物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與LTE無線通信技術(shù)結(jié)合的策略分析

雷 園

（陜西省人民醫(yī)院，陜西 西安 710068）

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的基礎(chǔ)上衍生的一種前沿科技，是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)向現(xiàn)實生活的延伸。而LTE無線通信技術(shù)是一種更加快速高效的通信技術(shù)，能夠提高通信的效率和速度。將LTE無線通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有機地融合在一起能夠加快萬物互聯(lián)的信息傳遞反饋速度，優(yōu)化其鏈接的模式?；诖?，LTE無線通信技術(shù)完全有可能成為物聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展的強大動力，能夠在未來有效地推動生產(chǎn)生活模式的變革，提高生產(chǎn)生活的自動化和智能化水平。因此，本文對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，LTE無線通信技術(shù)的作用、優(yōu)勢以及結(jié)合策略進行探討是十分有價值的。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與LTE無線通信技術(shù)概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是新世紀(jì)發(fā)展起來的一種互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的前沿科技，其本質(zhì)仍然是一種互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將互聯(lián)網(wǎng)所構(gòu)建起來的人與人之間的聯(lián)系拓展到了人與物、物與物之間的聯(lián)系，讓沒有意識和主觀能動性的物品之間也能夠搭建起一個信息交流傳遞的橋梁，用信息技術(shù)手段實現(xiàn)對物品的自動化和智能化操控。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不是一種單一的技術(shù)模式，而是以大數(shù)據(jù)、云計算等先進的現(xiàn)代化信息技術(shù)為支撐的綜合性互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展模式，在綜合性的現(xiàn)代信息技術(shù)下實現(xiàn)了物物互聯(lián)。其中大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對各種物品信息數(shù)據(jù)的廣泛采集和儲存，而云計算技術(shù)能夠?qū)Ａ康男畔?shù)據(jù)進行整合和計算，并且給出一套相對完善的算法，為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供基礎(chǔ)的技術(shù)設(shè)施，使使用者能夠獲得想要獲得的信息數(shù)據(jù)。

1.2 LTE無線通信技術(shù)

LTE無線通信技術(shù)最初是在3GPP組織機構(gòu)組織開展的一項通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)確定過程中形成的一種無線通信技術(shù)。UMTS技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的訂立，標(biāo)志著該技術(shù)的產(chǎn)生和形成。隨著時間的推移以及技術(shù)的發(fā)展進步，LTE無線通信技術(shù)早已不是初期發(fā)展時的狀況，其沿用了很久的碼分多址CDMA技術(shù)被頻分多址OFDM/FDMA技術(shù)全面取代，有效解決了CDMA技術(shù)下的一些速率問題，極大加快了無線通信的上行以及下行的速率。此外，在LTE無線通信技術(shù)的發(fā)展過程中，LTE無線通信技術(shù)還應(yīng)用了大量的MIMO技術(shù)和其他一些自適應(yīng)性技術(shù)，進一步提高了網(wǎng)絡(luò)通信和傳輸?shù)乃俾剩瑢崿F(xiàn)了速度相對較低的3G向速度相對較快的4G通信信號網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)變。如今5G也順時代而來，極大地提高了互聯(lián)網(wǎng)用戶的使用體驗，以超高速的接入速率為網(wǎng)絡(luò)用戶提供了無延遲的通信環(huán)境［1］。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和LTE無線通信技術(shù)的關(guān)系

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)當(dāng)前已經(jīng)顯現(xiàn)出其巨大的發(fā)展?jié)摿?，但是?dāng)前仍然處于發(fā)展的前期階段，作為綜合性技術(shù)聯(lián)合體，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有融入其他技術(shù)的需求。而LTE無線通信技術(shù)作為一項具有高速率和質(zhì)量的通信技術(shù)，能夠極大地提高信息數(shù)據(jù)之間的傳播速度，實現(xiàn)實時信息數(shù)據(jù)的傳遞效果。因此，LTE無線通信技術(shù)可以作為輔助技術(shù)，應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)當(dāng)中，成為增強物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展活力的重要支持。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合LTE無線通信技術(shù)的應(yīng)用場景

2.1 在家庭中的應(yīng)用——智能家庭

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)家庭中各個家電和物品在信息數(shù)據(jù)上的聯(lián)系，而LTE無線通信技術(shù)又能夠?qū)⒓彝ブ械母鞣N家電和物品反饋的信息數(shù)據(jù)更加快速地傳輸?shù)郊彝ノ锫?lián)網(wǎng)云平臺中，保證用戶能夠?qū)崟r地觀測和了解家中各臺電氣設(shè)備的運行狀態(tài)和情況，實現(xiàn)對家中電氣設(shè)備等物品的遠程操控和管理［2］。比如，用戶出門后，通過家中電氣設(shè)備的傳感器將電磁爐的信息數(shù)據(jù)通過LTE無線通信技術(shù)傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)云平臺或者家庭的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用軟件上，發(fā)現(xiàn)電磁爐仍然在運行時，用戶能夠通過LTE無線通信技術(shù)將相關(guān)的指令傳輸?shù)诫姶艩t上，利用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)對改電氣設(shè)備的管理。因此，物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合LTE無線通信技術(shù)實現(xiàn)了更加高效的信息數(shù)據(jù)傳遞，推動了個性化智能家庭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合LTE無線通信技術(shù)打造了一個有利的發(fā)展環(huán)境和基礎(chǔ)。

2.2 在水電氣網(wǎng)中的應(yīng)用——智能水電氣網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合LTE無線通信技術(shù)還能夠在智能水網(wǎng)、智能電網(wǎng)和智能氣網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展中發(fā)揮重要的作用。提高水電氣網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的智能化水平，是希望提高國家水電氣分配的運輸?shù)淖詣踊岣咚姎馀渲玫木_程度，提高水電氣網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運行的效率和質(zhì)量。在建設(shè)水電氣網(wǎng)的過程中，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和LTE無線通信技術(shù)，將物物互聯(lián)和物物之間的信息通信功能充分地發(fā)揮出來，用簡化的端口接入智能水電氣網(wǎng)，在各個水廠、發(fā)電廠和輸氣場等地安裝傳感器和智能表盤，將傳感器和智能表盤通過LTE無線通信技術(shù)聯(lián)系在一起，集中聯(lián)系到物聯(lián)網(wǎng)管理平臺和系統(tǒng)，將無線通信技術(shù)傳輸回來的信息數(shù)據(jù)集中匯總到一個互聯(lián)網(wǎng)云平臺。借此，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)遠程抄表業(yè)務(wù)，還能夠?qū)⑺姎獾氖褂眯畔?shù)據(jù)通過計算、觀測水電氣使用的流量和高峰期時間段位置，據(jù)此來進行水電氣網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)整［3］。因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合LTE無線通信技術(shù)能夠有效地提高水電氣智能網(wǎng)絡(luò)體系的運行效率，優(yōu)化其結(jié)構(gòu)。反之，在智能水電氣網(wǎng)的建設(shè)過程中，也能夠提高物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和LTE無線通信技術(shù)的融合程度。

2.3 在城市建設(shè)中的應(yīng)用——智慧城市

應(yīng)用LTE無線通信技術(shù)，能夠在城市的一些隱蔽角落和移動信號不好的地方覆蓋上無線通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，使物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠更好地發(fā)揮作用，大力推動智慧城市的建立。結(jié)合LTE無線通信技術(shù)，在城市中的各個社會基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備中覆蓋上無線通信網(wǎng)絡(luò)。比如，在公路交通、城市排水系統(tǒng)、園林綠化等基礎(chǔ)城市建設(shè)設(shè)施上安裝感應(yīng)器和智能監(jiān)控，將這些基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備納入全方位的監(jiān)測系統(tǒng)下。其中，在一些地下的排水基礎(chǔ)設(shè)施中，如地下隧道、地鐵和地下排水管道等，能夠通過將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與LTE技術(shù)的結(jié)合，改變物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所使用的傳統(tǒng)的藍牙和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，用更加高效的LTE無線通信技術(shù)，以頻分多址作為OFDM/FDMA的空間接口，在大量應(yīng)用MIMO技術(shù)的基礎(chǔ)上有效地提高信息數(shù)據(jù)的覆蓋范圍，即使在地下環(huán)境也能夠?qū)崿F(xiàn)對相關(guān)設(shè)施設(shè)備的有效監(jiān)控和管理，進一步拓寬物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信的覆蓋范圍。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合LTE無線通信技術(shù)的策略

3.1 結(jié)合LTE無線通信技術(shù)建立互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)模型

當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正處于快速發(fā)展的階段，物品與物品之間的信息交換的速度和質(zhì)量要求越來越高，如何有效地應(yīng)用當(dāng)前高效率的無線通信技術(shù)成了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進一步發(fā)展需要討論的重點內(nèi)容。當(dāng)前，外在感知技術(shù)用于提取和搜尋物品身上有效信息的技術(shù)種類比較多，包括射頻識別技術(shù)、掃描技術(shù)、智能監(jiān)控等。而如何將這些傳感器所采集的物品信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)的處理層，建立起層次分明、各個層次獨立且協(xié)調(diào)運行的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)模式，則需要加強對通信技術(shù)的探究。此外，物聯(lián)網(wǎng)工作者還應(yīng)當(dāng)應(yīng)用LTE無線通信技術(shù)，將用于物品信息采集的感知器和網(wǎng)絡(luò)層連接起來。物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)模型從最底層的物品數(shù)據(jù)信息采集層到網(wǎng)絡(luò)層，再到最后的應(yīng)用層，都需要用到移動通信技術(shù)，因為移動通信網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)絡(luò)層中最重要的一個部分，能夠?qū)⒏兄獙雍蛻?yīng)用層遠程連接起來［4］。在物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)模型應(yīng)用LTE無線通信技術(shù)的過程中，需要統(tǒng)一相關(guān)的技術(shù)操作標(biāo)準(zhǔn)，將物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)模型的網(wǎng)絡(luò)層和操作應(yīng)用平臺的路徑協(xié)調(diào)統(tǒng)一起來，通過一致的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，將LTE無線通信技術(shù)和物理網(wǎng)業(yè)務(wù)相結(jié)合，形成無線物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，將無線物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)作為物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)模型運行的基礎(chǔ)，將LTE無線通信網(wǎng)絡(luò)接口作為物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)模型的網(wǎng)關(guān)接入口，以此來有效地提高物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)模型的運行效率，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高質(zhì)量發(fā)展。

3.2 結(jié)合LTE無線通信技術(shù)優(yōu)化通信效率

當(dāng)前，LTE無線通信技術(shù)已經(jīng)完成了3G向4G的演進，現(xiàn)在還在朝著5G時代前進，以建立起全新的更快速高效的無線通信系統(tǒng)。在仍然以4G為主要移動通信信號的無線通信時代，LTE無線通信技術(shù)能夠支撐50 Mbps的數(shù)據(jù)上傳和100 Mbps的數(shù)據(jù)下載功能，能夠提高用戶體驗，提高信息傳遞的速度，最主要是保證信息傳遞的時效性，使更大范圍內(nèi)的信息數(shù)據(jù)都能夠?qū)崿F(xiàn)無延遲的真正的實時傳遞。因此，應(yīng)當(dāng)主動去挖掘LTE無線通信技術(shù)在移動通信中的專業(yè)優(yōu)勢，并且主動探索應(yīng)用LTE無線通信技術(shù)的措施，借助LTE無線通信技術(shù)去優(yōu)化物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的運行速度，讓一些邊緣用戶也能夠體驗到高效率、高速率的物聯(lián)網(wǎng)使用體驗。LTE無線通信技術(shù)能夠為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供所需要的網(wǎng)絡(luò)需求，為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和物聯(lián)網(wǎng)功能的實現(xiàn)奠定通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。隨著物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)種類和規(guī)模的擴大，設(shè)計的信息數(shù)據(jù)類型也越來越繁多，利用LTE無線通信技術(shù)去改善傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)中存在的信息數(shù)據(jù)的延遲問題，突破傳統(tǒng)的范圍有限且速度有限的移動通信網(wǎng)絡(luò)桎梏，有效地提高物聯(lián)網(wǎng)的通信效率。

3.3 借助傳感技術(shù)推動物聯(lián)網(wǎng)和LTE無線通信技術(shù)的融合

不管是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還是LTE無線通信技術(shù)在發(fā)展過程中都會面臨各種各樣的問題，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能傳感問題是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進一步向前發(fā)展所面臨的困境［5］。其中，在面對物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)信息數(shù)據(jù)的傳遞效率問題時，可以應(yīng)用LTE無線通信技術(shù)，將這一與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高度契合且能夠發(fā)揮重要作用的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)應(yīng)用到物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，以有效地提高數(shù)據(jù)信息處理和傳輸?shù)乃俾屎唾|(zhì)量。為了進一步拓寬物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層面和覆蓋廣度，可以結(jié)合LTE無線通信技術(shù)自身優(yōu)勢，來和無線傳感器搭建起有效的聯(lián)系，提高覆蓋范圍。傳感器是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)重最重要的一個端口，是采集物品信息數(shù)據(jù)和感知物品變化的重要工具，將其與LTE無線通信技術(shù)進行有效的網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)融合，能夠切實提高物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的效率，并且利用較為穩(wěn)定的LTE無線通信技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)打造一個安全穩(wěn)定且便捷的發(fā)展環(huán)境。

3.4 加強云計算與LTE技術(shù)的適應(yīng)性

云計算是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中最核心的一個系統(tǒng)功能和技術(shù)?；诔笠?guī)模信息數(shù)據(jù)的整合和處理需求，傳統(tǒng)的以單臺計算機進行數(shù)據(jù)輸入和輸出的計算模式已經(jīng)不再適應(yīng)當(dāng)前這個信息大爆炸的時代，而云計算能夠通過將海量的信息數(shù)據(jù)儲存到云端，在保證其安全性的同時運用精密的算法對其進行隨時隨地的計算。這一功能也是實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)功能的重要基礎(chǔ)。基于此，物聯(lián)網(wǎng)在結(jié)合LTE無線通信技術(shù)時可以通過加強云計算和LTE無線通信技術(shù)適應(yīng)性的方式，使其尋找共同點和互補點，進程適應(yīng)性匹配和調(diào)整，使云計算能夠和LTE無線通信技術(shù)更加深入地融合在一起。云計算技術(shù)需要和LTE無線通信技術(shù)進行適應(yīng)性試探，而后逐漸地進行融合，以確保物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的云計算技術(shù)能夠和LTE無線通信技術(shù)和平共處［6］。借此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要信息數(shù)據(jù)能夠得到精準(zhǔn)穩(wěn)定的保護，LTE無線通信技術(shù)在傳輸過程中直接對接云計算的數(shù)據(jù)輸出端口，將數(shù)據(jù)信息更加安全地送到物聯(lián)網(wǎng)移動終端，提高物聯(lián)網(wǎng)移動應(yīng)用終端的穩(wěn)定性和安全性。

4 結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和LTE無線通信技術(shù)同處于互聯(lián)網(wǎng)時代和信息技術(shù)變革的時代，發(fā)展的方向高度一致，并且從技術(shù)核心來看，二者有較強的內(nèi)在聯(lián)系。因此，物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合LTE無線通信技術(shù)是正確的技術(shù)融合發(fā)展方向。LTE無線通信技術(shù)能夠在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中提供更快的信息通信速度，加快物體之間互相感應(yīng)和信息數(shù)據(jù)傳遞的速度，提高物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)運行的效率。在LTE無線通信技術(shù)能夠給物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來的巨大優(yōu)勢下，深入挖掘和探討物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合LTE無線通信技術(shù)能夠應(yīng)用的生產(chǎn)生活場景，使其能夠在充分結(jié)合后發(fā)揮出更大的優(yōu)勢和效用，為推動生產(chǎn)生活方式的現(xiàn)代化變革奠定基礎(chǔ)。