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物联网时代TD移动网络发展思路探讨
张希 潘洪涛 曹伟
中国移动通信集团设计院有限公司河北分公司交换数据所
zhangxi@cmdi.chinamobile.com 摘要：物联网是新一代信息技术的重要组成部分。TD与物联网结合有良好的基础和广阔的前景，自主创新的TD成功商用，为我国物联网发展奠定了坚实的基础，市场潜力巨大的物联网则是TD技术的重要应用空间。
关键词：物联网 TD-SCDMA M2M 融合物联网的定义及特征
物联网Internet of Things（IOT），是指通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。
物联网有如下几点特征。首先，它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。其次，物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。再次，物联网本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。
从技术架构上来看，物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层由各种传感器以及传感器网关构成，相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网获识别物体，采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。
物联网是一个动态的全球网络基础设施，将与媒体互联网、服务互联网和企业互联网一道，构成未来互联网。目前绿色农业、工业监控、公共安全、城市管理、远程医疗、智能家居、智能交通和环境监测等各个行业均有物联网应用的尝试，中国移动也在物联网应用方面进行了积极的探索与实践，用TD-SCDMA发展推动物联网产业化成为未来发展的方向。2 TD发展为物联网应用构建通信网络基础
TD-SCDMA是英文Time Division-Synchronous Code Division Multiple Acce（时分同步码分多址）的简称，是我国自主创新的成果，其作为第三代移动通信的国际标准，不但使人际通信更上一层楼，也为物体之间的对话即物联网创造了条件。
TD-SCDMA作为中国提出的第三代移动通信标准，自1998年正式向ITU提交以来，已经历十多年的时间，完成了标准的专家组评估、ITU认可并发布、与3GPP体系的融合、新技术特性的引入等一系列的国际标准化工作，从而使TD－SCDMA标准成为第一个由中国提出的，以我国知识产权为主的、被国际上广泛接受和认可的无线通信国际标准，这是我国电信史上重要的里程碑。
TD-SCDMA在频谱利用率、频率灵活性、对业务支持具有多样性及成本等方面有独特优势。TD-SCDMA由于采用时分双工，上行和下行信道特性基本一致，基站根据接收信号估计上行和下行信道特性比较容易。TD-SCDMA使用智能天线技术有先天的优势，可以减少用户间干扰，从而提高频谱利用率。TD-SCDMA可以灵活设置上行和下行时隙的比例而调整上行和下行的数据速率的比例，不需要成对的频带。因此，和另外两种频分双工的3G标准相比，在频率资源的划分上更加灵活。
中国移动通过创造性实施“三不三新三融合”举措，将TD-SCDMA从局部性实验网发展为覆盖全国70%地市的3G商用网络。网络建设方面，完成了二、三期工程建设，网络覆盖扩展至238个城市。加快产业链成熟方面，投入6.5亿元专项激励资金与制造商合作进行TD-SCDMA终端联合研发，增强了产业链信心，TD-SCDMA终端数量已达266款。业务方面，手机阅读、手机支付、手机电视、移动应用商场等手机3G应用不断丰富，为物联网应用提供了网络基础。物联网的技术创新M2M TD的发展需要数据业务的拉动，物联网应用是需求最迫切的增强型数据业务，具有广阔的应用前景，能够充分发挥TD网络优势，有助于促进TD产业链的成熟。
中国移动在物联网领域的技术创新方向是把移动通信能力向下与感知层结合起来，通过在机器内部嵌入GSM/TD通信模块，以无线通信等为接入手段，为客户提供综合的信息化解决方案，以满足客户对监控、指挥调度、数据采集和测量等方面的信息化需求，即M2M应用。
M2M是Machine-to-Machine的简称，是一种以机器终端智能交互为核心的、网络化的应用与服务。机器到机器的通信（M2M）与物联网的核心理念和发展思路是完全一致的，只不过物联网的概念、所采用技术、应用场景更加宽泛一些，而M2M聚焦在无线通信网络应用上面，是需求最迫切的部分，具有广阔的可扩展的空间。
M2M的内涵有三点，机器的智能化、多种的接入方式和综合的解决方案。一是终端的智能化，为把所有的机器的世界和人的世界结合起来，增强机器对信息的智能收集和智能处理，对终端的要 求得到提升。二是通过多种方式（光纤等）把多种机器连接起来。三是把所有的搜集到的终端信息，通过网络传到远端的中心，要对这个中心进行处理、挖掘，最后达到信息化的解决方案。
当前中国在M2M终端及应用的开发能力上，基本与国际水平保持一致，在技术体系架构、通信协议的研究及M2M模组的研发上甚至领先国际水平。中国移动目前已经形成一整套拥有自主知识产权的M2M解决方案。通过定义M2M通信语言WMMP（Wirele Machine to Machine Protocol），使得信息的交互更加容易理解，也为产业链中的各方提供了统一的可遵循的标准；通过M2M模组的自主研发，初步解决了终端标准化的问题，为大规模定制M2M终端扫清了障碍，截至到2009年6月底，中国移动的M2M终端数已经达到3000万，这两年每年年增长率超过80%，在31个省都开通了M2M的业务。基于TD的M2M模组开发，更为M2M应用享受3G网络的高带宽提供强有力的支持。TD与物联网规模化应用未来
中国移动应用我国自主3G通信技术TD-SCDMA建设无线城市，厦门作为试点已经初步取得成功。目前厦门“TD无线城市”门户网站已有43家政府部门一级网站接入，并增设手机版，涵盖了市政府、公安、旅游、人事、海洋渔业等部门。在服务民生方面，医疗卫生、交通、旅游、环保等民生领域也是TD技术服务民生，提升市民生活质量的重要应用领域。在无线产业方面，中国移动与合作伙伴建设的无线港区，使危险品申报、码头监控等变得更加快捷高效。厦门“TD无线城市”的成功运营，有效聚合了多种产业元素，极大地带动当地相关设备、软件和信息服务业的快速发展，更好地促进经济增长，初步突显了物联网规划应用的方便快捷。
2009年11月，中国移动在江苏省无锡市建立了物联网研究院，重点开展TD-SCDMA与物联网融合的技术研究和应用开发。与此同时，中国移动在无锡建立了物联网数据中心，以支撑物联网的相关业务，并与当地政府合作，将在工业、农业、公共服务等各个领域开展形式多样的应用示范工程建设，包括环境监测、要地防入侵、智能交通、智能电网、智能家居等。2010年2月，中国移动与苏州市政府签订合作协议，双方将在苏州建立中国移动苏州城市物联网应用中心，重点开展TD-SCDMA与物联网融合的应用开发和推广。
随着物联网相关产业链的成熟和壮大，融合了TD-SCDMA基因的物联网应用，将衍生出更多、更方便、更具创新性和转变性的应用，智慧生活。小结
完善现有网络，发挥TD优势，积极推动无线传感器网络与TD网络融合，构建适于物联网应用的GPRS/TD/WSN（无线传感器网络）融合网络，大力发展适于TD网络承载的物联网业务，提升TD的核心竞争力，给物联网的发展以强有力的支撑，是中国移动的发展思路。
融合了创新和智慧的TD-SCDMA和物联网，正悄悄转变着中国社会的方方面面，这场转变将 不仅仅是生活方式的转变，更是一场中国经济发展方式和民族产业的转变和创新。
参考文献
[1] 李世鹤．《TD-SCDMA第三代移动通信系统》．人民邮电出版社． [2] 杨丰瑞．《TD-SCDMA移动通信系统工程与应用》．人民邮电出版社． [3] 田景熙等．《物联网技术概论》．东南大学出版社． [4] 雷雪梅．《现代网络管理》．国防工业出版社．
[5] 周洪波．《物联网：技术、应用、标准和商业模式》．电子工业出版社．
