LTE無線通信技術對物聯網技術的支撐與發展

廣西通信規劃設計咨詢有限公司 王 倩

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LTE無線通信技術對物聯網技術的支撐與發展

廣西通信規劃設計咨詢有限公司 王 倩

隨著信息化時代的來臨，如今網絡信息技術在各個領域得到廣泛應用，并已經逐漸實現將物品與互聯網連接的物聯網技術。而LTE無線通信技術作為實現物聯網技術的基礎方式之一，其以覆蓋面廣、信息傳播量大、傳播速度快等優勢在物聯網技術中應用，受到人們的重視。本文主要分析了物聯網技術的含義及NB-IOT技術的發展，闡述了LTE無線通信技術對物聯網技術的支撐，并針對LTE無線通信技術在物聯網技術中的應用及展望進行了研究和探討。

物聯網技術；LTE無線通信技術；NB-IOT

隨著科技的進步，信息智能化生活模式逐漸受到人們的關注，而物聯網技術作為實現智能化生活模式的方式之一，如何保證物聯網技術實現廣域、高效、快捷的應用成為人們考慮的重要問題［1］。LTE無線通信技術作為當前移動、電信、聯通三大國內運營商的主要通信和網絡技術，其覆蓋面廣、連接數大、移動性強、高速穩定，將為物聯網發展提供無處不在、無時不在、安全高效的強大連接支撐。

1　物聯網技術概述

物聯網技術目前已經滲透到人們生活中的各個領域，并為人們的工作生活帶來極大的便利。從智慧城市，例如照明、停車、交通等，都可以被連接并有效地管理；到移動健康，包括病人的診斷、病人情況的跟蹤、各種環境監控；到家中水表、電表、煤氣等遠程的跟蹤；到樓宇的安全及智能化、工業自動化的控制；再到零售商業及資產追蹤...物聯網是一個非常寬泛的概念。它是基于互聯網技術而逐漸發展起來的新一代信息技術，是互聯網技術的延伸和擴展，實現物品與物品之間、用戶端與物品之間進行信息交換和通信。物聯網技術主要是利用射頻識別、紅外感應器、全球定位系統等傳感設備，依據既定協議，以網絡信息技術為依托，達到控制物品的技術，實現智能化生活模式。

物聯網發展，由于不同行業、不同場景個性化需求明顯，技術實現上標準不統一，導致芯片、終端、網絡、操作系統、應用平臺等各方實現路徑不一，存在嚴重的“碎片化”現象，制約物聯網的發展。2016年6月16日，基于蜂窩的窄帶物聯網（NB-IoT）標準協議通過3GPP RAN的批準，成為基于標準化的物聯網專有協議，終結了“碎片化”亂象，成為推動物聯網產業新一輪高速發展的拐點。

NB-IoT構建于蜂窩網絡，支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接，具有覆蓋廣、連接多、速率低、成本低、功耗少、架構優等特點。它是3GPP R13階段LTE的一項重要增強技術。NB-IoT的物理層設計大部分沿用LTE系統技術，如上行采用SC-FDMA，下行采用OFDM。高層協議設計沿用LTE協議，針對其小數據包、低功耗和大連接特性進行功能增強。核心網部分基于S1接口連接，支持獨立部署和升級兩種方式。NB-IoT可直接部署于LTE網絡，以降低部署成本、實現平滑升級。

2　物聯網技術業務類型

物聯網技術通過傳感器、控制器等設備，并以局域網為渠道，實現各個設備之間的連接和累加，隨后與LTE無線通信網絡聯網，實現海量數據的高效傳輸。LTE無線通信技術能夠將通過分解信息傳輸信道，使數據流能夠高效快速傳輸［3］。此外，LTE無線通信技術主要采取被動釋放方式，因此對于沒有檢測到的信息不能夠主動釋放，可以通過接收入網信息的方式釋放信息。根據對當前物聯網主流數據業務模型的分析，主要包括智能電表、智能零售、智能交通、遠程醫療、環境監測與調控、智能家居等，不同業務類型的描述、數據包頻率、數據包大小、終端密度（每平方公里M2M終端的數據）等均存在不同。物聯網技術業務類型如表1所示。

表1　物聯網技術業務類型

3　LTE無線通信技術為物聯網提供有力支撐

原有物聯網通常使用WiFi、藍牙和ZigBee等幾種主要的無線技術進行物與物的通信連接，它們大多基于本地部署，比如公司、家庭、學校、商場等場所，傳輸距離非常有限，僅僅適合室內環境使用。而物聯網面向的是一個廣袤的萬物互聯世界，這些技術暴露出越來越多的弊端。

表2　無線通信技術對比

隨著智能城市、大數據時代的來臨，無線通信將實現萬物連接。物聯網中物品連接范圍和內容的規模爆發，使得WiFi等傳統無線通信網絡難以滿足物聯網廣域、高數據量傳輸的要求，因此需要加強對高效無線通信技術的研究和應用。LTE無線通信技術是由3GPP組織制定的UMTS技術標準的演進，其主要是將頻分多址OFDM/FDMA應用在空間接口方面，通過采用MIMO技術，提升數據量傳輸效率，相對于傳統無線通信網絡具有明顯的優勢。針對物聯網的窄帶LTE可進一步加強網絡覆蓋能力，降低系統復雜度，增強電池續航能力，提高網絡覆蓋密度。如今我國已經逐漸實現全民4G網絡模式，窄帶LTE無線通信技術也已經融入到4G網絡的研究中，將為物聯網提供廣域、高效、海量的有力支撐。

4　LTE無線通信技術融合物聯網技術中的展望

雖然近年來我國通信行業發展速度較快，但隨著電信業務逐漸飽和，如今我國移動、電信、聯通等三大運營商發展遇到了瓶頸，如何將電信業務發展到更多的領域，成為運營商考慮的重要問題。而物聯網技術需要依據網絡信息技術實現各項功能，LTE無線通信技術作為當前移動、電信、聯通等三大運營商主要通信和網絡技術，對于承載支撐萬物互聯有著先天優勢。如今，隨著標準的完善終結，我國三大運營商紛紛搶跑物聯網，聯通、電信先后宣布，2017年將實現NB-IOT網絡的商用，并針對物聯網終端的設置投入了大量的資金，以期利用物聯網掀起信息化浪潮。可以預見，隨著LTE無線通信技術與物聯網技術的日漸融合，能夠確保物聯網信息安全性、標準化、經濟性，從而推動物聯網的規模化發展，并促進其自身得到有效提升。

5　結束語

綜上所述，如今物聯網技術在人們生活中的多個領域得到廣泛應用，充分便利了人們的生活，而為了能夠促使物聯網技術進一步發展，并實現更多應用功能，則需要加強與LTE無線通信技術的融合。LTE無線通信技術能夠滿足物聯網技術廣域海量數據高效傳輸

的需求，能夠擴大物聯網應用規模，并提高物聯網信息的安全性和穩定性，具有重要的作用。

［1］李昊，胡興.LTE無線通信技術與物聯網技術的結合與發展［J］.郵電設計技術，2012，01:21-24.

［2］張莉萍.試分析物聯網技術和LTE無線通信技術的結合和發展［J］.電子世界，2016，01:68-69.

［3］楊華麗.談談LTE無線通信技術與物聯網技術的結合［J］.黑龍江科技信息，2016，13:185.

［4］劉赟宇，裴楊，劉賾宇.中國物聯網與TD-LTE技術融合與創新趨勢探討［J］.物聯網技術，2013，12:68-70.

［5］余翔，易丹丹.基于LTE技術的物聯網過載控制機制的研究［J］.通信技術，2014，01:50-54.

［6］陳一凡，張越，鄒陽，等.基于TD-LTE制式的物聯網結構［A］.中國通信學會無線及移動通信委員會.2012全國無線及移動通信學術大會論文集（上）［C］.中國通信學會無線及移動通信委員會，2012:3.

王倩（1982—），女，廣西桂林人，大學本科，工程師，研究方向：無線通信。