物聯網時代中5G移動通信技術的分析

吳成飛 程子軒

摘 要：隨著經濟與社會的不斷發展以及科學技術的日新月異，5G移動通信技術已逐漸走進千家萬戶，而每一次新技術的出現總會給人們的日常生活帶來了翻天覆地的變化。在這樣的情景之下，傳統的物聯網技術早已不能滿足人們的實際需求了，5G移動通信技術應運而生。基于此，文章著重探討物聯網時代中5G移動通信技術。

關鍵詞：物聯網;5G移動通信技術;分析

0 引言

5G移動通信技術是繼2G，3G，4G移動通信技術之后，從3GPP延伸和發展起來的R15，它與4G移動通信相比，5G移動通信技術不僅可以加快數據傳輸的速度和效率，還具有超高可靠性、安全性等的顯著性特征，可以更好地彰顯自身的優勢和作用，是移動通信技術未來發展的必然趨勢和主要方向。

1 5G移動通信技術的發展歷程

5G移動通信技術自出現以來就受到了社會各界人士的高度重視和廣泛關注，就技術本身而言它是在2G，3G，4G通信技術的基礎上發展起來的。時下，5G移動通信技術的傳輸速度已經達到了1 Gbp，比4G移動通信技術的傳輸速度提高了100倍及以上。由于5G移動通信技術自身所具備的短信、上網、超高畫質、3D影片眾多優勢，自面世以來就迅速地成了各個國家地區研究的重點內容。2013年，為了加快5G移動通信技術的研發進程，國家政府部門為5G移動通信撥付專款5 000萬元，同年5月韓國三星公司成功研發出5G移動通信核心技術。就我國而言，華為公司和中國移動公司也對5G移動通信技術的研發十分重視，經過不斷的探索和實踐，華為5G移動通信技術的研發已取得了突破性的進展。

2 5G移動通信技術的特點分析

2.1 效率高

5G移動通信技術將用戶地體驗作為了研發的重點內容，它的接收率要比4G移動通信技術高出很多倍，且5G移動通信技術的信號傳輸能力也變得更加廣泛，它能夠輕松應對外部的復雜環境。因此，5G移動通信技術大大提高了網絡的使用效率，進而也更好地推動物聯網技術不斷向前發展，不僅拓寬了發展業務，其運營方式也得到了根本性的轉變。

2.2 擴展性高

5G移動通信技術為用戶帶來了全新的體驗。相關研究表明：5G移動通信技術的覆蓋范圍是4G移動網絡通信技術的10倍及以上，不論是信號還是傳輸速度都得到了進一步的提高與增強，進而為用戶帶來了更多的便利。因此，5G移動通信技術的擴展性得到了大大地提高，在5G通信技術的支持下，必將會更進一步地推進人類文明的發展與進步[1]。

2.3 可靠性強

隨著5G移動通信技術的應運而生，其可靠性也得到了進一步的增強，滿足了不同用戶地體驗需求。在此，有效地解決了4G移動通信技術網絡卡頓與時延等地問題，與過去的移動通信技術相比來說，其容量更大，傳輸性能更好。

3 5G 移動通信技術的關鍵技術研究

3.1 同頻全雙工技術

5G移動通信時代的到來，可以在其中引入同頻全雙工技術，其根本目的是提升頻譜率。時下，5G移動通信技術中資源使用率不達標是亟待解決的問題之一，而同頻全雙工技術可以在一定程度上有效改善這類問題。而在過去，由于受到4G移動通信技術頻譜資源的消極影響，導致5G移動通信技術可以更加凸顯出多樣化及靈活性等的特點。同時，在5G移動通信技術中引入同頻全雙工技術之后，有效地解決了用戶與用戶之間相互干擾的問題，彌補了TDD，FDD等技術的諸多不足之處。從理論角度來看，將同頻全雙工技術融入5G通信技術，還可以不斷提高頻譜資源的利用效率和傳輸速度。但需要注意的是：不論任何技術的出現，有優點也有缺點，同頻全雙工技術的局限性猶存，特別是在多天線使用的情況下，同頻全雙工技術依然有很多限制性的因素，這也是其不能進行大范圍推廣和延展的重要因素之一。

3.2 自抵消手段

5G移動通信技術中的自抵消手段，主要是通過消除的方式，在射頻電路中生成與同頻全雙工技術相反的信號，以此達到消除自干擾信號的目的。但我們仍需要明確的是，自抵消手段的核心是消除模式，主要借助ADC來接收和篩選同頻全雙工技術中的信號。在此基礎上通過數字域中的消除算法，對相同的信號完成抵消操作。抑或者也可以通過模擬域自干擾消除手段，在結合同頻全雙工技術共同實現自干擾信號的消除。在自抵消手段與模擬域自干擾消除技術進行對比之后我們還可以發現：模擬域自干擾消除技術中的靈活性特點十分突出，可以結合實際情況實現自干擾信號消除的操作。總的來說，不論是同頻全雙工技術還是自抵消手段，都可以實現模擬域自干擾消除。但仍需要注意的是，模擬域自干擾消除技同樣存在著一定的局限性，當其遇到發射與自干擾通道在內的諸多客觀因素影響時，模擬域自干擾消除技術的效率就會大打折扣[2]。

3.3 MIMO 技術

眾所周知，多天線可以在某種程度上大大地提升傳輸的可靠性與安全性，這就會使得無線系統中的頻譜率得到更進一步地的強化與提升，使得數據數量在較多天線的情況下得到高效利用。同時，不斷提高天線的發射效率和接受程度，還可以使得MIMO 技術中的信息路徑與實力容量得到全面的提升。倘若要不斷地拓寬信息通道的整體容量，同時還應當增加天線的數量，并結合實際情況進行合理的天線配置，進而實現綜合化的服務。因此，在天線的配置模式上，還應當以大規模的和集中式的MIMO 技術為主。與此同時，MIMO 技術中其他的優勢和作用也在日趨凸顯中，最常見的就是可以有效提升空間的分辨率，在給用戶帶來更好的體驗效果的同時，在短時間內還可以形成集中坡束，有效抵制過大的波寬對MIMO 技術造成的影響。而通常情況下，MIMO 技術具有很高的工作效率，當其實現了大規模的運作之后，無線規模也會隨著擴大，MIMO 技術與傳統技術相比更進一步。

3.4 D2D通信技術

D2D通信技術主要是以基站為主要傳輸中心，以此達成全面覆蓋傳輸的目的，但是在這一過程中不能對基站進行隨意的移動或者變更中繼站，這樣不僅會造成網絡結構的靈活性下降且局限性還會十分明顯。雖然說，5G移動通信技術數據流量會越來越大，隨之用戶面積也會變得更加廣泛。但是，D2D通信技術還可以在沒有基站中轉的基礎上，實現不同通信設施之間得相互通信，不斷擴寬網絡連接模式和接入模式。除此之外，設備與設備之間的D2D通信技術，以間距短的通信模式實現信道質量和運行效率的達標，進而從真正意義上實現高效率頻譜資源的利用[3]。

3.5 密集網技術

5G移動通信技術會迅速提升數據流量的運行效率，其速度也是4G移動通信技術的上千百倍及以上，這也是5G移動通信技術發展的根本目的。但是，要想實現這個目標，還應當通過與多方技術的強強聯合。唯有如此，密集網絡技術的效果才會更強，應運才會更加廣泛。

4 物聯網時代下5G移動通信技術的趨勢

當下，我們正處于第四次產業革命變革中的重要時期，其核心和基礎依然是圍繞物聯網技術而展開的。所以，5G移動通信技術更需要在此基礎上推進和不斷發展，5G移動通信技術下的物聯網時代將會成為可能。而當前形勢下，人們比較關注的仍是速率、容量以及時延這3方面的內容，而5G移動通信技術的出現可以將移動網絡數據接入到一個更高的平臺上，其自身具備的大容量可有效緩解時延的問題。5G移動通信技術可以在高密度的狀態下進行工作，并支持不同設備之間的可靠性連接。對5G移動通信技術進行深入地研究將會比4G移動通信技術更加的規范與可靠，可以實現大規模的機器通信，有效降低延遲，減少對電池的損害。同時，5G移動通信技術的覆蓋范圍十分廣泛，擁有比自主網絡更加靈活和實用等的顯著性的特征，基本可以滿足人們日常生活、學習和工作中對數據的需求。

目前，5G移動通信技術正在向著終端整合和多元化的方向發展，可以取代眼鏡、手表以及穿戴設備中的全部功能，成了各行業領域中更加便利的設備。但是，5G移動通信技術的發展還需要以輔助性的條件為支撐，即建構完善的網絡體系，這樣不同的設備之間就可以形成高度融合的模式。而在過去，4G移動網絡通信技術的物聯網的優勢不夠具體和強大，網絡安全機制仍需進一步地的完善，而5G移動通信技術與物聯網的深度融合，可以更好地彰顯出5G移動通信技術中的優勢，使其服務功能、服務效率更加廣泛。隨著物聯網時代的到來，還需構建與完善獨立的網絡機制，利用功能性的功能構建網絡系統，進而實現快速傳輸的目的。

5 結語

綜上所述，在經濟與社會不斷發展以及科學技術日新月異的大背景下，5G移動通信技術必將會走嶄新的舞臺，更好地為國家、社會和人民而服務。盡管現在5G移動通信技術的研究已經取得了理想的成績，但其中仍然存在著很多亟待解決的問題。因此，作為移動通信技術人員應當不斷提升自身的專業技術水平，結合5G通信技術的研究現狀，全面促進5G移動通信技術的蓬勃發展。

[參考文獻]

[1]宋丹，邢金強，邵哲，等.5G 高功率終端產業需求及射頻解決方案研究[J].移動通信，2017（21）：88-96.

[2]計敏翔.基于物聯網時代的5G 通信技術分析[J].計算機產品與流通，2020（4）：60-62.

[3]程曉巖，叢鵬，包維雄.5G 移動通信技術下的物聯網時代[J].通信電源技術，2020（6）：168-169.

（編輯 姚 鑫）