物联网形势下的5G通信技术应用

林章源

（广东省电信规划设计院有限公司福州分公司，福建 福州 350001）

0 引 言

目前，5G通信技术仍在不断发展。随着网络通信技术的不断普及，4G通信已经在各个行业得到了广泛应用和认可。5G通信技术的发展则拓宽了物联网的应用范围，并且充分发挥了信息技术自身的优势，为人们提供了更多的便利。

1 5G通信技术的概述

1.1 概念和特征

1.1.1 概 念

目前，5G通信技术受到了社会各界的广泛关注，其中蜂窝移动技术的最新技术就是5G通信技术。5G通信技术有着更高的应用价值和更少的空间限制，有效提高了数据传输效率。如图1所示，5G通信技术的数据传输速度能够达到1 Gb/s以上。5G通信技术的实际研究目的是提高数据传输效率的同时更好地节省用户资源，进一步降低通信技术的成本。5G通信技术在提高系统容量的同时，能够更好地与许多大型设备实现有效连接[1]。

图1 历代移动网络

1.1.2 特 征

联网设备的网络传输速度决定了互联网中信息传送的速度和信息传输质量。联网设备的数量越多，网络需要覆盖的面积就越大，同时需要稳定的网络质量。由于目前联网设备成本较高且数量并不多，会导致出现网络拥堵现象。未来会增加联网设备的数量，同时增加5G网络的覆盖面积，进一步提升网络质量。此外，5G通信技术能够容纳多样化的信息系统，如应急信息系统，使得5G通信技术需要承担更多的社会责任。5G通信技术无论是在网络延迟方面还是网络可靠性方面，都比4G通信技术具有更优的性能，因此可以将5G通信技术应用在一些金融行业，提高金融交易的安全性和信息数据的可靠性。如图2所示，5G通信技术还有许多特征指标能够更好地为用户提供网络支持。

图2 5G通信技术关键技术指标

1.2 优 势

随着便携式设备的不断普及，人们对移动数据的需求也在不断提高，也给数据传输速率和带宽容量带来了巨大挑战。移动互联网在未来不仅需要给人们提供数据信息服务，还需要满足人们随时随地使用高速网络的需求。此外，目前使用的4G通信技术的频谱有限，而5G通信技术能提高频谱利用率，能够满足个人消费者和相关行业对高带宽的需求。5G通信技术支持海量机器连接，可以很好地支持物联网领域的应用，并且具备高可靠性和超低时延的优势，可以将网络延迟降到毫秒级。这些优势为物联网的发展提供了强有力的支持。

1.3 5G通信技术发展的价值

1.3.1 5G通信技术的发展价值体现在云信息方面

在大数据时代，人们被海量的信息数据所包围。如何在庞大的数据库中找到人们需要的信息，如何将复杂的数据信息进行科学管理，已经成为如今的技术需要首先解决的难题。相关企业必须在5G通信技术云信息的基础上建造相对应的物联网工程，如百度旗下的百度云盘，提供给每个用户一定的存储空间。这就是所谓的网上硬盘，用户将私人文件和重要文件存储在百度云盘，其他用户不仅可以通过关键词搜索到该用户的云盘数据，还能够在用户允许的情况下实现信息共享。目前，市场中主流的共享经济模式，是借助5G通信技术下的云信息实现的。

1.3.2 5G通信技术能够很好地帮助工业和农业实现发展

工业方面以采矿行业为例。4G通信技术在该领域的使用主要表现在能够很好地利用电子技术，使得管理人员处理采矿相关事务的过程更简便快捷。而5G通信技术则能够进一步提高采矿工作的安全性，能够实现矿洞和地面的信息互联，可以通过电子设备检测具体的工程进度、矿产在地下分布的范围以及人们的具体活动情况。这种信息监测工作不仅能够预先了解采矿工作范围内的地层运动，还能有效避免采矿工人盲目开采而造成的一系列安全事故，同时能够在信息互联的基础上实现采矿指导工作，从而提高采矿速度，缩短工程进度。

农业方面，一些发达国家已经利用移动通信技术来检测农业发展的计划。在未来农业技术大力发展的背景下，利用5G通信技术能够实现农作物与电子设备之间的信息互联，将农作物本身的生长状态转化为电子数据，配合大棚种植技术，实现农作物的智慧生长。

2 5G通信技术与物联网的结合应用

互联网作为物联网的核心技术，连接着各种信息化终端设备。通过物联网技术不仅能够连接信息，还能够连接人们日常生活的各个方面。与物联网连接的各方面数据，如图3所示。物联网主要使用局域网接入网络，数据传输速度会受到设备数量的影响，时常出现速度缓慢和网络延迟高等现象，进而导致管理员无法及时获取数据信息，甚至出现安全问题。而通过5G通信技术使终端感知并获取信息，不仅能够简化管理员操作，还能通过计算机技术的优势提高系统获取信息的及时性和可靠性。物联网与5G通信技术结合应用，只需要适当更新现有网络技术就能够实现较高的管理水平。特别是物联网接入5G通信技术设备后，可以在原有的设备或网络布局的基础上工作，极大地节省了时间和空间资源，具有很高的经济性和可靠性，在提高数据传输速度和信息准确性的同时，能够节省整体的运行成本[2]。

图3 数据传输

3 物联网形势下的5G通信技术

3.1 高频段通信技术

随着物联网行业的发展，它已经在各个领域获得应用，提高了物联网对网络容量和传输速度的要求。传统的通信技术的工作频段多保持在3 GHz以内，以满足各种简单的需求。如果出现较大范围的线上活动，很容易在数据传输过程中出现网络拥堵和妨碍用户操作的情况，同时会造成传输中断和失真等现象。这些问题极大降低了用户的物联网使用体验，也增加了其工作复杂度。5G通信技术的高频段传输技术工作频段可高达几十吉赫兹，带宽最高可达400 MHz，可极大提高传输速率。同时，5G通信技术能够缩小物联网的体型，其设备也向着体积小和消耗资源少的方向发展，以提高资源的重复利用率。

3.2 直接通信技术

随着网络技术逐渐向着多元化服务方向发展，移动通信系统构建通信网时，主要利用固定站点的分布来实现构建目标。若想在数据传输量较大的情况下有效提高数据传输速率，需要设置一定数量的基站。例如，需扩大网络覆盖面，需要基站覆盖面积较大、数量较多，并且还能保持自身的稳定性，这对建设基站的相关材料设备提出了高要求。若要进一步扩大网络的覆盖面，需要在技术实际运用过程中解决传统基站的一些限制性问题，同时要考虑到用户对通信技术的实际需求。直接通信技术可借助基站来完成，也可在无蜂窝网络覆盖下进行，从而形成一个覆盖面积较广的网络社区。借助直接通信技术能够提高物联网的信息传输速率和质量，并且使得通信网络技术不再受到空间的限制，进一步提高了网络连接的灵活性和稳定性[3]。

3.3 超密集组网通信技术

5G通信技术不同于4G通信技术，通信产生的流量更高。想要充分利用5G通信技术的优势特点，需要了解并掌握5G通信技术的技术原理。5G通信技术本质上是多种无线接入技术的有机融合，包含了这些技术的各种内容，所以信息传输速率和储存容量得到了大幅度提升。通过密集网络技术拓展5G通信技术的应用范围和系统容量空间，可使其具有容量大、速度快的特点，提高了信息系统的灵活性，从而更好地满足其使用需求。通过密集网络技术可以充分利用一些意想不到的空间区域，从而促进网络节点的互相融合，全面提高节点信息传输的准确性，进一步扩大网络空间和覆盖面积。

3.4 智能化网络通信技术

物联网形势下的5G通信技术的应用主要借助于物联网的发展，而物联网的核心是互联网。5G通信技术的核心是互联网中的一种云计算平台，其中大型服务器为主要构成部分。大量的信息数据传输到中心系统后被集中处理。云计算平台由多个服务器构成，具有十分强大的计算能力。平台与终端和基站之间通过交换机连接，从而实现数据通信和信息传输。基站也具有大量的存储容量和计算能力，能够处理大量的数据，可以通过选择不同的频段给用户提供相关的数据信息服务[4]。

4 结 论

在物联网形势下，5G通信技术的发展和应用面临着新的机遇和挑战。5G通信技术应用范围广泛，具有连接容量大、传输速率快以及可靠性高时延低的特点，同时具有强大的连接功能和数据信息处理功能，有利于促进物联网的自动化和智能化发展。物联网与5G通信技术的结合开辟了物联网发展的新道路，因此具有十分广阔的发展空间。