物联网通信技术的发展现状及趋势分析
来源:用户上传
作者:
摘要：物联网通信技术为新型通信技术之一，发展现状良好，未来应用潜力巨大。基于此，本文首先从“无线低速网络技术”、“移动通信网络技术”两方面出发，分析了技术的发展现状。其次，重点从异构网络、泛在网络等角度入手，对物联网通信技术未来的发展趋势进行了分析。
关键词：物联网;通信技术;异构网络
中图分类号：TP391.44 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2019）03-0030-02
1 物联网通信技术的发展现状
1.1 无线低速网络技术
1.1.1 Wi-Fi技术及UWB技术
Wi-Fi技术及UWB技术，为无线低速网络技术的代表：（1）Wi-Fi技术：该技术为近场无线通信技术的一种，用户可利用移动电话、平板电脑等设备连接Wi-Fi信号，达到浏览网络信息的目的。研究发现，Wi-Fi的传输速率可达到600Mb/s左右，应用效果较好[1]。但如接入用户量过多，传输速率将有所降低，影响用户的通信体验。（2）UWB技术：UWB技术又称“超宽带”技术。与Wi-Fi技术不同，超宽带技术并非依靠载波实现通信，而需以脉冲为基础，使通信得以实现。研究发现，当半径为10m时，利用超宽带技术进行通信，通信速率可达到Mb/s乃至Gb/s的级别，且通信安全性强、抗干扰效果值得可定。但实践经验显示，该技术的应用，目前尚未实现标准化。
1.1.2 NFC技术及蓝牙通信技术
物联网通信技术中的无线低速网络技术，同样包括NFC技术及蓝牙通信技术两种，两种技术的发展现状如下：（1）NFC技术：NFC技术，又称近场通信技术，是以FRID（射频识别技术）为基础，对连接方式进行更新所建立的通信技术。用户可利用技术，获取蜂窝、蓝牙等设备的虚拟链接，从而实现短距离通信。NFC技术的频率，可达到13.56MHz，传输速率与蓝牙技术基本一致。但与蓝牙技术相比，该技术的传输距离较短。目前，NFC技术主要应用于“移动支付”、“智能交通”等领域。（2）蓝牙通信技术：蓝牙通信技术为短距离无线通信技术的一种，可供设备与设备间对数据进行传输，工作半径<10m[2]。目前，该技术的应用方向，以“车载音乐播放器”等为主。
1.2 移动通信网络技术
1.2.1 4G通信技术
4G通信技术为物联网通信技术下移动通信网络技术的一种，是3G技术与WLAN的结合体。该技术的优势，在于传输速率及通信质量高，可供用户用以播放音频及视频。4G通信技术，包括TD-LTE与FDD0LTE两种制式，两种制式的下载速率，均可达到100Mbps以上。4G通信技术的核心技术，包括“调制与编码技术”、“智能天线技术”、“MIMO技术”、“软件无线电技术”等。以调制与编码技术为例，该技术为新型的调制技术，可有效提高频谱利用率，使用户终端的电池使用寿命得以延长。智能天线技术的功能，在于对信号干扰进行抑制，该技术被认为是未来物联网通信技术的核心及载体。MIMO技术，又称多发射、多接收天线的空间集分技术，可为4G通信速率的提升提供支持。
1.2.2 5G通信技术
5G通信技术，又称第五代移动通信网络，是继4G技术后的新型物联网通信技术。研究发现，5G技术的峰值理论传输速率可达到10Gb/s，较4G技术相比，传输速率提高了数百倍。国际电联将5G网络分为了三种类型，分别为“增强型移动宽带”、“超可靠的低延迟通信”、“大规模机器类型通信”。该技术的出现，使得物联网通信技术突破了传输距离的限制，波束自适应技术、波束成形技术的应用，使得特定方向数据长距离传输的实现成为了可能。为适应工业物联网的发展，5G通信技术的网络延迟时间有望降低至1毫秒以下。目前，我国“华为技术有限公司”已将5G技术应用到了移动通信行业中，且研发出了国内首部5G移动手机。表明，我国对5G通信技术的应用，已取得了显著的进展。
2 物联网通信技术的发展趋势
2.1 提高泛在网络的适应性
所謂“泛在网络”，指“无处不在”的网络。1991年，日本与韩国联合提出了“泛在计算”的概念，并提出了“泛在网络”的构想。“泛在网络”，主要由“智能网络”、“计算机技术”等基础技术构成。借助上述技术，用户将可随时随地利用网络进行通信。目前，“泛在网络”的构想，尚未成为现实。但物联网通信技术的出现以及发展，无疑为“泛在网络”的应用及其适应性提高提供了可能。未来，有关领域应加强对“泛在网络”问题的研究，通过研发新技术、排除物联网通信技术发展障碍等途径，使“无处不在”的网络真正被应用到各行业，为各行业的发展，以及用户通信质量的改善提供保证。
2.2 提高异构网络支撑性
所谓“异构网络”，指由不同制造商生产的计算机、网络设备及系统构成的，能够于不同协议下运行的网络。1995年，异构网络的概念被首次提出，但目前，该类型的网络仍未问世。近年来，随着信息以及网络技术的发展，物联网用户数量显著增加，网络接入设备的数量同样明显提升。受其影响，物联网所用的通信技术、协议，均逐渐复杂化。可见，为满足用户的需求，改善其通信体验，有关领域必须加强对异构网络技术的研究，使其能够与物联网通信技术相互结合，使基于不同协议的通信得以实现，使多协议冲突的问题得到解决。
2.3 与大数据及云计算技术的结合
所谓大数据既海量数据，元计算既以海量数据为基础，利用计算机技术对数据规律进行分析的计算方法。目前，我国物联网通信技术用户的数量呈显著增加的趋势，预计未来的用户数量将进一步提升。用户量的增加，意味着数据量的扩大。为实现对海量数据的处理，避免对数据的存储、传输造成阻碍，物联网领域应将大数据与云计算技术纳入到物联网通信技术的研发过程中，将三者相互结合，使通信数据的存储量得以增加，使数据的分析速度能够得到提升。 2.4 在工業制造业中的应用
近年来，我国石油、化工行业的发展速度明显加快，社会对产品质量的要求显著提升。传感器技术，为物联网通信技术中的一种。将其应用到工业制造业中，可实现对生产数据的收集、传输、分析以及处理，从而判断当前的生产状态有无异常，实现对工业产品生产质量的控制。未来，有关领域需在分析工业制造业生产需求的基础上，对物联网通信技术进行优化，并将其应用到生产监督与控制过程中，为物联网通信技术的发展、用户通信体验的改善，以及我国工业制造业的长远发展提供保证。
3 结语
综上所述，目前，我国的物联网通信技术水平已有所提升，但仍存在较大的进步及优化空间。未来，建议相关领域加大科技以及资金投入，将该技术与大数据、云计算等数据结合，应用到工业制造业等领域中，并加强对异构网络、泛在网络等的重视，使技术的应用价值得以进一步发挥。
参考文献
[1] 吴祈亮.WiFi技术分析及信号调优研究[J].无线互联科技，2018，15（23）：13-14+30.
[2] 赵海军.NB-IoT低速率窄带物联网通信技术现状及发展趋势[J].数字通信世界，2018（07）：163.
Current Situation and Trend Analysis of Internet of Things Communication Technology
LIU Lu
（HUBEI PTPD Co.， Ltd.， Wuhan Hubei 430023）
Abstract：Internet of things （IOT） communication technology is one of the new technologies with good development status and great potential for future application. Based on this， this paper firstly analyzes the development status of wireless low-speed network technology from two aspects： wireless low-speed network technology and mobile communication network technology. Secondly， from the perspective of heterogeneous network and ubiquitous network， this paper analyzes the development trend of Internet of things communication technology in the future.
Key words：Internet of things; communication technology; heterogeneous network
转载注明来源:https://www.xzbu.com/8/view-14817119.htm
