以上三个行业应用只是物联网应用的冰山一角,结合了无线通信技术的...
陈文雄
摘 要：物联网发展的大背景是国内移动通信产业完成第四代移动通信网络建设，第五代移动通信技术在部分城市商用。随着国内物联网应用领域新需求的不断提出，对无线通信技术与物联网应用的融合应用提出了新的要求，这不仅仅会影响到移动通信行业的发展方向，同时对于物联网行业应用拓展和升级产生了及其重大的推动作用。将无线通信技术积极应用在物联网之中，特别是四代、五代无线通信技术网络承载的移动通信技术将在物联网应用中发挥更加明显的推动作用。本文主要是从物联网的基本情况入手，针对移动通信技术在物联网中的有效应用进行举例分析和说明。
关键词：第四代通信技术；第五代通信技术；NB-Iot；物联网；应用平台
中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）10-0040-01
物联网在各个行业的应用领域很多，主要由终端、平台和传输路由组成。其中终端对移动性的要求非常高。随着第四代网络NB-Iot、FDD部分的建设及覆盖率不断上升，物联网的传输路由得到解放，物联网终端的接入数量呈现爆炸性增长，未来第五代通信技术再现有终端接入量级及速度又得到提高，将为物联网的进一步发展奠定了更加坚实的基础。第四代、第五代无线通信技术对于物联网的发展具有明显的促进作用。
1 物联网的基本情况
物联网（Internet of things（IoT））的概念很容易理解。顾名思义就是将物体连接起来的互联网。早期无线通信网络的出现解决了将人连接起来的问题，与此同时，部分早期的物联网也借助无线通信网络、GPS网络进行物联网应用。早期的通信网络解决了部分GPS网络无线解决的定位问题，比如室内定位。物联网的应用终端集成的技术如下：感应器技术、RFID技术、GPS全球定位系统、传感技术等等。主要的功能是实现时空管理应用：任何物体在一定的时间内处于一定的空间状态，对该物体的时空状态进行管理，就形成了物联网应用。
物联网早期应用形态，早期物联网接入终端由于无线通信网络技术的限制如GPRS接入，终端的接入数量和通信速度有限。导致应用受到比较大的限制。接入终端的数量是如何影响物联网应用，我们可以举一个例子：智能家居应用。我们家里，如果看的见的所有东西比如电视、桌子、椅子、锅、洗衣机、空调等等都可以联入互联网，那么智能家居的应用将可以无限制的扩展，未来达到用说话就可以操控家里所有可见物品的应用也能实现。接入终端的通信速度对物联网的应用影响更大，快速的通信速度，可以实现对接入物体的实时信息交互，实现对接入物体的快速复杂控制，为物联网高级应用提供可能。
2 第四代、五代无线通信技术在物联网中的应用情况
2.1 第四代、五代无线通信技术的相关情况
2.1.1 第四代无线通信技术
第四代无线技术及网络，拥有的高数据传输速度，在20MHz带宽下，理论峰值速率可以达到上行50兆（mbps），下行100兆（mbps）。包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式。目前大部分LTE网络传输数据，语音会回退到GSM网络，VoLTE的发展，语音也将走LTE网络。2017年下半年，运营商开始部分为物联网准备的NB-Iot网络，NB-Iot是窄带物联网，只消耗180KHz的带宽，可以在运营商现有的GSM网络及第四代网络的基础上进行部署，为移动通信运营商大规模介入物联网行业奠定基础。
2.1.2 第五代无线通信技术
第五代无线通信技术及网络，解决的是不断增长的数据流量问题，密集异构部署、理论传输速度比第四代网络快十倍、百倍。整部1080P高清晰媒体可在1秒之内完成下载。第五代无线通信技术应用D2D通信、大规模MIMO等技术，目前已经在国内13个城市建设试验网，大规模商业预估时间在2020年。第五代通信技术将打破应用终端的接入数量和通信速度的限制，传统物联网应用领域将得到升级、新的物联网应用将不断被催生。
2.2 第四代、五代无线通信技术在物联网中的实践探讨
2.2.1 移动通信技术与物联网的融合应用探讨：窄带物联网
2017年下半年，运营商开始部分为物联网准备的NB-Iot网络，NB-Iot是窄带物联网，只消耗180KHz的带宽。3GPP窄带物联网的标准是3GPP定义的一种技术标准，可以实现室内覆盖，覆盖成本、设备功耗较低。可以在运营商现有的GSM网络及第四代网络的基础上进行部署，为移动通信运营商大规模介入物联网行业奠定基础。窄带物联网组网方案，如图1所示。
NB-IoT能夠在物联网中发挥作用，主要是集中在了基础网络平台以及移动通信网络管理平台两个方面。第一，移动通信终端，是物联网信息接入中的重要终端设备，能够跟随着网络信息节点的移动而发生移动，这期间的信息节点以及网络通信并不会受到地点和时间方面的限制，能够发挥更加直接有效的作用。第二，移动通信网络信息管理平台，能够针对网络设备、系统运行以及具体的用户业务等方面情况进行良好的、有效的维护和管理，这样能够提升网络系统本身运行的安全性、可靠性，更加增强物联网系统的运行效果。
2.2.2 无线通信技术为物联网应用提供统一平台
当前物联网的现状是在各行各业都存在一些各自独立的平台。比如交通运输就有交通运输的应用平台，某个公司会为各个运输企业单独建立平台，比如，广州公交公司。会有一个广州公交公司的应用平台，公交公司的公交车上面转了终端，终端采集的数据通过无线网络传输到公交公司的应用平台。广州某某长途运输公司呢，也会建设一个类似的平台。可以看出虽然是同样的运输行业，应用类似但已经存在各种各样的应用平台和终端。明显存在了重复建设和资源浪费，应用场景小。
像智慧城市这样大的应用场景需要一个时空连接的统一框架，需要构建一个统一的平台。而第四代、第五代通信技术恰恰就能够提供统一的应用基础平台和基础管理平台。城市中的各种应用可以通过电信运营商的无线网络统一连接，在可见的未来，通信运营商将建设统一的时空运营平台，而各个行业各个场景的应用将像云计算的一个实例一样运行在运营商统一提供的平台上。或者将会产生一批有实习的平台公司，借助电信运营商的网络进行运营。达到资源的有效利用。
2.3 第四代、五代无线通信技术在物联网应用中的未来发展趋势分析
物联网的应用就是时空的组织应用。现阶段，无线通信技术的覆盖广、速率越来越高，受到空间和时间限制方面越来越小，未来第五代无线通信网络速率更快，传输时延更短，支持接入物体更多、可靠性更高，能为物联网提供强大的推动能力。将第四代、五代无线通信技术积极应用在物联网之中，能够发挥无线通信网络基础通信设施的平台作用，发挥物联网终端的接入数量、速率优势。未来的无线通信网络将是人、物的时空高度融合。
3 结语
第五代通信技术将打破应用终端的接入数量和通信速度的限制，传统物联网应用领域将得到升级、新的物联网应用将不断被催生。将第四代、五代无线通信技术积极应用在物联网之中，能够发挥无线通信网络基础通信设施的平台作用，发挥物联网终端的接入数量、速率优势。未来的无线通信网络将是人、物的时空高度融合。不断发挥无线通信技术的优势，为物联网应用提供更有效率、更快速的统一平台。
参考文献
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