探讨物联网形势下的5G通信技术

肖 雨，柏青青，陈 鑫

（中国信息通信研究院西部分院重庆信息通信研究院，重庆 401336）

0 引 言

随着互联网时代的到来，4G通信技术得到了广泛应用，逐渐发展成为人们生产生活和社会发展的重要组成部分[1]。同时，物联网技术也得到了广泛应用和普及，对各行业以及人们的生活带来了深远影响。新时代背景下，物联网发展对网络通信技术的依赖程度日渐显著。通信技术只有实现多个方面的升级和优化，才能实现物联网的长远发展。5G技术的诞生及有效应用，为物联网技术的提升提供了强有力的保障。物联网形势下，5G通信技术的普及成为行业发展的必然趋势[2]。为此，加强对物联网和5G通信技术的研究具有重要意义。

1 物联网的作用

信息技术不断发展与进步的过程中，物联网技术应运而生。不仅能够实现实体信息的采集和监控，还能借助各项先进技术实现万物互联，对各个行业的发展具有重要作用。具体而言，物联网具备的优势和作用主要包括以下几个方面。第一，通过采用先进的传感技术或感知设备，较为全面地感知有关物体的虚拟性。第二，以互联网或无线网络为基础，对物品信息进行有效传输，传输过程中需依托通信技术加以实现。第三，通过科学合理地处理物品信息实现智能化控制，适当调整其自身的状况，以便能够在更好的状态下实现运行[3]。如今的物联网凭借自身的诸多优势得到了广泛应用，并推动各行业向着智能化方向发展。以交通行业为例，通过有效地运用物联网技术，驾驶者既能够实时掌握道路运行的具体状况，又能够根据交通的实际路况及时调整出行方案，在减少时间消耗的同时，保持出行畅通。

2 5G通信技术具备的优势

作为当今时代信息传导的重要方式，通信技术只有变得更加安全和高效，才能满足物联网技术的发展要求[4]。而5G通信技术的出现和应用，能够为物联网技术的发展提供可靠的保障。尽管当前5G通信技术还没有完全普及，但是其具备的优势是以往通信技术无法比拟的。

2.1 超容量宽带

从最开始的第一代移动通信技术到如今的5G通信技术，我国的通信技术以惊人的速度不断发展。这个过程中，宽带容量不断提高。超容量的宽带不仅能够满足人们通信的需求，而且能够满足信息时代对物联网技术提出的要求，为人们的生产生活带来了巨大便利。

2.2 网络全覆盖

新时代背景下，通信的便捷性和高效性已经成为各行业发展运行的重要基础。智能化程度较高的行业，对网络质量及传输速度提出了更高要求。保证信息智能服务的质量，首先要保证无线网络的覆盖率。当前，5G通信技术凭借自身具备的高网络覆盖率和强大的传输能力等优势受到了业界的欢迎。

2.3 数据流量增加

在社会经济蓬勃发展与进步的时代背景下，我国的网民数量呈现不断增长的趋势。人们对网络的需求量呈逐年增长的势态，而现有的网络数据流量套餐已经无法满足人们日益增长的实际需求。从现实情况来看，很多用户在下载大流量APP时，往往会遇到网络下载速度缓慢、网络中断以及无法下载等情况，再加上流量套餐资费不够实惠，难免会给人们带来不便[5]。应用5G通信技术不仅能够实现高效的数据传输，而且能拥有更稳定的网络状态，为用户带来更多便利。可见，5G技术的发展已是大势所趋。

2.4 可容纳网络设备的数量增加

随着联网设备数量的不断增多，互联网信息的传播速度和质量会受到一定影响，给用户带来较差的通信体验，这与4G通信时代的要求和联网设备的成本存在密切关系。随着5G技术的应用和普及，信号质量将会变得更加稳定，可容纳网络设备的数量不断增加，使用体验也会更佳。

2.5 峰值速率高

从当前4G网络运行的实际情况来看，它的最高峰值速率可达400 Mb/s[6]，能够满足人们基本的通信需求，但无法时刻保持最高峰值速率。所以，要想满足一些智能化行业发展要求，需要不断进行完善和优化。5G技术的出现和应用，可将最高峰值速率由4G网络的400 Mb/s提升至10 Gb/s，意味着5G时代的传送速度将得到大幅提升[7]。

3 5G通信技术与物联网之间的关系

随着5G通信技术的不断发展，5G通信技术具备的价值和作用变得日渐明显，并在物联网中得到了较为全面的体现。5G通信技术的应用场景主要包括3个方面：（1）eMBB，代表的是增强型移动宽带，主要适用于人与人之间的通信；（2）mMTC，代表的是海量物联网通信，主要适用于物联网方面的通信；（3）uRLLC，代表的是低延时、高可靠性通信，主要适用于工业自动化以及智能驾驶等一类的业务[8]。从5G通信技术与物联网二者之间的关系来看，前者的有效应用支撑着后者的现实需求。互联网形势下，5G通信技术已经逐步应用于多个领域，其中包括智能化城市建设、VR技术以及智能无人驾驶等方面。

4 物联网形势下5G通信技术的具体应用

4.1 全频段技术

频段资源属于严重匮乏资源。当前普及应用的4G网络通信技术应用的频段为3 GHz，尽管能够满足人们的日常通信需求，但随着网络设备接入数量的增加和在线人数的增多，容易导致卡帧、延迟以及掉网等问题，很大程度上影响了用户的体验。解决这些问题，提升用户的体验，需要从频段技术入手。5G通信技术应用的全频段技术，不仅能够进一步优化网络频段资源，还能实现网络的全覆盖，大大提高用户日常上网的速率。除此之外，5G通信全频段技术能够有效应用小型化信号天线，尽可能减小设备自身的体型，同时能够满足多个设备的网络需求，在接入物联网设备的过程中拥有高速且稳定的信号。

4.2 密集网络技术

相比4G通信技术，5G移动通信提供的流量变得更多。要想提高网络流量，需要将多项无线接入技术融入实际应用过程，扩增覆盖的范围并实现精细划分。其中，应用密集网络技术尤其重要。对密集网络技术进行融合应用的过程中，需注意以下内容。一方面，拓展室外空间，同时扩充系统容量，尽可能提高系统的灵活性，在宏基站的外围布置大量的天线；另一方面，有效提高相邻网络节点数据信号的准确性和有效性，并进一步改善和优化信噪比，要在室外布置大量密集网络，实现不同网络节点之间的有效融合。将该项技术应用于物联网领域，不仅能够有效提升每一个物体接收信号的准确性，而且能够大大提升物联网中物与物互联的灵活性。

4.3 智能化技术

智能化技术作为5G通信技术的关键组成部分，发挥的重要作用不言而喻。互联网不断变化的当下，5G通信技术可提供各种各样的特色化服务，意味着网络上有大量的数据在进行传输。实现海量数据的高效传输，离不开具有超强计算能力的大型服务器支持。通过有效应用智能化技术，不仅能够实现数据信号和各基站之间的有效连接，有效甄别和处理其中具有较强时效性的数据和超量的数据，还能通过云计算中心对数据进行细化、分类、存储以及传输等处理。除此之外，还能够依托其他一些强大的基站和终端，对不同类型的业务、频段以及信息等进行有效处理。在物联网领域应用该项技术，可根据不同的设备选择接入网络的方式，并对复杂的数据进行分类处理，使得物联网变得更加流畅和高效，从而给用户带来更好的体验感。

4.4 NFV/SDN技术

5G通信技术包括两项基础的安全保障技术：一是网络功能虚拟化，即NFV；二是软件定义网络，即SDN[9]。通过有效应用这两项技术，不仅可实现对软件的网络定义，而且还能虚拟化操作网络功能，进而形成良好的通信构架，更全面地凸显和发挥网络自身的虚拟化特征和软件化特征，同时有效处理大量复杂的信息和数据。在物联网领域中有效运用NFV/SDN技术，可在满足行业多样化需求的同时，提升自动化和智能化操控的准确性、安全性以及交互性。

5 结 论

随着现代科技的不断发展，5G时代随之到来。如何对5G通信技术进行科学合理运用，充分发挥其自身具备的优势和作用，已成为当前时代行业发展的重要课题。在物联网形势下，5G通信技术具备的速率优势、安全优势以及便捷优势等日益凸显，是以往通信技术无法比拟的。当前互联网技术只有紧随时代发展的步伐，实现与5G通信技术的有效结合，才能不被时代抛弃，并且为物联网的健康可持续发展注入源源不断的生机与活力。5G通信技术进一步推广和应用，相信在其他行业也能得到有效利用，为人们的生活提供更多便利，促进我国社会经济的不断增长。