龚才语

【摘要】现代科技飞速发展，5G时代已经到来，5G时代的到来使移动通信技术进入了一个新的发展阶段，实现了物流、工业品、消费产品等与网络世界的连接，也支撑起了物联网体系。同时，5G技术与云计算技术以及人工智能技术相互结合，使整个社会处在智能化模式。本文主要通过阐述5G技术的特征和物联网的体系结构来分析两者融合带来怎样的技术变革。

【关键词】5G移动通信技术;物联网;融合

中图分类号：G241                    文献标识码：A                    DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.18.088

5G通信技术是在4G通信技术的基础上发展而来，其性能更为优越，具有高速率、大容量的特点，5G的问世是对多种技术融合、创新的结果，包括大数据、人工智能、云计算等技术，对产业技术改造以及跨界整合产生积极作用，推动社会向数字化和智能化方向发展。基于大量数据和技术的支撑，物联网的发展速度也在加快，高速率数据传输、低时延等突出优势将会使物联网的发展不再受传统移动技术的发展，给人们的生活带来更多的便捷。

1. 5G网络特征分析

1.1 高速率

在4G网络的基础上，5G网络在各方面都进行技术创新和发展，改善了4G技术中存在的不足，对用户来说最有效的感受就是其数据具有超高的传输速率，为人们的工作和生活带来了极大的便捷，节约时间和精力。

1.2 泛在网

5G技术下，网络业务范围不断扩大，无所不行，广度覆盖的同时深度覆盖也在进行，为用户带来更好的业务服务，确保用户在各个场景下都有优质的体验。同时，广覆盖之下可以设置传感器或者智能终端，以获得更多的资源，为物联网的发展带来助力。

1.3 低时延

低时延技术的应用有效降低了服务器响应时间，大大提高了数据的传输速率，为用户带来更好的服务和体验，增加用户感知度。最为重要的是4G网络技术由于响应延迟而出现了一系列问题，无法满足低时延的应用要求，例如工业自动化、无人驾驶等，受到以往通信技术的限制，在各方面都无法满足应用需求。5G技术的出现恰好弥补了传统技术的不足，不过也要对5G技术进行合理应用，更好的满足用户服务需求。

1.4 万物互聯

如今社会智能化越来越普遍，智能终端以及智能家居等诸多设备电器需要通过网络技术的支撑来实现智能化管理。另外，未来城市的建设发展，需要依附于5G网络技术的发展，因为5G技术能够处理大量数据，并将数据集成智能系统，一步步由小智能系统集成大智能系统，真正实现城市的万物互联。

1.5 对物联网的分析

物联网即万物互联，是继互联网、移动通信技术之后掀起的又一次产业信息技术浪潮。物联网中，不论什么物品，只要嵌入一个感应芯片，再借助网络技术使其智能化，那么，物与物之间、人与物之间均能实现交流。物联网的用途也十分广泛，可用于城市公共卫生、公共安全、智能家居、健康监测等诸多领域，让人们的生活更加安全，更加舒适。

1.5.1体系架构

物联网体系架构由三部分组成，分别为感知层、网络层和应用层。首先感知层具有感知功能，主要为信息采集、物体识别和捕获，利用射频识别、二维码等进行感知以及捕获技术随时都可对物体的信息进行采集和获取;其次，网络层具有传送和通信功能，将信息网络与物体相连接，依靠通信网络的功能，随时随地实现信息的共享和交互;最后，应用层的功能就是各类技术的应用，比如监控服务、公共安全、智能家居、工业监控等。物联网的核心技术主要是以RFID为核心的识别技术、传动和传感技术、通信技术、网络技术、数据处理技术、智能物体技术等。

1.5.2 物联网现状

二十一世纪之初，欧美、日、韩等国家纷纷推出各自国家关于物联网的发展战略，几年后，美国正式宣布投入大量资金用于智慧城市建设，将物联网的应用建设作为首要发展任务，并且欧盟已经确立了将信息通信技术中的物联网发展作为战略性发展的决策，2009年，欧盟出台了多项关于物联网发展的权威文件，并制定了物联网行动计划。日本也正式成立物联网发展工作组，密切掌握全球的发展趋势，通过政府和企业的同心协作，实现日本物联网技术的改革。韩国也出台了相关战略，要建立起以计算机技术网络技术、智能网络技术、数字技术等领先的技术社会形态。

2. 5G网络与物联网的融合

2020年以后，5G技术全面投入商用，5G技术大大提升了人们上网的速度，并在传输数据时具有低时延、高速率的特点，由此，5G技术已成为全球热点。5G技术在物联网的发展中具有推进作用，灵活性为用户提供所需要的服务，也为物联网的构建提供驱动标准。目前，全球各个国家和地区，包括欧盟、日本、韩国和美国等都逐渐启用5G商用计划，我国同样也在推进5G的的发展，早在2015年就曾提出在2020年实现5G技术商用化的设想。物联网可应用于多个领域，涵盖农业、医疗、交通、物流、公共事业等多个领域。物联网要想得到很好的发展，必须满足两大条件，一是要有完整的网络体系，二是具备安全性。完整的网络体系要求必须有网络覆盖物的支持、互联与移动。4G网络全面覆盖后，推出了NB-IoT、eMTC等物联网技术，在4G网络的基础上形成市场所需求的全覆盖网络，刚好的满足物联网低速率、高可靠和低功耗的需求;移动通信网络在安全性方面有较高的要求，QOS保障机制和行业内安全机制共同保障了其所需要的安全性，这样物与物的互联才能更加可靠，物联网才能大规模进行发展，此前的网络技术尚且难以达到安全保障的条件。

移动通信技术与物联网技术相互融合的优势主要为通信网络有多大，就能实现物联网的覆盖范围有多大，不需要客户再进行单独建网，为物联网的应用带来了很大的便利，并且降低了建网成本。随着技术的不断成熟，物联网发展也越来越好。

经过不断的探索和发展，物联网正在从孤立化、碎片化地起步阶段逐步进入集成创新、跨界融合、重点聚焦的新阶段，整个市场快速启动，在众多领域中发挥价值，物联网此时正处于实现跨越式增长的前一阶段。我国物联网发展中心预计，未来物联网需求将不断增大，产业规模将不断增长，支持物联网发展的核心技术是海量连接和1毫秒的低时延，5G网络技术由于其海量连接、低时延、超密集组网等特点满足了物联网发展的需求。

3. 5G技术在物联网中的应用

3.1 SDN/NFV技术

5G通信技术的应用是十分广泛的，三网融合、云计算、云存储等新技术的出现对移动通信技术提出了更高的要求，移动通信要为其提供足够的网速和带宽，相应的促进了5G网络的发展，同时5G移动网络在安全技术方面面临着较大压力。SDN/NFV技术的出现有效缓解了5G网络的压力，其为5G网络提供了安全保护措施，它可以用软件对网络进行定义，实现网络虚拟化功能，在5G网络中构建起全新的通信架构，实现起软件化和虚拟化，对于数据分离具有显著效果，有效促进了5G网络技术的快速发展。SDN/NFV技术是实现5G技术的基础，它能结合原有网络，构建出5G网络技术的基础层、控制层以及应用层，有利于通信程序实现自动调用功能，弥补了手动配置的不足之处，这对5G网络技术的管理具有重要作用。同时，SDN/NFV技术简化了网络管理层次并充分优化网络通信系统，利用此技术的分离与转发功能，使5G网络一直处于受控状态，SDN与NFV在相互配合作用下建立起5G的虚拟网络架构，实现不同业务对网络的不同需求。

3.2 全频段通信技术

4G通信网络中工作频段为3GHz，远远不能满足通信需求，而5G通信網络技术中采用的是高频段技术或是全频段技术，有效解决了3GHz频谱资源较低的问题，同时也有效提升了网络系统的容量和传输效率。目前，5G通信技术的网络频道在28-100GHz之间，是4G网络工作频段的几倍甚至几十倍，在应用中大大扩展了通信技术的频段范围，提高了其传输效率，也有效保证了5G技术的网络容量。在使用全频段技术时，允许更高密度宽带用户进行大规模、超可靠通信，促进终端向多元化、综合化方向发展。5G网络技术中，主要采用高频发射信号，具有设备小型化、网络带宽大型化的优势，特别是现代电子技术发展中，5G技术的缺陷不断被完善、攻克，使得5G网络的高频段技术在应用中更具优势和发展前景。

3.3 密集网络技术

5G移动技术的网速是4G网络技术的千倍以上，并且5G采用的是多种无线进行接入技术，广覆覆盖通信小区所在范围，为了提高其信号覆盖率，在5G技术中使用密集网络技术是颇为重要的，密集网络技术的表现主要为在通信基站外接入大量天线拓展通信技术的室外空间，增加其系统容量;另外，在宏基站的外部设置密集网络天线，促使各通信网络之间密切协作，提高相邻节点间的准确性和高效性，由此全面改善网络质量，发挥5G网络的优势。

4. 结语

物联网在发展过程中，人们也对其提出了更高的要求，5G网络低时延、高速率的特征恰好满足了物联网在发展中的需求，物联网的发展注定要与5G通信技术相融合，两者融合使物联网的应用领域更为广泛，也实现了5G技术的商用化，5G网络技术在物联网中的应用弥补了之前技术存在的缺陷，更促进了5G技术和物联网时代更好的发展。

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