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物聯(lián)網(wǎng)LTE無線通信技術(shù)分析論文
1物聯(lián)網(wǎng)的特有業(yè)務(wù)模型
會話頻率的含義是一天中業(yè)務(wù)被觸發(fā)發(fā)生的會話的次數(shù)，會話大小的含義是業(yè)務(wù)中數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)量，配置范圍代表著業(yè)務(wù)被配置的時候的覆蓋場景，移動性代表著業(yè)務(wù)能否移動，終端密度表示每1km2M2M終端的多少。通過對數(shù)據(jù)包的分析，很容易就能得到物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)形態(tài)規(guī)律和網(wǎng)絡(luò)壓力的相關(guān)信息。很容易看出，物聯(lián)網(wǎng)基本上是小數(shù)據(jù)包、高頻次的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。這一類的業(yè)務(wù)大部分時間在線，和Q天軟件有很多相似之處，會消耗非常巨量的網(wǎng)絡(luò)資源，影響網(wǎng)絡(luò)的效率。現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)了很大的問題，因為現(xiàn)如今物聯(lián)網(wǎng)是朝著更小的數(shù)據(jù)包、更高的網(wǎng)絡(luò)頻次、更多的在線事件發(fā)展的，這樣的發(fā)展會加重網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷，采用傳統(tǒng)的優(yōu)化辦法效果很差，從而出現(xiàn)嚴(yán)重的信令風(fēng)暴問題，如果這個問題不解決，必定會成為制約網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。幸運(yùn)的是LTE無線通訊技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合運(yùn)用將大大緩解這一問題。
2LTE無線通信技術(shù)簡介
LTE（3GPPLongTermEvolution），LTE也被通俗的稱為3.9G，具有100Mbps的數(shù)據(jù)下載能力，被視作從3G向4G演進(jìn)的主流技術(shù)。在技術(shù)上，LTE有三個特點，分別是基于TDD或FDD的雙工技術(shù)、OFDM（正交頻分復(fù)用技術(shù)）、基于MIMO的多天線技術(shù)。這三個技術(shù)特點決定了LTE技術(shù)是最接近4G的技術(shù)，該技術(shù)具有以下優(yōu)勢：
（1）通信速率有了提高，下行峰值速率為100Mbps、上行為50Mbps。
�。�2）提高了頻譜效率，下行鏈路5(bit/s)/Hz，（3—4倍于R6版本的HSDPA）；上行鏈路2.5（bit/s）/Hz，是R6版本HSU-PA的2-3倍。
�。�3）以分組域業(yè)務(wù)為主要目標(biāo)，系統(tǒng)在整體架構(gòu)上將基于分組交換。
�。�4）QoS保證，通過系統(tǒng)設(shè)計和嚴(yán)格的QoS機(jī)制，保證實時業(yè)務(wù)（如VoIP）的服務(wù)質(zhì)量。
�。�5）系統(tǒng)部署靈活，能夠支持1.25MHz-20MHz間的多種系統(tǒng)帶寬，并支持“成對”和“非成對”的頻譜分配。保證了將來在系統(tǒng)部署上的靈活性。
�。�6）降低無線網(wǎng)絡(luò)時延：采取扁平化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計，比傳統(tǒng)2、3G網(wǎng)絡(luò)減少一層，降低了網(wǎng)絡(luò)處理時延。
（7）強(qiáng)調(diào)向下兼容，支持已有的3G系統(tǒng)和非3GPP規(guī)范系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)作。
3LTE無線通信技術(shù)應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)模型
LTE無線通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合并不簡單。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)需要將傳感器和控制器通過一些自組織網(wǎng)絡(luò)也就是局域網(wǎng)進(jìn)行多次的疊加，而LTE技術(shù)允許物聯(lián)網(wǎng)使用LTE無線通信網(wǎng)絡(luò)作為其網(wǎng)關(guān)接入，但這樣情況下數(shù)據(jù)流在自組織網(wǎng)絡(luò)回傳進(jìn)LTE網(wǎng)絡(luò)時會異常龐大，而后生成更小負(fù)荷的數(shù)據(jù)包、頻次更高的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。這樣的情況通常都會出現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，并對無線通信網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生巨大的壓力和負(fù)荷。但是LTE技術(shù)有其獨特之處，這種技術(shù)采用的是一種OFDM技術(shù)，能夠?qū)⑿诺绖澐殖煞浅６嗟淖有诺�，把高速的�?shù)據(jù)流分流，成為很多并行的低速數(shù)據(jù)流，這些小的數(shù)據(jù)流通過調(diào)度在子信道上面?zhèn)鬏敚谡{(diào)度器中實現(xiàn)對無線資源的實時的、動態(tài)的調(diào)度，成功的實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)與LTE技術(shù)的有效結(jié)合，使物聯(lián)網(wǎng)的小數(shù)據(jù)包高頻次的在線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)成為現(xiàn)實。對其的優(yōu)化是通過對協(xié)議層規(guī)則進(jìn)行分析之后進(jìn)行的參數(shù)調(diào)整。LTE無線通信系統(tǒng)缺少主動釋放鏈路的機(jī)制的功能，不會發(fā)生在檢測到數(shù)據(jù)以前就自動進(jìn)行鏈路釋放的情況，鏈路釋放只有在核心層收到接入網(wǎng)信息或者NAS信息之后才會進(jìn)行。LTE系統(tǒng)可以從多種角度實現(xiàn)常在線狀態(tài)，包括各個層面保持ATTACH的狀態(tài)和層二調(diào)度器的使用。另外，由于3GPP沒有關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)形態(tài)的相關(guān)定義，所以在設(shè)置時要根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的特殊業(yè)務(wù)模式，對LTE無線通信技術(shù)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置，使LTE技術(shù)真正適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)形態(tài)。
今天，我們知道了只有將LTE系統(tǒng)依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行優(yōu)化，才能在網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定的前提下真正使用物聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)。完全按照協(xié)議來實現(xiàn)業(yè)務(wù)是不現(xiàn)實的，因為3GPP中就并沒有定義相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)形態(tài)，但是我們完全可以通過自定義位域從而產(chǎn)生新的QCI，然后參照小數(shù)據(jù)包高頻次的物聯(lián)網(wǎng)模型對之進(jìn)行優(yōu)化，最終產(chǎn)生真正適用于物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的無線承載。伴隨著科技的腳步不斷前行，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云計算技術(shù)必將最終走向大規(guī)模的公眾化，從而像今天的普通數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)一樣普及。作為下一代無線通信技術(shù)，LTE系統(tǒng)和終端，特別是LTE終端將承擔(dān)未來LTE與移動物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)融合和技術(shù)創(chuàng)新的重?fù)?dān)，各種物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用也將通過LTE終端的普及和推廣得到快速的發(fā)展。
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