物聯網形勢下的5G技術研究

◆黃顯強

(廣東省電信規劃設計院有限公司 廣東 510630)

物聯網形勢下的5G技術研究

◆黃顯強

(廣東省電信規劃設計院有限公司 廣東 510630)

隨著社會的全面發展，物聯網新形式下5G技術已經得到了廣泛的應用。為了能夠5G技術的應用水平得到全面性的提升，需要采用多種不同的方式對其物聯網體系結構進行相應的調整。本文主要針對物聯網形式下5G技術的應用進行分析，并對其發展趨勢進行了全面的探討。

物聯網；形式；5G技術

0 引言

在物聯網快速發展的今天，5G技術已經得到了較為廣泛的應用。為了能夠讓整體的應用水平得到相應的提升，需要結合物聯網發展的新形式對其技術體系進行相應的優化。但在實際的應用過程中，其技術體系依舊有不成熟之處。所以，想要讓物聯網促進5G技術的發展，需要采用多種不同的形式讓物聯網體系與5G技術相互結合，最終達到相輔相成的效果。

1 物聯網形式下的5G技術發展概況

1.1 國外發展現狀

目前，4G網絡在我國還沒有完全被普及，可是在多年之前，各個國家的研究人員以及調研小組早就已經開始研究 5G技術了。大約在2015年底的時候，各個國家的研究人員就已經開始征集5G標準候選技術。預計到2018年的時候，對于5G技術完成全面的評估。若以這樣的態勢進行下去，想必到了2019年的時候，5G技術就可以進入試用階段了。

韓國的網絡技術在世界范圍內可謂屈指可數，在5G技術的研發方面，韓國也是一直起到了帶頭的作用。剛開始時韓國電信公司與愛立信公司共同合作研發5G技術，目前愛立信公司已經取得了顯著的成就，研制出了5G多層次異質網絡載波聚合技術。對此，韓國官方宣布，將會借助2018平昌冬季奧運會這個契機推出5G通信技術。

當然其他國家，例如英國、日本也在5G通信技術研究方面做出了一系列的努力以及貢獻。在2012年底的時候，英國就創立了5G創新中心，這是英國政府、各個國家的在英企業（華為、三星、英國電信、富士通等）以及薩里大學共同努力的結果。這個5G技術創新中心對于5G用戶的需求以及網絡性能知識等都做出了系統的分析與研究，為世界范圍內的5G技術研究做出了卓越的貢獻。日本的兩大商業巨頭，NTT DoCoMo與諾基亞也共同合作，研發出了新的5G無線網絡技術，為5G技術的運行做出了突出的貢獻，而日本也準備借2020年東京奧運會的契機向全世界展示5G技術，讓我們拭目以待。

1.2 國內發展現狀

我國對于5G技術的研發大約開始于2013年，當時為了能夠對5G技術的研發有突破性的進展，我國的科技部、工信部以及國家發改委等多個部門共同合作，并且成立了IMT-2020推進組，積極開展5G 技術研發工作。在過去的幾年間，IMT-2020推進組對于5G技術的研發也取得了一系列的進展，相繼發布了5G愿景白皮書、5G概念白皮書等。此外，華為、中興等企業積極為5G技術的研發貢獻自己的力量。例如，華為積極與英國的運營商沃豐達開展合作，并且簽署了5年協議，表明在這5年內沃豐達在歐洲的電信設施升級換代都交給華為。華為宣布在2018年將會對投資6億來建設5G網絡。目前，5G的關鍵技術還處于研究與發展的階段。為了實現5G的愿景和需求，5G在網絡技術和無線傳輸技術方面都將有新的突破。5G關鍵技術總體框架如下圖所示：

圖1 5G關鍵技術總體框架圖

2 物聯網形式下5G技術的優勢分析

世界各個國家都投入大量的人力、物力以及財力來研究 5G技術，到底5G技術有哪些優勢，能為國家的發展做出那些貢獻，能為用戶帶來哪些便利，下面筆者將對5G技術的優勢做一個全面的分析。

（1）5G技術的一個明顯優勢就是傳輸的速率將會得到極大的提高，三星曾經做過一個實驗來測試5G的傳輸速率，當時5G的傳輸速率已經達到了7.5Gbps。而且隨著各個國家對于5G技術的研究進一步深入，5G的傳輸速率將不止如此。

（2）5G技術的另一個優勢就是高帶寬快速接入，在物聯網形勢下，5G技術必須要能夠承載更多的設備連接才能夠適應時代的要求。英國的一項研究表明，未來5G的傳輸速率將會不斷提高，而且5G的容量也將會不斷的得到提升，帶寬的容量可能會是現在的容量的100倍甚至是1000倍。

（3）5G網絡通信技術與4G相比其信號非常好，在這樣的情況下，用戶能夠更加快速的介入5G移動網絡，不僅能夠有效節省時間，而且還能夠有效提高辦事效率，可謂一舉多得。而且未來當5G網絡處于理想狀態的時候，其接入延遲時間將會比4G網絡提高50倍左右。

3 物聯網形式下5G技術面臨的挑戰

3.1 毫米波技術

目前，世界范圍內可用的頻譜資源是非常有限的，但是在毫米波、厘米波頻段可用的頻譜資源是比較豐富的。因此，為了能夠有效提高5G的傳輸速率以及容量，那么5G就要加深對毫米波的研究，這樣就能夠有效豐富頻譜資源，提高5G的傳輸速率以及容量。

毫米波雖然具有非常多的優勢，例如極高速短距離通信、小型化的天線和設備等等。但是毫米波的穿透能力以及傳輸距離等，都非常容易受到天氣情況以及周邊環境的影響。目前，為了能夠實現快速通信，就要積極應對毫米波的缺點，設計好射頻器件以及系統。

雖然在毫米波、厘米波頻段可用的頻譜資源非常豐富，但是相關的專家學者以及技術人員還是要做好合理的規劃，選擇出最合適的頻譜。

3.2 Massive MIMO技術

Massive MIMO技術自從提出以來就獲得了極大的發展，而且有效提高了頻譜效率，為5G技術的發展奠定了基礎。目前4G技術使用的MIMO技術的難度系數已經比較高，但是如果天線數還要往上發展的話，那就需要更高的技術來支持，難度系數也會不斷提高。在物聯網形勢下的5G技術對于Massive MIMO技術的要求也會有所提高，到時MIMO天線可能會具有波束成型功能，Massive MIMO技術也可能會由4*4MIMO構架變成32*32或是64*64MIMO的構架。這樣MIMO技術就能夠有效減少用戶之間的相互干擾，改善無線信號的覆蓋性能，從而提高上網速率。為了能夠讓5G技術得到全面性的發展，需要采用多種不同的方式對其整體的體系結構進行相應的改變和優化。同時，還要結合物聯網的整體發展趨勢，對其5G技術進行整體的創新，最終讓5G技術逐漸的成熟。

4 結語

物聯網形勢下的5G技術研究十分重要，其能夠讓人們的生活質量得到全面性的提升。但5G技術依舊面臨著諸多的挑戰。在技術方面還不夠成熟，其目前還難以利用物聯網進行互聯網網絡的普及。所以，5G技術依舊會有很大的發展空間和發展機遇。為了能夠讓5G技術更加成熟。應當充分利用5G技術的互聯網優勢，將其普及并應用到人們的生活之中，最終讓5G技術快人一步。

[1]王景堯，白巖，孟祥嬌，崔雪然.5G無線通信技術發展跟蹤與分析[J].現代電信科技，2014.

[2]趙晉偉.如何把握5G標準良機?[J].中國電信業，2015.

[3]王志勤，羅振東，魏克軍.5G業務需求分析及技術標準進程[J].中興通訊技術，2014.

[4]董愛先，王學軍.第 5代移動通信技術及發展趨勢[J].通信技術，2014.