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關(guān)鍵詞:5G 關(guān)鍵技術(shù) 網(wǎng)絡(luò) 移動通信
中圖分類號:TN92 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2016)11(c)-0066-02
第五代移動通信的設(shè)計框架涵蓋愿景、場景、能力、設(shè)計理念、核心技術(shù)等多個方面,以“柔性、綠色、極速”為網(wǎng)絡(luò)愿景。目標(biāo)場景包括移動互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和車聯(lián)網(wǎng)等。為實現(xiàn)上述愿景和場景目標(biāo),從兩個方面定義了5G能力:一是速率、時延、密度和移動性等性能指標(biāo),二是頻譜效率、能效效率以及成本效率等效率指標(biāo)。為了實現(xiàn)這些目標(biāo)和能力,需要全面定義5G設(shè)計原則,涉及香農(nóng)理論、蜂窩、信令控制、天線、頻譜、協(xié)議和空口等。用戶中心網(wǎng)絡(luò)UCN和軟件定義空口SDAI兩個核心概念被明確作為5G系統(tǒng)解決方案的基礎(chǔ),這里UCN通過RAN架構(gòu)和功能重定義,嘗試提供一個擁有公共的高層協(xié)議的統(tǒng)一的無線接入架構(gòu),而SDAI通過空口不同功能模塊的重定義,提供一個具備面向各種差異化業(yè)務(wù)和場景的定制能力的統(tǒng)一空口。UCN和SDAI中關(guān)鍵技術(shù)的性能將被評估和測試,并考慮頻譜策略和測試測量技術(shù),以驗證5G解決方案是否能達(dá)到5G能力目標(biāo)。
1 5G關(guān)鍵技術(shù)
1.1 超密集組網(wǎng)技術(shù)
超密集組網(wǎng)將是滿足未來移動數(shù)據(jù)流量需求的主要技術(shù)手段。其能夠解決5G中提出的無線數(shù)據(jù)速率提高1 000倍的問題,提高空間譜利用率及增強(qiáng)室內(nèi)覆蓋等問題。隨著蜂窩小區(qū)覆蓋面積的變小,最優(yōu)站點的位置可能無法得到,同時小區(qū)進(jìn)一步分裂難度增加,只能通過增加站點部署密集度來進(jìn)行改善,超密集組網(wǎng)通過更加“密集化”的無線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施部署,獲得更高的頻率復(fù)用效率,從而在局部熱點區(qū)域?qū)崿F(xiàn)百倍量級的系統(tǒng)容量提升。其典型應(yīng)用場景主要包括:辦公室、密集住宅、密集街區(qū)、校園、大型集會、體育場、地鐵、公寓等。隨著小區(qū)部署密度的增加,超密集組網(wǎng)將面臨許多新的技術(shù)挑戰(zhàn),如干擾、移動性、站址、傳輸資源以及部署成本等。為了滿足典型應(yīng)用場景的需求和技術(shù)挑戰(zhàn),實現(xiàn)易部署、易維護(hù)、用戶體驗輕快的輕型網(wǎng)絡(luò),接入和回傳聯(lián)合設(shè)計、干擾管理和抑制、小區(qū)虛擬化技術(shù)是超密集組網(wǎng)的重要研究方向。
目前,需要研究適應(yīng)動態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)動態(tài)部署技術(shù)、站點的密集部署將需要龐大而且復(fù)雜的回傳網(wǎng)絡(luò),而如果采用有線回傳網(wǎng)絡(luò),將會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)部署的困難和運(yùn)營商成本的大幅度增加。因此,為了提高節(jié)點部署的靈活性,降低部署成本,利用和接入鏈路相同的頻譜和技術(shù)進(jìn)行無線回傳傳輸,是解決這個問題的一個重要方向。無線回傳方式中,無線資源不僅為終端服務(wù),而且為節(jié)點提供中繼服務(wù),使無線回傳組網(wǎng)技術(shù)非常復(fù)雜,因此,無線回傳組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù),包括組網(wǎng)方式、無線資源管理等是重要的研究內(nèi)容。
1.2 D2D技術(shù)
隨著科技的進(jìn)步,用戶終端的類型也越來越多,其支持的無線通信能力也隨之增強(qiáng),除2G、3G、4G之外,還可以通過Wi-Fi、bluetooth、LTE-D2D等技術(shù)來實現(xiàn)終端設(shè)備間的直接通信。此外,通過對上述通信技術(shù)的協(xié)同融合,還可衍生出更多新的應(yīng)用場景來提升用戶體驗。
常見的應(yīng)用場景包括車直接通信、終端間協(xié)作通信和數(shù)據(jù)共享網(wǎng)絡(luò)等。其中,對于車直接通信:未來車聯(lián)網(wǎng)不僅包括車與網(wǎng)絡(luò)之間的遠(yuǎn)程通信,還包括車車、車路、車人(V2V, V2I,V2P,統(tǒng)稱V2X)的頻繁交互的短程通信。對于終端間協(xié)作通信:在未來無線通信中,不僅網(wǎng)絡(luò)側(cè)可以相互協(xié)作,終端之間也可以相互協(xié)作,通過臨近終端之間的短距離技術(shù)連接,終端之間可以協(xié)作互助,互相中轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。對于數(shù)據(jù)共享網(wǎng)絡(luò):在基站節(jié)點的協(xié)助下,終端可自發(fā)組織建立起互相之間可直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖越M織網(wǎng)絡(luò),來進(jìn)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的共享。
1.3 massive MIMO技術(shù)
MIMO系統(tǒng)通過在發(fā)送端和接收端設(shè)置多個天線,形成MIMO通信鏈路。其可以在不增加帶寬的情況下增加系統(tǒng)的傳輸性能。面對5G在傳輸速率和系統(tǒng)容量等方面的性能挑戰(zhàn),天線數(shù)目的進(jìn)一步增加仍將是MIMO技術(shù)繼續(xù)演進(jìn)的重要方向。在實際應(yīng)用中,通過大規(guī)模天線,基站可以在三維空間形成具有高空間分辨能力的高增益窄細(xì)波束,能夠提供更靈活的空間復(fù)用能力,改善接收信號強(qiáng)度并更好地抑制用戶間干擾,從而實現(xiàn)更高的系統(tǒng)容量和頻譜效率。大規(guī)模天線技術(shù)的研究內(nèi)容主要包括:應(yīng)用場景與信道建模、傳輸與檢測技術(shù)、信道狀態(tài)信息測量與反饋技術(shù)、覆蓋增強(qiáng)技術(shù)、資源管理技術(shù)等。
1.4 新型多址技術(shù)
未來移動通信中,移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)將成為未來移動通信發(fā)展的主要驅(qū)動力,5G不僅需要大幅度提升系統(tǒng)頻譜效率,還需要具備支持海量設(shè)備連接的能力。此外,在化系統(tǒng)設(shè)計及信令流程方面也提出了很高的要求,這些都將對現(xiàn)有的正交多址技術(shù)形成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。新型多址技術(shù)主要包括:SCMA,PDMA和MUSA,其通過多用戶信息在相同資源上的疊加傳輸,在接收側(cè)利用先進(jìn)的接收算法分離多用戶信息,以有效提升系統(tǒng)頻譜效率,并增加系統(tǒng)的接入容量。
1.5 毫米波技術(shù)
毫米波頻段一般為30~300 GHz,其具有波長短、頻帶寬、波束窄、保密性好、傳輸質(zhì)量高、全天候通信等特點,可以有效解決高速寬帶無線接入面臨的許多問題,因而在短距離通信中有著廣泛的應(yīng)用前景。在頻譜資源緊缺的情況下,采用毫米波通信能夠有效提升通信容量。由于5G的超密集網(wǎng)絡(luò),基站間距可能不到200 m。而毫米波具有波束窄的特點,具有很強(qiáng)的抗干擾能力,加上空氣對毫米波吸收的因素,可以有效減小對相鄰基站間的干擾。
2 結(jié)語
5G(第五代移動通信技術(shù))是面向2020年之后的新一代移動通信系統(tǒng),隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展和我國LTE的正式商用,為了滿足未來無線數(shù)據(jù)傳輸爆炸式的增長,面向未來提供更高速率、更好用戶體驗的下一代無線通信技術(shù)(5G)已經(jīng)成為了通信業(yè)界關(guān)注的重點領(lǐng)域。我國應(yīng)積極參與對5G通信技術(shù)的研究,持續(xù)推進(jìn)5G重大專項,加快推進(jìn)5G研發(fā)和商用進(jìn)程,打造政、產(chǎn)、學(xué)、研信息共享平臺,及時整合并5G相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外研發(fā)進(jìn)展最新動態(tài),引導(dǎo)國內(nèi)相關(guān)企業(yè)、研發(fā)機(jī)構(gòu)及高校在5G各自的優(yōu)勢領(lǐng)域集中發(fā)力,尋求5G關(guān)鍵技術(shù)的全面突破。
參考文獻(xiàn)
[1] 秦飛.演進(jìn)與創(chuàng)新的5G技術(shù)路線[J].電信網(wǎng)技術(shù),2013(9):11-15.
[2] 馮巖.5G研發(fā)爭分奪秒[J].中國無線電,2014(1):32-34.
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);移動互聯(lián)網(wǎng);無線電頻譜資源
中圖分類號:U116 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1006-7973(2016)06-0034-02
1.概述
當(dāng)前,以物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等為代表的新一代信息通信技術(shù),正在全球范圍內(nèi)掀起新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革。物聯(lián)網(wǎng)通過與寬帶移動通信、制造技術(shù)、新能源、新材料等其他產(chǎn)業(yè)技術(shù)融合,逐漸由“概念”形成了一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)。隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展,無線技術(shù)成為構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接入、信息傳輸最主要方式,隨之物聯(lián)網(wǎng)對無線頻譜資源的需求日益增大,而物聯(lián)網(wǎng)時代大量的無線電設(shè)備在同一時間、同一區(qū)域內(nèi)使用,電磁環(huán)境變得異常復(fù)雜。本文將針對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中與無線頻譜資源相關(guān)的問題進(jìn)行討論。
2.物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分為:感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層,如圖1所示。感知層位于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的底層,用于對“物”的識別和感知。智能器件從物理世界中獲得“物”的信息數(shù)據(jù)獲取,為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上層提供識別、感知的數(shù)據(jù)來源。由感知器件攜帶的通信模塊,將信息傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)層(層2)。網(wǎng)絡(luò)層包括接入網(wǎng)和核心網(wǎng),主要功能是傳遞數(shù)據(jù)、路由選擇和控制管理。與一般通信系統(tǒng)類似,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)信息傳輸分公網(wǎng)和專網(wǎng)。利用運(yùn)營商互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)等公網(wǎng)進(jìn)行傳輸,節(jié)約了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)搭建成本,廠商只需要部署各自的感知層器件,及各自應(yīng)用層服務(wù)器平臺,即可運(yùn)營物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。應(yīng)用層處于三層結(jié)構(gòu)的頂端,由物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、及信息處理、應(yīng)用集成等功能的基礎(chǔ)設(shè)施組成。
3.物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與無線頻譜資源需求分析
物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展是基于傳感網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、移動通信等信息技術(shù),經(jīng)過物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求,將所需元素整合而成,其關(guān)鍵支撐技術(shù)主要有:架構(gòu)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件服務(wù)于算法、功率與能量存儲、安全與隱私技術(shù)等。與無線電通信及頻譜資源相關(guān)的技術(shù)有:短距離無線通信,以及物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的大數(shù)據(jù)和云計算平臺。
3.1短距離無線通信
物聯(lián)網(wǎng)信息從感知層節(jié)點到服務(wù)器“端到端”的傳輸,需要物聯(lián)網(wǎng)底層(感知層)節(jié)點通過“多跳”的方式“點對點”的將信息傳送至感知層接口,由接口轉(zhuǎn)發(fā)向上層傳輸。短距離無線通信是解決物聯(lián)網(wǎng)底層節(jié)點“點對點”通信的技術(shù),短距離無線通信由于覆蓋范圍較小、功率較低,對無線環(huán)境造成干擾較小。
以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為例,其由一定數(shù)量攜帶傳感器和通信模塊的節(jié)點組成,通過無線“多跳”的方式進(jìn)行通信。部署的傳感器節(jié)點通過感知環(huán)境,將監(jiān)測信息報告給匯聚節(jié)點,再由匯聚節(jié)點往網(wǎng)絡(luò)側(cè)傳輸。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)使用Zigbee、藍(lán)牙、WiFi較多。Zigbee是基于IEEE 802.15.4的短距離、低功耗通信協(xié)議,可工作在三個頻段868MHz-868.6MHz、902MHz-928MHz和2.4GHz-2.4835GHz,其中2.4GHz頻段是全世界通用、免費(fèi)的無線電頻段;藍(lán)牙協(xié)議最大特點是支持低功耗模式,采用調(diào)頻技術(shù),通信頻段為2.402GHz-2.480GHz,也是全球免費(fèi)無線電頻段。無線局域網(wǎng)(WiFi)IEEE 802.11由于傳輸速率較高物聯(lián)網(wǎng)感知層,2016年WiFi聯(lián)盟最新公布的802.11ah標(biāo)準(zhǔn)將采用1GHz以下頻段,實現(xiàn)低功耗、長距離無線傳輸,改善了信號易受建筑物阻礙而影響傳輸距離和覆蓋范圍的問題。
3.2大數(shù)據(jù)、云計算平臺和移動互聯(lián)網(wǎng)
3.2.1物聯(lián)網(wǎng)信息的云端匯聚與接收
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的實質(zhì)是將物理世界的感知轉(zhuǎn)變成有意義的可視性信息,再通過網(wǎng)頁、軟件客戶端、移動客戶端等應(yīng)用平臺進(jìn)行展現(xiàn)。移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用通過與云端開發(fā)接口會話,讀取云端信息。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺通過開放公共信息接口,利用公共信息接口協(xié)議,即可進(jìn)行相關(guān)移動互聯(lián)網(wǎng)端的應(yīng)用開發(fā)。
3.2.2海量數(shù)據(jù)的特點及其傳輸
物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)具有實時、動態(tài)、海量、顆粒性和碎片化等特點,大數(shù)據(jù)是物聯(lián)網(wǎng)時代信息屬性之一,當(dāng)前的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有能力將海量數(shù)據(jù)從感知層傳送至互聯(lián)網(wǎng)云處理,而作為網(wǎng)絡(luò)層接入側(cè)的移動通信頻譜資源,成為數(shù)據(jù)傳輸瓶頸。根據(jù)香農(nóng)定律,傳輸速率和頻譜帶寬成正比,如表1所示,運(yùn)營商2/3/4G通信技術(shù)的演進(jìn)方向也呈現(xiàn)高速化、寬帶化等特點,而利用移動通信網(wǎng)進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸,上行單終端峰值速率成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方關(guān)注的焦點。傳統(tǒng)的移動通信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)下行數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)大于上行數(shù)據(jù)量,上行業(yè)務(wù)由于終端功耗和芯片等限制,在發(fā)射功率和編碼效率方面受限。
隨著物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,對于更注重上行業(yè)務(wù)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,將會影響現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)改造方向使之更適合物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸。對于下一代移動通信研究方向,也會考慮新型信息產(chǎn)業(yè)的因素,將物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)特性作為網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)考慮方向之一。
3.2.3物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸及與移動互聯(lián)網(wǎng)融合
物聯(lián)網(wǎng)信息數(shù)據(jù)的傳輸依靠通信網(wǎng)管道,而感知層匯聚節(jié)點由于位置往往不固定,或部署有線接入條件受限,一般接人傳輸網(wǎng)絡(luò)依靠無線接人。其接入移動互聯(lián)網(wǎng)的方式,大致可以分為兩種:①直接接入:移動終端之間接入移動互聯(lián)網(wǎng)。此方式使得大量的終端接人移動通信網(wǎng)絡(luò),單用戶分配到的時頻資源被壓縮,會對通信質(zhì)量產(chǎn)生很大影響;間接接入:通過連接其他移動終端接人移動互聯(lián)網(wǎng)。可穿戴設(shè)備需要將數(shù)據(jù)通過短距離移動通信(如藍(lán)牙、WiFi等)上傳至移動終端,再由移動終端通過移動互聯(lián)網(wǎng)上傳同步至云端服務(wù)器。
借助移動互聯(lián)網(wǎng)和智能移動終端的推動,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用得以迅速發(fā)展普及,物聯(lián)網(wǎng)與移動互聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)出融合發(fā)展的趨勢。
4.物聯(lián)網(wǎng)與移動互聯(lián)網(wǎng)的融合發(fā)展的頻譜資源需求
移動互聯(lián)網(wǎng)將通信和互聯(lián)網(wǎng)二者結(jié)合,在3G時代起步發(fā)展,在4G商用后逐漸發(fā)展成為產(chǎn)業(yè),其主要面向個人用戶市場,側(cè)重提供面向大眾的消費(fèi)。當(dāng)前移動互聯(lián)網(wǎng)處于高速發(fā)展時期,例如微信、移動支付等成功的產(chǎn)品和服務(wù)模式不斷向各個行業(yè)延伸,傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)將研發(fā)移動互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用作為企業(yè)新業(yè)務(wù)開拓或企業(yè)轉(zhuǎn)型方向。處于初步發(fā)展階段的物聯(lián)網(wǎng),融人移動互聯(lián)網(wǎng)元素,將移動互聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)載體和平臺,成為目前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的創(chuàng)新方向。
4.1物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈劃分
物聯(lián)網(wǎng)主要由設(shè)備制造商、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商、系統(tǒng)集成商、平臺供應(yīng)商等組成物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈,產(chǎn)業(yè)鏈的體系構(gòu)架按感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層分成三個網(wǎng)絡(luò)層。
物聯(lián)網(wǎng)各層中與頻譜資源相關(guān)的是網(wǎng)絡(luò)層,網(wǎng)絡(luò)層也可分為三層網(wǎng)絡(luò):接入網(wǎng)、核心網(wǎng)和業(yè)務(wù)網(wǎng),通過無線方式接人的無線接入網(wǎng)需要占用頻譜資源。網(wǎng)絡(luò)層對應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈主體是電信運(yùn)營商,利用運(yùn)營商現(xiàn)有“管道”(包括無線接人和傳輸)進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸是目前常用的解決方案。
4.2無線接入網(wǎng)中物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)包分類策略
如第3節(jié)所述,感知層匯聚節(jié)點由于位置往往不固定,或部署有線接人條件受限,一般依靠無線方式接入網(wǎng)絡(luò)層。通過攜帶通信芯片的匯聚節(jié)點接入運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用商比較常用的方式,借助運(yùn)營商包括無線接入網(wǎng)和有線傳輸網(wǎng)等在內(nèi)的移動通信網(wǎng),構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸?shù)摹肮艿馈薄?/p>
目前基于移動通信網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù),按數(shù)據(jù)包大小分類策略進(jìn)行分類傳輸,考慮網(wǎng)絡(luò)特性,小包業(yè)務(wù)主要承載在2G網(wǎng)絡(luò),3/4G與4G+網(wǎng)絡(luò)未來將主要承載中、大包類業(yè)務(wù)。為保證物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)生數(shù)據(jù)流量的可靠性、實時性,運(yùn)營商往往通過設(shè)置QoS(服務(wù)質(zhì)量)方式保證數(shù)據(jù)流優(yōu)先發(fā)送,這雖然在業(yè)務(wù)量不高的區(qū)域提高了無線網(wǎng)絡(luò)頻譜利用率,但是在移動業(yè)務(wù)密集的區(qū)域增大了網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷,會對網(wǎng)絡(luò)造成一定影響。
考慮到“萬物互聯(lián)”的落地實施以及技術(shù)發(fā)展趨勢,未來也有可能發(fā)展適合物聯(lián)網(wǎng)特性的專有網(wǎng)絡(luò)、專有頻段。目前物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)利用2.4GHz和5.8GHz等ISM頻段(此頻段主要開放給工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)三個主要機(jī)構(gòu)使用,無需授權(quán)許可)部署物聯(lián)網(wǎng)專有無線接入網(wǎng)絡(luò),但是開放的頻段干擾情況較為嚴(yán)重,給物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)劃分專有頻譜資源成為業(yè)界的迫切需求。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);電子商務(wù);發(fā)展模式;探究
中圖分類號:F713.36
電子商務(wù)業(yè)有力地推動了物流業(yè)向電子信息方向發(fā)展的進(jìn)程。物流業(yè)向著電子商務(wù)化方向發(fā)展那必然是大勢所趨,然而物流業(yè)電子信息化的發(fā)展模式以及如何實現(xiàn)這種電子信息化,值得我們深入地探索和研究。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)這一新興的信息產(chǎn)業(yè)技術(shù),務(wù)必要全面徹底地融入到人類社會中,為人類的便利生活提供信息化的高效的服務(wù)。
1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的概念
物聯(lián)網(wǎng)是按照計劃好的協(xié)議通過一定的傳感設(shè)施,把多種網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來實現(xiàn)通信信息的交換,完成智能化定位識別、監(jiān)控跟蹤和有效管理的一種新興網(wǎng)絡(luò)。簡而言之,就好比電腦上插了上網(wǎng)卡,給所有的“物”都加上一個唯一的標(biāo)識,這個標(biāo)識通過RFID射頻識別技術(shù)和其他的信息技術(shù)與外界龐大的網(wǎng)絡(luò)連接,進(jìn)而監(jiān)控和管理“物”的狀態(tài)。這既是一種新興的技術(shù),又是云計算領(lǐng)域里信息技術(shù)的拓展和延伸,是一種動態(tài)的資源管理器。
1.2 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)
感知與標(biāo)識技術(shù),這一技術(shù)主要指的是傳感方面和識別方面的技術(shù),是采集真實世界里的基礎(chǔ)的數(shù)據(jù),并把這些數(shù)據(jù)傳送給傳感器系統(tǒng),使用該系統(tǒng)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行感知和識別,這是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)的基礎(chǔ)技術(shù)。這當(dāng)中,傳感技術(shù)指的是使用傳感器設(shè)備對無線傳感覆蓋的范圍進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集,這些要采集的數(shù)據(jù)包括地理位置和物體狀態(tài)等數(shù)據(jù)。識別技術(shù)主要指的是采用射頻識別技術(shù)這一基礎(chǔ),結(jié)合唯一標(biāo)識的碼識別相關(guān)的數(shù)據(jù)。
網(wǎng)絡(luò)通信的技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)中的“物”“網(wǎng)”的互聯(lián)的要點是實現(xiàn)信息的實時處理和通信。在物聯(lián)網(wǎng)中,處理好信息通信和實現(xiàn)服務(wù)支撐主要依賴的就是網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)?,F(xiàn)如今,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的基礎(chǔ),研發(fā)出滿足物聯(lián)網(wǎng)通信機(jī)制和協(xié)議的相關(guān)技術(shù),把物聯(lián)網(wǎng)和主干網(wǎng)絡(luò)的接入以及融合的這一問題徹底地解決。
計算與服務(wù)技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)要給用戶提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)計算的能力和智能化服務(wù)的能力這些主要功能。正是因為此,又加上越來越多的用戶和企業(yè)融入到網(wǎng)絡(luò)這個平臺上,于是大量的數(shù)據(jù)需要處理,所以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究便側(cè)重在計算與服務(wù)技術(shù)上了。要想數(shù)據(jù)量大這一問題得到妥善的處理,就要結(jié)合云存儲、云計算這些新興的技術(shù)處理海量感知到的信息,來實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)大量數(shù)據(jù)的處理,更好地為電子商務(wù)這個平臺提供有效的服務(wù)和支撐。
1.3 物聯(lián)網(wǎng)在電子商務(wù)業(yè)的應(yīng)用
電子商務(wù)業(yè),人、財力、實體商店及其商品統(tǒng)稱為“物”,全部數(shù)據(jù)包括購物記錄、資金的電子支付、實體店商品的進(jìn)銷以及庫存的對接、價格的實時變化等行為被統(tǒng)稱為“網(wǎng)”,“物”“網(wǎng)”的連接實現(xiàn)便是物聯(lián)網(wǎng)。數(shù)據(jù)的實時處理和信息的共享且透明化,整個商務(wù)行為成為環(huán)狀,提高了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平。電子商務(wù)業(yè)是從傳統(tǒng)的零售業(yè)發(fā)展而產(chǎn)生的一種商業(yè)模式,但其信息自動化、遠(yuǎn)程實時處理的水平都較低。尤其在貨款支付、物品配送和產(chǎn)品的質(zhì)量這些問題上,嚴(yán)重地阻礙了電子商務(wù)業(yè)的發(fā)展。
貨款支付時,多數(shù)的網(wǎng)上購物者使用網(wǎng)上銀行或者銀行周邊的自助終端設(shè)備轉(zhuǎn)賬來實現(xiàn)貨款的支付,這種支付方式在偏遠(yuǎn)人口奚落的地區(qū)極為的不便,于是物聯(lián)網(wǎng)電子商務(wù)業(yè)中基于手機(jī)的移動支付大大地克服了這些不便,并通過手機(jī)驗證保證了資金的安全,比起傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng),有了更多的支付的點對點的信息通道。
物品配送時,常常是人工來做,有時候由于操作耽誤或由于一些原因致使貨物不能及時到達(dá)購物者的手中,購物者和賣家都了解不到貨物物流的準(zhǔn)確信息,導(dǎo)致賣家的信譽(yù)受損,買家的不滿。
還有就是產(chǎn)品質(zhì)量方面的問題,購物者缺乏專業(yè)的知識,對商品的真假難以辨別,給那些違背信譽(yù)的商家有了可乘之機(jī),于是增加了網(wǎng)上購買商品的風(fēng)險,制約了網(wǎng)上零售業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。然而基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電子商務(wù)業(yè)對此給出了有效的解決措施,建立產(chǎn)品的生產(chǎn)源和打上產(chǎn)品的惟一標(biāo)識碼,用戶就能夠很清楚地了解到商品的質(zhì)量問題和具體的來源,以斷定產(chǎn)品的真假,又能夠減少用戶被蒙騙的機(jī)率,促進(jìn)用戶在電子商務(wù)業(yè)的消費(fèi),推動電子商務(wù)業(yè)的發(fā)展。
2 基于物聯(lián)網(wǎng)的電子商務(wù)發(fā)展模式
電子商務(wù)的模式可分為以下幾種類型:傳統(tǒng)的模式有B2B(企業(yè)對企業(yè))模式、C2C(消費(fèi)者對消費(fèi)者)模式、B2C(企業(yè)對消費(fèi)者)等,新興的模式有ABC模式、C2B(消費(fèi)者對企業(yè))模式、B2M(企業(yè)對市場)模式等類型。
2.1 我國電子商務(wù)的現(xiàn)狀
我們國家的電子商務(wù)業(yè)開始的比較晚,然而發(fā)展卻是穩(wěn)定向前的。近些年以來,通過電子商務(wù)平臺的市場交易數(shù)量在不斷地增加,新型的電子商業(yè)模式還需要我們積極地創(chuàng)新和使用。首要的是,物聯(lián)網(wǎng)這一產(chǎn)業(yè)鏈的組成非常的繁瑣,涉及的范圍非常廣,包括銀行自助終端、應(yīng)用程序開發(fā)商、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商家、終端用戶等各個環(huán)節(jié),各個環(huán)節(jié)都想要得到最佳的收益,使得各商家之間的合作有一點點的難度。再者就是我國的物流行業(yè)依舊使用現(xiàn)行的不利的傳統(tǒng)模式,不能實時地獲取信息,在有延誤時可能會導(dǎo)致一定的麻煩,于是建立一個可行的物流體系乃是當(dāng)務(wù)之急。我們國家的電子商務(wù)業(yè)的發(fā)展正要騰飛,商業(yè)模式也由傳統(tǒng)的電子商務(wù)向新型的電子商務(wù)模式轉(zhuǎn)變。
2.2 新型的電子商務(wù)模式的定義
ABC模式是電子商務(wù)模式一種新型的商務(wù)模式,ABC分別指的是商/Agents、企業(yè)/Business、消費(fèi)者/Consumer,它是繼傳統(tǒng)的電子商務(wù)模式(B2B(企業(yè)對企業(yè))模式、C2C(消費(fèi)者對消費(fèi)者)模式、B2C(企業(yè)對消費(fèi)者))之后的新型電子商務(wù)模式。它是由商(Agents)、企業(yè)(Business)和消費(fèi)者(Consumer)三者共同建立的把生產(chǎn)經(jīng)營及消費(fèi)集合為一個整體的電子信息自動化的平臺。三足鼎立,角色可以互相轉(zhuǎn)換,在這個平臺,生產(chǎn)者,消費(fèi)者,經(jīng)營管理者,企業(yè)合作者,大家向著共同的利益擰成一股繩,實現(xiàn)多家企業(yè)的合作共贏。淘眾福這一模式就是全球最先出現(xiàn)的ABC模式。
C2B(消費(fèi)者對企業(yè))也是新型電子商務(wù)模式中的一種,也就是消費(fèi)者對企業(yè)(customer to business)的商務(wù)模式。這種商務(wù)模式最先從美國出現(xiàn)并逐漸流行開來,因此這種(消費(fèi)者對企業(yè))C2B的模式值得我們大家共同探討和研究,為我們商務(wù)模式的增進(jìn)做出努力。C2B(消費(fèi)者對企業(yè))這種模式的核心,是將分散分布的數(shù)量卻很多的用戶組織起來形成一個集合,來轉(zhuǎn)變B2C(企業(yè)對消費(fèi)者)這種模式中消費(fèi)者單獨地支付價錢的弱勢的地位,使消費(fèi)者能夠按照幾近批發(fā)價格的價錢買到所需的物品?,F(xiàn)下,還沒有企業(yè)能夠徹底地采用這種商業(yè)模式。要想使這種模式為我們所用并付諸實踐,我們還需要做出巨大的努力來挖掘這一商業(yè)模式帶來的潛在利益。
2.3 對新型電子商務(wù)模式C2B的分析和探討
C2B(消費(fèi)者對企業(yè))這種模式的實現(xiàn)需要人們發(fā)起對物品需求的愿望,大家自覺地聚集在一起內(nèi)部討論購買的數(shù)量和適當(dāng)?shù)膬r格,制定出所需求的物品的計劃,然后根據(jù)計劃的需求選擇比較好的商家企業(yè),開始和商家談判議價以買到價格合適的逼近批發(fā)價格的商品。最后消費(fèi)者群體分配各自購置的物品。C2B模式是一個非常不易做成功的電子商務(wù)模式,當(dāng)中個人資料的泄露是導(dǎo)致其失敗的最大因素,假如有破壞者破解了網(wǎng)頁的源代碼,并種下木馬或者病毒到網(wǎng)頁上,當(dāng)購物者填寫個人資料時,破壞者便可趁機(jī)盜竊到購物者的資料。于是保護(hù)顧客的個人資料的安全是電子商務(wù)要解決的最重要的問題。要是賣家不能夠為用戶提供安全的保證的話,這家網(wǎng)店就很快會被取締,取消開店經(jīng)營的資格。
還有一種對C2B的說法,也就是根據(jù)以消費(fèi)者的意愿進(jìn)行的電子商務(wù)模式,也稱之為網(wǎng)絡(luò)代購。現(xiàn)今一般的網(wǎng)絡(luò)代購的形式有遠(yuǎn)距離代購,特別是其他國家像韓國商品的代購,這是從中國開始逐漸地流行起來的C2B消費(fèi)者對企業(yè)的電子商務(wù)模式,這種模式越來越受到大家的關(guān)注,是一種可以嘗試的新型電子商務(wù)模式。
3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電子商務(wù)發(fā)展的關(guān)鍵問題
在電子商務(wù)中,應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),雖然有效地解決了貨款支付、貨品配送和產(chǎn)品質(zhì)量好壞這些問題,但遺憾的是當(dāng)前我國的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),在電子商務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用還處在不成熟的階段,在一些方面還有很多的問題要處理。
應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電子商務(wù),簡單地說,就是把某種智能的傳感器裝嵌入到“物”中,再之后就是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與當(dāng)前的電子商城結(jié)合起來,利用云計算技術(shù),對“物”進(jìn)行實時的管理和監(jiān)控定位,實現(xiàn)自動化的物流管理功能?;谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的電子商務(wù)的交易過程很復(fù)雜,這是顯而易見的,然而這一過程變得透明智能化,簡化了網(wǎng)絡(luò)平臺的工作,節(jié)省了人力物力。特別地能夠?qū)崟r地把握客戶購買產(chǎn)品的狀態(tài)信息,解決了買家不能控制產(chǎn)品質(zhì)量好壞的問題。所以在電子商務(wù)中運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠促進(jìn)交易的生成,能夠使這個整體的商家獲得最佳的收益,買家獲得最大程度上的滿意,這便是基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電子商務(wù)的最終目的。
4 結(jié)束語
緊跟計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的腳步,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也隨即涌現(xiàn)出來,這必然性地推動了電子商務(wù)行業(yè)的跨越式發(fā)展。建立以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的電子商務(wù)行業(yè)的平臺,對于推動電子商務(wù)行業(yè)的發(fā)展有著重要而又深刻的戰(zhàn)略意義。除此之外,還有三網(wǎng)融合、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算能力等這些方面加大力度,努力地研發(fā)設(shè)計出相關(guān)的促進(jìn)交易生成的應(yīng)用。我們大家都相信并且期待著“物”“網(wǎng)”這一時代的到來,既極大地推動著電子商務(wù)行業(yè),又使網(wǎng)絡(luò)市場交易額連年穩(wěn)定增長。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實現(xiàn),為我們的電子商務(wù)業(yè)帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn),機(jī)遇如上面所說,而帶來的挑戰(zhàn)也是我們要積極主動地區(qū)應(yīng)對的。隨著電子商務(wù)行業(yè)的進(jìn)步,網(wǎng)絡(luò)上隨之出現(xiàn)的釣魚網(wǎng)站和非法網(wǎng)頁越來越多,稍有不慎便會侵犯到人們的財產(chǎn)安全。這種挑戰(zhàn)是我們以前沒有遇到過的,需要我們自己探索出應(yīng)對諸如此類問題的措施和方法,重要的是商家要保管好購物者的個人資料,以及防止黑客侵襲到自己的網(wǎng)頁,來避免潛在的麻煩的出現(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
[1]張全升,龔六堂.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能物流的發(fā)展模式研究[J].公路交通科技,2011(03).
[2]韓喜君.物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)在電子商務(wù)中的應(yīng)用[J].電子商務(wù),2011(07):7-9.
[3]張國華,吳冬方.物聯(lián)網(wǎng)在電子商務(wù)中的應(yīng)用研究[J].中國商貿(mào),2012(11):132-133.
關(guān)鍵詞:設(shè)計方案;物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)系統(tǒng);科研平臺
中圖分類號:TP393
1 物聯(lián)網(wǎng)的背景
物聯(lián)網(wǎng)通過各類感知信息傳感設(shè)備,基于互聯(lián)網(wǎng)、無線網(wǎng)按一定的通訊方式或傳輸協(xié)議實現(xiàn)物與物之間的信息交換。物聯(lián)網(wǎng)可分成三個層次結(jié)構(gòu),感知傳感層、網(wǎng)絡(luò)通信層和計算應(yīng)用層,感知傳感層通過射頻識別技術(shù)或傳感器技術(shù)等來獲得物質(zhì)世界所體現(xiàn)的各類信息,并與移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動通信技術(shù)等進(jìn)行信息的傳輸與交換,并且采用智能終端等計算設(shè)備對所得到的各類信息進(jìn)行處理與分析,從而提升對物理世界的感知,實現(xiàn)智能化的決策和系統(tǒng)控制。
物聯(lián)網(wǎng)通過射頻、紅外感應(yīng)、GPS、激光等信息傳感設(shè)備,按預(yù)先設(shè)定的協(xié)議,把物與移動互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接,實現(xiàn)信息的交換與通信,達(dá)到對物體的智能定位識別、跟蹤監(jiān)控或管理的目標(biāo)。物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了具有感知能力的傳感器,其本身的核心控制部分一般都是具有智能處理的能力的CPU,能夠?qū)ξ矬w實施智能控制,充分利用云計算、模式識別等各種智能技術(shù),將從感知端獲得的海量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、加工和處理,以適應(yīng)不同客戶的不同需求,應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、服務(wù)外包業(yè)、交通運(yùn)輸、家居等幾乎所有的領(lǐng)域。
2 建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)系統(tǒng)的目標(biāo)
2.1 教學(xué)目標(biāo)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)面向現(xiàn)代信息處理技術(shù),培養(yǎng)從事物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)分析與科技開發(fā)及研究方面的高技能工程技術(shù)人才??梢耘囵B(yǎng)學(xué)生合理的知識結(jié)構(gòu)、具備扎實的專門知識和技能以及較強(qiáng)的創(chuàng)新實踐能力。通過基礎(chǔ)課程教學(xué)結(jié)合實訓(xùn)室的實驗和實訓(xùn),讓學(xué)生充分動手,接觸各種無線有線通訊技術(shù)和實際訓(xùn)練,提高學(xué)生的動手能力,積累實踐經(jīng)驗,從而整體上提高水平。
2.2 科研目標(biāo)
物聯(lián)網(wǎng)把所有物品通過射頻識別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,實現(xiàn)智能化識別和管理;是繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮,是一個全新的技術(shù)領(lǐng)域。物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)系統(tǒng)將構(gòu)建射頻識別、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、移動通信、嵌入式系統(tǒng)等多種技術(shù)平臺,及針對智能家居、物流管理、智能農(nóng)業(yè)等的融合應(yīng)用,為科研人員進(jìn)行底層的技術(shù)研究開發(fā)提供環(huán)境平臺支持,并為開展具體行業(yè)應(yīng)用及交叉學(xué)科的研究提供技術(shù)條件,進(jìn)一步提高學(xué)校在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的科研水平。
2.3 提高競爭力的目標(biāo)
培養(yǎng)能夠系統(tǒng)地掌握物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)理論、方法和技能的高級工程技術(shù)人才。學(xué)生畢業(yè)后主要就業(yè)于與物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的企業(yè)、行業(yè),從事物聯(lián)網(wǎng)的通信架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)、無線傳感器、信息安全等的設(shè)計、開發(fā)、管理與維護(hù),也可在高?;蚩蒲袡C(jī)構(gòu)從事科研和教學(xué)工作。
3 物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計方案
3.1 設(shè)計思想
物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)室集教學(xué)、實訓(xùn)、創(chuàng)新、演示和研發(fā)功能于一體,作為整個學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)的中心,亦可作為多個學(xué)科的實訓(xùn)基地。具有如下特色:
(1)滿足基本的教學(xué)要求,通過教師指導(dǎo),學(xué)生利用可用模塊搭建自己的物聯(lián)網(wǎng)硬件實訓(xùn)平臺,提高學(xué)生的動手能力,搭建軟件環(huán)境,了解Android和Linux系統(tǒng)環(huán)境下的程序設(shè)計與開發(fā),建立嵌入式交叉編譯環(huán)境,掌握J(rèn)ava、C等各種開發(fā)語言。物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)室將提供多種技術(shù),以物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)來劃分為傳感器技術(shù)、RFID標(biāo)簽與讀寫技術(shù)、無線傳感網(wǎng)、Zigbee、WiFi、GPRS、藍(lán)牙等,以及各種技術(shù)間的綜合應(yīng)用。
(2)采用控制模塊化的設(shè)計模式,可根據(jù)實際需求選配各種模塊組建實訓(xùn)環(huán)境,采用模塊化的設(shè)計,掌握簡單的驅(qū)動加載過程,如紅外感應(yīng)驅(qū)動等模塊的編寫,提供多種模塊化的配套模塊。
(3)便于擴(kuò)展與開放。各模塊化的產(chǎn)品提供可融合的開放接口,各模塊設(shè)備間可靈活組合,設(shè)計獨特的開發(fā)式系統(tǒng),可根據(jù)獨特的設(shè)計及應(yīng)用,融合各種技術(shù),進(jìn)行創(chuàng)新實踐與教學(xué),讓學(xué)生具備綜合擴(kuò)展與使用能力。
(4)易操作性,方便教學(xué)與實驗。物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)室采用一體化的操作平臺,即采用工作臺+模塊化設(shè)備的方式,為教師教學(xué)以及學(xué)生實驗提供方便的操作環(huán)境,而且提供集成監(jiān)控屏幕、各種傳感器、執(zhí)行器件、跳線、開關(guān)、監(jiān)控儀表、串口插槽等,對操作臺上的所有元器件,均提供便利的插口,便于操作。
3.2 實訓(xùn)系統(tǒng)的組成
(1)物聯(lián)網(wǎng)綜合嵌入式教學(xué)科研平臺。物聯(lián)網(wǎng)綜合嵌入式教學(xué)科研平臺,整合近年來物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方向總體軟硬件的資源,面向高校物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)應(yīng)用和物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)實驗室建設(shè)的綜合實驗平臺。系統(tǒng)以強(qiáng)大的ARM11網(wǎng)關(guān)為核心,板載豐富的主流物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通訊模塊資源,包括ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模塊、RFID射頻讀卡模塊、Bluetooth藍(lán)牙通訊模塊、GSM/GPRS通訊模塊。擴(kuò)展模塊種類多樣,涵蓋了聲、光、電、力、熱、磁等各式各樣的傳感器和各種通訊技術(shù)。
(2)物聯(lián)網(wǎng)智能泊車實訓(xùn)系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)智能泊車實訓(xùn)系統(tǒng)結(jié)合RFID技術(shù)、zigbee技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、Android技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)模擬實現(xiàn)實際停車場智能泊車系統(tǒng)。通過物聯(lián)網(wǎng)智能泊車系統(tǒng)能夠促使學(xué)生了解物聯(lián)網(wǎng)在停車場等現(xiàn)實場所的應(yīng)用,促進(jìn)學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)的興趣。
系統(tǒng)采用模型化方式搭建,安裝拆卸方便簡潔,采用現(xiàn)場應(yīng)用型RFID讀寫器、攝像頭,配合縮小型閘機(jī)、停車位及仿真遙控車真實模擬從進(jìn)入停車場自動打卡、拍照、開關(guān)閘機(jī)、停車到離開停車場打卡計費(fèi)、拍照、開關(guān)閘機(jī)的一系列智能過程,采用zigbee控制閘機(jī)及停車位狀態(tài)檢測,避免了有線連接的繁瑣,采用zigbee進(jìn)行停車位狀態(tài)檢測,通過擴(kuò)展zigbee的數(shù)量擴(kuò)展停車位的數(shù)量。
(3)智能家居實訓(xùn)系統(tǒng)。智能家居系統(tǒng)包含智能安防和智能家居,智能家居系統(tǒng)把握物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)通過對物體的控制最終實現(xiàn)物-物相連。智能家居系統(tǒng)配備ZigBee遙控套件+智能遙控開關(guān)的組合體。智能門禁系統(tǒng),要求由門禁主機(jī)、電插鎖、電源、按鈕、卡片、鑰匙扣等,支持指紋門禁功能以及支持遠(yuǎn)程控制等功能。智能開關(guān)利用遙控的方式控制家電和各種家用電器,并最終匯總到智能網(wǎng)關(guān)當(dāng)中,進(jìn)行總體控制和手機(jī)控制,完全滿足智能家居的概念。
物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)完全的門禁、電源開關(guān)、溫度監(jiān)測、氣體監(jiān)測、家電控制、燈光控制等集中控制系統(tǒng);控制端可多樣化,支持android等手機(jī)操作系統(tǒng)對家具進(jìn)行控制以及使用觸控屏等終端連接到智能網(wǎng)關(guān)對家居進(jìn)行控制。
4 結(jié)論
利用主控中心平臺,能為構(gòu)建真實物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提供硬件與軟件支撐,支持多臺設(shè)備進(jìn)行堆疊控制,滿足學(xué)生并發(fā)做不同物聯(lián)網(wǎng)層的物聯(lián)網(wǎng)實驗;是擴(kuò)展物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)產(chǎn)品的必要硬件之一,可以后期擴(kuò)展物聯(lián)網(wǎng)安全、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)的硬件設(shè)備。提供實驗室內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)訪問和Internet訪問兩種訪問方式,能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程關(guān)閉各個設(shè)備的功能;平臺必須提供信息管理采用冗余備份與還原技術(shù),可隨時對整個實驗室的信息進(jìn)行一鍵式備份、還原技術(shù);支持系統(tǒng)參數(shù)、系統(tǒng)狀態(tài)、系統(tǒng)服務(wù)的遠(yuǎn)程管理。實時監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。
參考文獻(xiàn):
[1]劉向輝.基于物聯(lián)網(wǎng)的實訓(xùn)室建設(shè)研究[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2013,07.
[2]潘雷.高職物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)中心建設(shè)[J].電子商務(wù),2013,08.
關(guān)鍵詞:公共安全; 物聯(lián)網(wǎng); 標(biāo)準(zhǔn)體系; 體系框架
中圖分類號:TP39144 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
文章編號:2095-1302(2011)10-0033-05
Research on Standard System of IoT in Public Security Application
TANG Qian-jin, SHAO Jie, WU Jing
(The Third Institute of Ministry Public Security, Shanghai 201204, China)
Abstract: The Internet of Things (IoT) in the field of public security has just been at an early stage, and which is lack of standard specification. Based on the specific application of IoT in the field of public security, and by means of referring to literature, reviewing on the spot, and consulting related experts, the characteristics and requirement of stan-dard system of IoT in the public security application are analyzed, the scope of the IoT in public security application is proposed, and the overall goals and principle of construction of standard system of IoT in public security applications are put forward. The structure of the standard system which is divided into 6 subsystems is provided, and the important parts of current standardization work for IoT in the field of public security are proposed.
Keywords: public security; Internet of things; standard system; system structure
0 引 言
自2009年8月總理提出“感知中國”以來,各部委及地方政府高度關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用,并將其正式列為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一,2010年將其寫入了政府工作報告,隨后又將其列入國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃\。事實上,物聯(lián)網(wǎng)在各行業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛,遍及公共安全、智能交通、平安家居、敵情偵查和情報搜集、環(huán)境保護(hù)、工業(yè)監(jiān)測、老人護(hù)理、個人健康、水系監(jiān)測、食品溯源等眾多領(lǐng)域,同時具有產(chǎn)業(yè)鏈長、涉及產(chǎn)業(yè)群多、應(yīng)用范圍廣的特點\。
物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)成為世界各國搶占的至高點。盡管物聯(lián)網(wǎng)全球化標(biāo)準(zhǔn)還未形成,但是,歐盟以及美國、日本等國紛紛加快物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定。我國政府和各行業(yè)都高度重視物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作,物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的標(biāo) 準(zhǔn)委員會、工作組以及標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟紛紛成立。工信部明確提出,要加快物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定,集中力量進(jìn)行自主創(chuàng)新,加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)核心競爭力,建立有利于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和重要產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系\。工信部和財政部2011年的《物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項資金管理暫行辦法》,將標(biāo)準(zhǔn)列為支持重點之一。
國家標(biāo)準(zhǔn)化委員會組織成立的國家物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)工作組,主要負(fù)責(zé)研究符合中國國情的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)體系,現(xiàn)已提出物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)制修訂項目建議。各行業(yè)也成立了標(biāo)準(zhǔn)工作組,負(fù)責(zé)在基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上,組織行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作。
因此,公安行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系研究具有重要的現(xiàn)實意義,符合國家培育新型戰(zhàn)略型產(chǎn)業(yè)的需求,是推動行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作的基礎(chǔ)。
1 公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系研究的方法和特點
本文主要研究按照文獻(xiàn)查閱、實地考察、專家咨詢、總結(jié)歸納的研究過程,綜合運(yùn)用普查法、歸納法、類比法、案例法等分析方法\。
通過文獻(xiàn)查閱方式可對物聯(lián)網(wǎng)概念和應(yīng)用方式、在公安行業(yè)應(yīng)用情況、相關(guān)的200余項國標(biāo)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、在公安行業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)等進(jìn)行廣泛調(diào)研,而運(yùn)用普查法、歸納法可對物聯(lián)網(wǎng)在公安行業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀、特點、標(biāo)準(zhǔn)需求進(jìn)行調(diào)研,類比其它行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建過程和方法,構(gòu)建公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系模型。
通過實地考察方式,調(diào)研周界入侵報警、機(jī)動車管控、智能視頻監(jiān)控、平安社區(qū)等公安物聯(lián)網(wǎng)典型項目建設(shè)和應(yīng)用情況,并對現(xiàn)有公安信息系統(tǒng)和平臺的架構(gòu)、布局、容量等相關(guān)問題進(jìn)行實地調(diào)研,然后經(jīng)過咨詢專家,從宏觀上對公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)需求進(jìn)行分析。本文以機(jī)動車軌跡系統(tǒng)為例,利用案例法對標(biāo)準(zhǔn)需求進(jìn)行驗證。
公安物聯(lián)網(wǎng)是公安信息化的延伸與擴(kuò)展,是公安業(yè)務(wù)流和數(shù)據(jù)流的融合載體,這一定位對公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系提出了特殊的需求,其具體表現(xiàn)特點包括以下幾個方面:
第一是要與現(xiàn)有公安信息化、城市監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)報警、信息安全、公安通信等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)保持兼容與協(xié)調(diào);
第二是要應(yīng)注重安全標(biāo)準(zhǔn)的部署,將安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)置于較重的地位,尤其是物聯(lián)網(wǎng)相對于互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的新的安全標(biāo)準(zhǔn);
第三是要標(biāo)準(zhǔn)制定是在一個復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)需求下進(jìn)行的,該網(wǎng)絡(luò)既包括移動、固定,又包括數(shù)據(jù)、視頻、音頻,網(wǎng)絡(luò)的實時性和穩(wěn)定性要求較高等特點。
2 公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系的范疇和研究目標(biāo)
2.1 公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系范圍
公安物聯(lián)網(wǎng)是以公安機(jī)關(guān)關(guān)注的“人、車、物、事件”為感知對象,通過各種傳感器全天候自動地獲取感知對象信息,以增強(qiáng)信息的全面性、完整性、實時性和鮮活性,借助于現(xiàn)有公安信息化基礎(chǔ),建立“打防管控”的業(yè)務(wù)平臺,提供公安機(jī)關(guān)對社會治安的動態(tài)管控能力,大幅提高警務(wù)效能,提升現(xiàn)代警務(wù)的實戰(zhàn)能力和服務(wù)水平。公安物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵和外延決定了公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的范疇。公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的范疇包括技術(shù)、產(chǎn)品、工程、管理等所有內(nèi)容,這些內(nèi)容必須要為由感知、傳輸、服務(wù)支撐和應(yīng)用層構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所服務(wù),屬于單一的應(yīng)用,而不是服務(wù)于整個網(wǎng)絡(luò),某個環(huán)節(jié)的技術(shù)與產(chǎn)品不屬于這個范疇。比如一種激光對射防入侵傳感器,如果只是單獨應(yīng)用,不需要聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,則該產(chǎn)品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不屬于公安物聯(lián)網(wǎng)范疇;如果該產(chǎn)品是作為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的傳感器,是物聯(lián)網(wǎng)前端的信息感知設(shè)備,則其相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)屬于公安物聯(lián)網(wǎng)范疇。
2.2 總體研究目標(biāo)
建立公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系的總體目標(biāo)是為國家發(fā)改委、工業(yè)與信息化部、公安部正在開展的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程提供標(biāo)準(zhǔn)化支撐,以標(biāo)準(zhǔn)的形式指導(dǎo)或規(guī)范工程建設(shè)中的研發(fā)、規(guī)劃、設(shè)計、工程實施、系統(tǒng)檢測、竣工驗收等各項工作,保證試點工程建設(shè)健康、有序地開展,為今后在全國推廣公安物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)打下堅實的基礎(chǔ),為公安行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作科學(xué)有序的進(jìn)行提供依據(jù)。具體地講,該標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)實現(xiàn)以下目標(biāo):
(1) 科學(xué)合理地確定全國公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的類目、內(nèi)容需求及其現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢;
(2) 為公安信息化標(biāo)準(zhǔn)主管部門(公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)工作組)提供標(biāo)準(zhǔn)總體框架和發(fā)展藍(lán)圖,反映應(yīng)編制標(biāo)準(zhǔn)的全貌,以及各標(biāo)準(zhǔn)之間的相互關(guān)系,指明未來標(biāo)準(zhǔn)化的工作重點和發(fā)展方向,提供相關(guān)決策依據(jù)和編制年度或季度標(biāo)準(zhǔn)制修訂計劃依據(jù),避免盲目和與實際脫節(jié),加快標(biāo)準(zhǔn)制、修訂的速度。
(3) 為公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系逐漸趨向科學(xué)化、合理化和實用化打下基礎(chǔ),保障公安物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)在技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品開發(fā)、工程建設(shè)、系統(tǒng)管理等方面規(guī)范、科學(xué)、高效。
3 公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建原則
公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建的基本原則是“全面成套、層次恰當(dāng)、劃分明確”,另外,根據(jù)行業(yè)特點,公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系編制還遵循如下原則:
3.1 繼承性與發(fā)展性
公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建應(yīng)與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)全方位對接,即與現(xiàn)有公安信息化標(biāo)準(zhǔn)、監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)報警系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)體系對接,同時應(yīng)與國家物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)體系框架和基礎(chǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對接。在體系框架上,公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建的基礎(chǔ)是物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)體系框架中的行業(yè)應(yīng)用部分。在基礎(chǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面,除行業(yè)有特殊要求的基礎(chǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)外,一般可按照國家基礎(chǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)開展。根據(jù)統(tǒng)籌規(guī)劃和整體協(xié)調(diào)的需要,對現(xiàn)有公安信息化系統(tǒng)中涉及的數(shù)據(jù)代碼、功能要求、交換等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂,將其納入到公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架中。同時,將一些應(yīng)用較成熟的、共性強(qiáng)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)向國家物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)工作組推薦,盡量將其上升為物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)。
3.2 現(xiàn)實性與長期性
公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系雖然是面向公安行業(yè)應(yīng)用,但需要制修訂的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量也有數(shù)百項,并且一些標(biāo)準(zhǔn)還需在以后業(yè)務(wù)發(fā)展中不斷構(gòu)建。因此,按照急用先制定的原則,“十二五”期間,公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作主要定位在初步構(gòu)建公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架,以應(yīng)用示范工程為依托,制定一些急需標(biāo)準(zhǔn)或?qū)?shù)據(jù)共享影響較大的標(biāo)準(zhǔn)(如標(biāo)識、數(shù)據(jù)格式、系統(tǒng)接口等)。
3.3 實用性與前瞻性
構(gòu)建公安物聯(lián)網(wǎng)是一項應(yīng)用性極強(qiáng)的工作,標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建必需緊密結(jié)合公安實際業(yè)務(wù)開展的需要,既要借鑒國內(nèi)外既有標(biāo)準(zhǔn),同時針對中國的國情和實際科研能力來進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的制定,這樣才能使得標(biāo)準(zhǔn)的實用性更高。
同時,公安物聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在處于發(fā)展階段,技術(shù)具備前瞻性更是迫切的要求,所以標(biāo)準(zhǔn)研制工作要有一定超前性,標(biāo)準(zhǔn)不僅僅是對當(dāng)前技術(shù)的總結(jié),而是對當(dāng)前技術(shù)引領(lǐng),應(yīng)能通過具有前瞻性的標(biāo)準(zhǔn)來指導(dǎo)技術(shù)研發(fā)。
3.4 自主性與兼容性
社會公共安全行業(yè)有其自身的行業(yè)特點,尤其是一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、研判模型、工作流程等方面,大多具有嚴(yán)格的保密要求,其標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)建要考慮自主性與兼容性的有機(jī)結(jié)合。標(biāo)準(zhǔn)體系既要保障行業(yè)的特殊要求,又要能廣泛兼容。
4 公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系的需求分析
物聯(lián)網(wǎng)一般包括感知、傳輸與應(yīng)用等三層層次結(jié)構(gòu),其標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)也以此為基礎(chǔ)\。結(jié)合公安物聯(lián)網(wǎng)主要建設(shè)內(nèi)容和物聯(lián)網(wǎng)的一般體系,公安物聯(lián)網(wǎng)對標(biāo)準(zhǔn)的需求框架可以概括為下述幾個方面:
首先是社會動態(tài)信息獲取和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),主要涉及傳感器、射頻識別、條形碼等數(shù)據(jù)采集類,低速短距離通信、中速短距離通信等進(jìn)場通信,節(jié)點中間件等協(xié)同信息處理等方面的標(biāo)準(zhǔn);
其次是網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),主要涉及光纖、電話等線纜傳輸,公共無線網(wǎng)絡(luò)、專用無線網(wǎng)絡(luò)等移動傳輸,移動式、固定式衛(wèi)星通信,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)路由、異構(gòu)網(wǎng)組網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)等方面的通信標(biāo)準(zhǔn);
第三是公安物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè),主要涉及軟件工程、應(yīng)用支撐平臺建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),與各信息系統(tǒng)信息共享的信息標(biāo)準(zhǔn)和與各業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)和綜合業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)相配套的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、信息系統(tǒng)技術(shù)和功能要求等方面的標(biāo)準(zhǔn)。
另外,在公安物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和信息安全保障體系建設(shè)方面,主要是與物聯(lián)網(wǎng)安全、網(wǎng)絡(luò)安全、系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)安全、訪問控制等相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。最后,在公安物聯(lián)網(wǎng)管理、制定和建設(shè)方面,主要為涉及與公安物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)、運(yùn)營、維護(hù)和管理有關(guān)的規(guī)定、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等。
5 公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系框架
以從上向下的分層樹形結(jié)構(gòu)構(gòu)建公安物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)體系框架如圖1所示,其具體內(nèi)容可分為6個分體系。
5.1 第1分體系:通用標(biāo)準(zhǔn)
通用標(biāo)準(zhǔn)作為整個公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系的牽引車,對公安物聯(lián)網(wǎng)專用和相關(guān)術(shù)語、技術(shù)要求、標(biāo)準(zhǔn)體系以及法律法規(guī)、通用要作出明確限定。該分體系下設(shè)術(shù)語、分類與編碼、標(biāo)準(zhǔn)體系、法律法規(guī)和通用要求等5個分支。
術(shù)語包括公安物聯(lián)網(wǎng)術(shù)語、公安專業(yè)術(shù)語和相關(guān)術(shù)語;分類與編碼包括適合于整個公安物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中應(yīng)用的對象分類及其代號編碼;標(biāo)準(zhǔn)體系包括公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系及其分體系;法律法規(guī)包括與公安物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的國家法律法規(guī)和部門規(guī)章;通用要求包括總體技術(shù)要求、工程建設(shè)要求、系統(tǒng)運(yùn)行要求、安全保障要求等。
5.2 第2分體系:感知類標(biāo)準(zhǔn)
感知類標(biāo)準(zhǔn)屬于公安物聯(lián)網(wǎng)信息采集部分,是公安物聯(lián)網(wǎng)相對于傳統(tǒng)公安信息化區(qū)別最大的部分,該部分下設(shè)數(shù)據(jù)采集、近物通信和協(xié)同信息處理等3個分支,其中,數(shù)據(jù)采集包括傳感器、射頻識別、條形碼、定位等;近場通信包括低速短距離通信、中速短距離傳輸、自組織網(wǎng)、接入網(wǎng)關(guān)等;協(xié)同信息處理包括節(jié)點中間件、協(xié)同信息服務(wù)等。
5.3 第3分體系:網(wǎng)絡(luò)傳輸類標(biāo)準(zhǔn)
該標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)于為公安物聯(lián)網(wǎng)提供語音、視頻和計算機(jī)數(shù)據(jù)通信的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn),包括總體要求、接口、輸出速率以及承載業(yè)務(wù)等,該網(wǎng)絡(luò)傳輸類標(biāo)準(zhǔn)下設(shè)4個分支。其中線纜傳輸包括光纜傳輸、電話網(wǎng)、雙絞線等;移動通信包括公共無線通信、專用無線通信等;衛(wèi)星通信包括移動式和固定式衛(wèi)星通信系統(tǒng);而網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)路由、異構(gòu)網(wǎng)組網(wǎng)等。
5.4 第4分體系:服務(wù)支撐類標(biāo)準(zhǔn)
服務(wù)支撐類標(biāo)準(zhǔn)主要包括為數(shù)據(jù)存儲、計算、交換、呈現(xiàn)、質(zhì)量控制方面的標(biāo)準(zhǔn),下設(shè)5個分支。其中數(shù)據(jù)質(zhì)量包括數(shù)據(jù)格式的統(tǒng)一性和數(shù)據(jù)完整性等;數(shù)據(jù)存儲包括存儲格式、存儲容量、存儲時間、存儲容災(zāi)等;數(shù)據(jù)計算包括云計算通用要求、計算速度等;數(shù)據(jù)交換包括數(shù)據(jù)中間件、數(shù)據(jù)庫等;數(shù)據(jù)呈現(xiàn)包括PGIS顯示、信息顯示等。
5.5 第5分體系:應(yīng)用類標(biāo)準(zhǔn)
應(yīng)用類標(biāo)準(zhǔn)適用于各警種應(yīng)用系統(tǒng)的要求,是業(yè)務(wù)流與數(shù)據(jù)流最后體現(xiàn)的載體,下設(shè)3個分支。其中綜合應(yīng)用包括快速查詢系統(tǒng)、公安指揮系統(tǒng)、公安身份系統(tǒng)等;公共應(yīng)用包括可視電話、遠(yuǎn)程監(jiān)控、IP電話等;業(yè)務(wù)應(yīng)用則包括人員管控系統(tǒng)、車輛管控系統(tǒng)、物品管控系統(tǒng)、事件管控系統(tǒng)等。
5.6 第6分體系:安全保障標(biāo)準(zhǔn)
安全保障標(biāo)準(zhǔn)主要涉及公安物聯(lián)網(wǎng)各個環(huán)節(jié)的安全保障,下設(shè)6個分支。其中物理安全包括環(huán)境安全、電磁兼容、防雷安全、傳感器防破壞等;終端安全包括防入侵、防探測、防替代等;通信安全包括近場通信安全、公網(wǎng)通信安全、專網(wǎng)通信安全、接入網(wǎng)關(guān)安全等;數(shù)據(jù)安全包括數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)加密等;系統(tǒng)安全包括系統(tǒng)安全要求、系統(tǒng)安全措施、系統(tǒng)安全軟件、系統(tǒng)安全評估等;訪問控制包括數(shù)據(jù)授權(quán)、身份認(rèn)證、密鑰管理等。
6 當(dāng)前公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化的工作重點
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)需求和目前標(biāo)準(zhǔn)化的制修訂現(xiàn)狀,當(dāng)前公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作應(yīng)首先理順現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系。由于公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)與公安信息化、城市監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)報警、信息安全等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)具有一定的重疊,故應(yīng)在統(tǒng)一指導(dǎo)思想下,界定各標(biāo)準(zhǔn)范疇,做好各標(biāo)準(zhǔn)的銜接,防止重復(fù)立項和標(biāo)準(zhǔn)不兼容。
另外,根據(jù)現(xiàn)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀、應(yīng)用示范工程需要以及物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的差異,公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)前還應(yīng)加強(qiáng)數(shù)據(jù)共享、分類與編碼、RFID與傳感器類標(biāo)準(zhǔn)的制定。
6.1 數(shù)據(jù)共享
數(shù)據(jù)共享是物聯(lián)網(wǎng)的主要理念之一,數(shù)據(jù)共享標(biāo)準(zhǔn)是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。物聯(lián)網(wǎng)感知層的標(biāo)準(zhǔn)化問題是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中"點"的問題,而支撐大范圍物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn),這是"面"的問題。要實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,必須制定好接口和元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。
6.2 分類與編碼
分類編碼是進(jìn)行信息交換和實現(xiàn)信息資源共享的重要前提。物聯(lián)網(wǎng)的靈魂是物品的身份識別,通過物品編碼為物品分配一個能夠上網(wǎng)進(jìn)行信息交換和處理的標(biāo)識。目前,公安行業(yè)已經(jīng)建立了不同類型的分類編碼標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、條例或規(guī)則等,并且以此為基礎(chǔ)建立了各自的數(shù)據(jù)庫和信息系統(tǒng),應(yīng)在合理歸并的基礎(chǔ)上,建立統(tǒng)一的分類編碼標(biāo)準(zhǔn),確定統(tǒng)一的科學(xué)含義,從現(xiàn)有已建立起來的分類編碼標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,從宏觀和高層次上建立起全國統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
6.3 RFID與傳感器的安全標(biāo)準(zhǔn)
RFID以及傳感器在公安行業(yè)已得到廣泛應(yīng)用,其相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)或者國際標(biāo)準(zhǔn)基本形成,但在公安物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中,RFID和傳感器的安全保障尤為重要,解決它的安全問題不能簡單地利用現(xiàn)有公安信息化安全措施,這類標(biāo)準(zhǔn)的制定對公安物聯(lián)網(wǎng)的推廣應(yīng)用尤為重要。
7 結(jié) 語
公安物聯(lián)網(wǎng)是一項龐大的系統(tǒng)工程,公安物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作是未來十年或更長時間內(nèi)從事設(shè)計、部署、實現(xiàn)和完善公安物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的支撐和保障,需要在標(biāo)準(zhǔn)體系的指導(dǎo)下分階段有計劃地開展標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作,從而使公安物聯(lián)網(wǎng)乃至物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)健康快速的應(yīng)用和發(fā)展。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]王剛.工信部科技司司長聞庫談物聯(lián)網(wǎng)\.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2011,1(4):9-10.
[2]種艷,董運(yùn)濤.物聯(lián)網(wǎng)在智能建筑安全防范系統(tǒng)中的應(yīng)用\.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2011,1(4):79-82.
[3]王廣宇.展望物聯(lián)網(wǎng)與社會安防\.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2011,1(3):24-26.
[4]閆夏卿.視頻監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)時代的應(yīng)用先鋒\.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2011,1(3):27.
[5]王剛.行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)暫未出臺產(chǎn)業(yè)初期瓶頸初現(xiàn)\.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2011,1(2):27.
[6]梁麗濤,鄭碩,駱晶研,等.民用飛機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建模型與方案確定\.中國標(biāo)準(zhǔn)化,2010(11):18-22.
[7]朱瑞虹,張欣,王曙光.地方電子政務(wù)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)探索\.中國標(biāo)準(zhǔn)化,2010(9):49-51.
[8]吳志剛.我國信息化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的思考\.標(biāo)準(zhǔn)化研究,2005(8):50-55.
[9]黃玉蘭.物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的探究\.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2011,1(2):58-62.
[10]孫其博,劉杰,黎,等.物聯(lián)網(wǎng):概念、架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)研究綜述\.北京郵電大學(xué)學(xué)報,2010,33(3):1-9.
[11]王世彤,邢曉江,李偉華.泛在網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)體系架構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)化及關(guān)鍵技術(shù)問題\.通信技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn),2010(1):44-48.
【關(guān)鍵詞】異構(gòu)網(wǎng)絡(luò) UMA 多網(wǎng)融合 WiFi WLAN
1 引言
隨著移動與固定網(wǎng)絡(luò)融合趨勢的進(jìn)一步發(fā)展,UMA技術(shù)的實現(xiàn)為我們解決WLAN與移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)融合這一難題提供了技術(shù)保障。UMA(Unlicensed Mobile Access,非授權(quán)移動接入)作為3GPP標(biāo)準(zhǔn)的接入技術(shù),支持移動語音與數(shù)據(jù)從蜂窩網(wǎng)絡(luò)到無線局域網(wǎng)的無縫切換。UMA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)確立了移動運(yùn)營商將家庭、辦公室與公共WLAN無縫擴(kuò)展至其蜂窩網(wǎng)絡(luò)的方法。借助UMA技術(shù),運(yùn)營商可以通過WLAN接入網(wǎng)絡(luò)為用戶提供語音和數(shù)據(jù)服務(wù),顯著提高移動服務(wù)的使用效率,同時降低網(wǎng)絡(luò)部署成本。目前UMA標(biāo)準(zhǔn)正逐步成熟,不少廠商推出了基于UMA的解決方案和終端設(shè)備,歐洲、北美及亞太地區(qū)的運(yùn)營商也開展了運(yùn)作和測試。UMA為運(yùn)營商開辟了新的業(yè)務(wù)途徑,可幫助移動運(yùn)營商解決室內(nèi)覆蓋,提高頻譜利用率,有利于固網(wǎng)運(yùn)營商提高話務(wù)量和收入。
2 UMA技術(shù)簡介
UMA是一種使用ISM(Industrial Scientific Medical Band)頻段,由英國電信等電信運(yùn)營商起草的新GSM無線接入方式,旨在使用戶在室內(nèi)通過IP接入網(wǎng)使用移動網(wǎng)絡(luò)資源。UMA借助ISM頻段通信技術(shù)將移動終端接入GSM/GPRS核心網(wǎng),使用GSM/GPRS的各項服務(wù)。UMA網(wǎng)絡(luò)能夠與現(xiàn)有無線接入網(wǎng)絡(luò)GERAN(GSM/EDGE Radio Access Network)共存,互不影響,還能夠通過信息交互,實現(xiàn)移動終端在兩種網(wǎng)絡(luò)間的漫游切換。
2.1 UMA網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
UMA網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示:
由于UMA是作為現(xiàn)有2G/3G網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展而設(shè)計的,因此UNC(UMA Network Controller)可以通過A接口或Gb接口與MSC或SGSN連接,保證MS與MSC之間移動性管理(MM)的信息透明傳輸(或MS與SGSN之間邏輯鏈路控制層的信息透明傳輸)。另外,UNC通過Wm接口與AAA服務(wù)器連接,完成用戶認(rèn)證。在UNC與終端間,UMA定義了新的Up接口,用于UNC與終端間的通信。GSM的MM及其上層消息仍在終端和MSC之間透明傳輸,這使得UMA用戶可以獲得原有的GSM/GPRS業(yè)務(wù)。
2.2 UMA技術(shù)原理
UMA的典型應(yīng)用如圖2所示:
整個UMA網(wǎng)絡(luò)由多模終端、WLAN接入點、Internet網(wǎng)絡(luò)和UNC組成。UNC是UMA系統(tǒng)的核心,它通過Internet網(wǎng)絡(luò)連接到終端接入的WLAN接入點,同時分別通過A接口和Gb接口與蜂窩網(wǎng)絡(luò)核心網(wǎng)中的MSC和SGSN相連。UNC的主要功能有:終端和MSC之間語音編碼的轉(zhuǎn)換;UNC與終端間數(shù)據(jù)傳輸通道和Gb接口上分組數(shù)據(jù)流之間的交互;建立到終端的安全隧道,用于相互認(rèn)證、加密和數(shù)據(jù)完整性保護(hù);為終端接入UMA網(wǎng)絡(luò)提供注冊和系統(tǒng)信息;管理UMA網(wǎng)絡(luò)CS和PS業(yè)務(wù)的承載路徑;支持尋呼、CS切換和PS切換;終端和核心網(wǎng)之間層3消息的透明傳輸?shù)取诵木W(wǎng)而言,UNC與一般的BSC并無不同之處,因此UMA網(wǎng)絡(luò)對蜂窩網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)具有非常好的兼容性。
UMA是目前實現(xiàn)蜂窩網(wǎng)絡(luò)和WLAN網(wǎng)絡(luò)間無縫移動的最成熟和最簡單的方案,它不需要對GERAN/UMTS的核心網(wǎng)進(jìn)行改動,不影響核心網(wǎng)未來向IMS演進(jìn)。而且除了WLAN接入,它也支持Femtocell接入,支持固定電話接入(需加配終端適配器),支持PC機(jī)通過軟件和帶有SIM卡的適配器接入。
3 UMA技術(shù)的優(yōu)勢
3.1 技術(shù)優(yōu)勢
(1)在體系結(jié)構(gòu)上,UMA技術(shù)只是在網(wǎng)絡(luò)中引入了UMA控制器,沒有更改原有的蜂窩網(wǎng)絡(luò)。這使得運(yùn)營商可以綜合利用現(xiàn)有蜂窩網(wǎng)絡(luò)及本地?zé)o線局域網(wǎng)(WLAN)擴(kuò)展服務(wù)領(lǐng)域,降低用戶資費(fèi),吸引客戶使投資利益最大化;使從傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)獲得GSM和GPRS移動服務(wù)的雙模手機(jī)可以自動切換到UMA接入點,從而無中斷地檢測到速度最快、成本最經(jīng)濟(jì)的網(wǎng)絡(luò)。
(2)不影響原有業(yè)務(wù)。它能使原有業(yè)務(wù)在融合的網(wǎng)絡(luò)中與在原有網(wǎng)絡(luò)中保持一致,較易被用戶接受,可以更好地吸引原網(wǎng)絡(luò)客戶使用融合網(wǎng)絡(luò)。
(3)在目前頻譜資源有限的情況下,UMA使用免費(fèi)的ISM頻段,拉開了移動終端大規(guī)模利用“最后一公里帶寬”接GSM/GPRS核心網(wǎng)的序幕,使運(yùn)營商向移動用戶提供話音、VoIP、視頻服務(wù)等高帶寬業(yè)務(wù)成為可能。
(4)UMA作為一種固定-移動一體化解決方案,滿足了家庭及企業(yè)用戶對通信便利性及高效性的需求,即通過一臺終端、一個號碼、一張賬單實現(xiàn)傳統(tǒng)的固定-移動業(yè)務(wù)。尤其是對企業(yè)用戶,在有UMA覆蓋的辦公室范圍內(nèi),移動通信費(fèi)用可以大幅度降低,并且不需支付高額的漫游費(fèi)用,這可降低企業(yè)的通信費(fèi)用支出,縮減成本。
3.2 移動網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商對UMA的技術(shù)需求
對移動運(yùn)營商來講,雖然業(yè)務(wù)狀況良好,但移動市場已趨于飽和,也出現(xiàn)了業(yè)務(wù)APRU值下滑的狀況。移動運(yùn)營商需要擴(kuò)充領(lǐng)域,因而對UMA技術(shù)充滿了期待,具體表現(xiàn)在以下3方面:
(1)移動運(yùn)營商希望通過較低的成本提高蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍及系統(tǒng)容量,UMA技術(shù)使其避免了在頻譜資源、基站設(shè)備等方面的大量投資。
(2)移動運(yùn)營商將UMA網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有GERAN同時使用,可使得部分用戶通過UMA網(wǎng)絡(luò)接入GSM/GPRS核心網(wǎng)使用各項GSM/GPRS服務(wù),能夠緩解GERAN的壓力。并且,UMA容易在室內(nèi)實施,可用來解決室內(nèi)覆蓋問題。
(3)目前,IMS系統(tǒng)體系架構(gòu)是公認(rèn)的網(wǎng)絡(luò)融合發(fā)展方向。將來可以支持所有IMS業(yè)務(wù)的UMA是實現(xiàn)IMS的過渡方案,是運(yùn)營商向用戶提供FMC(Fixed-Mobile Convergence)業(yè)務(wù)的第一步,應(yīng)用UMA解決方案向用戶提供多樣的、低價服務(wù)的運(yùn)營商將會在未來IMS大戰(zhàn)上取得有利地位。
3.3 應(yīng)用前景
從市場定位看,UMA服務(wù)將首先面向?qū)崿F(xiàn)寬帶接入和WiFi覆蓋的用戶,特別是家庭和SOHO用戶。這一方面因為UMA本身就是一種很理想的室內(nèi)覆蓋解決方案,另一方面家庭用戶的帶寬較高,WiFi多為家庭獨享,不易發(fā)生網(wǎng)絡(luò)阻塞,能夠保證話音質(zhì)量,也不需要考慮復(fù)雜的QoS問題。
在實際應(yīng)用中,2006年以來,歐洲的運(yùn)營商已經(jīng)率先開始對UMA技術(shù)進(jìn)行運(yùn)作和測試。歐洲15個主要國家中,各主要運(yùn)營商都在進(jìn)行大量的UMA實驗。作為全業(yè)務(wù)運(yùn)營商的德國電信,固網(wǎng)和移動兩個部門聯(lián)合進(jìn)行業(yè)務(wù)試驗并利用固網(wǎng)的資源提供UMA服務(wù),將其固網(wǎng)方面的客戶挽留住;主要經(jīng)營固網(wǎng)業(yè)務(wù)的英國電信則利用自己的固網(wǎng)通過UMA技術(shù)來達(dá)到收入增長的目標(biāo)。此外,美國、瑞典、意大利的一些運(yùn)營商也已經(jīng)推出了這種基于UMA的業(yè)務(wù),如作為移動運(yùn)營商的美國T-Mobile面向企業(yè)用戶開展大規(guī)模商用,以求加強(qiáng)2G網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果。
如圖3所示,對于移動運(yùn)營商來說,UMA可以提供經(jīng)濟(jì)的室內(nèi)覆蓋,通過將室內(nèi)的移動話務(wù)從蜂窩網(wǎng)旁路到低成本的WiFi網(wǎng)絡(luò)上,可以大幅度節(jié)省在移動頻譜上的投資和蜂窩網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營成本,從而可以將授權(quán)頻譜和資金運(yùn)用到更需要擴(kuò)充容量的區(qū)域。同時,借助WiFi網(wǎng)絡(luò),UMA增加了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的帶寬,運(yùn)營商可以籍此提供更多的流媒體、視頻和互動游戲等增值數(shù)據(jù)服務(wù)。
另外,UMA打破了原有固定與移動運(yùn)營商的明確界線,為固定與移動的無縫連接提供了新的解決方案。目前,家庭寬帶接入市場大多為固網(wǎng)運(yùn)營商所運(yùn)營,UMA的出現(xiàn)和部署也給固定運(yùn)營商帶來新的契機(jī),UMA服務(wù)將帶動更多的用戶升級到寬帶接入方式。在寬帶業(yè)務(wù)增長的同時,固定運(yùn)營商還將與移動運(yùn)營商衍生出更多新型的合作方式和商業(yè)模式,例如固定運(yùn)營商參與未授權(quán)頻譜網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),甚至參與零售或者與移動運(yùn)營商組成新的商業(yè)聯(lián)盟,展開合作并實現(xiàn)利潤分成。
4 UMA存在的問題
4.1 射頻共存問題
GSM和WLAN的接收機(jī)部分區(qū)別很大,通常無法共用一副天線,而當(dāng)終端在系統(tǒng)間平滑移動時很容易啟動這兩個系統(tǒng)。由于GSM技術(shù)非常嚴(yán)格的接收機(jī)性能要求以及WLAN上非關(guān)聯(lián)的并行傳輸機(jī)制,必須使用共存濾波器來防止GSM連接失真;同時,需要特別注意被選WLAN芯片組與藍(lán)牙芯片組之間的共存支持,因為它們使用相同的頻段,必須協(xié)調(diào)在兩個頻率上發(fā)送語音的傳輸過程。
4.2 安全性問題
一旦使用互聯(lián)網(wǎng),用戶就將離開蜂窩網(wǎng)絡(luò)這個“安全港灣”,很容易受到那些典型互聯(lián)網(wǎng)威脅的干擾,如垃圾郵件、病毒入侵、有害的竊聽和重放、不正確的賬單等等,因此要求為每條消息采取高級加密和指紋識別術(shù)。UMA有四種規(guī)定的安全框架(AES+SHA-1、3DES+SHA、AES+HMAC、AES+AES XCBC),從用戶角度看,終端必須至少支持其中的一種,而網(wǎng)絡(luò)的安全網(wǎng)關(guān)(SGW)必須支持全部四種,從而保證UMA的安全使用。
認(rèn)證是基于專門為UMA開發(fā)的第二版互聯(lián)網(wǎng)密鑰交換(IKEv2)協(xié)議。這樣,終端和服務(wù)提供商都需要做大量的開發(fā)和集成工作,因而會延遲UMA系統(tǒng)的實際部署進(jìn)程。IKEv2采用EAP-SIM認(rèn)證,允許運(yùn)營商根據(jù)通常的GSM SIM認(rèn)證算法A3和A5實現(xiàn)終端的UMA認(rèn)證。與此同時,基站需要通過檢查UNC或SGW的身份來驗證UMA網(wǎng)絡(luò)?;诖?運(yùn)營商必須提供存儲在終端中并可有效防止修改的安全證書(基于X.509),這樣,用戶就不能輕易地將UMA終端連接到任意服務(wù)提供商,而只能連接到其證書被編程進(jìn)手機(jī)中的服務(wù)提供商。
4.3 終端問題
移動接入有特殊的要求,其中之一是使覆蓋距離最大化。對運(yùn)營商驅(qū)動的業(yè)務(wù)而言,覆蓋區(qū)域是最重要的。如果經(jīng)常并盡量使用UMA而不是GSM的話,可降低運(yùn)營商的成本,這意味著UMA終端必須支持WLAN的范圍應(yīng)盡可能擴(kuò)大。在建筑物頻傳播顯得更為重要,應(yīng)注意WLAN的接收器靈敏度和發(fā)送功率。
較高的音頻質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量是必要的,因此在WLAN上語音業(yè)務(wù)的優(yōu)先級要高于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);同時,低功耗對手機(jī)應(yīng)用來說也特別重要,用戶不希望有其它大功耗的應(yīng)用影響終端的通話時間。
5 UMA技術(shù)展望
UMA解決方案使服務(wù)提供商只需一個移動設(shè)備、一個用戶界面、一套系統(tǒng),便可同時處理語音和數(shù)據(jù)的公共網(wǎng)絡(luò)服務(wù),以及將蜂窩網(wǎng)絡(luò)和無線局域網(wǎng)(WiFi和藍(lán)牙)合并成一套無線網(wǎng)絡(luò)來提供服務(wù)。UMA解決方案還可以融合蜂窩網(wǎng)絡(luò)和任何基于IP的無線接入網(wǎng)絡(luò),例如IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20移動寬帶無線接入(MBWA)和超寬帶(UWB)網(wǎng)絡(luò)。但是,這種網(wǎng)絡(luò)的融合只是一種合并,而非真正意義上的融合。在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上,它還存在兩條獨立的鏈路:UMA鏈路和傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的鏈路;在鏈路上,還存在兩種獨立的接入點:UMA的AP和蜂窩網(wǎng)的BS;網(wǎng)絡(luò)控制器也是兩套獨立的設(shè)備:UNC和BSC。
5.1 網(wǎng)絡(luò)融合
真正的固網(wǎng)和移動網(wǎng)絡(luò)融合發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)的各個層面,包括業(yè)務(wù)層、控制層、傳送層、接入層等多個層面的融合(如圖4所示),可為用戶提供無縫的融合業(yè)務(wù)體驗和服務(wù)能力,以及可使電信運(yùn)營商進(jìn)行客戶群細(xì)分基礎(chǔ)上的產(chǎn)品和業(yè)務(wù)整合工作。
從標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備以及應(yīng)用現(xiàn)狀看,傳送層的融合,即一些基于IP承載網(wǎng)絡(luò)的和業(yè)務(wù)層面的融合方案在技術(shù)上已經(jīng)成熟,因此融合可能最先發(fā)生在這些層面;有些接入層的融合方案比較成熟,也有一些商用案例;控制層的融合,即基于IMS的網(wǎng)絡(luò)融合,由于在標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備、應(yīng)用等方面都尚未成熟,許多問題還在探討中,因此其作為未來發(fā)展的目標(biāo),實現(xiàn)將會比其他層面晚。
5.2 終端的融合
目前,智能終端正在逐漸產(chǎn)業(yè)化和市場化,從單純的可以提供一定范圍內(nèi)的無線接入的藍(lán)牙手機(jī)、藍(lán)牙網(wǎng)關(guān)以及WiFi終端,擴(kuò)展到了智能PDA、WiFi/GSM、Bluetooth/GSM雙模終端等;許多終端開始采用開放的操作平臺,可以讓用戶自由下載開放的應(yīng)用程序并進(jìn)行裝載。采用多模終端后,用戶可以根據(jù)自己的意愿選擇接入合適的網(wǎng)絡(luò)(固定或移動網(wǎng)絡(luò)),而網(wǎng)絡(luò)本身也可以智能地根據(jù)用戶的接入方式做出最佳的指令動作。
5.3 業(yè)務(wù)和服務(wù)的融合
業(yè)務(wù)融合主要由固網(wǎng)和移動網(wǎng)兩者業(yè)務(wù)層面的融合來實現(xiàn),與運(yùn)營商的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)密切相關(guān)。業(yè)務(wù)綁定是目前最容易實施的業(yè)務(wù)融合手段,也體現(xiàn)了FMC的基本特點。更深層次的業(yè)務(wù)融合則是通過獨立的核心網(wǎng)絡(luò)(呼叫會話控制)和接入網(wǎng)絡(luò),為不同接入類型的用戶提供業(yè)務(wù)應(yīng)用?;跇I(yè)務(wù)融合的應(yīng)用包括一個號碼、VPN、語音信箱、統(tǒng)一消息、會議和流媒體。服務(wù)的融合則不僅依靠網(wǎng)絡(luò)融合來實現(xiàn),還需要依靠固網(wǎng)和移動網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營支撐系統(tǒng)的融合來實現(xiàn)。
6 結(jié)束語
UMA作為3GPP標(biāo)準(zhǔn),實現(xiàn)了蜂窩移動通信和WiFi之間融合的接入。對于越來越關(guān)注成本的移動運(yùn)營商而言,UMA提供了一個平衡移動互聯(lián)網(wǎng)成本和性能的“杠桿”。UMA可使移動網(wǎng)絡(luò)在ISM頻譜中保持現(xiàn)有的服務(wù),無論是基于電路、分組SIP(會話層初始化協(xié)議)還是IMS,用戶都可使用多模終端在蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)和WiFi無線網(wǎng)絡(luò)之間實現(xiàn)漫游?;赨MA技術(shù),當(dāng)移動運(yùn)營商在提供互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)時,可以針對經(jīng)常在家中或者辦公室等固定場所使用互聯(lián)網(wǎng)的用戶,通過從廣域的蜂窩移動通信網(wǎng)切換至WiFi網(wǎng)絡(luò),而以更低的價格提供更好的服務(wù),讓用戶獲得更好的性價比。
LTE時代的到來,讓廣域的移動通信網(wǎng)擁有了不可想象的應(yīng)用創(chuàng)新機(jī)會。而將LTE的廣域應(yīng)用與室內(nèi)應(yīng)用有效互動起來,則會產(chǎn)生實際的業(yè)務(wù)優(yōu)勢和經(jīng)濟(jì)效益。減緩廣域網(wǎng)的帶寬壓力,提高移動業(yè)務(wù)的室內(nèi)性能,創(chuàng)造新的、區(qū)分性的“HomeZone”類業(yè)務(wù),這些由UMA所帶來的優(yōu)勢,對LTE具有的特性而言將更為重要。
參考文獻(xiàn)
[1]李軍. 異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)融合理論與技術(shù)實現(xiàn)[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2009.