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

胡如福

（山東宏業(yè)發(fā)展集團(tuán)有限公司 山東 濟(jì)南 250000）

0 引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，越來(lái)越多的設(shè)備需要進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)通信，從而推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與長(zhǎng)期演進(jìn)（long term evolution， LTE）無(wú)線通信技術(shù)的結(jié)合。 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過連接設(shè)備、系統(tǒng)和服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備間的信息交換和協(xié)同工作，為各個(gè)領(lǐng)域的創(chuàng)新和發(fā)展提供了廣闊空間。 而LTE無(wú)線通信技術(shù)則以其高速、穩(wěn)定和低延遲的特性，為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供了高效的無(wú)線通信支持。

1 物聯(lián)網(wǎng)和LTE 無(wú)線通信技術(shù)的原理及其重要性

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的工作原理

物聯(lián)網(wǎng)是一種技術(shù)理念，其基本原理是通過網(wǎng)絡(luò)將任何物理對(duì)象連接起來(lái)，使之具有智能化的交互和控制功能。 這一概念通過射頻識(shí)別（radio frequency identification，RFID）、紅外感應(yīng)、全球定位系統(tǒng)（global positioning system，GPS）、激光掃描等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的識(shí)別和管理。

物聯(lián)網(wǎng)的工作原理包含以下3 個(gè)主要步驟：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)據(jù)處理。 在數(shù)據(jù)采集階段，各種傳感器和設(shè)備會(huì)捕獲有關(guān)其環(huán)境的各種數(shù)據(jù)。 然后，這些數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，可以是以有線或無(wú)線的方式，例如通過WiFi、藍(lán)牙、ZigBee 或者是蜂窩網(wǎng)絡(luò)。 數(shù)據(jù)傳輸階段也包括必要的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，以適應(yīng)接收端的處理。 數(shù)據(jù)處理階段通常發(fā)生在遠(yuǎn)程服務(wù)器或云端，包括數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、分析，以及必要的決策制定。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用可以被廣泛地應(yīng)用于多種行業(yè)，例如智能家居、智能交通、智能醫(yī)療、智能農(nóng)業(yè)等。 通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，我們可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、智能決策、節(jié)能減排、提高生活質(zhì)量等多項(xiàng)功能。

1.2 LTE 無(wú)線通信技術(shù)的工作原理

長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE）技術(shù)是第四代蜂窩通信技術(shù)（4G）的主要標(biāo)準(zhǔn)。 LTE 提供了高速的數(shù)據(jù)傳輸能力，支持多媒體通信服務(wù)，并且提供了優(yōu)良的用戶體驗(yàn)。

LTE 技術(shù)的工作原理可以分為兩個(gè)主要部分：無(wú)線連接和核心網(wǎng)絡(luò)。 無(wú)線連接部分負(fù)責(zé)在用戶設(shè)備和基站之間建立并維持無(wú)線連接。 LTE 采用正交頻分多址（orthogonal frequency division multiple access， OFDMA）技術(shù)在下行，以及單載波頻分多址（single-carrier frequencydivision multiple access， SC-FDMA）技術(shù)在上行，來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接。 這些技術(shù)提供了良好的頻譜效率，同時(shí)也可以應(yīng)對(duì)多路徑衰落等無(wú)線通信的挑戰(zhàn)。 核心網(wǎng)絡(luò)部分，也被稱為演進(jìn)分組核心（evolved packet core， EPC），負(fù)責(zé)進(jìn)行數(shù)據(jù)路由、會(huì)話管理，以及與其他網(wǎng)絡(luò)的互通。

LTE 技術(shù)可以為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供高速的、低延遲的網(wǎng)絡(luò)連接，其優(yōu)良的頻譜效率和覆蓋范圍使得它在物聯(lián)網(wǎng)通信中扮演了重要的角色。 同時(shí)，LTE 技術(shù)也可以與其他通信技術(shù)如WiFi、藍(lán)牙、NB-IoT 等進(jìn)行無(wú)縫整合，實(shí)現(xiàn)多樣化的通信需求。

1.3 物聯(lián)網(wǎng)和LTE 無(wú)線通信技術(shù)的重要性

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正引領(lǐng)著數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮，通過連接設(shè)備、系統(tǒng)和服務(wù)，構(gòu)建高效的數(shù)據(jù)交流網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)各行各業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展。 在工業(yè)4.0、智慧城市、智慧農(nóng)業(yè)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等諸多領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)都在發(fā)揮著重要作用，實(shí)現(xiàn)設(shè)備間互聯(lián)互通，使得大規(guī)模的數(shù)據(jù)采集、處理和分析成為可能，進(jìn)一步推動(dòng)了大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的發(fā)展。

然而，物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用離不開強(qiáng)大的通信技術(shù)支持，這就是LTE 無(wú)線通信技術(shù)的重要性體現(xiàn)。 LTE 提供的高速、穩(wěn)定、低延時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，使得大量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以實(shí)時(shí)、連續(xù)地上報(bào)數(shù)據(jù)，滿足物聯(lián)網(wǎng)在傳輸速率、時(shí)延、可靠性等方面的高要求。 與此同時(shí)，LTE 技術(shù)的大范圍覆蓋特性，也使得物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在廣大的地理范圍內(nèi)都能獲取到穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接。 此外，LTE 的進(jìn)一步演進(jìn)，例如LTE-M 和NB-IoT 等，更是提供了針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)化通信解決方案。

物聯(lián)網(wǎng)和LTE 無(wú)線通信技術(shù)的結(jié)合，開辟了一條全新的信息高速通道，通過此通道，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備不僅可以高效地傳遞數(shù)據(jù)，同時(shí)也可以進(jìn)行云計(jì)算，實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的智能決策。 這一結(jié)合為物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐，有力地推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用［1］。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與LTE 無(wú)線通信技術(shù)結(jié)合存在的問題

2.1 協(xié)同通信問題

物聯(lián)網(wǎng)中涉及到大量的設(shè)備，這些設(shè)備可能采用不同的通信協(xié)議，有不同的數(shù)據(jù)格式，或者是在不同的頻段進(jìn)行通信，這使得物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備間的協(xié)同通信變得復(fù)雜和困難。

對(duì)于協(xié)同通信問題，一方面，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備間需要實(shí)現(xiàn)有效的通信協(xié)議轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，以保證不同設(shè)備間可以進(jìn)行無(wú)縫通信；另一方面，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的通信活動(dòng)可能導(dǎo)致電磁環(huán)境的復(fù)雜化，這可能引發(fā)電磁兼容性問題，影響設(shè)備的正常工作。 此外，不同設(shè)備在同一頻段的并發(fā)通信可能導(dǎo)致信道爭(zhēng)搶，影響通信的穩(wěn)定性和可靠性。

2.2 動(dòng)態(tài)頻譜分配問題

在眾多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中，每一個(gè)設(shè)備的通信需求可能因其工作環(huán)境、工作模式以及實(shí)時(shí)任務(wù)等多方面因素而產(chǎn)生波動(dòng)。 在這種背景下，頻譜資源作為無(wú)線通信的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，其分配策略會(huì)對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)的性能產(chǎn)生顯著影響。

動(dòng)態(tài)頻譜分配問題本質(zhì)上是如何在保證服務(wù)質(zhì)量的前提下，通過靈活調(diào)度和合理配置，實(shí)現(xiàn)頻譜資源的高效利用。 在具體操作中，這需要根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的實(shí)時(shí)通信需求，動(dòng)態(tài)地進(jìn)行頻譜資源的分配和調(diào)度。 由于涉及的設(shè)備數(shù)量龐大，需求變化復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的困難程度不言而喻。 此外，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間的通信活動(dòng)在同一或者相鄰的頻段內(nèi)可能會(huì)引發(fā)頻譜干擾問題。 隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量的增加和通信活動(dòng)的增多，這種干擾可能會(huì)對(duì)通信質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。 如何在保證動(dòng)態(tài)頻譜分配的靈活性的同時(shí)，有效控制和管理這種干擾，無(wú)疑是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與LTE 無(wú)線通信技術(shù)結(jié)合的重要問題之一［2］。

2.3 能源效率問題

在物聯(lián)網(wǎng)與LTE 無(wú)線通信技術(shù)的融合中，能源效率問題一直是一個(gè)熱點(diǎn)問題。 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通常數(shù)量龐大且廣泛分布，大部分設(shè)備依賴電池供電，而電池壽命受到設(shè)備功耗的直接影響。 然而，盡管LTE 無(wú)線通信技術(shù)提供了高效的數(shù)據(jù)傳輸，但其復(fù)雜的信號(hào)處理和數(shù)據(jù)傳輸過程會(huì)產(chǎn)生顯著的能源消耗。 由此，能源效率問題直接關(guān)聯(lián)到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的使用壽命、服務(wù)質(zhì)量及整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的可持續(xù)性。

2.4 延遲優(yōu)化問題

大部分物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需要實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)的響應(yīng)，任何形式的延遲都可能對(duì)應(yīng)用性能和用戶體驗(yàn)產(chǎn)生不利影響。通信延遲可能來(lái)自物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)絡(luò)傳輸以及服務(wù)器端的數(shù)據(jù)處理等多個(gè)環(huán)節(jié)。 在物聯(lián)網(wǎng)與LTE 無(wú)線通信的結(jié)合中，大量數(shù)據(jù)處理和復(fù)雜信號(hào)處理任務(wù)以及LTE 無(wú)線通信的自身復(fù)雜性，如頻譜資源分配與調(diào)度、無(wú)線信道質(zhì)量變化等，都可能導(dǎo)致延遲的增加。 因此，延遲優(yōu)化問題不僅要求降低各個(gè)環(huán)節(jié)的延遲，還需要在保證實(shí)時(shí)性需求的同時(shí)，平衡系統(tǒng)的能源效率、頻譜資源利用率和服務(wù)質(zhì)量等因素。

2.5 接入控制問題

設(shè)備的接入策略需要考慮設(shè)備的通信需求、優(yōu)先級(jí)和能源狀態(tài)等多種因素。 例如，對(duì)于緊急通信或優(yōu)先級(jí)高的設(shè)備，如何確保其優(yōu)先接入，對(duì)于能源有限的設(shè)備，如何調(diào)整其接入策略以節(jié)約能源等問題，都需要在接入控制中得到妥善處理。

接入控制的問題還表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)對(duì)設(shè)備接入的影響上。 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載高或無(wú)線信道質(zhì)量差時(shí)，如何調(diào)整設(shè)備的接入策略，避免網(wǎng)絡(luò)負(fù)載過大或信道質(zhì)量進(jìn)一步下降，是接入控制需要解決的關(guān)鍵問題。

此外，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和服務(wù)質(zhì)量也直接依賴于有效的接入控制策略。 在大量設(shè)備接入的情況下，如何避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，保證服務(wù)質(zhì)量，是接入控制問題需要解決的核心問題。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與LTE 無(wú)線通信技術(shù)結(jié)合的策略

3.1 用深度學(xué)習(xí)進(jìn)行設(shè)備-基站的智能映射

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與LTE 無(wú)線通信技術(shù)結(jié)合的策略中，深度學(xué)習(xí)技術(shù)的使用是一個(gè)重要的切入點(diǎn)。 由于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的種類繁多，不同的設(shè)備之間的通信需求、數(shù)據(jù)傳輸速率等各方面的特性可能存在很大的差異。 因此，將正確的設(shè)備映射到適合的基站是優(yōu)化通信性能的關(guān)鍵。 傳統(tǒng)的基于規(guī)則的映射方法往往無(wú)法充分考慮到這些差異，也無(wú)法適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量劇增和通信環(huán)境復(fù)雜化的挑戰(zhàn)。

與此不同，深度學(xué)習(xí)技術(shù)能夠通過學(xué)習(xí)和理解物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和LTE 基站的歷史通信數(shù)據(jù)，對(duì)設(shè)備與基站間的通信特性進(jìn)行建模，并自動(dòng)找出最優(yōu)的設(shè)備-基站映射策略。 例如，可以使用動(dòng)態(tài)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（dynamic neural network， DNN）來(lái)實(shí)現(xiàn)此任務(wù)。

假設(shè)有一組物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的特性數(shù)據(jù)集X＝｛x1，x2，…，xn｝和一組LTE 基站的特性數(shù)據(jù)集Y＝｛y1，y2，…，yn｝，每個(gè)設(shè)備xi和基站yi之間的通信特性可以用一個(gè)特性向量fi表示。 設(shè)備-基站映射問題可以被建模為一個(gè)優(yōu)化問題，目標(biāo)是找出一個(gè)映射函數(shù)F，使得所有設(shè)備和基站之間的通信特性總和最優(yōu)，即式（1）所示：

式（1）中，L是損失函數(shù)，用于度量預(yù)測(cè)的通信特性和實(shí)際通信特性之間的差異。 可以通過訓(xùn)練深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)學(xué)習(xí)這個(gè)映射函數(shù)F，使得損失函數(shù)的值最小。

在實(shí)際應(yīng)用中，可能會(huì)遇到一些特殊情況，如設(shè)備故障、通信環(huán)境變化等，這些情況可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備-基站映射關(guān)系的變化。 因此，我們還需要定期重新訓(xùn)練和更新神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，以適應(yīng)這些變化。

3.2 實(shí)時(shí)負(fù)載感知的動(dòng)態(tài)頻譜分配

實(shí)時(shí)負(fù)載感知的動(dòng)態(tài)頻譜分配在物聯(lián)網(wǎng)與LTE 無(wú)線通信技術(shù)的結(jié)合中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。 相對(duì)于傳統(tǒng)的固定頻譜分配策略，這種策略根據(jù)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和設(shè)備需求動(dòng)態(tài)地調(diào)整頻譜資源分配，從而更有效地利用頻譜資源，滿足大量、各不相同的設(shè)備通信需求，提升整體的通信效率。

在實(shí)現(xiàn)此策略時(shí)，可以采用貪心算法或優(yōu)化理論等方法。 假設(shè)通信系統(tǒng)具有N個(gè)頻譜塊，M個(gè)設(shè)備，其中設(shè)備i的通信需求為di，頻譜塊j的容量為cj。 可以定義一個(gè)分配矩陣A＝［aij］，aij表示設(shè)備i分配到的頻譜塊j的數(shù)量。目標(biāo)是最大化系統(tǒng)的總通信需求滿足率，即式（2）所示：

通過貪心算法或優(yōu)化理論可以找到最優(yōu)的分配矩陣A以實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)。

以貪心算法為例，按照以下步驟進(jìn)行頻譜分配：（1）對(duì)所有設(shè)備按照通信需求從大到小排序；（2）從需求最大的設(shè)備開始，為其分配最大容量的頻譜塊，直到其通信需求被滿足；（3）處理下一個(gè)設(shè)備，重復(fù)步驟（2），直到所有設(shè)備的通信需求都被滿足或所有頻譜塊都被分配完。

這種策略不僅可以在實(shí)時(shí)負(fù)載感知的情況下有效分配頻譜資源，而且可以自適應(yīng)地調(diào)整分配策略，以適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量和通信需求的變化［3］。

3.3 基于設(shè)備狀態(tài)的智能能源管理

由于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備往往分布廣泛，且可能由電池供電，因此，有效管理能源資源以延長(zhǎng)設(shè)備壽命，是一個(gè)必須要解決的問題。 此類策略借助設(shè)備狀態(tài)信息，如剩余電量、數(shù)據(jù)通信需求、設(shè)備睡眠周期等，進(jìn)行精細(xì)化能源管理。

在此策略的實(shí)施過程中，可以借助機(jī)器學(xué)習(xí)方法，對(duì)設(shè)備狀態(tài)和能源消耗關(guān)系進(jìn)行建模，并進(jìn)行智能優(yōu)化。 設(shè)備的狀態(tài)可以用一個(gè)狀態(tài)向量s表示，設(shè)備在狀態(tài)s下的能源消耗為E（s），目標(biāo)是在滿足通信需求的前提下，最小化總的能源消耗如式（3）所示：

在此基礎(chǔ)上，可以構(gòu)建如下策略。 首先，根據(jù)設(shè)備狀態(tài)信息，預(yù)測(cè)在各種操作下的能源消耗。 其次，對(duì)比各種操作的能源消耗和通信效益，選擇最優(yōu)的操作。 這一過程可以用強(qiáng)化學(xué)習(xí)等方法進(jìn)行自動(dòng)化學(xué)習(xí)和決策。

例如，可以使用Q-learning 算法進(jìn)行學(xué)習(xí)和決策。 在Q-learning 算法中，設(shè)備在每個(gè)狀態(tài)s下對(duì)于每個(gè)操作a都有一個(gè)Q值Q（s，a），表示在狀態(tài)s下執(zhí)行操作a的效益。 通過不斷的交互和學(xué)習(xí)，設(shè)備可以學(xué)習(xí)到最優(yōu)的Q值，并據(jù)此選擇最優(yōu)的操作，即式（4）所示：

基于該策略可以有效地節(jié)約能源，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，同時(shí)保證通信質(zhì)量，為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和LTE 無(wú)線通信技術(shù)的結(jié)合提供了新的可能性［4］。

3.4 應(yīng)用新排隊(duì)理論進(jìn)行延遲最小化

為了有效地處理在物聯(lián)網(wǎng)與LTE 無(wú)線通信結(jié)合中的延遲問題，使用新的排隊(duì)理論來(lái)進(jìn)行延遲最小化是一種可行的策略。 在無(wú)線通信中，數(shù)據(jù)的傳輸會(huì)面臨各種延遲，如傳播延遲、排隊(duì)延遲、處理延遲等。 這些延遲會(huì)影響到數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和通信質(zhì)量。 因此，如何減少這些延遲，提高通信效率，是需要解決的關(guān)鍵問題。

新的排隊(duì)理論提供了一個(gè)解決這個(gè)問題的框架。 排隊(duì)理論是研究等待線隊(duì)列以及服務(wù)設(shè)備的科學(xué)理論，而新的排隊(duì)理論在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)展，更好地處理了隨機(jī)服務(wù)時(shí)間、隨機(jī)到達(dá)間隔等問題。

考慮一個(gè)基礎(chǔ)模型，設(shè)在時(shí)間段T內(nèi)，有N個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)，每個(gè)數(shù)據(jù)包的服務(wù)時(shí)間為Ti，數(shù)據(jù)包到達(dá)的間隔為Ai，數(shù)據(jù)包的排隊(duì)延遲為Di。 延遲最小化的目標(biāo)可以建模為式（5）所示：

對(duì)此，應(yīng)用新的排隊(duì)理論，可以將服務(wù)設(shè)備按照一定的策略進(jìn)行調(diào)度，以減少排隊(duì)延遲。 例如，可以采用最短作業(yè)優(yōu)先（SJF）策略，即優(yōu)先服務(wù)時(shí)間短的數(shù)據(jù)包。 在這種策略下，設(shè)備的調(diào)度策略可以表示為式（6）所示：

這種策略可以有效地減少排隊(duì)延遲，提高通信效率。 然而，由于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)包到達(dá)可能是隨機(jī)的，服務(wù)時(shí)間可能也是隨機(jī)的，因此，還需要進(jìn)一步研究和設(shè)計(jì)更加復(fù)雜的調(diào)度策略，以應(yīng)對(duì)更復(fù)雜的實(shí)際情況。 這為未來(lái)的研究提供了新的方向和挑戰(zhàn)。

3.5 基于預(yù)測(cè)模型的智能接入控制

在物聯(lián)網(wǎng)中，大量的設(shè)備需要接入到LTE 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信，而網(wǎng)絡(luò)資源是有限的，如何合理地控制設(shè)備的接入，以提高系統(tǒng)的整體性能成為一個(gè)重要的問題。

基于預(yù)測(cè)模型的智能接入控制策略可以通過對(duì)設(shè)備接入行為和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而決定是否接受設(shè)備的接入請(qǐng)求。 這種策略基于設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的歷史數(shù)據(jù)，可以通過機(jī)器學(xué)習(xí)方法構(gòu)建預(yù)測(cè)模型，對(duì)未來(lái)的設(shè)備接入行為和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載進(jìn)行預(yù)測(cè)。

假設(shè)有一組歷史接入數(shù)據(jù)X＝｛x1，x2，…，xn｝和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載數(shù)據(jù)Y＝｛y1，y2，…，yn｝，其中xi表示第i個(gè)設(shè)備的接入行為特征，yi表示第i個(gè)時(shí)間段的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載特征。 我們可以使用預(yù)測(cè)模型F進(jìn)行設(shè)備接入請(qǐng)求的預(yù)測(cè)，即式（7）所示：

其中，a表示設(shè)備接入請(qǐng)求的預(yù)測(cè)結(jié)果。 根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果和當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載情況，可以制定智能的接入決策策略。 例如，如果預(yù)測(cè)的設(shè)備接入請(qǐng)求較多，而當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)負(fù)載已經(jīng)較高，系統(tǒng)可以拒絕一部分請(qǐng)求，以避免過載情況發(fā)生。

這種基于預(yù)測(cè)模型的智能接入控制策略可以提高系統(tǒng)的整體性能，減少網(wǎng)絡(luò)擁塞，保障通信質(zhì)量。 通過使用適當(dāng)?shù)臋C(jī)器學(xué)習(xí)算法，如支持向量機(jī)（SVM）、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（NN）等，可以訓(xùn)練預(yù)測(cè)模型并實(shí)現(xiàn)智能的接入控制［5］。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與LTE 無(wú)線通信技術(shù)的結(jié)合具有重要意義和挑戰(zhàn)。 物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展為各行各業(yè)帶來(lái)了機(jī)遇，而LTE 無(wú)線通信技術(shù)的特性為物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時(shí)性和可靠性提供了基礎(chǔ)。 然而，結(jié)合過程中存在協(xié)同通信、動(dòng)態(tài)頻譜分配、能源效率、延遲優(yōu)化和接入控制等問題。 為應(yīng)對(duì)這些問題，可采用深度學(xué)習(xí)進(jìn)行設(shè)備-基站智能映射，實(shí)施實(shí)時(shí)負(fù)載感知的動(dòng)態(tài)頻譜分配，基于設(shè)備狀態(tài)的智能能源管理，應(yīng)用新排隊(duì)理論進(jìn)行延遲最小化，以及基于預(yù)測(cè)模型的智能接入控制等策略。 這些策略結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)與LTE 無(wú)線通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高系統(tǒng)效率和性能。 然而，該領(lǐng)域仍需進(jìn)一步研究和探索。 未來(lái)的發(fā)展需要關(guān)注技術(shù)創(chuàng)新、標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)和優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)更好的物聯(lián)網(wǎng)與LTE 無(wú)線通信技術(shù)融合。