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浅析5G通讯技术下的物联网时代李景斌

发表时间：2020/9/24 来源：《基层建设》2020年第17期作者：李景斌俞兆杰李义超孙磊

[导读] 摘要：随着科学技术的发展，我国的5G通讯技术有了很大进展，这也是物联网发展的一个重要契机。

        中国石油运输有限公司山东分公司山东省济南市 250000
        摘要：随着科学技术的发展，我国的5G通讯技术有了很大进展，这也是物联网发展的一个重要契机。本文针对5G通讯技术的现状、发展前景和物联网快速发展的需求，分析了5G通讯技术与物联网结合发展的必要性，探讨在5G通讯技术正式商用的背景下物联网可能出现的应用。
        关键词：5G通讯技术；物联网；应用
        引言
        信息事业的开展是我国整体发展的关键环节之一，与社会的发展和民生生活息息相关。进行物联网形式下5G通讯技术应用的探索，确保通讯网络5G通讯技术应用工作开展进程中，需求分析理念以及需求针对性技术的应用更加具有科学性，可以实现我国信息事业整体开展的科学性的进一步保障，使得我国信息事业的开展获得更加广阔的发展空间和更加理想的发展前景。
        15G通信技术概述
        所谓5G通信技术主要指的是第五代蜂窝移动通信技术，该技术以第四代移动通信技术为基础通过改进创新得到的一种新型通信技术，相比于前几代移动通信技术，5G通信技术有着诸多优势，比如有着较强的稳定性、较高的数据传输速率、较大的系统容量以及较低的延迟问题，同时在能源消耗控制、成本节约方面能够体现出良好的价值。5G通信技术的性能得到了进一步优化，比如和4G移动通讯网络相比，其数据传输速率从传统的0.1Gbit/s左右提高到10Gbit/s，实现了近百倍的提速。5G通信技术比英国电信运营商EE提供的全球最快的4GLTE-LTE-A网络的传输速率提高了大约十二倍左右。4G移动通信网络在延迟方面往往需要大约50ms的响应时间，而5G移动通信技术延迟速度进一步降低，达到了大约1ms-2ms，延迟速度的降低对于物联网发展有着重要意义，能够有效提高工业制造、医疗、自动驾驶、VR游戏等领域的发展速度。此外，5G移动通信技术为基础融合构建各类网络能够充分发挥物联网的优势，可以有效连接设备和网络，交互控制各种网络信息，促进物联网技术的高效发展。
        2物联网的相关概述
        物联网顾名思义就是将物与物之间的互联网络化。从技术层面进行解释，物联网技术就是将微型感应芯片植入到物品中，提高互联网的智能化水平，使得物与人或者是物与物之间利用互联网能够产生有效的沟通。物联网可以将各领域的信息进行整合，获取各领域各事物间的共同性使之相互之间紧密联系，实现全球范围内的信息连接之外同时实现了物与物之间的连接。物联网的发展是目前信息技术和计算机技术快速发展一个标志，广泛应用于社会生产生活的各个领域，并且也在不断扩大应用范围。物联网技术主要表现为利用传感器以及严密的相关计算机技术，将各个领域的不同网络进行互通，打通相互之间信息交流的通道，使得信息的传播更加广泛和稳定，能够更为准确地进行信息位置的确定。
        3物联网形势下5G通信技术的应用
        3.1毫米波技术
        基于5G技术的物联网应用，毫米波技术为关键技术。若想拓展物联网系统的覆盖面，则需要接入很多设备，同时5G网络容量也需要增加。传统的移动通信技术，拥挤在3GHz以下频段，因此频谱资源有限，网络容量不大。5G应用了毫米波技术，能够实现高判断工作，并且宽带资源丰富、天线增益较高，使得5G网络可以支持超高速传输率，具有波速窄并且灵活可控的优势，能够使得接入的设备数量增加。未来移动通信技术，将会朝向高频和超高频方向发展，不过频率越高传输距离会变短，缺少穿透能力，给系统硬件提出了很高的要求。

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        3.2MIMO技术
        5G中运用了MIMO技术，最大的优势在于提高了信号传输质量，基本上达到了使用这项技术的目标，无线传输信号稳定性增强，而且质量有了进一步提升，有助于5G技术发展，确保用户获取更好的使用体验，增强使用的满意度。MIMO技术具有一个显著特点，那就是实现了多输入和多输出，通过采用多个天线的方式，确保无线信号的同步接收与发出，时效性强，信号传输速率快。发射端有设置多个天线，这些天线都可以独自应用，将接收到的信号发出去，并且还能做好恢复原来信息，从本质上讲是一个拥有抽象性的数学模型。MIMO技术在无线通讯领域占据重要地位，采用智能天线，宽带的数量不用增加，但是通信的吞吐量会有较大的增长，传输的距离更远，而且频谱利用情况更好。无线通信系统主要是由两个部分组成，分别是发射端与接收端，在这两个端口设置众多天线，或者组成一个阵列，从而组成MIMO系统。这项技术使用了空间复用技术，在对接收到的信号进行有效处理和切割之后，将其变为数据流，这些子流都是平行的，然后通过天线实时传输，这里需要注意的是，同步传输使用的是副天线，最终形成了多个独立信号流，呈现出并行的状态，确保信号传输的速率。MIMO技术好处在于，天线个数增加，产生了众多的数据子流，这些都会传输到无线传输系统信道之上，运用的是相同的频带，不必加宽宽带就能提高频谱使用率。经过研究与测试发现，5G利用MIMO技术，频谱的使用率最小为20bps/Hz，最高时可达到40bps/Hz，具有很强的抵抗干扰的能力，信号更为稳定，接收区域扩大，实现快速精准传输。
        3.3SDN/NFV技术
        SDN表示软件定义网络，NFV表示网络功能虚拟化，这两项技术都是5G通信技术的基础。在通信技术创新发展过程中，需要不断扩展5G通信技术，积极利用云计算服务和三网融合产业，充分保证5G技术的进一步发展。5G通信技术当中应用SDN/NFV技术可以推动通信系统的进一步优化。SDN和NFV技术作为5G通信技术的基础可以有效创造控制层、应用层及管理层，简化通信网络管理模式，实现自动调控通信系统，省略了人工操作步骤，能够不断优化网络系统。在5G通信技术当中应用SDN和NFV技术能够构建虚拟网络结构，能够更好地满足各个行业网络结构的需求。
        3.4自组织网络技术
        基于通信智能化发展的背景，自组织网络技术出现，能够实现实时优化网络。尤其是在用户拥有严格网络要求的状态下，采用自组织网络技术，实现和移动网络内部的应用，促使网络实现自动恢复。恢复环节，对结构以及形式进行相应的优化，可以避免网络与技术发展方向的冲突。
        4 5G移动网络与物联网的融合发展
        5G技术是以4G通信技术为基础实现的改进创新，大幅度提高了网路通信的质量和速度，能够将数据传输的可靠性和安全性进一步提高。随着物联网技术的不断发展和应用，教育行业、农业等诸多行业开始加大了物联网技术的应用力度，可以说，物联网的发展空间和应用前景十分广阔。但是物联网的应用离不开通信网络的支持，想要进一步发展物联网技术就要将网络通信技术优化，提升通信联系的稳定和安全性。当前4G移动通信技术仍然存在一定的不足，这必然会影响到物联网技术的发展。同时，为了更好地实施物联网通信需要不断健全和保护网络系统，以移动通信网络为基础实现网络通信体系的构建。融合物联网和5G通信技术能够充分发挥各自的优势，将物联网的投入和建设成本降低。
        结语
        综上所述，基于5G的物联网应用，将会使得人们的生活和生产形式发生更大的转变。文中结合应用场景分析，提出了基于5G的物联网应用功能实现的关键技术。
        参考文献：
        [1]杨晨彬.物联网形势下的5G通信技术应用[J].通讯世界，2019，26（12）：84-85.
        [2]杨万辉.5G通信技术背景下物联网应用发展[J].通讯世界，2019，26（12）：121-122.
        [3]阚一夫，周洹宇.简述物联网形势下的5G通信技术应用[J].现代营销：经营版，2020（1）：92.