5G移动通信支撑下的物联网技术.pdf

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1、 1 5G 移动通信支撑下的物联网技术 本文首先对物联网与5G 移动通信网络进行了简单的介绍，然后对5G移动通信技术在互联网技术中的重要性做了详细的分析，最后在此基础上对 5G移动通信支撑下的物联网技术及 5G 移动通信技术与物联网技术的融合发展进行了深入的探究，希望通过对这些内容的分析可以为 5G 网络下的物联网技术的更好应用提供一定参考。1 物联网与 5G 移动通信网络简介 1.1 物联网简介 物联网是指物体和物体间连接以后所组成的网络环境。物联网运行是以互联网技术为基础的。物联网具备很多功能，其中最主要的功能是数据采集和通信等，可以把现实世界中的有用数据采集出来并通过网络来进行传输，由此

2、来实现相应的功能。物联网能够借助各种传感技术及设备，如红外感应技术、全球定位系统、激光扫描仪等，由此构建一个覆盖面比较广的感知网络系统。在物联网当中，通过利用互联网技术，实现数据的传输，把全部设备连接在一起，还能够对某种物品对象实施追踪定位。物联网的构成分为三层结构，包含感知层、网络层及应用层，在此当中，感知层处于物联网架构的最底层，是物联网系统与现实的物理世界交互的媒介，主要是进行数据的采集，对于带有边缘计算功能的物联网系统而言，感知层还所收集的信息进行一定的处理。网络层处于物联网体系架构的中间层，主要用于信息的传送，选取怎样的通信技术是网络层需要探讨的话题，对于一种物联网通信技术，需要从传

3、输速率、覆盖范围、成本、功耗、连接数等方面来进行综合分析，并结合具体的应用场景来进行选定。而应用层则是面向用户的，是实现各行各业具体应用的一个平台，这一层处于整个物联网体系架构的最高层。智能监控系统就是典型的应用，例如对车辆的监控，对工业生产的 2 监控、对城市规划管理的监控、对环境的监测、对天气环境的监控等。物联网中传感设备的种类非常多，主要包含物理类、生物类和化学类传感器，每种传感技术都能够参照相关信息和数据做出快速的感知 1。1.25G 移动通信网络简介 1.2.15G 移动通信网络内涵现时期，随着社会经济的快速发展，人们日常的生活环境发生了翻天覆地的变化，而且生活水平也因此得到不断提升

4、，在此情况下，移动通信技术不但推动社会经济的发展同时还使人们的生活便捷性不断增强。为了能够更优越的与相应场景协调，促进社会不断发展与进步，移动通信技术同样也在不断创新中努力前行，从最开始的 1G 模拟通信、2G 数字通信，经过技术的迭代与发展演变成了 4G。然而随着时代的快速发展，在移动通信技术各应用场所当中，4G 移动通信的适用性正在慢慢变弱，同时各类通信技术的运营商家已认清移动通信技术在企业发展中的重要性，同时加大力度研发 5G 移动通信技术。以此为基础，5G 移动通信技术得到快速发展。利用对 5G 移动通信技术进行创新，可在原有 4G 网络基础上进行超越。相比与 4G 移动通信技术，5G

5、移动通信其兼容性会更强，而且信息数据传输效率也有了明显提升，能够更好地满足各种应用环境对移动通信的不同需求，各用户群对 5G 移动通信网的体验感更强烈。所以，相比与以往的 4G 移动通信技术，5G 移动通信技术可以更优越的满足不同群体其对于移动通信技术的实际需求，而且这种技术在社会的各个行业当中也得到了广泛应用，并同时还研发出很多新型的经济形式。1.2.25G 网络特征 5G 网络是基于 4G 网而构建起来的，其传输速度非常快，可以为人们的生活创造更多方便。5G 网络与之前的网络相比，性能和频率都较高效，而且应用范围也不断扩大，能够有效实现高速公路、地铁及车辆的联网等，可不受地段和时间的影响来

6、观看高清画质的视频，并同时完成虚拟化任务。5G 网融要高于人的反应，使车辆间实现有效的交流和沟通，使两车车距保持在合理的范围之内，同时还可有效缓解交通堵塞的问题。在医学方面，5G 网络技术还可进行医学远程手术操作。由此可以发现，5G 网络具备功能多元化和多样 3 性的特点，正因如此各个国家都积极努力的开发 5G 移动通信网络2。(1)节能性 5G 信号频率高，波长短，单个基站的覆盖范围小，功率低，因此 5G 网络能源消耗低，与社会经济发展形势比较相符，这一点受到较大关注度。(2)利用率高5G 网络对用户体验度比较重视，明显高过 4G 网络。5G 网络属于一种交付形式的推广和覆盖，能够带动更多企

7、业选择使用这一网络，而且还会对经营方式进行优化。(3)可靠性移动通信网具备良好的安全性，可以满足不同用户的不同需求，同时也是权衡 5G 网络是不是可以建设成功的核心内容。1.2.35G 网络中的关键技术现时期，5G 网络应用的关键技术主要包含SON 技术、SDN 技术、导构超密部署技术。其中的 SON 是自组织网络的简称，可以降低电信运营商整体运营成本。现时期我国的 SON 技术正处在初步发展时期，技术困难程度相对较大，而且不容易解决。然而 SON 技术其在资金和物资上具备较大优势性。异构超密集技术可以应对5G 通信网络中的部署问题，然而该技术也存在一定的缺陷和不足，每个节点在进行数据传输时距

8、离太远会使问题发生几率不断增大。因此，需对异构超密集技术加大研究，以促进 5G 移动通信技术效果得到有效提升3。SDN 称作软件定义网络技术，在使用方面灵活性非常好，而且设备也非常简洁。在应用期间，SDN 技术能够借助中心网络控制器来对网络资源进行优化和管理。25G 移动通信与物联网相融合的优势性 5G 包含三大应用场景，第一，eMBB，增强移动宽带;第二，mMTC，海量机器通信;第三，uRLLC，超高可靠低时延通信。其中，eMBB 可以看做是 4G 的增强版，主要用于手机移动通信，mMTC 和 uRLLC 是专门用于物联网相关的应用场景。相比于以往的 4 代移动通信技术，5G 从设计阶段就充

9、分考虑了融合物联网应用场景，如此能够使物联网应用范围得到有效扩大。mMTC 可以在一定面积内支持大量的物联网终端接入，解决了以往单个网络中支持的接入设备数量不足的问题。uRLLC 专为要求高可靠的物联网应用而设计，比如车联网、远程医疗等。5G 技术中三大应用场景的定义，使得 5G 与物联网技术的得以更好地融合。4 35G 移动通信技术在物联网技术中的重要性 3.1 优化网络环境 伴随最近几年，5G 移动通信技术的快速发展，网络环境质量也比 4G 网络环境质量有了明显的提升。不但从信息传输速度与传输质量上可以看出，同时控制信号也从过去较单一的形式慢慢向多元化方向不断发展，如此可以看出，这在不同程

10、度上推动云计算、大数据技术等同物联网技术的充分融合，从而为网络信息技术水平的不断提升奠定基础。3.2 扩大物联网覆盖面 5G 移动通信技术本身具备非常高超的数据传输效率及传输距离，在具体运行过程中，不但能够全面加强以往的蜂窝数据模，同时还可以使各终端设备相互间的通信模式更加丰富，由此在扩大网络频段的基础上，也可让其覆盖范围获得相应拓展。所以，对现时期的物联网用户来说，把 5G 移动通信技术同物联网技术做好充分融合是非常重要的一项工作。3.3 促进创新 基于应用优势，5G 移动通信技术功能要比以往的 4G 移动通信技术高很多。具体体现在技术人员思维创新方面，技术人员能够基于 5G 这样一个强大的

11、基础设施开发出更具创新性的应用或产品。例如基于人工智能的智能导航系统便是 5G 移动通信技术和物联网技术充分融合的产物，其不管是在智能交互作用或是智能功能上都为人们的生活创设了非常大的方便性，所以，对 5G 移动通信技术和物联网技术的融合，是非常重要的。45G 移动通信支撑下的物联网技术 5 4.1 全频段通信技术 在 5G 移动通信网当中，借助全频段通信技术，可以良好的应对通信网络频谱中资源不足的一系列问题，使系统容量有所增加，并且还可有效提高通信网络整体传输效率。5G 有两种频率范围，被命名为 FR1 和 FR2，FR1 的频率范围为450MHz-6GHz,与 当 前 的4G技 术 差 别

12、 不 大,FR2的 频 率 范 围 为24.25GHz-52.6GHz，远高于当前蜂窝移动通信技术的频段。利用全频段通信技术可以更好地满足移动宽带用户的现实需求。除此之外，在全频段通信技术应用过程中，可选择使用高频毫米波天线来发射信号，虽然设备体积比较小，但网络带宽却非常大，能够有效确保物联网系统运行高效性。4.2 密集网络技术 相比与 4G 网络，5G 网当中应用了很多无线接入技术，所以其网络传输效率非常高，并且覆盖范围也非常广。但是在 5G 网络当中，密集网络技术属于核心技术，在设置移动通信宏基站过程中，可合理的安装相应数量的高增益天线，由此扩大移动通信室外空间，并且有助于 5G 网的有效

13、扩容，使 5G 网络信息传输更加灵活。除此之外，在宏基站以外，还可多设置几个网络天线，由此与通信网络间构建交互界面，提升网络通信质量和效率。4.3 软件定义网与网络功能虚拟化 在 5G 移动通信网络当中，软件定义网络和网络功能虚拟化都是基础技术中比较重要的一种类型。现时期，云计算技术的发展速度非常快，在确保 5G网络安全上起到了非常重要的效用，并且还可以推动 5G 移动通信网络获得不断发展。利用把软件定义网与网络功能虚拟化合理的应用在 5G 网络当中，不但能够有效地设置控制层、管理层和应用层，由此为 5G 移动通信网络的合理有效控制提供方便。6 4.4 独立组网技术 独立组网其实就是创建全新网

14、络，主要是由核心网、回路链路、新基站等构成，在 5G 技术当中，可选择使用核心网和无线接入网。在此当中，无线接入网的主要功能是无线接入，并且还可对网络使用进行有效的管理。相比与 4G网络，5G 基站的服务水平非常高。55G 移动通信技术与物联网技术的融合发展 5.1 智慧家庭 在物联网不同的应用场景当中，智慧家庭是比较常见的，并且与人们的生活存在较密切的关联性。在智慧家庭的规划设计过程中，家庭环境下所涉及的各种物品都能够安装上电子标签，之后再把安装电子标签的所有物品连接在一起，不但能够构建一个完整的整体，同时还方便家庭内的所有人员更方便快捷的应用家庭当中的各种物品。在智慧家庭当中，如家庭环境下

15、的某一物品产生异常，系统会第一时间发现异常部位，同时对物品异常信息实施合理的处置。利用把 5G移动信息技术应用于物联网中，使两者充分结合。可对家庭环境下的煤气表和水电表使用数据进行收集，之后借助网络来进行分析和结算。5.2 智慧社区 智慧社区在创建过程中，借助物联网技术和云计算技术及其他技术等，可以为人们创设一个优良并且高质的社区环境。智慧社区环境的构建需基于网络技术，主要包含智慧物业和智慧养老院。如在智慧物业当中，利用 5G 移动通信技术来创设管理系统，可以有效提高防火防盗系统的智能化水准，由此确保住宅 7 小区的安全性。除此之外，在智慧养老院建设中，同样也可有效借助 5G 技术和物联网技术

16、，组合多个传感器，由此对人们的实际生活情况进行监管，以能够在第一时间发现老人身体健康和生活方面的问题，在此基础上为人们创设一个优良并且舒适高质的生活环境。5.3 智慧城市 智慧城市中所涉及的内容非常多，其中主要包含智慧交通和智慧政务等。利用把 5G 移动通信技术引入到智慧城市当中，创造智慧系统，除此之外还可借助 5G 网络来高效传输各类数据及视频信息等。如通过使用 5G 技术和物联网，可以对城市内的空气质量及交通运输实际情况等事项进行监管，由此为人们的高质生活及高效工作提供一定保障。5.4 智能家居 现时期，人们对生活品质有了更高的要求，在家庭生活当中，家中设备数量与类型及电气设备种类在不断增

17、多，为此增大了管理难度。所以在此情况下，也可借助 5G 移动通信网络和物联网技术，来对各类电气设备实施管控，从而更高效的保障家庭中各类电气设备及家具设施的安全性。6 移动互联网与物联网的融合发展 物联网发展核心主要是互联网，互联网是物联网的基础设施。因此全新的移动通信技术一定会引导互联网技术不断发展和进步，由此为物联网技术发展助力。基于 5G 网络技术，物联网一定会获得突出发展与进步。移动网络通信速率、延时性和容量等都受到社会各界的关注和重视，全新 5G 网络能够有效进行多地址的接入，接入数量增长速度非常快，而且容量也较大、延时概率非常低。5G 网络技术能够有效实现高密移动宽带业务，同时还可以

18、实现大规模设备通信。5G 网络技术研发目的要比 4G 网耗电低、网络延时低。5G 网络组建灵活性高、性 8 能佳，可以满足人们对于日常生活和生产过程中的相应需求。5G 网可以使移动终端实现融合化、微型化和多元化发展，例如 5G 与眼镜、手表等设备的融合。物联网的发展应辅助一些条件才可以实现，就是一定要不断完善网络体系，如此让各物体间能够进行有效结合。现时期，4G 网络覆盖面可以辅助物联网充分展现低速度和低能耗优势。随着网络安全体制的构建，可以选择最适合的通信网络，也就是无线通信网体系。移动网络同物联网的有效结合可以使物联网更具 5G 网优势，使服务面更广，降低物联网成本。7 结语 本文重点对 5G 移动通信技术支撑下的物联网技术进行了深入细致的分析。信息数据传输需要基于先进的网络技术，为了使物联网获得更好的发展与进步，应注重 5G 技术与物联网的融合，由此为物联网产业的发展提供保障。5G 技术共有三大应用场景，其中两种应用场景都是为物联网应用而设，这也意味着5G 技术运用于物联网领域有着先天优势。基于 5G 技术的物联网应用可以在各领域给人们带来便利。