趙波 許朝蕾

【摘?要】隨著無線通訊發(fā)展速度，全球無線通訊，發(fā)展得如火如荼，人們對于行動通訊、影音傳輸或終端應用的需求日與俱增，所到之處網(wǎng)絡無所不在，因此即便4G還再持續(xù)擴展布建時， 5G的時代已經(jīng)到來，無線蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已成為必然趨勢。

【關鍵詞】5G;物聯(lián)網(wǎng)

Wireless cellular internet of things

Zhao Bo，Xu Zhao-lei

（Tianyuan Ruixin Communication Technology Co.， Ltd?Xi'an?Shanxi?710000）

【Abstract】With the rapid development of wireless communication， global wireless communication has been in full swing. People's demand for mobile communication， audio and video transmission or terminal applications has increased day by day. The network is everywhere， so even if 4G continues to expand， The era of 5G has arrived， and the development of wireless cellular Internet of Things has become an inevitable trend.

【Key words】5G;Internet of Things

1. 引言

現(xiàn)如今移動通信正在從人和人的連接，向人與物以及物與物的連接邁進，萬物互聯(lián)是必然趨勢。然而當前的4G網(wǎng)絡在物與物連接上能力不足。事實上，相比藍牙、 ZigBee等短距離通信技術，移動蜂窩網(wǎng)絡具備廣覆蓋、可移動以及大連接數(shù)等特性，能夠帶來更加豐富的應用場景，理應成為物聯(lián)網(wǎng)的主要連接技術。作為LTE的演進型技術，4.5G除了具有高達

1Gbps的峰值速率，還意味著基于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的更多連接數(shù)，支持海量M2M連接以及更低

時延，將助推高清視頻、 VOLTE以及物聯(lián)網(wǎng)等應用快速普及。蜂窩物聯(lián)網(wǎng)正在開啟一個前所未有的廣闊市場。對于電信運營商而言，車聯(lián)網(wǎng)、智慧醫(yī)療、智能家居等物聯(lián)網(wǎng)應用將產(chǎn)生海量連接遠遠超過人與人之間的通信需求。

2. 蜂窩物聯(lián)網(wǎng)概述及發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術的重要組成部分，也是“信息化”時代的重要發(fā)展階段。物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)，這有兩層意思：其一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上的延伸和擴展的網(wǎng)絡：其二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信，也就是物物相息。物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知、識別技術與普適計算等通信感知技術，廣泛應用于網(wǎng)絡的融合中，也因此被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。所謂蜂窩物聯(lián)網(wǎng)，就是蜂窩移動通信網(wǎng)+物聯(lián)網(wǎng)相結合的發(fā)展產(chǎn)物，為物與物之間的通信提供更好的網(wǎng)絡覆蓋，支持更多聯(lián)接，以及更低的終端功耗，從而滿足行業(yè)，公共，個人，家庭等領域的應用，例如水電燃氣的抄表，市政的路燈和垃圾管理，畜牧養(yǎng)殖灌溉，以及環(huán)境監(jiān)測等等（見圖1）。

3. 無線蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術

為了適應物聯(lián)網(wǎng)應用需求的發(fā)展，3GPP、EISI等國際標準組織加快通信系統(tǒng)標準的制定和前沿技術研究，滿足運營商的商用需求?；诜涓C絡的物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術研究按照應用場景，可以劃分為兩大類。一類為滿足低速、大連接、廣覆蓋要求的窄帶蜂窩網(wǎng)絡技術及增強方案;另一類為滿足高速、低時延、大連接、廣覆蓋要求的寬帶蜂窩網(wǎng)絡技術及增強方案。第一類窄帶技術方案，針對速率為100～200bit/s的M2M業(yè)務，滿足大連接和覆蓋能力等特殊要求;第二類寬帶技術方案，主要是基于3G/4G技術方案增強功能，在滿足基本速率為1Mbit/s M2M業(yè)務要求的同時，滿足M2M連接數(shù)量和覆蓋等特殊要求。

3.1?窄帶M2M關鍵技術及解決方案。

3.1.1?窄帶M2M關鍵技術指標。

3.1.1.1?窄帶M2M解決方案主要支持1T1R的M2M終端，在網(wǎng)絡架構設計方面要滿足重用現(xiàn)有核心網(wǎng)架構，降低終端能耗;支持短消息業(yè)務、IP業(yè)務;能夠支持終端自動小區(qū)選擇/重選的移動性功能;能夠復用Gb接口或S1接口方案。

3.1.1.2?窄帶M2M解決方案，支持的典型部署場景要求如表1：

3.1.1.3?下行鏈路預算指標為：Lmax=Px-（Pd+Rj）+Gj （1）

式中：Lmax為最大耦合損耗（MCL），Px為發(fā)射功率，Pd為等效噪聲功率，Rj為目標接受噪音比，Gj為接收機處理增益。

Pd=Md+Nj+Mg+10lgWx （2）

式中：Md為底噪功率譜密度， Nj為接收機噪聲系數(shù)， Mg為干擾余量， Wx為下行接受帶寬。

3.1.1.4?根據(jù)經(jīng)驗參數(shù)，經(jīng)計算得出GPRS下行鏈路的最大耦合損耗為149.0dB。為了滿足靜止和低速場景的M2M下行覆蓋指標，窄帶M2M解決方案需要滿足下行最大耦合損耗169.0dB的覆蓋要求。上述為最大鏈路損耗的理論計算值，根據(jù)鏈路級仿真結果，最大耦合損耗取值定義為164dB。

上行鏈路預算指標為：Lmax=Ps-（Pd+Rt）+Gj（3）

式中：Ps為上行發(fā)射功率，Rt為目標信噪比。

Ps=Md+Nj+Mg+10lgWs （4）

4.3?針對性較強的行業(yè)將得到持續(xù)發(fā)展。

行業(yè)應用仍然是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基本方向，在未來新型的經(jīng)濟形勢下，針對性較強的行業(yè)將得到良好的發(fā)展，例如服務業(yè)。由此可見，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展能夠提高服務行業(yè)等針對性較強行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，并且未來眾多企業(yè)都會將物聯(lián)網(wǎng)效率提高，并通過信息轉(zhuǎn)換等方式切實提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和建設速度。

5. 結束語

業(yè)務需求和技術發(fā)展驅(qū)動著蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術不斷向前演進。一方面，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術繼續(xù)向低功耗廣覆蓋技術演進;另一方面，向低時延高可靠業(yè)務特征的技術演進，如未舌來的LTE-V及5G物聯(lián)網(wǎng)技術等。多條技術路線的演進促進物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務蓬勃發(fā)展，為未來人類提供更加便捷、高效的生活方式和服務。玉林聯(lián)通也將乗承開放的姿態(tài)，與各產(chǎn)業(yè)鏈伙伴積極合作，共同開拓物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)新空間，在創(chuàng)新中發(fā)展，接共享萬物互聯(lián)的新時代。本文簡要描述了蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展、相關技術及未來發(fā)展趨勢，望對初識者有一個系統(tǒng)簡單的了解。

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