◆黃顯強

(廣東省電信規(guī)劃設計院有限公司 廣東 510630)

物聯(lián)網(wǎng)形勢下的5G技術(shù)研究

◆黃顯強

(廣東省電信規(guī)劃設計院有限公司 廣東 510630)

隨著社會的全面發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)新形式下5G技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應用。為了能夠5G技術(shù)的應用水平得到全面性的提升，需要采用多種不同的方式對其物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)進行相應的調(diào)整。本文主要針對物聯(lián)網(wǎng)形式下5G技術(shù)的應用進行分析，并對其發(fā)展趨勢進行了全面的探討。

物聯(lián)網(wǎng)；形式；5G技術(shù)

0 引言

在物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的今天，5G技術(shù)已經(jīng)得到了較為廣泛的應用。為了能夠讓整體的應用水平得到相應的提升，需要結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新形式對其技術(shù)體系進行相應的優(yōu)化。但在實際的應用過程中，其技術(shù)體系依舊有不成熟之處。所以，想要讓物聯(lián)網(wǎng)促進5G技術(shù)的發(fā)展，需要采用多種不同的形式讓物聯(lián)網(wǎng)體系與5G技術(shù)相互結(jié)合，最終達到相輔相成的效果。

1 物聯(lián)網(wǎng)形式下的5G技術(shù)發(fā)展概況

1.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀

目前，4G網(wǎng)絡在我國還沒有完全被普及，可是在多年之前，各個國家的研究人員以及調(diào)研小組早就已經(jīng)開始研究 5G技術(shù)了。大約在2015年底的時候，各個國家的研究人員就已經(jīng)開始征集5G標準候選技術(shù)。預計到2018年的時候，對于5G技術(shù)完成全面的評估。若以這樣的態(tài)勢進行下去，想必到了2019年的時候，5G技術(shù)就可以進入試用階段了。

韓國的網(wǎng)絡技術(shù)在世界范圍內(nèi)可謂屈指可數(shù)，在5G技術(shù)的研發(fā)方面，韓國也是一直起到了帶頭的作用。剛開始時韓國電信公司與愛立信公司共同合作研發(fā)5G技術(shù)，目前愛立信公司已經(jīng)取得了顯著的成就，研制出了5G多層次異質(zhì)網(wǎng)絡載波聚合技術(shù)。對此，韓國官方宣布，將會借助2018平昌冬季奧運會這個契機推出5G通信技術(shù)。

當然其他國家，例如英國、日本也在5G通信技術(shù)研究方面做出了一系列的努力以及貢獻。在2012年底的時候，英國就創(chuàng)立了5G創(chuàng)新中心，這是英國政府、各個國家的在英企業(yè)（華為、三星、英國電信、富士通等）以及薩里大學共同努力的結(jié)果。這個5G技術(shù)創(chuàng)新中心對于5G用戶的需求以及網(wǎng)絡性能知識等都做出了系統(tǒng)的分析與研究，為世界范圍內(nèi)的5G技術(shù)研究做出了卓越的貢獻。日本的兩大商業(yè)巨頭，NTT DoCoMo與諾基亞也共同合作，研發(fā)出了新的5G無線網(wǎng)絡技術(shù)，為5G技術(shù)的運行做出了突出的貢獻，而日本也準備借2020年東京奧運會的契機向全世界展示5G技術(shù)，讓我們拭目以待。

1.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

我國對于5G技術(shù)的研發(fā)大約開始于2013年，當時為了能夠?qū)?G技術(shù)的研發(fā)有突破性的進展，我國的科技部、工信部以及國家發(fā)改委等多個部門共同合作，并且成立了IMT-2020推進組，積極開展5G 技術(shù)研發(fā)工作。在過去的幾年間，IMT-2020推進組對于5G技術(shù)的研發(fā)也取得了一系列的進展，相繼發(fā)布了5G愿景白皮書、5G概念白皮書等。此外，華為、中興等企業(yè)積極為5G技術(shù)的研發(fā)貢獻自己的力量。例如，華為積極與英國的運營商沃豐達開展合作，并且簽署了5年協(xié)議，表明在這5年內(nèi)沃豐達在歐洲的電信設施升級換代都交給華為。華為宣布在2018年將會對投資6億來建設5G網(wǎng)絡。目前，5G的關(guān)鍵技術(shù)還處于研究與發(fā)展的階段。為了實現(xiàn)5G的愿景和需求，5G在網(wǎng)絡技術(shù)和無線傳輸技術(shù)方面都將有新的突破。5G關(guān)鍵技術(shù)總體框架如下圖所示：

圖1 5G關(guān)鍵技術(shù)總體框架圖

2 物聯(lián)網(wǎng)形式下5G技術(shù)的優(yōu)勢分析

世界各個國家都投入大量的人力、物力以及財力來研究 5G技術(shù)，到底5G技術(shù)有哪些優(yōu)勢，能為國家的發(fā)展做出那些貢獻，能為用戶帶來哪些便利，下面筆者將對5G技術(shù)的優(yōu)勢做一個全面的分析。

（1）5G技術(shù)的一個明顯優(yōu)勢就是傳輸?shù)乃俾蕦玫綐O大的提高，三星曾經(jīng)做過一個實驗來測試5G的傳輸速率，當時5G的傳輸速率已經(jīng)達到了7.5Gbps。而且隨著各個國家對于5G技術(shù)的研究進一步深入，5G的傳輸速率將不止如此。

（2）5G技術(shù)的另一個優(yōu)勢就是高帶寬快速接入，在物聯(lián)網(wǎng)形勢下，5G技術(shù)必須要能夠承載更多的設備連接才能夠適應時代的要求。英國的一項研究表明，未來5G的傳輸速率將會不斷提高，而且5G的容量也將會不斷的得到提升，帶寬的容量可能會是現(xiàn)在的容量的100倍甚至是1000倍。

（3）5G網(wǎng)絡通信技術(shù)與4G相比其信號非常好，在這樣的情況下，用戶能夠更加快速的介入5G移動網(wǎng)絡，不僅能夠有效節(jié)省時間，而且還能夠有效提高辦事效率，可謂一舉多得。而且未來當5G網(wǎng)絡處于理想狀態(tài)的時候，其接入延遲時間將會比4G網(wǎng)絡提高50倍左右。

3 物聯(lián)網(wǎng)形式下5G技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

3.1 毫米波技術(shù)

目前，世界范圍內(nèi)可用的頻譜資源是非常有限的，但是在毫米波、厘米波頻段可用的頻譜資源是比較豐富的。因此，為了能夠有效提高5G的傳輸速率以及容量，那么5G就要加深對毫米波的研究，這樣就能夠有效豐富頻譜資源，提高5G的傳輸速率以及容量。

毫米波雖然具有非常多的優(yōu)勢，例如極高速短距離通信、小型化的天線和設備等等。但是毫米波的穿透能力以及傳輸距離等，都非常容易受到天氣情況以及周邊環(huán)境的影響。目前，為了能夠?qū)崿F(xiàn)快速通信，就要積極應對毫米波的缺點，設計好射頻器件以及系統(tǒng)。

雖然在毫米波、厘米波頻段可用的頻譜資源非常豐富，但是相關(guān)的專家學者以及技術(shù)人員還是要做好合理的規(guī)劃，選擇出最合適的頻譜。

3.2 Massive MIMO技術(shù)

Massive MIMO技術(shù)自從提出以來就獲得了極大的發(fā)展，而且有效提高了頻譜效率，為5G技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。目前4G技術(shù)使用的MIMO技術(shù)的難度系數(shù)已經(jīng)比較高，但是如果天線數(shù)還要往上發(fā)展的話，那就需要更高的技術(shù)來支持，難度系數(shù)也會不斷提高。在物聯(lián)網(wǎng)形勢下的5G技術(shù)對于Massive MIMO技術(shù)的要求也會有所提高，到時MIMO天線可能會具有波束成型功能，Massive MIMO技術(shù)也可能會由4*4MIMO構(gòu)架變成32*32或是64*64MIMO的構(gòu)架。這樣MIMO技術(shù)就能夠有效減少用戶之間的相互干擾，改善無線信號的覆蓋性能，從而提高上網(wǎng)速率。為了能夠讓5G技術(shù)得到全面性的發(fā)展，需要采用多種不同的方式對其整體的體系結(jié)構(gòu)進行相應的改變和優(yōu)化。同時，還要結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的整體發(fā)展趨勢，對其5G技術(shù)進行整體的創(chuàng)新，最終讓5G技術(shù)逐漸的成熟。

4 結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)形勢下的5G技術(shù)研究十分重要，其能夠讓人們的生活質(zhì)量得到全面性的提升。但5G技術(shù)依舊面臨著諸多的挑戰(zhàn)。在技術(shù)方面還不夠成熟，其目前還難以利用物聯(lián)網(wǎng)進行互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡的普及。所以，5G技術(shù)依舊會有很大的發(fā)展空間和發(fā)展機遇。為了能夠讓5G技術(shù)更加成熟。應當充分利用5G技術(shù)的互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢，將其普及并應用到人們的生活之中，最終讓5G技術(shù)快人一步。

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