LTE無線通信技術與物聯網技術結合的探討

王大蕾

(江蘇聯合職業技術學院 淮安生物工程分院，江蘇 淮安 223200)

1 LTE無線通信技術

1.1 短距無線通信技術

1.1.1 無線局域網技術

無線局域網技術是人們接入互聯網時使用較為頻繁的技術，其中，無線局域網的頻段以2.4 GHz與5 GHz為主，有線網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換。無線局域網技術主要包括802.11 n，802.11 a，802.11 g等標準，其中，802.11 n是主流的應用標準，采用了智能天線技術，可把無線局域網傳輸速率由54 Mbps提高到300 Mbps。802.11 n的優勢是網絡速率高、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。隨著科學技術的發展，藍牙技術不斷得到更新，性能大大提升，其數據傳輸速率能夠達到24 Mbps，傳輸距離最大約為300 m，具有較強的隱秘性，藍牙技術還支持IPv 6網絡協議。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800 MHz。其是在蜂窩結構組網的基礎上采用模擬語音調制技術，附帶語音功能。第一代移動通信系統在發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實現了從模擬系統到數字系統的轉變，工作頻段在800～1 900 MHz之間，能夠提供低速數據業務以及語音業務，在語音質量、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 衛星通信技術

衛星通信技術主要是將人造地球衛星作為中繼站轉發無線電波而實現的不同地球站之間的通信。衛星網站由從站、控制中心、地面站以及衛星轉發器等構成，其特點是覆蓋范圍廣、可有效構建個人通信[1]。缺點是因電磁波的物理特性導致傳輸的速度較慢，使得衛星通話的過程中有一定的延遲。

2 物聯網的基本架構

2.1 EPC技術

電子產品編碼(Electronic Product Code，EPC)是一種編碼對象，與互聯網進行連接。在編碼技術中，主要應用的是EPC，其能夠通過單項標識呈現代碼。使用相關系統可以讀取EPC中的信息，一般情況下使用的是射頻識別(Radio Frequency Identification System，RFID)系統，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，射頻識別標簽發揮著較為重要的作用，其傳遞主要是通過網絡來實現。

2.2 RFID技術

RFID技術中的核心設備有讀寫、數據處理等設備，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，能夠對物體進行跟蹤與管理。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、使用以及提供互聯網相關服務，大大提升網絡服務質量，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勢，其中可擴充性主要是指能夠對云規模進行動態擴充，并且以動態的形式滿足不同類型用戶的需求，這對物聯網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，有利于企業的較快發展。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 物聯網業務模型分析

物聯網是互聯網發展的基礎，目前正向物品之間信息交換的方向發展，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，能夠對將物品與互聯網進行有效的連接，并在荷載相關協議標準的基礎上可管理事物的定位、識別以及智能化等[2]。物聯網主流數據業務模型分為感知層、網絡層以及應用層。其中，感知層又包括傳感器網絡、數據采集層，數據采集技術主要有RFID、傳感器以及條形碼等；網絡層包括互聯網、移動通信網以及遠程控制網絡等；應用層分為支撐子層以及物理網應用層。物聯網業務的應用主要有工業監控、環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平臺等[3]。

4 LTE無線通信技術與物聯網業務模型的適配性

長期演進(Long-Term Evolution，LTE)無線網絡能夠與物理網業務相結合形成無線物聯網結構，LTE無線通信網絡作為網關接入物聯網期間，因數據流向LTE網絡回傳時會產生較大的系統負荷，這在很大程度上會增加無線網絡運行的壓力。物聯網在較多領域中有廣泛應用，智能電表數據包頻率為50次/天，數據包大小為10 B；智能交通數據包頻率為1 000次/天，數據包大小為1 500 B；智能家具數據包頻率不高于100次/天，數據包大小為100～1 000 B。

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，在此基礎上將數據流變為不同并行的低速子數據流，并且在此基礎上進行調制，通過子信道進行傳輸。物聯網在發展期間，技術標準很難統一，導致網絡與操作平臺等路徑碎片化。

5 LTE無線通信技術與物聯網技術結合的策略

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，在物聯網中應用LTE無線通信技術，可在較大范圍內進行網絡連接，實現網絡在城市中的全面覆蓋，以此有效監控智慧城市。將物聯網技術與LTE技術進行結合，可在地鐵以及地下隧道等區域中設置無線網絡，并與建筑物、路燈等設施全面連接，還可對空氣污染指數以及空氣質量指數等進行全面采集，對智慧城市建設具有較大促進作用[4]。在傳統技術的基礎上，物聯網主要使用藍牙以及無線網絡等技術進行網絡通信的連接，其覆蓋范圍有一定局限性，并且傳輸距離相對較近。將物聯網與LTE技術結合應用后，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 在智能電網建設中的應用

智能電網是物聯網技術的應用方向，在智能電網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，開展遠程抄表業務，檢測客戶端設與服務，并把獲取的監測數據匯集到網絡終端平臺，有效構建集成化信息監管控制系統，分析電力使用流量，調整智能電網結構，以此提升電力系統利用率。隨著智能電表在全國范圍內的覆蓋，電網結構也不斷得到優化，LTE技術與物聯網技術的結合在智能電網建設中國發揮著較為重要的作用。

5.3 在智能家居中的應用

在智能家居行業中，家居智能化的發展可全面滿足人們物質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量，比如智能壓面機，能夠根據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，物聯網能夠實現智能家居業務功能，尤其是在LTE無線網絡技術的基礎上，能夠將較多家居與網絡連接，并且可對其進行遠程控制，從而提升生活便利性。

5.4 在智能網聯汽車中的應用

隨著城市的不斷發展，交通網絡逐漸復雜化，智能網聯汽車系統越來越受到人們的歡迎。在構建智能網聯平臺的過程中，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。公共交通系統能夠在物聯網的基礎上，根據實際道路條件構建無線覆蓋的方案，實現物聯網在交通網絡中的全覆蓋，提升車輛行駛的安全性。

6 結語

隨著我國科學技術的不斷發展，LTE無線通信技術在發展的過程中，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代物聯網業務與LTE無線通信技術進行有效融合。此外，需要對物聯網網絡的穩定性進行確定，還需要定義物聯網相關的業務形態。在LTE技術發展期間與物聯網業務進行有效融合，可通過LTE技術促進物聯網業務的發展。