LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合分析

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摘要:文章對(duì)lte無線通信技術(shù)進(jìn)行了深入的探究，分析了物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)以及物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的模型，研究了LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)模型的適配性，提出了LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合的策略。

關(guān)鍵詞:長期演進(jìn);無線通信技術(shù);物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);結(jié)合

1LTE無線通信技術(shù)

1．1短距無線通信技術(shù)

1．1．1無線局域網(wǎng)技術(shù)無線局域網(wǎng)技術(shù)是人們接入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)使用較為頻繁的技術(shù)，其中，無線局域網(wǎng)的頻段以2．4GHz與5GHz為主，有線網(wǎng)絡(luò)在無線路由器或者無線AP的基礎(chǔ)上，將有線信號(hào)向無線信號(hào)方向轉(zhuǎn)換。無線局域網(wǎng)技術(shù)主要包括802．11n，802．11a，802．11g等標(biāo)準(zhǔn)，其中，802．11n是主流的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，采用了智能天線技術(shù)，可把無線局域網(wǎng)傳輸速率由54Mbps提高到300Mbps。802．11n的優(yōu)勢(shì)是網(wǎng)絡(luò)速率高、信號(hào)覆蓋范圍廣以及信號(hào)干擾影響小。

1．1．2藍(lán)牙技術(shù)藍(lán)牙技術(shù)主要使用在移動(dòng)終端中，比如手機(jī)、平板電腦等，GPS、PC等設(shè)備中也應(yīng)用了藍(lán)牙技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，藍(lán)牙技術(shù)不斷得到更新，性能大大提升，其數(shù)據(jù)傳輸速率能夠達(dá)到24Mbps，傳輸距離最大約為300m，具有較強(qiáng)的隱秘性，藍(lán)牙技術(shù)還支持IPv6網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。在智能家居領(lǐng)域中應(yīng)用藍(lán)牙技術(shù)，可使設(shè)備與設(shè)備之間通過藍(lán)牙進(jìn)行有效的連接，具有安全性高、速率快以及功耗低等優(yōu)勢(shì)。

1．2蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)

第一代移動(dòng)通信技術(shù)主要使用了模擬信號(hào)，工作頻段一般在800MHz。其是在蜂窩結(jié)構(gòu)組網(wǎng)的基礎(chǔ)上采用模擬語音調(diào)制技術(shù)，附帶語音功能。第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)在發(fā)展的過程中有較好的應(yīng)用，但是也有一定的缺點(diǎn)，比如:抗干擾能力差、利用率偏低以及保密性差等。第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了從模擬系統(tǒng)到數(shù)字系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變，工作頻段在800～1900MHz之間，能夠提供低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及語音業(yè)務(wù)，在語音質(zhì)量、頻譜等方面與模擬通信技術(shù)相比有較好的提升，并且還在此基礎(chǔ)上增加了漫游功能。

1．3衛(wèi)星通信技術(shù)

衛(wèi)星通信技術(shù)主要是將人造地球衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)無線電波而實(shí)現(xiàn)的不同地球站之間的通信。衛(wèi)星網(wǎng)站由從站、控制中心、地面站以及衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器等構(gòu)成，其特點(diǎn)是覆蓋范圍廣、可有效構(gòu)建個(gè)人通信［1］。缺點(diǎn)是因電磁波的物理特性導(dǎo)致傳輸?shù)乃俣容^慢，使得衛(wèi)星通話的過程中有一定的延遲。

2物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)

2．1EPC技術(shù)

電子產(chǎn)品編碼(ElectronicProductCode，EPC)是一種編碼對(duì)象，與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接。在編碼技術(shù)中，主要應(yīng)用的是EPC，其能夠通過單項(xiàng)標(biāo)識(shí)呈現(xiàn)代碼。使用相關(guān)系統(tǒng)可以讀取EPC中的信息，一般情況下使用的是射頻識(shí)別(RadioFrequencyIdentificationSystem，RFID)系統(tǒng)，后臺(tái)標(biāo)記語言服務(wù)器能夠在編碼信息的基礎(chǔ)上對(duì)物品信息進(jìn)行有效的收集與分析，在此過程中離不開EPC技術(shù)的應(yīng)用。EPC技術(shù)在應(yīng)用的過程中，射頻識(shí)別標(biāo)簽發(fā)揮著較為重要的作用，其傳遞主要是通過網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。

2．2RFID技術(shù)

RFID技術(shù)中的核心設(shè)備有讀寫、數(shù)據(jù)處理等設(shè)備，同時(shí)RFID標(biāo)簽也是此技術(shù)中重要的部分，能夠讀寫與寫入特定的信息，能夠?qū)ξ矬w進(jìn)行跟蹤與管理。在運(yùn)行此技術(shù)期間，識(shí)別碼在其中尤為重要，主要是因RFID技術(shù)在運(yùn)行期間需要使用到識(shí)別碼，才能夠確保該技術(shù)順利運(yùn)行，進(jìn)而有效提高管理水平［1］。

2．3云計(jì)算

云計(jì)算技術(shù)可增加、使用以及提供互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)服務(wù)，大大提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，并且應(yīng)用范圍廣［2］。云計(jì)算技術(shù)在應(yīng)用的過程中具有可擴(kuò)充性強(qiáng)、成本低、功能豐富和普遍適用等較大優(yōu)勢(shì)，其中可擴(kuò)充性主要是指能夠?qū)υ埔?guī)模進(jìn)行動(dòng)態(tài)擴(kuò)充，并且以動(dòng)態(tài)的形式滿足不同類型用戶的需求，這對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大具有較大的促進(jìn)作用。云計(jì)算技術(shù)成本較低，有利于企業(yè)的較快發(fā)展。多功能在應(yīng)用的過程中能夠加大資源利用率，這在很大程度上可降低企業(yè)投入成本。普適性意味著云計(jì)算應(yīng)用于未制定的對(duì)象，可對(duì)程序進(jìn)行有效構(gòu)建，在一些情況下還可以支持所有程序，能夠滿足實(shí)際需求。

3物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)模型分析

物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)，目前正向物品之間信息交換的方向發(fā)展，在使用不同技術(shù)的過程中，比如激光掃描技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)以及全球定位技術(shù)等，能夠?qū)⑽锲放c互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行有效的連接，并在荷載相關(guān)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上可管理事物的定位、識(shí)別以及智能化等［2］。物聯(lián)網(wǎng)主流數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)模型分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層。其中，感知層又包括傳感器網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)采集層，數(shù)據(jù)采集技術(shù)主要有RFID、傳感器以及條形碼等;網(wǎng)絡(luò)層包括互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)以及遠(yuǎn)程控制網(wǎng)絡(luò)等;應(yīng)用層分為支撐子層以及物理網(wǎng)應(yīng)用層。物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的應(yīng)用主要有工業(yè)監(jiān)控、環(huán)境檢測(cè)以及智能家具等，應(yīng)用子層包含服務(wù)支撐平臺(tái)、云計(jì)算平臺(tái)以及信息開發(fā)平臺(tái)等［3］。

4LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)模型的適配性

長期演進(jìn)(Long－TermEvolution，LTE)無線網(wǎng)絡(luò)能夠與物理網(wǎng)業(yè)務(wù)相結(jié)合形成無線物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，LTE無線通信網(wǎng)絡(luò)作為網(wǎng)關(guān)接入物聯(lián)網(wǎng)期間，因數(shù)據(jù)流向LTE網(wǎng)絡(luò)回傳時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的系統(tǒng)負(fù)荷，這在很大程度上會(huì)增加無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的壓力。物聯(lián)網(wǎng)在較多領(lǐng)域中有廣泛應(yīng)用，智能電表數(shù)據(jù)包頻率為50次/天，數(shù)據(jù)包大小為10B;智能交通數(shù)據(jù)包頻率為1000次/天，數(shù)據(jù)包大小為1500B;智能家具數(shù)據(jù)包頻率不高于100次/天，數(shù)據(jù)包大小為100～1000B。LTE技術(shù)主要使用了正交頻分復(fù)用技術(shù)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行正交劃分，在此基礎(chǔ)上將數(shù)據(jù)流變?yōu)椴煌⑿械牡退僮訑?shù)據(jù)流，并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)制，通過子信道進(jìn)行傳輸。物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展期間，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)很難統(tǒng)一，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)與操作平臺(tái)等路徑碎片化。

5LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合的策略

5．1在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用

在進(jìn)行智慧城市建設(shè)的過程中，在物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用LTE無線通信技術(shù)，可在較大范圍內(nèi)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)在城市中的全面覆蓋，以此有效監(jiān)控智慧城市。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與LTE技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，可在地鐵以及地下隧道等區(qū)域中設(shè)置無線網(wǎng)絡(luò)，并與建筑物、路燈等設(shè)施全面連接，還可對(duì)空氣污染指數(shù)以及空氣質(zhì)量指數(shù)等進(jìn)行全面采集，對(duì)智慧城市建設(shè)具有較大促進(jìn)作用［4］。在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，物聯(lián)網(wǎng)主要使用藍(lán)牙以及無線網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信的連接，其覆蓋范圍有一定局限性，并且傳輸距離相對(duì)較近。將物聯(lián)網(wǎng)與LTE技術(shù)結(jié)合應(yīng)用后，以頻分多址作為OFDM/FDMA的空間接口，在MIMO技術(shù)的基礎(chǔ)上提高傳輸效率，可大大提高智慧城市的無線通信能力。

5．2在智能電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用

智能電網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用方向，在智能電網(wǎng)建設(shè)期間需要使用簡化端口接入的方法，以此進(jìn)行智能化以及精細(xì)化管理。安裝智能表，開展遠(yuǎn)程抄表業(yè)務(wù)，檢測(cè)客戶端設(shè)與服務(wù)，并把獲取的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)匯集到網(wǎng)絡(luò)終端平臺(tái)，有效構(gòu)建集成化信息監(jiān)管控制系統(tǒng)，分析電力使用流量，調(diào)整智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，以此提升電力系統(tǒng)利用率。隨著智能電表在全國范圍內(nèi)的覆蓋，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也不斷得到優(yōu)化，LTE技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合在智能電網(wǎng)建設(shè)中國發(fā)揮著較為重要的作用。

5．3在智能家居中的應(yīng)用

在智能家居行業(yè)中，家居智能化的發(fā)展可全面滿足人們物質(zhì)以及精神方面的需求，不同的智能家電與生活用品極大提高了人們的生活質(zhì)量，比如智能壓面機(jī)，能夠根據(jù)使用者自身不同的需求，壓出不同的面型，在運(yùn)行的過程中可以手動(dòng)運(yùn)行，還具有全自動(dòng)化模式。由此可見，物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)智能家居業(yè)務(wù)功能，尤其是在LTE無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的基礎(chǔ)上，能夠?qū)⑤^多家居與網(wǎng)絡(luò)連接，并且可對(duì)其進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，從而提升生活便利性。

5．4在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中的應(yīng)用

隨著城市的不斷發(fā)展，交通網(wǎng)絡(luò)逐漸復(fù)雜化，智能網(wǎng)聯(lián)汽車系統(tǒng)越來越受到人們的歡迎。在構(gòu)建智能網(wǎng)聯(lián)平臺(tái)的過程中，要把私家車納入到共享平臺(tái)中，用戶可享受相關(guān)服務(wù)，比如汽車租用以及導(dǎo)航等。公共交通系統(tǒng)能夠在物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際道路條件構(gòu)建無線覆蓋的方案，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在交通網(wǎng)絡(luò)中的全覆蓋，提升車輛行駛的安全性。

6結(jié)語

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，LTE無線通信技術(shù)在發(fā)展的過程中，需要將大眾通信作為基礎(chǔ)的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，確保其具有更高的精確度與效率，確?，F(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)與LTE無線通信技術(shù)進(jìn)行有效融合。此外，需要對(duì)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性進(jìn)行確定，還需要定義物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的業(yè)務(wù)形態(tài)。在LTE技術(shù)發(fā)展期間與物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)行有效融合，可通過LTE技術(shù)促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展。

［參考文獻(xiàn)］

［1］雙新卓．計(jì)算機(jī)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流領(lǐng)域中的應(yīng)用與創(chuàng)新［EB/OL］．(2018－05－01)［2020－08－20］．

［2］彭曉良，陳生海，丁建群．試析LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合［J］．山東工業(yè)技術(shù)，2018(1):110．

［3］張雷．試論LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合與應(yīng)用［J］．電腦知識(shí)與技術(shù)(學(xué)術(shù)版)，2019(5):70－71．

［4］李洪，吳澤龍．淺析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］．?dāng)?shù)字通信世界，2018(2):122．

作者：王大蕾 單位：江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院