5G时代的物联网发展与技术

王国启

摘 要：现如今，我国的国民经济在快速的发展，社会在不断的进步，随着科学技术的不断发展，计算机网络的应用范围也变得越来越广泛。在现在的社会情况中，计算机网络的广泛应用，也在很大的程度上促进了整个社会的经济发展。几年前，4G时代的发展，让人们能够更好地利用网络，而现在，5G通信也在不断地研发当中。5G通信技术是一种前沿科技，也是现目前通信领域中的主要研究方向。这种技术，预计会在2020年得到普遍性的应用。另外，现在物联网技术也是一种正在发展的新兴技术，若是能够将物联网与5G通信进行有效地结合，那么物联网也将会得到更好的发展。在本文中，就针对于5G技术进行了相应的分析，并提出了物联网在5G时代下的发展。

关键词：5G时代；物联网；发展

引言

作为一种很有市场前景和价值的技术，物联网是一种通过互联网连接大规模的低功耗交互式设备而实现技术，例如可穿戴设备、智能传感器、智能电器、平板电脑、智能手机和智能交通系统等，这对我们的生产方式以及生活活动产生了巨大的影响。研究还指出，这些设备中将有70亿通过蜂窝技术连接，例如目前的2G、3G和4G。而5G网络作为新一代移动无线网络技术，它将会在2020年后开始部署商用。国际电信联盟（ITU）对5G提出了8大指标要求，分别是基站峰值速率、用户体验速率、频谱效率、流量空间容量、移动性能、网络能效、连接密度和时延，具体表现在其传输速率将在现有基础上提升10～100倍，峰值传输速率达到10Gbit/s，端到端时延达到ms级，连接设备密度增加10～100倍，流量密度提升1000倍，频谱效率提升5～10倍，能够在500km/h的速度下保证用户体验。

1物联网发展概述

物联网这个概念可以说是伴随着互联网的广泛应用而出现的，是在“互联网概念”的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。1995年，微软公司总裁比尔盖茨在其《未来之路》一书中对物联网的应用进行了预言式的阐述，从而使物联网被广大计算机爱好者所认识。2009年8月上旬温家宝总理在无锡视察时提出，加快建设国家“感知中国”示范区（中心），引领了信息产业第三次浪潮。物联网的发展，已经上升到国家战略的高度。从行业的角度来看，物联网主要涉及的行业包括电子、软件、通信，通过电子产品标识感知识别相关信息，通过通信设备和服务传导传输信息，最后通过计算机处理存储信息。而这些产业链的任何环节都会开成相应的市场，加总在一起的市场规模就相当大，可以说，物联网产业链的细化将带来市场进一步细分，将造就一个庞大的物联网产业市场。

2在5G的基础下物联网的发展状况

2.1不用受到传统的网络的限制

等到5G通信网络建成并广泛应用以后，人们上网的速度也将会大大的加快，因为5G技术的传输速率将远远超过4G技术，甚至是100倍之多。而这种现象，也将意味着人们在使用手机或者是其他电子产品来获取网络信息的时间会大大地缩短，而且网络质量也会有明显的提高。整体上来看，5G技术在通信网络中的应用就会使得传统的控制信号转变成多元信息，这种技术也将会为物联网的发展提供良好的基础。

2.2物联网的覆盖面积会不断地扩大

在5G通信网络中，不仅包括了设备直接通信和高频段传输，也包含了多天线传输等相关的先进技术。而且，5通信网络不仅能够有效地改变传统蜂窝数据网络的模型，也将会充分地增加各个终端之间的通信方式。这样一来，基于5G通信网络的基础上，不仅物联网的覆盖面积和频段会得到扩展，就连传统的终端通信模块的体积也会逐渐地减小。

2.3有关物联网技术的创新思维会不断地加强

由于第五代通信技术的出现，很多人们在4G网络中不能够享受到的功能，都会在未来得以运用。而且，5G通信技术的研发，也为其他新技术的研发奠定了良好基础，比方说，在5G通信技术研发的基础上，人工智能也会得到有效的应用，除此之外，智能导航驾驶也将会逐渐地被研发和应用。因此，在5G通信技术的基础上，人们对于物联网技术的创新也将会不断地加大，这样一来，物联网其他潜在的功能和作用也将会被充分地挖掘出来，从而为人们提供更好的服务。

3 5GIoT挑战及发展趋势

5G可以满足未来物联网的需求，但是5GIoT的体系结构也面临着设备之间的可信通信，安全问题等一系列研究挑战。虽然对5GIoT已经做了很多的研究工作，但仍然存在一些技术挑战。5GIoT体系结构的设计本身就是一个巨大的挑战。由于大量物联网设备，网络可扩展性成为一个主要问题，同时管理大量物联网设备的状态信息也是一个需要考虑的问题。同时，还需要考虑到5GIoT的互操作性和异构性。异构网络之间的无缝互连同样也是一项重大的挑战，大量物联网设备通过通信技术与其它智能网络或应用连接进行通信、传播以及收集重要信息等活动，它们之间的互操作性也是必须要解决的一个重要问题。同时，结构设计还需要考虑到5GIoT安全保障和隐私问题。无线软件定义网络对于5G数据网络的有效性来说也仍然是一个重要挑战。为了保证高度灵活的核心网络，可扩展的SD-CN对网络可扩展性提出了挑战。同时，控制分离数据平面对于大多数SDN来说都比较困难。NFV与SDN高度互补，但不依赖于SDN，它运行在第三方公共云上，因此安全跟隐私也成为一大问题。针对5GIoT，提出了大量物联网解决方案，同时5GIoT的标准化也会使得物联网应用实现及开发变得更加容易。但是由于在5GIoT中网络和设备的多样性，IoT系统和应用缺乏一致性和标准化，因此提出的物联网解决方案仍存在很多障碍和挑战。5GIoT涉及两种标准。一是技术标准，包括无线通信，数据汇总标准等；二是监管标准，包括数据的安全性和隐私性，例如通用数据保护法则（2018），安全解决方案，密码原语等。对于5GIoT的研究目前还处在初级阶段，除了要解决上述遇到的挑战外，还应对未来的研究趋势进行探索。由于物联網的多样性，5GIoT将会越来越分散，因此需要开发更加复杂的技术，例如NVFs来管理5GIoT。边缘计算是5GIoT的另一个关键用例。边缘计算结合5G网络将推动物联网设备成为物联网的核心，并且将显著提升相关应用计算能力，例如AR/VR。除此之外，在高设备密度的情况下，实现上下文感知解决方案将会有效增加物联网实体规模，增强移动性和异构性。

结语

我国在研究5G通信技术方面已经取得了显著的效果，计划在2020年将5G商用的目标真正实现，成为本次移动通信技术改革的引领者。目前5G技术还处于不断的发展进步中，与物联网的应用需要不断地探索与研究，希望这些技术的发展，为人们未来的生活提供便利。把5G网络作为载体的物联网，在将来的普及应用中会最大程度的满足用户所需，达到全面的、整体的智能化发展，实现人类向往的充满智慧、更加美好、幸福的物联网时代。

参考文献

[1]马俐.浅谈基于5G技术的物联网应用研究[J].数字通信世界，2018（03）：195-196.

[2]邓鹏，陈金鹰，陈俊凤.基于5G的物联网应用研究[J].通信与信息技术，2017（06）：37-38+34.

[3]赵玉霞.5G与物联网发展趋势分析[J].电子技术与软件工程，2016（22）：17.

（作者单位：湖北省丹江口市电信分公司浪河镇电信分局）