LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用

陳瑾瑾

(鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 451150)

1 LTE無線通信技術(shù)的概述

經(jīng)過LTE無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展與變革，逐漸升級成為了3G技術(shù)，不管是上傳速率，又或者是語音通話質(zhì)量均得到了顯著提升。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們又迎來了4G時代，這也意味著3G時代的結(jié)束。與3G技術(shù)相比，4G技術(shù)具有更多的技術(shù)優(yōu)勢，進(jìn)一步延伸了通信協(xié)議，逐漸形成了LTE Advanced，即：4G網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步規(guī)范了通信行業(yè)，改善了通信質(zhì)量，也提升了通信速度。在4G時代中，數(shù)據(jù)上傳由20MHz逐漸發(fā)展成為50Mbps，數(shù)據(jù)下載達(dá)到了100Mbps。通過應(yīng)用頻分多址OFDM/FDMA技術(shù)，替代了碼分多址CDMA技術(shù)。在這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用下，邊緣型用戶的服務(wù)質(zhì)量也得到了改善，有效改善了傳統(tǒng)系統(tǒng)延遲現(xiàn)象，可見，LTE無線通信技術(shù)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)通信技術(shù)的不足，也為物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展打下了基礎(chǔ)。LTE無線通信技術(shù)具有諸多的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在以下幾方面：(1)通信速率得到了顯著提升，上行速率達(dá)到了50Mbps，下行峰值可以達(dá)到100Mbps。(2)頻譜效率得到了進(jìn)一步優(yōu)化，與以往的下行鏈路相比，頻譜效率提升了3～4倍，上行鏈路的頻譜效率也提升2～3倍。(3)系統(tǒng)的部署體現(xiàn)了多樣化，實(shí)際操作也更加靈活，不僅能夠與1.25～20MHz的帶寬進(jìn)行有效匹配，也能夠兼容“成對”、“非成對”的頻譜等。(4)系統(tǒng)規(guī)劃更加全面，嚴(yán)格執(zhí)行了相關(guān)機(jī)制，為實(shí)時業(yè)務(wù)的質(zhì)量提升提供了技術(shù)支持。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的概述

物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)物，通過對互聯(lián)網(wǎng)的不斷延伸，使物品和物品之間實(shí)現(xiàn)了信息交換，常見的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包括全球定位技術(shù)、激光掃描技術(shù)、紅外感應(yīng)技術(shù)以及云計算技術(shù)等，通過這些技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)⑽锲泛突ヂ?lián)網(wǎng)進(jìn)行有效連接，根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，實(shí)現(xiàn)對相關(guān)事物的識別、定位以及智能化管理等目標(biāo)。在物聯(lián)網(wǎng)主流業(yè)務(wù)模型中，可以分為3個層次：一是感知層，二是網(wǎng)絡(luò)層，三是應(yīng)用層。對于感知層來說，主要應(yīng)用的技術(shù)為：數(shù)據(jù)采集技術(shù)、多媒體技術(shù)等。網(wǎng)絡(luò)層主要包括：移動通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)專用網(wǎng)以及遠(yuǎn)程控制網(wǎng)絡(luò)等。在應(yīng)用層中，可以劃分為2個層次：一是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層，二是物聯(lián)網(wǎng)支持子層，前者主要的作用是環(huán)境檢測、智能電網(wǎng)、工業(yè)監(jiān)控以及智能家居等，而后者主要包括：云計算平臺、信息開發(fā)平臺以及服務(wù)支撐平臺等[1]。

就現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)而言，在網(wǎng)絡(luò)方面主要應(yīng)用的技術(shù)包括2方面，其一是無線網(wǎng)絡(luò)，其二是有線網(wǎng)絡(luò)，這2種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用較廣，在數(shù)據(jù)傳輸方面發(fā)揮了重要的作用。目前，物聯(lián)網(wǎng)逐漸呈現(xiàn)了主流發(fā)展趨勢，不少傳統(tǒng)的行業(yè)也對這方面的技術(shù)進(jìn)行了應(yīng)用。然而，這項(xiàng)技術(shù)依然需要不斷完善，還需要深入革新物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，特別要在信息安全、標(biāo)準(zhǔn)化方面進(jìn)行完善，逐漸融合其他的技術(shù)。

3 LTE無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用策略

3.1 應(yīng)用于公交車行進(jìn)信息管理

近年來，隨著綠色公交理念的不斷推廣，在各個城市中進(jìn)一步推廣了短程公交的應(yīng)用，不過，由于公交車自身存在較多的弊端，所以，對這2種技術(shù)進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用的時候會暴露出相應(yīng)的問題，比如說：時間控制不夠精準(zhǔn)、位置信息不夠準(zhǔn)確、運(yùn)行分布的均勻性相對較差、運(yùn)行能耗相對較大等，需要投入較多的運(yùn)行成本，所取得的經(jīng)濟(jì)效益不夠理想。對于LTE無線通信技術(shù)來說，主要使用的是正交頻復(fù)用技術(shù)，在基站中可以對上層線路傳來的信號進(jìn)行接收，進(jìn)而了解各個公交的實(shí)際運(yùn)行情況。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，可以有效掌握公交車的相關(guān)位置信息。在LTE無線通信技術(shù)的輔助下，可以將相關(guān)信息上傳到調(diào)度室，又或者是智能站牌等，用戶也可以在手機(jī)中的相關(guān)APP接收相應(yīng)的公交車位置信息，有效方便了乘客的公交車使用，用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際需求選擇相應(yīng)的車次以及位置等，進(jìn)而對自身的時間進(jìn)行合理分配，這樣也可以讓公交調(diào)度對乘客運(yùn)載分布情況進(jìn)行實(shí)時掌握，有助于節(jié)省運(yùn)行成本，取得更好的經(jīng)濟(jì)效益。對于智能天線技術(shù)而言，存在一定的優(yōu)勢，不僅抗干擾能力強(qiáng)，還具有自動跟蹤的功能，能夠?qū)⑾嚓P(guān)信息傳輸給用戶手機(jī)APP，為用戶出行提供了較多的便利。除此之外，將這種技術(shù)應(yīng)用于城市交通整體互聯(lián)網(wǎng)中能夠有效提升公交行進(jìn)的控制效果，對通行信號燈進(jìn)行聯(lián)動控制，不僅可以為救護(hù)車以及警車等開辟綠色通道，還能夠和公交信息聯(lián)動，進(jìn)而為公交行進(jìn)提供了更好的服務(wù)，也讓廣大客戶獲得良好的體驗(yàn)。

3.2 應(yīng)用于智慧城市建設(shè)

對智慧城市進(jìn)行建設(shè)的過程中，可以將這2種技術(shù)進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用，在物聯(lián)網(wǎng)中，經(jīng)過LTE無線通信技術(shù)的融合，可以在相應(yīng)范圍內(nèi)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)連接，使各個城市角落都能夠被網(wǎng)絡(luò)所覆蓋，進(jìn)而可以對智慧城市進(jìn)行有效控制，全面監(jiān)測相應(yīng)的場景等。通過2種技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，還可以將無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋于地鐵以及地下商場等區(qū)域中，能夠?qū)β窡?、建筑物以及樹木等進(jìn)行有效監(jiān)控，不僅可以對空氣指數(shù)進(jìn)行有效掌握，還能夠采集相應(yīng)的環(huán)境指數(shù)。在傳統(tǒng)的技術(shù)下，互聯(lián)網(wǎng)主要借助于藍(lán)牙、Wi-Fi等技術(shù)來連接無線網(wǎng)絡(luò)，這種方式的覆蓋范圍相對局限，只能夠滿足短距離的傳輸需求，而對于智慧城市來說，具有較大的室外場景，需要覆蓋的網(wǎng)絡(luò)范圍也相對較大，傳統(tǒng)方式還不能夠滿足智慧城市的網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求，通過LTE技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)多個空間接口，經(jīng)過MIMO技術(shù)的應(yīng)用，有效提升了傳輸效率，為智慧城市的物聯(lián)網(wǎng)無線通信能力提供了技術(shù)支持，尤其在4G技術(shù)的應(yīng)用下，進(jìn)一步提升了互聯(lián)網(wǎng)無線通信能力，也對智慧城市場景監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了進(jìn)一步建設(shè)，加快了智慧城市的安全、節(jié)能以及綠色發(fā)展進(jìn)程[2]。

3.3 應(yīng)用于智能家居

在智能家居的不斷發(fā)展下，有效提升了人們的生活質(zhì)量，不僅滿足了人們的精神需求，也對家居智能化水平進(jìn)行了有效提升，通過智能家電以及相關(guān)生活用品的應(yīng)用，可以為人們的生活帶來較多的便利。不僅如此，用戶還可以進(jìn)行語音操作，對咖啡機(jī)發(fā)布相應(yīng)的命令，控制咖啡機(jī)的蒸煮操作，從而調(diào)制一杯適合自己口味的咖啡，可見，在智能家居業(yè)務(wù)功能中，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有重要的影響，尤其在LTE無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合下，進(jìn)一步提升了家居用品的智能化水平，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制，為人們的家居生活品質(zhì)提供了技術(shù)支持。

3.4 應(yīng)用于智能電網(wǎng)建設(shè)

在智能電網(wǎng)建設(shè)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到了高度重視，該技術(shù)也具有重要的應(yīng)用價值，對我國智能電網(wǎng)進(jìn)行建設(shè)的過程中，需要對接口接入方式進(jìn)行不斷簡化，實(shí)現(xiàn)覆蓋端的智能化管理目標(biāo)，并且安裝智能電表，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表業(yè)務(wù)，這樣可以對客戶端的現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行有效控制，也能夠?yàn)槿藗兲峁└玫姆?wù)。通過智能電表的應(yīng)用，可以將監(jiān)測數(shù)據(jù)及時傳輸給網(wǎng)絡(luò)終端平臺，利用集成化信息監(jiān)控系統(tǒng)可以對用戶的電力使用情況進(jìn)行全面分析，進(jìn)而對智能電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及客戶端等進(jìn)行合理調(diào)整，有利于提升電力系統(tǒng)的管理水平，也提升了電能的利用率。在智能電網(wǎng)中，率先使用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在現(xiàn)階段來看已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程抄表，還可以對電力設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，進(jìn)而對設(shè)備以及開關(guān)等進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，隨著電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化，逐漸應(yīng)用了LTE技術(shù)，將這種技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用后，為智能電網(wǎng)建設(shè)提供了可靠的技術(shù)支持，有利于維護(hù)電網(wǎng)的安全運(yùn)行，對供電可靠性的提升奠定了良好基礎(chǔ)[3]。

4 結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)今社會中，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和LTE無線技術(shù)具有重要的應(yīng)用價值。通過這2種技術(shù)的有效結(jié)合，可以在相關(guān)領(lǐng)域中發(fā)揮重要的作用，不僅可以提升無線通信質(zhì)量，使通信網(wǎng)絡(luò)朝著統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化以及智能化方向發(fā)展，還可以為智慧城市建設(shè)、智能家居發(fā)展以及智能電網(wǎng)建設(shè)等提供可靠的技術(shù)支持，有效提升了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的服務(wù)水平。