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基于5G网络下的物联网通信技术与挑战研究李勇发布时间：2021-11-02T02:07:41.564Z来源：基层建设2021年第23期作者：李勇[导读]5G通信技术的发展运用，使物联网通信技术也发生了巨大变化湖北邮电规划设计有限公司湖北430022摘要：，5G网络最明显的特点是高速度、大容量和低时延，而利用这些特点，可以帮助物联网提升信息传输的速度，实现万物互联，推进物联网从规模化向数字化迈进，还可以实现无人驾驶，5G网络对物联网通信技术的优化和提升，将改变人类生活，将带给社会巨大进步。关键词：5G网络；物联网技术；通信技术1我国5G无线接入和网络架构关键技术5G无线接入关键技术主要有以下几种：①大规模天线阵列技术。该技术增加了天线端口数量，可以方便众多用户同时同步进行数据传输。应用3D-MIMO技术，可以同时在垂直与水平方向完成数据的输入输出。②全频谱介入技术。该技术增设了超过6GHz的高频段，使混合组网同时具备高低频，应用6GHz以下的低频段达到无缝覆盖的效果，超过6GHz的高频段则用于提升位于热点区域的速率。③新型多载波技术。新型多载波本质是一段子载波长度，可以提高配置的灵活性，提升频谱效率。当前发展较为成熟的有华为旗下的空口波形技术F-OFDM、中兴研发的FB-OFDM新型多载波技术。④终端直连技术。该技术可以实现不同终端通信的衔接，使基站负担相应减轻，避免出现较大通信时延。5G网络架构关键技术主要有以下几种：①网络切片技术。网络切片基本版本是VPN，也就是虚拟专用网络，通过SDN对流量顶层进行设计，在复杂性相对较强的环境下，加强网络侧整体接入性能。②边缘计算MEC。通过本地计算与存储的方式，实现对信息的快速响应，提高传输速度，使业务时延进一步降低，防止为远程传输带来较大压力。2边缘云和5G网络融合部署边缘云作为一种新型开放平台，融合了计算与存储等多项功能，可以实现优化数据、保护隐私等多种功能，作为就近计算概念的一种，可以将计算能力带到网络边缘。这样数据就无需向集中云上传，减少了等待时延，也减少了网络带宽的压力，可以加快用户需求的响应速度。为达到5G万物互联的效果，运营商在确定核心网设计模型的问题上，主要以CT思路为基础，也就是服务化架构。未来5G给予服务化的架构，将支持控制面与用户面两者之间的分离，在部署上更加灵活，实现网络功能相互之间的交叉，进一步弱化接入网等功能。这种服务化架构设计模式优势较为明显，可以实现对网络资源的高效利用，提高网络能力，加快网络架构更迭的速度[1]。引入虚拟化技术过后，实现了传统核心网网元的软硬件解耦。3GPP定义的服务化结构，拆分网络功能整体，为不同自管理、自包含的网络功能服务，互相之间能够解耦，也能独立升级、独立弹性，而且标准接口和网络功能服务，可以实现互通，可以基于不同需求，通过编排工具进行实例化部署。在服务化架构中，网络元素较多，例如AMF、SMF等，每个网络元素都能相互之间快速交互，基于业务需求进行优化，这和4GEPC架构的工作方式相比，灵活性优势更加明显。传统核心网网元之间的通信为点对点模式，这同样是一种互相耦合的模式。在5G核心网架构之下的网络功能服务，这种通信机制将向生产者、消费者模式进行解耦，生产者不会在意消费者的身份和位置，消费者也一样，在通信双方接口解耦方面，适用性较强。3基于5G网络下的物联网通信技术与挑战3.1系统结构设计在系统结构设计这方面，就要进行重新整理和更新，对于各大企业来说，不是一件容易的事情，毕竟5G网络相较于4G网络的速度提升了许多倍，所以说在系统结构设计这一方面，就是一个很大的挑战，而且在网络稳定性上，相较于以前也必须有较大的更新，如果网络随着5G时代的到来一起更新，但是在系统结构设计上没有及时更新，还停留在以往的状态当中，那么无论5G网络的速度如何稳定，稳定性如何，和原来的系统都不能够兼并融合[2]。这样一来，5G网络在物联网技术当中就形同虚设，也达不到我们最初将二者融合在一起的目的。所以说互联网的结构设计问题，对于我们来说是一个很大的挑战，只有对系统结构设计重视起来，随时更新，才能够跟上5G网络的发展。而针对这一问题，物联网管理人员可以从内部重新进行结构设计，专门人员对物联网进行检查维修，不定期的更新物联网的系统，确保物联网能够跟得上5G的发展速度以及应用。3.2无线网络软件匹配的无线网络软件是5G网络下物联网信息技术的另一个难题，5G在我国部分省市还没有完全普及，一部分无线网络软件，接收的只是4G网络的信号，这样一来，就算有一些本地公司想要应用融入了5G网络的物联网技术来为公司创造收益，但是在无线网络软件这一方面却没有跟上时代的步伐，这会在很大程度上阻碍了物联网技术的发展，所以说在5G网络的背景下，想要做好物联网信息技术的应用与推广，那么无线网