物联网时代5G通信技术分析

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2021年12月26日00:54:03 评论

物联网时代5G通信技术分析

 

摘要:近几年,移动网络技术跟随互联网的不断发展而改革和进步,给平民大众的生活也带来新的尝试与影响。从2G网络的出现,到逐步被社会民众所了解的3G,再到被熟知的且正在服务于大家的4G网络,移动网络技术的发展速度令人叹为观止,为人们的生活带来了便捷,也为社会的未来发展带来了更多的可能性。文章就互联网的时代大背景,分析与下5G出现的意义。

关键词:物联网;5G通信技术;SDN/NFV技术;全频段技术

4G的出现已经让近年来的物联网得到了广泛的应用和发展,生活、工作已离不开它。5G通信技术的出现与逐步的成熟也必将助力物联网必将在未来的发展。而5G是如何帮助物联网在未来得到更广泛的应用和发展,也是大家在研究的重要内容。

15G通信技术简述

5G即是第五代移动通信技术,也是当前所前沿的蜂窝通信技术。在4G通信技术的基础上,5G通信技术进行了飞跃式的提升,其传输数据的效率和速率更高、节能降耗、系统容量更高,可以与大型工业设备连接使用,在未来能够广泛应用于工业生产中。目前,5G通信技术所采用的技术分为两部分,其一是网络技术,其涉及的领域有移动边缘计算机技术和切片技术等;其二就是无线技术,其包含的领域非常广泛,如编码技术等。5G的技术提倡与研发从2013 年起延续至今,由韩国三星电子公司最先提出5G通信技术的概念,并且掌握了核心技术,至此之后就掀起了全球研发5G技术的狂潮。然而直到2019 年,5G才真正的正式投入到社会使用中,真正的5G时代来临了。和现阶段应用最为广泛的4G网络技术相比,5G通信技术的主要优点表现在降低延时、扩大容量和提升速率三个方面。在速率方面,当前4G网络的速率在1Gbps左右,而5G网络的速率则是它的10 倍,即可以达到10Gbps。在延时方面,5G通信技术的延时最低可控制在1ms,正常在5~10ms之间。而在容量方面,5G网络技术可以达到4G网络技术的百倍,甚至千倍。从这些方面都可以看出,5G的优越性已远超4G网络技术。此外,为迎合时代的发展需要,5G通信技术使用设备的种类将会更广泛,甚至是出现在健身器等移动设备上。相信5G未来会满足更多元化的需求,也会有效带动其他产业领域的发展。

2 物联网简述

物联网即为万物相连的网络,运用先进的计算机技术将各种设备器件与互联网紧密相连,使各种信息要素进行交换,从而实现智能化的定位、监管的技术,以智能化为主,实现物物相连的网络架构。它的应用领域也十分广泛,大到科技创造、智能家居,小到人们日常生活中的衣食住行,能直观的感受到他给我们生活带来的变化与便捷。而随着科技的发展,人们大胆创新并付诸于实践,5G也开始出现在我们周边的生活中。

3 物联网形势下的5G通信技术应用

(1 )SDN/NFV技术。现阶段,5G通信技术已经在全球范围内广泛应用,人们开始关注网络功能虚拟化(NFV)和软件定义网络(SDN)等技术,该两种技术有着十分明显的优势,可以互相融合且互相补充。关于SND技术,并不单单由一种技术构成,更是一种非常创新的、前沿的网络架构。美国对SND技术的研究比较超前,其设计原理为在网络设备中仅仅保留转发数据等简单的功能,开发者通过软件编程就能够集中控制全部的网络设备终端。关于NFV技术,可以帮助移动通信运营商大幅度减少网络设备的成本,在通用IT平台中运用相关的软件系统来突出网元功能,最终就能够有效的替换专用平台。在5G通信技术的研究中,SDN/NFV技术是核心,再运用其它的网络技术,就可以设计出通信的基础层、控制层和应用程序,进而可以灵活调用各种程序指令,摆脱了传统的手动配置,使得5G通信网络管理更加简便和高效。在实际应用中,网络系统必须要求流畅、高效,通常会在5G通信网络中设计分离转发的程序,从而让整个网络系统得到全面控制。将两种技术巧妙融合,就能创建出虚拟的网络架构,进而适用于不同的工业生产中。(2 )全频段技术。频率对任何移动通信系统都是最珍稀的宝贵资源,在当前的工业生产中,主要运用3G通讯网络,这就使得频段满足不了实际需求。5G作为全新的下一代移动通信系统,必须满足多种应用场景和业务需求,对性能提出了极高的要求,既有两个数量级以上数据速率提升上要求,更有对系统能量效率、频谱效率、可靠性以及性价比明显提升的需求。所以,5G通信技术研发中,也积极采用全频段技术,从而使网络系统的传输效率和容量得到倍增。但是现在科研人员还未完全知晓5G全频段为多少。如果5G的全频段被摸清,相信在5G移动通信技术中,高频段的使用可使天线设备可实现小型化、带宽更宽等优点。(3 )密集网络技术。5G网络在容量上之于4G网络的优越性,大到其百倍甚至千倍的可能性。可也是这个点让多种无线技术融合的5G网络,因为覆盖范围比较小,所以更难实现进一步分割的可能。鉴于此,密集网络技术就显得非常关键。5G超密集组网可划分为宏基站+微基站和微基站+微基站等两种模式,它们分别利用不同的传输方式进行干扰以及调度资源。宏基站+微基站的模式中,宏基站所承担的任务是移动性高、速率低的业务的网络传输,而微基站则负责高带宽业务的传输。微基站+微基站的模式中,通过运用多个微基站组成一个完整的、系统的密集网络,并最后形成虚拟宏小区。在这个虚拟宏小区中,需要簇内多个微基站共享部分资源,这些微基站通过在同一网络资源上进行控制面板承载的传输,最终实现虚拟宏小区的功能。

4 结语

总之,无论是社会生活的需求,还是科技进步社会发展的必然结果,移动互联网和物联网会持续绑定在一起。结合双方的优点,会构建更健全、完善的网络机制,带来更优质的服务体验。未来,5G技术会广泛应用到生活和生产中,不再是宏观层面的讨论与使用,最终它会贴近人们的生活,更加满足用户的需求,其结构会更加优化,并且微基站的科学布置是当前需要深入思考的问题。

 

参考文献

[1 ]付建敏,黄承亮.分析当前5G网络技术研究现状和发展趋势[J].山东工业技术,2017 ,23 (2 ):156.

[2 ]宋承继物联网技术在智慧校园建设中的应用[J].自动化与仪器仪表,2015 ,(3 ):208-210.

[3 ]邓凤霞.基于5G的大数据网络架构分析[J].数字化用户,2018 ,(29 ):125.

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