物联网形势下的5G通信技术应用

庄保良

（中海油信息科技有限公司，广东 深圳 518067）

0 引言

移动通信技术和现代电子技术的发展，使网络垂直深入到各种社会活动中。物联网作为现代信息、通讯行业发展的产物，将社会中的各种人、物进行互联，在增加工作、活动效率的方面，体现出物联网的经济价值。而现代社会、人群对效率的追求，使网络通信技术朝着更快、更有效的方向发展，也使移动通信技术从2G、3G、4G一直发展到今天的5G时代[1]。

1 物联网与5G通信技术的概念及两者之间的联系

1.1 物联网

物联网简单来说，就是将参与社会生产、生活活动中的设备、物体通过网络进行连接，并对其进行统一的管理、控制，使这些设备能够在良好的协调下，提升运行、活动的效率。从技术角度上来讲，使用具有联网功能的设备，或者通过芯片、控制器等方式为设备添加联网功能，并使用传感器、计算机、控制系统等物来增加各个设备之间的联系，使其能够协调工作，共享资源，从而减少重复的信息采集、资源获取，达到资源的有效利用，并提升设备的工作效率[2]。

1.2 5G通信技术

5G通信技术也就是第五代移动通信技术，每一代移动通信技术的更新都使移动网络的各种性能变的更加优秀。首先，5G通信技术的传输速率得到极大的提高，将网络传输速率提升了数百倍，按照平均值的速度测量也达到了20倍左右的增加值，网络延迟的时间也缩短了23倍，使其在物联网中的应用范围变的更加宽泛；其次，5G通信技术在提升网络速度的同时，提升了可同时接入同一网络的设备数量，也就是网络容量的提升，现代社会中生活、工作等各项活动中网络的垂直深入，使网络无处不在，因此网络中需要接入的设备数量也飞速增加，对网络带宽的需求就变的越高，而5G通信技术带来的容量提升达到4G的100倍甚至1000倍左右；最后，5G通信技术良好的网络切换、接入速率，使其具有更快的相应速度，也变相提升了5G信号的质量，而在快速的网络速度和相应时间下，5G网络的接入时间比4G降低了50倍左右，使5G网络在工作、计算等活动中的优势一览无余[3]。

1.3 物联网与通信技术之间的联系

5G通信网络的移动特性，快速低延时并具有较高可靠性的通信优势，以及能够容纳大量联网设备的容量优势，使其在物联网中具有及其重要的价值。首先，移动特性增强了社会交流中人与人之间的通信保障；而突出的通信优势则可以利用在物与物之间的通信，其中自动化生产、控制、无人驾驶、自动监控等方面得到有效利用；其次，容量优势使其在物联网中有较大的应用空间，其中VR、AR、工业自动化、智能化互联等业务中都得到广泛的利用，同时5G通信技术的高密度、高覆盖率、低延时、高效率等特点，使物联网的发展、更新获得网络的技术的支持[4]。

2 物联网形势下的5G通信技术应用

2.1 全频段通信

5G通信技术使用全频段来解决频段资源的缺乏，同时利用软件技术可以优化设备的频段使用、接入，从而达到对全频段资源的利用，增加网络接入设备，从而达到提升网络质量，确保网络设备的通讯速率和信号的稳定的目的。此外，5G通信技术支持小型化的信号天线将物联网设备接入网络，缩小物联网设备体积，并提升设备的接入量有积极的作用[5]。

2.2 密集网络覆盖技术

5G通信技术将多个无线网络进行技术性融合，使其形成更加密集的网络覆盖，然后对网络资源进行优化、划分，使物联网设备能够及时接入网络，并扩展5G网路的容量。这种密集型的网络覆盖技术，让5G网络的灵活性变的更强，也是物联网系统能得到有效的发展。但是在进行实际安装时，需要在通信基站外围布置更多的天线，并通过布置更多密集型网络，使用节点来融合各个网络，从而提升节点网络之间的数据信号强度以及通信效率[6]。在物联网领域中，使用5G技术基础下的密集型网络，使物联网设备的传输数量、速度、稳定性得到有效提升，而数据流量也明显得到扩展，从而进一步扩展5G通信网络的发展。而在物联网中，设备对无线网络的通信质量、效率都有较为严苛的要求，而5G通信技术可以满足其需求，并在5G通信网络中，体现出明显的密集网络覆盖技术特点。

2.3 智能技术应用

依托5G通信技术中信息传输效率、准确性、时延性的提升，物联网平台的数据处理可以摆脱小规模成本较高的个体处理，而交由更专业、集中化的云计算平台来处理数据。而云计算平台的管理者通过采用多型号、高计算速率的服务器进行组合，使用交换设备来传递数据，并在统一的数据管理、处理过程中，提升数据的有效性，并及时反馈到物联网设备中，最终体现物联网系统的优势，从而发挥物联网的价值。此外，我国现阶段云计算平台的计算能力和存储容量都属于世界顶尖水平，能够满足物联网中巨量数据的计算、处理，而5G通讯技术还可以利用通讯基站、云计算平台，来优化用户服务内容，并提供有效的网络频段需求，从而为物联网用户提供优质的服务。最后，物联网通过5G通讯技术，将智能技术与物联进行融合、连接，达到快速的双向信息传递，从而提升物联网工作效率，而集中式数据处理方式也有利于提升物联网中数据的安全和处理质量，并减少物联网用户的服务器成本投入，进一步凸显物联网的经济价值[7]。

2.4 虚拟网络技术

无论是使用软件将5G通信网络进行定义，还是针对网络的功能直接将其进行虚拟化，都是5G通讯技术的基础技术，而虚拟网络技术可以针对网络的管理层和控制层，进行构建优化，从而是其能够发挥更好的安全、控制功能。而现阶段自动化技术的使用过程中，都依赖于虚拟网络技术的支持，同时利用软件的图像化编程，能够有效调节自动化系统的功能，从而节约部分开发资金，并提升物联网中自动化控制系统的效率以及准确性。

虚拟网络技术的实际价值在于对网路中的控制层、应用层、管理层的创建，使其形成良好的系统结构，从而对通讯系统、网络进行自主调节。而物联网中涉及的行业较为广泛，行业之间、设备之间对通讯系统、网络的需求大不相同，使用虚拟网络技术进行自主调节，能够提升其实用价值，在实现物联网的智能自动化控制功能中，能够大幅提升数据、设备之间的交互效率，并提升数据传输、控制命令执行的准确性，和智能、自动化系统的安全性。

2.5 物与物之间的通讯连接

物联网中物与物之间的通讯连接是构建物联网的基础，在4G通讯时代通过广泛建设通讯基站来构建设备之间的通讯网络，从而达到物联网对网络覆盖的要求，但是此类覆盖方式有非常明显的缺点，例如基站必须建设在宽阔、空旷的区域，在网络频段覆盖范围内的障碍物，以及其结构和材质对信号的影响较大，同时物联网设备只有在基站范围能才能享受通讯网络，使用通讯网络进行数据传输。5G通讯技术则是在设备之间直接建立通讯，使物与物之间进行直连，从而将物联网中设备的入网方式和联网方式都得到了改善，将基站覆盖范围的限制、约束，进行优化，从而提升了5G通讯网络对物联网设备的支持效果，保证5G通讯网络的高效性。

2.6 物联网形势下5G通信技术必须注意的信息安全

在享受5G通讯技术带来的便利的同时，还需要注意高速、高效率信息传输情况下，可能出现的信息安全问题。而信息传输速率的提升也意味着信息泄露等安全问题造成的影响越大。若需要解决信息安全问题可以采用的方法：首先，使用分布式认证来提升物联网设备访问网络时的用户安全性，通过主动的安全认证来排除非法访问；其次，建立明确的物联网信息保密等级，限制信息接入人员、设备的访问等级来提升物联网的保密性；最后，使用人工智能的主动防御手段，通过人工智能进行信息安全问题的处理、学习，使其预测即将面对的信息安全问题，从而达到主动探索物联网中的安全隐患，从而在根源上杜绝信息安全事故。

3 结语

物联网对信息网络的高要求使先进、高效的5G通讯技术在物联网中的使用不可避免。而物联网与信息网络之间有着密不可分联系，在物联网中，5G通讯技术增加的速度、容量，以及可自定义化的虚拟网络技术，使其在涉及行业众多的物联网中有较高的可用性，而5G通讯技术中的通讯速率使物联网中的信息数据处理能够使用专业、集中化的智能平台得到成本、效率的提升。