LTE技术下的物联网过载控制系统设计与应用

陶伟

摘要 利用不断完善的LTE技术对过载物联网控制系统的应用和设计进行分析，基于物联网结构体系分析LTE技术，探讨访问扩展限制、物联网过载问题、接入类别限制等提出解决方案。本文分析的系统可以利用接收端给发送端传输错误请求，从而实现重新传递，避免互联网下数据发送过量，从而保证物联网业务快速进行，为物联网的发展提供参考。

【关键词】物联网 长期演进技术 过载控制系统

物联网是通过终端智能技术、传感无线技术、通信技术等进行建立的，它是结合了多种技术，来提高网络的服务范围。随着网络技术在社会生产中的广泛使用，也为扩展移动通信业务提供了发展空间。人们对信息传递速率和网络质量有了更高的要求，特别是在监控视频和数据移动传输中，需要具有高速的无线信息通信系统。凡是处于3G和2G环境下无法满足这些要求，而LTE技术在不断的改进中，为移动物联网通信解决了这些。所以，本文将会针对物联网使用LTE视乎设计过载控制系统和应用进行分析。

1 基于LTE技术的网联网体系

物联网建立在LTE基础上的体系有三个部分：物联网传感、服务应用、LTE传输。在互联网情况，使用LTE技术来增强结构点，可以提高百度云测试移动中心（MTC）通信能力，从而实现设备触发、消息传输等。

物联网LTE技术的互联功能是该技术的实体化，通过接口S6m与HLR进行访问，从而移动国际用户外部身份识别码进行授权，之后获取接口S6m授权、认证和记账。在高速无线网络多媒体传输3GPP标准中，T5b、T5a、T5c决定了设备MTC发出线路路径，从而实现小数据传输。本文利用MTC时序设备实现数据流程传输，在与接口LTE连接，从而接入无线网络，然后数据可以在MME（负责定位UE空间模式）调节下安全通过节点SGSN，实现MTC转发，利用TsP端口进行信号翻译，控制终端出发信号面板的服务器，之后利用界定啊MME实现MTC数据传输。

2 LTE技术概述

LTE技术可以在多种宽带网络系统下进行使用，它具有快速空间信号传输的功能，覆盖范围比较大。在宽带20MHz中通过LTE技术，可以实现上行50Mbps、下行是lOOMbps的通信速率，在高速移动通信过程中，成效显著。LTE技术主要包括：多输入和输出MIMO技术和正交频分复用OFDM技术等。OFDM在通信信道技术中使用频域范围有多个正相交子信道，可以进行数据传递，同时也可以将这些数据进行同时编码，减少子数据流的传输速度，在子信道中实现数据的调制和传输。利用OFDM技术可以提高数据传输速率，对于大容量的数据也能实现快速传输，具有很强的传递竞争例。在通信系统中使用发送端和接收端MIMO技术进行信号接收，可以达到频谱高使用率，以及较高的通信容量。

3 物联网控制过载问题

因为物联网系统比较复杂，主要会出现两种过载情况：

（1）是很多MTC设备对网络提出紧急访问;

（2）就是基站服务器出现问题。

前者会造成系统短时间较大的访问量，后者会造成MTC设备资源请求下降，从而出现网络过载情况。详细见表l。

4 基于LTE技术下控制物联网过载系统

4.1 类别接入限制

LTE技术中有两种MTC设备：一种是延迟时间设备，一种是普通设备MTC。在信息系统储存模块中ACB控制状态接入类有两种，包括允许和禁止。禁止接入类在信息系统中也存在两种储存方式分别是：ac_BarringTime和ac_Barring Factor，设备是否在PRAChe中接入是由ac_BarringTime决定，允许接入是acBarring Factor。普通MTC在ACB机制中可作为控制机制。

4.2 访问扩展限制

利用LTE技术可以控制设备MTC在数据发送中延迟时间长一点，设备对时间不敏感，其中接入真实性和成功率比较关键，该这种可以允许时间延迟在传输过程中。首先，需要将嵌入式阵列块EAB到设备检查中。在Release-11EAB方案中，模块设计原理是：常规接入0-9MTC等级，而网络系统可以根据实际过载情况限制或是启动接入设备MTC。业务信息广播（SI广播）是对MTC等级接入进行控制，从而在设备广播中得到信息，是否要接入根据自身情况选择等级接入，有效EAB情况下，这时广播中周期EAB信息会被蜂窝网设置为设备MTC广播，将其设备作为自动定时广播中心。为了避免接入系统的MTC设备出现故障，需要对网络中EAB主要信息进行及时更新，用户利用寻呼通知指示SI广播网络即可进行EAB更新，SI广播是根据修改变化之前接入规定容量边界。

4.3 限制完善

基于时间建立改进限制变为主动竞争机制，原理是：将消息通过发送端设备传输给接收端服务器，消失传输失败，没有再进行请求，其中在消息传递的空闲信道时，可以主动进行请求信息接入，再次给发送端传递一次信息，从而实现发送端和网络的连接。

例如：在设计的某电网智能计量应用系统中，如果应用客户每个月将电能使用给电站报告，到月末电能智能表会与网络服务器连接发送请求。在网络因为设备传输较多出现过载情况时，智能电表发出请求信息到基站过程中，会终端信息介入，这时利用IBS方式，对基站服务器进行检查，检测网络情况，指导有空闲网络容量时，将空闲网络信息给基站电表发送过去，如果没有重新介入电表数据的请求，就不会实现网络连接。

5 物联网LTE技术的应用

在物联网设置中使用LTE技术，可以利用控制其和传感器实现对网络自主传感器的叠加，加工LTE技术与网络设备连接，在通信中数据会从自组织网络中流回到无线网中，会产生较大频率的业务包，这样hi给无线网络造成负担。使用LTE中的OFDM技术可以建立多个子信道的传输路径，实现对高数据流的转换，利用调度器在无线换将对资源进行调控和动态控制，子啊物联网LTE中业务包高频词和小规模物联网，可以按照协议层需求对LTE技术进行调整。另外，LTE是不能主动释放的，在与网络进行連接时，才能将消息链路进行释放，之后根据物联网药物将LTE技术参数进行优化设置，达到与物联网相匹配的运行模式。

针对核心网络方面，手机在传输业务信号时，需要建立无线承载，这时利用NAS（附属网络储存）建立消息通知渠道，实现无线承载建设，同时进行无线承载QCI（业务名称）信息的传输。QCI可以对3GPP进行定义，利用SI消息将无线承载与网络进行连接，核心网需要提前与网络连接才能符合释放信息的条件。在这个传输过程中，保证核心网NAS处于ATTACh状态下，将接收IP地址储存，将底层线路释放，这时就不会改变IP地址了。

在接入层方面，根据QCI核心网同步设置网络参数，这样可以保证资源的高效配置，LTE用户想要更加灵活的进行数据传输，需要使用资源共享配置，如果短时间内数据不显示，可以将系统与省电模式周期介入，根据业务的不同与系统参数进行连接，实现参数调整。

6 结语

目前，物联网的使用范围比较大，利用LTE解决通信问题的相关技术还不成熟，LTE在物联网中的使用还处于初步研究阶段，利用LTE技术可以有效实现宽带下数据快速传递，具有很大的应用价值。

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