陳文雄

摘 要：物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的大背景是國(guó)內(nèi)移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)完成第四代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，第五代移動(dòng)通信技術(shù)在部分城市商用。隨著國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域新需求的不斷提出，對(duì)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的融合應(yīng)用提出了新的要求，這不僅僅會(huì)影響到移動(dòng)通信行業(yè)的發(fā)展方向，同時(shí)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用拓展和升級(jí)產(chǎn)生了及其重大的推動(dòng)作用。將無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)積極應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)之中，特別是四代、五代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)承載的移動(dòng)通信技術(shù)將在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中發(fā)揮更加明顯的推動(dòng)作用。本文主要是從物聯(lián)網(wǎng)的基本情況入手，針對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的有效應(yīng)用進(jìn)行舉例分析和說(shuō)明。

關(guān)鍵詞：第四代通信技術(shù)；第五代通信技術(shù)；NB-Iot；物聯(lián)網(wǎng)；應(yīng)用平臺(tái)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）10-0040-01

物聯(lián)網(wǎng)在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域很多，主要由終端、平臺(tái)和傳輸路由組成。其中終端對(duì)移動(dòng)性的要求非常高。隨著第四代網(wǎng)絡(luò)NB-Iot、FDD部分的建設(shè)及覆蓋率不斷上升，物聯(lián)網(wǎng)的傳輸路由得到解放，物聯(lián)網(wǎng)終端的接入數(shù)量呈現(xiàn)爆炸性增長(zhǎng)，未來(lái)第五代通信技術(shù)再現(xiàn)有終端接入量級(jí)及速度又得到提高，將為物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展奠定了更加堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第四代、第五代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展具有明顯的促進(jìn)作用。

1 物聯(lián)網(wǎng)的基本情況

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of things（IoT））的概念很容易理解。顧名思義就是將物體連接起來(lái)的互聯(lián)網(wǎng)。早期無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)解決了將人連接起來(lái)的問(wèn)題，與此同時(shí)，部分早期的物聯(lián)網(wǎng)也借助無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)、GPS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。早期的通信網(wǎng)絡(luò)解決了部分GPS網(wǎng)絡(luò)無(wú)線(xiàn)解決的定位問(wèn)題，比如室內(nèi)定位。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用終端集成的技術(shù)如下：感應(yīng)器技術(shù)、RFID技術(shù)、GPS全球定位系統(tǒng)、傳感技術(shù)等等。主要的功能是實(shí)現(xiàn)時(shí)空管理應(yīng)用：任何物體在一定的時(shí)間內(nèi)處于一定的空間狀態(tài)，對(duì)該物體的時(shí)空狀態(tài)進(jìn)行管理，就形成了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

物聯(lián)網(wǎng)早期應(yīng)用形態(tài)，早期物聯(lián)網(wǎng)接入終端由于無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的限制如GPRS接入，終端的接入數(shù)量和通信速度有限。導(dǎo)致應(yīng)用受到比較大的限制。接入終端的數(shù)量是如何影響物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，我們可以舉一個(gè)例子：智能家居應(yīng)用。我們家里，如果看的見(jiàn)的所有東西比如電視、桌子、椅子、鍋、洗衣機(jī)、空調(diào)等等都可以聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)，那么智能家居的應(yīng)用將可以無(wú)限制的擴(kuò)展，未來(lái)達(dá)到用說(shuō)話(huà)就可以操控家里所有可見(jiàn)物品的應(yīng)用也能實(shí)現(xiàn)。接入終端的通信速度對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用影響更大，快速的通信速度，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)接入物體的實(shí)時(shí)信息交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)接入物體的快速?gòu)?fù)雜控制，為物聯(lián)網(wǎng)高級(jí)應(yīng)用提供可能。

2 第四代、五代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用情況

2.1 第四代、五代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的相關(guān)情況

2.1.1 第四代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)

第四代無(wú)線(xiàn)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)，擁有的高數(shù)據(jù)傳輸速度，在20MHz帶寬下，理論峰值速率可以達(dá)到上行50兆（mbps），下行100兆（mbps）。包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式。目前大部分LTE網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，語(yǔ)音會(huì)回退到GSM網(wǎng)絡(luò)，VoLTE的發(fā)展，語(yǔ)音也將走LTE網(wǎng)絡(luò)。2017年下半年，運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始部分為物聯(lián)網(wǎng)準(zhǔn)備的NB-Iot網(wǎng)絡(luò)，NB-Iot是窄帶物聯(lián)網(wǎng)，只消耗180KHz的帶寬，可以在運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)及第四代網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)行部署，為移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商大規(guī)模介入物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)奠定基礎(chǔ)。

2.1.2 第五代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)

第五代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)，解決的是不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)流量問(wèn)題，密集異構(gòu)部署、理論傳輸速度比第四代網(wǎng)絡(luò)快十倍、百倍。整部1080P高清晰媒體可在1秒之內(nèi)完成下載。第五代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)應(yīng)用D2D通信、大規(guī)模MIMO等技術(shù)，目前已經(jīng)在國(guó)內(nèi)13個(gè)城市建設(shè)試驗(yàn)網(wǎng)，大規(guī)模商業(yè)預(yù)估時(shí)間在2020年。第五代通信技術(shù)將打破應(yīng)用終端的接入數(shù)量和通信速度的限制，傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒌玫缴?jí)、新的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用將不斷被催生。

2.2 第四代、五代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的實(shí)踐探討

2.2.1 移動(dòng)通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的融合應(yīng)用探討：窄帶物聯(lián)網(wǎng)

2017年下半年，運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始部分為物聯(lián)網(wǎng)準(zhǔn)備的NB-Iot網(wǎng)絡(luò)，NB-Iot是窄帶物聯(lián)網(wǎng)，只消耗180KHz的帶寬。3GPP窄帶物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)是3GPP定義的一種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)覆蓋，覆蓋成本、設(shè)備功耗較低?？梢栽谶\(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)及第四代網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)行部署，為移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商大規(guī)模介入物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)奠定基礎(chǔ)。窄帶物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)方案，如圖1所示。

NB-IoT能夠在物聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮作用，主要是集中在了基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)以及移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)兩個(gè)方面。第一，移動(dòng)通信終端，是物聯(lián)網(wǎng)信息接入中的重要終端設(shè)備，能夠跟隨著網(wǎng)絡(luò)信息節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)而發(fā)生移動(dòng)，這期間的信息節(jié)點(diǎn)以及網(wǎng)絡(luò)通信并不會(huì)受到地點(diǎn)和時(shí)間方面的限制，能夠發(fā)揮更加直接有效的作用。第二，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)信息管理平臺(tái)，能夠針對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、系統(tǒng)運(yùn)行以及具體的用戶(hù)業(yè)務(wù)等方面情況進(jìn)行良好的、有效的維護(hù)和管理，這樣能夠提升網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)本身運(yùn)行的安全性、可靠性，更加增強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行效果。

2.2.2 無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供統(tǒng)一平臺(tái)

當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀是在各行各業(yè)都存在一些各自獨(dú)立的平臺(tái)。比如交通運(yùn)輸就有交通運(yùn)輸?shù)膽?yīng)用平臺(tái)，某個(gè)公司會(huì)為各個(gè)運(yùn)輸企業(yè)單獨(dú)建立平臺(tái)，比如，廣州公交公司。會(huì)有一個(gè)廣州公交公司的應(yīng)用平臺(tái)，公交公司的公交車(chē)上面轉(zhuǎn)了終端，終端采集的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)焦还镜膽?yīng)用平臺(tái)。廣州某某長(zhǎng)途運(yùn)輸公司呢，也會(huì)建設(shè)一個(gè)類(lèi)似的平臺(tái)?？梢钥闯鲭m然是同樣的運(yùn)輸行業(yè)，應(yīng)用類(lèi)似但已經(jīng)存在各種各樣的應(yīng)用平臺(tái)和終端。明顯存在了重復(fù)建設(shè)和資源浪費(fèi)，應(yīng)用場(chǎng)景小。

像智慧城市這樣大的應(yīng)用場(chǎng)景需要一個(gè)時(shí)空連接的統(tǒng)一框架，需要構(gòu)建一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)。而第四代、第五代通信技術(shù)恰恰就能夠提供統(tǒng)一的應(yīng)用基礎(chǔ)平臺(tái)和基礎(chǔ)管理平臺(tái)。城市中的各種應(yīng)用可以通過(guò)電信運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一連接，在可見(jiàn)的未來(lái)，通信運(yùn)營(yíng)商將建設(shè)統(tǒng)一的時(shí)空運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，而各個(gè)行業(yè)各個(gè)場(chǎng)景的應(yīng)用將像云計(jì)算的一個(gè)實(shí)例一樣運(yùn)行在運(yùn)營(yíng)商統(tǒng)一提供的平臺(tái)上?；蛘邔?huì)產(chǎn)生一批有實(shí)習(xí)的平臺(tái)公司，借助電信運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行運(yùn)營(yíng)。達(dá)到資源的有效利用。

2.3 第四代、五代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)分析

物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用就是時(shí)空的組織應(yīng)用?，F(xiàn)階段，無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的覆蓋廣、速率越來(lái)越高，受到空間和時(shí)間限制方面越來(lái)越小，未來(lái)第五代無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)速率更快，傳輸時(shí)延更短，支持接入物體更多、可靠性更高，能為物聯(lián)網(wǎng)提供強(qiáng)大的推動(dòng)能力。將第四代、五代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)積極應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)之中，能夠發(fā)揮無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)通信設(shè)施的平臺(tái)作用，發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)終端的接入數(shù)量、速率優(yōu)勢(shì)。未來(lái)的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)將是人、物的時(shí)空高度融合。

3 結(jié)語(yǔ)

第五代通信技術(shù)將打破應(yīng)用終端的接入數(shù)量和通信速度的限制，傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒌玫缴?jí)、新的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用將不斷被催生。將第四代、五代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)積極應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)之中，能夠發(fā)揮無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)通信設(shè)施的平臺(tái)作用，發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)終端的接入數(shù)量、速率優(yōu)勢(shì)。未來(lái)的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)將是人、物的時(shí)空高度融合。不斷發(fā)揮無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供更有效率、更快速的統(tǒng)一平臺(tái)。

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