物联网形势下的5G通信技术运用探究

2020-01-05陈玺

通信电源技术 2020年15期

陈玺

（武汉网锐检测科技有限公司，湖北武汉 430000）

0 引言

在信息技术高速发展的影响下，物联网愈加频繁地出现在人们的日常生活和工作中，为社会发展提供了助力。为了进一步提升物联网的智能化发展水平，通信技术的探索和开发刻不容缓。现阶段，通信技术的传输效率和效果还具有较大的提升空间，需进一步加强其科技性和完善性，而这需要相关科研人员不断挖掘和修复通信技术性能上的缺陷。5G通信技术的应用为物联网的运行和发展创造了有利的条件。总的来说，物联网和通信技术相辅相成，互相促进，为行业建设和生产经营的相关工作明确了发展方向，在经济和科技潮流形势中具有重要作用。

1 物联网概述

站在技术的角度来看，物联网的运行需要在相应的物体中插入微型感应芯片，以此为前提大幅度提升互联网络的智能水平，进而强化人与物和物与物之间的沟通。物联网的运行需要依附某些特定协议，在此基础上用传感设备将相同或者不同的网络连接起来，从而使信息的交互频率更高、通信效果更好，实现对信息的精准跟踪、精准定位等。根据物联网的发展现状来看，物联网的应用已经非常频繁，并且在5G通信技术的作用下，势必会朝着更快更好的方向发展[1]。

2 5G通信技术概述

2.1 5G通信技术的概念

5G是现如今最先进的通信技术，预计2020年底在国内实现全面覆盖。和4G通信技术相比，5G通信技术无论是在信息传输和处理速率方面，还是功率消耗方面，都具有更好的效果，且可靠性更高。5G通信技术的峰值速率约是4G通信技术的10倍。用户在浏览网页和下载资源时，会更加方便快捷。当下很多行业应用了5G通信技术，如智能家居和高铁通信。在5G通信技术的加持下，企业可以为客户提供AR、VR等新兴的技术服务。可见，强化5G网络全覆盖化，有利于促进社会的发展，给人们生活带来便利，提高社会的经济效益。

2.2 5G通信技术的特点

第一，目前用户对网络的需求变得越来越大且要求越来越高，仅凭当下移动网络套餐中的流量几乎不能满足用户的生活和工作需要。当用户在应用通信技术时，网络不稳定的情况时有发生。5G通信技术能够承载大量的数据流动，约超出4G通信技术的1 000倍。第二，通常情况下，联网设备的数量越多，网络的质量和网络的覆盖面等要求也会随之提升。但是，由于很多联网设备费用昂贵，且在4G通信时代对联网设备的需求不大，目前市面上的联网设备数量和种类都比较匮乏。第三，5G通信技术的峰值速率较高。4G通信技术的峰值速率通常在600 MB/s范围之内，而5G通信技术最少能够达到10 GB/s，显然后者比前者的峰值速率快得多。第四，5G通信技术的网络延迟时间非常短，能够减少资源耗损，更好地保证用户的财产安全[2]。

3 物联网形势下5G通信技术的运用探究

3.1 密集网络技术的运用

利用5G通信技术能够实现多种无线接入技术的连接，但是这种技术的网络覆盖面积较小。为了解决这一问题，应用密集网络技术显得尤为重要。密集网络技术的具体工作内容主要包括以下两个方面。一方面，在宏基站外部增设更多的天线，以达到提升室外空间的效果，并且能够提升系统容量，也会使系统变得更加灵活；另一方面，通过在室外设置密集网络能够保证各个网络节点之间协调工作，大幅度提升相邻节点的精准度，并且完善和改进信噪比增益。由以上内容可知，密集网络技术在5G通信技术中优势显著，可大幅提升网络空间并且达到时间动态化的效果，从而最大程度地发挥网络的优势。

3.2 智能化技术的运用

5G通信技术的中心网络是由大型服务器组成的云计算平台，计算能力强，计算精准性和计算速率有所保证。云计算平台对数据进行网络处理的过程中，不仅能够细化系统数据，而且能够合理将其进行分类和归档。由于中心网络的外部构造不同，因此形态存在一定的差异。网络中心能够根据业务的不同形式选取相应的频段，为用户提供更加多样的网络连接方式。所以，在处理一些相对复杂且数量庞大的数据时，提升5G通信技术的智能化水平是首要任务。在满足这一必要前提下，智能化技术才能够高效分类和识别数据信息等资源。可见，智能化技术对5G通信技术的具有深入影响，其实用优势显而易见[3]。

3.3 SDN/NFV技术的运用

SDN/NFV技术即软件定义网络/网络功能虚拟化技术，是5G通信技术中非常重要的一项技术内容。随着云计算服务等技术的诞生和深化，5G通信技术的稳定性和安全性得到了较大提升，为5G通信技术的发展规划明确了方向。在5G通信技术的影响下，SDN/NFV技术控制数据分离的效果更佳，对促进5G通信技术的应用发展具有积极影响。另外，SDN/NFV技术也是5G通信技术的实现必要前提，能够通过网络搭建从基础到相关应用层的通信，从而确保程序调用的有效性。运用SDN/NFV技术能够实现虚拟网络的搭建，有利于根据不同的服务种类和服务内容给出及时有效的网络服务，使网络服务具有更强的及时性和实用性。

3.4 ICN技术

ICN技术全英文名称为Information Centric Networking，中文名称为信息中心网络，是物联网体系的“大脑”。5G网络采用全新的架构和协议，更加安全和快速。ICN属于一种较为超前的理念，非常注重物联网体系的发展。ICN这一技术的核心是信息分发，属于一种新型通信模式，区别于传统的点对点通信模式。ICN技术服务于物联网，提出了新的联结模型，主要包括信息分发拓展和便捷性信息操控等。ICN技术与云计算技术相互配合，能够实现信息的实时传递、处理以及接收，极大地提高了网络架构运行效率。例如，华为集团提出了“cloud+X”这一战略概念，以ICN技术为主，将人工智能、5G、联结、IoT以及终端消费等要素相互融合，在同一个物联网平台上进行有效整合和应用，从而全面提高系统的处理效率。很多生产厂家都在追求闭环控制自动化生产模式，而闭环自动化生产要求网络延迟为毫秒级。5G网络下，ICN平台可以将延迟控制在0.5 ms以内，且物联网设备连接量更多，有助于实现智能化闭环生产模式。

3.5 直接通信技术的运用

移动通信系统能够根据固定站点的排布情况搭建通信网络。这种构造一般围绕基站进行并逐渐向周围分散，从而实现网络的全面覆盖。5G通信技术完善了4G通信技术性能上的缺陷，采用直接通信技术接收网络，能够达到通信设备之间的直接通信，满足人们对网络的需求。即使出现网络需求量激增的问题，它也能够利用该项技术得以解决，有效弥补了传统网络连接方式上的漏洞，使网络传播具有更强的时效性和适用性。

3.6 自组织网络技术

在物联网中应用5G通信技术，可以有效推动现代工程领域的变革。传统的通信系统过于依赖人力资源，如网络设计、调整、优化以及系统维护等都需要人力资源，其专业素质直接决定网络系统的性能。对于网络通信系统，为了有效提高系统运行的安全性与稳定性，需要增加人力和物力投入。自组织网络技术是5G通信系统的重要技术，在网络部署、运营维护以及系统优化方面发挥着重要作用[4]。

4 5G通信技术的发展现状

目前，很多企业和工作人员的实际工作中会涉及到大量的数据整理、数据分类以及数据计算等内容，采用人工方式处理数据的效率和准确性都较低。要有效解决这一问题，可以利用物联网和云信息相结合的方式。例如，百度云网盘利用这种方法实现了数据信息的储存和共享。另外，很多生产领域和施工环节都应用了5G通信技术，如矿产资源采集工作中，利用5G通信技术能够更好地保证施工的安全性，也能够大幅提升施工效率，使得采矿工作更加智能化。利用5G通信技术能够实时监控采矿过程和现场，从而有效避免出现大型安全事故。此外，5G技术在农业生产中也得到了高效应用，实现了农业生产的智能化控制和管理[5]。