陳文雄

摘 要：物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的大背景是國內(nèi)移動通信產(chǎn)業(yè)完成第四代移動通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，第五代移動通信技術(shù)在部分城市商用。隨著國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域新需求的不斷提出，對無線通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的融合應(yīng)用提出了新的要求，這不僅僅會影響到移動通信行業(yè)的發(fā)展方向，同時對于物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用拓展和升級產(chǎn)生了及其重大的推動作用。將無線通信技術(shù)積極應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)之中，特別是四代、五代無線通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)承載的移動通信技術(shù)將在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中發(fā)揮更加明顯的推動作用。本文主要是從物聯(lián)網(wǎng)的基本情況入手，針對移動通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的有效應(yīng)用進行舉例分析和說明。

關(guān)鍵詞：第四代通信技術(shù)；第五代通信技術(shù)；NB-Iot；物聯(lián)網(wǎng)；應(yīng)用平臺

中圖分類號：TN929.5 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）10-0040-01

物聯(lián)網(wǎng)在各個行業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域很多，主要由終端、平臺和傳輸路由組成。其中終端對移動性的要求非常高。隨著第四代網(wǎng)絡(luò)NB-Iot、FDD部分的建設(shè)及覆蓋率不斷上升，物聯(lián)網(wǎng)的傳輸路由得到解放，物聯(lián)網(wǎng)終端的接入數(shù)量呈現(xiàn)爆炸性增長，未來第五代通信技術(shù)再現(xiàn)有終端接入量級及速度又得到提高，將為物聯(lián)網(wǎng)的進一步發(fā)展奠定了更加堅實的基礎(chǔ)。第四代、第五代無線通信技術(shù)對于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展具有明顯的促進作用。

1 物聯(lián)網(wǎng)的基本情況

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of things（IoT））的概念很容易理解。顧名思義就是將物體連接起來的互聯(lián)網(wǎng)。早期無線通信網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)解決了將人連接起來的問題，與此同時，部分早期的物聯(lián)網(wǎng)也借助無線通信網(wǎng)絡(luò)、GPS網(wǎng)絡(luò)進行物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。早期的通信網(wǎng)絡(luò)解決了部分GPS網(wǎng)絡(luò)無線解決的定位問題，比如室內(nèi)定位。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用終端集成的技術(shù)如下：感應(yīng)器技術(shù)、RFID技術(shù)、GPS全球定位系統(tǒng)、傳感技術(shù)等等。主要的功能是實現(xiàn)時空管理應(yīng)用：任何物體在一定的時間內(nèi)處于一定的空間狀態(tài)，對該物體的時空狀態(tài)進行管理，就形成了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

物聯(lián)網(wǎng)早期應(yīng)用形態(tài)，早期物聯(lián)網(wǎng)接入終端由于無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的限制如GPRS接入，終端的接入數(shù)量和通信速度有限。導(dǎo)致應(yīng)用受到比較大的限制。接入終端的數(shù)量是如何影響物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，我們可以舉一個例子：智能家居應(yīng)用。我們家里，如果看的見的所有東西比如電視、桌子、椅子、鍋、洗衣機、空調(diào)等等都可以聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)，那么智能家居的應(yīng)用將可以無限制的擴展，未來達到用說話就可以操控家里所有可見物品的應(yīng)用也能實現(xiàn)。接入終端的通信速度對物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用影響更大，快速的通信速度，可以實現(xiàn)對接入物體的實時信息交互，實現(xiàn)對接入物體的快速復(fù)雜控制，為物聯(lián)網(wǎng)高級應(yīng)用提供可能。

2 第四代、五代無線通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用情況

2.1 第四代、五代無線通信技術(shù)的相關(guān)情況

2.1.1 第四代無線通信技術(shù)

第四代無線技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)，擁有的高數(shù)據(jù)傳輸速度，在20MHz帶寬下，理論峰值速率可以達到上行50兆（mbps），下行100兆（mbps）。包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式。目前大部分LTE網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，語音會回退到GSM網(wǎng)絡(luò)，VoLTE的發(fā)展，語音也將走LTE網(wǎng)絡(luò)。2017年下半年，運營商開始部分為物聯(lián)網(wǎng)準(zhǔn)備的NB-Iot網(wǎng)絡(luò)，NB-Iot是窄帶物聯(lián)網(wǎng)，只消耗180KHz的帶寬，可以在運營商現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)及第四代網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進行部署，為移動通信運營商大規(guī)模介入物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)奠定基礎(chǔ)。

2.1.2 第五代無線通信技術(shù)

第五代無線通信技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)，解決的是不斷增長的數(shù)據(jù)流量問題，密集異構(gòu)部署、理論傳輸速度比第四代網(wǎng)絡(luò)快十倍、百倍。整部1080P高清晰媒體可在1秒之內(nèi)完成下載。第五代無線通信技術(shù)應(yīng)用D2D通信、大規(guī)模MIMO等技術(shù)，目前已經(jīng)在國內(nèi)13個城市建設(shè)試驗網(wǎng)，大規(guī)模商業(yè)預(yù)估時間在2020年。第五代通信技術(shù)將打破應(yīng)用終端的接入數(shù)量和通信速度的限制，傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒌玫缴?、新的物?lián)網(wǎng)應(yīng)用將不斷被催生。

2.2 第四代、五代無線通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的實踐探討

2.2.1 移動通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的融合應(yīng)用探討：窄帶物聯(lián)網(wǎng)

2017年下半年，運營商開始部分為物聯(lián)網(wǎng)準(zhǔn)備的NB-Iot網(wǎng)絡(luò)，NB-Iot是窄帶物聯(lián)網(wǎng)，只消耗180KHz的帶寬。3GPP窄帶物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)是3GPP定義的一種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可以實現(xiàn)室內(nèi)覆蓋，覆蓋成本、設(shè)備功耗較低?？梢栽谶\營商現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)及第四代網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進行部署，為移動通信運營商大規(guī)模介入物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)奠定基礎(chǔ)。窄帶物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)方案，如圖1所示。

NB-IoT能夠在物聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮作用，主要是集中在了基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺以及移動通信網(wǎng)絡(luò)管理平臺兩個方面。第一，移動通信終端，是物聯(lián)網(wǎng)信息接入中的重要終端設(shè)備，能夠跟隨著網(wǎng)絡(luò)信息節(jié)點的移動而發(fā)生移動，這期間的信息節(jié)點以及網(wǎng)絡(luò)通信并不會受到地點和時間方面的限制，能夠發(fā)揮更加直接有效的作用。第二，移動通信網(wǎng)絡(luò)信息管理平臺，能夠針對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、系統(tǒng)運行以及具體的用戶業(yè)務(wù)等方面情況進行良好的、有效的維護和管理，這樣能夠提升網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)本身運行的安全性、可靠性，更加增強物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的運行效果。

2.2.2 無線通信技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供統(tǒng)一平臺

當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀是在各行各業(yè)都存在一些各自獨立的平臺。比如交通運輸就有交通運輸?shù)膽?yīng)用平臺，某個公司會為各個運輸企業(yè)單獨建立平臺，比如，廣州公交公司。會有一個廣州公交公司的應(yīng)用平臺，公交公司的公交車上面轉(zhuǎn)了終端，終端采集的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)焦还镜膽?yīng)用平臺。廣州某某長途運輸公司呢，也會建設(shè)一個類似的平臺。可以看出雖然是同樣的運輸行業(yè)，應(yīng)用類似但已經(jīng)存在各種各樣的應(yīng)用平臺和終端。明顯存在了重復(fù)建設(shè)和資源浪費，應(yīng)用場景小。

像智慧城市這樣大的應(yīng)用場景需要一個時空連接的統(tǒng)一框架，需要構(gòu)建一個統(tǒng)一的平臺。而第四代、第五代通信技術(shù)恰恰就能夠提供統(tǒng)一的應(yīng)用基礎(chǔ)平臺和基礎(chǔ)管理平臺。城市中的各種應(yīng)用可以通過電信運營商的無線網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一連接，在可見的未來，通信運營商將建設(shè)統(tǒng)一的時空運營平臺，而各個行業(yè)各個場景的應(yīng)用將像云計算的一個實例一樣運行在運營商統(tǒng)一提供的平臺上?；蛘邔a(chǎn)生一批有實習(xí)的平臺公司，借助電信運營商的網(wǎng)絡(luò)進行運營。達到資源的有效利用。

2.3 第四代、五代無線通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的未來發(fā)展趨勢分析

物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用就是時空的組織應(yīng)用?，F(xiàn)階段，無線通信技術(shù)的覆蓋廣、速率越來越高，受到空間和時間限制方面越來越小，未來第五代無線通信網(wǎng)絡(luò)速率更快，傳輸時延更短，支持接入物體更多、可靠性更高，能為物聯(lián)網(wǎng)提供強大的推動能力。將第四代、五代無線通信技術(shù)積極應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)之中，能夠發(fā)揮無線通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)通信設(shè)施的平臺作用，發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)終端的接入數(shù)量、速率優(yōu)勢。未來的無線通信網(wǎng)絡(luò)將是人、物的時空高度融合。

3 結(jié)語

第五代通信技術(shù)將打破應(yīng)用終端的接入數(shù)量和通信速度的限制，傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒌玫缴?、新的物?lián)網(wǎng)應(yīng)用將不斷被催生。將第四代、五代無線通信技術(shù)積極應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)之中，能夠發(fā)揮無線通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)通信設(shè)施的平臺作用，發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)終端的接入數(shù)量、速率優(yōu)勢。未來的無線通信網(wǎng)絡(luò)將是人、物的時空高度融合。不斷發(fā)揮無線通信技術(shù)的優(yōu)勢，為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供更有效率、更快速的統(tǒng)一平臺。

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