物聯網形勢下的5G通信技術應用

賈云松

（吉訊股份有限公司，河北 保定 071000）

1 5G通信技術概述

移動網絡是現代生活中不可或缺的應用工具，人們可以通過它上傳文件資料或者下載數據資料，但是一旦使用的數據流量變大，往往會出現卡頓的現象，不僅影響工作效率，而且也浪費時間。隨著技術探索和研究的深入進行，5G通信技術應運而生。5G通信技術優勢非常明顯，與4G通信技術相比，其信息承載量要大的多。在使用過程中，5G網絡的速度極快，即使遇到網絡擁堵的狀況，也絲毫不影響人們的使用[1]。

現代社會，隨著網絡技術的快速發展和5G通信技術的廣泛應用，人們不用再親自到門店辦理各種服務，在網絡上就可以輕松搞定各種服務的辦理和退訂，讓廣大的用戶真正體驗到“足不出戶，走遍天下”的感覺。5G通信技術功能十分強大，可以容納更多的信息系統，例如應急信息系統、工業信息系統等。在實踐中，5G通信技術的性能更加穩定[2]。

2 物聯網技術概述

所謂物聯網（Internet of Things，IoT），就是將物和物借助網絡連接在一起。從技術層面來看，將微型感應芯片加入到物體中，使互聯網的智能化水平得以提升，利用網絡使物與人、物與物間的溝通得以實現。通過傳感設備的應用，以嚴格的協議為基礎，將不同類型的網絡連接在一起，使信息之間能夠交互、通信更加穩定。現階段物聯網技術的應用范圍非常廣，同時有著較強的適應性，涉及多個領域，例如智能交通、智慧城市等，如圖1所示。隨著城市化進程的推進，物聯網的應用范圍還會不斷擴大，同時，5G網絡也會對物聯網的發展產生一定的推進作用[3]。

圖1 物聯網應用領域

3 物聯網形勢下通信技術的發展現狀

現階段，物聯網技術的應用范圍越來越廣泛，對于人們的生活和生產方式產生了巨大的影響。隨著對5G技術的不斷探索，物聯網的應用領域也在不斷擴大。目前，很多領域都開始應用5G通信技術和物聯網技術，例如農業、林業以及交通運輸行業等。物聯網技術的合理應用不僅提高了各行各業對于信息處理的能力和水平，同時也提高了不同領域的智能化程度。例如將物聯網技術應用到交通行業中，技術人員可以通過對信息數據的觀察、整理和處理，及時了解交通運輸的現狀以及使用的實際情況，為交通運輸人員合理規劃行駛路線，避免出現交通擁堵或安全事故[4]。5G智慧交通如圖2所示。在5G技術和物聯網技術應用的過程中，各類設備也逐漸趨于智能化，例如智能電冰箱、智能電視、智能洗衣機等，提高了人們的生活質量。在物聯網與5G通信技術不斷改變人們生活行為和生活方式的同時，需要對這兩者進行更深入的研究，提出更高的技術標準，推動物聯網技術與5G通信技術的可持續發展，實現信息高速傳輸[5]。

圖2 5G智慧交通

4 物聯網形勢下的5G通信相關技術分析

4.1 高段頻傳輸與密集網絡技術

在物聯網形勢下，各行各業的發展必須有足夠的網絡容量、傳輸速率支撐。以當前移動通信系統為例，系統頻段基本在3 GHz之內，可以滿足日常簡單的需求。倘若出現大范圍的線上活動，在短時間內使用數量快速增長，就會出現頻段資源不足、網絡擁堵的情況，影響用戶的使用體驗。而利用高段頻傳輸技術與5G相結合，頻段能夠達到284.7 GHz，傳輸性能較好。5G通信技術將多種無線接入技術有機聯系在一起，在這一條件下密集網絡技術的應用十分關鍵。對于密集網絡技術來說，其主要有兩個方面的內容。在宏基站外部對天線進行設置，通過這一方式拓寬室外空間，同時增加系統容量，有效提升系統的靈活性。在室外對密集網絡進行設置，推進不同網絡節點間的協調、合作，從而大大提高相鄰節點的準確性和信噪比增益。5G通信技術與密集網絡技術的使用能夠擴大網絡覆蓋面積，使網絡優勢得以充分發揮。

4.2 頻效提升技術

頻效提升技術在5G通信中的應用極為廣泛，其在大范圍天線應用的基礎上實現了非正式多地址的接入，同時通過新型傳輸波形、編碼技術的應用有效保證了數據傳輸的效率。在5G通信模式下，通過應用頻效提升技術可進一步增加通信系統的信道容量，延長數據傳輸的距離。在5G通信頻效提升技術應用中，正交頻分復用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）波形控制極為關鍵。頻效提升技術不但提升了頻率的利用率，還能實現對抗頻率選擇性衰落現象的有效控制。此外，使用非正式多地址接入技術也能起到提升頻譜效率的作用[6]。

4.3 毫米波技術

現代通信模式下，人們將波長在1～10 mm的電磁波稱為毫米波。相比其他類型的電磁波，毫米波不僅具有波段范圍較窄的特征，而且傳輸質量較高，在全天候通信中具有積極作用，如圖3所示。規范使用毫米波技術，能夠有效改善頻譜資源緊缺的問題，進而達到間接提升通信質量的目的。為了提升毫米波技術的應用水平，5G通信網絡框架建設中需要注重超密集網絡的建設，同時在基站間距較短的情況下進行數據混輸，以此提升數據在傳輸過程中抵抗干擾的能力，保證數據傳輸的效率和質量[7]。

圖3 毫米波的技術優勢體現

4.4 智能化技術

隨著社會的快速發展，網絡技術呈現出多元化發展趨勢，智能化技術不僅在計算速度方面占據巨大優勢，而且能夠高效地處理即時數據。此外，智能化技術還能對不同種類的數據開展分類和整合，而且能夠依據不同的業務種類鑒別不同的頻段，很大程度上加快傳輸速度并提高傳輸的效果與質量。在5G通信技術的研究和應用中，要有意識地提高5G通信技術智能化水平。

4.5 網絡功能虛擬化與軟件定義網絡技術

隨著網絡技術的快速發展，5G中的基本技術越來越多，其中包含網絡功能虛擬化技術和軟件定義網絡技術，這兩項技術是保證5G通信技術順利實現的關鍵技術。眾所周知，要想提高5G通信技術的安全性，云計算的作用是不可或缺的。通過網絡功能虛擬化技術和軟件定義網絡技術的應用，不僅能夠設計科學合理的控制層、應用層以及管理層，而且能夠簡化5G通信技術和物聯網，使其更加簡便[8-10]。

5 結 論

綜上所述，隨著信息化進程的快速推進，物聯網技術、5G技術逐漸實現深入發展，物聯網設備得到廣泛應用。將通信技術也要與物聯網的特點有機結合，對其進行有效調整，從而提升系統兼容性，拓寬通信頻段，有效滿足物聯網時代人們的通信需求。