5G网络下的物联网通信技术应用
2021-03-02德州职业技术学院
德州职业技术学院 张 丹
目前的5G技术也逐渐发展成熟，这一网络对于物联网性能提升将会发挥积极作用，能够促进蜂窝网运营容量扩大，提升网络安全性和应变能力等。对此，本文研究5G网络下的物联网通信技术应用和挑战，介绍物联网和5G技术，分析物联网通信技术发展现状，并研究5G网络下物联网通信技术的关键技术应用，探索5G网络背景下的物联网通信技术面临的挑战和发展趋势。
1 5G时代的物联网通信技术
1.1 电信传输网络通信技术
在电信传输网络通信技术中，又包含多个技术分类。首先是Wi-Fi通信技术。Wi-Fi在人们的生活中应用已经不再陌生，通过Wi-Fi网络，能够将电脑、智能手机等移动终端设备和无线通信网络连接，这种连接不需要网线，是一种无线连接方式。在Wi-Fi网络中，既有中心网络，也有无中心网络。其次是WiMAX通信技术。基于IEEE802.16的标准，可以让不同无线网络实现兼容，属于一种无线局域网技术（详见图1）。此外，即本文研究的5G移动通信技术，这种移动通信技术以IP协议的蜂窝移动网络为基础，借助5G通信，可以让多种类型的文件信息实现快速高效转换。
图1 基于IEEE802.16标准的无线局域网技术结构图
1.2 传感器网络通信技术
物联网通信技术中，传感器网络通信技术也包含多种类型。
第一，蓝牙技术。这是一种能够实现设备之间短距离信息交互的无线通信技术，可以实现便捷的通信连接，实现信息的高效传输和交互。
第二，RFID技术。这一技术通过射频基础，实现短距离无线通信传输，技术原理是通过射频标签以及读写器间的射频信号，对于相关数据实现自动识别和传输。在这一技术应用中，射频标签、读写器以及天线是最主要的组成部分。
第三，NFC通信技术。这种通信技术能够可以实现设备之间无接触式点对点的数据信息传输。该技术也是以射频信号自动识别为基础，对于目标的数据信息进行获取，从而有效构建无线网络。
第四，ZigBee技术。ZigBee技术是一种近距离、低功耗低复杂性、低数据速率、度成本的双向无线通信技术，这一技术在远程自动控制方面具有显著的应用优势。将这一技术和射频识别技术相结合，能够发挥两种技术的优势，促进系统设计的优化。目前，ZigBee技术因为其应用优势突出，在智能家居、智能抄表、环境监测、物联网等领域都有广泛应用。而ZigBee协议本身的拓扑结构也比较多样。
第五，红外线技术。红外线技术借助电磁波来实现信息传输。
2 物联网通信关键技术
2.1 密集网络技术
目前在物联网通信技术发展中，相关基站也在积极建设周边天线，主要目的是促进室外信号接收效率的提升。通过扩大网络覆盖，构建密集网络体系，同时强化基站周边天线建设，进而真正实现技术优化，这对于提升物联网通信技术的智能化水平，促进技术应用面推广都意义重大。
2.2 SDN/NFV技术
SDN是一种软件定义网络技术，而NFV是一种网络功能虚拟化技术，这些都是物联网通信技术中的核心技术部分。5G网络背景下，要做好相关技术拓展，特别是要将推动云计算和三网融合的发展，这是提升技术安全性和有效性的需要。对此，要确保物联网技术的有效应用，将SDN技术和NFV技术作为基础性技术，进行相应控制系统开发，并完善相关管理和应用系统。还需要对于传统通信网络进行优化，促进系统自动化控制程度不断加深，实现系统优化目标。
2.3 全频段技术
现阶段，5G技术还在进一步研究开发中，全频段技术还没有形成完善的技术体系，但是考虑到频段资源的丰富性和技术优势，这也是物联网通信技术研究的重点方向。通过全频段技术应用，可以促进软线设备不断小型化，这对于节约成本，完善工作质量都有积极作用。
2.4 移动云计算技术
移动云技术为高端智能终端提供数据计算功能，计算能力更强，给用户带来更好地服务体验，更好地满足用户需求和产业结构发展的需求。移动云技术在移动互联网技术的支持下，运用云计算处理数据，尤其是复杂的数据，降低能耗，是一种全新的信息技术资源，能交付和使用。此外，移动云计算技术的速度非常快，整体效率更高，能为用户提供更加高质量的满意服务。
3 物联网通信技术未来发展
3.1 大规模MIMO技术
5G网络下物联网通信技术应用范围更广，通过大规模的MIMO技术增加网络覆盖面积，该技术属于第五代移动通信技术中的核心技术之一，在利用空间资源的同时，分别由发射端、接收端对多个天线进行发射、接收（详见图2）。对接收的信息进行集中整合，提高无线传输的效率。
图2 基于深度学习的MIMO信号检测框图
3.2 移动设备云
5G通信技术中移动云计算这项核心技术，对现代大数据具有简便的处理能力，解决能源能耗重大问题。5G移动通信技术的应用进一步提升云技术的应用水平，在未来5G移动网络支持下，物联网通信进一步与云计算结合，形成移动设备云，为用户提供丰富的自愿，提升计算能力，借助移动设备更好地对信息数据进行计算与存储。5G移动通信技术构建现代物联网的移动设备云，实现物联网的云端化，云盘等广泛的应用到物联网通信作业中，满足不同行业的需求，不断满足用户的不同需求。
结束语：5G网络为通信技术带来了新突破，让通信传输效率显著提升，基于5G网络，开发物联网通信技术，能够弥补传统4G通信技术的不足，进一步提升数据传输效率，还能够节约成本，而这一技术的应用发展，也有很多的核心技术支持，需要进一步把握核心技术开发和应用，促进物联网通信技术的不断完善和推广应用。
