【关键词】5G；物联网；通信模组；智能家居；设备互联

引言

在现代城市建设中，智能家居通过实时感知家庭环境与精准管控设备，显著提升了用户的居家生活品质。当前主流的设备互联技术主要包括WiFi、蓝牙和ZigBee三大类，这三类技术各具特色。其中，WiFi适合高速数据传输但功耗较高，蓝牙以低功耗见长却受限于传输距离，ZigBee则在组网能力上表现突出。随着5G、物联网、大数据等新一代技术的突破性发展，智能家居行业迎来重要变革，其中5G技术凭借高速率、超低时延、海量连接三大核心优势成为推动智能家居行业创新发展的核心动力。从实际发展角度来看，5G技术不仅解决了传统互联方案的传输瓶颈，还依据云端协同计算实现了跨设备智能联动，为构建真正万物互联的智慧家庭奠定了坚实基础。

一、5G蜂窝物联网通信模组的概念及技术标准

（一）5G蜂窝物联网

蜂窝互联网是一个基于第三代合作伙伴计划（3rd Generation Partnership Project，3GPP）全球标准快速发展的生态系统，现已得到了移动网络运营商、网络基础设施供应商等多方面的合作支持，能够提供全球覆盖范围，实践应用高度可靠，性能较强，安全性高。随着5G技术的进一步融合，各行各业都开始探索蜂窝物联网如何从根本上改变自身的运营方式，5G技术的优势在于支持大量物联设备，满足各种速度、带宽以及服务质量要求[1]。

（二）关键技术

蜂窝通信模组的核心关键技术依赖于基带芯片平台，目前5G基带芯片平台厂家包括了高通、紫光展锐等。有关5G通信模组的研发工作，是一项技术难度相对较高的开发过程，其中包含电子元器件千余个，关键技术主要体现在以下方面。

第一，模组软硬件标准化。其主要用来解决不同通信制式和芯片平台之间的相互兼容性问题，可以联合运营商推进行业的硬件封装标准化，统一对外接口，缩小硬件尺寸，确保不同类型的蜂窝模组相互兼容，降低模组供应风险[2]。

第二，算力集成。浮点数运算能力持续提供行业客户智能化发展所需的基础依据，可以在蜂窝模组中集成强大的传输速率和运算能力，方便模组应用进一步延展。一般来讲，模组集成算力主要体现在自然语言处理、视觉建模、智能交互、传感器的数据感知等多方面。

第三，低功耗与低延时。在技术开发中，可以运用连接态不连续接收（Connected Discontinuous Reception，CDRX）在连接状态下进行不连续的数据接收，让用户设备（User Equipment，UE）周期性进入睡眠状态，以此实现功能消耗。运用平均功率跟踪（Average Power Tracking，APT）和包络跟踪（Envelope Tracking，ET）实现模组射频功率的自动跟踪，科学调节模组发射的射频功率，以此实现功能消耗下降[3]。

二、5G通信技术与智能家居系统间的关系及其功能模块

（一）关系分析

智能家居系统作为一种利用物联网等先进技术实现家居设备互联互通的综合性解决方案，联合研究5G通信技术和智能家居系统，不仅能够显著提升用户的使用体验，还可以解决现有智能家居设备数据传输慢、系统稳定性较差等问题。相比传统的4G网络，5G通信技术具有低功耗和高可靠性的特征，这为新时期智能家居行业发展带来了新的机遇。具体而言，5G的低功耗特性在一定程度上延长了智能设备的工作时间，减少了用户的日常维护成本，其高可靠性保障了家庭网络的连续性。

（二）功能模块

现阶段，智能家居系统的主要功能模块分为以下内容。

第一，智能控制。这一模块属于智能家居系统的中枢部分，主要负责协调管理家居环境中的所有智能设备，可以依据5G通信技术保障设备间实时传输信息并积极响应，用户可以利用终端远程操控家居设备，根据环境参数自动调节设备运行状态。