物聯(lián)網(wǎng)形勢(shì)下的5G通信技術(shù)運(yùn)用探究

陳 璽

（武漢網(wǎng)銳檢測(cè)科技有限公司，湖北 武漢 430000）

0 引 言

在信息技術(shù)高速發(fā)展的影響下，物聯(lián)網(wǎng)愈加頻繁地出現(xiàn)在人們的日常生活和工作中，為社會(huì)發(fā)展提供了助力。為了進(jìn)一步提升物聯(lián)網(wǎng)的智能化發(fā)展水平，通信技術(shù)的探索和開發(fā)刻不容緩。現(xiàn)階段，通信技術(shù)的傳輸效率和效果還具有較大的提升空間，需進(jìn)一步加強(qiáng)其科技性和完善性，而這需要相關(guān)科研人員不斷挖掘和修復(fù)通信技術(shù)性能上的缺陷。5G通信技術(shù)的應(yīng)用為物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行和發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件?？偟膩碚f，物聯(lián)網(wǎng)和通信技術(shù)相輔相成，互相促進(jìn)，為行業(yè)建設(shè)和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的相關(guān)工作明確了發(fā)展方向，在經(jīng)濟(jì)和科技潮流形勢(shì)中具有重要作用。

1 物聯(lián)網(wǎng)概述

站在技術(shù)的角度來看，物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行需要在相應(yīng)的物體中插入微型感應(yīng)芯片，以此為前提大幅度提升互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的智能水平，進(jìn)而強(qiáng)化人與物和物與物之間的溝通。物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行需要依附某些特定協(xié)議，在此基礎(chǔ)上用傳感設(shè)備將相同或者不同的網(wǎng)絡(luò)連接起來，從而使信息的交互頻率更高、通信效果更好，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的精準(zhǔn)跟蹤、精準(zhǔn)定位等。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用已經(jīng)非常頻繁，并且在5G通信技術(shù)的作用下，勢(shì)必會(huì)朝著更快更好的方向發(fā)展[1]。

2 5G通信技術(shù)概述

2.1 5G通信技術(shù)的概念

5G是現(xiàn)如今最先進(jìn)的通信技術(shù)，預(yù)計(jì)2020年底在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)全面覆蓋。和4G通信技術(shù)相比，5G通信技術(shù)無論是在信息傳輸和處理速率方面，還是功率消耗方面，都具有更好的效果，且可靠性更高。5G通信技術(shù)的峰值速率約是4G通信技術(shù)的10倍。用戶在瀏覽網(wǎng)頁(yè)和下載資源時(shí)，會(huì)更加方便快捷。當(dāng)下很多行業(yè)應(yīng)用了5G通信技術(shù)，如智能家居和高鐵通信。在5G通信技術(shù)的加持下，企業(yè)可以為客戶提供AR、VR等新興的技術(shù)服務(wù)?？梢?，強(qiáng)化5G網(wǎng)絡(luò)全覆蓋化，有利于促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展，給人們生活帶來便利，提高社會(huì)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 5G通信技術(shù)的特點(diǎn)

第一，目前用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求變得越來越大且要求越來越高，僅憑當(dāng)下移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)套餐中的流量幾乎不能滿足用戶的生活和工作需要。當(dāng)用戶在應(yīng)用通信技術(shù)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的情況時(shí)有發(fā)生。5G通信技術(shù)能夠承載大量的數(shù)據(jù)流動(dòng)，約超出4G通信技術(shù)的1 000倍。第二，通常情況下，聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量越多，網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面等要求也會(huì)隨之提升。但是，由于很多聯(lián)網(wǎng)設(shè)備費(fèi)用昂貴，且在4G通信時(shí)代對(duì)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的需求不大，目前市面上的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量和種類都比較匱乏。第三，5G通信技術(shù)的峰值速率較高。4G通信技術(shù)的峰值速率通常在600 MB/s范圍之內(nèi)，而5G通信技術(shù)最少能夠達(dá)到10 GB/s，顯然后者比前者的峰值速率快得多。第四，5G通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間非常短，能夠減少資源耗損，更好地保證用戶的財(cái)產(chǎn)安全[2]。

3 物聯(lián)網(wǎng)形勢(shì)下5G通信技術(shù)的運(yùn)用探究

3.1 密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的運(yùn)用

利用5G通信技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)多種無線接入技術(shù)的連接，但是這種技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積較小。為了解決這一問題，應(yīng)用密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)顯得尤為重要。密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的具體工作內(nèi)容主要包括以下兩個(gè)方面。一方面，在宏基站外部增設(shè)更多的天線，以達(dá)到提升室外空間的效果，并且能夠提升系統(tǒng)容量，也會(huì)使系統(tǒng)變得更加靈活；另一方面，通過在室外設(shè)置密集網(wǎng)絡(luò)能夠保證各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間協(xié)調(diào)工作，大幅度提升相鄰節(jié)點(diǎn)的精準(zhǔn)度，并且完善和改進(jìn)信噪比增益。由以上內(nèi)容可知，密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在5G通信技術(shù)中優(yōu)勢(shì)顯著，可大幅提升網(wǎng)絡(luò)空間并且達(dá)到時(shí)間動(dòng)態(tài)化的效果，從而最大程度地發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)。

3.2 智能化技術(shù)的運(yùn)用

5G通信技術(shù)的中心網(wǎng)絡(luò)是由大型服務(wù)器組成的云計(jì)算平臺(tái)，計(jì)算能力強(qiáng)，計(jì)算精準(zhǔn)性和計(jì)算速率有所保證。云計(jì)算平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)處理的過程中，不僅能夠細(xì)化系統(tǒng)數(shù)據(jù)，而且能夠合理將其進(jìn)行分類和歸檔。由于中心網(wǎng)絡(luò)的外部構(gòu)造不同，因此形態(tài)存在一定的差異。網(wǎng)絡(luò)中心能夠根據(jù)業(yè)務(wù)的不同形式選取相應(yīng)的頻段，為用戶提供更加多樣的網(wǎng)絡(luò)連接方式。所以，在處理一些相對(duì)復(fù)雜且數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)時(shí)，提升5G通信技術(shù)的智能化水平是首要任務(wù)。在滿足這一必要前提下，智能化技術(shù)才能夠高效分類和識(shí)別數(shù)據(jù)信息等資源?？梢姡悄芑夹g(shù)對(duì)5G通信技術(shù)的具有深入影響，其實(shí)用優(yōu)勢(shì)顯而易見[3]。

3.3 SDN/NFV技術(shù)的運(yùn)用

SDN/NFV技術(shù)即軟件定義網(wǎng)絡(luò)/網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化技術(shù)，是5G通信技術(shù)中非常重要的一項(xiàng)技術(shù)內(nèi)容。隨著云計(jì)算服務(wù)等技術(shù)的誕生和深化，5G通信技術(shù)的穩(wěn)定性和安全性得到了較大提升，為5G通信技術(shù)的發(fā)展規(guī)劃明確了方向。在5G通信技術(shù)的影響下，SDN/NFV技術(shù)控制數(shù)據(jù)分離的效果更佳，對(duì)促進(jìn)5G通信技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展具有積極影響。另外，SDN/NFV技術(shù)也是5G通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)必要前提，能夠通過網(wǎng)絡(luò)搭建從基礎(chǔ)到相關(guān)應(yīng)用層的通信，從而確保程序調(diào)用的有效性。運(yùn)用SDN/NFV技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)的搭建，有利于根據(jù)不同的服務(wù)種類和服務(wù)內(nèi)容給出及時(shí)有效的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，使網(wǎng)絡(luò)服務(wù)具有更強(qiáng)的及時(shí)性和實(shí)用性。

3.4 ICN技術(shù)

ICN技術(shù)全英文名稱為Information Centric Networking，中文名稱為信息中心網(wǎng)絡(luò)，是物聯(lián)網(wǎng)體系的“大腦”。5G網(wǎng)絡(luò)采用全新的架構(gòu)和協(xié)議，更加安全和快速。ICN屬于一種較為超前的理念，非常注重物聯(lián)網(wǎng)體系的發(fā)展。ICN這一技術(shù)的核心是信息分發(fā)，屬于一種新型通信模式，區(qū)別于傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信模式。ICN技術(shù)服務(wù)于物聯(lián)網(wǎng)，提出了新的聯(lián)結(jié)模型，主要包括信息分發(fā)拓展和便捷性信息操控等。ICN技術(shù)與云計(jì)算技術(shù)相互配合，能夠?qū)崿F(xiàn)信息的實(shí)時(shí)傳遞、處理以及接收，極大地提高了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)運(yùn)行效率。例如，華為集團(tuán)提出了“cloud+X”這一戰(zhàn)略概念，以ICN技術(shù)為主，將人工智能、5G、聯(lián)結(jié)、IoT以及終端消費(fèi)等要素相互融合，在同一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上進(jìn)行有效整合和應(yīng)用，從而全面提高系統(tǒng)的處理效率。很多生產(chǎn)廠家都在追求閉環(huán)控制自動(dòng)化生產(chǎn)模式，而閉環(huán)自動(dòng)化生產(chǎn)要求網(wǎng)絡(luò)延遲為毫秒級(jí)。5G網(wǎng)絡(luò)下，ICN平臺(tái)可以將延遲控制在0.5 ms以內(nèi)，且物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接量更多，有助于實(shí)現(xiàn)智能化閉環(huán)生產(chǎn)模式。

3.5 直接通信技術(shù)的運(yùn)用

移動(dòng)通信系統(tǒng)能夠根據(jù)固定站點(diǎn)的排布情況搭建通信網(wǎng)絡(luò)。這種構(gòu)造一般圍繞基站進(jìn)行并逐漸向周圍分散，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋。5G通信技術(shù)完善了4G通信技術(shù)性能上的缺陷，采用直接通信技術(shù)接收網(wǎng)絡(luò)，能夠達(dá)到通信設(shè)備之間的直接通信，滿足人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求。即使出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)需求量激增的問題，它也能夠利用該項(xiàng)技術(shù)得以解決，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接方式上的漏洞，使網(wǎng)絡(luò)傳播具有更強(qiáng)的時(shí)效性和適用性。

3.6 自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用5G通信技術(shù)，可以有效推動(dòng)現(xiàn)代工程領(lǐng)域的變革。傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)過于依賴人力資源，如網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、調(diào)整、優(yōu)化以及系統(tǒng)維護(hù)等都需要人力資源，其專業(yè)素質(zhì)直接決定網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，為了有效提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，需要增加人力和物力投入。自組織網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是5G通信系統(tǒng)的重要技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)部署、運(yùn)營(yíng)維護(hù)以及系統(tǒng)優(yōu)化方面發(fā)揮著重要作用[4]。

4 5G通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，很多企業(yè)和工作人員的實(shí)際工作中會(huì)涉及到大量的數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)分類以及數(shù)據(jù)計(jì)算等內(nèi)容，采用人工方式處理數(shù)據(jù)的效率和準(zhǔn)確性都較低。要有效解決這一問題，可以利用物聯(lián)網(wǎng)和云信息相結(jié)合的方式。例如，百度云網(wǎng)盤利用這種方法實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信息的儲(chǔ)存和共享。另外，很多生產(chǎn)領(lǐng)域和施工環(huán)節(jié)都應(yīng)用了5G通信技術(shù)，如礦產(chǎn)資源采集工作中，利用5G通信技術(shù)能夠更好地保證施工的安全性，也能夠大幅提升施工效率，使得采礦工作更加智能化。利用5G通信技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控采礦過程和現(xiàn)場(chǎng)，從而有效避免出現(xiàn)大型安全事故。此外，5G技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也得到了高效應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化控制和管理[5]。

5 結(jié) 論

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)形勢(shì)下，5G通信技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展已是大勢(shì)所趨，促使各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)模式發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變。未來5G技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)會(huì)更加明顯，勢(shì)必將促進(jìn)社會(huì)朝著更加智能化的方向發(fā)展。