5G时代的物联网发展与技术分析

山西信息规划设计院有限公司 裴 亮

首版5G标准的发布，代表5G时代真正到来，当前各国都加快了5G网络部署步伐，为5G通信技术应用及发展奠定了坚实基础。当前，多个领域都在积极融合并引进5G网络，以通过5G通信技术促进相关应用领域的发展。物联网是5G通信技术应用的重要领域之一，随着物联网发展规模的扩大与发展速度的加快，其对应用技术提出了更高要求；同时，在5G网络环境形成过程中，一定程度上促进了物联网发展，满足了当代物联网建设及发展需求。为此，本文着重分析5G时代的物联网技术及其发展现状，促使5G和物联网建立更密切的联系。

在物联网持续发展过程中，各个应用系统提出了更高的技术需求，而5G通信技术能够有效推动物联网的进一步发展，满足新时期各领域对物联网提出的技术新要求。在5G技术体系中，有一些关键技术可以从基本上推动物联网技术发展，促使物联网应用进入到更深层次和更广领域。为此，物联网领域需要深刻理解5G通信技术相关内涵与概念，并积极建立和物联网有机融合，推动物联网进一步发展。

1 5G和物联网相关介绍

1.1 5G通信技术

所谓5G，就是第5代移动通信技术，属于前代蜂窝通讯技术的有效延伸。目前商用性质5G频谱带宽可延伸至100 MHz，持续加宽的频谱已经成为移动通讯发展的重要趋势。在2G时代下，频谱带宽只能达到200 KHz，这种状态下只可传递语音文字；到了3G时代，频谱带宽延伸至5 MHz，成就了移动互联网时代；而到了4G时代，频谱带宽可达到20 MHz，能够满足流畅播放视频的要求。基于通讯技术历代发展特点，5G通讯技术会呈现更高每秒传输能效和速率，与前代通讯技术相比，5G通信技术其传输速率最高可以达到10 Gbis/s，这一速率不仅仅比之前的蜂窝网络要高，并且已经超出了当前的有线互联网。同时，在网络延迟方面，4G的ping在30ms至70ms区间，但5G能够做到小于1 ms。

1.2 物联网

所谓物联网，就是各种物品在实现联网之后，基于RFID传感技术把所获取信息传输至互联网当中，再通过物品内置软件和硬件系统进行智能化管理。简单的说，就是依靠传感设备实现万物互联，并可以进行有效操作。物联网基于其工作模式，主要包含三层结构，分别是应用层、网络层和感知层，其中感知层主要是进行信息的获取，网络层实现数据的传输，应用层对数据进行处理和操作。物联网中三层结构在协同合作过程中，真正实现万物相联。物联网架构中应用的各种技术，主要应用在这三层关键性结构当中，包括云计算技术、传感器技术、RFID技术等，在各种技术和相关结构层协调管理过程中，构建起完整的物联网体系。

2 5G时代的物联网发展

5G时代的到来，为物联网产业发展提供了重要机遇。物联网作为重要的信息承载平台，其最主要的技术就是通过对信息进行收集、运算、分析与感知，进而对物实现管理、反馈和优化；同时向人提供实时反馈信息。在互联网运行过程中，信息传输可靠性、及时性、竞争性、稳定性都会影响到物联网运行效率和效能，将5G通信技术应用到物联网当中，能够使物联网加快信息传输速率，赋予物联网更高效能。接下来，本文着重结合5G通信技术，分析5G时代下的物联网发展趋势。

2.1 基于5G的商业应用，不断优化物联网应用体验

在物联网发展过程中，信息传输属于重要基础功能，而5G的应用能使信息传输效率显著提升。5G通信技术在未实现商业应用的时候，物联网必须通过其他无线网络或是4G网络实现信息传输，而在4G网络环境下，信息传输速率相对较低，并且具有较长的延时，这一定程度上会对物联网感知效果与反应速度产生影响。虽然无线网络可对这一弊端加以缓解，但受到无线网络有限的辐射范围影响，也会对物联网覆盖范围产生限制；另外，无线网络应用中对所连接终端数量也有限制要求。在我国发放首批5G商用牌照之后，5G技术能够使物联网在信息传输层面打破传输速率的障碍，通过应用5G通信技术，进一步优化物联网实际应用体验。

2.2 5G加快基础设施建设，有助于扩大物联网应用领域

目前中国联通、中国电信等通信运营商都在加速布局5G基站，5G基础设施也加快了建设进度。5G基站数量的快速提升，使基站利用效率不断增加，一些通信运营商也开始转变原有思维，推进5G基础设施的互联共享，以缓解5G基础设施建设存在的不足。随着5G基础设施建设力度的加大，将

快速扩大5G覆盖区域，这将使物联网技术也随之扩大了其应用领域。比如：在5G覆盖区域持续扩大过程中，物联网可通过应用5G通信技术，促进物联网在智慧安防管理、智能交通系统、智慧城市管理等多领域的应用。通过进一步扩大物联网应用领域，物联网产业将大幅提升整体盈利能力，促使物联网技术快速发展并持续迭代，最终步入良性发展循环。

2.3 在5G改进信息安全技术过程中，有利于扩大互联网客群

在物联网产业发展过程中，其客群扩大步伐一直相对缓慢。这不仅是因为物联网存在体验不佳的实际情况，也和物联网存在一定信息安全问题有很大的关系；特别在物联网应用到信息管理、安防管理等领域中，客户更加看重信息安全性，此点不足一定程度上也阻碍了物联网应用范围的全面扩大。5G通信技术比较看重信息安全保护，并在此方面加大了技术研发力度，所以目前5G可以在基本不影响信息传输性能条件下使信息安全性得到显著提升。将

5G应用于物联网产业，能够有效推动物联网产业发展；反之，物联网产业也将在5G安全信息技术支持下，更有力的吸引大量客群，促使物联网应用领域进一步扩大，提高客群覆盖率。目前国家、各行业、各企业均高度关注5G技术安全，所以5G在建设与发展过程中，非常重视信息传输安全，这将使得5G应用到物联网产业中之后，促使物联网产业获得更好得发展。

3 物联网中应用的5G移动网络技术

3.1 SDN/NFV技术

可拓展技术在5G通讯技术中属于一种关键性技术，该技术应用非常广泛。随着云计算、云储存、三网融合等技术的出现，其要求移动通信网络具备更大带宽与更快网速，而这种客观需求一定程度上促进了5G技术的发展。当前，移动网络安全是各领域比较关注的热点，因此5G必须加大力度研究安全技术。SDN/NFV技术有助于提升网络安全性，其在5G网络系统中可建立起新型通信架构，并在此基础上促进网络通讯的虚拟化和软件化，同步为数据提供隔离支持，促使5G技术更加完善。5G通信技术可基于传统通信网络构建基础层和应用层，并可有效调用自动化程序，促使5G通信技术提高管理效果和管理水平。在5G通信技术下，网络管理功能更加简化；在系统运行中，5G通信系统可以始终保持被控制状态，其可对物联网稳定运行状态提供重要支持。

3.2 全频段通信技术

物联网在应用于4G通信技术过程中，网络工作频段主要是3 GHz；通过应用5G通信技术，可基于该技术当中的高频段技术和全频段技术有效解决频谱资源缺失或者过少等问题，并在此基础上全面提升网络传输效率，显著增加系统容量。在5G技术持续完善和发展过程中，5G通信频段可进一步拓展应用范围，这将更加明显的提升通信传输效率，扩大网络容量。5G通信技术目前利用的基本上都是全频段通信技术，用户在此基础上可实现大规模机器通信，并确保通信稳定可靠，这一技术有利于推动移动终端的微型化、多元化发展。5G还可通过高频毫米天线实现信号发射，由于该天线具有小型化、增益高等特点，有助于持续改进与完善5G通信技术，而将其应用于物联网领域，也将有效推动物联网产业发展。

3.3 密集网络技术

与4G通信技术相比，5G通信技术其网络流量可到达4G通信技术千倍甚至更高，并且在无线接入技术应用基础上，可显著提升5G网络信号整体覆盖率。5G通信技术通过应用密集网络技术，有助于促进5G网络系统的进一步发展与完善。密集网络技术应用于5G通信技术中，可在布置通信宏基站基础上，实现高增益天线的布设，以进一步扩大室外通信空间，并显著增加5G系统容量，有效提升5G网络下的信息处理灵活性。同时，在宏基站布置基础上，还可布置密集网络天线，通过发挥密集网络天线功能的作用，通信网络可增加协作效率，促使相邻节点通信具有更高灵活性、有效性，并同步改善相邻节点之间存在的信噪比。基于密集网络技术，可有效增强5G通信网络下的空间动态变化和时间动态变化，全面增加网络覆盖面积，提升网络信号质量。物联网通过应用其相关技术，也可促使物联网系统更加稳定、高效。

结束语：物联网在和大数据技术融合过程中产生大量的数据，且数据更加多样化，融合了新技术后的物联网能够加快实现万物互联目标。目前，物联网现有技术水平难以满足物联网行业进一步发展的需求，所以，有必要将5G技术和物联网相融合。在5G优势技术推动下，满足物联网信息传输等方面的新需求，提升社会智能化程度。在5G时代下，物联网领域要充分认识到5G通信技术为自身带来的机遇，并积极的将5G技术深入应用到物联网系统当中，促进物联网进一步发展。