LTE無線通信技術(shù)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐與發(fā)展研究

張春遠(yuǎn)

廣東海格怡創(chuàng)科技有限公司，廣東 廣州 510000

LTE無線通信技術(shù)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐與發(fā)展研究

張春遠(yuǎn)

廣東海格怡創(chuàng)科技有限公司，廣東 廣州 510000

隨著科技的進(jìn)步，信息智能化生活模式逐漸受到人們的關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)智能化生活模式的方式之一，如何保證物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)廣域、高效、快捷的應(yīng)用成為人們考慮的重要問題。LTE無線通信技術(shù)作為當(dāng)前移動(dòng)、電信、聯(lián)通三大國內(nèi)運(yùn)營商的主要通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其覆蓋面廣、連接數(shù)大、移動(dòng)性強(qiáng)、高速穩(wěn)定，將為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展提供無處不在、無時(shí)不在、安全高效的強(qiáng)大連接支撐。基于此，就LTE無線通信技術(shù)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支撐與發(fā)展進(jìn)行了探討。

LTE無線通信技術(shù)；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；支撐；發(fā)展

1 LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

LTE是Long Term Evolution的簡稱，指長期演進(jìn)技術(shù)，其是由第三代合作伙伴計(jì)劃（3rdGeneration Partnership Project，3GPP）組織制定的通用移動(dòng)通信系統(tǒng)（Universal Mobile Telecommunications System，UMTS）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)而來，融合了許多全新的信息技術(shù)，如多入多出（Multi-Input And Multi-Output，MIMO）技術(shù)、正交頻分復(fù)用技術(shù)（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）等，在頻譜效率以及數(shù)據(jù)傳輸速率方面有著非常顯著的提升，支持多種寬帶分配和頻段，因此可以更加靈活地進(jìn)行頻譜分配，相比較常規(guī)無線通信技術(shù)，在系統(tǒng)容量和覆蓋面上同樣有著巨大的提升。不僅如此，LTE系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行了簡化，進(jìn)一步縮減了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，可以利用更少的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)完成各種數(shù)據(jù)傳輸需求，系統(tǒng)延時(shí)不僅得到了控制，在網(wǎng)絡(luò)部署和維護(hù)中消耗的成本也更少[1]。物聯(lián)網(wǎng)可以說是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的一種延伸和拓展，主要是結(jié)合紅外感應(yīng)、全球定位、激光掃描以及射頻識(shí)別等技術(shù)，依照約定協(xié)議實(shí)現(xiàn)物品與物品的相互連接，能夠完成信息的傳輸和交換以及識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控等功能。物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵可以從兩個(gè)方面理解：一方面，物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，只是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了功能性的拓展；另一方面，依照相關(guān)原則，物聯(lián)網(wǎng)用戶可以實(shí)現(xiàn)任何物品之間的相互交換[2]。

在不斷地發(fā)展演進(jìn)過程中，物聯(lián)網(wǎng)形成了針對(duì)各種業(yè)務(wù)的特殊數(shù)據(jù)模型，這些數(shù)據(jù)模型屬于高頻率、小規(guī)模的業(yè)務(wù)類型，與QQ等軟件類似，屬于一種常常在線的業(yè)務(wù)，可以滿足用戶的個(gè)性化需求。不過在實(shí)際應(yīng)用中，這種小型的業(yè)務(wù)模型會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)資源的浪費(fèi)，影響網(wǎng)絡(luò)利用率，也因此成了阻礙物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵性問題。在這種情況下，引入 LTE無線通信技術(shù)，可以為物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的穩(wěn)定發(fā)展提供良好的技術(shù)支持，具有非常重要的長遠(yuǎn)意義[3]。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)業(yè)務(wù)類型

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過傳感器、控制器等設(shè)備，并以局域網(wǎng)為渠道，實(shí)現(xiàn)各個(gè)設(shè)備之間的連接和累加，隨后與LTE無線通信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的高效傳輸。LTE無線通信技術(shù)能夠?qū)⑼ㄟ^分解信息傳輸信道，使數(shù)據(jù)流能夠高效快速傳輸[4]。此外，LTE無線通信技術(shù)主要采取被動(dòng)釋放方式，因此對(duì)于沒有檢測到的信息不能夠主動(dòng)釋放，可以通過接收入網(wǎng)信息的方式釋放信息。根據(jù)對(duì)當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)主流數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)模型的分析，主要包括智能電表、智能零售、智能交通、遠(yuǎn)程醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測與調(diào)控、智能家居等，不同業(yè)務(wù)類型的描述、數(shù)據(jù)包頻率、數(shù)據(jù)包大小、終端密度（每平方公里M2M終端的數(shù)據(jù)）等均存在不同[5]。

3 LTE無線通信技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)提供有力支撐

原有物聯(lián)網(wǎng)通常使用Wi-Fi、藍(lán)牙和ZigBee等幾種主要的無線技術(shù)進(jìn)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(xué)校、商場等場所，傳輸距離非常有限，僅僅適合室內(nèi)環(huán)境使用。而物聯(lián)網(wǎng)面向的是一個(gè)廣袤的萬物互聯(lián)世界，這些技術(shù)暴露出越來越多的弊端[6]。

隨著智能城市、大數(shù)據(jù)時(shí)代的來臨，無線通信將實(shí)現(xiàn)萬物連接。物聯(lián)網(wǎng)中物品連接范圍和內(nèi)容的規(guī)模爆發(fā)，使得 Wi-Fi等傳統(tǒng)無線通信網(wǎng)絡(luò)難以滿足物聯(lián)網(wǎng)廣域、高數(shù)據(jù)量傳輸?shù)囊螅虼诵枰訌?qiáng)對(duì)高效無線通信技術(shù)的研究和應(yīng)用。LTE無線通信技術(shù)是由3GPP組織制定的UMTS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)，其主要是將頻分多址 OFDM/FDMA應(yīng)用在空間接口方面，通過采用MIMO技術(shù)，提升數(shù)據(jù)量傳輸效率，相對(duì)于傳統(tǒng)無線通信網(wǎng)絡(luò)具有明顯的優(yōu)勢[7]。針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的窄帶LTE可進(jìn)一步加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力，降低系統(tǒng)復(fù)雜度，增強(qiáng)電池續(xù)航能力，提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋密度。如今我國已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)全民4G網(wǎng)絡(luò)模式，窄帶LTE無線通信技術(shù)也已經(jīng)融入到 4G網(wǎng)絡(luò)的研究中，將為物聯(lián)網(wǎng)提供廣域、高效、海量的有力支撐[8]。

4 LTE無線通信技術(shù)融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的展望

雖然近年來我國通信行業(yè)發(fā)展速度較快，但隨著電信業(yè)務(wù)逐漸飽和，如今我國移動(dòng)、電信、聯(lián)通等三大運(yùn)營商發(fā)展遇到了瓶頸，如何將電信業(yè)務(wù)發(fā)展到更多的領(lǐng)域，成為運(yùn)營商考慮的重要問題[9]。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)需要依據(jù)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能，LTE無線通信技術(shù)作為當(dāng)前移動(dòng)、電信、聯(lián)通等三大運(yùn)營商主要通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)于承載支撐萬物互聯(lián)有著先天優(yōu)勢。如今，隨著標(biāo)準(zhǔn)的完善終結(jié)，我國三大運(yùn)營商紛紛搶跑物聯(lián)網(wǎng)，聯(lián)通、電信先后宣布，2017年將實(shí)現(xiàn)NB-IOT網(wǎng)絡(luò)的商用，并針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)終端的設(shè)置投入了大量的資金，以期利用物聯(lián)網(wǎng)掀起信息化浪潮。可以預(yù)見，隨著 LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日漸融合，能夠確保物聯(lián)網(wǎng)信息安全性、標(biāo)準(zhǔn)化、經(jīng)濟(jì)性，從而推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的規(guī)模化發(fā)展，并促進(jìn)其自身得到有效提升。

5 結(jié)束語

如今物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在人們生活中的多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，充分便利了人們的生活，而為了能夠促使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，并實(shí)現(xiàn)更多應(yīng)用功能，則需要加強(qiáng)與LTE無線通信技術(shù)的融合[10]。LTE無線通信技術(shù)能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣域海量數(shù)據(jù)高效傳輸?shù)男枨螅軌驍U(kuò)大物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用規(guī)模，并提高物聯(lián)網(wǎng)信息的安全性和穩(wěn)定性，具有重要的作用。

[1]李昊，胡興.LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合與發(fā)展[J].郵電設(shè)計(jì)技術(shù)，2012（1）：21-24.

[2]楊華麗.談?wù)?LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合[J].黑龍江科技信息，2016（13）：185.

[3]高毅.基于無線通信技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)思想與應(yīng)用策略研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（31）：111.

[4]黨燕，范杰.基于LTE的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)分析[J].科研，2016（8）：179.

[5]韓瀅，程剛，裴斐.LTE與物聯(lián)網(wǎng)的融合現(xiàn)狀和發(fā)展研究[J].移動(dòng)通信，2012，36（19）：34-37.

[6]石利萍.基于LTE技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)分析[J].硅谷，2013（8）：53.

[7]白華斌.物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比[J].中國多媒體通信，2013（8）：60-61.

[8]殷哲，孫宜軍.淺述 LTE技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的融合發(fā)展現(xiàn)狀研究[J].文摘版：工程技術(shù)，2015（20）：272.

[9]靳琦.基于LTE系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的研究與設(shè)計(jì)[J].信息與電腦：理論版，2014（11）：18.

[10]余翔，易丹丹.基于LTE技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)過載控制機(jī)制的研究[J].通信技術(shù)，2014（1）：50-54.

Research on the Support and Development of Internet of Things Technology Based on LTE Wireless Communication Technology

Zhang Chunyuan
Guangdong Haige iscreate Technology Co., Ltd., Guangdong Guangzhou 510000

With the development of science and technology, the intelligent life pattern of information has been paid more and more attention. As one of the ways to realize the intelligent life mode, the technology of Internet of things (IOT) is an important problem to ensure the wide area, high efficiency and fast application of the Internet of things. LTE wireless communication technology as the main communication, the current mobile telecom, China Unicom three telecom operators and network technology and its wide coverage, the number of connections, strong mobility, high stability, will provide the development of the Internet of things everywhere and at all times, safe and efficient Dalian strong support.Based on this, the paper discusses the support and development of Internet of things technology based on LTE wireless communication technology.

LTE wireless communication technology; Internet of Things; support; development

TN929.5

A

1009-6434（2017）3-0007-02