宋立臣 陳洪軍

摘要：本文通過對物聯(lián)網(wǎng)和SG通信技術(shù)的概述，詳細(xì)分析了物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下的5G通信技術(shù)，以期更好的為人們提供便捷服務(wù)，從而為物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用提供良好的物質(zhì)與技術(shù)性基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);5G時(shí)代;通信技術(shù)

眾所周知，科技進(jìn)步能夠促進(jìn)社會(huì)發(fā)生變革，讓人們?nèi)粘；纳罘绞?、思想以及行為等出現(xiàn)變化，這種情況下，物聯(lián)網(wǎng)就應(yīng)運(yùn)而生。將一個(gè)小型的電子元件添加到各類設(shè)備中，就能采取有效的方式來進(jìn)行遠(yuǎn)距離操控，并合理分析相關(guān)數(shù)據(jù)，讓它們能夠產(chǎn)生交互作用。為了能夠適應(yīng)日漸增大的數(shù)據(jù)庫，5G通信技術(shù)由此產(chǎn)生，可以在一定程度上反映出國家科技發(fā)展的水平，創(chuàng)造出更多的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益，所以，世界各國都在致力于研究5G通信技術(shù)。

1 物聯(lián)網(wǎng)的概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的由來

所謂的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，主要是在傳統(tǒng)電信網(wǎng)等數(shù)據(jù)信息基礎(chǔ)上，讓生活中使用的普通物品能夠進(jìn)行互通互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)載體。就現(xiàn)目前來說，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)處在新興產(chǎn)業(yè)前端，不僅為人們的日常生活提供了很多便利，還讓各項(xiàng)事物之間的聯(lián)系變得更加緊密，促進(jìn)了人們與物品間的溝通。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的現(xiàn)在，無論是物聯(lián)網(wǎng)的定義還是應(yīng)用范圍，都發(fā)生了極大變化，不再是局限于對某一種技術(shù)的應(yīng)用，并且，隨著通信設(shè)備的不斷更迭，物聯(lián)網(wǎng)使用的方式也有了變化，不僅增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的整理能力，還提高了其網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸?shù)哪芰Α?/p>

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域

在日常生活中，物聯(lián)網(wǎng)大多被應(yīng)用到物流運(yùn)輸或者是智能發(fā)展等方面，因?yàn)榕c人們的生活十分貼近，所以需求量很大，使用的頻率也很高，這就意味著物聯(lián)網(wǎng)市場發(fā)展有著廣闊的前景。自從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的誕生開始，逐漸融入到日常生活中，不僅改變了人們的生活方式，還讓各項(xiàng)分散的信息數(shù)據(jù)能夠得到有效統(tǒng)計(jì)與整理。對于物聯(lián)網(wǎng)而言，信息數(shù)據(jù)能夠借助網(wǎng)絡(luò)與實(shí)體進(jìn)行連接，人們也可以從物聯(lián)網(wǎng)中獲取實(shí)際的位置與信息;日?；膽?yīng)用過程中，物聯(lián)網(wǎng)會(huì)將各方面涉及到的信息數(shù)據(jù)展開合理統(tǒng)計(jì)，然后整合好這些處于分散狀態(tài)的數(shù)據(jù)，再通過統(tǒng)籌分析后形成一個(gè)大數(shù)據(jù)形式，這樣不僅縮短了網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)實(shí)之間的距離，還讓人們實(shí)際的生活方式朝著網(wǎng)絡(luò)化、便利化方向發(fā)展，更好的保證了各項(xiàng)事物緊密相連。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的情況

1.3.1 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著科技革命時(shí)代的到來，大數(shù)據(jù)、人工智能等信息技術(shù)的發(fā)展取得了極大進(jìn)步，而物聯(lián)網(wǎng)作為信息技術(shù)的載體，能夠有效促進(jìn)社會(huì)產(chǎn)業(yè)改革以及人工智能等的健康發(fā)展，不僅滿足我國提出的社會(huì)可持續(xù)發(fā)展理念與核心價(jià)值觀，還具備獨(dú)特的優(yōu)勢，獲得了國家與政府的支持、鼓勵(lì)，有著廣闊的發(fā)展前景[1]。就現(xiàn)目前而言，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為了現(xiàn)如今科技創(chuàng)新和社會(huì)進(jìn)步的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，推動(dòng)我國和諧社會(huì)模式的構(gòu)建。

1.3.2 物聯(lián)網(wǎng)未來的發(fā)展趨勢

在應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)的過程中，會(huì)涉及到5項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)，分別是云計(jì)算、嵌入式系統(tǒng)、RFID即射頻識(shí)別、傳感器以及網(wǎng)絡(luò)通信。現(xiàn)目前，全球的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)都邁入了發(fā)展新階段，世界的發(fā)展前景十分良好，再加上整體的規(guī)模在加速擴(kuò)張，技術(shù)與各項(xiàng)產(chǎn)業(yè)也在不斷成熟。在這樣的情況下，有效降低了物聯(lián)網(wǎng)部署的成本投入，進(jìn)而促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)朝著更大范圍處普及，并被廣泛應(yīng)用于人們的日常生活中，為其大范圍的拓展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2 5G通信技術(shù)的概述

2.1 5G通信技術(shù)的發(fā)展

所謂的5G通信技術(shù)，是從4G技術(shù)基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展而來。在上個(gè)世紀(jì)末期，2G技術(shù)的出現(xiàn)讓通信技術(shù)有了巨大突破，通過對IG系統(tǒng)進(jìn)行有效升級(jí)，讓語音技術(shù)取得了進(jìn)步，保證大部分的通信設(shè)備都具備語音功能，方便了人們之間的溝通與交流。21世紀(jì)初始階段，3G技術(shù)席卷而來，在增強(qiáng)語音信息交流的同時(shí)，推出了其他新型業(yè)務(wù)，在一定程度上改變了人們的生活方式。接下來的十幾年間，4G技術(shù)慢慢開始普及，不僅進(jìn)一步提高了語音通信的相關(guān)功能，還能更好的滿足大多數(shù)人群對視頻流下載的需求，就現(xiàn)目前而言，4G技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入鼎盛時(shí)期[2]。

但是，從去年開始，5G技術(shù)開始了喧聲造勢，并迅速進(jìn)入到人們的視野中，因?yàn)榫邆滹w速下載以及極致的語音通信體驗(yàn)，所以廣大群眾對于5G技術(shù)的具體應(yīng)用有著很高期待。和之前的4G技術(shù)進(jìn)行比較，5G技術(shù)有著更為明顯的優(yōu)點(diǎn)，例如傳輸速度快、頻譜高、穩(wěn)定性強(qiáng)、成本投入低以及能能環(huán)保等。與此同時(shí)，在那些環(huán)境相對復(fù)雜的地域中，也能得到廣泛的使用，并且在互聯(lián)網(wǎng)個(gè)性化等諸多需求方面有很大優(yōu)勢，既可以實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)技術(shù)，也能提高一些高清的視頻服務(wù)?，F(xiàn)階段，我國大部分通信設(shè)備供應(yīng)企業(yè)以及電信運(yùn)營商，都已經(jīng)投入對5G技術(shù)的科研與終端開發(fā)中，逐漸讓5G網(wǎng)絡(luò)朝著商業(yè)化方向前進(jìn)，并且取得了重要成就。

2.2 5G通信技術(shù)的特點(diǎn)

2.2.1 有著很強(qiáng)的節(jié)能作用

眾所周知，5G通信技術(shù)具有靈活性高、兼容性強(qiáng)等特點(diǎn)，就一般情況來說，5G通信網(wǎng)絡(luò)并不會(huì)造成很多能源的浪費(fèi)，這就意味著其環(huán)保性能很好，完全符合我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略性理念。所以，5G技術(shù)有著非常廣闊的發(fā)展前景[3]。

2.2.2使用的效率很高

在進(jìn)行5G通信技術(shù)的研發(fā)過程中，用戶體驗(yàn)是最為重要的一個(gè)目標(biāo)，一般而言，其接收頻率都比4G技術(shù)要高很多，在機(jī)上5G網(wǎng)絡(luò)有著良好的信號(hào)傳輸功能，可以更加輕松的應(yīng)對外部環(huán)境。因此，通過5G通信的廣泛覆蓋，能夠在很大程度上讓公司網(wǎng)絡(luò)使用的效率得到最大限度提高，從而促進(jìn)整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的健康發(fā)展，不僅為公司增添了發(fā)展業(yè)務(wù)，還極大的改變了相關(guān)運(yùn)營方式。

2.2.3 有效提高了擴(kuò)展性

現(xiàn)階段正在興起的5G通信技術(shù)，與之前既有的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了有機(jī)結(jié)合，能夠給用戶帶來更新的功能與體驗(yàn)。通過對各項(xiàng)數(shù)據(jù)的分析研究發(fā)現(xiàn)，5G通信所覆蓋的范圍比4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)擴(kuò)大了十倍不止，并且信號(hào)的釋放與接收功能也有了進(jìn)一步增強(qiáng)，給用戶帶來了更多的便利。所以，5G通信技術(shù)所具備的擴(kuò)展性效果得到了最大化提高，充分應(yīng)用5G技術(shù)，能夠更好的推動(dòng)社交網(wǎng)絡(luò)甚至是人類文明的健康發(fā)展。

2.2.4可靠性得到了增強(qiáng)

通過對5G通信技術(shù)的合理應(yīng)用，在保證其可靠性的基礎(chǔ)上，讓不同用戶所需得到更好的滿足。在這種情況下，可以有效縮短5G通信下用戶網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延，最大限度的增強(qiáng)了用戶體驗(yàn)感，和之前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)5G通信技術(shù)有著更大的容量，更強(qiáng)的傳輸性能[4]。

3 物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下的5G通信技術(shù)

3.1 SDN/NFV技術(shù)

所謂的SDN，也稱為軟件定義網(wǎng)絡(luò)，主要是對網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)性設(shè)施架構(gòu)進(jìn)行合理優(yōu)化，例如路由器以及交換機(jī)等，它讓數(shù)據(jù)與控制平面實(shí)現(xiàn)了解耦;其中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備又可以細(xì)分成獨(dú)立的轉(zhuǎn)發(fā)與控制設(shè)備，在很大程度上將轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備所具備的功能充分簡化，并且控制與轉(zhuǎn)發(fā)過程都按照標(biāo)準(zhǔn)化的Openflow協(xié)議執(zhí)行，讓轉(zhuǎn)發(fā)層與控制層之間得到有效的分離;通過在接口上進(jìn)行應(yīng)用軟件的合理開發(fā)，讓可編程性以及網(wǎng)絡(luò)組成變得更加靈活;

而NFV也被稱為網(wǎng)絡(luò)功能的虛擬化，能夠提供增值功能相關(guān)的低成本以及靈活性，同時(shí)，虛擬化技術(shù)可以通過解耦軟硬件或者是功能抽象等方式，來讓設(shè)備的成本投入得到有效降低。根據(jù)實(shí)際的業(yè)務(wù)需求，能夠進(jìn)行自動(dòng)化部署于靈活性擴(kuò)展，將具備多種網(wǎng)絡(luò)功能的一些通用硬件和云計(jì)算的虛擬化技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，保證網(wǎng)元虛擬以及虛擬網(wǎng)絡(luò)的可編程性，極大的簡化了網(wǎng)絡(luò)升級(jí)所需步驟，讓購買新硬件投入的成本得到了最大化降低。SDN技術(shù)和NFV技術(shù)相結(jié)合，能夠達(dá)到兩相互補(bǔ)的效果，可以在一定程度上保證5G網(wǎng)絡(luò)的彈性得到有效提升，SDN技術(shù)的集中式管控功能與NFV技術(shù)的業(yè)務(wù)虛擬化功能，能夠?qū)⒎植际絀oT系統(tǒng)內(nèi)存在的各種業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)流協(xié)調(diào)管控好。

3.2 全頻段通信技術(shù)

和以往的4G通信技術(shù)進(jìn)行比較可以發(fā)現(xiàn)，5G能夠更加充分的利用高頻段頻譜相關(guān)資源。對于舊通信技術(shù)而言，應(yīng)用得比較多的都是中低頻段升的頻譜資源，總體上這方面資源的利用率都不高，所以極大的限制了網(wǎng)絡(luò)帶寬與網(wǎng)速。隨著對高頻譜資源的合理應(yīng)用，有效提高了5G通信技術(shù)所能提供的帶寬與網(wǎng)速，從而更好的滿足人們?nèi)粘Ｐ枨蟆?/p>

3.3 密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

和4G的網(wǎng)絡(luò)相比，現(xiàn)階段逐漸興起的5G網(wǎng)絡(luò)充分應(yīng)用了諸多無線接入型技術(shù)，所以具有很高的傳輸速率，并且能夠覆蓋更廣的范圍。與此同時(shí)，在5G網(wǎng)絡(luò)中，比較核心的技術(shù)是密集網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)，在設(shè)置通信的宏基站時(shí)，需要安裝多個(gè)有著高增益功效的天線，有效拓寬室外的通信空間，并讓整個(gè)5G網(wǎng)絡(luò)的容量得到最大限度擴(kuò)充，確保了信息傳輸?shù)撵`活性。除此之外，在宏基站外部，也需要設(shè)置一些網(wǎng)絡(luò)天線，和通信網(wǎng)絡(luò)間逐漸形成大型的交互界面，能夠讓網(wǎng)絡(luò)通信的質(zhì)量得到保障。

3.4 5G新空口技術(shù)

在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，5G通信技術(shù)的應(yīng)用將變得尤其繁榮，這個(gè)過程中，需要根據(jù)實(shí)際需求，選擇合適的空口技術(shù)。在進(jìn)行5GNR的搭建時(shí)，是在4G技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過對既有先進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新與利用，讓時(shí)空域、碼域以及頻域等的資源復(fù)用率得到有效提高。正交頻分復(fù)用（簡稱OFDM）在4G系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用，可以將高速率下的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，通過串并轉(zhuǎn)換的方式合理調(diào)制到正交子載波上，有著較高的頻譜效率以及較低數(shù)據(jù)繁瑣性，但是卻不具備足夠的靈活性?，F(xiàn)如今已經(jīng)逐步邁入5G時(shí)代，一些低時(shí)延相關(guān)業(yè)務(wù)，例如無人駕駛等，都要求時(shí)域的符號(hào)周期以及傳輸時(shí)間間隔很短，在頻域內(nèi)的子載波帶寬要比較寬;在應(yīng)用海量連接的過程中，因?yàn)閱蝹€(gè)傳感器所具備的數(shù)據(jù)量很低，所以需要窄子載波帶寬配置到頻域上，而時(shí)域上的傳輸時(shí)間間隔以及符號(hào)周期等則可以適當(dāng)延長。

在4G網(wǎng)絡(luò)中，OFDM頻域和時(shí)域都有一定的固定性，而進(jìn)入5G時(shí)代后就需要完成相應(yīng)的演變，根據(jù)實(shí)際的業(yè)務(wù)需求，自動(dòng)配置所需帶寬、周期以及時(shí)間間隔等，從而將5G通信技術(shù)本身所具備的各項(xiàng)資源和功能等充分發(fā)揮出來。針對毫米波來說，5G技術(shù)首次在寬帶通信中應(yīng)用28GHz以上的高頻，通過對高頻段頻譜的合理使用，能夠保證數(shù)據(jù)的傳輸速率以及容量滿足現(xiàn)代化人們的要求，尤其是在數(shù)Gbps的鏈路中十分適用。毫米波自由空間的路徑損耗很大，而且衍射的效果不盡如人意，這種情況下，就需要借助天線陣列來有效提高相關(guān)增益，值得注意的是，天線振子自身的尺寸和頻率呈反相關(guān)，與低頻的陣列相比，同樣尺寸的高頻陣列可以容納更多天線振子。

3.5 遠(yuǎn)程駕駛技術(shù)

借助遠(yuǎn)程駕駛相關(guān)技術(shù)，能夠讓乘客解放雙手，得以在車內(nèi)工作或者休息，特別是針對那些不宜親自駕駛的情況來說，此技術(shù)能夠起到十分重要的作用。在4G網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用遠(yuǎn)程駕駛技術(shù)時(shí)，有很大的局限性，若是車輛駕駛的路況比較復(fù)雜，而使用的還是傳統(tǒng)類帶寬，那么在受到網(wǎng)絡(luò)延時(shí)性的制約下，就無法很好的保障車輛行駛安全性。而5G技術(shù)則可以提供更加靈活、可靠、強(qiáng)穩(wěn)定性、高帶寬以及零延時(shí)的無線網(wǎng)絡(luò)，再與AR智能眼鏡、智能機(jī)器人、傳感器等結(jié)束有機(jī)結(jié)合起來，讓汽車自動(dòng)駕駛的操控以及感知等功能得到有效提高。在AR智能眼鏡的作用下，讓相關(guān)人員能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，并且保證操控效果更加精準(zhǔn)。

4 結(jié)束語

綜上所述，近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的作用下，5G通信技術(shù)逐漸進(jìn)入到大眾視野，并得到了廣泛普及。為了能夠讓物聯(lián)網(wǎng)得到進(jìn)一步的發(fā)展與完善，就需要現(xiàn)階段的通信服務(wù)商與運(yùn)營商根據(jù)相關(guān)技術(shù)的特點(diǎn)，制定出有效的通信處理方案，全面、深入的對5G技術(shù)展開研究，最大限度的保證5G網(wǎng)絡(luò)能夠健康發(fā)展，更好的為人們提供便捷服務(wù)，從而為物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用提供了良好的物質(zhì)與技術(shù)性基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介

宋立臣（1983-），男，黑龍江省綏化市人。大學(xué)本科學(xué)歷，工學(xué)學(xué)士，工程師，現(xiàn)就職于中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司黑龍江分公司，任咨詢設(shè)計(jì)師。研究方向?yàn)?G移動(dòng)通信。

陳洪軍（1967一），男，河北省景縣人。大學(xué)本科學(xué)歷，工學(xué)學(xué)士，工程師，現(xiàn)就職于中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司黑龍江分公司，任專家助理。研究方向?yàn)橐苿?dòng)通信技術(shù)。