物联网形势下的5G通信技术应用探讨

王建东

临沂科技职业学院，山东 临沂，276000

0 引言

5G移动通信技术主要是基于4G技术而开发的新型数据传输技术，其优势主要表现为传输性能高、传输速度快、资源使用效率高且覆盖范围广，所以在现在应用通信中占据着十分重要的地位。在我国，将5G通信技术和物联网深入融合，可以全面提高信息传输效率，促进物联网技术可持续发展。

1 5G通信技术及物联网技术

1.1 5G通信技术概述

所谓5G通信技术指的是第五代蜂窝移动通信技术，是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[1]。相对于此前的4G通信技术，5G通信技术拥有更强的稳定性、更安全的保障、更大的传输速度和更广的覆盖范围，同时在成本方面也达到了较好的控制，能源损耗较小。5G通信技术的性能得到了进一步优化，和4G移动通信网络相比，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，同时5G的网络延迟速度降到了1ms左右，这对现代物联网发展就起到很好的技术支持，比如在医疗手术应用上，5G通信技术的应用大大缩短了抢救病人的时间，可以远程无延迟地进行手术治疗，在工业、自动化设备等领域，5G通信技术让企业的生产效率大大提高。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，促进物联网技术高效发展。

1.2 物联网

物联网是在互联网技术下衍生出来的，它更全面地囊括信息感应、数据处理和信息应用三个方面的内容。其原理就是利用传感器将控制平台和相关信息连接，然后通过信息技术将这些信息数据传输到终端设备进行保存，同时在电子信息技术的支持下对收集的信息进行分析和处理，保证信息的安全运用，最后通过信息技术的匹配将信息传输到需要利用这些信息的各个领域。物联网不仅仅包括人与人之间的联系的平台，更重要的还包括人和物之间的联系，要同时做到这两点才能实现对物品的整体掌握。物联网还有一个最显著的特点就是很好的保密性，很好地保护了人和物的信息安全，因此在电子信息技术发达的今天，物联网保护隐私和信息安全的特点，符合发展需求，适应人们的需求。实际上不同领域对于物联网的定义也是不一样的，有人认为物联网是互联网的分支，也有人认为物联网是通过信息传感设备将物品和互联网进行连接并识别的一种网络延伸。不管怎么定义物联网，物联网都具有一个特性就，是物联网使得整个时代的人和物交流变得更加紧密，通过人和物品的交流拉动了人与人之间的交流距离，通过物品和信息的交换在现实中提高了人们的工作效率，也有力地保障了人们的隐私，深受人们的喜爱。

2 5G技术和物联网的发展现状

2.1 5G通信技术的现状

（1）国内发展现状。目前，5G移动通信技术还处在初步发展阶段，所有的技术还在不断探索，各个方面还不太成熟。虽然我国在5G通信技术上发展比较早，也占领了一定的市场，但是，应用的具体情况还存在比较大的问题，推进也变得缓慢。使用过程中频谱资源比较缺少、基础设施建设范围小、监管又十分严格，这些重重原因造成了各个运营商对5G投资的力度不大，这也是5G发展到现在进度缓慢的原因。

（2）面临的挑战。5G通信刚刚起步，处于初步探索阶段，在发展过程中面临许许多多的问题和各种挑战。①频谱不足，5G技术相对于4G技术而言，频率范围主要有两个，虽然中间的跨度较大，但是能真正使用的资源并不多，中间大多数频率被占用，没法再扩展，这对于5G通信技术而言在频谱利用上就受到限制。②发展的技术成本比较高，因为5G通信技术在原来的4G上进行升级改造，所有的硬件设施必须满足5G的要求，所以现有的设施不足以满足需要。要想大规模发展5G通信技术就要耗费巨额的资金来实现全覆盖，特别是基站的建设，这是一个最大的开支。另外成本增加，相应的使用5G的套餐费用也增加了。③随着5G技术的出现，在此前基础上移动终端设备没有支撑5G使用的功能，要想发展5G，对于移动设备的厂家就是一种挑战，需要不断研发能适应5G技术的智能化多元化的移动终端。

2.2 影响物联网发展的因素和发展现状

电子信息应用技术主要包括电子传感器、电子信息应用、嵌入式信息系统、通信器和导航等电子技术，这些在我们实际日常生活中的应用也是十分普遍，发挥着重要的指导作用[2]，促使人们重新看待和理解一切事物，进而可以推动整个社会不断向前进步发展。物联网技术是在互联网基础上不断发展壮大起来的，在互联网基础上又做了逐步延伸，可以真正实现物与物的无缝相连。无论是电子信息应用技术还是物联网技术都在人们的日常生活、工作学习过程中发挥着重要的指导作用，改变着目前人们用于对待、认知、处理一切事物的思维方式，推动着整个社会的不断进步。由于物联网是一个新生事物，有些人只知道概念，甚至都不知道物联网具体是干什么的，所以它的市场环境还是一片空白。物联网的架构体系和发展规模还没有建立起来，使得在现实生活中了解它的人很少，从数量和质量都没能达到一个良好的环境，物联网还没开始进入一个良性发展的阶段，物联网相关产品和理念也在不断进化中。因为国内还没有掌握到物联网的关键技术，所以导致物联网建设停滞不前，档次跟不上时代的标准，这也是限制中国物联网发展的重要因素之一。

3 5G移动通信的特点

3.1 高扩展性

5G移动通信网络技术与2G、3G 和4G 技术相比，各种性能最强的，信号也是最稳定，覆盖范围最广，这种的差别是成百上千倍的，更方便与快捷。5G通信技术在用户体验上各项技术都得到提高，将会出现一个更加安全、高效、快捷的网络环境，让人们的体验感更加舒服。随着5G覆盖面的扩大，在物联网发展方面将会无延迟、无误差给企业带来更便捷的服务。

3.2 强节能性

从我国发展的战略意义上来说，5G移动通信网络技术更加符合可持续发展的目标，为我国未来的发展奠定了一个良好的开端。它在技术上更加灵活，所消耗的能源比较少，适应目前经济发展资源消耗巨大的一个背景，也为通信技术网络开辟了更大的发展空间。

3.3 高利用率

5G移动通信网络技术的开发和利用，在目前社会发展的需求下为用户提供了更好的体验，在高频技术的应用中游戏的体验感更加真实，VR技术的应用更加符合现代人们的体验感觉，反过来5G技术利用率的增加，也让5G技术快速在社会发展中处于有利的竞争位置，带动经济发展。

3.4 高可靠性

物联网因为要实现人与物的结合，因此5G的问世，对于物联网的发展更加高效，有效缩短信息获取的时间，让企业在利用物联网时，提高生产效率，减少成本，更加可靠地为企业服务[3]，为企业带来更大的经济效益。不仅如此，它还可以实现对同一地区数据的有效传输，让企业利用物联网实时获取市场信息，满足不同用户的个性需求。

3.5 具备极强安全性

物联网发展到今天信息安全是最重要的，不管是在储存还是传输方面都涉及行业的秘密，这就要求通信技术必须要有更高的安全性和稳定性。5G通信技术有效地解决了这一问题，将物联网技术应用到企业的各项管理中，保证企业的各项信息安全可靠，也增加了企业信息的储存方式和存储量。5G通信技术在提高网络运行效率的前提下为用户隐私提供更加可靠的保障。

3.6 数据传输速度快

目前最常用的4G通信技术网络传输都能达到1Gbit/s的速度，用户体验感也是非常好。而5G通信技术的传输速度是4G的十倍之多，具有现阶段最大的数据传输速度，大大减少了网络延迟的问题，在物联网发展的过程中提供了更加高效的工作方式，为企业的生产加快发展步伐，物联网使用也更加高效。

4 5G移动通信的发展趋势

5G通信技术问世以来，已经在很多方面显示出它的优越性，相比传统的通信技术，它有覆盖率高、传输效率快、安全稳定等各种优势，这也是各国非常重视5G通信技术的研发与应用的原因。它能为未来物联网的快速发展提供技术支持。目前，经济全球化的形势不断加剧，通信技术正处于发展和变革的特殊时期，各国都在不断加强对于5G频率资源的研究，提高资源的利用率，降低使用成本。我们要积极推进5G 通信技术的发展，让移动电子终端的发展跟上5G网络的步伐。目前5G通信技术还没有完全普及，没有被广泛使用，但是随着智能电子产品的不断升级和换代，智能化技术也是5G 移动通信网络技术未来发展的一个方向。现在5G 移动通信技术研发已经进入一个关键时期，怎么样通过5G移动通信技术与智能化产品搭建一个完美融合的平台，使其发挥更大的优势是需要研究人员努力思考的问题，也是未来在5G技术领域共同需要承担的。

5 基于物联网时代发展的5G通信技术发展研究

5.1 智能化技术

物联网的云计算平台是5G通信的基石，云计算平台能够收集并处理数据。由不同类型和数量的服务器设备联合构成了云计算核心，在交换装置的辅佐下完成计算能力在公用移动通信基站、网络平台、设备之间的相互切换，从而完成了传输数据与信息通信[4]。而且，由于当前宏基站已经具备了很大的计算能力与内存容量，还能够产生很大的技术数据量，从而能够更有效管理各种数据。同时，利用基站、终端等还能够给使用者带来更为便利的业务，技术人员能够以频段要求为基准把数据和更优质的业务内容提交给使用者。通过在5G网络技术中使用物联网技术能够更加快速地传输信息，并且还能够进行信息双向传输，通过优化的网络通信技术，在同一通道上同时进行信息传输工作，使信息双向传输所带来的影响大大降低，使数据的稳定性和质量全面提高。

5.2 密集网络技术

人类在社会科技与信息发展的推动下，对网络质量的需要也在日益提高。近些年，不少应用技术都已经无法适应当下的移动流量包，如果想要进一步增加网络数量必然会影响到网络的稳定性，而且一旦出现了很大的数据量还可能发生网上下载中断等问题，从而影响到了互联网的正常运行。而由于5G通信技术大大增加了信息传输的数量，提高了传输速率，从而增强了物联网信息的稳定性，也可能更有效地传递数据信息，所以通过增强密集网络的使用才能更有效地增加数据流量的增加量，也才能更好地发展5G通信技术。在5G通信中，完全运用了物联网技术并通过引入无线设备，更严密地提出流量需求，由此可见，在适应高速流量数据发展需要的情形下，信息密集网络的发展与运用十分必要。

5.3 毫米波技术

频率资源是当前许多发展中国家最紧缺的信息资源，而通过把毫米波段信息技术运用到通信科技当中能够使频率资源更加丰富[5]。如果科研人员为了最大程度地提升在物联网技术基础下的5G通信的速率，就必须深入研发毫米波技术。毫米波技术虽然具备许多优点，但还是有相应的缺点，例如在光纤通信的工作过程中毫米波技术极易由于气候的因素而出现数据产投能力和通信间距不够长等方面的问题，因此，有关人员就必须研究毫米波技术，并加强改进优化毫米波技术使用中的缺点，以确保在恶劣环境中毫米波技术仍然可以起到良好的效果。

5.4 高频段传输通信技术

网络容量和传输速率，是目前物联网产业应用的重点要求，也是物联网发展的关键，平常的一些简单的活动还是极易满足的，但是较复杂的物联网应用中对于网络容量和传输效率的要求较高，处理数据复杂就很容易造成损失，在现在生活中频率不足就会造成在用户使用过程中出现网络拥挤，大大降低了用户的体验效果。

5.5 SDN/NFV技术

SDN代表软件定义互联网，NFV则代表互联网技术功能虚拟化，这两种信息技术都是中国5G通信技术的基础[6]。中国必须进一步推广5G，并积极有效地运用云计算服务和三网融合产品，充分保证中国5G信息技术的进一步深入开发。在5G通信技术中运用SDN/NFV信息技术，能够有效促进中国网络通信体系的进一步有效优化。运用SDN和NFV信息技术，成为5G通信技术发展的基础，能够高效创造控制层、应用层和管理层，改善了通信管理模型，完成了自动控制的网络体系，从而省去了人工操作流程，也可以进一步有效优化系统。在5G计算机网络技术发展中，使用SDN技术和NFV高新技术可以形成虚拟网络结构，可以很好地适应不同行业对网络架构的需要。

6 结语

由于物联网技术的进一步发展与应用，教育、农业、环境、交通等多个行业都开始加强了对物联网技术的运用力度，物联网的发展与前景都非常巨大。但是物联网的实际应用也离不开通信网络的技术支撑，所以为了深入发展物联网科技就必须把通信技术优化，提高通信系统的稳定性与安全。融合物联网与5G通信技术可以发挥它们的优点，使物联网的建设更加高效快捷，因此，在未来的发展中物联网将会利用5G技术的优势，发挥越来越多的作用，为社会创造更多的便利。