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基于5G技术的物联网应用与研究刘春建

发表时间：2020/8/24 来源：《基层建设》2020年第12期作者：刘春建

[导读] 摘要：5G通信技术虽然在目前并没有能够得到大范围的应用，但是凭借本身的优势，已经表现出了良好的发展前景，较高的数据传输速率和稳定性能够为数据的创造和分享提供便利。

        新疆九龙电子科技发展有限公司新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830000
        摘要：5G通信技术虽然在目前并没有能够得到大范围的应用，但是凭借本身的优势，已经表现出了良好的发展前景，较高的数据传输速率和稳定性能够为数据的创造和分享提供便利。通过对5G技术的了解，与当前的时代背景进行结合，对5G技术的当前发展状况和未来发展趋势进行合理分析。文章通过分析汕头配电通信网、配电物联网的现状和5G技术的关键技术，论述加快5G+配电物联网建设的迫切性，探讨分析基于5G技术的配电物联网应用前景，对未来智慧型配电通信网络进行了展望。
        关键词：5G技术；物联网；应用与研究
        在现在的社会情况中,计算机网络的广泛应用，也在很大的程度上促进了整个社会的经济发展。几年前，4G时代的发展，让人们能够更好地利用网络，而现在,5G通信也在不断地研发当中。5G通信技术是一种前沿科技，也是目前通信领域中的主要研究方向。这种技术，预计会在2021年得到普遍性的应用。另外，现在物联网技术也是一种正在发展的新兴技术，若是能够将物联网与5G通信进行有效地结合，那么物联网也将会得到更好的发展。由此，就针对于5G技术进行了相应的分析，并提出了物联网在5G时代下的应用发展。
        一、相关概述
        1.5G技术
        随着科技的日新月异，我国各项技术更新发展速度极快，5G技术是在4G技术的基础之上，融合网络传输技术升级和网络构建模式更新等多项技术的网络信息技术，更加优质高效、安全，能给人们带来更高效率、更优质的网络信息传输体验，能为社会各领域创造更多的综合效益，具有非常广阔的应用前景和应用价值。移动信息传输技术是物联网发展的基础和前提，5G技术在物联网中发挥着不可替代的作用。在不远的将来5G技术将会对人们的日常生活、工作和学习产生极大的影响。
        2.物联网与5G通信技术的融合
        对于物联网发展而言，最大的问题是满足量大需求。首先，物联网更好更快发展，必须有完整、标准的网络体系，支撑其工作发展的需求；对于网络通信技术有了更高的要求，需要移动终端、通信技术的全面覆盖。在5G通信技术全面推广和覆盖的前提下，物联网也必将进一步推广和发展，整个市场都需要网络系统的支撑。其次，网络安全性，移动通讯通过网络获取终端信息，实现信息反馈，如何保证信息安全性，需要专业技术提供体系保障，对相关行业安全制度而言，安全性保障工作提出了更高的要求，5G通信技术的发展，为安全工作和安全环境的进行，提供了重要的保障，为物联网大规模发展提供工作条件。
        二、5G技术发展现状
        5G是一种移动网络技术，近年来经过研发，成为当代最为先进的新型技术之一。有些人认为5G技术是4G的升级与优化，但是事实并非如此，它的基本层面都进行了与之间完全不同的变化，构架虽然看似相同，但是细节的处理与其在网络技术中的应用，起到的作用却相差极大。引入该技术能够对物联网应用效率与容量成倍的提升，使传统的业务类型移动网络技术得到转型与发展，更好的服务于人们的日常生活、工作与企业的发展。现在只是该技术的初期推行阶段，还没有得到完全的普及，只是在部分发达地区进行试用，运用该移动技术的电子设备也是相对较少的，以我国的手机行业来讲，应用5G移动网络技术的只有华为、小米以及OPPO等，要想完全的进行普及，一是需要时间，二是需要技术的成熟化发展。
        三、5G通信技术的优势
        和传统3G、4G技术相比，5G通信技术具有较大的优势。第一，显著提升了数据流量。移动通信技术日趋成熟，人们对网络产生了更大和更加多样化的需求，服务、应用数量的丰富，显著增长了流量消耗，这样移动网络的负荷将会进一步加大，网络稳定性受到很大程度的影响，很容易有中断等问题出现。而5G技术则可以将更高质量的网络服务提供给人们，这些庞大的数据流量能够被有效承载。在任何情况下，信息传送量都可以得到充足的保障。第二，显著增加了联网设备。众所周知，信息传送速度会直接受到互联网接入设备数量的影响。一般情况下，增加联网设备数量之后，就会扩大网络覆盖范围，进一步提升网络质量。而如果能够应用5G通信技术，将会大幅度增加网络设备数量，从而增加网络单位的覆盖面积，这样网络运行的稳定性、高效性将会得到有效增强。第三，显著提升数据速率。根据相关数据表明，4G通信技术下，移动通信网络只有每秒1Gbit以下的峰值速率，而通过应用5G通信技术，则可以数十倍的提升网络运行峰值速率，这样将可以显著满足用户的信息传输需求。此外，针对部分用户的特殊需求，还可以进一步提升信息传送速率。第四，较高的可靠性。目前通信技术已经被广泛应用于社会各个领域，承担着十分重要的社会功能。网络延迟的存在，会消耗掉大量的资源。而5G通信技术则可以促使网络延迟得到有效缩减，这样不仅资源消耗问题得到了一定程度的缓解，网络运行可靠性也可以得到显著的增强。特别是部分业务领域，与人们的生命财产安全息息相关，甚至可以得到100%的网络可靠性。第五，较高的频谱利用率。在5G通信时代下，将会出现越来越多的网络业务，人们也将会享受到更加丰富和多样的网络服务。同时，因为具有更多的联网设备，也会进一步扩大网络覆盖面积。这样就显著提升移动通信网络的适用频率，要求更高的频谱技术。而5G通信技术则可以有效满足这个需求。最后，较强的绿色性和环保性。可持续发展理念已经深入人心，要求在网络设计中逐步渗透和实现节能环保理念。

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而5G通信技术的应用，能够有效提升网络能耗效率。资源条件相同的前提下，创造出来的效益得到了显著扩大。
        四、物联网形势下的5G通信技术应用
        1.密集网络技术
        5G通信技术具有智能化和多元化的特点，密集网络技术是这些特点得以实现的基础和保障。相比较5G通信技术，5G所能够提供的流量可以达到千倍以上，而考虑多种无线接入技术的有机联系，想要通过更加细致的分割来实现5G网络的构建并不现实，这就需要做好密集网络技术的合理应用。从实际应用的角度分析，密集网路技术的内容体现在两个方面：一是在宏基站外部进行天线设置，以此来拓展室外空间，实现系统增容，也可以提高系统的灵活性；二是在室外进行密集网络设置，可以实现不同网络节点之间的协调配合，提高相邻节点数据传输的准确性，对信噪比增益进行改善。
        2.高频段传输技术
        物联网形势下，各行各业的发展对于网络容量和数据传输速率都提出了更高的要求，以当前的4G通信技术为例，系统频段多集中在3GHz以内，基本能够满足日常数据传输需求，但是在遇到大规模线上活动的情况下，数据传输量的迅速增长会将频段资源缺乏的情况凸显出来，引发网络拥挤问题，影响用户的使用体验，想要对相应的问题进行解决，需要高频段技术的支持。高频段传输技术下，宽带可以达到284.7GHz，是微波全部带宽的12倍，相比较微波，毫米波的频率集中在27.3-350GHz，本身尺寸并不大，能够实现信号天线的小型化，在缩减设备体型的同时，也可以促进网络速率的提高，满足超高速短距离通信。
        3.SDN/NFV技术
        SDN指软件定义网络，NFV则是指网路功能虚拟化，两者是构成5G通信技术的基础。物联网形势下，5G通信技术应用中，可扩展技术占据了相当重要的位置，云计算服务以及三网融合的发展，带动了5G通信网络安全性的提高，也能够为5G通信技术的发展规划提供参考。在5G通信网络中，虚拟化与软件化的实现能够进一步提升数据分离控制的效果，促进5G通信技术的发展。借助SDN/NFV技术，可以依照相应的通信网络，对通信基础层、控制层和应用层进行构建，实现有效的程序调用，以自动配置取代手动配置，促进5G通信技术管理水平的提高。而在对网络系统进行优化的过程中，5G通信网络需要具备相应的转发分离功能，帮助技术人员实现对于通信网络的运行控制，通过将SDN和NFV技术相结合的方式，可以构建起有效的虚拟网络架构，满足多样化的业务需求。
        4.超密集网络技术
        为了促使移动通信技术的智能化、多元化程度得到提升，5G技术采取了超密集网络技术。首先，对网络布置密度进行提高，促使覆盖范围得到扩大，人们的多样化需求得到有效满足。其次，要对室外信号的接收频率进行提升。具体来讲，超密集网络技术是通过对信号传输两端距离进行缩短，来强化终端用户的性能。在应用物联网的过程中，也可以结合此原理，部署超密集网络，以此来满足人们的实际需求。在部署时，要将干扰、移动问题作为思考的重点。因为过于密集的部署网络，会导致有较强的干扰出现于专用参考信号、突发数据流量中，因此，就需要将干扰环境、业务状态等因素充分纳入考虑范围，进行合理有效的调控。频繁地切换网络，又会产生移动性问题，在具体实践中，要将终端通信质量、节点通信质量等统筹考虑，合理调控节点，以便将更高质量的网络通信服务提供给用户。
        五、5G技术的发展前景
        由于物联网的建立和发展对信息平台搭建工作的依赖，一旦缺少了较为优秀的信息传导技术，物联网就会失去技术基础，从而失去其最重要的发展动力。第五代移动通信技术的发展能够真正实现实物联网，大规模的进行发展，面对未来的移动行业的发展，由智能终端的普及势必会带来急速增加的移动数据流量，为了能够更好地满足客户的需求，第五代移动通信系统必须有稳定可靠的高传输速度，以及高容量的宽带系统，使客户能够更好地利用第五代新型技术去建立、发展资深经济,从而为人们的日常生活提供便利。
        结语
        综上所述，物联网的应用与发展，对社会各个行业都具有十分重要的意义。而物联网的发展，离不开通信技术的支持。5G通信技术具有一系列的优势，将其应用物联网中，可以促使用户的个性化需求得到充分满足，物联网的发展速度大大加快。基于5G技术的物联网结构更加合理、更加便捷安全，且经济成本低。等待5G技术完善后正式投入商业使用后，能够提供全新物联网搭建解决方案，优势明显。
        参考文献
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        [3]王宇涛.5G通信中的物联网变革与发展[J].电子世界,2017(15):66.
        [4]简展鹏.5G移动通信技术下的物联网时代[J].卫星电视与宽带多媒体,2019(8):11-12.