號布局規劃，也能促進技術的革新，使之在數據傳輸總量不變的大前提下，仍舊可以不斷增強信號接收的強度。總而言之5G無線通信技術具有巨大的發展前景，是未來整個無線通信行業發展中的一個主要方向和趨勢，所以現階段需要重視提升5G通信技術的應用效果，為用戶提供更好的使用體驗。

2 5G通信技術發展的特征

2.1 數據流量增加

隨著現代社會經濟的發展，人們的生活質量直線提升，并且對現代生活中必不可少的網絡通信技術的要求也在逐漸地提升，導致4G通信技術不能滿足現階段人們的所有需求。另外也由于近些年的網絡用戶的數量一直處于不斷增加的狀態，導致4G移動通信網速越來越慢，甚至網絡高峰期會導致部分區域內的通信信號中斷，其信號的強度也十分有限，不能滿足人們對于網絡日益增高的需求，嚴重地影響了用戶們的網絡應用體驗。因為數據流量需求的不斷增加，所以5G通信技術在4G基礎上對其傳輸速度和質量進行極大程度上的改善和提升，其網速有了顯著的提升，可以最大程度上滿足人們對于網絡通信的需求，甚至在網絡繁忙時段，用戶們也可以得到良好的網絡應用體驗。

2.2 網絡峰值速率增加

網絡峰值速率是指在通信網絡的傳輸過程中，通信技術可以使其達到的一個最快的傳輸速度。雖然4G通信技術的網絡峰值一般情況下最快的傳輸速度可以到達600Mbit/s，但是5G通信技在網絡峰值的最低的速率就已經可以達到10Gb/s，即使在網絡異常繁忙和擁堵的情況下，對5G的峰值速率影響也不會很大。5G的網絡峰值速率與4G相比，有著絕對的跨越式的發展。其流量速率有了質的飛躍，峰值速率有著極大地提升，網絡用戶的體驗有了明顯的改善。

2.3 延遲短，連接可靠性高

基于5G的商用場景不同，對網絡的延遲和可靠性要求各不相同，uRLLC場景對吞吐量、延遲時間和可用性等性能的要求十分嚴格，應用領域包括工業制造或生產流程的無線控制、遠程手術、智能電網配電自動化以及運輸安全。

2.4 提升聯網設備數量

在現階段社會的發展中，個體用戶可以支配的移動電子設備較多，如果以個體家庭計算，其設備的數量就更多了。但是如果聯網設備過多，會嚴重影響到網絡的質量，4G通信技術并不能滿足大量的聯網設備同時進行高速傳輸。所以需要強化聯網設備連接數量對于互聯網信息的交互性影響，使其隨著聯網設備數量增多其網絡的覆蓋范圍也需要更加的廣泛，其傳輸的速率也要有所提升。而5G通信技術作為現階段的重要研發技術，在聯網設備數量方面也有著大幅度的提升，在有效擴大5G通信網絡的覆蓋范圍的同時，也可以有效的滿足人們的信息交互需求，滿足現階段人們對于互聯網的需求，進行多設備的聯網，并且每個設備都可以進行高速傳輸。

3 物聯網環境背景下的5G通信技術應用研究

3.1 高頻段傳輸技術的應用

在基于物聯網的大背景下，5G通信技術的應用中高頻段傳輸技術是其中的關鍵性技術。因為在現階段的社會發展中，很多的行業進入了高速的發展階段，其網絡容量的需求也在逐步增大，并且還要求電腦速率有更快的發展。同時網絡活動的空間也實現了大范圍的擴展，人們對于短時間的應有需求也在不斷的上漲，所有需要根據實際的情況對資源進行整合。在應用的過程中，如果出現大范圍的使用需求，首先需要考慮是在最短的時間內滿足其需求，實現高效化的應用。另外在應用的過程中因為高頻段傳輸技術自身的獨特性，具備體積小、耗材小等方面發展特征，所以可以實現時效內小型化的發展。在發展的過程中將高頻段傳輸通信的發展得以完善，并且與5G技術相融合，使其不僅有著優質的匹配性，還可以使其使用性能也得以發展。

3.2 密集網絡技術

5G通信技術和4G通信技術相比，在數據流量方面存在明顯的差異性，前者的容量和處理速度都有著明顯優越性，并且可以高達千倍以上。在5G通信技術的發展過程中，嘗試將現階段的多種無線網絡的接入技術進行有機的結合，使其充分發揮自身的性能，從而有效的縮小其覆蓋的面積和范圍。基于此，在技術應有分割的過程中，可以達到預期的概率逐漸降低，所以在這樣的條件之下，密集化的網絡技術有著重要的應用作用。在發展的過程中需要針對這種密集網絡技術進行細致地分析，根據分析可知密集化的網絡應用技術主要體現在兩個方面。第一個是要在宏基站的外部空間建立一個室外空間，并且還可以對其技術開展的范圍進行適當的拓展，為以后的發展提供足夠的容量，使系統具備較高的靈活性。另一方面是需要在設置室外空間的過程中，根據密集型的網絡系統的結構和特點，對其進行相應的調整和升級，才能實現數據信息的不斷提升，實現階段數據信息的高效推進。

3.3 智能化技術

基于物聯網環境中的5G通信技術的發展過程中，其發展的方向應該是根據用戶的需求進行不間斷的調整。現階用戶的服務需求是多元化，所以需要將5G技術的服務基準再一次的提升，實現復雜化的數據系統的傳遞和運輸。但是如果從智能化的技術的角度方面來看，5G通信技術的發展以云計算平臺為主，圍繞其構架一個大型的服務器，用現階段可利用的最大容量和運行速度來滿足用戶的多元化需求，并且在發展的過程中不斷地增強云計算的計算能力。在智能化技術的實際應用的過程中，需要與交換機網絡通信技術進行深度的融合。不僅如此，還需要將很多的其他設備和基站也進行有機結合，以此來保障數據高效更新的時效性，保證數據的更新速度。

3.4 全頻段技術

在4G通信技術的發展過程中，其工作的頻段大致保持在3GHz以內，所以與5G通信技術相比，其頻段資源相對來說較為匱乏。在4G通信技術下，由于頻段的匱乏和利用率不高，導致無法滿足短時間內出現的網絡使用的高峰。而5G通信技術則是全頻段的技術，其頻段資源豐富，可以對各個不同的頻段資源進行充分地利用，有效地提升其系統容量和信息傳輸的速度。5G通信技術是基于4G通信技術的一種升級和優化，雖然現在的5G通信技術的發展還是處于探索發展的時期，但是工作頻段的資源的應用已經有了巨大的進步。除此以外，還可以實現信號天線的小型化的轉變發展，在降低信號設備體型的時候還可以有效地提升其網絡信息的傳輸速度。

3.5 異構技術

在5G通信技術的應有用過程中，其異構技術是系統內部的構成的核心影響因素之一，對于5G技術的發展有著明顯的影響作用。因為異構技術具有強大的通信網絡存儲能力，可以有效地提升網絡中的信息存儲量，為其信息傳輸的未來發展打下一個良好的基礎。異構技術在具體的應用過程中，能夠靈活地把握網絡和終端之間的實際聯系，以此來滿足很多的不同設備的運行需求，滿足現階段的5G研發的需求。雖然異構技術在5G通信技術的應用中有著明顯的技術優勢，但是其缺點也十分明顯，很容易受到外在因素的干擾。因此在發展的過程中，其研究的重點內容是在于提升異構技術的抗干擾的能力，并且將其中的構成結構作為研究中的切入點，對其進行距離調整，確保異構技術可以有足夠的抗干擾的應有效果。

3.6 毫米波技術

在當前的5G通信技術的應用的過程中，其毫米波技術的應用具有十分重要的作用，因為隨著通信技術的不斷的發展，現如今的頻譜的資源出現了十分嚴重的短缺的現象，而毫米波技術則可以很好的改善這一條件，使得毫米波技術的可以在5G通信技術中發揮著不可替代的重要作用。雖然在具體的應用的過程中，如果從波長的角度進行思考，毫米波的波長并不優于其他的波長，但是卻在保障天線的應用效果的這一方面有著其他技術的無法比擬的優勢。而且毫米波的頻譜的寬度在一定的條件下，其穩定性和可靠性有著突出的優勢，并且也有利于提升5G通信技術的傳輸水平和抗干擾性能上。另外，毫米波技術帶給5G通信技術的作用也不僅如此，由于毫米波也具有良好的方向性能，在信息的傳輸這一方面也要具有良好的應用效果，可以防止5G通信技術的在應用的過程中被竊聽的情況的發生。由此可以看出，毫米波技術的應有對于5G通信技術的具有多方面的促進作用，可以有效的提高5G通信技術的可靠性和安全性。

3.7 SDN技術

在5G通信技術中應用SDN技術，這種技術主要是被應用到平面數據的分析和控制等方面，可以幫助有效的改善其應用的效果。在具體的應用的過程中，則是通過SDN技術來直接控制平面，為網絡構架編程創造有利的條件。而且也有利于強化在控制中心和存儲庫的應用，幫助構建動態網口，通過SDN技術將5G通信技術的中無線控制和虛擬架構等功能都得到充分的發揮，使得5G通信技術的應用效果得到進一步的發展。基于這樣的情況，對SDN技術進行更深層次的探究和分析，發現SDN技術的應用也可以不斷的提高虛擬機管理的自動化的發展，從而進步的保障機器的生產率的逐步提升。而且SDN技術的應用的范圍也十分的廣泛，可以應該到很多的領域，特別實在制造企業和汽車行業中，是應用的最為廣泛的，很多的汽車企業都會利用SDN技術來構架企業的云服務和方案的防范，提升企業的服務能力。除此以外，應用的SDN技術的5G通信技術，在物聯網的發展和影響下，在智能家居這一方面也得到了十分廣泛的應用，并且在未來的市場中智能家居的會有這較為廣大的發展前景，所以在智能家居層面的應用也會逐步的擴大。所以可以在未來的發展中占據一定的有利因素，現階段還是需要加強SDN技術和5G網絡平臺的構建，減少原先網絡中需要配備路由的環節，從而更為提升網絡連接效率更為高速的發展。另外在具體的發展中，也需要借助SDN技術的來強化對智能家居設備功能進行自動化控制。

4 結束語

5G通信技術雖然在現階段還處于探索和研發中，但是基本上已經取代了原來的通信技術，為人們的生活帶來了更高質量和高效率的網絡服務，最大程度上滿足人們對于網絡的發展需求。基于物聯網環境發展實際情況，5G通信技術的應用將數據信息的傳輸的有效性和速率進行提升，其技術的應用的最終目的是解決技術發展中的存在各種問題，使5G通信技術的發展更加順利，為人們的日常生活帶來更大的便利。