论物联网下5G通信关键技术研究与应用范文

本站小编为你精心准备了论物联网下5G通信关键技术研究与应用参考范文，愿这些范文能点燃您思维的火花，激发您的写作灵感。欢迎深入阅读并收藏。

摘要：阐述了物联网技术的相关概念，研究了5g通信物联网系统的总体架构，分析5了G通信物联网中的关键技术，希望促进经济社会的高速发展。

关键词：物联网；5G通信；关键技术

1、物联网技术概述

物联网通过互联网将物物相连，是一种新一代信息技术，通常是使用多种信息传感设备，融合多种信息技术，对需要进行监控、连接和互动的物体其过程和位置信息，通过实时采集和收集，与互联网相结合，多种信息和传感设备之间构成一个大型网络，实现对物品的快速识别、管理和控制的目的。在互联网的基础上，物联网通过微小芯片进行合理标识，广泛应用在不同领域，便于互联网完成物物、物人之间的联系[1]，随着5G通信技术的发展，与物联网相结合，作为未来创新发展的新趋势，其应用场景如图1所示。

2、5G通信物联网总体架构

5G通信作为一种新型的移动通信技术，与4G通信技术相比，是基于超高频段来实现对数据的传输，优化和改善了能力指标，提升了体验速率和传输速度，数据传输范围可达2km，在空间上有所突破。目前，5G通信技术已经成为主要通信技术，大幅提高系统容量，节约能源并降低成本，推动网络向前发展。其中以蜂窝网络通信技术为主流，其网络峰值速率可达GB/s标准，满足高清视频的传输，实现虚拟现实的转换，满足自动驾驶以及远程医疗等行业的应用需求，超大网络为各类设备提供通信连接。相比LTE，频谱效率约提升10倍，在高速移动通信和全面覆盖下，提高了流量密度和连接数密度，提升了系统协同化水平，实现了空间的自动调整[2]。作为物联网接入技术，5G通信连接更多的设备，容量得到提升，强大的信号使用户接入网络更畅通，5G通信物联网的总体架构如图2所示。在架构中，传输层和边缘计算层进行分离，应用层和云计算层进行解耦，解决传统物联网传输中的弊端，实现了网络资源的独立和共享。感知层是整个系统架构的入口，所有的数据信息都是通过感知层而产生，借助各类传感器和控制器，实现对数据信息的采集，通过wifi、蓝牙和ZigBee通信方式，将采集的数据传输到感知层中。传输层是数据传输的主要媒介，传输层中包括5G终端、5G物联网关、NB-IOT终端和eMTC终端，通过各类终端实现协议的转换和传输，将感知层中的通信方式变成与5G通信技术兼容的形式。边缘计算层是设备接入和数据处理的中介，一般采用嵌入式终端，借助边缘计算，降低了核心网络的负担，只对边缘计算后的数据进行处理，提升了网络性能，同时兼备身份识别和安全认证等多种功能[3]。雾计算层与边缘计算层连接，实现整个网络的无缝连接，具备功能定义、接口定义、资源管理和权限管理等功能。云计算层是为应用层提供服务，包括公有云和私有云，将所有的数据传输到云计算层，在数据中心中实现对海量数据的存储的计算。应用层是整个系统架构的最高层，所有的层次都是服务于应用层，借助大数据处理技术，为车联网、人工智能和决策支持等提供技术保障。

3、5G通信物联网关键技术分析

3.1全频段技术

5G通信物联网技术采用全频段技术[4]，解决4G通信技术中频段不完善的难题，使用全频段技术，提升了5G信号覆盖范围的网速，在网速和信号稳定的条件下，确保信号天线以及通信设备更小型化，目前，已经建立了许多5G通信体验区，便于人们体验5G生活。

3.2设备间的直接通信技术

传统的通信系统中，信号的接收和传输都使用的是基站，而在5G通信技术中，逐渐完善通信系统的缺陷，使用直接通信技术，将基站去除，在没有基站的情况下也可以接收和传输数据，有效地解决因用网数量增多而出现的网络信号差的问题。

3.3密集网络技术

随着物联网5G通信技术的建立，通过增加蜂窝平台，提高网络容量，提升数据传输效率。在开发过程中，通过持续进行技术处理，使密集网络技术达到设定的要求，扩大系统的外部区域，提高系统的容量和效率，为系统的稳定和灵活奠定基础。在一些开放的环境中，逐步建立更多的密集网络，通过与网络技术的结合，满足不同业务和用户的个性化需求。

3.4SDN/NFV技术

在5G通信网络技术中，SDN/NFV技术为其提供安全保护，其架构如图3所示，与其他技术融合后，构建出新型5G网络，包括数据转发层、控制层和应用层，利用5G网络构建的通信架构，可以实现网络通信的虚拟化和软件化，对数据进行分离，同时带动网络的自动调用功能，替代手动配置方式，SDN/NFV技术的分离和转发功能，为5G网络运行的可控性奠定基础，以满足不同人员的使用需求。

4、结语

物联网技术作为信息时代的关键技术，5G通信技术作为移动通信的全新技术，将物联网与5G移动通信技术高度融合后，创造出更大的价值。1）构建出5G通信物联网系统总体架构，包括感知层、传输层、边缘计算层、雾计算、云计算以及应用层。2）详细分析5G通信物联网中的关键技术，包括全频段技术、设备直接通信技术已经SDN/NFV技术，将5G通信技术与物联网技术相互融合后，呈现出全方位的发展状态。

参考文献

[1]刘紫恒.物联网形势下的5G通信技术应用[J].信息通信，2020（1）：249-250.

[2]王翊有.物联网形势下的5G通信技术解析[J].数字技术与应用，2019，37（7）：42-44.

[3]吴丽坤.5G背景下的蜂窝物联网建设策略分析[J].信息通信，2020（10）：166-168.

[4]廖世强.物联网与5G通信技术融合的研究[J].现代信息科技，2020（2）：92-93.

作者：任丽娜 单位：山西职业技术学院