摘 要：笔者结合多年工作经验，详细地对下列七项核心技术进行了介绍，这七项技术可谓是第五代移动通信系统的关键组成部分：1.大规模MIMO技术; 2.以滤波器组为基础的多载波技术; 3.全双工技术; 4.超密集网络技术; 5.自组织网络技术; 6.软件定义网络技术; 7.内容分发网络技术。上述的七项5G核心技术能够高效处理移动通信领域中无线传输与无线网存在的难题，同时为物联网的未来发展奠定了夯实的技术基础。而在当今农业的环境监察检测工作与精细化控制的工作之中，物联网起到了相当关键的作用。由此可见，5G时代的来临势必会带来我国农业全新的发展与革新。
关键词：5G；通信；关键技术；物联网；精准农业
前 言
精准农业这一概念指的是以信息技术为基础，以空间变异为理论前提，在特定的位置，特定的时间开展农业现代化相关工作的系统，其不仅涵盖农业精细化的实际操作，还包含过程之中的管理工作。现如今，该系统已经全方位地运用了3G技术，现如今4G技术还未在该系统之中全面普及，有理由相信，一旦在该系统中应用最新的5G技术，整个行业都会出现超乎想象的改变。
1 5G移动通信的关键技术
这三年以来，5G俨然已经成为了移动通信领域的研究核心命题。在2013年年初欧盟开始实施METIS项目之后，各个国家都开始大力研究开发5G技术。就目前的资料而言，5G的业务能力将在下述三个层面有所提升: 1.整体的资源利用程度将超过4G医院利用率的十倍。 2.系统的输入输出总量将为4G技术的二十五倍以上。 3.频谱资源被进一步扩充，约为4G条件下的四倍。经过总结，5G移动通信系统具有下述的七项核心通信技术。
1.1大规模天线阵列
多入多出技术能够显著地提升信息传导输送的效率，对应的可靠程度也大幅度提升，与此同时天线的数量较以往有所增加，性能也有了质的飞跃，故而，该项技术受到了业界的广泛关注。一般而言，大规模的多入多出技术能够被分成两种，一种是集中式多入多出技术，一种是分布式多入多出技术，我国在分布式的多入多出技术方面的研究一直位列全球前列。因为大规模多入多出技术能够显著强化空间的分辨率，同时还能够降低外来因素造成的影响，减小发射的功率，故而在当前5G系统的研究开发过程之中十分受重视与青睐。
针对5G的大规模天线阵列一般指的是位置所在地为基站的一整套天线系统，该套系统的频谱甚至可以达到毫米波。毫米波技术能够推动设备的集成，为三种应用方式在多入多出天线系统之中同一时间被应用打下了夯实的基础，也就是说增加了5G系统之中多入多出天线系统的波束赋形、空间分集、空间复用在同一时点被践行的可能性。其中波束赋形指的是预先对天线阵列产生的信号进行处理，同时对有关参数进行对应的调整使得方向确定的波束得以产生，进而大幅度提升信号传输的效率与可靠程度。空间分集指的是利用数根天线去对一个信号进行接收与处理，最后再将处理的结果统一进行整合，这种方式能够大幅度提升信号传输的效率与质量。而空间复用则指的是利用不同的天线来接收处理相同的一个频段，这样做能够扩大无线传输的整体容纳度，进一步提升频谱的利用效率。
1.2基于滤波器组的多载波技术
正交频分复用技术暂时没有能力有效地利用还没有被完全开发使用的散频谱资源，正是这一缺陷使得基于滤波器组的多载波技术逐渐走入人们的视野，加上其自身的独特优势，越来越多的行业人员倾向应用这一技术。该项技术早在3G时代就已经被我国试验应用过，现如今更是被十分广泛地应用在诸多领域，例如在通信信号的处理、图像的处理、雷达信号的处理等方面，基于滤波器组的多载波技术的应用都十分的普及。在滤波器组多载波技术之中，各个子载波相互之间不用进行正交或者同步，也不需要增设循环前缀，复杂程度明显被降低，使用的方法和步骤不仅更加方便，还更加的灵动了。
广义频分复用与之相比虽然必须增设循环前缀，但是优点在于不需要子载波具备同步性，达成的方式更加简便，还一定程度上提升了频谱的整体利用程度。通用滤波多载波技术和滤波器组多载波技术具有一定的相似性，它也不要求具备循环前缀，不过需要适时设置时域保护前缀，虽然一定程度上提升了操作的复杂程度，但是子载波也不要具备同步性。目前上述的三种技术都是5G技术研发过程之中关注的重点技术。
1.3全双工复用
全双工技术通常指的是收发信号的两方能够在同一个时间点同一频率之下进行通信交流，这种方式能够显著地提升频谱的效率，进一步压缩时间的延迟。在当前的移动通信系统之中，全双工通信还很难被真正意义上的实现，技术层面的难度自然不言而喻，由此可见，该项技术对于5G系统的重要性，攻克相关方面的难题只是时间问题。据相关资料显示，当前该项技术存在的最困扰的问题就是信号的收发过程容易受到极大程度的干扰与影响。
1.4超密集网络
5G网络不仅含有宏站，还会建立相应的低功率站。尤其对于低功率站而言，未来的密度将远远超过当前低功率站的密度，甚至有望达到当前的十倍甚至以上，与此同时，低功率站会更加微型化，进而组成超密集网络基本架构。在超密集网络之中，网络的节点相较当前的实际情况而言更加接近终端一些，有的甚至可以将每一个已经激活过的用户与特定的一个服务节点相对应，极大程度上增强了系统的容纳能力，进一步提升了通信的效率，加快了通信的速度，优化了用户的体验感。不过这些好处的背后仍然存在着一些需要被处理的困难。要想让这些难题彻底消失，无线回传组网技术便能够起到决定性的作用。然而对超密集网络而言，无线回传组网技术十分的繁琐，难度极其之高，故而需要被深入的研究和探讨之后，再进行适配的应用。
1.5自组织网络
自组织网络通俗来讲便指的是网络的智能化。具体而言，指的是培养网络的自我组织能力，该自我组织能力中包含有网络的自我优化、自我配置、自我愈合等一系列能力，尽可能地利用网络的这些能力来削减因人力而产生的成本。现如今，自组织网络技术还没有办法满足多个网络协同运行，这一缺陷在未来也必将是5G技术研究的重中之重。在5G网络之中，超密集网络将得到前所未有的广泛应用，这一广泛的应用就需要有新的技术作为辅助的工具，从而让自我配置功能成为可能。与此同时，网络的自我优化往往受到多个源头的干扰而难以实现，回传网络要想实现智能化就必须有自组织网络加以配合与协助。大规模天线阵列同样面临着不小的挑战与难题，要想对上述的技术进行完善与优化，自组织网络技术可谓是必不可少。
1.6软件定义网络
软件定义网络指的是将本来存在与设备之中的网络互联节点控制功能移出对应设备，改为中心控制器来整体上的管控，从而实现转发与控制的分离，进一步简化设备的功能，提升设备的效率。现如今，网络设备装配与优化的难度显著提升，如何有效地进行网络管理已经成为当前的一大难题，软件定义网络技术也有进一步被提升优化的空间。在5G系统之中，不同的网络运营商有可能可以实现同时调控一个相同的网络设备，网络的基础设施甚至能够让不同的网络运营商共同享用，显著地减少了运营商的成本，网络管理的难度也随之有所降低。
1.7内容分发网络
内容分发网络以缓存服务器为基础设备，依据用户信息特点和内容的不同，将其发出的请求传送至与用户距离最近的服务节点。这样一来，用户便能够迅速地获取他想要获取的内容，从根本上解决网络访问量过大导致的服务器瘫痪、网站无法正常响应等一系列的问题，优化用户的网络体验。
2 5G在精准农业中的应用前景
早在2015年的5月，IMT-2020(5G)推进组便下发了《5G无线技术架构》与《5G网络技术架构》白皮书。前者一文指出5G新空口这一概念(5G新空口包含两方面的内容，一方面是高频空口，另一方面是低频空口)，在这之中5G低频空口指的是工作频段低于6GHz的空口，它能够在精准农业的大连接情形之下发挥十分关键的作用，在速率、时间延迟、连接的数量、工作效率与能耗等方面都能够符合有关标准。尽管农业物联网的总体设备规模宏大，数量多到难以计算，但是其流量需求不高，故而能够应用低频段的碎片频谱或者OFDM子载波。后者一文则指出了“新型连接管理”、“移动性管理”、“漫游”等概念，借助完善控制协议来降低连接的功耗，扩大连接的规模，进而减少数据处理效率低下、报头开销巨大等问题的出现。
而在2016年的6月，《5G网络架构设计》白皮书首次出现在人们的视野之中，该白皮书提出了“新型5G网络架构设计方案”，不仅优化了移动边缘的计算，还在网络切片、无线接入网、网络重构等方面进行了重要的研究与探讨。这些新型技术的提出，给农业物联网的建立健全打下了夯实的技术基础，万物相连逐渐成为了可能，而5G网络系统之中也将涵盖上述新型技术的应用。伴随着上述这些白皮书一则又一则的出世，5G的蓝图逐渐变得更加的清楚明了。各个国家正携手合作，一同加速5G移动通信的进程，5G的网络标准正逐渐地建立健全，精准农产业的飞跃式发展指日可待。
参考文献
[1]李刚,杨立敏.安防系统中5G关键技术的应用分析[J].通讯世界,2019,26(08):34-35.
[2]黄宗伟.5G通信技术应用场景及关键技术[J].电子技术与软件工程,2019(15):19-20.