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基于LTE技能的物联网技能分析

发布时间:2019-01-04 01:06:07 文章来源:未来智讯    
    基于LTE技能的物联网技能分析作者: 石利萍   摘 要 本文分析了物联网和LTE通讯网络的网络特性,进而对基于LTE技能的物联网技能的网络架构、通讯实现以及系统本能进行了详细阐述和研讨。   关键词 物联网;LTE通讯网络;网络架构;同心实现;系统本能
  中图分类号:TN929.5 文献标识码:A 文章编号:1671—7597(2013)042-053-01
  物联网是今后社会发展的必然趋势。物联网将移动通讯技能、智能终端技能、无线传感技能以及相关的技能进行了有机融合,利用这种融合极大的拓展了网络的应用领域和应用范围,使得网络的观念延伸到社会生活的各个层面,为移动通讯业务带来了更加辽阔的发展空间。然而,物联网的发展需要高传输速率、高带宽资源、高通讯质量的通讯网络支持,特别是移动视频监控、VoIP语音业务、移动数据传输等都需要高速无线通讯系统支持。传统的2G移动通讯技能和现行的3G通讯技能在满足物联网的通讯需求方面均存在不足,无法适应物联网的发展要求。而LTE技能的出现则很好的解决了物联网对移动通讯的系统要求,促进物联网的高速有效开展。
  1 物联网技能分析
  物联网技能是指应用RFID、GPS定位、激光扫描器等多种无线信息传感设备将绝大局部现实世界的物品按照适当的通讯和描述协议接入到互联网络中进行数据传输、信息交换或物品监控,以实现便捷性、实时性的物品和信息的智能定位、识别与管理。
  物联网技能正处于起步阶段,还未变成一个统一的、完整的网络体系和技能方案。就目前研讨进展和物联网特性而言,物联网技能分为三个主要层次:感知层、网络层以及应用层。其中感知层主要用于对物品进行智能识别和信息收集;网络层主要使用无线或有线接入技能将物品接入互联网,无线接入技能主要由LTE技能、Wi-Fi技能或Wi-MAX技能等提供支持;应用层主要对所收集的信息进行处理和应用,并通过网络层向感知层传输抑制指令。
  2 LTE技能分析
  LTE技能是一种长期演进技能,该技能能够极大的提升无线网络的网络接入速率,扩大网络承载终端容量,提供高速数据传输业务。LTE技能应用正交频分复用技能、多输入多输出技能等关键技能为无线网络通讯提供下行100 Mbit/s,上行50 Mbit/s的信息通讯速率,其频谱利用率较HSUPA有2~4倍的提升。
  其中,正交频分复用技能能够在有限的频谱空间内建立多个正交子信道,利用相互独立,互不干扰的子载波对需要传输的数据进行调制并利用上述子信道进行数据传输,这就成倍的降低了高速数据的传输速率,提高了频谱利用率。
  多输入多输出技能则是在数据的收发端选取多根接收天线组成天线阵列,进而在接收端和发送端建立起多条数据传输通道,在不改变通讯带宽的前提下成倍提高数据通讯效率。该技能的实质便是利用空间复用技能对有限的信道容量进行拓展,向用户提供更高的复用增益和分集增益,提升信道的本能和数据传输质量。
  3 基于LTE技能的物联网技能分析
  3.1 基于LTE的物联网体系架构
  基于LTE的物联网架构体系按照物联网结构能够分为三个局部,分辨为物联网传感网络、LTE数据传输网络以及物联网服务或应用网络。
  其中,物联网传感网络负责对接入物联网的传感器和终端设备等进行信息采集、抑制和管理接入物联网的服务终端,利用物联网网关对物联网接入设备进行数据通讯和设备管理。用户能够利用LTE接入网所支持的服务器对网络覆盖范围内的设备或物品进行管理。
  LTE数据传输网络用于实现数据传输抑制。应用LTE系统中的eNB能够对用户数据的IP头进行加密压缩,其中S1-MME接口可用于信令传递、SGW选择,用户寻呼,S1-U接口可用于传输用户信息;MME能够对接入子层的下令执行和数据传输进行平安抑制,对空闲终端进行寻呼,进行指标切换,实现核心网网元间的信令交换和SGSN选择等;SGW能够充当移动锚点,提升终端的网络本能和移动本能。
  物联网服务或应用网络则是实现物联网的实际抑制和管理。其中,对象命名服务器能够提供外接与服务器之间的数据传输接口,供终端用户应用管理程序对相关终端实物进行管理或对采集的数据进行处理;内部中间件是LTE数据传输网络与物联网应用服务器的数据通讯接口,可为两者之间的数据通讯提供多种平安防护策略,保证数据通讯的平安;物联网服务器主要承担物联网数据的存储、管理、应用等功能。
  3.2 基于LTE的物联网通讯实现分析
  物联网的传感终端采集的数据流在接入到LTE网络中时会产生庞大的、高频次的数据流量,这种数据特性是普通的2G或3G业务所无法承担的。LTE通讯技能将这些流量转变为多个低速子数据流在OFDM子信道中传输,同时应用HARQ技能等对通讯频带等进行自适应调度,适时调整通讯协议中的相关参数实现频谱资源的有效利用及大量数据的实时传输。
  LTE核心网中不存在主动释放机制,及LTE链路的释放不是自动完成的,这就为物联网中的终端实时在线提供了可能。若终端不需要实时在线,只需要通过NAS发送释放信令给LTE即可断开与LTE网络的连接,脱离物联网网络。
  3.3 基于LTE的物联网特性分析
  就接入角度而言,LTE系统中的用户都能够根据网络参数进行信道适配和频带资源共享,这就极大的提升了整个物联网的配置灵活度,促使物联网中的数据通讯和资源使用坚持在最佳状态。
  虽然LTE系统不提供主动释放机制,然而当系统在一定时间内没有检测到数据传输时能够自动进入省电模式,这种特性能够有效提高网络设备的事务效率,降低资源消耗和使用成本。
  LTE系统应用层二调度器对网络资源进行动态调配,能够实现用户终端的实时在线,对于诸如语音、视频、数据传输等特殊业务还可以通过调整相关参数的方式优化物联网数据结构,以满足这类业务的开展,具有相当强的适用性。
  4 归纳
  LTE技能能够依托其强大的数据处理功能承载无线物联网的接入和应用服务,保证物联网业务的稳定有序开展,为物联网的成熟和完善提供强力支持。
  参考文献
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