德州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 張 丹

目前的5G技術(shù)也逐漸發(fā)展成熟，這一網(wǎng)絡(luò)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)性能提升將會(huì)發(fā)揮積極作用，能夠促進(jìn)蜂窩網(wǎng)運(yùn)營(yíng)容量擴(kuò)大，提升網(wǎng)絡(luò)安全性和應(yīng)變能力等。對(duì)此，本文研究5G網(wǎng)絡(luò)下的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)應(yīng)用和挑戰(zhàn)，介紹物聯(lián)網(wǎng)和5G技術(shù)，分析物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，并研究5G網(wǎng)絡(luò)下物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用，探索5G網(wǎng)絡(luò)背景下的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢(shì)。

1 5G時(shí)代的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)

1.1 電信傳輸網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

在電信傳輸網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)中，又包含多個(gè)技術(shù)分類。首先是Wi-Fi通信技術(shù)。Wi-Fi在人們的生活中應(yīng)用已經(jīng)不再陌生，通過Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)㈦娔X、智能手機(jī)等移動(dòng)終端設(shè)備和無線通信網(wǎng)絡(luò)連接，這種連接不需要網(wǎng)線，是一種無線連接方式。在Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)中，既有中心網(wǎng)絡(luò)，也有無中心網(wǎng)絡(luò)。其次是WiMAX通信技術(shù)?；贗EEE802.16的標(biāo)準(zhǔn)，可以讓不同無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)兼容，屬于一種無線局域網(wǎng)技術(shù)（詳見圖1）。此外，即本文研究的5G移動(dòng)通信技術(shù)，這種移動(dòng)通信技術(shù)以IP協(xié)議的蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，借助5G通信，可以讓多種類型的文件信息實(shí)現(xiàn)快速高效轉(zhuǎn)換。

圖1 基于IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)技術(shù)結(jié)構(gòu)圖

1.2 傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)中，傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)也包含多種類型。

第一，藍(lán)牙技術(shù)。這是一種能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備之間短距離信息交互的無線通信技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)便捷的通信連接，實(shí)現(xiàn)信息的高效傳輸和交互。

第二，RFID技術(shù)。這一技術(shù)通過射頻基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)短距離無線通信傳輸，技術(shù)原理是通過射頻標(biāo)簽以及讀寫器間的射頻信號(hào)，對(duì)于相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別和傳輸。在這一技術(shù)應(yīng)用中，射頻標(biāo)簽、讀寫器以及天線是最主要的組成部分。

第三，NFC通信技術(shù)。這種通信技術(shù)能夠可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間無接觸式點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息傳輸。該技術(shù)也是以射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別為基礎(chǔ)，對(duì)于目標(biāo)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行獲取，從而有效構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)。

第四，ZigBee技術(shù)。ZigBee技術(shù)是一種近距離、低功耗低復(fù)雜性、低數(shù)據(jù)速率、度成本的雙向無線通信技術(shù)，這一技術(shù)在遠(yuǎn)程自動(dòng)控制方面具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。將這一技術(shù)和射頻識(shí)別技術(shù)相結(jié)合，能夠發(fā)揮兩種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化。目前，ZigBee技術(shù)因?yàn)槠鋺?yīng)用優(yōu)勢(shì)突出，在智能家居、智能抄表、環(huán)境監(jiān)測(cè)、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。而ZigBee協(xié)議本身的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也比較多樣。

第五，紅外線技術(shù)。紅外線技術(shù)借助電磁波來實(shí)現(xiàn)信息傳輸。

2 物聯(lián)網(wǎng)通信關(guān)鍵技術(shù)

2.1 密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

目前在物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)發(fā)展中，相關(guān)基站也在積極建設(shè)周邊天線，主要目的是促進(jìn)室外信號(hào)接收效率的提升。通過擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋，構(gòu)建密集網(wǎng)絡(luò)體系，同時(shí)強(qiáng)化基站周邊天線建設(shè)，進(jìn)而真正實(shí)現(xiàn)技術(shù)優(yōu)化，這對(duì)于提升物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的智能化水平，促進(jìn)技術(shù)應(yīng)用面推廣都意義重大。

2.2 SDN/NFV技術(shù)

SDN是一種軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，而NFV是一種網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化技術(shù)，這些都是物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)中的核心技術(shù)部分。5G網(wǎng)絡(luò)背景下，要做好相關(guān)技術(shù)拓展，特別是要將推動(dòng)云計(jì)算和三網(wǎng)融合的發(fā)展，這是提升技術(shù)安全性和有效性的需要。對(duì)此，要確保物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效應(yīng)用，將SDN技術(shù)和NFV技術(shù)作為基礎(chǔ)性技術(shù)，進(jìn)行相應(yīng)控制系統(tǒng)開發(fā)，并完善相關(guān)管理和應(yīng)用系統(tǒng)。還需要對(duì)于傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，促進(jìn)系統(tǒng)自動(dòng)化控制程度不斷加深，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)。

2.3 全頻段技術(shù)

現(xiàn)階段，5G技術(shù)還在進(jìn)一步研究開發(fā)中，全頻段技術(shù)還沒有形成完善的技術(shù)體系，但是考慮到頻段資源的豐富性和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，這也是物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)研究的重點(diǎn)方向。通過全頻段技術(shù)應(yīng)用，可以促進(jìn)軟線設(shè)備不斷小型化，這對(duì)于節(jié)約成本，完善工作質(zhì)量都有積極作用。

2.4 移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)

移動(dòng)云技術(shù)為高端智能終端提供數(shù)據(jù)計(jì)算功能，計(jì)算能力更強(qiáng)，給用戶帶來更好地服務(wù)體驗(yàn)，更好地滿足用戶需求和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展的需求。移動(dòng)云技術(shù)在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，運(yùn)用云計(jì)算處理數(shù)據(jù)，尤其是復(fù)雜的數(shù)據(jù)，降低能耗，是一種全新的信息技術(shù)資源，能交付和使用。此外，移動(dòng)云計(jì)算技術(shù)的速度非?？?，整體效率更高，能為用戶提供更加高質(zhì)量的滿意服務(wù)。

3 物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)未來發(fā)展

3.1 大規(guī)模MIMO技術(shù)

5G網(wǎng)絡(luò)下物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)應(yīng)用范圍更廣，通過大規(guī)模的MIMO技術(shù)增加網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積，該技術(shù)屬于第五代移動(dòng)通信技術(shù)中的核心技術(shù)之一，在利用空間資源的同時(shí)，分別由發(fā)射端、接收端對(duì)多個(gè)天線進(jìn)行發(fā)射、接收（詳見圖2）。對(duì)接收的信息進(jìn)行集中整合，提高無線傳輸?shù)男省?/p>

圖2 基于深度學(xué)習(xí)的MIMO信號(hào)檢測(cè)框圖

3.2 移動(dòng)設(shè)備云

5G通信技術(shù)中移動(dòng)云計(jì)算這項(xiàng)核心技術(shù)，對(duì)現(xiàn)代大數(shù)據(jù)具有簡(jiǎn)便的處理能力，解決能源能耗重大問題。5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步提升云技術(shù)的應(yīng)用水平，在未來5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)支持下，物聯(lián)網(wǎng)通信進(jìn)一步與云計(jì)算結(jié)合，形成移動(dòng)設(shè)備云，為用戶提供豐富的自愿，提升計(jì)算能力，借助移動(dòng)設(shè)備更好地對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算與存儲(chǔ)。5G移動(dòng)通信技術(shù)構(gòu)建現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)設(shè)備云，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的云端化，云盤等廣泛的應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)通信作業(yè)中，滿足不同行業(yè)的需求，不斷滿足用戶的不同需求。

結(jié)束語：5G網(wǎng)絡(luò)為通信技術(shù)帶來了新突破，讓通信傳輸效率顯著提升，基于5G網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)4G通信技術(shù)的不足，進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)傳輸效率，還能夠節(jié)約成本，而這一技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，也有很多的核心技術(shù)支持，需要進(jìn)一步把握核心技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)的不斷完善和推廣應(yīng)用。