物联网环境背景下的5G通信技术应用研究

徐乙珅，潘 磊

（1.中国铁塔股份有限公司宿迁市分公司，江苏 宿迁 223800；2.中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210019）

0 引言

随着物联网的深入发展，不仅走进了人们的日常生活中，并且在一些基础性的行业领域也开始得到了广泛的应用，对日常生活带来了很多的变化。物联网的发展也随着科学技术的创新和智能化的研究有了更为深入的变化，所以要求5G通信技术有更快的发展速度，以满足多个行业领域的变化需求，为其提供更加便利的服务。

1 物联网和5G通信技术的相关概述

1.1 物联网技术和5G通信技术的关联

随着科学技术的发展，物联网受关注的程度也在日益增加，因为物联网对人们的日常生活的影响也在逐步地增加，甚至改变了人们原先日常生活中的模式。如果从物联网的角度来讲，物联网可以应用的领域非常的广泛，并且部分物联网还可以作用于移动终端上。由此可以看出物联网的未来发展的巨大前景，所以在构建物联网的时候如果只是采用较为滞后的技术来完成构建，会给以后物联网的升级发展带来较大的阻碍，不能使物联网发挥自身最大的作用。所以为了更好地发挥物联网的作用，其构建应该采用更为先进的无线通信技术来完成物联网的搭建，最终实现构建物联网的目标。虽然从现阶段来看物联网，在以往的时候其通信无论是采用Wi-Fi还是4G通信技术，其作用都十分明显并且都可以满足物联网的发展需求。但是4G通信技术与5G无线通信技术相比其性能还是相差很多，更加容易受到其他的因素影响，从而影响了传输的质量。5G无线通信技术如果应用到物联网中，就可以为其提供一定的保障，确保在运行和性能方面的效果更佳，更好的服务生产和生活。而且未来物联网会深入到人们的日常生活中，比如说在智能家电方面，以后在家庭中的很多的家电都可以实现智能化，而物联网则可以将这些智能化进行有效的连接，同样也可以与移动设备进行连接。用户可以实现对家电的远程操控，为用户节省更多的时间。未来5G无线通信技术还可以实现多网接入融合，并且借助自身的高效率和多样化的技术优势，可以从渠道进入到互联网中，具有十分重要的使用价值。

1.2 5G通信技术的应用优势

另外5G通信技术经过多年的发展和改善，5G通信技术已经日趋完善，在很多的方面都取得了应用成果，并且具有明显的应有优势。首先5G技术有着更高的稳定性和信息传输速度。所以在应用的过程中，不仅可以提升信号覆盖的效率，还可以进一步地突破限制，使网络信号的覆盖率的范围更广。其次5G无线通信技术在应用的过程中，有着更多的信道可供选择，这可以有效地改善网络高峰期的拥堵情况。同时，5G无线通信技术还具备更加优秀的信息数据的收集和分析能力，可以对海量的信息进行有效的甄别，提取其中存在的有效的消息，减少数据分析的有效获取的时间。另外5G无线通信技术在应用过程中，对频率的利用率更高，因为以往的通信技术大部分利用的频段都是低频，而5G通信技术利用的频段是效率更高的高频，可以根据实际的发展和频段发布的规律，强化信号布局规划，也能促进技术的革新，使之在数据传输总量不变的大前提下，仍旧可以不断增强信号接收的强度。总而言之5G无线通信技术具有巨大的发展前景，是未来整个无线通信行业发展中的一个主要方向和趋势，所以现阶段需要重视提升5G通信技术的应用效果，为用户提供更好的使用体验。

2 5G通信技术发展的特征

2.1 数据流量增加

随着现代社会经济的发展，人们的生活质量直线提升，并且对现代生活中必不可少的网络通信技术的要求也在逐渐地提升，导致4G通信技术不能满足现阶段人们的所有需求。另外也由于近些年的网络用户的数量一直处于不断增加的状态，导致4G移动通信网速越来越慢，甚至网络高峰期会导致部分区域内的通信信号中断，其信号的强度也十分有限，不能满足人们对于网络日益增高的需求，严重地影响了用户们的网络应用体验。因为数据流量需求的不断增加，所以5G通信技术在4G基础上对其传输速度和质量进行极大程度上的改善和提升，其网速有了显著的提升，可以最大程度上满足人们对于网络通信的需求，甚至在网络繁忙时段，用户们也可以得到良好的网络应用体验。

2.2 网络峰值速率增加

网络峰值速率是指在通信网络的传输过程中，通信技术可以使其达到的一个最快的传输速度。虽然4G通信技术的网络峰值一般情况下最快的传输速度可以到达600Mbit/s，但是5G通信技在网络峰值的最低的速率就已经可以达到10Gb/s，即使在网络异常繁忙和拥堵的情况下，对5G的峰值速率影响也不会很大。5G的网络峰值速率与4G相比，有着绝对的跨越式的发展。其流量速率有了质的飞跃，峰值速率有着极大地提升，网络用户的体验有了明显的改善。

2.3 延迟短，连接可靠性高

基于5G的商用场景不同，对网络的延迟和可靠性要求各不相同，uRLLC场景对吞吐量、延迟时间和可用性等性能的要求十分严格，应用领域包括工业制造或生产流程的无线控制、远程手术、智能电网配电自动化以及运输安全。

2.4 提升联网设备数量

在现阶段社会的发展中，个体用户可以支配的移动电子设备较多，如果以个体家庭计算，其设备的数量就更多了。但是如果联网设备过多，会严重影响到网络的质量，4G通信技术并不能满足大量的联网设备同时进行高速传输。所以需要强化联网设备连接数量对于互联网信息的交互性影响，使其随着联网设备数量增多其网络的覆盖范围也需要更加的广泛，其传输的速率也要有所提升。而5G通信技术作为现阶段的重要研发技术，在联网设备数量方面也有着大幅度的提升，在有效扩大5G通信网络的覆盖范围的同时，也可以有效的满足人们的信息交互需求，满足现阶段人们对于互联网的需求，进行多设备的联网，并且每个设备都可以进行高速传输。

3 物联网环境背景下的5G通信技术应用研究

3.1 高频段传输技术的应用

在基于物联网的大背景下，5G通信技术的应用中高频段传输技术是其中的关键性技术。因为在现阶段的社会发展中，很多的行业进入了高速的发展阶段，其网络容量的需求也在逐步增大，并且还要求电脑速率有更快的发展。同时网络活动的空间也实现了大范围的扩展，人们对于短时间的应有需求也在不断的上涨，所有需要根据实际的情况对资源进行整合。在应用的过程中，如果出现大范围的使用需求，首先需要考虑是在最短的时间内满足其需求，实现高效化的应用。另外在应用的过程中因为高频段传输技术自身的独特性，具备体积小、耗材小等方面发展特征，所以可以实现时效内小型化的发展。在发展的过程中将高频段传输通信的发展得以完善，并且与5G技术相融合，使其不仅有着优质的匹配性，还可以使其使用性能也得以发展。

3.2 密集网络技术

5G通信技术和4G通信技术相比，在数据流量方面存在明显的差异性，前者的容量和处理速度都有着明显优越性，并且可以高达千倍以上。在5G通信技术的发展过程中，尝试将现阶段的多种无线网络的接入技术进行有机的结合，使其充分发挥自身的性能，从而有效的缩小其覆盖的面积和范围。基于此，在技术应有分割的过程中，可以达到预期的概率逐渐降低，所以在这样的条件之下，密集化的网络技术有着重要的应用作用。在发展的过程中需要针对这种密集网络技术进行细致地分析，根据分析可知密集化的网络应用技术主要体现在两个方面。第一个是要在宏基站的外部空间建立一个室外空间，并且还可以对其技术开展的范围进行适当的拓展，为以后的发展提供足够的容量，使系统具备较高的灵活性。另一方面是需要在设置室外空间的过程中，根据密集型的网络系统的结构和特点，对其进行相应的调整和升级，才能实现数据信息的不断提升，实现阶段数据信息的高效推进。

3.3 智能化技术

基于物联网环境中的5G通信技术的发展过程中，其发展的方向应该是根据用户的需求进行不间断的调整。现阶用户的服务需求是多元化，所以需要将5G技术的服务基准再一次的提升，实现复杂化的数据系统的传递和运输。但是如果从智能化的技术的角度方面来看，5G通信技术的发展以云计算平台为主，围绕其构架一个大型的服务器，用现阶段可利用的最大容量和运行速度来满足用户的多元化需求，并且在发展的过程中不断地增强云计算的计算能力。在智能化技术的实际应用的过程中，需要与交换机网络通信技术进行深度的融合。不仅如此，还需要将很多的其他设备和基站也进行有机结合，以此来保障数据高效更新的时效性，保证数据的更新速度。

3.4 全频段技术

在4G通信技术的发展过程中，其工作的频段大致保持在3GHz以内，所以与5G通信技术相比，其频段资源相对来说较为匮乏。在4G通信技术下，由于频段的匮乏和利用率不高，导致无法满足短时间内出现的网络使用的高峰。而5G通信技术则是全频段的技术，其频段资源丰富，可以对各个不同的频段资源进行充分地利用，有效地提升其系统容量和信息传输的速度。5G通信技术是基于4G通信技术的一种升级和优化，虽然现在的5G通信技术的发展还是处于探索发展的时期，但是工作频段的资源的应用已经有了巨大的进步。除此以外，还可以实现信号天线的小型化的转变发展，在降低信号设备体型的时候还可以有效地提升其网络信息的传输速度。

3.5 异构技术

在5G通信技术的应有用过程中，其异构技术是系统内部的构成的核心影响因素之一，对于5G技术的发展有着明显的影响作用。因为异构技术具有强大的通信网络存储能力，可以有效地提升网络中的信息存储量，为其信息传输的未来发展打下一个良好的基础。异构技术在具体的应用过程中，能够灵活地把握网络和终端之间的实际联系，以此来满足很多的不同设备的运行需求，满足现阶段的5G研发的需求。虽然异构技术在5G通信技术的应用中有着明显的技术优势，但是其缺点也十分明显，很容易受到外在因素的干扰。因此在发展的过程中，其研究的重点内容是在于提升异构技术的抗干扰的能力，并且将其中的构成结构作为研究中的切入点，对其进行距离调整，确保异构技术可以有足够的抗干扰的应有效果。

3.6 毫米波技术

在当前的5G通信技术的应用的过程中，其毫米波技术的应用具有十分重要的作用，因为随着通信技术的不断的发展，现如今的频谱的资源出现了十分严重的短缺的现象，而毫米波技术则可以很好的改善这一条件，使得毫米波技术的可以在5G通信技术中发挥着不可替代的重要作用。虽然在具体的应用的过程中，如果从波长的角度进行思考，毫米波的波长并不优于其他的波长，但是却在保障天线的应用效果的这一方面有着其他技术的无法比拟的优势。而且毫米波的频谱的宽度在一定的条件下，其稳定性和可靠性有着突出的优势，并且也有利于提升5G通信技术的传输水平和抗干扰性能上。另外，毫米波技术带给5G通信技术的作用也不仅如此，由于毫米波也具有良好的方向性能，在信息的传输这一方面也要具有良好的应用效果，可以防止5G通信技术的在应用的过程中被窃听的情况的发生。由此可以看出，毫米波技术的应有对于5G通信技术的具有多方面的促进作用，可以有效的提高5G通信技术的可靠性和安全性。

3.7 SDN技术

在5G通信技术中应用SDN技术，这种技术主要是被应用到平面数据的分析和控制等方面，可以帮助有效的改善其应用的效果。在具体的应用的过程中，则是通过SDN技术来直接控制平面，为网络构架编程创造有利的条件。而且也有利于强化在控制中心和存储库的应用，帮助构建动态网口，通过SDN技术将5G通信技术的中无线控制和虚拟架构等功能都得到充分的发挥，使得5G通信技术的应用效果得到进一步的发展。基于这样的情况，对SDN技术进行更深层次的探究和分析，发现SDN技术的应用也可以不断的提高虚拟机管理的自动化的发展，从而进步的保障机器的生产率的逐步提升。而且SDN技术的应用的范围也十分的广泛，可以应该到很多的领域，特别实在制造企业和汽车行业中，是应用的最为广泛的，很多的汽车企业都会利用SDN技术来构架企业的云服务和方案的防范，提升企业的服务能力。除此以外，应用的SDN技术的5G通信技术，在物联网的发展和影响下，在智能家居这一方面也得到了十分广泛的应用，并且在未来的市场中智能家居的会有这较为广大的发展前景，所以在智能家居层面的应用也会逐步的扩大。所以可以在未来的发展中占据一定的有利因素，现阶段还是需要加强SDN技术和5G网络平台的构建，减少原先网络中需要配备路由的环节，从而更为提升网络连接效率更为高速的发展。另外在具体的发展中，也需要借助SDN技术的来强化对智能家居设备功能进行自动化控制。

4 结束语

5G通信技术虽然在现阶段还处于探索和研发中，但是基本上已经取代了原来的通信技术，为人们的生活带来了更高质量和高效率的网络服务，最大程度上满足人们对于网络的发展需求。基于物联网环境发展实际情况，5G通信技术的应用将数据信息的传输的有效性和速率进行提升，其技术的应用的最终目的是解决技术发展中的存在各种问题，使5G通信技术的发展更加顺利，为人们的日常生活带来更大的便利。