摘? ?要：人們對智能通信設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸速率的要求越來越高，目前的4G已經(jīng)滿足不了移動用戶們的需求，因此，5G的實現(xiàn)必須加快腳步。相對于4G來說，5G的傳輸峰值速率提高了將近百倍，并且5G在數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、傳輸容量等方面也有了進一步的提高。5G的發(fā)展對物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展會起到很好的推動作用，“萬物互聯(lián)”這個構(gòu)想將一步步走向現(xiàn)實。文章將詳細介紹5G的關(guān)鍵技術(shù)，從5G的特點出發(fā)，闡述5G對物聯(lián)網(wǎng)和云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的影響。5G時代的來臨將全面改善我們的生活，物聯(lián)網(wǎng)在智能家居、智能駕駛、智能醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用會有突破性的進展，這將是一場科技革命，一個推動全球性經(jīng)濟、政治、文化進步的契機。

關(guān)鍵詞：5G;關(guān)鍵技術(shù);物聯(lián)網(wǎng)

第5代移動通信技術(shù)的出現(xiàn)為人民提供了一個速度更快、信息傳遞更安全、傳輸容量更大的通信平臺，這些優(yōu)點對解決物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的難點有很大的幫助，能夠促進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，同時也促進了云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的快速發(fā)展，這些技術(shù)也為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了便利。目前物聯(lián)網(wǎng)還沒有形成成熟的技術(shù)標準和技術(shù)體系，在物流、零售等領(lǐng)域的應(yīng)用雖然取得一定的成果，但在其他方面的應(yīng)用還沒有被廣大人民接受和認可。在5G的應(yīng)用下，物聯(lián)網(wǎng)能得到更廣泛的應(yīng)用，尤其是物聯(lián)網(wǎng)在智能家居、智能駕駛、智能醫(yī)療等領(lǐng)域?qū)⒂懈鼜V泛的應(yīng)用。龐大的數(shù)據(jù)資源會嚴重影響數(shù)據(jù)傳輸和處理的速度，造成嚴重的時延現(xiàn)象，目前的4G網(wǎng)絡(luò)的低傳輸速率及有限頻譜資源已經(jīng)難以滿足以后物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的技術(shù)需求，5G將會很好地解決信息處理速率及帶寬和時延等問題，因此，5G普及后的物聯(lián)網(wǎng)將會進入快速發(fā)展階段。

1? ? 5G的關(guān)鍵技術(shù)

移動通信系統(tǒng)經(jīng)歷了長時間的探究與發(fā)展，目前已經(jīng)實現(xiàn)了4G的全面普及。4G支持高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語音業(yè)務(wù)，大多4G運營商都使用LTE系統(tǒng)，其帶寬約為20 MHz，數(shù)據(jù)傳輸速率能達到100 MHz，但是對于物聯(lián)網(wǎng)來說，4G技術(shù)還遠遠達不到發(fā)展標準，而5G給物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展帶來了曙光。5G指第5代蜂窩移動通信系統(tǒng)，研發(fā)目標中最高傳輸數(shù)率是4G的近百倍，同時還擁有時延低、容量大等優(yōu)點。5G技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)是對現(xiàn)有的無線通信技術(shù)的進一步演進，如大規(guī)模MIMO無線傳輸技術(shù)、毫米波無線通信技術(shù)、異構(gòu)無線通信技術(shù)等。

1.1? 大規(guī)模MIMO技術(shù)

天線是無線傳輸?shù)谋匾O(shè)備，普通天線組件的成本低、功耗低，因此大規(guī)模MIMO技術(shù)的應(yīng)用使得消耗成本降低。大規(guī)模MIMO技術(shù)的應(yīng)用原理是提高基站中天線的配置數(shù)量，從理論上來說天線的數(shù)量越多，通信系統(tǒng)的性能越好，一個通信系統(tǒng)的頻譜效率、傳輸速率和可靠性等特性與天線的數(shù)量息息相關(guān)。為了降低小區(qū)干擾對無線通信系統(tǒng)的影響，可以通過波束賦形技術(shù)，讓其在特定的空間范圍內(nèi)進行傳播，同時要增強各個小區(qū)的干擾消除和協(xié)調(diào)能力。這項技術(shù)的應(yīng)用能更好地對頻譜資源進行利用，而天線數(shù)量的增加不僅可以使用戶接入更靈活，同時還能夠增大網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積和提高數(shù)據(jù)傳輸容量，達到廣覆蓋、快傳輸?shù)哪康摹?/p>

1.2? 毫米波通信技術(shù)

毫米波通信技術(shù)的提出是為了解決頻譜資源不足的問題，由于當前的通信設(shè)備的普及，低頻譜資源的利用率已經(jīng)快要達到飽和，剩余的可利用頻段根本無法滿足5G通信的應(yīng)用需求，但高頻段資源卻十分豐富，毫米波的波長非常小，故其波頻率很高，從通信原理中可以了解到載波頻率與無線通信最大信號帶寬成正比，因此毫米波通信技術(shù)可以為5G技術(shù)提供充足的頻譜帶寬，從毫米波入手，可以開發(fā)和利用高頻段頻譜資源。毫米波的波長處于紅外波與微波之間，因此，毫米波頻段具備和相鄰波頻段相近的特點，主要包括傳輸速率、容量等方面。雖然毫米波頻段的應(yīng)用也存在很大的限制，其傳輸損耗較大且易受障礙物的影響，但其應(yīng)用前景非常大。

1.3? 異構(gòu)無線通信技術(shù)

異構(gòu)無線通信技術(shù)可以讓通信系統(tǒng)與計算機互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合，擴大通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)活動范圍。尤其在5G技術(shù)應(yīng)用的環(huán)境下，通信系統(tǒng)的覆蓋面積將會隨著互聯(lián)網(wǎng)不斷增大的覆蓋范圍而增大。異構(gòu)無線通信技術(shù)的建立依賴于D2D通信技術(shù)和小區(qū)部署技術(shù)的應(yīng)用。D2D通信是指設(shè)備與設(shè)備之間直接通過邏輯連接進行通信。D2D通信可以省略中間設(shè)備，從而降低了通信成本，同時設(shè)備之間直接通信，可以減少核心設(shè)備的負荷。這種邏輯連接的實現(xiàn)原理與藍牙的原理一致，設(shè)備與設(shè)備之間需要配對才能進行通信，并且D2D通信技術(shù)可以對用戶的信息進行安全性設(shè)置，保護用戶的數(shù)據(jù)不被泄露和篡改。小區(qū)部署指高密度小區(qū)的部署，小區(qū)數(shù)量的增長可以讓網(wǎng)絡(luò)容量呈線性提升，可以大量接入終端設(shè)備，并且縮短了網(wǎng)絡(luò)與終端之間的距離，進一步降低了數(shù)據(jù)傳輸時延，但各個節(jié)點之間的距離變短會增加小區(qū)干擾，提高信令控制難度，為了解決這個問題需要在小區(qū)引入更高效的干擾管理技術(shù)，同時在終端采用干擾消除技術(shù)。并且小區(qū)的部署可以由用戶自行完成，即插即用，減輕運營商的工作負擔。異構(gòu)無線通信技術(shù)的實現(xiàn)可以為5G提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和容量，并且提高網(wǎng)絡(luò)能效降低功耗[1]。

2? ? 5G對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的影響

2.1? 物聯(lián)網(wǎng)的由來

設(shè)備通信能力的發(fā)展促進了無線傳感網(wǎng)的進一步擴展，這種擴展突破了原有的互聯(lián)網(wǎng)范疇，用戶通過接口技術(shù)實現(xiàn)對物理設(shè)備的訪問，但應(yīng)用環(huán)境不同，接口技術(shù)也不同，為了同時實現(xiàn)對不同場景的管理，物聯(lián)網(wǎng)便誕生了。物聯(lián)網(wǎng)通過各種傳感設(shè)備與射頻識別技術(shù)，實時監(jiān)控物品的工作過程，采集各種互連物品互動的過程信息并進行保存，與互聯(lián)網(wǎng)共同形成一個巨大的網(wǎng)絡(luò)，通過云計算、大數(shù)據(jù)等信息處理技術(shù)對各種信息進行篩選和處理，實現(xiàn)對互聯(lián)物品的實時管理、控制和智能通信。物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)可分為3層：感知層負責實現(xiàn)對外部事物的識別和感知進行數(shù)據(jù)的收集;網(wǎng)絡(luò)層實現(xiàn)感知信息的傳遞和處理并保證信息的可靠性和安全性;應(yīng)用層是將用戶所需要的信息以便于用戶了解的應(yīng)用軟件形式展現(xiàn)出來或直接實現(xiàn)用戶的目的。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景非常廣闊，可以實現(xiàn)多領(lǐng)域的智能化，如智能家居、智能駕駛、智能醫(yī)療等[2]。

2.2? 5G對物聯(lián)網(wǎng)的影響

物聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)基礎(chǔ)是信息的采集傳輸，所以物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展肯定伴隨著終端傳感設(shè)備的增多，因此接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備會大幅度上升并且采集的數(shù)據(jù)越來越多、越來越雜。但物聯(lián)網(wǎng)對時延的容忍度非常低，它要求信息能夠進行實時、準確傳輸。所以，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要數(shù)據(jù)以更快的速度進行傳輸和處理，從而降低數(shù)據(jù)傳輸和處理時延。目前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)顯然無法達到這種要求，而5G的高傳輸速率、高傳輸容量、高可靠性卻能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需求，因此5G的實現(xiàn)必將促進物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展。同時5G也可以促進云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展。云計算強調(diào)云存儲和計算能力，大數(shù)據(jù)強調(diào)服務(wù)器的存儲能力和計算能力，云計算可以為大數(shù)據(jù)提供更高效的數(shù)據(jù)處理能力，大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)為加快物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理提供了一個很好的選擇。5G在數(shù)據(jù)傳輸速率、數(shù)據(jù)容量、可靠性等方面遠遠領(lǐng)先于目前的4G技術(shù)，為大數(shù)據(jù)、云計算提供了一個更快更好的發(fā)展平臺。所以物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要與大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)共同發(fā)展，進行有效融合，朝著實現(xiàn)“萬物互聯(lián)”的目標努力。

3? ? 結(jié)語

5G的實現(xiàn)是必然的，且相關(guān)技術(shù)已經(jīng)有了初步成果，具體的實現(xiàn)效果還有待觀察，更多功能的開發(fā)與應(yīng)用還需要科學家們繼續(xù)研究與努力。相信在不久的將來，5G將會全面滲透我們的生活。云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的同步發(fā)展會讓數(shù)據(jù)處理技術(shù)變得更符合人意，更高效快捷，為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供進一步的保障，多種技術(shù)的融合能夠相互促進，共同進步。在5G時代，物聯(lián)網(wǎng)的進步將讓人們的生活變得智能化，“萬物互聯(lián)”的實現(xiàn)，可以為我們提供越來越便捷的智能設(shè)備管理方式。

作者簡介：谷碧玲（1998— ），女，江西撫州人，本科生;研究方向：通信工程。

[參考文獻]

[1]RODRIGUEZ J.5G ：開啟移動網(wǎng)絡(luò)新時代[M].江甲沫，韓秉君，沈霞，等，譯. 北京：電子工業(yè)出版社，2016.

[2]王珂珂.物聯(lián)網(wǎng)實踐技術(shù)與關(guān)鍵教程[M].北京：清華大學出版社，2014.

Abstract：People are increasingly demanding data transmission rates for intelligent communication devices. The current 4G has not met the needs of mobile users. Therefore， the implementation of 5G must be accelerated. Compared with 4G， the peak transmission rate of 5G is increased by nearly 100 times， and 5G has further improved in terms of reliability and transmission capacity of data transmission. The development of 5G will play a very good role in promoting the development of the Internet of Things. The concept of “Internet of Everything” will gradually move toward reality. The article will introduce the key technologies of 5G in detail， starting from the characteristics of 5G， and expounding the impact of 5G on technologies such as Internet of Things and cloud computing and big data. The advent of the 5G era will comprehensively improve our lives. The Internet of Things will have a breakthrough in the application of smart home， smart driving， intelligent medical and other fields. This will be a technological revolution， a global economy， politics and culture. The opportunity for progress.

Key words：5G; key technology; Internet of Things