無線移動通信與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用分析

1　無線移動通信網(wǎng)絡(luò)

1.1無線移動通信網(wǎng)絡(luò)主要結(jié)構(gòu)

無線移動通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)發(fā)展到3G時代。第三代通信網(wǎng)絡(luò)不僅能提供語音業(yè)務(wù)還能提供比較快速的分組多媒體業(yè)務(wù)。3G網(wǎng)絡(luò)的框架結(jié)構(gòu)主要有核心網(wǎng)、接入網(wǎng)和無線終端組成如圖l所示。

圖1

目前的無線終端主要是手機、電腦等設(shè)備，未來的物聯(lián)網(wǎng)中，無線終端會包括更多嵌入芯片的智能設(shè)備。

接入網(wǎng)主要有RNC設(shè)備來實現(xiàn)，RNC主要對手機(等智能終端)接人3G無線網(wǎng)絡(luò)進行上下行的接入和調(diào)控，具體表現(xiàn)在呼叫性處理、無線鏈路管理、移動性管理和切換機制的實現(xiàn)等。RNC不僅支持傳統(tǒng)上的語音功能還要支持數(shù)據(jù)包傳輸和連接IP分組交換網(wǎng)橋接功能，未來的RNC平臺演進還需要支持IPV4或者 IPV6等功能。

核心網(wǎng)主要有電路域(CS)、分組域(PS)、寄存器等組成。電路域主要承載語音呼叫控制、信令處理和接受消息.執(zhí)行終端到移動交換中心的呼叫路由、語音部分的計費等功能。分組域在以前網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上增加并引進設(shè)備功能：主要有 GPRS支持節(jié)點SGSN和支持網(wǎng)關(guān)GGSN等設(shè)備組成，它們構(gòu)建了無線系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)并提供分組交換業(yè)務(wù)固定網(wǎng)絡(luò)問的借口。它們能完成分組業(yè)務(wù)的會話管理.移動行管理、分組傳輸交換、用戶計費等功能，并通過一些寄存器對分組川戶進行鑒權(quán)驗證。

寄存器比較多主要有：HLR，VLR，AUC等。本地位置寄存器HLR是負責(zé)本地用戶管理的數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中有用戶信息，移動終端注冊位置信息，還有移動終端的識別號等。訪問位置寄存器VLR主要負責(zé)訪問本地區(qū)域的寄存器控制信息。當一個終端進入新的位置區(qū)域時，就需要注冊，用戶就會進入本地的VLR進行注冊接納并交換信息(如位置區(qū)信息，移動臺標示，移動臺漫游號等)。鑒權(quán)中心AUC主要驗證每個用戶的國際移動識別碼(ⅨSI)是否合法，通過HLR向 VLR，MSC,SGSN等需要鑒權(quán)的網(wǎng)7l三發(fā)送笛權(quán)數(shù)據(jù)。

移動網(wǎng)絡(luò)也可以剖為多層平面結(jié)構(gòu)：層面上看主要有分三個平面結(jié)構(gòu)：用戶平面，控制平面和傳輸平面。傳輸平面主要對鏈路層數(shù)據(jù)進行差錯控制，對傳輸層別的信令處理，傳輸網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)進行承載等功能，這是最基本的數(shù)據(jù)路徑?？刂破矫嬷饕獙?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/應(yīng)用">應(yīng)用層協(xié)議以及傳輸這些協(xié)議的信令承載。用戶平面主要對用戶需要的收發(fā)信息，分組和視頻等業(yè)務(wù))進行交互和承載，具體平面結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2

1.2無線移動通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢

無線移動通信網(wǎng)絡(luò)未來發(fā)展到LTE長期演進策略，再到后面的4G等。從單純的語音通信到交互式多媒體和視頻業(yè)務(wù)等。從廣義上來講未來的無線網(wǎng)絡(luò)具備以下特征：

1)方便、高速、統(tǒng)一的無線接入;

2)支持多種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，融合多種傳輸資源，支持各種移動模式;

3)基于IP地址的路由分配，支持更多多媒體業(yè)務(wù);

4)更高的資源利用率，更大的業(yè)務(wù)容量，更廣的融合系統(tǒng)。

隨著技術(shù)的進一步發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的融合也是未來的趨勢。從傳輸網(wǎng)和業(yè)務(wù)網(wǎng)，到目前面團家提出的“三網(wǎng)融合”這些都將是下一代網(wǎng)絡(luò)的必然趨勢。但網(wǎng)絡(luò)融合涉及到業(yè)務(wù)。市場，技術(shù)和體制監(jiān)管等方面的問題，注定需要一個漫長的發(fā)展過程。

2　物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展

2.1物聯(lián)網(wǎng)的介紹

物聯(lián)網(wǎng)簡單的理解就是把物體通過互聯(lián)網(wǎng)相互連接，并能相互間進行信息交換和通信的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)足互聯(lián)網(wǎng)的延伸和拓展，各種物體通過射頻識別系統(tǒng)，紅外感知裝置，GPS等方式與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個巨大智能網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)的核心信息通信技術(shù)改變政府、企業(yè)和人們的交互方式以提高效率、靈活性和響應(yīng)速度。把感應(yīng)器嵌入列全球每個角落，例如電網(wǎng)、交通(鐵路、公路、市內(nèi)交通)等相關(guān)的物體。并利用網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備收集的大最數(shù)據(jù)通過云計箅、數(shù)據(jù)倉庫和智能技術(shù)作出分析給出解決方案。從國際上看，歐盟、美國、日本等國都重視物聯(lián)網(wǎng)的工作，并且已做了大量研究開發(fā)和應(yīng)用工作。日前中國物聯(lián)剛發(fā)展迅速，基礎(chǔ)研發(fā)水平領(lǐng)先，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)值較大，政府也比較重視。目前中國移動和廈門市合作建物聯(lián)網(wǎng)示范城市，不但可以實現(xiàn)手機訂票，還可以利用手機監(jiān)控，甚至利用手機實施無線視頻智能交通等。但物聯(lián)網(wǎng)也存在一些發(fā)展瓶頸：射頻識別技術(shù)還不全面，接口協(xié)議不統(tǒng)一、計費計算等。

2.2物聯(lián)網(wǎng)的主體結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)需要對物體可感知、可識別、可擰制。根據(jù)這一目標設(shè)計的物聯(lián)網(wǎng)具備以下幾個特征：一、對物體的全面感知，利用RFID、二維碼等技術(shù)隨時隨地獲取和監(jiān)控物體的信息。二、要實現(xiàn)遠端識別，必須進行可靠傳輸。需要通過各種網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)的融合。將物體的信心實時準確的發(fā)送、可控制必須能對物體進行分析和處理等能力。這就需要智能識別、計算機數(shù)據(jù)和信息的實時分析和處理等技術(shù)。根據(jù)這些要求，目前業(yè)界公認為有三個層次：第一層即是用RFID等傳感器的感知層：第二層主要對數(shù)據(jù)進行可靠傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)層;第三層是方便用戶使用的應(yīng)用層。如圖3所示。

圖3

1)感知層是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ).利用傳感器采集設(shè)備信息，利用射頻識別技術(shù)在一定距離內(nèi)實現(xiàn)發(fā)射和識別，感知層應(yīng)有感應(yīng)節(jié)點和接入網(wǎng)關(guān)組成。在感應(yīng)節(jié)點處有識別器對物體進行檢索識別，但在遠端用戶需要監(jiān)控感應(yīng)節(jié)點信息時就需要接入網(wǎng)關(guān)了，網(wǎng)關(guān)把收集到的信息通過傳輸層進行后臺處理，到最后提供給用戶使用。

2)網(wǎng)絡(luò)層足對傳感器采集的信息進行安全無誤的傳輸。并對收集到的信息進行分析處理，并將結(jié)果提供給應(yīng)用層。網(wǎng)絡(luò)層要有數(shù)據(jù)庫的存儲，可靠地傳輸數(shù)據(jù)信息，還具備網(wǎng)絡(luò)管理等功能，說到底網(wǎng)絡(luò)層就是塒感知數(shù)據(jù)的管理和處理技術(shù)：包括傳感器采集的數(shù)據(jù)的存儲、查詢、分析、比較、挖掘和智能的處理等技術(shù)。把物聯(lián)網(wǎng)比作一個人的話，網(wǎng)絡(luò)層可以說是整個物聯(lián)網(wǎng)的“腰”。網(wǎng)絡(luò)層是物聯(lián)網(wǎng)中物物相連的重要組成部分，不儀需要識別數(shù)據(jù)信息，更能智能化的分析處理多功能平臺。