試析LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合

彭曉良,陳生海,丁建群

（懷化學(xué)院,湖南 懷化 418000）

試析LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合

彭曉良,陳生海,丁建群

（懷化學(xué)院,湖南 懷化 418000）

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相互融合已成為促進二者發(fā)展的不二法門，同時二者的結(jié)合也會給社會生產(chǎn)生活帶來前所未有的便利與快捷。本文針對LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合的一些問題展開了研究與思考，并針對二者的結(jié)合提出了幾點建議。

LTE無線通信技術(shù)；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；結(jié)合；智能

隨著我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，人們的生活水平也得到了普遍提高。將LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，能夠有效加快人和物之間、物和物之間的鏈接速度，使人們的生活方式發(fā)生革命性的變化，增強人們對智能社會的體驗與感受，推動社會各個方面的不斷進步。

1 LTE無線通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的應(yīng)用

LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合的過程中，由于物聯(lián)網(wǎng)要求通過自組織網(wǎng)絡(luò)等局域網(wǎng)絡(luò)將控制器與傳感器進行傳感器的疊加，在此基礎(chǔ)上將LTE無線通信作為網(wǎng)絡(luò)接入。由于業(yè)務(wù)包頻率高，規(guī)模小，而數(shù)據(jù)又非常龐大，所以在這整個傳輸過程中，無線網(wǎng)絡(luò)所需要應(yīng)對的挑戰(zhàn)是很巨大的。

將巨大的信息傳輸信道利用OFDM技術(shù)轉(zhuǎn)換成大量的小型信息再進行傳輸是LTE無線通信技術(shù)的工作原理。在LTE無線通信技術(shù)工作原理的基礎(chǔ)之上，利用層二調(diào)度器管理無線 資源，通過LTE無線通信技術(shù)將業(yè)務(wù)包進行成功的轉(zhuǎn)換。值得一提的是，LTE無線通信技術(shù)不能對沒有檢測到的信息進行主動的鏈路釋放，因為該項技術(shù)主要是被動釋放，只有在以其他方式通知核心網(wǎng)絡(luò)后或者在接收入網(wǎng)信息之后時，LTE無線通信技術(shù)的這一功能才能發(fā)揮作用。

在當(dāng)前的社會生活中，人們進行信息傳播、數(shù)據(jù)交換時常用的工作就是手機。與手機相似的無線通信設(shè)備在進行數(shù)據(jù)傳輸時主要利用的是無線承載，將主要數(shù)據(jù)通過NAS傳輸?shù)胶诵木W(wǎng)。在這一過程中，LTE系統(tǒng)并不會通過核心網(wǎng)絡(luò)，核心網(wǎng)的釋放都是在UE接收到NAS的信息通知，或者接收到了接入網(wǎng)信息之后。從接入網(wǎng)角度而言，要想提高配置效率，就需要規(guī)范設(shè)置新接入網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，這一點可以參考核心網(wǎng)的QCI參數(shù)，共享用戶的數(shù)據(jù)傳輸資源，使資源配置實現(xiàn)最大化的利用。

2 LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合基礎(chǔ)

智能家居、環(huán)境監(jiān)測與調(diào)控、遠程醫(yī)療、智能交通、智能零售等都是物聯(lián)網(wǎng)的主流數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)類型，物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、類似QQ的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等也是一種常在線業(yè)務(wù)，這些業(yè)務(wù)都存在影響網(wǎng)絡(luò)效率、易造成信令風(fēng)暴的弊端。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化與解決方法是難以應(yīng)對巨大的數(shù)據(jù)負荷的，勢必會擴大信令風(fēng)暴問題。而LTE技術(shù)的應(yīng)用能夠很好的緩解這些問題。LTE技術(shù)利用正交頻分復(fù)用技術(shù)把高速數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成并行低速子數(shù)據(jù)流，并將其調(diào)制到由信道分為的若干個正交子信道上進行傳輸，對無線資源利用層二度調(diào)度器進行動態(tài)調(diào)度，從而實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的常在線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

與之前的無線通信技術(shù)相比，通信速率提高和空中接入增強是LTE無線通信技術(shù)比較顯著的兩個優(yōu)勢。具體的講，LTE無線通信技術(shù)的高峰值速率能夠達到100Mbit/s，可以提供共同提高與改變、相互影響、不斷磨合的過程。LTE無線通信技術(shù)在20MHz頻譜帶寬下的上行是正交頻分復(fù)用，下行是正交頻分多址，與MIMO技術(shù)進行網(wǎng)絡(luò)無線路演標(biāo)準，可以有效將系統(tǒng)延遲推后，讓容量加大，能夠讓邊緣用戶等一些小區(qū)用戶的使用更加便利與通暢。

而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在我國也是一項新興的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，即通過相應(yīng)的規(guī)則，利用激光、射頻識別和GPS等手段，把互聯(lián)網(wǎng)與物品鏈接起來，通過聯(lián)系與傳輸數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對追蹤目標(biāo)的準確識別、監(jiān)控與定位。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有非常廣闊的發(fā)展前景，但也存在一些弊端。當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)所采用的模型都有頻率高、內(nèi)存小的缺點，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展常常受到信息利用率低，網(wǎng)絡(luò)資源浪費嚴重等問題的制約，除此之外，各類異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)與多個系統(tǒng)間數(shù)據(jù)整合優(yōu)化也都在技術(shù)上受到阻礙，將LTE無線通信技術(shù)應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)，將會有效的緩解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的這一尷尬局面，更好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的合理化與高效化，而且兩種技術(shù)的融合不單單對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對LTE無線通信技術(shù)的發(fā)展而言也會起到強有力的推動作用。

在將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與LTE無線通信技術(shù)相結(jié)合時，我們需要重點思考以下幾個問題。

第一，怎樣使傳輸更加穩(wěn)定。要想讓物聯(lián)網(wǎng)用戶擁有較好的使用體驗，即增強物聯(lián)網(wǎng)的使用有效性，就需要保障LTE無線通信技術(shù)的穩(wěn)定性。為了實現(xiàn)這一要求，不僅需要對當(dāng)?shù)氐奶厥猸h(huán)境和天氣環(huán)境等對LTE無線通信技術(shù)可能造成的影響進行排查與降低外，還需要不斷提高技術(shù)，減少LTE無線通信技術(shù)對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的消極影響，使LTE無線通信技術(shù)的適應(yīng)性得到豐富與加強。以物聯(lián)網(wǎng)在物流供應(yīng)鏈中的應(yīng)用為例，服務(wù)、銷售、配送、加工、流通、運輸、搬運、裝卸以及包裝、存儲、采購等都是供應(yīng)鏈上的重要環(huán)節(jié)，在實際應(yīng)用中必須實時掌握各個環(huán)節(jié)如資金流、物流、商流的的精確信息。

第二，怎樣實現(xiàn)有效覆蓋。物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備需要嚴格按照標(biāo)準使其功耗與穩(wěn)定性都符合指標(biāo)要求，因為就目前市場數(shù)據(jù)的反饋來看，終端具有非常巨大的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和非常廣泛的數(shù)據(jù)分布，因此LTE無線通信技術(shù)必須盡可能的擴大覆蓋范圍，為了及時掌控現(xiàn)場的第一手數(shù)據(jù)，就算是無人區(qū)域也需要被覆蓋。另外，為了方便物聯(lián)網(wǎng)的覆蓋于推廣，還需要選擇比較簡單和大小適中的設(shè)備，LTE無線通信技術(shù)也需要便于維護、運行與部署。

第三，怎樣推動社會的進步。LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合對社會進步的助推力是非常巨大的，然而如何擴大技術(shù)結(jié)合的影響力還是需要引起我們進一步思考的。例如，我們需要想辦法使物聯(lián)網(wǎng)與LTE無線通信技術(shù)的智能性得到進一步的提高，改變現(xiàn)下人們的日常生活，使智能深入到日常生活的方方面面，爭取衍生出更多新的行業(yè)。同時對于LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的安全性也是需要我們加強研究的，要使人們傳統(tǒng)的消費觀念得到改變，盡可能方便人們的生活與出現(xiàn)，就需要加快無紙化貨幣的流通，在全社會對電子貨幣系統(tǒng)進行推廣，而這一切都需要在保障LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的安全性前提下進行。

3 LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合建議

（1）建立國家智力水電網(wǎng)。要對端口接入進行簡化，對覆蓋端進行細化，安裝使用智能電表、水表，開展實時抄表服務(wù)，完成對客戶的現(xiàn)場服務(wù)，并將全部數(shù)據(jù)匯集到互聯(lián)網(wǎng)的終端平臺上，要建設(shè)集成化監(jiān)控管理系統(tǒng)，以便于全面準確的分析國家水電的使用流向，通過對相關(guān)大數(shù)據(jù)的分析，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，從而有依據(jù)的提出指導(dǎo)意見與建議，強化與完善國家水電設(shè)施。

（2）建立智慧城市系統(tǒng)。利用LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在全城范圍內(nèi)建立網(wǎng)聯(lián)，將城市的每一個角落盡收眼底。建立與完善城市場景智慧監(jiān)控模式，做到無論是地下的隧道、地鐵和下水道等城市的基礎(chǔ)指標(biāo)，還是地面上的路燈、道路、樹木、建筑等建筑管理指標(biāo)以及天空中的濕度、污染指數(shù)、空氣質(zhì)量等大氣數(shù)據(jù)指標(biāo)，都處于詳細準確的反饋與監(jiān)控系統(tǒng)之中，從而構(gòu)建文明和諧的、高效節(jié)能的和綠色安全的智慧城市。

（3）建立現(xiàn)代智能家庭。隨著社會的快速發(fā)展，人們的生活水平也在日益提高，家庭生活的智能化發(fā)展趨勢越來越顯現(xiàn)出來。在未來，通過LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合，要實現(xiàn)家內(nèi)所有物品之間都能與無線通信技術(shù)相聯(lián)系。要強化智能服務(wù)理念，不僅要實現(xiàn)遠程的使用、管理與操作，還要最大限度的方便用戶的生活，要讓平臺數(shù)據(jù)在整合后提供更多更好的方案讓用戶按照自己的喜好和意愿自主選擇。另外，要結(jié)合我國的實際國情，打造具有中國特色的智能家庭產(chǎn)業(yè)集群，努力帶動相關(guān)新興產(chǎn)業(yè)的建設(shè)，并不斷完善與提高以我國自主知識產(chǎn)權(quán)為主體的行業(yè)標(biāo)準。

（4）建立智能網(wǎng)聯(lián)汽車。智能化對人們生活方式的影響是日新月異的，在未來智能汽車將會受到越來越多用戶的青睞，建立智能網(wǎng)聯(lián)汽車能讓更多人體會到智能聯(lián)網(wǎng)所到來的方便與快捷。對于私人車輛，可以建立共享平臺，降低用戶使用費用和投資投入，對平臺系統(tǒng)盡可能的合理公用。對于公共交通，針對不同的道路條件，利用電纜、天線等方式，建設(shè)無線覆蓋方案，保障車輛行駛的安全性與穩(wěn)定性，使系統(tǒng)在各個路段都能正常運行。另外，為了提高車輛高速運行時數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行耘c穩(wěn)定性，還需要建立車輛高速移動狀態(tài)下的數(shù)據(jù)算法庫和無線數(shù)據(jù)抗干擾網(wǎng)絡(luò)。

綜上所述，LTE無線通信技術(shù)具有傳播速度快，信息傳播量大的特點，將其與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合并應(yīng)用于實際生產(chǎn)生活中，能夠在促進雙方技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的基礎(chǔ)上，推動社會現(xiàn)代化發(fā)展，使人們的日常生活更加便捷，從而讓生活品質(zhì)得到無限提高。

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[3]李昊 .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)計技術(shù),2016.

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.01.099

彭曉良（1973-）,男,河南南陽人,碩士研究生,高級工程師,主要研究方向：高速數(shù)據(jù)傳輸。