無線通信技術在物聯(lián)網(wǎng)的應用
時間:2022-08-10 09:56:42
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隨著物聯(lián)網(wǎng)需求不斷增加,傳統(tǒng)的無線通訊網(wǎng)絡已經(jīng)不能滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰@就對物聯(lián)網(wǎng)應用的領域、部署范圍等很多方面產(chǎn)生影響。云計算和無線通訊技術不斷進步,新型端到端的物聯(lián)網(wǎng)建設將成為發(fā)展的趨勢,物聯(lián)網(wǎng)的基礎承載網(wǎng)絡將由無線通信網(wǎng)絡承擔,并可以實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)與移動通信的融合,而LET無線通信網(wǎng)絡就可能讓這一切實現(xiàn)。作為3G的演進技術,LTE無線通訊技術在帶寬20MHz頻譜情況下提供上行每秒86Mbit和下行每秒326Mbit的峰值速率,也正是由于LET無線通訊技術的巨大性能優(yōu)勢,使其成為現(xiàn)階段最熱的無線通信技術。隨著信道被正交頻分復用技術分為若干正交子信道,高速數(shù)據(jù)信號轉換為低速并行子數(shù)據(jù)流,調控到各個子信道傳輸,并借助二層調度器來調度無線資源,保證無線信道更高效、更靈活,對于高頻次、小數(shù)據(jù)包、常在線業(yè)務的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務非常適用,能夠有效解決在以WCDMA和GSM為代表的3G/2G技術對小數(shù)據(jù)包常在線業(yè)務必須保持固定帶寬的數(shù)據(jù)承載的問題,以及3G/2G技術在常在線業(yè)務的使用上頻譜極低的利用率問題。
1云計算與物聯(lián)網(wǎng)概述
物聯(lián)網(wǎng)是借助紅外感應器、激光掃描器、射頻識別及全球定位系統(tǒng)等各種信息傳感設備,依照相關協(xié)定,把互聯(lián)網(wǎng)與物品連接起來,實現(xiàn)信息通信和交換,完成物品的智能化定位、識別、監(jiān)控、跟蹤及管理等。物聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起來的,既突破了傳統(tǒng)傳感器僅能夠在本地開展自動化控制的局限性,又有效解決了現(xiàn)階段信息不對稱的問題,物聯(lián)網(wǎng)有效促進了不同行業(yè)之間的相互協(xié)調及合作,促進傳統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展與合作,實現(xiàn)質的突破。云計算在2006年第一次被提出,隨后很多機構從不同的角度定義了云計算,現(xiàn)有云計算定義的核心思想是將大量用于網(wǎng)絡連接的資源及計算進行統(tǒng)一調度和管理,形成一個資源池,并根據(jù)需要來為用戶提供服務。其中,云計算在維基百科的定義為:一種以互聯(lián)網(wǎng)的計算方式為基礎,借助互聯(lián)網(wǎng)上自治、異構的服務來向企業(yè)及個人提供按需計取的軟件信息和計算。云計算在伯克利云計算白皮書的定義為:涉及了互聯(lián)網(wǎng)上各種服務形式的應用及應用所依托的數(shù)據(jù)中心的軟硬件設施,采取量入為出的形式向公眾提供的云稱為公共云,不向公眾開放的組織內部數(shù)據(jù)中心的云為私有云。兩種定義有不一樣的側重,但從根本上分析,云計算是一種基于虛擬技術的新技術,以互聯(lián)網(wǎng)為載體,規(guī)模經(jīng)濟是云計算的重要驅動,由各種計算資源構成的信息技術資源池是云計算的重要支撐,云計算是以用戶需求為根據(jù),動態(tài)地向用戶提供可伸縮的、虛擬化的信息技術服務。云計算狀態(tài)下,各種類型的信息技術服務根據(jù)用戶需求規(guī)模及各種要求來為其動態(tài)地構建信息技術服務,并完成后期的維護及運營,而用戶支付費用也是依照量入為出的方式來進行的[1]。現(xiàn)階段,云計算服務應用越來越普遍,也有更多的企業(yè)能夠提供各種層次的云計算服務,還有一些企業(yè)能同時進行軟件、平臺、設備等多層次的云計算服務,Google就是個例子,Google既能夠提供云計算軟件服務,又能夠提供云計算平臺服務。已經(jīng)有越來越多的企業(yè)開始在云計算方面尋找各種商業(yè)突破點。
2物聯(lián)網(wǎng)特有的業(yè)務模型
隨著我國社會和經(jīng)濟快速發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)在我國社會中應用越來越廣泛,發(fā)揮的作用也越來越大。在現(xiàn)實生活中,最主流的數(shù)據(jù)業(yè)務模塊中包括多種多樣的業(yè)務類型、數(shù)據(jù)包的頻率、描述、配置的范圍、移動性等。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務主要呈現(xiàn)高頻次、小數(shù)據(jù)包的特點。這一類業(yè)務在線的時間較長,和QQ等聊天軟件的功能相似度較高,通常會消耗很多的網(wǎng)絡資源,從而影響網(wǎng)絡的使用效率。隨著我國科技水平不斷提高,物聯(lián)網(wǎng)技術在發(fā)展中遇到的問題多種多樣,這些問題嚴重阻礙了物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展。現(xiàn)在社會中,物聯(lián)網(wǎng)朝著更高的網(wǎng)絡頻次、更小的數(shù)據(jù)包及更多的在線事件發(fā)展,這些東西的發(fā)展對網(wǎng)絡負荷的增加帶來極大的不利影響,這時需要采取一定的優(yōu)化措施,采用傳統(tǒng)的優(yōu)化辦法存在一定的弊端,如效果差,同時很容易帶來信令風暴問題,這些問題對物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展極其不利。這個問題能否順利解決,直接制約著網(wǎng)絡技術的發(fā)展。但是,隨著我國科技水平不斷發(fā)展,LTE無線通信技術與物聯(lián)網(wǎng)技術進一步結合,將對該問題的解決提供必要的支持,有利于我國物聯(lián)網(wǎng)技術快速發(fā)展。
3LTE無線通信技術和物聯(lián)網(wǎng)技術的結合
LTE的是英文單詞LongTermEvolution的簡稱,是一種長期的演進技術,該技術在現(xiàn)在社會中發(fā)揮的作用越來越大,在數(shù)據(jù)傳輸效率及頻譜效率上具有顯著提升的特點,可以實現(xiàn)多種頻段和寬帶分配,因而可以實現(xiàn)靈活地進行頻譜分配。與傳統(tǒng)常規(guī)的無線通信技術相比,該技術在覆蓋面和系統(tǒng)容量方面得到了大幅度提升。此外,LTE系統(tǒng)還簡化了網(wǎng)絡架構,這樣就會降低系統(tǒng)的復雜程度,在進行數(shù)據(jù)傳輸過程中會減少網(wǎng)絡節(jié)點,同時也減少維護消耗成本。隨著我國互聯(lián)網(wǎng)技術快速發(fā)展,在互聯(lián)網(wǎng)的基礎上進行拓展和延伸就成為物聯(lián)網(wǎng),主要結合全球定位、紅外感應、射頻識別、激光掃描等一些先進技術,按照約定的協(xié)議實現(xiàn)物品之間的相互連接,從而實現(xiàn)信息的交換和傳輸,同時還可以實現(xiàn)定位、識別、監(jiān)控及跟蹤等多種功能。因而,如果將LTE無線通信技術和物聯(lián)網(wǎng)技術相互結合起來,就可以充分發(fā)揮兩者的優(yōu)點,對促進物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展至關重要。物聯(lián)網(wǎng)技術和LTE無線通信技術相結合,不僅可以解決物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務模型中存在的各種網(wǎng)絡資源浪費問題,還可以實現(xiàn)推進兩者共同發(fā)展的目的。下文筆者將從不同角度分析物聯(lián)網(wǎng)技術和LTE無線通信技術相互結合。從LTE無線通信技術角度技能型分析,該技術可以作為一種新型的通信技術,和傳統(tǒng)的通信技術相比,該技術具有明顯的優(yōu)點,在很多方面得到了極大的提升,如系統(tǒng)的容量及覆蓋范圍,其終端設備在物聯(lián)網(wǎng)技術和LTE無線通信就在結合及創(chuàng)新發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。因而,通過對LTE技術終端設備的推廣,實現(xiàn)該終端的普及,對促進我國通信技術的發(fā)展至關重要。與此同時,隨著我國信息化水平越來越高,我國信息技術也在快速發(fā)展,在這種先進技術的帶動下,物聯(lián)網(wǎng)中的信息數(shù)量也在迅速增加,信息的種類也出現(xiàn)了一些較大的變化,呈現(xiàn)出多樣化的特點,因而數(shù)據(jù)分析的數(shù)量也隨之增長;不僅如此,隨著不同系統(tǒng)及異構網(wǎng)絡之間數(shù)據(jù)融合問題越來越嚴重,數(shù)據(jù)信息的整合處理也越來越多,這就在很大程度上影響了物聯(lián)網(wǎng)技術的快速發(fā)展。在這種背景下,實現(xiàn)LTE無線通信技術和物聯(lián)網(wǎng)技術的相互結合,可以有效解決上述存在的問題,同時還可以實現(xiàn)保證數(shù)據(jù)處理的質量和提升數(shù)據(jù)處理效率的目的,進而促進我國物聯(lián)網(wǎng)技術快速發(fā)展,從而促進我國社會信息技術快速提升。基于物聯(lián)網(wǎng)感知層面角度分析,LTE終端在我國信息化社會中發(fā)揮的作用越來越大,該終端在LTE射頻的識別、定位系統(tǒng)、天線等方面發(fā)揮的作用越來越大,因而需要提高對LTE終端研究的重視程度。從物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層面進行分析,隨著我國科技水平不斷提升,通信技術的應用范圍也越來越大,通信技術在我國社會中發(fā)揮的作用越來越大,現(xiàn)階段的通信技術包括WiFi、3G、4G及有線網(wǎng)絡等,對此,LTE終端設備發(fā)揮著重要的作用,在LTE網(wǎng)絡技術和無線傳感器網(wǎng)絡結合方面,提升網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的傳輸速度。基于物聯(lián)網(wǎng)應用角度分析,LTE無線通信技術的引用可以增強物聯(lián)網(wǎng)在存儲方面的功能,在數(shù)據(jù)的存儲及處理方面的能力也將大大提升,同時還可以滿足智能分析、數(shù)據(jù)挖掘等方面的需求。因此,云計算在物聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮的作用越來越大,可以有效解決上述存在的問題。結合上文所寫可以得出,隨著我國信息技術快速發(fā)展,我國物聯(lián)網(wǎng)技術和LTE無線通信技術也在快速發(fā)展。在現(xiàn)在的技術條件下,在云計算中還存在一定的技術問題,要想解決這些存在的問題,需要推動物聯(lián)網(wǎng)技術和LTE無線通信技術的發(fā)展,同時需要將這兩個方面有效結合起來,充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術和LTE無線通信技術的各自優(yōu)點,提升數(shù)據(jù)傳輸效率和傳輸質量,確保數(shù)據(jù)庫的可靠性和安全性。在上述基礎上,增強互聯(lián)網(wǎng)服務的便捷性,從而實現(xiàn)LTE終端與物聯(lián)網(wǎng)的信息共享。
4LTE無線通信技術在物聯(lián)網(wǎng)技術中的應用與發(fā)展
4.1LTE無線通信技術在物聯(lián)網(wǎng)技術中的應用
隨著LTE無線通信技術和物聯(lián)網(wǎng)技術快速發(fā)展,要想將LTE無線無線通信技術高效地應用到物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務中,就應該充分發(fā)揮局域網(wǎng)的作用,從而實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)控制器、傳感器等的相互疊加,同時還要將其與LTE無線通信進行可靠性連接[2]。在上述情況下,利用局域網(wǎng)的作用,可以實現(xiàn)將物聯(lián)網(wǎng)中的存儲數(shù)據(jù)傳輸?shù)絃TE無線通信系統(tǒng)中。業(yè)務數(shù)據(jù)包在物聯(lián)網(wǎng)中具有一些自身的特點,如頻率高、規(guī)模小等,在實際傳輸過程中,就會極大地增加無線網(wǎng)絡的壓力,因而需要采取必要的措施,確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|量和傳輸效率。相較于傳統(tǒng)的通信技術,LTE無線通信技術在實際應用中主要利用的是OFDM技術,通過該技術就可以改變一些巨大的信息傳輸信道,轉變?yōu)槿舾蓴?shù)量的小型信息傳輸信道,這樣可以極大地提高信息的傳輸效率和傳輸速度,在進行轉換高速傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流過程中,通過層二調度器來實現(xiàn)管理和控制網(wǎng)絡資源的目的,從而實現(xiàn)LTE無線通信技術的高頻率小規(guī)模的數(shù)據(jù)可靠性傳輸。與此同時,在LTE無線通信系統(tǒng)中,采用的手段通常是被動釋放,因而缺乏較為主動的技術手段,這樣在實際傳輸過程中,如果一些信息無法進行監(jiān)測,此時就不可能實現(xiàn)對鏈路進行主動釋放,此時需要進行一些其他的工作來實現(xiàn)其功能,如通過必要措施來告知核心網(wǎng)。從核心網(wǎng)角度出發(fā),還需要深入研究LTE無線通信技術在物聯(lián)網(wǎng)中的應用,這種研究具有重要意義,可以極大地促進物聯(lián)網(wǎng)在我國社會中發(fā)揮的作用,同時,對于提高LTE無線通信技術也發(fā)揮著重要作用[3]。例如,隨著我國科技水平不斷提高,我國手機的使用數(shù)量也在不斷增加,手機在人們的日常生產(chǎn)生活中發(fā)揮的作用也越來越大,而手機作為應用最為廣泛的無線通信終端設備,可以快速實現(xiàn)人與人之間的信息溝通和共享,在經(jīng)過信息傳輸之后,需要構建相應的無線承載,這樣就可以向核心網(wǎng)進行信息傳輸。在實際傳輸過程中,為了增強傳輸效果,需要構建標度指無線承載。從接入網(wǎng)角度進行分析,需要結合無線承載進行參數(shù)設置,確保數(shù)據(jù)傳輸過程中的資源共享,在整個過程中還可以提高配置的靈活性,同時還可以確保資源被充分利用。如在實際操作過程中,數(shù)據(jù)沒有顯示出來,此時系統(tǒng)就會自動進入非連續(xù)的接收周期。根據(jù)實際經(jīng)驗而言,LTE技術就可以實現(xiàn)對這些參數(shù)的調整。
4.2LTE無線通信技術在物聯(lián)網(wǎng)技術中的融合展望
盡管我國的通信行業(yè)在近些年有了突飛猛進的發(fā)展,但是我國電信行業(yè)的業(yè)務發(fā)展也不斷走向飽和,聯(lián)通、電信、移動這三大電信運營商的發(fā)展也漸漸進入瓶頸期,怎樣把我國的電信業(yè)務向更多的領域發(fā)展,已經(jīng)成為各個運營商慎重考慮的問題。物聯(lián)網(wǎng)技術的實現(xiàn)是必須要借助網(wǎng)絡信息技術的,而LTE無線通信技術是現(xiàn)階段我國三大電信運營商運營的重要網(wǎng)絡技術和通信技術,是支撐萬物互聯(lián)實現(xiàn)的重要基礎。目前,物聯(lián)網(wǎng)相關標準不斷完善,聯(lián)通、移動、電信三大運營商都致力于物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展,其中聯(lián)通和電信先后宣布NB-IOT網(wǎng)絡的商用將在2017年實現(xiàn),且會在物聯(lián)網(wǎng)終端的設置方面大量投入資金,希望借助物聯(lián)網(wǎng)來掀起信息化浪潮。相信在物聯(lián)網(wǎng)技術和LTE無線通信技術不斷成熟和融合過程中,物聯(lián)網(wǎng)信息的經(jīng)濟性、標準化及安全性會有更好的保證,有效推動物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模化發(fā)展。
5結語
隨著我國科技水平不斷提升,我國現(xiàn)代信息技術也在迅速發(fā)展,同時也推動了我國互聯(lián)網(wǎng)技術快速發(fā)展。LTE無線通信技術和物聯(lián)網(wǎng)技術得到了快速發(fā)展,LTE無線通信技術在物聯(lián)網(wǎng)中的作用越來越大,實現(xiàn)LTE無線通信技術和物聯(lián)網(wǎng)技術的相互結合,對于促進我國信息技術的發(fā)展至關重要。
作者:馮慶亮 單位:廣西聯(lián)正達通信技術有限公司
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