LTE无线通信技术与物联网技术的结合研究

摘  要：LTE无线通信技术具有低延迟、上传速度快、下载速度快、数据载送能力强、网络容量大等特点，在生产生活中得到了较为广泛的应用，实现各个机械设备的内部通信，使信息共享、集中管理、离散设备系统化等。本文首先介绍了LTE无线通信技术的物联网技术的基本内涵，之后就具体应用进行了策略探究。

关键词：信息时代;无线通信;物联网

Abstract：LTE wireless communication technology has the characteristics of low latency，fast upload speed，fast download speed，strong data carrying capacity and large network capacity. It has a wide range of applications in production and life. To realize internal communication of various mechanical devices，and promote information sharing，centralized management，and systemization of discrete devices. This paper first reveals the basic connotation of the internet of things technology of LTE wireless communication technology，and then conducts strategy research on specific applications.

Keywords：information age;wireless communication;internet of things

0  引  言

伴隨着信息时代的发展，智能化、自动化、信息化理念的应用日益广泛，无论是机械的智能化程度，还是信息传输、共享的通信要求，都对机械工作模式的改进提出新要求。无线通信技术和物联网技术的有效应用使信息共享效率增强，信息共享质量等得到优化。在增强物联网系统安全可靠性的同时，也降低了网络服务成本、电量消耗成本和生产制造成本，充分认知和把握两者之间的关联具有现实指导价值。

1  LTE无线通信技术与物联网技术的内涵

1.1  LTE无线通信技术

LTE无线通信技术变革了3G技术，在上传、下载速率，以及单位比特成本、频谱资源利用、语音通话等方面都具有较大的优势。在4G网络未正式出现时，它是结束3G时代、开启4G时代的过渡产物，其技术优势、通信协议等的延伸铸就产生了LTE Advanced，也就是常规意义上的4G网络，在通信速度、通信质量、通信统一规范性等方面都得到了一定程度的增强[1]。

1.2  物联网技术

物联网技术是通信网络实效性应用的方式之一，可以看作是信息时代下，机械生产模式的转变，也可看作是人工智能领域，机械系统内部具备内部通信交流的外在表现。两者的差异在于，前者是指物联网技术的本质，是信息的传输过程，后者是指机械具备标准化的“语言”，实现物与物的内部通信交流。总地来看，物联网技术的技术实现机制借助RFID射频标签、红外感应、全球定位等完成信息感知，借助局域网、广域网等将信息传输给平台、应用层，在自动处理或人工操作的情况下，对信息进行反馈，以达到远程操作、无线操作硬件设备的目的，在智能家居、智能监管等领域中的应用较为广泛。

2  LTE无线通信技术与物联网技术的结合性策略

无线通信技术与物联网技术结合，主要是将无线通信技术应用于物联网系统中的传输层，实现物与物之间的有效通信。两者之间的有效结合可以在充分发挥双方优势的情况下，解决当前阶段存在的诸多生产生活问题。换言之，通过具体应用，也可了解两者的应用方向，对更好地把握两者的融合具有实证意义。同时，为促进无线通信技术与物联网技术的高效利用，还需要以未来可能的应用前景为导向，进行策略研究[2]。

2.1  当前阶段的应用分析

物联网技术在人们的生产生活中扮演着重要的角色，在与LTE无线通信技术结合的情况下，应用空间广度、数据传输效率、数据传输质量等方面得到了加强。例如，利用LTE无线通信技术中的多址技术、MIMO技术，配合载波通信技术（OFDM）等，对多目标进行接入，实现通信质量优化、通信效率优化等，在允许最大接入量、频谱资源有效分配、终端电力的有效分配等方面均存在优化调整的作用。从比较优势上看，相比于WLAN、蓝牙等短程通信设备，LTE无线通信技术在通信终端移动性、通信广度上等都存在较大的优势，能实现近程互联、远程感知及遥控，以下从生活中的衣食住行，以及人们的生产活动进行具体应用举例。

2.1.1  公交车行进信息管理中的应用

伴随着绿色公交理念的应用和发展，短程公交在城市中的应用日渐广泛，但公交车本身的弊端也在具体的应用过程中逐渐暴露出来，主要有时间精准控制不到位、位置信息把握不到位、运载分布不均匀、运行能耗大、运行成本与效益转出不均衡等。首先，LTE无线通信技术主要凭借OFDM技术，即正交频复用技术，基站通过接收其上行线路传输来的多路公交所处的实时情况，比如所在位置、车辆运行情况、运载量等子载波信息，再将时域与频域的同步下发到下行线路，而LTE无线通信技术可以通过将传输信息的大通道分解为较小的通道来传输公交的相关信息，将需要快速传输的信息流进行转换，并且利用双层调度器加强对小通道传输信息的管理与控制，以保护其传输的速度与可靠性，满足了城市交通中大跨度无线通信需求;其次，物联网信息的有效运用将公交位置信息予以有效揭示，再利用LTE无线通信技术将硬件设备感知到的信息通过分化出的小通道传输给平台，该方面的应用主要是将公交位置信息传输给调度室、用户手机应用APP、智能站牌等，使乘客可以通过智能天线技术了解其关注的公交车的实时情况，对自身乘坐公交车的车次、时间以及上车位置有充分的时间进行规划与分析，从而使公交调度公司灵活调度，实现乘客运载均匀分布，运行成本与效益转出的均衡发展等。而智能天线技术也具有抗干扰以及自动跟踪的优点，可以为传输到用户手机APP上的信息提供可靠的保障;最后，除了公交互联网外，将城市交通整体互联可以促进公交行进与通行信号灯的有效联动，即LTE无线通信系统通过软件无线电技术进行城市交通互联，灵活调整信号灯的红/绿灯时间，不仅能更加安全高效地给救护车、警车开绿色通道，也可以与公交信息联动，促进公交行进的精准性，增强客户体验。

2.1.2  智慧建筑中的应用

除了智能家居外，智慧建筑也会对物联网技术加以运用，比如燃气数值使用量的信息化抄写、建筑内温度的统一调整和火灾预警的集中管理。与智能家居有所不同的是，智能家居空间较小，可以通过连入Wi-Fi的方式，将同一局域网下的设备予以有效联动，进而完成自动控制或人工参与的工作。对于智慧建筑来说，由于建筑的跨度大，且Wi-Fi信号受墙壁等阻挡，衰减效果明显，在应用于智慧建筑上时效果并不理想，在处理较多目标时，容易产生信道干扰，导致数据传输效率较差。相比之下，LTE无线通信技术能够满足智慧建筑跨度较大的通信需求，在多址方案上，又可利用大量的子载波，避免信道干扰，促进数据传输效率的增强，避免数据上传时产生失真、拥堵等状况，例如，商务大楼的火灾预警系统，若信道占用高，正当信号无法及时传输出来，将很容易造成大厦内人员无法及时逃离的情况，危害大厦内人员的生命安全。

2.1.3  食品超市领域的应用

产品价格信息是顾客是否会选取该商品的主要参考因素，从这方面来看，揭示和披露食品价格，一方面充分体现了顾客信息知情权的理念，同时也可减少因临时变更导致货物摆放无法有效归位，货栏价格信息的提示作用下降的情况;另一方面，商家通过低价促销商品，并将低价信息告知顾客后，可有效地调动顾客的消费心理，为商家创收。综合来看，物联网的运用可以通过MIMO技术，即多输入多输出技术，通过将超市食品所需要的产品信息进行空间上的分块输入，充分利用食品超市现有的产品信息输入空间，尽可能多地将产品信息输入至超市运行系统，提高其空间利用率，并将其输入各个空间的产品信息在相应的空间中进行展示，使顾客在选购超市产品的时候可以按照多输出技术所提供的信息进行选购，这也可以将多输入多输出技术空间容量的优势发挥至最大化。

2.1.4  服装领域的应用

服装领域的应用与食品超市中的应用基本类似。对顾客来说，衣服的价格、尺码、品牌等信息是影响其消费产生的关键因素，在具体应用物联网时，除了考虑多目标同时接入外，在信号覆盖空间、数据传输量、单位比特成本、数据传输效率等方面也都需要有所考量，相比之下，LTE无线通信技术的现实应用价值更高。

2.1.5  物流运输领域的应用

物流运输领域除了车联网，了解运输车辆的位置信息外，还可以通过设置二维码的方式，给予不同快递件电子标签，使快递分拣的工作效率、工作质量得到增强，同时将入库信息和分拣信息进行对比，也可及时发现丢件现象等。产品信息的二次录入也可将分拣员与其所分拣的快递有效联动，在发生快递件破损等情况时进行追责。LTE无线通信技术可以进行部分快递件信息的优化，尤其是对于快递件数量较为庞大、信息较为复杂的物流中转站来说，LTE无线通信技术可以通过对进入物流中转站的快件信息进行输入，并且通过智能天线技术进行快件信息的抗干扰以及优化，使其在充分运用物联网技术的情况下实现多目标优化，避免信息干扰，同时满足用户对于快件实时信息的上传与查看需求，也可以将物流中转所使用的软件、硬件以及无线技术通过软件无线技术整合起来，使其稳定高效地运行。

2.2  未来发展的应用分析

未来通信网络可能存在标准化、统一化、功能层次分化的趋势，使通讯网络的拓展性、兼容程度等有所加强，比如LTE无线通信技术的网络接口，以及接入互联网等过程中的转换问题等，有必要督促网络接口的多方兼容、网络IP化等，以确保与物联网融合时，不会与其他通讯网络产生互斥、不兼容的状况，增强LTE无线通信技术和物联网结合应用的广泛性，加强多址技术、传输效率、传输质量、功能拓展、硬件微型集成深化拓展性研究，使LTE无线通信技术进步的同时，更好地服务于物联网系统[3]。

3  结  论

LTE无线通信技术在传输效率、传输质量、多载波通信等方面具有优良的表现，当下物联网作为智能化、自动化理念的具体表现之一，在社会居民生产生活中的应用日益广泛。本文通过社会居民生产生活中的五个例子，发现LTE无线通信技术在信号覆盖广度、多址技術、MIMO技术等方面具有较好的信号覆盖和抗干扰等作用，未来的发展要注重通信标准等的标准化以及技术改进和实用性的增强。

参考文献：

[1] 张莉萍.试分析物联网技术和LTE无线通信技术的结合和发展 [J].电子世界，2016（1）：68-69.

[2] 李鹏程.试析LTE无线通信技术与物联网技术的结合 [J].科技视界，2015（8）：66+167.

[3] 刘海容.浅析LTE无线通信技术与物联网技术的结合与发展 [J].科技风，2017（24）：70.

[4] 王广智，肖茂，张海浪，等.基于TD-LTE的数据标准融合关键技术研究与试验验证 [J].数据通信，2018（3）：12-15.

[5] 董政权，张宝坤，卜晓惠，等.基于TD-LTE的传感网无线网关研究与试验验证 [J].数据通信，2018（3）1-3+23.

作者简介：吴端兴（1984.02-），男，汉族，福建泉州人，中级工程师，毕业于北京邮电大学通信工程专业，本科，研究方向：无线通信工程的规划和设计。