基于移動互聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)應用無線性能優(yōu)化研究論文

1、基于移動互聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)應用無線性能優(yōu)化研究論文基于移動互聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)應用無線性能優(yōu)化研究論文物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術的重要組成部分，是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮.物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心是應用創(chuàng)新,而以用戶體驗為核心的創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重中之重.著手于“全球眼”網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)、車聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)這兩大具有代表性的基于移動互聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)應用，以提升物聯(lián)網(wǎng)用戶感知為目標，針對物聯(lián)網(wǎng)應用的無線性能展開分析，并建立多維度的系統(tǒng)模型，同時通過優(yōu)化手段提升物聯(lián)網(wǎng)應用網(wǎng)絡接入和傳輸環(huán)節(jié)的可靠性、即時性和安全性.0引言物聯(lián)網(wǎng)(InternetofThings)是通過光學識別、射頻識別技術、傳感器、全

2、球定位系統(tǒng)等新一代信息技術，實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種需要的信息，通過各類可能的網(wǎng)絡接入，實現(xiàn)物與物、物與人的泛在鏈接，實現(xiàn)對物品和過程的智能化感知、識別和管理.物聯(lián)網(wǎng)是通過智能感知、識別技術與普適計算、泛在網(wǎng)絡的融合應用，被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮.近年來，中國電信緊緊把握住物聯(lián)網(wǎng)蓬勃發(fā)展和行業(yè)信息化需求日趨旺盛的市場機遇，定位于“智能管道的主導者”，掌握著物聯(lián)網(wǎng)中至關重要的網(wǎng)絡接入和網(wǎng)絡傳輸環(huán)節(jié).物聯(lián)網(wǎng)應用網(wǎng)絡接入和傳輸過程的機制和質量，直接影響到應用的可靠性、即時性、安全性.在上海電信現(xiàn)網(wǎng)中

3、，己通過CDMAEVDCS動網(wǎng)絡技術承載了包括“全球眼”網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)、車聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)、電力遠程抄表等一批具有代表性的物聯(lián)網(wǎng)應用.本文作者將針對“全球眼”網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)、車聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)這兩項代表性業(yè)務，進行系統(tǒng)模型建立、無線性能分析、業(yè)務優(yōu)化、跟蹤保障等方面內容的闡述.1“全球眼”網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)“全球眼”網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)，是由中國電信推出的一項完全基于寬帶網(wǎng)的圖像遠程監(jiān)控、傳輸、存儲、管理的增值業(yè)務.該業(yè)務系統(tǒng)利用中國電信無處不達的網(wǎng)絡，將分散、獨立的圖像采集點進行聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)跨區(qū)域、全國范圍內的統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng)一存儲、統(tǒng)一管理、資源共享，為各行業(yè)的管理決策者提供一種全新、直觀、擴大視覺和聽覺

4、范圍的管理工具，提高其工作績效?同時，通過二次應用開發(fā),為各行業(yè)的資源再利用提供了手段.全球眼在現(xiàn)有基于寬帶的全球眼應用組網(wǎng)方式的基礎上，客戶只需在內部成員CDMA勺手機終端上安裝全球眼-無線視頻監(jiān)控業(yè)務客戶端，即可通過無線網(wǎng)絡接入全球眼應用系統(tǒng)，實時瀏覽授權監(jiān)控的資源圖像.系統(tǒng)結構圖如圖1所示：1.1系統(tǒng)模型分析本文作者將從這些采樣終端的IX及EV-D微據(jù)業(yè)務連接特性、流量特性、短信特性和地理分布特性等方面，詳細分析并建立“全球眼”網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的話務模型.這些終端發(fā)起的EV-DO數(shù)據(jù)連接中，約54%勺連接時長為10?11s,12%連接時長大于15s,按每次EV-DO1接的時長劃分的連接次

5、數(shù)圖2所示；這些IX數(shù)據(jù)業(yè)務連接中，9%的連接時長為0?Is,11%的連接時長為4?5s,23%的連接時長大于2min,每次IX連接的時長劃分的連接次數(shù)圖3所示：在這些終端發(fā)起的EV-D微據(jù)業(yè)務中，52%勺連接間隔為4?5s,故判斷該系統(tǒng)可能存在心跳機制，而這些用戶的IX數(shù)據(jù)連接及短信間隔均無明顯規(guī)律，圖4為EVD域接間隔分布情況.根據(jù)EV-DO舌單中存在RLP層數(shù)據(jù)流量字段，故在此統(tǒng)計EV-DO連接的流量情況，圖5為EV-DO連接前反向流量情況：根據(jù)統(tǒng)計得出，在全球眼終端的EV-D吸據(jù)業(yè)務連接中，前反向流量均有91%E1?4KB間，可能為系統(tǒng)心跳機制所產(chǎn)生的流量.同時根據(jù)24h流量分布，發(fā)現(xiàn)

6、反向總流量遠大于前向流量，且這些上傳數(shù)據(jù)在時間軸上并非均勻分布.1所示：1.2性能分析根據(jù)采樣的22個終端的EV-DO舌單分析，這些終端的EV-D微據(jù)業(yè)務連接的CFC（中斷類型）分布如圖6,性能指標見表2.1.3優(yōu)化及跟蹤根據(jù)“全球眼”網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)模型和性能分析，發(fā)現(xiàn):1 .“全球眼”用戶群體采樣產(chǎn)生的每日EV-D評均連接次數(shù)達到27014次，遠高于每日平均連接次數(shù)為1673次的IX連接;在系統(tǒng)的EV-D0連接中，有91%勺連接為以5s為間隔、10s連接時長、2?4KB的心跳包連接；2 .連接次數(shù)在時間和空間上較為平均，連接流量則在每個時段有較大差異；3 .移動全球眼系統(tǒng)EV-DOf

7、生能正常，IX性能指標則低于全網(wǎng)平均水平，可能為用戶在覆蓋較差地區(qū)下切至IX所產(chǎn)生的的連接.為改善“全球眼”網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡接入性能，針對其高EV-D0連接次數(shù)、心跳包頻繁的問題，針對“全球眼”應用的EV-DO連接機制進行了優(yōu)化.4 .4取得成果通過無線性能跟蹤，發(fā)現(xiàn)“全球眼”網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生在優(yōu)化前的EV-D0連接次數(shù)遠大于IX連接，并存在以5s為間隔、10s連接時長、2?4KB的心跳包.連接次數(shù)在時間和空間上較為平均，連接流量則在每個時段有較大差異.移動全球眼系統(tǒng)EV-DO性能正常，IX性能指標低于全網(wǎng)平均水平，可能為用戶在覆蓋較差地區(qū)下切至IX所產(chǎn)生的的連接.優(yōu)化前的“全球眼”

8、系統(tǒng)存在高連接次數(shù)、心跳包頻繁的問題，在影響用戶使用感知的同時造成了網(wǎng)絡資源的浪費.將該系統(tǒng)的EV-DO1接機制優(yōu)化之后，通過跟蹤3個優(yōu)化后終端號碼的'無線性能，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)連接次數(shù)明顯減少，且不存在心跳機制，在提升用戶使用感知的同時，達到了節(jié)能低耗、節(jié)約網(wǎng)絡資源的目標.通過繼續(xù)深入研究，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)網(wǎng)在用的其他“全球眼”系統(tǒng)應用終端話務模型和優(yōu)化前的相同，從多方面因素判斷其心跳機制可能同時受終端廠商的影響，需與終端廠商協(xié)同優(yōu)化，繼續(xù)提升“全球眼”網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡接入性能.2車聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)車聯(lián)網(wǎng)是中國電信的另一項代表性物聯(lián)網(wǎng)應用.車聯(lián)網(wǎng)通過在車輛上裝載電子標簽，經(jīng)由無線射頻等識別技術，實現(xiàn)

9、在信息網(wǎng)絡平臺上對所有車輛的屬性信息和靜、動態(tài)信息進行提取和有效利用，并根據(jù)不同的功能需求對所有車輛的運行狀態(tài)進行有效的監(jiān)管和提供綜合業(yè)務.而這一系統(tǒng)的傳輸載體就是CDMAJ絡.2.1 系統(tǒng)模型分析車聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)模型與車聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)性能如表3,4所示.作者將從這些采樣終端號碼的EV-D彼據(jù)業(yè)務的連接特性、流量特性和地理分布特性詳細分析“萬周線”車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的話務模型.按每連接時長劃分的連接次數(shù)如圖8所示，按每連接間隔劃分的連接次數(shù)如圖9所示：根據(jù)圖9分析得出，車聯(lián)網(wǎng)應用的EV-D吸據(jù)連接以AT發(fā)起為主，超過73%的連接時長為3?4s,超過58%的連接間隔為9?11s,故判斷存在心跳機制.按每連接

10、流量劃分的連接次數(shù)如圖10所示：根據(jù)圖10分析得出，在這些D0數(shù)據(jù)連接中，超過90%勺連接流量小于1KB,判斷為車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的心跳包流量.2.2性能分析根據(jù)采樣的27個終端的D0話單分析，這些終端的DO連接的CFC（中斷類型）分布如圖10所示，性能數(shù)據(jù)見表5：通過以上數(shù)據(jù)分析得出，車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的EV-D0性能正常，各項指標均達到CDM犧絡的平均水平.2.3優(yōu)化及跟蹤根據(jù)車聯(lián)網(wǎng)應用的系統(tǒng)模型和性能分析，發(fā)現(xiàn)：1 .車聯(lián)網(wǎng)用戶群體采樣產(chǎn)生的每HEV-D評均連接次數(shù)為5713次，并存在以10s為間隔、4s連接時長、1KB以下的心跳包；2 .車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的連接主要出現(xiàn)在每日5：00?22：00點的工作時間，

11、連接次數(shù)在每日7：00?9：00和16：00?18：00上下班時段達到最高峰;地理上主要分布在徐匯區(qū)和浦東新區(qū)；3 .車聯(lián)網(wǎng)應用的EV-DO性能正常，達到CDM鋼絡的平均水平綜合考慮車聯(lián)網(wǎng)應用的網(wǎng)絡接入環(huán)節(jié)，其同樣存在高EV-DO1接次數(shù)、多心跳包機制的問題，然而，車聯(lián)網(wǎng)應用具有地域性和即時性特性，需頻繁向服務器匯報所在位置來提供車聯(lián)網(wǎng)應用相關服務.也就是說，車聯(lián)網(wǎng)應用的高EV-DO連接次數(shù)和多心跳包機制是必要的非冗余的，不能取消或規(guī)避它的這種特性.因此，針對車聯(lián)網(wǎng)應用的業(yè)務優(yōu)化應聚焦在它的網(wǎng)絡接入性能上,車聯(lián)網(wǎng)的EV-DO性能正常，各項指標均達到CDM胸絡的平均水平.2.4取得成果針對車聯(lián)網(wǎng)這類具有地域性和即時性、存在必要的頻繁心跳包的特殊物聯(lián)網(wǎng)應用，為提升電信物聯(lián)網(wǎng)應用服務水平，將業(yè)務優(yōu)化的重心從減少EV-DO1接次數(shù)、降低心跳包頻率轉移至提升無線性能上，并通過定期建立多維度話務模型，對車聯(lián)網(wǎng)應用的無線性能進行跟蹤保障.3結論現(xiàn)今，物聯(lián)網(wǎng)相關技術己經(jīng)廣泛應用于交通、物流、工業(yè)、農業(yè)、醫(yī)療、衛(wèi)生、安防、家居、旅游、軍事等二十多個領域，專家預計在未來3年內中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將在智能電網(wǎng)、智能家居、數(shù)字城市、智能醫(yī)療、車用傳感器等領域率先普及.中國電信作為“智能管道的主導者”，掌握著物聯(lián)網(wǎng)中