林章源

（廣東省電信規(guī)劃設計院有限公司福州分公司，福建 福州 350001）

0 引 言

目前，5G通信技術仍在不斷發(fā)展。隨著網(wǎng)絡通信技術的不斷普及，4G通信已經(jīng)在各個行業(yè)得到了廣泛應用和認可。5G通信技術的發(fā)展則拓寬了物聯(lián)網(wǎng)的應用范圍，并且充分發(fā)揮了信息技術自身的優(yōu)勢，為人們提供了更多的便利。

1 5G通信技術的概述

1.1 概念和特征

1.1.1 概 念

目前，5G通信技術受到了社會各界的廣泛關注，其中蜂窩移動技術的最新技術就是5G通信技術。5G通信技術有著更高的應用價值和更少的空間限制，有效提高了數(shù)據(jù)傳輸效率。如圖1所示，5G通信技術的數(shù)據(jù)傳輸速度能夠達到1 Gb/s以上。5G通信技術的實際研究目的是提高數(shù)據(jù)傳輸效率的同時更好地節(jié)省用戶資源，進一步降低通信技術的成本。5G通信技術在提高系統(tǒng)容量的同時，能夠更好地與許多大型設備實現(xiàn)有效連接[1]。

圖1 歷代移動網(wǎng)絡

1.1.2 特 征

聯(lián)網(wǎng)設備的網(wǎng)絡傳輸速度決定了互聯(lián)網(wǎng)中信息傳送的速度和信息傳輸質(zhì)量。聯(lián)網(wǎng)設備的數(shù)量越多，網(wǎng)絡需要覆蓋的面積就越大，同時需要穩(wěn)定的網(wǎng)絡質(zhì)量。由于目前聯(lián)網(wǎng)設備成本較高且數(shù)量并不多，會導致出現(xiàn)網(wǎng)絡擁堵現(xiàn)象。未來會增加聯(lián)網(wǎng)設備的數(shù)量，同時增加5G網(wǎng)絡的覆蓋面積，進一步提升網(wǎng)絡質(zhì)量。此外，5G通信技術能夠容納多樣化的信息系統(tǒng)，如應急信息系統(tǒng)，使得5G通信技術需要承擔更多的社會責任。5G通信技術無論是在網(wǎng)絡延遲方面還是網(wǎng)絡可靠性方面，都比4G通信技術具有更優(yōu)的性能，因此可以將5G通信技術應用在一些金融行業(yè)，提高金融交易的安全性和信息數(shù)據(jù)的可靠性。如圖2所示，5G通信技術還有許多特征指標能夠更好地為用戶提供網(wǎng)絡支持。

圖2 5G通信技術關鍵技術指標

1.2 優(yōu) 勢

隨著便攜式設備的不斷普及，人們對移動數(shù)據(jù)的需求也在不斷提高，也給數(shù)據(jù)傳輸速率和帶寬容量帶來了巨大挑戰(zhàn)。移動互聯(lián)網(wǎng)在未來不僅需要給人們提供數(shù)據(jù)信息服務，還需要滿足人們隨時隨地使用高速網(wǎng)絡的需求。此外，目前使用的4G通信技術的頻譜有限，而5G通信技術能提高頻譜利用率，能夠滿足個人消費者和相關行業(yè)對高帶寬的需求。5G通信技術支持海量機器連接，可以很好地支持物聯(lián)網(wǎng)領域的應用，并且具備高可靠性和超低時延的優(yōu)勢，可以將網(wǎng)絡延遲降到毫秒級。這些優(yōu)勢為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了強有力的支持。

1.3 5G通信技術發(fā)展的價值

1.3.1 5G通信技術的發(fā)展價值體現(xiàn)在云信息方面

在大數(shù)據(jù)時代，人們被海量的信息數(shù)據(jù)所包圍。如何在龐大的數(shù)據(jù)庫中找到人們需要的信息，如何將復雜的數(shù)據(jù)信息進行科學管理，已經(jīng)成為如今的技術需要首先解決的難題。相關企業(yè)必須在5G通信技術云信息的基礎上建造相對應的物聯(lián)網(wǎng)工程，如百度旗下的百度云盤，提供給每個用戶一定的存儲空間。這就是所謂的網(wǎng)上硬盤，用戶將私人文件和重要文件存儲在百度云盤，其他用戶不僅可以通過關鍵詞搜索到該用戶的云盤數(shù)據(jù)，還能夠在用戶允許的情況下實現(xiàn)信息共享。目前，市場中主流的共享經(jīng)濟模式，是借助5G通信技術下的云信息實現(xiàn)的。

1.3.2 5G通信技術能夠很好地幫助工業(yè)和農(nóng)業(yè)實現(xiàn)發(fā)展

工業(yè)方面以采礦行業(yè)為例。4G通信技術在該領域的使用主要表現(xiàn)在能夠很好地利用電子技術，使得管理人員處理采礦相關事務的過程更簡便快捷。而5G通信技術則能夠進一步提高采礦工作的安全性，能夠?qū)崿F(xiàn)礦洞和地面的信息互聯(lián)，可以通過電子設備檢測具體的工程進度、礦產(chǎn)在地下分布的范圍以及人們的具體活動情況。這種信息監(jiān)測工作不僅能夠預先了解采礦工作范圍內(nèi)的地層運動，還能有效避免采礦工人盲目開采而造成的一系列安全事故，同時能夠在信息互聯(lián)的基礎上實現(xiàn)采礦指導工作，從而提高采礦速度，縮短工程進度。

農(nóng)業(yè)方面，一些發(fā)達國家已經(jīng)利用移動通信技術來檢測農(nóng)業(yè)發(fā)展的計劃。在未來農(nóng)業(yè)技術大力發(fā)展的背景下，利用5G通信技術能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)作物與電子設備之間的信息互聯(lián)，將農(nóng)作物本身的生長狀態(tài)轉(zhuǎn)化為電子數(shù)據(jù)，配合大棚種植技術，實現(xiàn)農(nóng)作物的智慧生長。

2 5G通信技術與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合應用

互聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)的核心技術，連接著各種信息化終端設備。通過物聯(lián)網(wǎng)技術不僅能夠連接信息，還能夠連接人們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€方面。與物聯(lián)網(wǎng)連接的各方面數(shù)據(jù)，如圖3所示。物聯(lián)網(wǎng)主要使用局域網(wǎng)接入網(wǎng)絡，數(shù)據(jù)傳輸速度會受到設備數(shù)量的影響，時常出現(xiàn)速度緩慢和網(wǎng)絡延遲高等現(xiàn)象，進而導致管理員無法及時獲取數(shù)據(jù)信息，甚至出現(xiàn)安全問題。而通過5G通信技術使終端感知并獲取信息，不僅能夠簡化管理員操作，還能通過計算機技術的優(yōu)勢提高系統(tǒng)獲取信息的及時性和可靠性。物聯(lián)網(wǎng)與5G通信技術結(jié)合應用，只需要適當更新現(xiàn)有網(wǎng)絡技術就能夠?qū)崿F(xiàn)較高的管理水平。特別是物聯(lián)網(wǎng)接入5G通信技術設備后，可以在原有的設備或網(wǎng)絡布局的基礎上工作，極大地節(jié)省了時間和空間資源，具有很高的經(jīng)濟性和可靠性，在提高數(shù)據(jù)傳輸速度和信息準確性的同時，能夠節(jié)省整體的運行成本[2]。

圖3 數(shù)據(jù)傳輸

3 物聯(lián)網(wǎng)形勢下的5G通信技術

3.1 高頻段通信技術

隨著物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展，它已經(jīng)在各個領域獲得應用，提高了物聯(lián)網(wǎng)對網(wǎng)絡容量和傳輸速度的要求。傳統(tǒng)的通信技術的工作頻段多保持在3 GHz以內(nèi)，以滿足各種簡單的需求。如果出現(xiàn)較大范圍的線上活動，很容易在數(shù)據(jù)傳輸過程中出現(xiàn)網(wǎng)絡擁堵和妨礙用戶操作的情況，同時會造成傳輸中斷和失真等現(xiàn)象。這些問題極大降低了用戶的物聯(lián)網(wǎng)使用體驗，也增加了其工作復雜度。5G通信技術的高頻段傳輸技術工作頻段可高達幾十吉赫茲，帶寬最高可達400 MHz，可極大提高傳輸速率。同時，5G通信技術能夠縮小物聯(lián)網(wǎng)的體型，其設備也向著體積小和消耗資源少的方向發(fā)展，以提高資源的重復利用率。

3.2 直接通信技術

隨著網(wǎng)絡技術逐漸向著多元化服務方向發(fā)展，移動通信系統(tǒng)構(gòu)建通信網(wǎng)時，主要利用固定站點的分布來實現(xiàn)構(gòu)建目標。若想在數(shù)據(jù)傳輸量較大的情況下有效提高數(shù)據(jù)傳輸速率，需要設置一定數(shù)量的基站。例如，需擴大網(wǎng)絡覆蓋面，需要基站覆蓋面積較大、數(shù)量較多，并且還能保持自身的穩(wěn)定性，這對建設基站的相關材料設備提出了高要求。若要進一步擴大網(wǎng)絡的覆蓋面，需要在技術實際運用過程中解決傳統(tǒng)基站的一些限制性問題，同時要考慮到用戶對通信技術的實際需求。直接通信技術可借助基站來完成，也可在無蜂窩網(wǎng)絡覆蓋下進行，從而形成一個覆蓋面積較廣的網(wǎng)絡社區(qū)。借助直接通信技術能夠提高物聯(lián)網(wǎng)的信息傳輸速率和質(zhì)量，并且使得通信網(wǎng)絡技術不再受到空間的限制，進一步提高了網(wǎng)絡連接的靈活性和穩(wěn)定性[3]。

3.3 超密集組網(wǎng)通信技術

5G通信技術不同于4G通信技術，通信產(chǎn)生的流量更高。想要充分利用5G通信技術的優(yōu)勢特點，需要了解并掌握5G通信技術的技術原理。5G通信技術本質(zhì)上是多種無線接入技術的有機融合，包含了這些技術的各種內(nèi)容，所以信息傳輸速率和儲存容量得到了大幅度提升。通過密集網(wǎng)絡技術拓展5G通信技術的應用范圍和系統(tǒng)容量空間，可使其具有容量大、速度快的特點，提高了信息系統(tǒng)的靈活性，從而更好地滿足其使用需求。通過密集網(wǎng)絡技術可以充分利用一些意想不到的空間區(qū)域，從而促進網(wǎng)絡節(jié)點的互相融合，全面提高節(jié)點信息傳輸?shù)臏蚀_性，進一步擴大網(wǎng)絡空間和覆蓋面積。

3.4 智能化網(wǎng)絡通信技術

物聯(lián)網(wǎng)形勢下的5G通信技術的應用主要借助于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，而物聯(lián)網(wǎng)的核心是互聯(lián)網(wǎng)。5G通信技術的核心是互聯(lián)網(wǎng)中的一種云計算平臺，其中大型服務器為主要構(gòu)成部分。大量的信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行南到y(tǒng)后被集中處理。云計算平臺由多個服務器構(gòu)成，具有十分強大的計算能力。平臺與終端和基站之間通過交換機連接，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和信息傳輸?；疽簿哂写罅康拇鎯θ萘亢陀嬎隳芰Γ軌蛱幚泶罅康臄?shù)據(jù)，可以通過選擇不同的頻段給用戶提供相關的數(shù)據(jù)信息服務[4]。

4 結(jié) 論

在物聯(lián)網(wǎng)形勢下，5G通信技術的發(fā)展和應用面臨著新的機遇和挑戰(zhàn)。5G通信技術應用范圍廣泛，具有連接容量大、傳輸速率快以及可靠性高時延低的特點，同時具有強大的連接功能和數(shù)據(jù)信息處理功能，有利于促進物聯(lián)網(wǎng)的自動化和智能化發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)與5G通信技術的結(jié)合開辟了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新道路，因此具有十分廣闊的發(fā)展空間。