基于物联网的5G通信技术分析

摘要：十三五规划提出，工业化和信息化两化深度融合，这标志着万物物联的时代来临，对网络覆盖的空间也有了迫切扩展的需求。随着5G移动网络技术的产生，对物联网技术的发展起到了极大的促进作用。5G移动通信网络对未来的工业智能化，社交工具即时化，通讯网络无线化等多方面都有积极的作用。

关键词：物联网；5G通信技术

随着工业化和信息化两化深度融合的进一步发展，特别是近两年工业互联网概念的提出以及落地，对通讯技术的发展提出了新的要求。目前，世界通用的通信技术以4G为主。随着工业4.0的推进，5G作为基础技术地位尤为重要。研究5G关键技术有助于5G技术更好更稳定的落地，让万物物联的时代加速到来。

一、5G的应用场景介绍

第五代移动通信网络，它的网络传输速度目标可达1GB/8s,比第四代移动通讯网络传输速度有了数量级的提升。第五代移动网络的概念定义中，它的应用场景大概有三个，分别是eMBB增强移动宽带，mMTC海量及其通信，URLLC高可靠低延时通讯。基本构成如图1所示：图15G的三种应用场景eMBB（增强移动宽带），近几年随着智能移动终端的普及，多媒体内容的即时传播成为一种趋势，对移动宽带的要求也原来越高，5G的普及会增强移动网络的带宽，让信息的传播不再拘泥于形式和内容的大小，让信息随处可及成为现实。mMTC（海量机器通信），为了更好的做到工业化和信息化深度融合，万物物联的时代已经到来。智能家居，智能环境监测，智能安防等基于物联网技术的行业都需要5G技术的支撑。uRLLC（高可靠低时延连接），这是5G最独特的应用场景，随着大货车无人驾驶的需求、远程医疗的需求、工业4.0概念的提出，都需要数据传输要低延时高可靠。未来的社会是万物物联的时代，从公众的日常出行和生活到工业4.0的普及都会因为5G的到来发生巨大的改变，5G关键技术的研究有利于维护这个改变的稳定性，为5G的普及保驾护航。

二、基于物联时代的5G技术分析

5G技术第一阶段测试工作已经完成，第二阶段实施计划到2020年4月完成，也标志着5G时代已经来临。本文将分析与物联网技术相关的5G技术：（1）非正交多址接入技术。非正交多址技术主要用于提高5G网络的传输速度，为物联网技术中采集数据、传输数据速度更快，即时性更高。4G网络是基于OFDMA（正交频分多址计入）技术建设而成，数据统计4G的数据传输速率在每秒百兆比特，峰值可以达到每秒千兆。随着智能移动终端的普及和社会的业务场景的丰富，对移动网络的要求也越来越高，4G的无线传输速率将不能满足未来的需求。非正交多址接入技术，是多个地址复用的接入技术，不同于以往的正交传输，发送端是用非正交的传输方式，采用非正交多址接入技术的5G移动通信网络的无线传输速率可以达到1GB/8s，相比4G的传输速率有质的飞跃，对物联网技术的发展提供技术支撑。（2）大规模天线技术（MIMO）。大规模天线技术（MIMO），采用空间通信通道的多个途径衰弱特征，在接收端和发射端都设置多个天线，wifi信号通过空间时间处理技术获取分机增益或者复用增益，从而可以提高wifi系统传输的可靠性，稳定性和频谱利用率，很好的改善通信质量，改善了用户的通讯体验。大规模天线技术(MIMO)充分利用实现中空间的资源，在不增加频谱资源和天线发射功率的前提下，数量级的提高系统信息通道容量，所以，大规模天线技术(MIMO)成为了5G网络三个典型应用场景的核心技术。大规模天线技术在空间解码和空间编码端提供配置多个信道的能力，其工作原理图如图2下：大规模天线技术能过获得大规模应用的主要原因是其有复用增益和分集增益技术。（3）认知无线电技术。物联网技术最关键的是保证数据采集的正确性和数据传输过程中数据的完整性。研究认知无线电技术有利于5G网络通讯网络在数据传输中保证数据的正确性，完整性等特点。（4）超宽带频谱。物联网时代传输数据量大，数据类型丰富。特别是图片、视频数据的传输，对网络的带宽有极高的要求。通讯领域每隔几年就要重新分配一下频谱，5G移动通信网络的要求带宽要能容纳未来丰富业务场景的需求，超宽带频谱技术是核心技术之一，超宽带频谱的研究有益于5G通讯网络在性能上具有抗干扰性，网络传输速率高，带宽极度宽，系统的容纳量大，发射的频率较低，保密性能好，网络传播距离短抗干扰能力强等。（5）超密度异构网络技术。智能家居，智能环境监测，智能安防，无人驾驶，远程医疗等多个涉及到物联技术的行业数据的传输都要依赖5G移动通信网络。要求网络性能高，结构适应多种应用，超密度异构网络技术的研究能更好地支撑5G移动通讯网络的适应性。

三、结束语

随着物联网技术的快速发展，人机之间的互联，机器之间的互联，端对端的数据传输，边缘计算的运算模式也将成为将来社会发展的一个趋势，这对通信技术的要求也逐步提高。5G通讯网络概念提出，为物联网时展提供了技术性支撑，对5G技术的研究也有深远的意义。

参考文献

[1]丘鼎.5G移动通信网络关键技术探讨[J].通讯世界,2017(12):92-93.

作者:计敏翔 单位:中国电信股份有限公司武汉分公司