5G关键技术及其对物联网的影响

陈守益，符利秀，许 静，黄 祥

（贵州电信网络运行维护事业部，贵州 贵阳 550025）

0 引言

互联网的技术并不复杂，由互联网技术所引出来的物联网时代，更是给我们的生活带来了极大的改变。如智能家居等，可以通过手机进行简单的控制，也可以通过智能音箱作为中枢，通过语音控制的方式实现万物互联。而将物联网的概念延伸到社会上，自动驾驶，无人机等均属于物联网的重要组成部分。由此也可以看出，物联网技术给我们的生活带来了巨大的改变。当然物联网技术当中还有一些关键环节需要突破，针对性的分析5G技术的一些优越性，更好的应用通信技术，以此来促进物联网发展。

1 物联网技术的发展现状

1.1 物互联的发展趋势

为了更好的应用5G技术，保障物联网技术的快速普及，还需要对物联网的发展现状进行一些探索。明确现阶段的主流发展趋势以及现阶段的技术瓶颈，针对性的进行创新，有效的解决一些实际问题。首先从整个物联网行业的发展趋势来看，实现万物互联已经成为了整个社会的发展需求。从家庭内部来看，人们在日常生活当中可以通过手机，电脑或者智能音箱进行简单的控制。比如说一些家庭常见的家电，如冰箱，洗衣机，燃气灶等，实现自动控制方式，降低了人们操作的繁琐程度，给人们带来了更好的生活体验。当然也可以通过智能控制中枢，对窗帘门帘，门铃等进行远程操控，实现更加智能化的生活方式。既给人们带来了更多的乐趣，同时也提高了家庭内部的灵活性。不仅如此，一些新型的家用电器，也给人们的生活带来了巨大的改变。如扫地机器人等，使得人们摆脱了繁琐的家务，有效的提高了生活水平。当然不仅在家庭内部实现了更好的互联网技术，对于整个社会而言，通过物联网的相关组网措施，进一步的提高其技术水平。可以实现无人驾驶，改变人们的出行方式，当然也可以通过物联网技术对交通信号灯进行实时动态处理。保证了交通信号灯的灵活性，同时能够满足人们的出行需求，极大的提高了整个社会的交通水平。由此可以看出，在现代社会发展过程中，人们对于自己的生活品质以及生活方式有了更高的需求，一方面希望能够提高自己的生活质量，同时也希望能够减轻自己的生活压力。在日常的一些细节问题上实现物联网技术，可以推动更加智能化的生活方式。在物联网技术应用的过程中，不仅要功能丰富，同时也要足够稳定。在细节上满足人们的实际需求，避免造成用户体验下降，避免影响用户的正常应用。这些都是现阶段要考虑的问题，也是未来的主流发展趋势。

1.2 通信环节成为物联网中的技术瓶颈

虽然说物联网技术有如此多的应用场景，给人们的生活带来了巨大的改变，也可以整个社会的发展带来了许多的改变。但是在现阶段的物联网技术应用过程中，还面临着一定的技术瓶颈。因为4G网速本身的限制以及延时较高，给物联网技术造成了严重的影响。比如说在正常的家用智能家居中，因网速较差，导致自动控制水平低下。人们在采用语音操控或者是远程遥控的时候，智能家居无反应或者是延迟较大，导致用户的实际体验不断下降。而从社会层次上就进行分析，自动驾驶作为物联网技术中的重要组成部分，较差的网速无法满足实际需求，必然会导致交通混乱，无法保证人们的安全性，这也是目前自动驾驶技术上的一个瓶颈。由此可知看出，物联网技术在实际应用的过程中还面临着很多的困难。主要原因在于通信网络的限制，传统的3G和4G网络因传输速率较慢，延时较大，使得物联网技术难以进一步的发展。而近些年来，5G网络的快速发展以及5G的商用快速普及，给物联网技术带来了新的发展升级。由于网速较快，延迟较低，给相关行业带来了新的发展机遇。尤其是在网络传输速率方面，速度越快代表控制的效果越好，稳定性越强。但不可否认的是，5G技术在现阶段应用的过程中还面临着一系列的问题。一方面是普及程度不够，在商用的过程中面临着一系列的问题。另外一方面是由于5G的频率较高，穿透能力较差。在室内如何实现更好的5g应用，保证其稳定运行，还需要进行进一步的分析。可以考虑建设更多的基站，同时也要考虑到降低5G的干扰因素，保证通信网络的正常运行。在未来发展过程中，还需要进一步的提高通信技术的水平，避免对物联网造成严重的限制。

2 5G技术与物联网的关系

5G对社会发展的各行各业有着深远的影响，无论是社会发展产业还是个人能力，都有着提升5G的力量。它是新时代发展的领导，是推动科学技术革命的核心力量。比4G通信网速度5G技术快100倍，1Gbps的下载速度常态化。大力推进了多人游戏、远程医疗、自动驾驶汽车等最尖端领域的普及。另外，5G可以实现非常低的能源消费，有利于整合能源行业和优化节能，这是物联网世界的关键。5G通信是泛在网络发展中不可或缺的通信技术，5G在通信和带宽能力方面达到了新的高度，可满足泛在网络应用覆盖范围广、高速稳定等需求。有助于在理论或测试阶段执行和推广许多适用网络应用技术。未来是泛在网络时代，5G网络带来了更快的网络速度，使大规模设备互连、大数据相互作用成为可能，有力地推动了泛在网络技术的发展。5G时代的目标是万物的互连，把所有东西连接起来，通过物联网和消费者的应用发送大量数据，5G技术在建筑内部起到良好的作用。而且，更多的研究表明，5G对泛在网络的推动作用远远超过了预期。5G技术的不断推进发展了新的物联网场景，更高的传输速度和更高发展水平的不断推进的社会发展，在巨人的肩膀上我们再看5G技术发展的核心力量必须应用5G技术不断推进现代化社会的发展。

3 5G关键技术及其对物联网的影响

3.1 低延迟对于物联网的影响

为了更好的研究5G技术的一些瓶颈问题，还需要对5G技术具体对物联网产生了怎样的影响进行一系列探索。明确5G技术的优势所在，在未来发展的过程中才能够抓住主要矛盾，针对性的进行创新。首先从物联网行业的相关需求入手，通信作为物联网行业当中的重要组成部分，在其中发挥了十分重要的作用。一方面是保证了设备之间的正常通信，另一方面保证了设备的稳定控制，能够给用户带来较好的体验。如在室内组成一个更好的局域网，通过无线网技术，蓝牙技术等进行设备之间的通信，以此来完成自动控制等任务，实现了简单的智能家居。但是由于蓝牙和无线局域网的稳定性不好，传输速率比较慢，限制了物联网行业的快速发展。因此人们探寻使用频率更高，传输速率更快，延迟更低的网络技术，希望能够改变现有的一些问题。在4G技术应用的过程中，由于4G存在着较大的延迟，在正常使用的过程中，只能够在一定程度上满足人们的室内控制。为了更好的提高用户的体验，进一步的保证智能家居的稳定运行，还需要对5G技术的应用进行研究。正是由于5G本身的延迟较低，人们通过远程操控或者是语音操控的方式，仅在几毫秒内就是能够完成一系列的控制工作，展现出了低延迟的优势。当然在室外进行应用的过程中，如无人机和无人车等，能够在短时间内完成决策控制等，避免出现重大交通事故，这些都是5G技术的优越性。总的来看，正是由于5G本身的延迟较低，在正常使用的过程中，仅在几毫秒内就能完成相应的控制动作，这也完成了物联网技术中的关键环节，对于相关行业而言有着极大的帮助。一方面提高了用户的实际使用体验，另外一方面降低了安全事故发生的可能性。

3.2 物联网发展中5G通信技术中的毫米波技术应用

结合当前的实际情况来看，在整个世界范围之内，我们可以展开或者使用的频谱资源，在很大程度上都存在一定的限制，然而毫米波段当中能够使用的频谱资源，却能够产生非常丰富的储存量。所以，要想使得物联网技术的发展能够处于一个更加科学有效化的状态，那么也就应当在根本层面上将5G通信技术传输速度予以最大化的提升，特别重要的便是要强化对毫米波的研究力度，通过该种方式来使得频谱资源得到有效强化，这样展开操作的目的将会真实有效的使得，现有5G通信技术的基本容量得到最为明显的提升。物联网发展中毫米波技术，在具体应用过程中的确能够表现出很大程度上的优势特点，但是毫米波的传输距离，又或者是穿透的能力本身就会受到较大天气因素的限制，所以实际应用过程中所需要注意的要点仍然是较多的，要想使得毫米波技术的应用得到最大化的提升，也就需要对毫米波当前所存在的缺陷问题展开深入细致的分析，从而真正有效的使得射频器件能够得到最为有效的设计，使得物联网下5G通信技术的应用技术水平得到最为有效的强化。毫米波技术在物联网中的应用，是整个5G通信技术应用最为明显的表现，有关人员也就需要对应用的情况予以切实关注。

3.3 高传输速率对物联网的影响

5G技术不仅在低延迟方面表现较好，给物联网行业带来了快速的发展。同时，由于5G本身的传输速率比较快，对于互联网行业是有着极大的帮助的。在传统的物联网行业发展的过程中，因为控制策略较为复杂，需要进行的工作比较多。尤其是在组网的过程中，涉及很多的设备。那么对于通信网络本身要求是比较高的，只有传输速度比较快，才能够实现较大流量的控制工作。不仅是在室内完成智能家居的相关控制工作，在室外进行大型设备的物联网控制，更是需要通信网络较为稳定，传输速度比较快，更好的满足实际需求。而传统的4G网络，由于传输速率有限，在实际应用的过程中，面对较为复杂的场景表现出一定的不足。5G网络的应用，大幅度提高了网络的传输速率。在应用的过程中，不仅给我们的正常上网带来了很多的帮助，对于物联网行业更是注入了新的活力。当然在实际应用的过程中，需要长期保持网络的稳定运行。在负载较重，流量较大的情况下，依然能够保证长期的高速率传输，这才是对于物联网行业有着极大的帮助的。在未来发展过程中，进一步的降低干扰，进一步的保证5G网络的稳定运行，还需要进行进一步的创新。一方面是对光纤技术进行深入研究，尤其是在光纤应用以及建设的过程中，保证覆盖密度，保证5G网络的稳定运行。同时进行流量入口的测试，在负载较重的情况下，进行大面积智能设备控制的过程中，需要保障5G网络的低延迟和高速率。

3.4 有利于调整地方物联网产业链部署

对于5G无线通信技术来说，将其应用于泛在网络产业链是时代发展的必然，但不能以随意应用的方式完成，必须考虑长期工作目标和短期工作目标的变化情况对于未来的综合进步，可以不断作出更好的贡献。调整地方物的互联网产业链的配置，是今后重点努力的方向。由于5G无线通信技术还处于开发阶段，所以不能正确地确定最终技术成果。物联网产业链的配置应结合地方优势和劣势、国家宏观控制来完成。在这种情况下，必须坚持在泛在网络产业链调整过程中良好地发挥地方优势，良好地提高物理网络产业链的稳定性。这样，在5G无线通信技术的应用过程中，可以不断获得更好的发展成绩。对于泛在网络产业链来说，必须强化大数据分析方法的应用。目前的市场需求和社会需求不断变化，消费者层也有潜在变化，因此在物联网产业链的数据分析中需要更加透彻，与5G无线通信技术的结合需要更加顺利。

3.5 对物联网发展前景的影响

在泛在网络4G时代的发展过程中，最严重的问题是4G网络技术的安全性和保密性不足，人与物、物与物之间的交换、传输的通信数据经常发生恶意攻击、被盗等问题严重的情况下，也会发生设备损坏等问题。另外，这种通信移动恶意攻击常常将自身伪装成通信网络的移动用户，利用4G通信技术恶意破坏网络和交换、传输的通信信息，难以完全避免该问题。因此，笔者认为，在5G通信技术的发展过程中，有必要重点提高5G通信技术的网络稳定性、安全性和保密性，避免在物联网技术的应用过程中受到恶意攻击。其次，5G通信技术的全面规划发展趋势。目前，在中国通信移动行业的发展过程中，市场上建立和流通了多种通信系统，但不同通信系统之间的差异化也是5G通信技术限制不能完全发挥应用价值和效用的根源。因此，在5G通信技术的发展过程中，如果不重视多模式网络管理系统的构建，真正实现多个通信网络系统的合作发展，就不能完全发挥5G通信技术的应用价值。最后，在当前中国的泛在网络发展过程中，最重要的问题是泛在网络技术不同行业领域的应用相对独立，单体行业泛在网络管理系统运行成本过高没有充分发挥普遍网络技术的优势。因此，在5G时代也充分发挥5G通信技术的高传输速度、高传输稳定性等应用优势，构建社会化、全面化和协调化的泛在网络管理平台有必要向泛在网络产业链提供中枢管理结构。

4 结束语

总而言之，在传统的物联网发展过程中，受通信网络速率以及延迟的限制，导致物联网的效果不好。尤其是在自动驾驶以及家庭智能家居领域当中，由于高延迟所带来的一系列不稳定问题，给人们的使用体验带来了严重的影响，这也属于物联网技术的一个关键问题。而由于5G技术的快速普及，其自身的低延迟，高速率给物联网行业注入了新的活力。在未来发展的过程中，应进一步提高5G的应用水平，进一步的将5G关键技术和物联网技术有效结合起来，推动万物互联。