國家知識產(chǎn)權局專利局通信部 于洪蕊

移動互聯(lián)網(wǎng)近年來的快速發(fā)展正在改變著人們的生活，對人們的生活和工作產(chǎn)生了深遠的影響。而近兩年來，5G通訊的概念又正在逐漸普及，5G時代已經(jīng)來臨。5G技術的推廣和應用，使得人們的生活發(fā)生了新的改變。此處就主要針對物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的5G通訊技術的應用展開探討。

5G通信技術是在4G技術基礎之上開發(fā)出的一種全新的數(shù)據(jù)傳輸技術。與4G技術相比，其擁有更多數(shù)據(jù)傳輸上的優(yōu)勢，如性能更穩(wěn)定、傳輸速率更快、資源利用率更高等，這使得5G技術將在現(xiàn)代社會擁有更廣闊的應用空間，如5G技術與物聯(lián)網(wǎng)的融合就是當前國內(nèi)外研究的一個重點方向，這標志著5G時代下通信技術的應用將進一步為社會發(fā)展帶來巨大變革。

5G通迅技術正在日益成熟，在商業(yè)方面也已經(jīng)進入應用階段。5G通迅技術與4G通迅技術相比，有著速度更快、客戶信息容量更大、網(wǎng)絡延遲更低的特點。物聯(lián)網(wǎng)目前也已經(jīng)發(fā)展出不同方向的應用，如業(yè)務管控、實時監(jiān)控、前端接入，售后服務等。例如華為現(xiàn)有開發(fā)出以5G技術為核心的芯片，是全國首個5G芯片，它的頻段是3.2Hz，穩(wěn)定度極高，速度最高可達到1.19GB/s。

1 相關知識介紹

1.1 物聯(lián)網(wǎng)

作為21世紀的代表，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)可以滿足世界范圍內(nèi)物品與互聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)系，改變了人們的日常生活方式和習慣。同時它的實用性也很強，與人們的日常工作和生活密不可分。在很多方面，5G已經(jīng)明顯提高了物聯(lián)網(wǎng)的應用性能，比如在農(nóng)業(yè)智能發(fā)展和交通運輸方面。

1.2 5G通訊技術內(nèi)涵

5G技術的概念自提出后就已經(jīng)引起了全球的重視，這項新的通信技術被稱為時代的里程碑，這是因為現(xiàn)在居民生活水平明顯提高，對數(shù)據(jù)傳播的速度有了新的要求。主要體現(xiàn)在上網(wǎng)速度和性能穩(wěn)定性方面。目前的4G通訊技術的速度不在能滿足人們的要求，上網(wǎng)速度慢，甚至出現(xiàn)有費斷網(wǎng)的情況，上網(wǎng)體驗不佳。其次是穩(wěn)定性方面的問題。盡管大部分網(wǎng)絡業(yè)務隨著網(wǎng)絡技術的迅速發(fā)展可以在線上辦理，極大地方便了人的生活，但還是有相當一部分業(yè)務需要客戶自己到實體店進行現(xiàn)場辦理，與能線上辦理的業(yè)務對比會讓用戶覺得不方便，降低了滿意度，比如網(wǎng)絡業(yè)務的“退費”等售后服務智能線下辦理。如果5G通信技術普及后，用戶可以在線上辦理各位業(yè)務及售后服務，真正做到“足不出戶，業(yè)務全搞定”。

5G通訊技術相比4G的數(shù)據(jù)質(zhì)量和傳送效率都有著明顯的提高，可以完美避開這些問題。相關研究表明，網(wǎng)絡最繁忙時，常規(guī)5G通訊技術比頂尖4G技術的傳輸速度高了10倍，質(zhì)量也并沒有下降，用戶體驗非常好，保證了人們對上網(wǎng)數(shù)據(jù)流量?，F(xiàn)在各個國家都在都在極力開發(fā)5G通訊技術，誰能早日開發(fā)完成將在全球占據(jù)重要位置。同時5G通訊技術現(xiàn)在已開始和全球廣泛關注的環(huán)保問題結合在一起，這不僅符合未來社會可持續(xù)發(fā)展的原則，也豐富了5G通訊技術的應用。5G通訊技術在生活方面應用特點是延遲低和可靠性高。相比前5年的網(wǎng)絡應用，5G通訊技術在信息豐富度上和流行度上都有著明顯提高。5G通訊技術將來可為人們的日常購物、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)建設和農(nóng)業(yè)生活方面提高數(shù)據(jù)傳輸和信息開發(fā)。這種情況下，5G通訊技術將承擔更多的義務和社會責任，相比4G通訊技術，5G通訊技術的資源利用率更高，穩(wěn)定性更高，物聯(lián)網(wǎng)的實體設備數(shù)量更多，信息傳遞效率更高。這里面提高的物聯(lián)網(wǎng)的實體設備有交換機、中繼器和集線器，這些設備的單價高且數(shù)量不多，但在未來的5G通訊技術應用場景中，物聯(lián)網(wǎng)的實體設備數(shù)量會變得更多，這樣才能確保5G通訊技術能覆蓋到為，滿足人們對信息傳遞的要求。

2 NFV/SDN技術

SDN技術是基于軟件層面而誕生的網(wǎng)絡系統(tǒng)構建技術，是一種軟件定義網(wǎng)絡，能夠對軟件進行控制并對資源進行轉發(fā)。另外，SDN技術還可以通過其控制器來對網(wǎng)絡動態(tài)轉發(fā)表、全局動態(tài)拓撲、故障情況以及資源利用情況等進行獲取，進而根據(jù)實際需求來對資源進行重新優(yōu)化和調(diào)整。此外，該技術還能夠利用系統(tǒng)協(xié)議來對控制設備與轉發(fā)設備進行精準組合并構建起專門協(xié)議，用以對這些設備的問題進行處理。SDN技術的這些特點使得其在5G通信技術中同樣可以得到應用。如5G技術能夠利用IP網(wǎng)絡設備來實現(xiàn)IP設備控制點對設備的分散或集中管理。而在此過程中，SDN技術則通過其開發(fā)性與統(tǒng)一性的特點來促進網(wǎng)絡的虛擬化，進而使5G通信網(wǎng)絡架構中的業(yè)務開發(fā)效率得到提升。同時，SDN與NFV技術作為5G通信網(wǎng)絡架構中的關鍵技術，兩者也可以進行互補。因此在5G通信技術發(fā)展中，SDN與NFV技術通常都是聯(lián)合使用。如在明確SDN與NFV技術功能的情況下運用SDN來對數(shù)據(jù)流量轉發(fā)進行控制，同時利用NFV對網(wǎng)絡部署效率和傳輸性能的操作，就可以將兩者有機的融合到5G通信網(wǎng)絡架構之中。因此，5G通信技術的發(fā)展可以說離不開NFV/SDN技術，在當前對5G技術加以應用的過程中，NFV/SDN技術可以說是5G技術管理中不可或缺的技術支撐。也正是與NFV/SDN技術的融合，5G通信技術虛擬網(wǎng)絡架構的建構效率猜得以提升，從而使5G技術能夠滿足當前更多業(yè)務網(wǎng)絡的現(xiàn)實需求。

3 5G通信技術在物聯(lián)網(wǎng)時代的特定應用

3.1 高頻傳輸通信技術

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展使得新時期各行業(yè)的網(wǎng)絡使用對容量與傳輸速度都有一定要求。移動通信在此階段的系統(tǒng)頻帶通常在3.2GHz左右，這樣才能滿足日常工作生活的要求。一旦出現(xiàn)大規(guī)模的在線活動，一定伴隨著使用數(shù)量在短時間內(nèi)迅速增加，就會導致頻帶數(shù)量不足的問題，導致網(wǎng)絡擁塞并影響用戶體驗。但在高頻傳輸技術的應用下，這一問題則能夠得到有效解決，其原因就在于其寬帶千兆赫茲更高，比微波總帶寬有了顯著提升。也就是說，盡管微波和毫波之間的名稱差異很小，但范圍完全不同。毫米波與微波相比要小得多，它的頻率通常為26.4-350GHz，綜上所述，較小的尺寸有利于實現(xiàn)小型化的發(fā)展目標和生產(chǎn)小型設備和小耗材。此外，可在超快速距離內(nèi)結合5G技術實現(xiàn)通信的快速和準確，以實現(xiàn)良好的兼容性。

3.2 密集網(wǎng)絡技術

5G移動通信與4G網(wǎng)絡相比，其流量增大了很多倍，至少是一千倍。正如大家所知道的，5G網(wǎng)絡技術集成了多種無線接入技術，所以它的覆蓋范圍不大，不能做到更精細的分段。在這種時候，密集網(wǎng)絡技術在應用方面就變得異常重要。密集網(wǎng)絡技術在實際應用中由在宏基站外部布置大量天線組成，這種方式可以有效擴展外部空間，同時達到增加系統(tǒng)容量的目的還能提高系統(tǒng)的靈活性。同時也能夠對戶外密集網(wǎng)絡節(jié)點間的協(xié)作起到積極作用。在此基礎上，相鄰節(jié)點的準確性和利用率也得到了極大的提高。不僅如此，它還可以提高信噪比以達到增益目的?？梢哉f，這一技術在5G網(wǎng)絡通信技術中的應用，不但能夠在一定程度上促進網(wǎng)絡空間與時間的動態(tài)變化，還可以擴大網(wǎng)絡覆蓋范圍，保障能充分利用到網(wǎng)絡，為5G網(wǎng)絡通信技術的發(fā)展提供了良好基礎。

3.3 智能網(wǎng)通訊技術

未來，5G技術將伴隨時代發(fā)展產(chǎn)生更多樣化的服務，同時將更復雜的數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶诵木W(wǎng)絡。本質(zhì)上，5G通信技術樞紐網(wǎng)絡是以大型服務器為主要組件具有強大的計算能力的云計算平臺。通過交換網(wǎng)絡有效地與其他設備及基站連接，5G技術則可以對各種緊急數(shù)據(jù)進行有效處理，同時其數(shù)據(jù)處理量也顯著提升。將數(shù)據(jù)發(fā)送到智能云計算中心并執(zhí)行網(wǎng)絡處理以達到精煉數(shù)據(jù)的目的，然后按照類別的不同對其進行劃分和存檔。核心網(wǎng)絡外部有許多形式不同的終端和基站來執(zhí)行不同的智能。網(wǎng)絡中心可以選擇具有不同頻帶的數(shù)據(jù)來組合各種類型的服務。為了滿足不同用戶的上網(wǎng)體驗，上網(wǎng)有多種連接網(wǎng)絡的方法，這時候就會出現(xiàn)很多復雜難處理的情況，需要依靠更高的信息智能化水平來基于技術支撐。因此，具備就更強的識別、分類和篩選據(jù)能力的智能網(wǎng)技術在5G通信技術中應用與發(fā)展就成為未來研究的重點。

3.4 直接通訊技術

移動通訊系統(tǒng)在構建的時候需要接通網(wǎng)絡，這樣做的目的是通過網(wǎng)絡進行固定站點的分配并完成系統(tǒng)建構。而直接通訊技術則是基站向環(huán)境擴展并完成對一定范圍內(nèi)綜合網(wǎng)絡進行覆蓋的基礎。實踐中，基站必須安裝將在相對比較開闊的平坦地面上，同時要具有一定的固定度，這就限制對電纜結構必須符合特定情況的要求。這表明接收移動網(wǎng)絡只能在基站的覆蓋范圍內(nèi)才能接受得到。移動網(wǎng)絡如果超出一定范圍，其信號接受將失常。5G通信技術在開發(fā)過程充分考慮了這個問題，可以高效解決這個問題，與此同時還意識到了基站網(wǎng)絡的傳統(tǒng)傳輸中仍然存在一些限制性問題，創(chuàng)造性地開發(fā)了直接通訊技術來解決這個問題。直接通訊技術在沒有基站的情況也可以有效地進行網(wǎng)絡發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。在某種程度上，這項技術可以更好地滿足未來國家可持續(xù)發(fā)展的要求。

結論：簡而言之，移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，其自身水平也有著突飛猛進的進步，其他行業(yè)的業(yè)務發(fā)展對移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術產(chǎn)生的業(yè)務需求也越來越多。在這種情況下，對于5G通信技術通過集成各種技術構建一個網(wǎng)絡系統(tǒng)，連接各個應用點，為客戶提供優(yōu)質(zhì)的服務體驗。未來，5G技術仍需以優(yōu)質(zhì)服務的提供為基本原則，結合客戶實際需求來應用各種技術對5G通信網(wǎng)絡架構進行完善優(yōu)化，從而使5G通信技術在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中得到更深入的應用。