無線電頻譜是支撐物聯(lián)網(wǎng)存在與發(fā)展的基礎(chǔ)性資源。在物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)大發(fā)展中，傳輸層頻譜資源的短缺成了資源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要阻礙。通過對物聯(lián)網(wǎng)傳輸層的設(shè)計以及對傳輸層頻譜的研究，可以解決物聯(lián)網(wǎng)傳輸效率低的問題，為物聯(lián)網(wǎng)的快速普及和發(fā)展做出貢獻。就目前國際物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)而言，現(xiàn)在還沒有一個完整且權(quán)威的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量模型。但有一點是可以肯定的，物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)流量模型與互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)流量模型不會相同，而與移動通信的數(shù)據(jù)流量模型也不會相同。

　　構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)需要有海量的數(shù)據(jù)信息支撐，然而，這并不是說在物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸過程中所需的流量和所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量會很大，相反，在每次傳輸數(shù)據(jù)時，可能幾十個字節(jié)就需要進行一次傳輸。這是物聯(lián)網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)淖畲蟛煌锫?lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸更注重實時性，需要全天候傳輸，才能對物品進行準(zhǔn)確的控制。

　　以物聯(lián)網(wǎng)的視頻傳輸為例，現(xiàn)階段，國外比較流行的物聯(lián)網(wǎng)傳輸就是視頻傳輸。與物聯(lián)網(wǎng)的其他傳輸相比，視頻傳輸模型發(fā)展得更加成熟，比如遠程醫(yī)療、輸電線路遠程監(jiān)控等都是比較典型的物聯(lián)網(wǎng)視頻傳輸案例。在視頻傳輸過程中，對物聯(lián)網(wǎng)傳輸層的要求較高，因為在這一應(yīng)用環(huán)不節(jié)中，物理網(wǎng)對頻譜的應(yīng)用是最多的。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸需要解決一個重要問題：在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，開發(fā)商出于商業(yè)目的，總是希望在一個網(wǎng)絡(luò)中匯集更多的客戶，但是在物聯(lián)網(wǎng)傳輸中，如果一個熱點區(qū)域匯集了大量的用戶，就會引起忘了堵塞，使人們獲取的物品資源具有差異性。與目前已有的無線通信相比，這些問題會導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)對頻譜的需求和規(guī)劃更加復(fù)雜，也讓它對頻譜的需求和研究擁有更加嚴格的要求。

　　國際《IMT-2000和IMT-Advanced的未來發(fā)展估計的頻譜帶寬需求》指出，2020年，物聯(lián)網(wǎng)對頻諧的需求將得到更大的提升。在先進型市場中，總頻率需求將達到1720 MHz，也就是GATG1和GATG2的需求分別達到880 MHz和840 MHz；在后進型市場中，總頻率需求達到1280 MHz，GATG1和GATG2的需求分別達到800 MHz和480 MHz。另外，在先進型市場中，運營商對物聯(lián)網(wǎng)頻譜總頻率的需求為1980 MHz，GATG1和GATG2的需求分別達到960 MHz和1020 MHz；在后進型市場中，運營商對總頻率的需求為1560 MHz，GATG1和GATG2的需求分別達到840 MHz和720 MHz。

　　在不同的發(fā)展階段，物聯(lián)網(wǎng)在傳輸數(shù)據(jù)時對頻譜的要求也不同。關(guān)于對頻譜的要求，物聯(lián)網(wǎng)大致可分為三個階段，分別是機器互聯(lián)階段、局域感知階段以及廣域感知階段。在這三個階段中，物聯(lián)網(wǎng)對頻譜的需求存在較大差別，頻譜的相關(guān)應(yīng)用也有所不同。下面做具體論述：

　　（1）機器互聯(lián)階段

　　該階段又被稱為M2M業(yè)務(wù)階段。在該階段中，物聯(lián)網(wǎng)的主體通信對象是機器設(shè)備，比如汽車、機械手、醫(yī)療設(shè)備、家電、工廠設(shè)備等。這些通信終端的節(jié)點比較離散，需要借助傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)的共同作用，才能形成可用的無線物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。這種混同承載網(wǎng)絡(luò)的成本較低，只需要在傳統(tǒng)無線通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上稍加改動，不需要大量更改網(wǎng)絡(luò)參數(shù)就可實現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)是為了完成物與物的溝通，而移動網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)人與人的溝通，要使移動網(wǎng)絡(luò)也能實現(xiàn)物與物的溝通，就需要人們對終端的配置和管理更加深入、嚴格，才能使網(wǎng)絡(luò)更加通暢。這一階段，物聯(lián)網(wǎng)的頻譜矛盾并不明顯，因為其主要依托于傳統(tǒng)3G和4G網(wǎng)絡(luò)的頻譜資源。

　　（2）局域感知階段

　　在這個階段，物聯(lián)網(wǎng)所連接的物品不再只局限于機器設(shè)備之間，而是擁有了更加廣闊的范圍。隨著傳感網(wǎng)的逐步引入，物品既可以是機器設(shè)備，又可以是公共基礎(chǔ)設(shè)施建筑，還可以是信號塔、電網(wǎng)等電力設(shè)施。這個階段將在區(qū)域布置感知網(wǎng)絡(luò)，在傳感網(wǎng)的幫助下，無線通信網(wǎng)絡(luò)將進一步延伸，形成更大的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)。傳感網(wǎng)與無線通信網(wǎng)的融合，將為物聯(lián)網(wǎng)的廣義物物相連打下基礎(chǔ)。這一階段的承載網(wǎng)被叫做“區(qū)域承載網(wǎng)絡(luò)”，作為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的中期階段，此階段擴展迅速，所以承載網(wǎng)對移動通信網(wǎng)的要求會大幅度提升，對移動網(wǎng)絡(luò)資源將構(gòu)成巨大的壓力。面對這些矛盾和問題，就必須對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進行改造，并通過改造使物與物的通信和人與人的通信相互區(qū)別、相互隔離，從而采取不同的措施區(qū)別對待，大大緩解網(wǎng)絡(luò)的壓力。在混合組網(wǎng)過程中，需要對分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點和鑒權(quán)認證等進行分組域升級，以滿足支持增強功能后的設(shè)備。這種升級對網(wǎng)絡(luò)的影響較大，但一旦改造成功，將整體上提升物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)功能。隨著物聯(lián)網(wǎng)通信業(yè)務(wù)的不斷增加，物聯(lián)網(wǎng)的頻譜資源缺口不斷增大，此時，物聯(lián)網(wǎng)的運營商一方面要大力挖掘已有頻譜資源，另一方面也要研發(fā)創(chuàng)造新的頻譜資源。這樣一來，物聯(lián)網(wǎng)的頻譜需求壓力才能從根本上得到緩解。

　　（3）廣域感知階段

　　在這個階段，人們會利用眾多的傳感器布置公共節(jié)點，并讓這些節(jié)點組成廣域網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)對物品的廣域管理。這一階段又被稱為“獨立承載階段”，是物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)規(guī)模化發(fā)展的階段。廣域感知階段可能會出現(xiàn)物物通信與人人通信相互干擾的問題，同時，在該階段，物聯(lián)網(wǎng)對通訊質(zhì)量的要求也更高。面對復(fù)雜的通信情況，需要用到邏輯隔離的物聯(lián)網(wǎng)承載網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，比如，人們可以在已有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上建立一個獨立的接入網(wǎng)，這樣便可以有效地規(guī)劃其他互聯(lián)子網(wǎng)，在該種組網(wǎng)方式中，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)路由通過PDSN、AAA提供。其中，物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中的簽約數(shù)據(jù)由AAA-M存儲，而PDSN-M負責(zé)下載簽約數(shù)據(jù)。為實現(xiàn)業(yè)務(wù)控制，需要將分組控制模塊（PFC）接入手機終端，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將被分組控制模塊接入PDSN，而分組控制模塊與物聯(lián)網(wǎng)終端連接，會將各種數(shù)據(jù)一一傳輸?shù)礁髯詫?yīng)的核心網(wǎng)設(shè)備中。

　　物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和應(yīng)用在很大程度上要依賴于頻譜資源，但是，相比于其他方面，人們對物聯(lián)網(wǎng)頻譜的研究相對落后，物聯(lián)網(wǎng)頻譜的落后將成為阻礙物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的技術(shù)難題。為此，各個國家需要建立健全物聯(lián)網(wǎng)頻譜資源研究機構(gòu)，爭取早日突破頻譜資源技術(shù)瓶頸，通過挖掘更加豐富的物聯(lián)網(wǎng)頻譜資源，保障國家和地區(qū)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。