物联网形势下的 5G 通信技术研究

所属栏目:计算机网络论文 发布日期:2019-07-17 10:19 热度:

   摘要:目前,物联网形势下的 5G 技术虽然还没有得到广泛运用,但是 5G 技术在未来有着良好的发展前景,传输速率的提升能有助于人类数据创造与分享。通信技术与物联网的关系紧密,物联网中海量终端连接、实时控制等技术离不开高速率的通信技术。5G 刺激物联网的发展,而物联网刺激大数据的发展。基于此,从 5G 通信技术的相关概念入手,分析了 5G 技术的技术特征,进一步概述了基于物联网形势下 5G 通信技术的发展。

  关键词:物联网;5G;通信技术

物联网

  0 引 言

  通信技术随着国家经济水平的提升而不断发展,我国网络通信水平已从 2G 水平经过 3G 的过渡到达了 4G 水平。通信技术的飞速发展,给人们的生活带来了极大地便利,智能手机等通信设备离不开通信技术的支持,人们的生活与通信技术已紧密结合到了一起。而我国通信技术质量的飞跃只用了几年时间。目前 5G 技术还处在试验阶段,在物联网发展迅猛的态势下, 5G 时代即将来临。

  1 相关概念简介

  1.1 物联网

  如今,互联网不仅能实现世界信息的连接,也能实现物与物之间的连接。物联网中的用户通过物品与物品的连接,达到信息交换和通信的目的。在物联网中,人们可给实物添加上电子标签,通过电子标签人们可了解到有关于物体的相关信息。物联网作为 21 世界信息化成熟发展的标志,对地方经济的发展、人们生活质量水平的提高有着重要作用,物联网作为新世纪信息技术的重要组成部分之一,体现了科技发展在生产、生活中的价值。计算机网络的全面覆盖,为物联网发挥其功能打好了坚实基础,5G 技术的不断发展将同时带动物联网产业的飞速发展,两者相辅相成。总之,物联网在一定程度上改变了人们的生活方式 [1] 。

  1.2 5G 通信技术

  5G 通信技术作为第五代移动网络通信技术,其传输速度是目前 4G 速度的上百倍,大容量的文件通过 5G 网络能快速下载完成,其理论上的传输速度达到了 10 Gbit/s,传输距离也在一定程度上得到了提升,最远距离可达 2 km,克服了空间带来的数据传输阻碍。随着 5G 技术的不断发展与研究,目前 5G 技术已处于较为成熟的研究阶段,其研发分为三个阶段。第一阶段为技术试验阶段,其他两个阶段分别为方案验证阶段以及系统验证阶段 [2] 。在这些试验测试成功之后,5G 通信技术将造福于社会各界。

  2 5G 与物联网之间的关系

  5G 的发展可满足人们日常通信需求,确切来说, 5G 的发展价值在物联网中得到了体现。5G 的三大应用场景为 eMBB、mMTC、uRLLC,分别代表增强型移动宽带、海量物联网通信以及低延时、高可靠性通信。第一种适用于人与人之间的通信,包括移动上网等。第二种主要运用于物联网,第三种主要用于智能无人驾驶、工业自动化等需要低时延、高可靠连接的业务。物联网需求依靠的是 5G 通信技术,而 5G 技术也支撑着物联网的需求。在未来,5G 技术将运用到物联网中大部分的场景,包括无人驾驶、VR 技术、智能化城市建设等 [3] 。未来物联网的需求将会不断增长,海量的连接和毫秒级别的时延是支持物联网发展的核心,现在的 4G 网络达不到这样的标准。5G 通信技术由于延时低、覆盖广、超密集组网等技术特点将能满足物联网的需求 [4] 。

  3 5G 技术的相关特征

  3.1 联网设备数量的不断攀升

  联网设备在一定程度上影响着互联网的信息交互,联网的设备越多,网络覆盖率就越高,信息的传递效率越高。联网设备包括中继器、集线器、交换机等。这些设备由于造价较为昂贵,因此数量在不是有限,5G 技术的发展需要更多联网设备作为技术支持,在未来联网设备数量将会得到极大的提升,5G 网络的覆盖率也能得到保障,从而更好地满足人们信息交互的需求。

  3.2 数据流量的飞速增长

  随着生活水平的不断提高,人们对于网络的要求也越来越高。目前 4G 网络中的套餐流量等网络业务不能满足人们的需求,经常出现网速减慢甚至中断的现象,大大降低了用户的体验度。对于 5G 技术来说,其传输速率和传输质量得到了大大提升,能很好地解决这类问题,即使在网络繁忙阶段,也能达到正常 4G 甚至以上的水平。

  3.3 网络峰值速率不断提高

  网络峰值数率是指互联网在传输信息阶段,能达到的最快传输速度。4G网络中的峰值速率一般为600 Mbit/s, 5G 的速率能够达到至少 10 Gbit/s,在网络情况拥堵的条件下,5G 的峰值速率也不会受到太大影响。

  3.4 可靠性提高,延迟更加短暂

  当前,人们要想办理网络业务需要到通信公司各大营业厅进行办理,给人们的生活带来了不便。5G 通信技术能使各种业务的办理实现线上操作,这不仅依托于 5G 通信技术容纳的各种信息系统,也依托于高速的网络速率。因此,能满足线上视频等功能。另外, 5G 通信技术具有低延迟性,网络的安全性也进一步得到提升。对于保险业公司、银行等金融产业来说,5G 通信技术给他们带来了机密信息传递上的安全保障。

  4 基于物联网形势下的 5G 通信技术应用

  4.1 全频段技术

  4G 通信技术的重要频段为 3 GHz,4G 网络条件下的频段资源严重缺乏,成为了困扰人们的问题之一。一般情况下,此频段基本能满足人们的正常生活需求,但是一旦网络活动增多,线上人数会大幅增加,会出现频段资源缺乏的现象,严重影响用户线上活动的体验。想要解决此类问题,需要高频段技术作为支持。 5G 通信技术运用的是全频段技术,很好地解决了频段资源不足的问题。全面频段的覆盖让网络速率得到进一步提升。5G 通信技术还处在试验阶段,全频段技术使得信号天线变得小型化,在确保设备体型减小的同时,可提高网络速率。

  4.2 SDN/NFV 技术

  NFV 与 SDV 分别是指网络功能的虚拟化以及软件定义网络,这两项技术是构成 5G 通信技术的基础。因此,云服务和三网融合的出现为 5G 技术发展提供了技术支持,有助于 5G 技术功能的拓展,有助于 5G 技术制定一系列发展计划。控制层和管理层的构建不可缺少 SDN/NFV 这两项基础的技术,很多程序按实现自动化的操控也少不了这两项技术支持,程序的自动化调节,能节约开发资金,省去一些不必要的麻烦。虚拟网络结构拥有高度的虚拟化和自动化,相信能满足物联网中各行各业的需要。

  4.3 密集网络技术

  5G 技术应具有智能化与多元化的特点,而这些特征实现的基础为密集网络技术。密集网络技术需要较强的信号强度和较高的网络覆盖率,施工人员可通扩大网络的覆盖面积,进而实现网络密集化。同时,也能通过增加室外基站的天线数量增强信号强度,有利于网络系统灵活性的提升。实现这些措施的前提,需要运用先进的科学手段进行分析,预测 5G 网络密集工作会通过增加网络点实现。

  5 结 论

  5G 技术为当下一项前沿的通信技术,引发了社会各界对于通信发展的各种构想与讨论,而这些构想与讨论是 5G 技术发展的动力源泉。虽然现在 5G 技术还没有形成固定的系统理论,但需要不断地进行探索试验,以此推动物联网形势下的 5G 通信技术不断发展,为提高人们生活质量,推动社会发展而不断努力。

  参考文献:

  [1] 欧阳龙 . 物联网形势下的 5G 通信技术应用 [J]. 通讯世界,2018,334(3):92-93.

  [2] 宋耐宝 . 物联网形势下的 5G 技术探析 [J]. 数字技术与应用,2017,(8):9-29.

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文章标题:物联网形势下的 5G 通信技术研究

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