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【摘要】現(xiàn)階段,互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)已經(jīng)進入高速發(fā)展時期,這一技術(shù)的快速發(fā)展使得移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也不斷深入。在移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的突破,使社會發(fā)生了很大的改變,使得我們的工作、生活發(fā)生了巨大的變化。當(dāng)前最先進的通信系統(tǒng)就是5G移動通信技術(shù),其在全球才開始發(fā)展,也是今后通信技術(shù)發(fā)展的方向。本文從物聯(lián)網(wǎng)、5G通信技術(shù)等相關(guān)概念入手,對當(dāng)前5G通信技術(shù)的特點進行論述,并從高頻段傳輸、密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及智能化技術(shù)等方面,對物聯(lián)網(wǎng)背景下5G通信技術(shù)的應(yīng)用進行介紹。
【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng);5G通信技術(shù);應(yīng)用
1物聯(lián)網(wǎng)和5G通信技術(shù)的相關(guān)概述
1.1物聯(lián)網(wǎng)
所謂物聯(lián)網(wǎng),就是將物和物之間的網(wǎng)絡(luò)相連在一起。從技術(shù)層面來看,就是將微型感應(yīng)芯片加入到物體中,使互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的智能化水平得以提升,利用網(wǎng)絡(luò)使物與人、物與物間的溝通得以實現(xiàn)。本文認(rèn)為,物聯(lián)網(wǎng)就是通過傳感設(shè)備的應(yīng)用,以嚴(yán)格的協(xié)議為基礎(chǔ),把不同類型的網(wǎng)絡(luò)連接在一起,使信息之間能夠交互,使通信更加的穩(wěn)定,使信息的精準(zhǔn)定位、跟蹤等目的得以實現(xiàn)。當(dāng)前,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用范圍非常寬,同時它有著較強的適應(yīng)性,在社會發(fā)展過程中各方面都涉及,例如智能交通、智慧城市等等。由于城市化進程的推進,物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍還會不斷地加大,同時,5G網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生,也會對物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展產(chǎn)生一定的推進作用。
1.25G通信技術(shù)
所謂5G,就是我們所說的第五代移動通信技術(shù),它將會在2020年面世。國際電信聯(lián)盟,把5G叫做IMT-2020,這就是說5G標(biāo)準(zhǔn)化工作會在2020實現(xiàn)。與4G進行比較,5G技術(shù)的變化以能力指標(biāo)的變化為主,也就是我們所說的Gbps用戶體驗速率,通過這一技術(shù),能夠在28吉赫的超高頻段,數(shù)據(jù)傳送速度會達到一秒1Gbp以上,其傳送速度非???。此外,在傳輸距離上也有很大的改進,能夠在2km范圍內(nèi)將數(shù)據(jù)進行傳輸,使數(shù)據(jù)傳輸?shù)目臻g約束得以有效的打破。當(dāng)前,全世界最先進的通信技術(shù)之一就是5G技術(shù),全世界對這一技術(shù)十分的關(guān)注。以5G通信技術(shù)應(yīng)用為基礎(chǔ),能夠使數(shù)據(jù)傳統(tǒng)速度大大提升,使傳統(tǒng)的空間限制得以有效的消除。對于5G通信技術(shù)來說,其研發(fā)主要有三個階段:①關(guān)鍵技術(shù)的試驗;②技術(shù)方案驗證;③系統(tǒng)驗證。
1.35G通信技術(shù)的特點
截至目前,5G通信技術(shù)的定義還沒有達成一致,然而理論界一致認(rèn)為其技術(shù)特點主要有五個方面,具體見圖1。(1)數(shù)據(jù)流量增加。由于網(wǎng)絡(luò)需求的不斷上漲,現(xiàn)階段移動網(wǎng)絡(luò)套餐中的流量想要使人們的需求得以滿足是很難的,在同時下載、上傳數(shù)據(jù)量的過程中,就會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定的情況。但是5G通信技術(shù)可以對超大量的數(shù)據(jù)流動進行承載,與4G網(wǎng)絡(luò)吞吐量進行比較,其要高出一千倍以上。就算是在網(wǎng)絡(luò)擁堵時,最低也能達到每平方千米100吉字節(jié)每秒的速度。(2)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量增加。聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量對互聯(lián)網(wǎng)信息傳送速度和質(zhì)量有著直接的影響,設(shè)備數(shù)量多一些,網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量就要好一些,覆蓋面也要廣一些。然而因為聯(lián)網(wǎng)設(shè)備造價不低,同時在4G通信技術(shù)下需求量不多,使得當(dāng)前設(shè)備數(shù)量不多。但圖15G通信技術(shù)的特點是在十年后,聯(lián)網(wǎng)設(shè)備會大大增加,例得信號質(zhì)量、穩(wěn)定性增加,今后5G覆蓋面也會增長,會達到4G網(wǎng)絡(luò)的一百倍。(3)峰值速率高。所謂峰值速率,就是在網(wǎng)絡(luò)運行過程中,速度最高峰或最低峰的速率。在4G網(wǎng)絡(luò)運行過程中,峰值速率一般是每秒600兆字節(jié)。但是在5G通信技術(shù)下,這一速率會提高超過十倍,達到每秒10吉字節(jié)。同時,單個用戶數(shù)據(jù)流量峰值速率也會達到每秒10吉字節(jié)。從傳送速度來看,它有了巨大的提升。(4)延遲短。5G通信技術(shù)與4G相比較,其網(wǎng)絡(luò)延遲更短,能提高五到十倍,從而使人們在延遲上消耗的資源大大降低,同時,針對財產(chǎn)安全等方面,其可靠性高,可以達到99.99%以上。
2物聯(lián)網(wǎng)下5G通信技術(shù)的應(yīng)用
2.1高頻段傳輸技術(shù)
在物聯(lián)網(wǎng)形勢下,各行各業(yè)的發(fā)展必須有足夠的網(wǎng)絡(luò)容量、傳輸速率支撐。拿當(dāng)前移動通信系統(tǒng)來說,系統(tǒng)頻段基本在3吉赫之內(nèi),可以將日常簡單的需求得以滿足,倘若出現(xiàn)大范圍的線上活動,在短時間內(nèi)使用數(shù)量快速上漲,頻段資源就會不足,網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁擠的情況,使得用戶的使用受到影響。然而在高段頻傳輸技術(shù)中,寬帶能夠達到284.7吉赫,這一數(shù)字是微波全部帶寬的十二倍。也就是說,微波和毫波叫法雖然差不多,然而范圍卻有很大的區(qū)別。毫波與微波進行比較,其要小一些,毫米波頻率一般在27.3~350吉赫,因為尺寸不大,其可以使小型化得以實現(xiàn),從而將體積更小、耗材更小的設(shè)備制作出來。此外,還可以使超高速短距離通信得以實現(xiàn),同時與5g相結(jié)合,其兼容性也十分好。
2.2密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
對于5G通信技術(shù)來說,其提供的流量與4G網(wǎng)絡(luò)進行比較,是后者的千倍以上。5G通信技術(shù)是將多種無線接入技術(shù)有機聯(lián)系在一起,覆蓋范圍較小,想要使更小的分割得以實現(xiàn)基本是不現(xiàn)實的,因此,在這一條件下,密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用是十分關(guān)鍵的。對于密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來說,其主要有兩個方面的內(nèi)容:①在宏基站外部,將很多的天線進行設(shè)置,通過這一方式使室外空間得以拓寬,同時,使系統(tǒng)容量增加的目的得以實現(xiàn),更重要的是,它可以使系統(tǒng)靈活性得到很大的提升。②在室外,將很多密集網(wǎng)絡(luò)進行設(shè)置,能夠使不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的協(xié)調(diào)、合作得以推進,這樣,就能夠使相鄰節(jié)點的準(zhǔn)確性大大提升,從而還會使信噪比增益得到很大的改進??梢钥闯?,在5G通信技術(shù)中,密集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的使用,能夠使網(wǎng)絡(luò)空間增加,使時間動態(tài)變化得以實現(xiàn),使網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積不斷加大,使網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢得以充分發(fā)揮出來。
2.3智能化技術(shù)
今后5G通信技術(shù)必然會需要將多元化的服務(wù)進行提供,同時還會有很多復(fù)雜的數(shù)據(jù)向中心網(wǎng)絡(luò)進行傳輸。從本質(zhì)上來看,5G通信技術(shù)的中心網(wǎng)絡(luò)就是一個云計算平臺,其是由大型服務(wù)器構(gòu)成的,其計算能力是非常強的。這一技術(shù)能夠利用交換機網(wǎng)絡(luò)和其它設(shè)備與其它基站連接在一起,針對較強時效性的數(shù)據(jù)、以及大量的數(shù)據(jù)來說,它也可以有效的應(yīng)對。能夠?qū)⑵湎蛟朴嬎阒行倪M行提交,將其進行網(wǎng)絡(luò)處理,這樣能夠細(xì)化數(shù)據(jù),同時將其按照不同的類別進行劃分、歸檔。對于中心網(wǎng)絡(luò)來說,它的外部還有很多中端和基站,其存在的形態(tài)各不相同。對于網(wǎng)絡(luò)中心來說,可以結(jié)合不同的業(yè)務(wù)類型,將不同的頻段進行選擇。在用戶體驗過程中,網(wǎng)絡(luò)連接方式更加的多樣。想要對這樣復(fù)雜、大量的業(yè)務(wù)進行應(yīng)對,就一定要使智能化水平提升,使識別、分類以及選擇的能力提升,因為在5G通信技術(shù)中,最關(guān)鍵的技術(shù)之一就是智能化技術(shù)。
2.4SDN/NFV技術(shù)
在5G通信技術(shù)中,最關(guān)鍵的一個應(yīng)用技術(shù)就是可擴展技術(shù),云計算服務(wù)的產(chǎn)生、三網(wǎng)融合產(chǎn)業(yè)的不斷深入,使得5G通信網(wǎng)絡(luò)的安全性也得到提升,而且對于5G通信技術(shù)將技術(shù)發(fā)展規(guī)劃制定也是非常有幫助的。對于SDN/NFV技術(shù)來說,就是軟件定義網(wǎng)絡(luò)/網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化,尤其是在5G移動通信網(wǎng)絡(luò)中,虛擬化、軟件化的實現(xiàn),在控制數(shù)據(jù)分離方面的效果非常突出,這對5G通信技術(shù)的發(fā)展有著巨大的推進作用。對于SDN/NFV技術(shù)來說,它是5G通信技術(shù)的基礎(chǔ),根據(jù)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)⑼ㄐ诺幕A(chǔ)、控制和應(yīng)用層進行構(gòu)建,使程序上的調(diào)用得以實現(xiàn),成功地將手動配置進行取代,在5G通信技術(shù)管理方面的作用十分突出。想要使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)得以優(yōu)化,5G通信網(wǎng)絡(luò)就要使轉(zhuǎn)發(fā)分離的功能得以實現(xiàn),這一功能能夠使5G通信網(wǎng)絡(luò)在運行時能夠被控制。通過SDN/NFV的結(jié)合,可以將虛擬網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)有效的建立,使不同業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的需求得以滿足。
2.5設(shè)備間直接通信技術(shù)
現(xiàn)階段,移動通信系統(tǒng)能夠利用分布的固定站點將通信網(wǎng)構(gòu)建。大多是以基站為核心,向四周進行擴散,使市區(qū)網(wǎng)絡(luò)覆蓋得以實現(xiàn)。5G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在設(shè)計時,就對4G通信技術(shù)的缺陷進行全面的考慮,對以基站為核心的移動網(wǎng)絡(luò)建設(shè),不可能將用戶的需求得以滿足的這一情況正確的認(rèn)識,因此,將直接通信技術(shù)進行建立,使移動網(wǎng)絡(luò)接收設(shè)備可以在無基站的條件下,將網(wǎng)絡(luò)進行接收,使得通信設(shè)備的直接通信得以實現(xiàn),這對于今后網(wǎng)民數(shù)量突增的情況是非常適用的。這一技術(shù)能夠使接入方式、網(wǎng)絡(luò)連接方式等得以開脫,從而網(wǎng)絡(luò)傳播的有效性會更突出。
3結(jié)語
由于信息化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速深入推進,加之信息化進程的快速發(fā)展,當(dāng)前通信技術(shù)想要使日常通信需求得以滿足已經(jīng)很難,因此,今后通信技術(shù)的主流發(fā)展方向就是5G。同時,由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的不斷深入和推廣,通信技術(shù)也要與物聯(lián)網(wǎng)的特點有機結(jié)合,對其進行有效的調(diào)整。5G通信技術(shù)要將自身的兼容性提升,使通信頻段拓寬,還要強化通信安全保護,從而使物聯(lián)網(wǎng)時代對通信需求得以滿足。
參考文獻
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作者:金瑞明 單位:中國電子科技集團公司第二十二研究所