5G移动网络在物联网中的应用

于天欣

5G移动网络在物联网中的应用

于天欣

中时讯通信建设有限公司，广东 广州 510030

现阶段，5G移动通信网络技术正在不断研发，而经济的不断发展对物联网提出了更高的要求。随着5G网络的实现，物联网必将以更加灵活的方式呈现在人们眼前，从而更好地为人们服务。为保障物联网更好地发展，运营商需要制订更加长远的方案，解决可能出现的问题，使5G网络按照预期的速度实现，进而实现经济的快速发展。根据上述内容可以发现，物联网与5G网络结合、共同发展是必然发展趋势，能够推动经济全球化进程。

5G移动通信技术；物联网；发展

1 物联网时代概述

物联网也可以称为传感网，是当前信息产业与无线网络技术发展相结合的产物。它主要是通过在物体中植入一个芯片，利用无线网络来获取物体的变化信息，就能够将处在不同位置的物体有序地连接在一起，然后通过终端设备对这些物体进行控制。由于物联网的自动控制技术很强，因此被运用到很多领域，例如公共交通领域、城市安全领域、环境监测等。物联网一般由应用层、感知层与网络层三部分构成。应用层主要是为人们提供多种服务，如监控服务、智能电网服务、环境监测服务等。感知层主要功能是对外界信息进行采集、分析与识别，获取外界信息主要通过传感器或者二维码来对物体信息进行识别。网络层主要功能是将感知到的物体信息在网络中进行传输，最终实现对物体信息的控制，完成相应服务功能[1]。从目前技术来看，物联网主要是采用以RFID为核心的技术体系，采用相应物品识别技术、传感技术、通信技术等来实现对物体信息控制与管理。物联网技术适应性很强，能够有效运用到社会各个领域，物联网技术的使用为人们提供了极大便利。5G网络出现，更为物联网发展提供了快速的传输网络，促进了物联网技术的革新与发展。

2 5G网络概述

2.1 5G网络发展历程

5G移动网络通信技术发展被全世界广泛关注。研究分析中，此项技术在28 GHz频段能够达到1 GB/s的数据传输速度，且传输距离可以覆盖2 km。使用此技术，下载一首音乐只要0.1 s，即手指点击下载便可完成。5G研究技术的核心内容主要分为三个方面：首先是关键技术试验；其次是技术方案验证；最后是系统验证。在21世纪初期，美国航空航天局便与智能机器集团展开合作，研究5G通信技术。2013年，为使5G通信技术更快发展，欧盟对此研究投入了5 000万欧元。同时，韩国三星电子也开始正式研发5G通信技术。我国华为公司同样展开了5G通信技术研究，投资上亿美元，并公布过5G基站模型，预测于2020年正式让用户享受到5G移动网络。在2015年，英国已经开发出5G基础网络，能够传输的范围在100 m，并可以达到125 GB/s传输速度。经过实践研究发现，1s能够同时下载40集电视剧。所以，世界各国人员都对5G通信网络满怀期待。国际通信网络组织也在2013年2月9日发布了5G网络标志。

2.2 5G网络特征

2.2.1 扩展性

5G网络的出现是将2G、3G和4G融为一体，增强用户的体验感，并丰富使用功能。相关研究发现，5G通信技术覆盖面积能够达到4G网络的10倍，能够更好地释放信号，可以为不同的人群带来更多方便。此外，5G移动通信网络设备的扩展，提升了5G移动通信频率效率。在5G网络的支持下，未来社会网络必定会使人类文明发展更加迅速。

2.2.2 节能性

在灵活度上，5G移动网络的兼容性相对其他通信网络有较大变化。所以，5G通信网络消耗的能源较少，符合我国社会经济发展趋势，所以关注度较高。因此，发展5G是社会发展的必然趋势，具有较为广阔的社会发展前景。

2.2.3 利用率高

5G移动通信较为注重用户体验，明显优于4G网络，接收频率较大，而高频率会使5G通信网络变得普遍，具有强大的穿透性，并能够克服环境外因。所以，5G通信网络是一种交互式的覆盖、推广，使需要网络的企业利用率增加，同时能够带动物联网发展，使业务更加全面，经营方式也随之发生改变。现阶段理念的提出和大力研究，都能够为5G网络发展打下坚实基础，促使经济更快发展。

3 5G移动网络在物联网中的应用技术

3.1 SDN/NFV技术

随着通信技术的变革和发展，现有的网络已不再适应现在高速发展的高速率时代，网络架构的重构将减少网络的层级、转移网络核心节点，同时也会将网络软化，网络流量收敛比减少，基于SDN/NFV 的新架构是网络重构的重要方式，它以网络控制与转发及网络软硬件双解耦为基本特征，是全局性、革命性的架构重构[2]。SDN/NFV技术能够为5G移动通信网络提供安全保护措施，它指用软件定义网络/网络功能虚拟化。在5G移动通信网络中构建新的通信架构，实现网络通信虚拟化与软件化，对于数据分离十分有效，同时也能够促进5G移动通信技术快速发展。SDN/NFV技术是5G移动通信技术的基础。它结合原有通信网络，可以构建出5G移动通信网络基础层、控制层与应用层，实现移动网络通信程序自动调用功能，取代手动配置，这对5G移动网络的管理具有十分重要的作用。它简化5G通信网络管理功能并优化了网络通信系统，利用SDN/NFV技术的转发与分离功能，促使5G通信网络在运行过程中处于受控制状态。通过SDN与NFV技术的相互配合，在5G通信网络中建立虚拟网络架构，可以实现不同移动业务对通信网络的不同要求。

3.2 全频段通信技术

在现有4G移动通信网络及其他移动通信网络中，通信网络的工作频段主要是3 GHz，频谱资源远远不能满足移动通信要求。在5G移动通信网络中主要采用高频段或者全频段技术，有效地解决移动通信中频谱资源不足的问题，同时也提升移动通信网络系统容量与网络传输效率。目前，5G移动通信网络频道控制在28～100 GHz之间，在未来网络应用中，可以极大地扩展网络通信的频段范围，提高网络通信的传输效率，也能保证5G移动通信的网络容量。5G移动通信网络采用全频段通信技术，允许更高密度移动宽带用户运用设备进行超可靠和大规模机器通信，能够促进移动终端向综合化、微型化、多元化的方向发展。在5G移动通信网络中，主要采用高频毫米波天线发射信号，具有增益高、设备小型化、网络带宽大等优点，特别是在现代电子技术快速发展情况下，5G移动通信技术中的高频技术缺陷也在不断被攻克、完善，使得高频段通信技术在5G通信网络中的应用前景更具优势。

3.3 密集网络技术

5G移动通信网络的网速达到了1 GB/S，它的网络流量将是4G移动通信网络的千倍以上，而且5G移动通信网络采用多种无线接入技术，可以有效覆盖所有通信小区范围。为了提高5G移动通信网络信号的覆盖率，在5G移动通信网络中采用密集网络技术是十分有必要的。密集网络技术在5G移动通信网络的应用主要表现：第一，在移动通信宏基站外布置大量高增益天线来拓展移动通信的室外空间，也能达到增加5G移动通信网络系统容量，同时也可以有效提高5G通信网络系统的灵活性与信息处理的效率；第二，在宏基站外布置密集网络天线，可以促进各个通信网络之间相互协作，还可以提高相邻两个节点之间通信的准确性、灵活性与有效性，能够改善相邻节点之间的信噪比增益，提高网络通信质量。

4 5G 移动网络与物联网的融合发展

5G 移动通信网络技术为用户提供足够的网络通信带宽，并能够大幅提升网络通信速度与通信质量，使网络数据传输变得更加可靠。物联网技术随着通信技术的发展将会覆盖农业、医疗、教育等多个公共行业，在未来发展的应用十分广泛。但是物联网在人们生活中的应用，还需要一定的前提条件，在物联网应用区域内，必须有完整的移动通信网络体系与完整的网络通信标准，并能够支持不同物体之间的网络移动通信联系，但当前4G移动通信网络因为技术的原因还不能全部覆盖通信区域，而且通信效率较低，不完善的通信网络安全都会对物联网的发展造成一定影响，同样，物联网通信也需要有完善的网络安全保护措施，才能够有效地实施。物联网技术的发展需要利用移动通信网络作为基础，形成自主物联网网络通信体系。5G 移动通信网络与物联网融合，使得物联网能够充分利用5G 移动通信网络优势，提升自身优势，利用5G 通信网络基础设施也能够降低物联网建设与投入的成本，提升物联网建设效率，而且每个物联网用户也不需要单独构建物联网通信网络，可以借助现有5G移动通信网络与物联网体系，完成自己的应用[3]。5G 移动通信网络与物联网的融合将会促进物联网“跨越式”发展，物联网技术的应用需要海量信息连接以及高速率网络通信，而5G 移动通信网络低时延、低能耗、覆盖面积大，采用密集网络技术、SDN/NFV 技术与全频段通信技术可以有效地实现物联网通信需求，为物联网应用奠定了基础。因此，5G 移动通信网络技术的应用符合物联网技术的未来发展，能够有效改善物联网的通信质量，使得物联网技术变得更加强大。

5 结束语

网络技术的发展使移动技术与物联网进一步融合，两者共同发展成为带动社会经济发展的重要途径。本文分析物联网内涵，研究5G通信技术与物联网的融合，且将5G网络合理运用也是物联网时代发展的必然要求。

[1]樊衍涛，陈兴旺，李屹. 物联网形势下的5G通信技术应用[J]. 数字通信世界，2017（10）：131.

[2]尤贺，崔展铭. 5G移动通信技术下的物联网时代[J]. 中国科技信息，2017（7）：26-27.

[3]曾剑秋. 5G移动通信技术发展与应用趋势[J]. 电信工程技术与标准化，2017，30（2）：1-4.

Application of 5G Mobile Network in Internet of Things

Yu Tianxin

China Eracom Contracting and Engineering Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 510030

At this stage, 5G mobile communication network technology is being continuously researched and developed, and the continuous development of the economy has put forward higher requirements for the Internet of Things. With the realization of 5G networks, the Internet of Things will be presented to people in a more flexible way to better serve people. In order to ensure the better development of the Internet of Things, operators need to formulate more long-term solutions to solve possible problems, so that 5G networks can be realized at the expected speed, thus achieving rapid economic development. According to the above content, it can be found that the integration and common development of the Internet of Things and the 5G network is an inevitable development trend and can promote the process of economic globalization.

5G mobile communication technology; Internet of Things; development

TN929.53

A