LTE无线通信技术与物联网技术结合的探讨

王大蕾

(江苏联合职业技术学院 淮安生物工程分院，江苏 淮安 223200)

1 LTE无线通信技术

1.1 短距无线通信技术

1.1.1 无线局域网技术

无线局域网技术是人们接入互联网时使用较为频繁的技术，其中，无线局域网的频段以2.4 GHz与5 GHz为主，有线网络在无线路由器或者无线AP的基础上，将有线信号向无线信号方向转换。无线局域网技术主要包括802.11 n，802.11 a，802.11 g等标准，其中，802.11 n是主流的应用标准，采用了智能天线技术，可把无线局域网传输速率由54 Mbps提高到300 Mbps。802.11 n的优势是网络速率高、信号覆盖范围广以及信号干扰影响小。

1.1.2 蓝牙技术

蓝牙技术主要使用在移动终端中，比如手机、平板电脑等，GPS、PC等设备中也应用了蓝牙技术。随着科学技术的发展，蓝牙技术不断得到更新，性能大大提升，其数据传输速率能够达到24 Mbps，传输距离最大约为300 m，具有较强的隐秘性，蓝牙技术还支持IPv 6网络协议。在智能家居领域中应用蓝牙技术，可使设备与设备之间通过蓝牙进行有效的连接，具有安全性高、速率快以及功耗低等优势。

1.2 蜂窝移动通信技术

第一代移动通信技术主要使用了模拟信号，工作频段一般在800 MHz。其是在蜂窝结构组网的基础上采用模拟语音调制技术，附带语音功能。第一代移动通信系统在发展的过程中有较好的应用，但是也有一定的缺点，比如：抗干扰能力差、利用率偏低以及保密性差等。第二代移动通信系统实现了从模拟系统到数字系统的转变，工作频段在800～1 900 MHz之间，能够提供低速数据业务以及语音业务，在语音质量、频谱等方面与模拟通信技术相比有较好的提升，并且还在此基础上增加了漫游功能。

1.3 卫星通信技术

卫星通信技术主要是将人造地球卫星作为中继站转发无线电波而实现的不同地球站之间的通信。卫星网站由从站、控制中心、地面站以及卫星转发器等构成，其特点是覆盖范围广、可有效构建个人通信[1]。缺点是因电磁波的物理特性导致传输的速度较慢，使得卫星通话的过程中有一定的延迟。

2 物联网的基本架构

2.1 EPC技术

电子产品编码(Electronic Product Code，EPC)是一种编码对象，与互联网进行连接。在编码技术中，主要应用的是EPC，其能够通过单项标识呈现代码。使用相关系统可以读取EPC中的信息，一般情况下使用的是射频识别(Radio Frequency Identification System，RFID)系统，后台标记语言服务器能够在编码信息的基础上对物品信息进行有效的收集与分析，在此过程中离不开EPC技术的应用。EPC技术在应用的过程中，射频识别标签发挥着较为重要的作用，其传递主要是通过网络来实现。

2.2 RFID技术

RFID技术中的核心设备有读写、数据处理等设备，同时RFID标签也是此技术中重要的部分，能够读写与写入特定的信息，能够对物体进行跟踪与管理。在运行此技术期间，识别码在其中尤为重要，主要是因RFID技术在运行期间需要使用到识别码，才能够确保该技术顺利运行，进而有效提高管理水平[1]。

2.3 云计算

云计算技术可增加、使用以及提供互联网相关服务，大大提升网络服务质量，并且应用范围广[2]。云计算技术在应用的过程中具有可扩充性强、成本低、功能丰富和普遍适用等较大优势，其中可扩充性主要是指能够对云规模进行动态扩充，并且以动态的形式满足不同类型用户的需求，这对物联网应用范围的扩大具有较大的促进作用。云计算技术成本较低，有利于企业的较快发展。多功能在应用的过程中能够加大资源利用率，这在很大程度上可降低企业投入成本。普适性意味着云计算应用于未制定的对象，可对程序进行有效构建，在一些情况下还可以支持所有程序，能够满足实际需求。

3 物联网业务模型分析

物联网是互联网发展的基础，目前正向物品之间信息交换的方向发展，在使用不同技术的过程中，比如激光扫描技术、射频识别技术以及全球定位技术等，能够对将物品与互联网进行有效的连接，并在荷载相关协议标准的基础上可管理事物的定位、识别以及智能化等[2]。物联网主流数据业务模型分为感知层、网络层以及应用层。其中，感知层又包括传感器网络、数据采集层，数据采集技术主要有RFID、传感器以及条形码等；网络层包括互联网、移动通信网以及远程控制网络等；应用层分为支撑子层以及物理网应用层。物联网业务的应用主要有工业监控、环境检测以及智能家具等，应用子层包含服务支撑平台、云计算平台以及信息开发平台等[3]。

4 LTE无线通信技术与物联网业务模型的适配性

长期演进(Long-Term Evolution，LTE)无线网络能够与物理网业务相结合形成无线物联网结构，LTE无线通信网络作为网关接入物联网期间，因数据流向LTE网络回传时会产生较大的系统负荷，这在很大程度上会增加无线网络运行的压力。物联网在较多领域中有广泛应用，智能电表数据包频率为50次/天，数据包大小为10 B；智能交通数据包频率为1 000次/天，数据包大小为1 500 B；智能家具数据包频率不高于100次/天，数据包大小为100～1 000 B。

LTE技术主要使用了正交频分复用技术，对信号进行正交划分，在此基础上将数据流变为不同并行的低速子数据流，并且在此基础上进行调制，通过子信道进行传输。物联网在发展期间，技术标准很难统一，导致网络与操作平台等路径碎片化。

5 LTE无线通信技术与物联网技术结合的策略

5.1 在智慧城市建设中的应用

在进行智慧城市建设的过程中，在物联网中应用LTE无线通信技术，可在较大范围内进行网络连接，实现网络在城市中的全面覆盖，以此有效监控智慧城市。将物联网技术与LTE技术进行结合，可在地铁以及地下隧道等区域中设置无线网络，并与建筑物、路灯等设施全面连接，还可对空气污染指数以及空气质量指数等进行全面采集，对智慧城市建设具有较大促进作用[4]。在传统技术的基础上，物联网主要使用蓝牙以及无线网络等技术进行网络通信的连接，其覆盖范围有一定局限性，并且传输距离相对较近。将物联网与LTE技术结合应用后，以频分多址作为OFDM/FDMA的空间接口，在MIMO技术的基础上提高传输效率，可大大提高智慧城市的无线通信能力。

5.2 在智能电网建设中的应用

智能电网是物联网技术的应用方向，在智能电网建设期间需要使用简化端口接入的方法，以此进行智能化以及精细化管理。安装智能表，开展远程抄表业务，检测客户端设与服务，并把获取的监测数据汇集到网络终端平台，有效构建集成化信息监管控制系统，分析电力使用流量，调整智能电网结构，以此提升电力系统利用率。随着智能电表在全国范围内的覆盖，电网结构也不断得到优化，LTE技术与物联网技术的结合在智能电网建设中国发挥着较为重要的作用。

5.3 在智能家居中的应用

在智能家居行业中，家居智能化的发展可全面满足人们物质以及精神方面的需求，不同的智能家电与生活用品极大提高了人们的生活质量，比如智能压面机，能够根据使用者自身不同的需求，压出不同的面型，在运行的过程中可以手动运行，还具有全自动化模式。由此可见，物联网能够实现智能家居业务功能，尤其是在LTE无线网络技术的基础上，能够将较多家居与网络连接，并且可对其进行远程控制，从而提升生活便利性。

5.4 在智能网联汽车中的应用

随着城市的不断发展，交通网络逐渐复杂化，智能网联汽车系统越来越受到人们的欢迎。在构建智能网联平台的过程中，要把私家车纳入到共享平台中，用户可享受相关服务，比如汽车租用以及导航等。公共交通系统能够在物联网的基础上，根据实际道路条件构建无线覆盖的方案，实现物联网在交通网络中的全覆盖，提升车辆行驶的安全性。

6 结语

随着我国科学技术的不断发展，LTE无线通信技术在发展的过程中，需要将大众通信作为基础的技术进行改进，确保其具有更高的精确度与效率，确保现代物联网业务与LTE无线通信技术进行有效融合。此外，需要对物联网网络的稳定性进行确定，还需要定义物联网相关的业务形态。在LTE技术发展期间与物联网业务进行有效融合，可通过LTE技术促进物联网业务的发展。