LTE無線通信技術與物聯(lián)網(wǎng)技術結(jié)合分析

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

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

1LTE無線通信技術

1．1短距無線通信技術

1．1．1無線局域網(wǎng)技術無線局域網(wǎng)技術是人們接入互聯(lián)網(wǎng)時使用較為頻繁的技術，其中，無線局域網(wǎng)的頻段以2．4GHz與5GHz為主，有線網(wǎng)絡在無線路由器或者無線AP的基礎上，將有線信號向無線信號方向轉(zhuǎn)換。無線局域網(wǎng)技術主要包括802．11n，802．11a，802．11g等標準，其中，802．11n是主流的應用標準，采用了智能天線技術，可把無線局域網(wǎng)傳輸速率由54Mbps提高到300Mbps。802．11n的優(yōu)勢是網(wǎng)絡速率高、信號覆蓋范圍廣以及信號干擾影響小。

1．1．2藍牙技術藍牙技術主要使用在移動終端中，比如手機、平板電腦等，GPS、PC等設備中也應用了藍牙技術。隨著科學技術的發(fā)展，藍牙技術不斷得到更新，性能大大提升，其數(shù)據(jù)傳輸速率能夠達到24Mbps，傳輸距離最大約為300m，具有較強的隱秘性，藍牙技術還支持IPv6網(wǎng)絡協(xié)議。在智能家居領域中應用藍牙技術，可使設備與設備之間通過藍牙進行有效的連接，具有安全性高、速率快以及功耗低等優(yōu)勢。

1．2蜂窩移動通信技術

第一代移動通信技術主要使用了模擬信號，工作頻段一般在800MHz。其是在蜂窩結(jié)構(gòu)組網(wǎng)的基礎上采用模擬語音調(diào)制技術，附帶語音功能。第一代移動通信系統(tǒng)在發(fā)展的過程中有較好的應用，但是也有一定的缺點，比如:抗干擾能力差、利用率偏低以及保密性差等。第二代移動通信系統(tǒng)實現(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)務以及語音業(yè)務，在語音質(zhì)量、頻譜等方面與模擬通信技術相比有較好的提升，并且還在此基礎上增加了漫游功能。

1．3衛(wèi)星通信技術

衛(wèi)星通信技術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，其特點是覆蓋范圍廣、可有效構(gòu)建個人通信［1］。缺點是因電磁波的物理特性導致傳輸?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

電子產(chǎn)品編碼(ElectronicProductCode，EPC)是一種編碼對象，與互聯(lián)網(wǎng)進行連接。在編碼技術中，主要應用的是EPC，其能夠通過單項標識呈現(xiàn)代碼。使用相關系統(tǒng)可以讀取EPC中的信息，一般情況下使用的是射頻識別(RadioFrequencyIdentificationSystem，RFID)系統(tǒng)，后臺標記語言服務器能夠在編碼信息的基礎上對物品信息進行有效的收集與分析，在此過程中離不開EPC技術的應用。EPC技術在應用的過程中，射頻識別標簽發(fā)揮著較為重要的作用，其傳遞主要是通過網(wǎng)絡來實現(xiàn)。

2．2RFID技術

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

2．3云計算

云計算技術可增加、使用以及提供互聯(lián)網(wǎng)相關服務，大大提升網(wǎng)絡服務質(zhì)量，并且應用范圍廣［2］。云計算技術在應用的過程中具有可擴充性強、成本低、功能豐富和普遍適用等較大優(yōu)勢，其中可擴充性主要是指能夠?qū)υ埔?guī)模進行動態(tài)擴充，并且以動態(tài)的形式滿足不同類型用戶的需求，這對物聯(lián)網(wǎng)應用范圍的擴大具有較大的促進作用。云計算技術成本較低，有利于企業(yè)的較快發(fā)展。多功能在應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。普適性意味著云計算應用于未制定的對象，可對程序進行有效構(gòu)建，在一些情況下還可以支持所有程序，能夠滿足實際需求。

3物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務模型分析

物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎，目前正向物品之間信息交換的方向發(fā)展，在使用不同技術的過程中，比如激光掃描技術、射頻識別技術以及全球定位技術等，能夠?qū)⑽锲放c互聯(lián)網(wǎng)進行有效的連接，并在荷載相關協(xié)議標準的基礎上可管理事物的定位、識別以及智能化等［2］。物聯(lián)網(wǎng)主流數(shù)據(jù)業(yè)務模型分為感知層、網(wǎng)絡層以及應用層。其中，感知層又包括傳感器網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)采集層，數(shù)據(jù)采集技術主要有RFID、傳感器以及條形碼等;網(wǎng)絡層包括互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(wǎng)以及遠程控制網(wǎng)絡等;應用層分為支撐子層以及物理網(wǎng)應用層。物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的應用主要有工業(yè)監(jiān)控、環(huán)境檢測以及智能家具等，應用子層包含服務支撐平臺、云計算平臺以及信息開發(fā)平臺等［3］。

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

長期演進(Long－TermEvolution，LTE)無線網(wǎng)絡能夠與物理網(wǎng)業(yè)務相結(jié)合形成無線物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，LTE無線通信網(wǎng)絡作為網(wǎng)關接入物聯(lián)網(wǎng)期間，因數(shù)據(jù)流向LTE網(wǎng)絡回傳時會產(chǎn)生較大的系統(tǒng)負荷，這在很大程度上會增加無線網(wǎng)絡運行的壓力。物聯(lián)網(wǎng)在較多領域中有廣泛應用，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技術主要使用了正交頻分復用技術，對信號進行正交劃分，在此基礎上將數(shù)據(jù)流變?yōu)椴煌⑿械牡退僮訑?shù)據(jù)流，并且在此基礎上進行調(diào)制，通過子信道進行傳輸。物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展期間，技術標準很難統(tǒng)一，導致網(wǎng)絡與操作平臺等路徑碎片化。

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

5．1在智慧城市建設中的應用

在進行智慧城市建設的過程中，在物聯(lián)網(wǎng)中應用LTE無線通信技術，可在較大范圍內(nèi)進行網(wǎng)絡連接，實現(xiàn)網(wǎng)絡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)技術與LTE技術進行結(jié)合，可在地鐵以及地下隧道等區(qū)域中設置無線網(wǎng)絡，并與建筑物、路燈等設施全面連接，還可對空氣污染指數(shù)以及空氣質(zhì)量指數(shù)等進行全面采集，對智慧城市建設具有較大促進作用［4］。在傳統(tǒng)技術的基礎上，物聯(lián)網(wǎng)主要使用藍牙以及無線網(wǎng)絡等技術進行網(wǎng)絡通信的連接，其覆蓋范圍有一定局限性，并且傳輸距離相對較近。將物聯(lián)網(wǎng)與LTE技術結(jié)合應用后，以頻分多址作為OFDM/FDMA的空間接口，在MIMO技術的基礎上提高傳輸效率，可大大提高智慧城市的無線通信能力。

5．2在智能電網(wǎng)建設中的應用

智能電網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)技術的應用方向，在智能電網(wǎng)建設期間需要使用簡化端口接入的方法，以此進行智能化以及精細化管理。安裝智能表，開展遠程抄表業(yè)務，檢測客戶端設與服務，并把獲取的監(jiān)測數(shù)據(jù)匯集到網(wǎng)絡終端平臺，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技術與物聯(lián)網(wǎng)技術的結(jié)合在智能電網(wǎng)建設中國發(fā)揮著較為重要的作用。

5．3在智能家居中的應用

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，能夠根據(jù)使用者自身不同的需求，壓出不同的面型，在運行的過程中可以手動運行，還具有全自動化模式。由此可見，物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)智能家居業(yè)務功能，尤其是在LTE無線網(wǎng)絡技術的基礎上，能夠?qū)⑤^多家居與網(wǎng)絡連接，并且可對其進行遠程控制，從而提升生活便利性。

5．4在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中的應用

隨著城市的不斷發(fā)展，交通網(wǎng)絡逐漸復雜化，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)平臺的過程中，要把私家車納入到共享平臺中，用戶可享受相關服務，比如汽車租用以及導航等。公共交通系統(tǒng)能夠在物聯(lián)網(wǎng)的基礎上，根據(jù)實際道路條件構(gòu)建無線覆蓋的方案，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)在交通網(wǎng)絡中的全覆蓋，提升車輛行駛的安全性。

6結(jié)語

隨著我國科學技術的不斷發(fā)展，LTE無線通信技術在發(fā)展的過程中，需要將大眾通信作為基礎的技術進行改進，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)務與LTE無線通信技術進行有效融合。此外，需要對物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡的穩(wěn)定性進行確定，還需要定義物聯(lián)網(wǎng)相關的業(yè)務形態(tài)。在LTE技術發(fā)展期間與物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務進行有效融合，可通過LTE技術促進物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的發(fā)展。

［參考文獻］

［1］雙新卓．計算機物聯(lián)網(wǎng)技術在物流領域中的應用與創(chuàng)新［EB/OL］．(2018－05－01)［2020－08－20］．

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

［3］張雷．試論LTE無線通信技術與物聯(lián)網(wǎng)技術的結(jié)合與應用［J］．電腦知識與技術(學術版)，2019(5):70－71．

［4］李洪，吳澤龍．淺析LTE無線通信技術與物聯(lián)網(wǎng)技術的結(jié)合與發(fā)展［J］．數(shù)字通信世界，2018(2):122．

作者：王大蕾 單位：江蘇聯(lián)合職業(yè)技術學院