基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理研究和應(yīng)用

戴中華　張瓊　姜文杰

[摘要]移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理是移動(dòng)通信應(yīng)用的核心問題，其目的是在保證通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的前提下，通過功率控制、切換控制、接納控制、調(diào)度機(jī)制、負(fù)載控制等技術(shù)，有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源，提高通信網(wǎng)絡(luò)的綜合性能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是近些年發(fā)展起來的信息通信新技術(shù)，其特點(diǎn)在于對信息的全面感知、可靠傳輸以及智能處理等，可以在物聯(lián)網(wǎng)的信息采集層實(shí)現(xiàn)多種類型的資源的動(dòng)態(tài)采集和管理，這些特點(diǎn)非常符合移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理與移動(dòng)業(yè)務(wù)應(yīng)用的需要。因此，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以很好地解決移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的資源管理問題和應(yīng)用推廣問題，并符合技術(shù)發(fā)展的趨勢。

[關(guān)鍵詞]物聯(lián)網(wǎng)；移動(dòng)通信；網(wǎng)絡(luò)資源管理

[中圖分類號(hào)]TN929.5 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1672-5158（2013）05-0007-01

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應(yīng)用是近十幾年來興起的一種全新的智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，被看作是信息領(lǐng)域的一次革命性的變革，越來越受到人們的重視，其發(fā)展十分迅速，應(yīng)用的范圍領(lǐng)域越來越寬。

移動(dòng)通信技術(shù)在民用領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)展多年，技術(shù)上比較成熟，已經(jīng)由第二代（the 2nd Generation，2G）通信技術(shù)發(fā)展到第三代（3G）通信技術(shù)，甚至第四代（4G）通信標(biāo)準(zhǔn)也在許多重點(diǎn)城市和地區(qū)開始試運(yùn)行。

由于移動(dòng)通信服務(wù)使用上的便捷性，使得移動(dòng)通信的應(yīng)用已經(jīng)融人到人們的日常生活當(dāng)中，越來越深刻地影響著我們的生活方式和通信方式。基于這一點(diǎn)，對移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的理論與技術(shù)方面的研究，一直以來都是學(xué)術(shù)研究和工程領(lǐng)域研究的重點(diǎn)課題。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

美國麻省理工學(xué)院在1999年建立的自動(dòng)識(shí)別中心，提出了網(wǎng)絡(luò)無線射頻識(shí)別（RFID）系統(tǒng)的概念。這個(gè)系統(tǒng)可以把所有有形的物品，通過射頻識(shí)別等傳感設(shè)備，與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)個(gè)體的智能化識(shí)別與管理的目的，這便是物聯(lián)網(wǎng)概念的最初來源。

2005年，國際電信聯(lián)盟ITU（International Telecommunication Union）在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)上，正式確定了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念，并發(fā)布了題為《ITU Internet reports 2005—the Internet of things》的報(bào)告，在報(bào)告中詳細(xì)介紹了物聯(lián)網(wǎng)的基本特征、相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)、技術(shù)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)以及物聯(lián)網(wǎng)在市場推廣中的機(jī)遇。ITU在報(bào)告中指出：我們正處在一個(gè)全新的通信技術(shù)發(fā)展的時(shí)代，信息交互與通信技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)，已經(jīng)從原來的滿足人與人之間的溝通目的，發(fā)展到為了實(shí)現(xiàn)人與物、物與物之間的連接，一個(gè)無所不在的物聯(lián)網(wǎng)通信的時(shí)代即將到來。

由此可見，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，突破了信息交互雙方的“人”的屬性的限制，將傳統(tǒng)的信息通信網(wǎng)絡(luò)延伸到了更為廣泛的物理世界，將連接擴(kuò)展到了物與物以及人與物之間，從而形成了一個(gè)物的聯(lián)網(wǎng)的世界，即物聯(lián)網(wǎng)。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基本特征主要包括以下三個(gè)方面：

（1）全面感知的特性：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以利用射頻識(shí)別、二維碼、傳感器等多種技術(shù)來隨時(shí)隨地的對網(wǎng)絡(luò)成員進(jìn)行信息的采集。

（2）可靠傳輸?shù)奶匦裕和ㄟ^將物直接接人信息網(wǎng)絡(luò)，需要通過可用的多種通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交互和共享，以保證信息傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

（3）智能處理的特性：通過使用多種智能計(jì)算技術(shù)，從而對采集到的海量的物體數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行處理，以實(shí)現(xiàn)智能化的決策和控制。

2移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理作為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信的核心和關(guān)鍵技術(shù)，主要職能是對移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中有限的資源進(jìn)行合理地分配和管理，并可以在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和資源的空間分布不均勻的情況下，能夠及時(shí)調(diào)整可用的網(wǎng)絡(luò)資源，從而保證移動(dòng)通信系統(tǒng)的可靠工作。

不同種類和技術(shù)基礎(chǔ)的無線通信網(wǎng)絡(luò)，其所采用的信號(hào)傳輸技術(shù)、多址接入方式會(huì)有所不同，相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)資源的管理機(jī)制也會(huì)存在諸多的差異，但是，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的資源管理問題，就其根本目標(biāo)，可以分為兩個(gè)方面，一是實(shí)現(xiàn)既定的用戶級(jí)目標(biāo)，二是實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)級(jí)目標(biāo)。通常，用戶級(jí)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，主要體現(xiàn)在通信網(wǎng)絡(luò)使用中的用戶體驗(yàn)上；而系統(tǒng)級(jí)目標(biāo)是從技術(shù)的角度考慮，達(dá)到最大化系統(tǒng)吞吐量或者頻譜利用效率、提高移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)發(fā)射功率的效率等幾方面，具體的研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：

（1）功率控制：其主要目標(biāo)是，在維持通信鏈路服務(wù)質(zhì)量的前提下，盡可能減小通信時(shí)的功率消耗，從而節(jié)約能源，延長移動(dòng)通信終端電池的使用時(shí)間。

（2）切換控制：當(dāng)移動(dòng)通信的終端從一個(gè)基站的服務(wù)當(dāng)中切換到另一個(gè)基站的服務(wù)當(dāng)中時(shí)，需要盡量保證該用戶的通信服務(wù)不被中斷。

（3）接納控制：在保證已經(jīng)連接進(jìn)移動(dòng)通信服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的用戶的正常業(yè)務(wù)使用的同時(shí)，應(yīng)該盡可能地接納更多用戶，從而更有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源，最大化移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的綜合性能指標(biāo)。

（4）調(diào)度機(jī)制：使接入網(wǎng)絡(luò)的各分組用戶，能夠充分合理地利用通信網(wǎng)絡(luò)的資源，合理分配數(shù)據(jù)傳輸速率和分組長度。

（5）負(fù)載控制：在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)過載或即將過載時(shí)，需要即時(shí)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)整，從而保證通信網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理的契合點(diǎn)

通過以上的分析，我們可以看到，移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理的核心問題，即是對網(wǎng)絡(luò)資源的合理分配問題，而網(wǎng)絡(luò)資源得到合理分配的前提，是對資源的屬性、分布等信息的全面、有效、快速的掌握，并將這些分布與控制信息可靠地傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)資源管理節(jié)點(diǎn)，通過更高效合理的智能資源分配算法，來對有限的通信網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行整合安排，這些移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理需求，恰恰是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所反映出的基本特征，也即是說，通過使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以更加恰當(dāng)、高效地完成以上的資源管理任務(wù)。

4結(jié)論

移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理是移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的核心問題，是無線網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域研究的重要課題，其目的在于通過功率控制、切換控制、接納控制、調(diào)度機(jī)制、負(fù)載控制等技術(shù)，在保證通信網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的前提下，合理、高效地利用網(wǎng)絡(luò)資源，從而提高移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的綜合性能。

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以很好地解決移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的資源管理問題，并且物聯(lián)網(wǎng)在信息采集層上的優(yōu)勢，可以更加全面、實(shí)時(shí)地采集移動(dòng)通信用戶的非隱私眭信息，從而提高移動(dòng)通信應(yīng)用的商業(yè)價(jià)值。因此，研究基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)資源管理技術(shù)，是值得我們下大力氣研究的課題。

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