馮慶亮

（廣西聯(lián)正達(dá)通信技術(shù)有限公司，廣西 南寧 530007）

LTE無線通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中的應(yīng)用

馮慶亮

（廣西聯(lián)正達(dá)通信技術(shù)有限公司，廣西 南寧 530007）

隨著我國科技不斷升級進(jìn)步，無線通信技術(shù)在經(jīng)濟(jì)社會中發(fā)揮的作用越來越大，尤其是LTE無線通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用越來越受到重視。本文介紹LTE無線通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的應(yīng)用，提出LTE無線通信技術(shù)發(fā)展前景，以期為行業(yè)研究發(fā)展提供參考。

LTE技術(shù)；物聯(lián)網(wǎng)；云計算

隨著物聯(lián)網(wǎng)需求不斷增加，傳統(tǒng)的無線通訊網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，這就對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的領(lǐng)域、部署范圍等很多方面產(chǎn)生影響。云計算和無線通訊技術(shù)不斷進(jìn)步，新型端到端的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)將成為發(fā)展的趨勢，物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)將由無線通信網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)，并可以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)與移動通信的融合，而LET無線通信網(wǎng)絡(luò)就可能讓這一切實(shí)現(xiàn)。

作為3G的演進(jìn)技術(shù)，LTE無線通訊技術(shù)在帶寬20MHz頻譜情況下提供上行每秒86Mbit和下行每秒326Mbit的峰值速率，也正是由于LET無線通訊技術(shù)的巨大性能優(yōu)勢，使其成為現(xiàn)階段最熱的無線通信技術(shù)。隨著信道被正交頻分復(fù)用技術(shù)分為若干正交子信道，高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換為低速并行子數(shù)據(jù)流，調(diào)控到各個子信道傳輸，并借助二層調(diào)度器來調(diào)度無線資源，保證無線信道更高效、更靈活，對于高頻次、小數(shù)據(jù)包、常在線業(yè)務(wù)的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)非常適用，能夠有效解決在以WCDMA和GSM為代表的3G/2G技術(shù)對小數(shù)據(jù)包常在線業(yè)務(wù)必須保持固定帶寬的數(shù)據(jù)承載的問題，以及3G/2G技術(shù)在常在線業(yè)務(wù)的使用上頻譜極低的利用率問題。

1 云計算與物聯(lián)網(wǎng)概述

物聯(lián)網(wǎng)是借助紅外感應(yīng)器、激光掃描器、射頻識別及全球定位系統(tǒng)等各種信息傳感設(shè)備，依照相關(guān)協(xié)定，把互聯(lián)網(wǎng)與物品連接起來，實(shí)現(xiàn)信息通信和交換，完成物品的智能化定位、識別、監(jiān)控、跟蹤及管理等。物聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起來的，既突破了傳統(tǒng)傳感器僅能夠在本地開展自動化控制的局限性，又有效解決了現(xiàn)階段信息不對稱的問題，物聯(lián)網(wǎng)有效促進(jìn)了不同行業(yè)之間的相互協(xié)調(diào)及合作，促進(jìn)傳統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展與合作，實(shí)現(xiàn)質(zhì)的突破。

云計算在2006年第一次被提出，隨后很多機(jī)構(gòu)從不同的角度定義了云計算，現(xiàn)有云計算定義的核心思想是將大量用于網(wǎng)絡(luò)連接的資源及計算進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度和管理，形成一個資源池，并根據(jù)需要來為用戶提供服務(wù)。其中，云計算在維基百科的定義為：一種以互聯(lián)網(wǎng)的計算方式為基礎(chǔ)，借助互聯(lián)網(wǎng)上自治、異構(gòu)的服務(wù)來向企業(yè)及個人提供按需計取的軟件信息和計算。云計算在伯克利云計算白皮書的定義為：涉及了互聯(lián)網(wǎng)上各種服務(wù)形式的應(yīng)用及應(yīng)用所依托的數(shù)據(jù)中心的軟硬件設(shè)施，采取量入為出的形式向公眾提供的云稱為公共云，不向公眾開放的組織內(nèi)部數(shù)據(jù)中心的云為私有云。兩種定義有不一樣的側(cè)重，但從根本上分析，云計算是一種基于虛擬技術(shù)的新技術(shù)，以互聯(lián)網(wǎng)為載體，規(guī)模經(jīng)濟(jì)是云計算的重要驅(qū)動，由各種計算資源構(gòu)成的信息技術(shù)資源池是云計算的重要支撐，云計算是以用戶需求為根據(jù)，動態(tài)地向用戶提供可伸縮的、虛擬化的信息技術(shù)服務(wù)。云計算狀態(tài)下，各種類型的信息技術(shù)服務(wù)根據(jù)用戶需求規(guī)模及各種要求來為其動態(tài)地構(gòu)建信息技術(shù)服務(wù)，并完成后期的維護(hù)及運(yùn)營，而用戶支付費(fèi)用也是依照量入為出的方式來進(jìn)行的［1］。

現(xiàn)階段，云計算服務(wù)應(yīng)用越來越普遍，也有更多的企業(yè)能夠提供各種層次的云計算服務(wù)，還有一些企業(yè)能同時進(jìn)行軟件、平臺、設(shè)備等多層次的云計算服務(wù)，Google就是個例子，Google既能夠提供云計算軟件服務(wù)，又能夠提供云計算平臺服務(wù)。已經(jīng)有越來越多的企業(yè)開始在云計算方面尋找各種商業(yè)突破點(diǎn)。

2 物聯(lián)網(wǎng)特有的業(yè)務(wù)模型

隨著我國社會和經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)在我國社會中應(yīng)用越來越廣泛，發(fā)揮的作用也越來越大。在現(xiàn)實(shí)生活中，最主流的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)模塊中包括多種多樣的業(yè)務(wù)類型、數(shù)據(jù)包的頻率、描述、配置的范圍、移動性等。

物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)主要呈現(xiàn)高頻次、小數(shù)據(jù)包的特點(diǎn)。這一類業(yè)務(wù)在線的時間較長，和QQ等聊天軟件的功能相似度較高，通常會消耗很多的網(wǎng)絡(luò)資源，從而影響網(wǎng)絡(luò)的使用效率。隨著我國科技水平不斷提高，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在發(fā)展中遇到的問題多種多樣，這些問題嚴(yán)重阻礙了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展?，F(xiàn)在社會中，物聯(lián)網(wǎng)朝著更高的網(wǎng)絡(luò)頻次、更小的數(shù)據(jù)包及更多的在線事件發(fā)展，這些東西的發(fā)展對網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的增加帶來極大的不利影響，這時需要采取一定的優(yōu)化措施，采用傳統(tǒng)的優(yōu)化辦法存在一定的弊端，如效果差，同時很容易帶來信令風(fēng)暴問題，這些問題對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展極其不利。這個問題能否順利解決，直接制約著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。但是，隨著我國科技水平不斷發(fā)展，LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)一步結(jié)合，將對該問題的解決提供必要的支持，有利于我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展。

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

LTE的是英文單詞Long Term Evolution的簡稱，是一種長期的演進(jìn)技術(shù)，該技術(shù)在現(xiàn)在社會中發(fā)揮的作用越來越大，在數(shù)據(jù)傳輸效率及頻譜效率上具有顯著提升的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)多種頻段和寬帶分配，因而可以實(shí)現(xiàn)靈活地進(jìn)行頻譜分配。與傳統(tǒng)常規(guī)的無線通信技術(shù)相比，該技術(shù)在覆蓋面和系統(tǒng)容量方面得到了大幅度提升。此外，LTE系統(tǒng)還簡化了網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，這樣就會降低系統(tǒng)的復(fù)雜程度，在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸過程中會減少網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，同時也減少維護(hù)消耗成本。隨著我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展，在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展和延伸就成為物聯(lián)網(wǎng)，主要結(jié)合全球定位、紅外感應(yīng)、射頻識別、激光掃描等一些先進(jìn)技術(shù)，按照約定的協(xié)議實(shí)現(xiàn)物品之間的相互連接，從而實(shí)現(xiàn)信息的交換和傳輸，同時還可以實(shí)現(xiàn)定位、識別、監(jiān)控及跟蹤等多種功能。

因而，如果將LTE無線通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相互結(jié)合起來，就可以充分發(fā)揮兩者的優(yōu)點(diǎn)，對促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和LTE無線通信技術(shù)相結(jié)合，不僅可以解決物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)模型中存在的各種網(wǎng)絡(luò)資源浪費(fèi)問題，還可以實(shí)現(xiàn)推進(jìn)兩者共同發(fā)展的目的。下文筆者將從不同角度分析物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和LTE無線通信技術(shù)相互結(jié)合。從LTE無線通信技術(shù)角度技能型分析，該技術(shù)可以作為一種新型的通信技術(shù)，和傳統(tǒng)的通信技術(shù)相比，該技術(shù)具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，在很多方面得到了極大的提升，如系統(tǒng)的容量及覆蓋范圍，其終端設(shè)備在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和LTE無線通信就在結(jié)合及創(chuàng)新發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。因而，通過對LTE技術(shù)終端設(shè)備的推廣，實(shí)現(xiàn)該終端的普及，對促進(jìn)我國通信技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。與此同時，隨著我國信息化水平越來越高，我國信息技術(shù)也在快速發(fā)展，在這種先進(jìn)技術(shù)的帶動下，物聯(lián)網(wǎng)中的信息數(shù)量也在迅速增加，信息的種類也出現(xiàn)了一些較大的變化，呈現(xiàn)出多樣化的特點(diǎn)，因而數(shù)據(jù)分析的數(shù)量也隨之增長；不僅如此，隨著不同系統(tǒng)及異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間數(shù)據(jù)融合問題越來越嚴(yán)重，數(shù)據(jù)信息的整合處理也越來越多，這就在很大程度上影響了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展。在這種背景下，實(shí)現(xiàn)LTE無線通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相互結(jié)合，可以有效解決上述存在的問題，同時還可以實(shí)現(xiàn)保證數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量和提升數(shù)據(jù)處理效率的目的，進(jìn)而促進(jìn)我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展，從而促進(jìn)我國社會信息技術(shù)快速提升。

基于物聯(lián)網(wǎng)感知層面角度分析，LTE終端在我國信息化社會中發(fā)揮的作用越來越大，該終端在LTE射頻的識別、定位系統(tǒng)、天線等方面發(fā)揮的作用越來越大，因而需要提高對LTE終端研究的重視程度。從物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層面進(jìn)行分析，隨著我國科技水平不斷提升，通信技術(shù)的應(yīng)用范圍也越來越大，通信技術(shù)在我國社會中發(fā)揮的作用越來越大，現(xiàn)階段的通信技術(shù)包括WiFi、3G、4G及有線網(wǎng)絡(luò)等，對此，LTE終端設(shè)備發(fā)揮著重要的作用，在LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)合方面，提升網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸速度?；谖锫?lián)網(wǎng)應(yīng)用角度分析，LTE無線通信技術(shù)的引用可以增強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)在存儲方面的功能，在數(shù)據(jù)的存儲及處理方面的能力也將大大提升，同時還可以滿足智能分析、數(shù)據(jù)挖掘等方面的需求。因此，云計算在物聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮的作用越來越大，可以有效解決上述存在的問題。

結(jié)合上文所寫可以得出，隨著我國信息技術(shù)快速發(fā)展，我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和LTE無線通信技術(shù)也在快速發(fā)展。在現(xiàn)在的技術(shù)條件下，在云計算中還存在一定的技術(shù)問題，要想解決這些存在的問題，需要推動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和LTE無線通信技術(shù)的發(fā)展，同時需要將這兩個方面有效結(jié)合起來，充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和LTE無線通信技術(shù)的各自優(yōu)點(diǎn)，提升數(shù)據(jù)傳輸效率和傳輸質(zhì)量，確保數(shù)據(jù)庫的可靠性和安全性。在上述基礎(chǔ)上，增強(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的便捷性，從而實(shí)現(xiàn)LTE終端與物聯(lián)網(wǎng)的信息共享。

4 LTE 無線通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的應(yīng)用與發(fā)展

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

隨著LTE無線通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展，要想將LTE無線無線通信技術(shù)高效地應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中，就應(yīng)該充分發(fā)揮局域網(wǎng)的作用，從而實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)控制器、傳感器等的相互疊加，同時還要將其與LTE無線通信進(jìn)行可靠性連接［2］。在上述情況下，利用局域網(wǎng)的作用，可以實(shí)現(xiàn)將物聯(lián)網(wǎng)中的存儲數(shù)據(jù)傳輸?shù)絃TE無線通信系統(tǒng)中。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包在物聯(lián)網(wǎng)中具有一些自身的特點(diǎn)，如頻率高、規(guī)模小等，在實(shí)際傳輸過程中，就會極大地增加無線網(wǎng)絡(luò)的壓力，因而需要采取必要的措施，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量和傳輸效率。

相較于傳統(tǒng)的通信技術(shù)，LTE無線通信技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中主要利用的是OFDM技術(shù)，通過該技術(shù)就可以改變一些巨大的信息傳輸信道，轉(zhuǎn)變?yōu)槿舾蓴?shù)量的小型信息傳輸信道，這樣可以極大地提高信息的傳輸效率和傳輸速度，在進(jìn)行轉(zhuǎn)換高速傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流過程中，通過層二調(diào)度器來實(shí)現(xiàn)管理和控制網(wǎng)絡(luò)資源的目的，從而實(shí)現(xiàn)LTE無線通信技術(shù)的高頻率小規(guī)模的數(shù)據(jù)可靠性傳輸。與此同時，在LTE無線通信系統(tǒng)中，采用的手段通常是被動釋放，因而缺乏較為主動的技術(shù)手段，這樣在實(shí)際傳輸過程中，如果一些信息無法進(jìn)行監(jiān)測，此時就不可能實(shí)現(xiàn)對鏈路進(jìn)行主動釋放，此時需要進(jìn)行一些其他的工作來實(shí)現(xiàn)其功能，如通過必要措施來告知核心網(wǎng)。

從核心網(wǎng)角度出發(fā)，還需要深入研究LTE無線通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，這種研究具有重要意義，可以極大地促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)在我國社會中發(fā)揮的作用，同時，對于提高LTE無線通信技術(shù)也發(fā)揮著重要作用［3］。例如，隨著我國科技水平不斷提高，我國手機(jī)的使用數(shù)量也在不斷增加，手機(jī)在人們的日常生產(chǎn)生活中發(fā)揮的作用也越來越大，而手機(jī)作為應(yīng)用最為廣泛的無線通信終端設(shè)備，可以快速實(shí)現(xiàn)人與人之間的信息溝通和共享，在經(jīng)過信息傳輸之后，需要構(gòu)建相應(yīng)的無線承載，這樣就可以向核心網(wǎng)進(jìn)行信息傳輸。在實(shí)際傳輸過程中，為了增強(qiáng)傳輸效果，需要構(gòu)建標(biāo)度指無線承載。

從接入網(wǎng)角度進(jìn)行分析，需要結(jié)合無線承載進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，確保數(shù)據(jù)傳輸過程中的資源共享，在整個過程中還可以提高配置的靈活性，同時還可以確保資源被充分利用。如在實(shí)際操作過程中，數(shù)據(jù)沒有顯示出來，此時系統(tǒng)就會自動進(jìn)入非連續(xù)的接收周期。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗而言，LTE技術(shù)就可以實(shí)現(xiàn)對這些參數(shù)的調(diào)整。

4.2 LTE無線通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的融合展望

盡管我國的通信行業(yè)在近些年有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，但是我國電信行業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展也不斷走向飽和，聯(lián)通、電信、移動這三大電信運(yùn)營商的發(fā)展也漸漸進(jìn)入瓶頸期，怎樣把我國的電信業(yè)務(wù)向更多的領(lǐng)域發(fā)展，已經(jīng)成為各個運(yùn)營商慎重考慮的問題。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是必須要借助網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的，而LTE無線通信技術(shù)是現(xiàn)階段我國三大電信運(yùn)營商運(yùn)營的重要網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)，是支撐萬物互聯(lián)實(shí)現(xiàn)的重要基礎(chǔ)。目前，物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不斷完善，聯(lián)通、移動、電信三大運(yùn)營商都致力于物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展，其中聯(lián)通和電信先后宣布NB-IOT網(wǎng)絡(luò)的商用將在2017年實(shí)現(xiàn)，且會在物聯(lián)網(wǎng)終端的設(shè)置方面大量投入資金，希望借助物聯(lián)網(wǎng)來掀起信息化浪潮。相信在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和LTE無線通信技術(shù)不斷成熟和融合過程中，物聯(lián)網(wǎng)信息的經(jīng)濟(jì)性、標(biāo)準(zhǔn)化及安全性會有更好的保證，有效推動物聯(lián)網(wǎng)規(guī)?；l(fā)展。

5 結(jié)語

隨著我國科技水平不斷提升，我國現(xiàn)代信息技術(shù)也在迅速發(fā)展，同時也推動了我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展。LTE無線通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了快速發(fā)展，LTE無線通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的作用越來越大，實(shí)現(xiàn)LTE無線通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相互結(jié)合，對于促進(jìn)我國信息技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要。

［1］馮一珂.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展歷程［J］.信息與電腦（理論版），2016（15）：166-167.

［2］趙然.LTE關(guān)鍵技術(shù)原理及其應(yīng)用探討［J］.郵電設(shè)計技術(shù)，2012（2）：21-26.

［3］李鵬程.試析LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合［J］.科技視界，2015（8）：66.

Application of LTE Wireless Communication Technology in the Internet of Things

Feng Qingliang
（Guangxi Zhengda Communication TechnologyCo.,Ltd.，Nanning Guangxi 530007）

With the continuous upgrading and progress of China's science and technology,wireless communication technology plays an increasingly important role in the economic society,especially the application of LTE wireless communication technology in the Internet of things,more and more attention.This paper introduced the application of LTE wireless communication technology in the Internet of things,and put forward the development prospect of LTE wireless communication technology,which will provide reference for the research and development of the industry.

LTE technology；Internet of things；cloud computing

TN929.5；TP391.44

A

1003-5168（2017）05-0038-03

2017-04-15

馮慶亮（1981-），男，本科，工程師，研究方向：計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信。