摘要：物联网业务呈爆发式增长态势，LTE 与物联网融合网络在性能及业务适配方面面临挑战。本文聚焦融合网络性能与业务需求，探寻优化路径。依托网络覆盖、容量、性能及业务质量保障等策略，增强网络适配能力与运行稳定性。研究证实，多维度优化能切实满足物联网多样化需求，为融合网络发展提供实践参考。

关键词：LTE 技术；物联网技术；无线通信网络；LTE 网络适配

引言

物联网业务规模不断扩大，海量设备接入使 LTE 网络承载压力急剧上升。不同物联网场景中，设备通信特性差别明显，传统LTE 网络架构与资源配置模式难以满足需求。而如何平衡网络负载、提升数据传输效率、满足多样化业务需求，成为行业关注的重点。从网络实际运行中的问题出发，深入分析融合网络优化思路，对于构建高效稳定的通信体系而言至关重要。

1 LTE 与物联网融合网络的优化需求

1.1 网络性能优化需求

网络性能作为融合网络稳定运行的核心保障，其优化需求来自实际运行中的性能瓶颈。在连接规模上，传统 LTE 网络单小区承载量约为数千用户，而物联网场景中每平方公里可能分布数万设备，如智慧城市的交通监控终端、环境传感器等，过量连接会造成随机接入信道拥塞，接入成功率下降至 60% 以下。传输效率方面，物联网业务多是小数据包，但 LTE 默认的资源分配单元为 180 字节，造成资源利用率不足 30% 。时延控制存在挑战，工业物联网的实时控制要求端到端时延低于 10ms ，而普通 LTE 网络在负载超过 70% 时，时延容易突破50ms ，影响控制指令执行的精度[1]。

1.2 业务需求优化

业务需求优化需契合物联网业务的多样性特征，从数据传输特征而言，智能表计类业务每日只传输 1～2 次数据，单次时长不足 1s。而视频监控业务需持续上传高清流，带宽需求达到 2Mbps 以上，两者对资源分配的需求差异显著。业务优先级差异显著，工业控制业务中断可能造成生产线停机，每小时损失数万元，而智能家居的状态上报延迟10 分钟影响不大，需建立差异化的服务质量保障机制，避免资源竞争造成高优先级业务受影响。

2 基于LTE 与物联网技术的无线通信网络优化方法

2.1 网络覆盖优化策略

物联网设备分布广泛，部分处于弱信号区域，这一特点让网络覆盖优化需从信号增强与盲区填补两方面着手，解决偏远地区信号弱、室内覆盖不足等问题。基站部署采用宏基站、微基站与中继器的混合组网模式，宏基站负责大范围覆盖，在城市核心区域保持原有布局；物联网设备密集的工业园区、智慧社区等场景，部署微基站将覆盖半径缩小至 50～200m ，提高信号强度。地下停车场、电梯间等室内盲区，安装分布式微基站，通过光纤拉远单元引入信号，使室内信号强度提高至 -85dBm 以上，确保智能停车设备、电梯传感器稳定通信。偏远地区采用增强型基站技术，将基站发射功率从 46dBm 提升至50dBm，覆盖范围扩大至 5km 以上。山区、农村等区域部署无线中继器，接收远处基站信号并放大转发，让原本信号强度低于 -110dBm 的区域提升至 -95dBm 左右，数据重传率降低至 5% 以下。此外优化基站天线参数，将天线下倾角从 6^∘ °调整为 3～4^∘ ，减少信号向高空扩散，增强地面覆盖均匀性，尤其改善物联网设备集中的低空区域信号质量 [2]。

2.2 网络容量优化策略

资源分配采用动态资源块调整技术，将传统180 字节的固定资源块拆分为 50 字节、100 字节、180 字节三种规格，小数据包业务比如智能表计分配 50 字节资源块，使资源利用率从不足 30% 提升至 70% 以上。同时引入非连续资源分配机制，整合空闲的零散资源块分配给物联网设备，减少资源浪费。接入控制优化随机接入流程，为物联网设备分配专用随机接入前导码，与传统用户区分开，避免接入冲突。设置接入优先级机制，工业控制设备等优先级高的设备获得优先接入权，普通传感器设备在网络空闲时接入。此外引入分组调度算法，将物联网设备按业务类型分组，同一组设备共享资源池，组内采用轮询调度方式分配资源。比如智能电表、智能水表等周期性上传数据的设备分为一组，每15 分钟集中调度一次资源，减少信令交互频率，降低网络负荷。

2.3 网络性能优化策略

围绕传输效率、时延控制等性能指标，从数据传输机制与网络架构两方面优化，提高网络整体性能。传输效率优化采用小数据传输增强技术，将物联网设备的数据包头部压缩率从 30% 提升至 60% ，减少数据冗余。同时引入数据包合并传输机制，将多个小数据包合并为一个较大数据包传输，降低空口传输次数。时延控制优化调度周期，将物联网业务调度周期从1ms 缩短至 0.5ms ，使端到端时延从 50ms 降至20ms 以内。工业控制等时延敏感业务采用预调度机制，提前为其预留资源，确保控制指令实时传输。同时部署边缘计算节点，将数据处理从核心网下沉至基站边缘，使数据传输路径缩短 50% 以上，进一步降低时延。网络架构引入软件定义网络（SDN）技术，实现网络资源集中管控与动态调整。同时采用网络功能虚拟化（NFV）技术，将基站核心功能虚拟化部署在通用服务器上，增强网络弹性扩展能力，根据设备接入量动态增减虚拟基站数量。

2.4 业务质量保障优化策略

服务质量（QoS）分级将物联网业务分为三级，一级为工业控制、车联网等时延敏感、高可靠业务，要求时延 <10ms 、丢包率 <0.1% ；二级为视频监控等带宽敏感业务，要求带宽 > 2Mbps、丢包率 <1% ；三级为智能表计等低优先级业务，允许时延 <10 分钟、丢包率 <5% 。网络根据业务等级分配资源，一级业务占用专用资源通道，优先调度；二级业务分配保证带宽的共享资源；三级业务利用空闲资源传输，确保高优先级业务不受低优先级业务影响。功耗优化采用功率控制技术，根据设备与基站的距离动态调整发射功率。当设备信号强度高于 -80dBm 时，将发射功率从 23dBm 降至 17dBm，大约 50mW ；信号强度在 -80dBm ～ -95dBm 时，维持功率在 20dBm，大约 100mW ；仅在信号较弱时提升至 23dBm。同时引入不连续接收（DRX）机制，设备在空闲时进入休眠状态，每 10s 唤醒一次接收寻呼信息，使设备待机电流从 20mA 降至5mA 以下，续航时间从3 个月延长至3 年以上[3]

结束语

总而言之，LTE 与物联网融合网络优化离不开技术适配与业务需求共同推进。通过覆盖、容量、性能及业务质量多维度优化，能够解决海量连接、信号弱覆盖等问题，并且满足差异化业务运行需求。未来应持续结合技术演进与场景拓展，持续优化策略，推动融合网络在效率、稳定性与适配性上取得突破，为物联网规模化应用打牢通信基础。

参考文献

[1] 胡如福 . 物联网技术与 LTE 无线通信技术结合的策略分析 [J].信息记录材料 ,2023,24(11):66-68.

[2] 范亚多.LTE 无线通信技术与物联网技术的结合与应用研究[J].通信电源技术 ,2024,41(11):179-181.

[3] 张敬, 宁本立．LTE 无线通信技术与物联网技术的融合应用[J]．卫星电视与宽带多媒体 ,2024,(23):13-15

作者简介：张金明（1977-2），性别：男，民族：汉，职务：工程师，职称：中级，籍贯：陕西咸阳，学历：本科，单位：，研究方向：无线网络优化