物联网与现代通信3

第一篇：物联网与现代通信3

物联网与现代通信论文

李少君 08005635

物联网与现代通信

第一章：绪论

第二章：物联网与现代通信的关系

第三章：物联网通信的核心技术

第四章：

第五章：物联网对世界发展的影响

第六章：物联网通信的发展前景

第七章：结束语

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物联网对当前和下一代网络的影响

物联网与现代通信论文

李少君 08005635

第一章

绪论

1物联网概念

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。由此，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。2物联网发展的现状及进展

我国发展物联网技术起步较早，目前在标准和技术等方面也具有一定优势。《国家中长期科学与技术发展规划（2006—2020年）》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将“传感网”列入重点研究领域。中科院先后投入了数亿资金用于标准制定、技术开发等工作。目前，我们物联网标准体系已经形成初步框架，向国际标准化组织提交的多项标准提案也已经被采纳，这说明我国在传感领域走在世界前列，正在与德国、美国、英国等一起成为“物联网”国际标物联网与现代通信论文

李少君 08005635 准制度的主导国。

在美国，奥巴马期望利用“智慧地球”来刺激经济，把美国经济带出低谷。其“智慧地球”的核心是指以一种更智慧的方法，利用新一代信息通信技术来改变政府、公司和人们相互交互的方式，以便提高交互的明确性，效率、灵活性和响应速度。通俗地讲，它是新一代IL技术充分运用在各行各业中，即把感应器嵌入和装备到全球每个角落的电网、铁路、桥梁、隧道、公路等各种物体中，并且被普遍连接，形成所谓“物联网”，而后，通过超级计算机和“云计算机”将“物联网”整合起来，人类能以更加精细和动态的方式管理生产和生活，从而达到全球“智慧”状态，最终形成“互联网+物联网=智慧地球”。在此基础上，人类可以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，极大地提高资源利用率和生产力水平，应对经济危机，能源危机、环境恶化，从而打造一个“智慧地球”。作为新一轮IT技术革命，“智慧地球”上升为美国的国家战略，被认为是挽救危机，振兴经济，确立竞争优势的关键战略。

在日本，政府出台了数字日本创新项目CT鸠山计划行动大纲，发挥政府引导示范与企业研发推广的合力，启动了物联网的应用。

第二章 物联网与现代通信的关系

物联网是指通信传感设备，按照约定的协议把任何物品物联网与现代通信论文

李少君 08005635 与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位跟踪和管理的一种网络，它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。这是2010年《政府工作报告》的定义。通信是物联网的基础之一；物联网是搭建在通信基础之上的应用；现代通信技术为物联网建设提供更先进的通信技术。

第三章 物联网通信的核心技术

物联网核心技术之感知层：传感器技术、射频识别技术、二维码技术、机电系统核心技术之感知层：传感器技术、射频识别技术、二维码技术、微机电系统。1.传感器技术

传感技术同计算机技术与通信技术一起被称为信息技术的三大技术。从仿生学观点，如果把计算机看成处理和识别信息的“大脑”，把通信系统看成传递信息的“神经系统”的话，那么传感器就是“感觉器官”。微型无线传感技术以及以此组件的传感网是物联网感知层的重要技术手段。2.射频识别（RFID）技术射频识别（射频识别）

射频识别（Radio Frequency Identification，简称RFID）是通过无线电信号识别特定目标并读写相关数据的无线通讯技术。在国内，RFID已经在身份证、电子收费系统和物流管理等领域有了广泛应用。

RFID技术市场应用成熟，标签成本低廉，但RFID一般不具备数据采集功能，多用来进行物品的甄别和属性的存物联网与现代通信论文

李少君 08005635 储，且在金属和液体环境下应用受限，RFID技术属于物联网的信息采集层技术。3.微机电系统（MEMS）

微机电系统是指利用大规模集成电路制造工艺，经过微米级加工，得到的集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。MEMS 技术属于物联网的信息采集层技术。4.GPS技术

GPS技术又称为全球定位系统，是具有海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS作为移动感知技术，是物联网延伸到移动物体采集移动物体信息的重要技术，更是物流智能化、智能交通的重要技术。

物联网核心技术之信息汇聚层：传感网自组网技术、核心技术之信息汇聚层：传感网自组网技术、局域网技术及广域网技术

1.无线传感器网络（WSN）技术

无线传感器网络（Wireless Sensor Network,简称WSN)的基本功能是将一系列空间分散的传感器单元通过自组织的无线网络进行连接，从而将各自采集的数据通过无线网络进行传输汇总，以实现对空间分散范围内的物理或环境状况的协作监控，并根据这些信息进行相应 的分析和处理。物联网与现代通信论文

李少君 08005635 WSN技术贯穿物联网的三个层面，是结合了计算、通信、传感器三项技术的一门新兴技术，具有较大范围、低成本、高密度、灵活布设、实时采集、全天候工作的优势，且对物 联网其他产业具有显著带动作用。2.Wi-Fi Wi-Fi（Wireless Fidelity,无线保真技术）是一种基于接入点（Access Point)的无线网络结构，目前已有一定规模的布设，在部分应用中与传感器相结合。Wi-Fi技术属于物联网的信息汇总层技术。3.GPRS GPRS（General Packet Radio Service,通用分组无线服务)是一种基于GSM移动通信网络的数据服务技术。GPRS技术可以充分利用现有GSM网络，目前在很多领域有广泛应用，在物联网领域也有部分应用。GPRS技术属于物联网的信息汇总层技术。

物联网核心技术之传输层：通信网、互联网、网络、网络、广电网络、核心技术之传输层：通信网、互联网、3G 网络、GPRS 网络、广电网络、NGB 输层 1.通信网

通信网是一种使用交换设备、传输设备，将地理上分散用户终端设备互连起来实现通信 和信息交换的系统。通信物联网与现代通信论文

李少君 08005635 最基本的形式是在点与点之间建立通信系统，但这不能称为通信网，只有将许多的通信系统（传输系统）通过交换系统按一定拓扑结构组合在一起才能称之为通信。也就是说，有了交换系统才能使某一地区内任意两个终端用户相互接续，才能组成通信网。2.3G网络

3G是英文the 3rd Generation的缩写，指第三代移动通信技术。相对第一代模拟制式手 机（1G）和第二代GSM、CDMA等数字手机，第三代手机（3G）是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。3.GPRS网络

这是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。通俗的讲，GPRS是一项高速数据处理的科技，方法是以“分组”的形式传送资料到用户手上。虽然GPRS是作为现有GSM网络向第三代移动通信演变的过渡技术，但是它在许多方面都 具有显著的优势。4.广电网络

广电网通常是各地有线电视网络公司（台）负责运营的，通过HFC（光纤+同轴电缆混合网）网向用户提供宽带服务及电视服务网络，宽带可通过CableModem连接到计算机，理 论到户最高速率38M，实际速度要视网络情况而定。物联网与现代通信论文

李少君 08005635 5.NGB广域网络

中国下一代广播电视网（NGB）是以有线电视数字化和移动多媒体广播（CMMB）的成果为基础，以自主创新的“高性能带宽信息网”核心技术为支撑，构建适合我国国情的、三网融合的、有线无线相结合的、全程全网的下一代广播电视网络。

物联网接口、客户管理、核心技术之运营层：专家系统、云计算、核心技术之运营层：专家系统、云计算、API 接口、客户管理、GIS、ERP 1.企业资源计划（ERP）企业资源计划（企业资源计划）

ERP是指建立在信息技术基础上，以系统化的管理思想，为企业决策层及员工提供决 策运行手段的管理平台。ERP 技术属于物联网的信息处理层技术。

2.专家系统（Exper System)专家系统（专家系统）

专家系统是一个含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识 和经验来处理该领域问题的智能计算机程序系统。属于信息处理层技术。3.云计算

云计算概念间由Google提出的，这是一个美丽的网络应用模式，是指IT基础设施的交付和使用，通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源。

第四章 物联网对当前和下一代网络的影响 物联网与现代通信论文

李少君 08005635 互联网的更新换代是一个渐进的过程。虽然学术界对于下一代互联网还没有统一定义，但对其主要特征已达成如下共识：

更大：采用ＩＰｖ６协议，使下一代互联网具有非常巨大的地址空间，网络规模将更大，接入网络的终端种类和数量更多，网络应用更广泛；

更快：１００Ｍ字节／秒以上的端到端高性能通信；

更安全：可进行网络对象识别、身份认证和访问授权，具有数据加密和完整性，实现一个可信任的网络；

更及时：提供组播服务，进行服务质量控制，可开发大规模实时交互应用；

更方便：无处不在的移动和无线通信应用；

更可管理：有序的管理、有效的运营、及时的维护；

更有效：有盈利模式，可创造重大社会效益和经济效益。

第五章：物联网对世界发展的影响

物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。

物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中，具体地说，就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，然物联网与现代通信论文

李少君 08005635 后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，在这个整合的网络当中，存在能力超级强大的中心计算机群，能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制，在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，达到“智慧”状态，提高资源利用率和生产力水平，改善人与自然间的关系。

毫无疑问，如果“物联网”时代来临，人们的日常生活将发生翻天覆地的变化。然而，不谈什么隐私权和辐射问题，单把所有物品都植入识别芯片这一点现在看来还不太现实。人们正走向“物联网”时代，但这个过程可能需要很长的时间。

应用案例

一：物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用

系统铺设了3万多个传感节点，覆盖了地面、栅栏和低空探测，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。而就在不久之前，上海世博会也与中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心签下订单，购买防入侵微纳传感网1500万元产品。

二：ZigBee路灯控制系统点亮济南园博园

ZigBee无线路灯照明节能环保技术的应用是此次园博园中的一大亮点。园区所有的功能性照明都采用了ZigBee物联网与现代通信论文

李少君 08005635 无线技术达成的无线路灯控制。

三：智能交通系统(ITS)

是利用现代信息技术为核心，利用先进的通讯、计算机、自动控制、传感器技术，实现对交通的实时控制与指挥管理。交通信息采集被认为是ITS的关键子系统，是发展ITS的基础，成为交通智能化的前提。无论是交通控制还是交通违章管理系统，都涉及交通动态信息的采集，交通动态信息采集也就成为交通智能化的首要任务。

四：首家高铁物联网技术应用中心在苏州投用

我国首家高铁物联网技术应用中心2010年6月18日在苏州科技城投用，该中心将为高铁物联网产业发展提供科技支撑。

高铁物联网作为物联网产业中投资规模最大、市场前景最好的产业之一，正在改变人类的生产和生活方式。据中心工作人员介绍，以往购票、检票的单调方式，将在这里升级为人性化、多样化的新体验。刷卡购票、手机购票、电话购票等新技术的集成使用，让旅客可以摆脱拥挤的车站购票；与地铁类似的检票方式，则可实现持有不同票据旅客的快速通行。

清华易程公司工作人员表示，为应对中国巨大的铁路客运量，该中心研发了目前世界上最大的票务系统，每年可处理30亿人次，而目前全球在用系统的最大极限是5亿人次。物联网与现代通信论文

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五：国家电网首座220千伏智能变电站

2011年1月3日，国家电网首座220千伏智能变电站――无锡市惠山区西泾变电站日前投入运行，并通过物联网技术建立传感测控网络，实现了真正意义上的“无人值守和巡检”。西泾变电站利用物联网技术，建立传感测控网络，将传统意义上的变电设备“活化”，实现自我感知、判别和决策，从而完成自动控制。完全达到了智能变电站建设的前期预想，设计和建设水平全国领先。

第六章：物联网通信的发展前景

物联网描绘的是充满智能化的世界：当司机出现误操作的时候汽车会自动报警；下雨时，窗户会自动关闭；衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等。美国权威资讯机构Forrester预测，到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30：1.有研究机构预计10年内物联网就可能大规模普及，这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场，其产业要比互联网大30倍。

因此，物联网将是继互联网之后又一次给社会、经济各方面带来跨越式发展得技术变革，已引起了各国各领域的密切关注和研究。

然而，物联网研究和开发的机遇更是挑战。联网的发展需要一个宽松的环境以及产业链的共同努力，这样才能实现上下游产业及跨产业的联动，形成产业的联盟，带动整个产物联网与现代通信论文

李少君 08005635 业链，共同推动物联网发展。这就要求我们能够从深层次发现和解决物联网中的关键理论问题、攻克技术难点及将物联网研究和开发的成果应用与实际，则我们就可以再物联网研究和开发的挑战中获得发展得机遇。否则，我们只会在物联网研究和开发上浪费时间和资源，又一次错过了在科学和技术领域发展的机遇。

第七章：结束语

以上阐述了物联网的定义、起源和发展，重点介绍了其研究的关键技术和相关应用，并对物联网对下代网络作了一个比较详尽得综述。我们金额以预见，物联网是一个朝阳产业，而且已经在某些领域实施应用，显示了它在方便人们生活，提高工作效率的巨大优势。各国都要积极应对挑战，把握这个机遇。

第二篇：物联网与现代通信1

物联网与现代通信

第一章：绪论

研究背景

21世纪是一个以网络计算机为核心的信息时代。数字化、网络化与信息化、经济全球化是21世纪的时代特征。随着信息技术的迅速发展，经济全球化不断加快。通过计算机技术、数据通讯和互联网技术实现现代物流和电子商务已经成为大势所趋。随着全球经济一体化，信息网络化进程的加快，在技术革新迅猛发展的背景下，为满足对单个产品的标识和高效识别，美国麻省理工学院的自动识别实验室在美国统一代码委员会(UCC)的支持下，提出：要在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信技术，构造一个覆盖世界万物的系统还提出了产品电子代码(EPC)的概念，随后由国际物品编码协会和美国统一代码委员会主导，实现了全球统一标识系统中的GTIN编码体系与EPC概念的完善结合，将EPC纳入了全球统一标识系统，从而确立了EPC在全球统一标识体系中的战略地位.。EPC标签是编号（每一个商品唯一的号码，“牌照”)的载体，当EPC标签贴在物品上或内嵌在物品中的时候，即将该物品与EPC标签中的产品电子码建立起了一对一的对应关系。EPC标签从本质上来说是一个电子标签，通过射频识别系统的电子标签读写器可以实现对EPC标签内存信息的读取。这个内存信息通常就是产品电子码，产品电子码经读写器上报给物联网中间件，经处理后存储在分布式数据库中。用户查询产品信息时只要在网络浏览器的地址栏输入产品名称、生产商、供货商等信息，就可以实时获悉产品在供应链中的状况。这整个系统我们目前把它称为物联网。物联网旨在提高现代物流、供应链管理水平，降低成本，被誉为是一项具有革命性意义的现代物流信息管理新技术。

第二章：物联网与现代通信的关系

基本内涵

物联网被视为互联网的应用扩展，应用创新是物联网的发展的核心，以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。

英文名： Internet of Things（IOT），也称为Web of Things。

物联网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。

鲜明特征

和传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征。

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，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。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，它是一种建立在互联网上的泛在网络。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。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。

还有，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。

“物”的涵义

这里的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围：

1、要有数据传输通路；

2、要有一定的存储功能；

3、要有CPU；

4、要有操作系统；

5、要有专门的应用程序；

6、遵循物联网的通信协议；

7、在世界网络中有可被识别的唯一编号。

物联网定义

物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化3个重要特征。

物联网(Internet of Things)指的是将无处不在（Ubiquitous）的末端设备（Devices）和设施（Facilities），包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等和“外在使能”(Enabled)的，如贴上RFID的各种资产（Assets）、携带无线终端的个人与车辆等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”（Mote），通过各种无线/有线的长距离/短距离通讯网络实现互联互通（M2M)、应用大集成（Grand Integration)、以及基于云计算的SaaS营运等模式，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面（集中展示的Cockpit Dashboard)等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。

第三章：物联网通信的核心技术

物联网核心技术应用

无线射频识别技术(RFID)技术

无线射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它的工作原理如下：使用射频电磁波通过空间耦合(交变磁场或电磁场)在阅读器和进行识别、分类和跟踪的移动物品（物品上附着有RFID标签）之间实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。RFID是一种利用电磁能量实现自动识别和数据捕获技术，可以提供无人看管的自动监视与报告作业。

具体的工作原理如下：当装有电子标签的物体接近微波天线时，阅读器受控发出微波查询信号。安装在物体表面的电子标签收到经微波天线发出的查询信号后，根据查询信号中的命令要求，将标签中的数据信息反射回微波天线。微波天线接收到电子标签反射回的微波合成信号后，经阅读器内部微处理器处即可将电子标签中的识别代码等信息分离出来。这些识别信息作为物体的特征数据被传送到控制计算机作进一步处理，从而完成与物体有关的信息查询、统计、管理等应用。整个识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，并且阅读器能自行判断RFID标签是否被重复读取处理。RFID技术的这些功能特性很适合流水线上产品的控制，以实现流水作业管理，得以使整个流水线管理自动化。

RFID系统一般由RFID系统由阅读器、应答器（标签）和应用系统三部分组成，通过电波在响应媒介和询问媒介间传递信息。阅读器，一般是一台内含天线和芯片解码器的阅读(有时还可以写入)设备，可设计为手持式或固定式；阅读器可无接触地读取并识别电子标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别体的目的。通常阅读器与电脑相连，所读取的标签信息被传送到电脑上进行下一步处理。应用系统，一般是由计算机支撑的有线或无线管理系统。视不同应用要求，对于实时型的智能型控制器，不一定必须要有后台应用系统。标签，主要是射频标签，响应端内含天线，两者组成所谓的“雷达收发机”，以卡、标签等形式存在。

RFID物品识别的目标是为每一物理实体提供唯一标识。它与传统条码技术相比有以下几方面的优点：

（1）唯一标识。条码只能识别一类产品, 而无法识别单品, 因此条码容易伪造。RFID却可以为单品提供唯一标识。

（2）读取方便。条码是可视传播技术。即扫描仪必须“看见”条码才能读取它, 这表明人们通常必须将条码对准扫描仪才有效。相反, 无线电识别并不需要可视传输技术, 射频标签只要在识读器的读取范围内就可以了, 甚至可以穿过外包装进行识别。这大大减少了人的参与, 提高了识别效率。

（3）长寿耐用。纸型条码容易破损和受到污染。而RFID电子标签可以应用于粉尘、油污等高污染环境和放射性环境。

（4）动态更改。条码信息一旦需要更改就必须重贴, 而RFID电子标签中的信息可以编辑, 便于更新。

（5）可扩展性。RFID电子标签存储的是电子数据, 在需要的时候可以改变其中的编码结构, 便于升级。

（6）RFID电子标签可以设置密码, 保密性强。RFID技术的应用

物联网技术的应用可以使电子商务变得更强大, 它使消费者可以在网上查到任何一家商店的任何一件商品, 选择起来得心应手。在物流领域,RFID电子标签可以应用于自动仓储库存管理、产品物流跟踪、供应链自动管理、产品装配和生产管理、产品防伪等多个方面。

2006年高科技项目申报国家共拨款1亿2800乃人民币用以支持20项课题研究，其中“RFID系统测试技术研究及开放平台建设”、“RFID应用方案公共测试系统建设”、“符合ISO 18000-6 Type B/C标准的(UHF)标签芯片研发和产业化”、“RFID标签集成技术研究及产业化”、“RFID公共服务体系架构设计及应用服务关键技术研究与开发”．“区域RFID信息公共服务平台关键技术研究与开发”、“RFID标准研究与制定”这七项课题约占全部经费的50％。由此可见，在前一次的项目攻坚中主抓公共项目的基础建设．RFID设备的生产以及产业链完善建设以及RFID使用规范标准化。这对于我国RFID技术及应用这座宏伟大厦来说无异于坚实的地基。目前，此番不少课题已经相继取得了进展，部分已得到业界的认可。如中科院自动化所承担的物流领域研究和贵州茅台酒股份有限公司的RFID技术在茅台酒防伪的应用等，特别是RFID技术在票务和食品安全领域中的成果更被及时应用到奥运会中。依据目前情况来看RFID的产业化发展在各个地区已经呈现出相对完整产业链，无论是封装．标签的印刷方的提供。

在此讲述一个RFID在图书馆中的应用例子。RFID对图书馆及读者来说，较之条码识别具有明显的优势。在图书馆管理中，利用RFID的无线传输能力和大容量的数据储存，可以极大地提高图书馆管理的效率。RFID优势具体表现为：①简化借还书服务工作。目前图书馆的借还书作业除了刷条形码外，还需做上磁及消磁的繁琐工作，以RFID卷标取代条形码、磁条，不用一本书一本书的用扫描仪扫描条形码，并且可以一次读取多笔资料，同时减少读者的等待时间及馆员的例行业务，提升了图书馆的服务品质及形象；②容易查找错架、乱架的图书。利用RFID无线电波感应技术。使放置错架的图书能很快被发现，提高图书馆馆员整架的工作效率；③加速盘点工作。目前图书馆盘点的方式一定要将书从书架上将每一本书取出，RFID Tag以无线电波传送信息，可以一次读取数个RFID卷标资料。简化盘点工作；④耐环境性。RFID对水、油和药品等物有强力的抗污性，且在黑暗及脏污的环境之中也可以读取数据；⑤可重复使用及穿透性。RFID卷标可以回收重复使用。并且若RFID被纸张、木材和塑料等非金属或非透明的材质包覆的话，也可以进行穿透性通讯；⑥读者自助借还书。图书馆提供自助借还书外围设备，则读者可以自行办理图书的借还。

第四章：物联网对当前和下一代网络的影响

物联网是在互联网基础上的向下延伸，由感知对象和感知单元来获取信息，再通过通信网络收集信息，最后上传做智能分析决策，提供智能服务。物联网对所连物件的要求主要有三点：连网的每一物件均可寻址、连网的每一物件均可控制、联网的每一物件均可控制。

物联网最基本的元件是传感器，它感应物理条件和化学成分，并且转化为被观察的特性成比例的电信号。单个传感器节点是不能用的，也不可靠，需要多个传感器节点连起来，组成传感器网络。

物联网节点数量多，节点的配置非常密集，从减轻安装和维护成本考虑要尽可能少用人工干预，即节点的位置无需预设或硬连接。随新的物品的加入将添加或删除节点以适应网络拓扑的变化，要求具有发现邻近节点的存在和身份，并协商分享任务的功能，自动定位节点的类型和编组并能根据节点的移动而重新分组。物联网的发现功能不仅表现在连接建立过程，还用于性能监视，开始、停止、管理和调度发现过程，自动部署与激活、解除激活，理解和建立逻辑位置与空间位置的映射关系，还可在任何时间对所分配的作用和属性进行调整，或按需创建新的属性。

感知数据需要校正，由于制造的不一致的缺陷需要在出厂前校正，由于环境影响、老化等原因使所感知的数据有偏差，需要考虑传感器与环境之间的耦合关系。

将信息收集传输并汇集到信息中心还没有完成物联网的功能，需要利用专家系统和数学模型，参考历史数据，综合异构来源的多种信息，进行分析推理，给出决策，取决于智能决策算法的成熟性和水平，上述过程的部分或全部由智能决策系统自动完成。智能决策算法需要考虑事件间的相关性和上下文感知，对观察到的数据进行过滤、汇聚和数据挖掘及认知处理与优化，而不基于单个事件来触发活动。

物联网的管理包括以下方面：传感器管理、任务分配和数据通告、传感器询问和数据分发;对物理网设施的自动轮询、网络拓扑变化实时图形显示;物联网节点身份、关系和信誉管理;流量和拥塞管理及实时图形显示，要求能识别突发的过载，监视物联网和Web的应用，识别黑客的冲击。

物联网还需要重视安全技术。物联网的节点可能被克隆、被假冒、被移动和被解激，节点的数据会被屏蔽、被干扰、被窃取和被篡改。物联网的节点进网时需要认证，重要的物联网节点的数据需要加密。物联网节点配置的冗余性和多路由选择提供了抗御节点被损坏的网络生存性。物联网的智能分析决策数据库也需要有应对非法入侵能力和灾备设计。对异构设备的隐私保护技术、虚拟化、匿名机理;以用户为中心的上下文感知隐私和隐私策略;基于安全与隐私需要的安全与隐私属性选择。

物联网还应考虑能量供给、获取、测量与管理的技术，以满足节点野外工作的需要。

物联网的应用有智能电网、节能建筑、智能工业、智能农业、智能交通、智能物流、数字医疗、数字家居、安全监控和环境监测。在工业领域，物联网管理制造业的供应链，监测生产环境、优化生产过程用料和工艺、管理设备、监测产品全生命周期、监测环保指标、管理员工。在农业领域，物联网可用于农产品加工与农产品运输，牲畜管理，农用物资、农产品、农场、农药的管理等。

智能电网是物联网最常见的一个应用。因为发电与用电量不匹配，电网利用率很低。智能电网使用健壮的双向通信、高级传感器和分布式计算机来改善电力交换和使用的效率，提高可靠性。以前因发电量波动较大难以接入电网的风电、太阳能等分布式能源可以用于补助主网发电。

智能交通系统可以有效避免交通安全问题，提高交通运输效率。智慧物流系统利用RFID 实现对在途物品的跟踪。

第五章：物联网对世界发展的影响

方正平：物联网的本质是无线传感网，无线传感网是技术，物联网是经济。这一点就像英特网是技术，互联网是经济一样。也可以说，物联网是动脉与静脉，无线传感网是信息化的毛细血管。互联网对于生活的影响是架起人与人的沟通，从而改变了人们的生活方式。而物联网是架起物与物之间的沟通，这项技术对于生活的影响是多方面的，甚至可以说是无处不在的。想像一下，如果把物联网与互联网共融起来，那是怎么样一种结果，所以说，将来，物联网对于生活的影响是无处不在的。

田宁：网络的发展一日千里，互联网、移动通信网、电视网甚至是电网的“多网融合时代”已经来临，成为新世纪又一个发展机遇。物联网是多网融合时代的必然产物，它将人与人之间的沟通连接扩展到了人与物、物与物之间的沟通连接，智能化、网络化的生活将让人们工作、生活更加便捷和人性化。

莫凌飞：物联网技术将极大地改变我们生活的方式和效率，我们能随时随地的把握我们感兴趣的“物体”的信息，做出更合理的决定与控制。

计算机的出现使信息处理获得了质的飞跃，形成了信息技术第一次产业化浪潮，在我国催生了中关村园区;互联网和移动网的发展使信息传输获得了巨大提升，成为第二次产业化浪潮。以物联网为代表的信息获取技术的突破，将从虚拟信息空间、人人互联发展到对现实物理世界的感知，为信息传输和信息处理提供更为丰富的需求源泉和强大的发展助力，从而掀起第三次产业化浪潮。物联网作为以强大需求为牵引的前沿技术，将继续推动计算机、手机、网络产业的发展，并将使信息获取出现革命性的变化。

物联网和传感网是同一个东西，其精髓是“感知”;物联网给人类社会带来的影响和变革，可能要远远大于互联网;只有及早谋划、集中攻克核心技术，才能避免“起大早、赶晚集”的尴尬局面。

物联网正成为一个广泛关注的热点话题。今年8月7日，温家宝总理视察中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心时，指出要迅速在无锡建立“传感网中心”，或“感知中国”中心。

物联网的发展是一个崭新的行业，更是一个与时俱进的领域，它将带来什么影响，让我们拭目以待。

第六章：物联网通信的发展前景

业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。目前，美国、欧盟等都在投入巨资深入研究探索物联网。我国也正在高度关注、重视物联网的研究，工业和信息化部会同有关部门，在新一代信息技术方面正在开展研究，以形成支持新一代信息技术发展的政策措施。

中国移动总裁王建宙提及，物联网将会成为中国移动未来的发展重点。他表示将会邀请台湾生产RFID、传感器和条形码的厂商和中国移动合作。运用物联网技术，上海移动已为多个行业客户度身打造了集数据采集、传输、处理和业务管理于一体的整套无线综合应用解决方案。最新数据显示，目前已将超过10万个芯片装载在出租车、公交车上，形式多样的物联网应用在各行各业大显神通，确保城市的有序运作。在世博会期间，“车务通”全面运用于上海公共交通系统，以最先进的技术保障世博园区周边大流量交通的顺畅；面向物流企业运输管理的“e物流”，将为用户提供实时准确的货况信息、车辆跟踪定位、运输路径选择、物流网络设计与优化等服务，大大提升物流企业综合竞争能力。

此外，普及以后，用于动物、植物和机器、物品的传感器与电子标签及配套的接口装置的数量将大大超过手机的数量。物联网的推广将会成为推进经济发展的又一个驱动器，为产业开拓了又一个潜力无穷的发展机会。按照目前对物联网的需求，在近年内就需要按亿计的传感器和电子标签，这将大大推进信息技术元件的生产，同时增加大量的就业机会。

要真正建立一个有效的物联网，有两个重要因素。一是规模性，只有具备了规模，才能使物品的智能发挥作用。二是流动性，物品通常都不是静止的，而是处于运动的状态，必须保持物品在运动状态，甚至高速运动状态下都能随时实现对话。

美国权威咨询机构FORRESTER预测，到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30比1，因此，“物联网”被称为是下一个万亿级的通信业务。

第七章：结束语

当局域网出现的时候，和现在一样，有一种成为新兴产业浪潮的趋势，当时谁也没有想到它可以发展成为现在的互联网。而今，物联网和当时局域网一样的出现了，给我们带来了前所未有的发展前景，给我们带来了良好的发展机遇的同时，也为我们带来了无限的挑战，时代总是在这样的情况下发展起来。当第一次产业革命出现，我们来到了蒸汽时代，随后，我们进入了电器时代，第三次产业革命，我们步入信息科技时代，人们都说工业革命是变革世界的引擎，带来新的产物。

虽然物联网不是一次产业革命，但是它却有着与产业革命类似的效果，它的出现带来了许多新兴产业，将有一股强大的力量推动着人类前进的步伐，问题、机遇、挑战、前景，这样一系列的正反面问题的存在，将大大加速着社会的进步。物联网有利也有弊，相信，物联网最终会像互联网一样，成为人们生活的一部分。

第三篇：物联网通信技术心得体会

物联网通信技术实验心得体会

来到大学我的专业是物联网工程，这个看起来高大上的专业确实很高大上，物联网有广阔的前景，需要学习的科目也是很多的，通过了这几年对物联网的了解和学习，特别是在学习了物联网通信这门课之后让我更加了解了物联网，更加向往物联网的独特魅力。

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。由此，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。

因此，物联网的定义是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网被视为互联网的应用扩展，应用创新是物联网的发展的核心，以用户体验为核心的创新是物联网发展的灵魂。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。

物联网的本质概括起来主要体现在三个方面：一是互联网特征，即对需要联网的物一定要能够实现互联互通的互联网络；二是识别与通信特征，即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别与物物通信（M2M）的功能；三是智能化特征，即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。

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，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。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，它是一种建立在互联网上的泛在网络。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。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。

故由此知道通信在物联网中的地位，物联网主要是靠通信技术来传递信息。学习物联网通信这个学科我们做了很多的实验都是基于凌阳科技开发板来学习的。做的实验也是挺多的，通过实验使得我们更加的了解物联网通信。比如：io输入和输出实验，数码管的动态显示实验，定时器实验，单片机与PC机串口通信实验，无线通信实验，光照度传感器实验，ZigBee网络实验等。

通过实验我们理解了串口通信原理，掌握了CC2530单片机与PC机串口的通信的方法。了解了CC2530无线通信工作的原理和无线模块驱动的方法。也了解了ZigBee的星状网络结构等等。学习完了之后收货很丰富，学到很多通信方面的东西还有对物联网的应用实现更加的了解。

第四篇：物联网通信原理知识总结

IOT Revision Chap 1 通信系统

Part 1 Key Point 1.无线通信系统的模型

a)组成：

i.发送端：把各种可能转换的消息转换成原始电信号 ii.信道：信号传输的通道 iii.接收端：从接收信号中回复出相应的原始信号 iv.噪声源：信道中的噪声及分散在通信系统其他各处的噪声的集中表示 b)简化模型

i.一种简化模型

ii.模拟通信系统模型

两个概念：

·调制：发送端把连续消息变换为原始信号称为调制

·解调：接收端把原始电信号反变换为原连续消息称为解调 数字通信系统模型 iii.图中加密-解密，编码-解码和调制-解调并非必有，可根据需求定制

2.无线通信网络系统的分类及通信方式

a)分类： i.按消息的物理特性：电报通信系统、电话通信系统、数据通信系统、图像通信系统 ii.按调制系统：基带传输（将未经调制的信号直接传送）、调制传输（对各种信号变换方式后传输的总称）iii.按传输信号的特征：模拟通信系统、数字通信系统（按照信道中所传输的是模拟信号还是数字信号）iv.按传输信号的复用方式：

1.频分复用：用频谱搬移的方法使不同信号占用不同频率范围 2.时分复用：用脉冲调制的方法使不同的信号占据不同的时间分区 3.码分复用：用一组正交的脉冲序列分别携带不同的信号 传统的模拟通信中都采用频分复用。随着数字通信的发展，时分复用通信系统的应用越来越广泛。码分复用主要应用于卫星通信系统中。

b)通信方式： i.按消息传递的方向和时间关系

单工：消息只能单方向传输

半双工：通信双方都能收发消息，但不能同时进行收和发 全双工：通信双方可同时进行收发消息 ii.按数字信号排列的顺序分类

串行通信:数字序列以串行方式一个接一个在一条信道上传输，一般的远距离数字通信 并行通信：数字序列以成组的方式在两条或两条以上的并行信道上同时传输

iii.按通信的网络方式分类

专线通信（点对点通信）：通信网的基础网通信

3.信息的度量和计算

a)消息出现概率越小，它所含的信息量越大；反之信息量越小，且当P（x）=1时，I=0 b)若干个互相独立事件构成的消息，所含信息量等于各独立事件信息量的和

c)等概率离散消息的度量：

消息是M进制，则该消息的每个波形出现的概率就变成为1/M.所传递的信息量就为

非等概率离散消息度量：

在非等概率的情况下，设离散信息源是一个由n个符号组成的集合，称符号集。符号集中的每一个符号xi在消息中是按一定概率P(xi)独立出现的，又设符号集中各符号出现的概率为x1, x2, …, xn P(x1), P(x2), …, P(xn)且，Σ P(xi)= 1则x1, x2, „, xn所包含的信息量分别为－log2P(x1), －log2P(x2), „, －log2P(xn)于是，每个符号所含信息量的统计平均值，即平均信息量为

H(x)= P(x1)[－log2P(x1)] + P(x2)[－log2P(x2)] + „ + P(xn)[－log2P(xn)]=-ΣP(xi)log2P(xn)(bit/符号)由于H与热力学中的熵形式相似，故又称为信息源的熵，共单位为bit/符号 例题：非等概率等概率

4.通信系统的性能指标涉及：

a)有效性、可靠性、适应性、标准性、经济性和维护使用，其中通信的有效性与可靠性是其主要矛盾所在。b)有效性主要指:主要是指消息传输的“速度”，可靠性主要指消息传输的“质量”

Part 2 Practice Answer 1.数字通信有哪些特点？ ·传输的信号是“离散”或数字的 ·数字信号传输时，信道噪声或干扰所造成的差错原则上都是可以控制的 ·传输可以加密 ·由于数字通信传输的是一个接一个按节拍传送的数字信号单元（码元）因而接收端必须按与发送端相同的节拍接收 ·为了表达消息内容，基带信号都是按消息内容进行编组的（相当于文章要有标点符号）2.按消息的物理特征，通信系统如何分类？ · 电报通信 · 电话通信 · 数据通信

· 图像通信等系统

3.按调制方式，通信系统如何分类？

·基带传输（音频市内电话）和频带（调制）传输 4.按传输信息的特征，通信系统如何分类？ · 模拟通信和数字通信

5.按传送信息的复用方式，通信系统如何分类？ · 频分复用、时分复用、码分复用 6.通信方式如何确定的？

依据传输时是单向传输还是双向传输 或者不能同时双向但不同时候能双向传输

Chap 2无线通信

Part 1 Key Point 1.电波波段的划分及相应的传播特性

长波的传播特性：以表面波的方式传播，传播稳定性较好 中波的传播特性：以表面波和天波的方式传播

短波的传播特性：可用表面波、天波的方式传播，传播距离远

超短波、微波传播特性：只能用空间波、散射波和穿越电离层在外层空间的传播方式 a.长波：

传播特性：以表面波的方式传播，传播稳定性较好。缺点： 1）由于表面波衰减很慢，对其他的收信台干扰严重。2）天电干扰对长波的接收影响很大，特别是雷雨天气。

3）使用的发射机和天线一般体积庞大，但通信容量小，因此利用不广。利用：导弹、潜艇导航及地下、水下通信。b.中波: 传播特性 ：以表面波和天波的方式传播。对于波长2000～3000米的中长波，电离层对它的影响很小，电波可以获得稳定的场强。用于对飞机、舰船的导航通信。波长200～2000米的波段，电离层对它的吸收强烈，只能靠地表波传播。主要用于广播，称为广播波段。c.短波: 传播特性：可用表面波、天波的方式传播，传播距离远。

缺点：因表面波衰减快，天波传播距离远，会形成哑区（寂静区），通信容量小，通信质量不稳。

利用：是一种传统的远程和超远程通信方式。因设备简单，通信距离远，用于远距离的无线电通信和广播。d.超短波、微波

传播特性：只能用空间波、散射波和穿透电离层在外层空间的传播方式。缺点：接收信号随季节、昼夜和气象条件而有所变化。

利用：超短波由于频带较宽，广泛应用于电视、调频广播、雷达、导航通信等方面。微波频带更宽，用于多路通信，传输电视、电话、电报、高速数据等，以及地面至空间飞行器、空间飞行器之间或地球于外星球之间的通信、遥测、射电天文等。

2.大尺度路径损耗与小尺度衰落及多径效应

大尺度路径损耗包括反射，绕射，散射。

反射：电波在不同性质的介质交替处，会一部分发生反射，一部分通过 绕射：绕射使电波可绕物体表面传播

散射：实际移动无线环境中，接受的信号比单独绕射和反射模型预测的要强，这是因为当电波遇到粗糙表面时反射能量由于散射而散布于所有方向

小尺度衰落：指无线信号在经过短时间或短距离传播后，其幅度快速衰落，以至于大尺度路径损耗的影响可以忽略不计。

多径效应：指无线通信中，由于建筑、山脉、地面等物体对发射及发射出的电磁波的反射，使得接收机收到的信号包含有大量反射信号，这些反射信号通常称为多径信号。

3．无线通信的多址技术及各自特征

频分多址FDMA：是以不同的频率信道实现；指为每个用户指定了特定的信道，按要求分配给请求报务的用户，在呼叫和整个过程中，其他用户不能共享这一频段。

时分多址TDMA：是以不同时隙实现通讯；且每个时隙仅允许一个用户，要么接受要么发送。

码分多址CDMA：是以不同的代码序列来实现通信；它是扩频多址的一种，扩频多址可以抵抗多径干扰而增强多址功能。每个用户都有自己的伪随机码，而其他码字由于不相关而被认为是噪音

空间多址SDMA：是以不同方位信息实现多址通信。空间分址控制用户的空间辐射能量，如用定向波束来服务不同的用户。

Part 2 Practice Answer 1.简述电波波段的传播特性

长波的传播特性：以表面波的方式传播，传播稳定性较好 中波的传播特性：以表面波和天波的方式传播

短波的传播特性：可用表面波、天波的方式传播，传播距离远

2.简述无线通信系统设计需要注意哪些方面 频率复用 信道分配策略 切换策略 无线通信系统的干扰 中继和服务等级

频率复用：为了解决频率带宽有限的问题，必须对频率进行再利用，这称为频率利用。需要解决同频和邻频干扰等问题。

信道分配策略：分为固定分配策略和动态分配策略。其中固定分配策略是给小区分配一组预先确定好的信道，固定分配策略易遇到呼叫阻塞等问题，这时靠借用策略，即借用相邻小区的信道。动态分配策略是在每次呼叫请求来时，小区基站向移动交换中心请求一个信道。在通信结束后，这一信道又被归还，以便重复使用。

切换策略：当一个正在使用信道服务的移动平台从一个基站移动到另一个基站时，要求在服务不中断的情况下完成切换。因此，切换策略要优先于呼叫请求，同时必须指定一个最恰当的信号强度，避免产不不需要的切换。无线通信系统的干扰：需要解决同频干扰和邻频干扰问题。同频干扰可通过在物理上隔开一个最小距离来避免。邻频干扰可以通过精确滤波和信道分配来减小干扰

中继和服务等级：中继是指允许大量用户在一个小区内共享相对较小的信道，即从可用信道库中给每个用户按需分配信道。一旦服务结束，其占用的信道就立即回到可用信道库中。服务等级是用来测量在系统最忙的时间用户进入系统的能力，被用作某个中继系统的预定性能基准，定义为呼叫阻塞概率（表示为B，单位为Erlang），或是呼叫延迟时间大于特定排除时间的概率。

3.信道分配策略分哪几种，其不同点时什么

固定分配策略：固定分配信道，若所有信道被占用则呼叫阻塞，但也可以向相邻小区借用信道 动态分配策略：不固定分配信道，每次呼叫时，小区基站向移动交换中心请求一个信道

4.思考下快速移动和低速移动时，无线通信系统的切换策略需要考虑哪些因素

当一个正在使用信道服务的移动平台，从一个基站移动到另一个基站时，移动交换中心自动地将呼叫转移到新基站的信道上。一般情况下，切换策略都使切换请求优先于呼叫请求。尽可能让用户觉察不到。必须指定一个启动切换的最恰当信号强度，避免产生不需要的切换。实际切换时，需要注意到快速移动和低速移动不同，以减轻移动交换中心的负荷。基于上述原因，当用户快速移动时，可优先进行切换。而当用户低速移动时，可暂缓切换。

5.无线通信系统干扰主要来自哪些方面，如何降低干扰

同频干扰：频率复用意味着在一个给定的覆盖区域内，存在许多使用同一组频率的小区，即同频小区。同频小

区间的信号干扰称为同频干扰。

同频干扰不能通过增大发射功率来克服，因为这会干扰相邻同频小区，所以同频小区必须在物理层上隔开一个最小距离

邻频干扰：使用信号频率的相邻频率的信号干扰叫邻频干扰。

使用信号频率的相邻频率的信号干扰叫邻频干扰，该干扰是由于接受滤波器不理想造成的，可通过精确滤波和信道分配来减小干扰。即给小区分配信道频率时避免相邻，或给予分配的信道一定的频率间隔

降低功率来减小干扰

6．简述大尺度路径损耗和小尺度衰落及多径效应

大尺度路径损耗：一方面信号的反射、绕射、散射等现象使电波在传输过程中发生了能量损耗。另一方面，受

到建筑物、高山的阻挡也会造成阴影衰落。这两方面的影响是引发大尺度路径损耗的主要因

素。

小尺度路径损耗：简称衰落，指无线信号在经过短时间或短距离传播后，其幅度快速衰落，以至于大尺度路径

损耗的影响可以忽略不计。

7.简述无线通信多址技术 上述现象是由同一信号沿多个路径转播，以微小时间差到达接收机的信号的相互干涉引起的，也称为多径效应。频分多址：指为每个用户指定了特定的信道，按要求分配给请求报务的用户在呼叫的整个过程中，其他用户不能共享这一频段

时分多址：指把无线频谱按时隙划分，且每个时隙仅允许一个用户，要么接收，要么发送

码分多址：码分多址系统中，窄带信号被乘以叫作扩频信号的宽带信号。扩频信号是一个伪随机代码序列，此麻片速率比消息中的数据速率高若干个数量级。每个用户都有自己的伪随机码，而其他码字由于不相关而被认为是噪音。

空间分址：空间分址控制了用户的空间辐射能量，如用定向波束来服务不同的用户。

Chap 3近距离无线通信

Part 1 Key Point 1.近距离无线通信的分类及各自特点

低速近距离无线通信技术：

802.15.4：具备连接简单器件（传感器和激活器）的能力

802.15.4a:具备精确定位（精度1米以内）及跟踪支持等能力 高速近距离无线通信技术：

高速UWB，主要应用与无线个人网（WPAN）的超宽带技术，其目的是将电子设备间的物理连接替换为无线连接

2.无线局域网、蓝牙、ZigBee、RFID各自的特点及在物联网领域的应用

无线局域网：

优点：安装便捷、保用灵活、经济节约、易于扩展

应用：销售、物流、电力、服务、教育、证券、展厅、中小型办公室/家庭办公应用、企业办公楼间办公

蓝牙: 是一种低成本低速率近距离通信技术 特点：

工作在2.4GHz频带

采用高速跳频和时分多址的技术

采用权向纠错编码、ARQ（自动重复请求）、TDD（时分双工）和基带协议（速率1Mbps）

支持64kbps实时语音传输和数据传输

发射功率分别为1mW、2.5mW和100mW

使用全球统一48位设备识别码

出书距离为10-100cm,覆盖范围是相隔1MHz的79个通道

应用：移动电话和计算机等电子设备，汽车、医疗监护、智能住宅与办公室、小范围传感器网络

ZigBee: 优点：低功耗、端到端信息传输时延短、可靠数据传输、网络可拓展空间大、安全性较高、成本低、优良的网络拓扑能力

应用：家庭和楼宇自动化、医学、传感器、工业控制、农业、大型运输工具、道路交通安全

RFID: 优点: 快速扫描

体积小型化、形状多样化

抗污染能力和耐久性

可重复使用

穿透性和无屏障阅读

数据的记忆容量大

安全性高

应用：身份识别系统（身份证、通告证）、物流管理系统、商业交易系统

Part 2 Practice Answer 1.简述低速和高速近距离通信有什么异同与作用？

高速近距离无线通信技术：

高速UWB，主要应用于无线个人网（WPAN）的超宽带技术。其目的是将电子设备间的物理联线替换为无线连接。

例：数字化家庭网络，高速UWB的工作主要在IEEE 802.15.3a中进行，其数据率可以100Mbps以上。另一前景就是这样的个人终端可支持读取大量存放在服务器空间里的数据，也可利用本地设备随时构成一台属于自己的多媒体计算机。低速近距离无线通信技术：

802.15.4：具备连接简单器件（传感器和激活器）的能力。

802.15.4a：具备精确定位（精度1米以内）及跟踪支持等能力。例：适时跟踪公共汽车，以避免在烈日下等车。

2.简述无线局域网的构成和各自的功能

构成：接入设备（AP）、接入控制器（AC）、无线接入服务（AS）和各种无线网络终端

AP：将各个无线网络客户端连接在一起，实现大范围、多用户的无线接入

AC：将来自不同AP的数据进行汇聚并接入互联网，同时完成AP的配置管理、无限用户认证，管理及宽带、访问、切换、安全等控制功能。

AS：用于管理与控制无线局域网内提供。如IP电话、视频会议、电子邮件等。

3.简述无线局域网的网络结构及各自特点

无线网的网络结构：点对多、点对点、多对点、混合型等

点对点：常用与固定的要联网的两个位置间，优点是传输距离远、传输效率高、受外界影响小

点对多：常用于一个中心点。多个远端点的情况。最大的优点是组网成本低，维护简单，设备调试相对简单。缺点是使用全向天线，使用功率大大衰减，网速较低，对远端点的可靠性得不到保证。

混合型：适用于所建网络中有远距离的点、近距离的点，还有建筑物或地形阻挡的点，远距离的点采用点对点方式，近距离的多个点采用点多方式，有阻挡的点采用中继方式。

4.什么是蓝牙技术？其特点是什么？

蓝牙技术是一种低成本、低功率、近距离通信技术，主要用于移动电话、个人数字助理（PDA）、无线了耳机、笔记本电脑、相关外设之间可通过蓝牙连接，进行无线信息的传输与交换。

蓝牙技术是由蓝牙联盟制定的，其标准如下： 工作在2.4GHz频带；

采用高速跳频和时分多址（每时隙为0.625μs）技术； 使用权向纠错编码、ARQ、TDD和基带协议（速率1Mbps）； 支持64kbps实时语音传输和数据传输； 发射功率分别1mW、2.5mW和100mW； 使用全球统一48位设备识别码；

传输距离为10cm-100m，覆盖范围是相隔1MHz的79个通道。

5.简述ZigBee的协议层的构成及各自的功能 物理层（PHY Layer）：

收发信机状态控制，即激活（Activation）或者禁止（Deactivation）；

能量检测（ED：Energy Detection），指对当前信道接收信号功率的检测，其结果为高层的信道选择提供依据；

链路质量指标（Link Quality Indication，LQI），指接收数据包强度及质量的指标，通过测量接收机ED或估计SNR 或两者的结合获得，该指标可以作为量化网络性能的一个尺度；

空闲信道评估（CCA），用于在采用CSMA-CA接入信道过程中提供空闲信道信息；

信道频率选择；

数据发送及接收。媒体访问控制层（MAC Layer）：

实现帧结构、信标（beacon）的生成及同步；

实现PAN的关联（Association）与取消关联（Disassociation）机制；

用于支持自组织目的，可支持自动建立星状网，还允许自组织对等网；

支持设备安全加密；

提供三级安全性：无安全性方式、接入控制清单（ACL）、属于高级加密标准（AES）的对称密码；

CSMA-CA信道接入机制；

保障时隙（Guaranteed Time Slot，GTS）机制；

建立可靠链接。网络层（NWK Layer）：

网络层主要功能：

设备加入和离开网络；

基于每个帧提供安全机制；

路由、路由的发现和维护；

邻居节点设备的发现；

邻居节点设备的信息登记。应用层（Application Layer）：

应用层由应用支持子层（Application Support，APS）、ZigBee设备对象层（ZigBee Device Object，ZDO）和应用 框架（Application Framework，AF）构成。

6.简述RFID的网络架构及各自的功能

信息接入层：标签、阅读器及边缘节点，完成数据采集功能。

信息分析层：包括EvenSever，对上报的数据进行过滤，分析处理。对上的命令进行解析。信息传递层：可以是TCP/IP、NGN网络，或某种闭环网络。根据应用类型进行选择 业务应用层：包括网络管理服务器、AAA（鉴权、认证）、应用服务器、命令解析服务器、物品地址解析服务器及数据库等。

7.简述RFID标签的种类及各自的特点以及关键技术

被动式：没有内部供电电源，其内部集成电路用过收到的电磁波进行驱动。当标签接收到足够强度的讯号时，可以向读写器发出数据。价格低廉，体积小、无需电源。目前市场多以被动式为主。被动式射频标签受传播衰减影响，读取距离受限。

半被动式：在被动式上加上了一颗电池，反应速度更快。距离更远，效果更好。

主动式：具有内部电源能供应内部IC所需电源。拥有较长的读取距离和可容纳较大的内存容量，可以用来存储读取器所传送来的一些附加讯息。

Chap 4中远距离无线通信技术

Part 1 Key Point 1.微波通信系统的构成、通信方式及特点、衡量用性能指标

数字微波系统构成：用户终端、交换机、数字复用终端机、微波站 通信方式：一点对多点微波通信方式，是一种分布式无线通信 特点： 传输容量大

抗干扰性强，整个线路噪声不累积 保密性好

便于组成数字通信网 设备体积小、功耗低 容易穿越复杂地形 抗灾害能力强 性能指标：传输容量频带利用率传输质量

传输质量：位误码率：Pb=错误接受的比特数/信道传输的总比特数

码元误码率：PB=错误接受的码元数/信道传输的总码元数

2.短波通信的方式及特点

方式：

·利用频率为3-30MHz的电磁波进行无线电通信

·主要通过地波传播及天波传播 特点：

·通信距离远 ·短波信道拥挤 ·信道具有时变性

3.卫星通信系统的构成、通信方式及特点

构成：通信卫星地球站

·通信卫星：

天线系统：包括通信天线、遥测、指令天线（波束有全球覆盖、区域覆盖、点波束、多点波束等类型）

通信转发器：任务是把接收到的地球信号放大，并用变频器变换成下行频率信号，再发出

·地球站：

包括地球站到卫星和上行链路和卫星至地球站的下行链路

由于传输距离远，需要发出大功率的信号

同时地球接收站必须采用低噪音高增益放大器

需要具有自动跟踪和伺服系统

特点：

·通信距离远，覆盖面积大，不受地理条件限制 ·以广播方式工作，便于实现多址连接 ·信道稳定，通信质量高 ·机动性能好

4.WiMAX的系统构成及关键技术

WiMAX是一种高速无线数据传输网络标准，主要用于城市网络，采用IEEE802.16标准。构成：

传输单元：类似于一个移动电话的蜂窝单元，即把一定的地理范围划分为一个无线电波可覆盖的区域，区域间的重叠部分称为传输单元，用户设备可通过传输单元从一个区域过渡到另一个区域 主要设备：基站和用户设备

应用范围：支持移动、便携和固定服务 关键技术：

Part 2 Practice Answer

1.数字微波通信的特点是什么？

数字微波通信又分为PDH（准同步数字体系列）和SDH（同步数字系列）微波通信

特点：传输容量大；频带宽，一个信道可同时传输若干路数字信号；抗干扰性强，整个线路噪声不累积； 每次中继时会除掉干扰噪声；保密性强；数字信号易于加密；微波天线方向性好；便于组成数字通信网；设备体积小、功耗低；容易穿越复杂地形；抗灾害能力强。

2.如何评价微波通信和传输质量？

传输容量：

位传输速率Rb，即每秒传输的信息量，单位为bps 码元传输速率RB，即每秒传输的码元数，单位为Bd 频带利用量：

传输速率与所占信道频带的关系，公式为η = 信息传输率 / 频带宽度 b(s·Hz)传输质量：

位误码率：Pb = 错误接收的比特数信道 / 传输的总比特数

码元误码率：PB = 错误接收的码元数 / 信道传输的总码元数

3.同步数字体系是什么？简述其技术关键

SDH全称叫做同步数字传输体系（Synchronous Digital Hierarchy）,是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，采用了高速多态调制解调技术、自适应交叉极化干扰抵消（XPIC）技术、高线性功率放大器和自适应发射功率控制、自适应频域和时域均衡技术及智能天线、编码调制与前向纠错技术等关键技术。

4.什么是短波通信？简述短波通信的特点。

利用频率为3～30MHz的电磁波进行的无线电通信。主要通过地波传播和天波传播，由于地波信号沿地球表面进行传播，衰减较大，只能进行近距离传播。而天波信号依靠电离层反射来传播，可实现远距离传播。

特点：

通信距离远：通过天波传播的单跳反射最大可过3500km，多次反射可达数万公里。

短波信道拥挤：可用频率资源只有20MHz左右，且载频低、可用频带窄、容量小；信道具有时变性。

大气形成的电离层时高时低、多变化，且易受太阳黑子的影响，故不够稳定。

5.简述短波信号在电离层中的传播特性

多径延时差：短波通过多径传播到达接收端的时间有先后，最长和最短路径的延时之差称为多径延时差； 衰落：由于多径信号在接收端的叠加，使接收信号强度随机起伏，即信道产生衰落；

多普勒扩展和延时扩展：时变多径信道会对所传输的信号造成频谱上的扩展和信息符号时间上的扩展，前者称为多普勒扩展，后者称为延时扩展。

6.卫星通信系统由什么构成？简述各自的功能。

卫星通信系统由通信卫星、地球站、轨道与通信频段，以及监测管理系统构成。通信卫星由天线系统及通信转发器组成。

天线系统：包括通信天线、遥测-指令天线；波束有全球覆盖、区域覆盖、点波束、多点波束等类型。通信转发器：任务是把接收到的地球站信号放大，并用变频器换成下行频率信号，再发出。可细分为：

变频转发器：将输入信号直接放大后变频为下午频率；

处理转发器：将输入的数字信号，经微波放大和下变频后，变为中频信号；再进行解调和数据处

理，得到基带数字信号；然后再经调制，上变频到下午频率，经功放后发出。

轨道与通信频段：分别指卫星运行的地球轨道，和通信使用的频段。

监测管理系统：对卫星的轨道位置进行测量和控制，以保持预定轨道；前对所有通信卫星有效载荷（转发 器）的通信业务进行监测管理，以保持整个系统的安全、稳定运行。7.试比较WiMAX与Wi-Fi的优劣

传输范围：WiMAX可使用许可与公用频段，Wi-Fi使用公用频段，Wi-Fi的功率大约是WiMAX的1/百万； 传输速度：理论上WiMAX是324Mbps，Wi-Fi是300Mbps； 安全性：均使用WPA2标准的加密，安全性有保障；

移动性： WiMAX在支持移动接入时，需要牺牲传输速度和覆盖范围；Wi-Fi不支持两个基地间的切换； 网络对比： WiMAX主要基于许可频段的服务，与Wi-Fi竞争的可能性较小。

Chap 5移动通信网络

Part 1 Key Point 1.1G到4G蜂窝移动通信的不同点

第一代：模拟移动通信系统，只有语音通信 第二代：数字移动通信系统，可数据通信，可连接ISDN和非ISDN终端 第三代：宽带移动通信系统，可实现多媒体通信、移动互联网接入

第四代：新一代宽带移动通信系统，进一步提高了频谱的利用率，扩大了系统容量，统一了制式，提高了保密性能；提供更高速率的多媒体通信能力；逐步向IP交换过度

2.蜂窝移动通信系统的基本构成及特点

构成：

移动用户终端（MS）：移动用户使用的通信终端：1G只有语音通信；2G可数据通信，可连接ISDN和非ISDN终端；3G可实现多媒体通信、移动互联网接入

基站子系统（BSS）：由无线基站（BS）完成与移动用户终端的无线通信收发，并受移动交换中心控制

基站控制器（BSC）：对一个或多个基站进行控制

移动交换中心（MSC）：对区域内的无线收发设备（包括基站和移动台）进行控制和实现交换功能，提供移动通信系统与公用电话网（PSTN）间的接口

3.集群通信网络的构成及特点

构成： 基站（BS）：最基本的系统模块。由无线收发信道机（BTS）、基站控制器（BSC）、天馈系统和电源设备 控制交换中心（SCN）：监测和控制系统操作，可控制多个基站，一个基站也可被多个SCN控制 用户终端（SU）：用于在移动中或停留在某个地点进行通信的用户台，含移动终端（MS）和固定终端（LS）网络管理终端（CNM）：实现用户终端和基站的配置、故障诊断及业务管理 调度台：对移动台进行指挥、调度和管理。分为无线和有线

天馈设备：有高增益全向天线及收发信滤波器、隔离器等无源部件组成 特点：

1.是多个用户（部门、群体）共用一组无线电信道，并动态地使用这些信道的专用移动通信系统 2.采用多信道共用和动态分配信道技术，主要为团体用户提供指挥高度业务 3.具有频率利用率高，接通迅速，能实现群呼组呼等优点

4.语音通信采用PTT（Push to Talk）按键，被叫无须摘机；多以单工或半双工为主

4.三种典型的集群通信系统的比较

TETRA集群通信系统

①由欧洲电信标准研究所于1995年正式确定 ②基于数字时分复用（TDMA），提供了一系列开放接口、呼叫服务和协议 ③不仅提供了一对一全双工移动电话服务，还可提供短数据信息服务、分组数据服务及一对多群、组的调度功能 ④适用于公安、消防、急救中心、机场、港口、铁路、出租车和公共汽车调度、城市地铁、高速公路管理 ⑤每个25kHz载波内可容纳4个时分信道，同时支持4路语音或数字信号 ⑥具有语音和数字加密功能 IDEN集群通信系统

①1994年，由摩托罗拉推出的集语音和数字传输为一体的集群通信系统 ②采用TDMA技术，在25kHz信道上可同时传送6路数字信号 ③具有蜂窝无线电话、调度通信、无线寻呼及无线数据传输功能④语音编码采用矢量和激励线性预测编码技术（VSELP），提高了语音输出的质量，改善了覆盖边缘区的语音效果 ⑤目前使用范围遍及亚洲的日、韩、菲、新加坡、以色列和美洲的美国、加拿大、墨西哥、哥伦比亚、巴西、阿根廷和秘鲁等，用户已超过3000万 GoTa集群通信系统

①由我国的中兴公司自主推出的开放式集群通信系统 ②基于CDMA技术，具有容量大、覆盖面广、抗干扰能力强等特点 ③功能包括一对一私密呼叫、一对多群组呼叫、动态重组、强拆强插、迟后接入、呼叫显示、通话显示、呼叫前转；数据业务包括数据业务、消息类业务及定位业务 ④提供成熟的传统移动通信业务；实现集团虚拟专用网（VPN）

调查一下身边的蜂窝移动通信系统，从功能、结构和性能特点等方向进行相互比较。

Chap 6移动自组织网络

Part 1 Key Point 1.移动自组织网络的概念与特点

概念：

①移动自组织网络（Mobile Ad-hoc Network, MANET），属对等式多跳移动通信网络

②由一组无线移动节点组成，不依赖现有的基础设施，所需人工干预少，没有任何中心，且自组织、自愈 ③移动自组织网络可以通过无线连接构成任意的网络拓扑，且能独立工作，能与互联网或蜂窝移动通信系统连接

④自组织网络一般不适合于作为中间传输网络，只允许产生于或目的是网络内部节点的信息进出，而不让其他信息穿越本网络

⑤由于受传输范围影响，自组织网络往往要通过多个中间环节，又称为多跳无线网、自组织网络、无固定设施网络或对等网络 特点：

网络自组织性：在任意时间、地点搭建，自动探测网络拓扑信息，自动选择传输路由，自动控制通信 分布式控制方式：建立在对等节点之上，没有控制中心

网络拓扑的动态变化：移动节点间通过无线信道所形成的网络拓扑结构随相互干扰和地形变化等影响而变化

有限传输带宽：受信道竞争时的信号衰落、碰撞、阻塞、噪声干扰的影响，带宽变得更窄 多跳路由：由于节点覆盖范围有限，需要经中间节点转发

移动节点的计算性能有限：受CPU、内存和供电能力限制 安全性较差：数据信息易受窃听，网络易受攻击

存在单向无线信道：两个节点发射功率不同时，强的一方接收不支弱的一方的信号 生存时间较短：临时搭建的，随任务的完成而消失

供电问题突出：一般用电池供电，长时间工作需要解决电池问题 2.移动自组织网络的拓扑结构

原则：

网络中各节点可以直接或经过转接而相互连通

不允许存在不与其他节点相连的孤立节点

不允许存在一部分节点与另一部分节点不相连的情况 随机拓扑结构

所有的节点都具有收发信息的功能 所有的节点随机分布，并可动态变化

分群结构

所有节点都具有相同的功能，并能在预定的通信区域 内随机分布

若干个节点组成一个子群，每个子群内是单跳网 群首：子群中编号最小的节点

信关：为相邻子群的群首提供链路的节点，处于相邻子 群的重叠区域。若重叠部的节点多于1个，则编号小的 节点被指定为信关

普通节点：子群中不为群首和信关的其他节点 多个子群相互链接以覆盖整个区域

3.移动自组织网络的隐藏终端和暴露终端问题

隐藏终端：

节点ACB相连，但节点C相对于节点A为隐藏终端，当A向B发送信号时，可能会遇到节点C也在向B发送信号，造成节点B丢失双方信号

暴露终端：

节点ABCD为串联链路，节点B相对于节点C为暴露终端

当节点B向节点A发送CTS控制报文时，节点C认为自己可以向节点D发送CTS控制报文，但当节点反馈的CTS会与B发送的数据报文在节点C发送冲突，于是节点C无法和节点D成功握手

4.四类单播路由协议基本原理

表驱动路由协议：WRP、DSDV、OLSR 按需驱动路由协议：AODV、DSR 混合路由协议：ZRP、CBRP 基于定位的路由协议：LAR、GPSR（具体内容另外理解记忆）

Part 2 Practice Answer

1.什么是移动自组织网络？

通常是由一些公平对等的无线移动节点，按照一定的规则自动组建的网络 不需要固定基础设施就可以在节点间建立有效通信 网络节点的连接关系可以是动态的

适合于传感器网络、移动办公会议、个人局域网、智能家庭等领域

移动自组织网络可以通过无线连接构成任意的网络拓扑，且能独立工作，能与互联网或蜂窝移动通信系统连接；自组织网络一般不适合于作为中间传输网络，只允许产生于或目的是网络内部节点的信息进出，而不让其他信息穿越本网络；由于受传输范围影响，自组织网络往往要通过多个中间环节，又称为多跳无线网、自组织网络、无固定设施网络或对等网络。

2.简述移动自组织网络的特点？

网络的自组织性：在任意时间、地点搭建，自动探测网络拓扑信息，自动选择传输路由，自动控制通信 分布式控制方式：建立在对等节点之上，没有控制中心

网络拓扑的动态变化：移动节点间通过无线信道所形成的网络拓扑结构相互干扰和地形变化等影响而变化 有限传输宽带：受信道竞争时的信号衰落、碰撞、阻塞、噪声干扰的影响，带宽变得更窄 多跳路由：由于节点覆盖范围有限，需要经中间节点转发 移动节点的计算性能有限：受CPU、内存和供电能力限制 安全性能较差：数据信息易受窃听，网络易受攻击

存在单向无线信道：两个节点发射功率不同时，强的一方接收弱的一方的信号 生存时间较短：临时搭建的，随任务的完成而消失

供电问题突出：一般用电池供电，长时间工作需要解决电池问题

3.简述移动自组织网络的拓扑及特点？

网络中各节点可以直接或经过转接而相互连通 不允许存在不与其他节点相连的孤立节点

不允许存在一部分节点与另一部分节点不相连的情况

随机拓扑结构：所有的节点都具有收发信息的功能；所有的节点随机分布，并可动态变化。

分群结构：所有节点都具有相国的功能，并能在预定的通信区域内随机分布。若干个节点组成一个子群，每个子群内是单跳网；

群首：子群中编号最小的节点；

信关：为相邻子群的群首提供链路的节点，处于相邻子群的重叠区域。若重叠部的节点多于1个，则编号小的节点被指定为信关；

普通节点：子群中不为群首和信关的其他节点。多个子群相互链接以覆盖整个区域。

4.什么是移动自组织网络的隐藏终端和暴露终端问题？

隐藏终端：

节点ACB相连，但节点C相对于节点A为隐藏终端，当A向B发送信号时，可能会遇到节点C也在向B发送信号，造成节点B丢失双方信号

暴露终端：

节点ABCD为串联链路，节点B相对于节点C为暴露终端

当节点B向节点A发送CTS控制报文时，节点C认为自己可以向节点D发送CTS控制报文，但当节点反馈的CTS会与B发送的数据报文在节点C发送冲突，于是节点C无法和节点D成功握手

5.简述移动自组织网络的路由协议的分类及区别

表驱动路由协议：WRP、DSDV、OLSR 按需驱动路由协议：AODV、DSR 混合路由协议：ZRP、CBRP 基于定位的路由协议：LAR、GPSR（具体内容另外理解记忆）

移动自组织网络的路由问题较固定网络复杂，需要满足下述要求：节点自由移动、信号衰减、有限带宽、信号干扰；要求路由协议必须采用分布式操作；尽量支持单向链路；避免出现路由环路。因此其路由协议有如下选择。

表驱动路由协议：新节点加入时更新快；有先驱节点记录，可避免路由环路。但信息表过多，加重节点负

担，且不允许节点睡眠，耗电量加大，占用网络带宽。

按需驱动路由协议：当向目的节点发送封包时，原节点才在网络中发起路由查找过程，找到相应的路由。虽可提供最新和最短跳数路由，但建立路由时开销较大。

混合路由协议：一种混合路由协议，综合了先应式路由协议和反应式路由协议。每个节点的区域内部使用路由表，在区域外部使用路由发现程序，利用区域的本地路由信息来获取路由。基于定位的路由协议：一种典型的利用地理位置信息的路由协议。中间节点收到路由查询报文后，判断自己是否在上一节点的寻找区域内，如果在则转发，不在则丢弃。由于利用位置信息限制路由查询报文的洪泛范围，路由开销较小。

6.简述移动自组织网络的QoS保障技术

QoS体系结构

传统的互联网QoS技术不再适用于移动自组织网络

新要求：业务区分能力，提供定性的QoS支持；开销小，对节点存储和处理能力要求低；分布式实施；自适应能力

QoS信令

RSVP（资源预留协议）是互联网中相当成熟和标准化的QoS信令协议，其移动性的扩展主要集中在为蜂窝网络提供QoS，解决小区的平滑切换和重路由。要求以少的信令开销迅速建立流预约；在拓扑发生变化时能维护活跃的流

QoS路由

移动自组织的QoS路由刚起步，其自身的特点使蜂窝网络等QoS路由不能简单套用：移动自组织网络的拓扑性使节点间链路状态的获取与维护变得困难；多约束的QoS路由选择更困难；单向信道的存在使QoS路由协议设计更困难基于共享机制的信道造访易造成信道阻塞；自身特性决定其QoS路由协议不能太复杂 QoS MAC协议

需要设计MAC QoS协议来高效地调度分组和使用带宽，及时响应网络拓扑的变化；在不影响其他节点的的前提下实现自身的QoS要求

Chap 7电信网络

Part 1 Key Point 1.AMPS和ETACS的系统概述和呼叫处理

概述：

①在无线传输中采用了频率调制

②每个无线信道实际由一对单工信道组成，彼此分隔45MHz ③需要建立高塔来支撑接收和发射天线，发射天线功率通常为数百瓦

④每个基站由控制信道发射器和接收器，以及8个以上FM双工语音信道组成（商用基站可达57个语音信道）

呼叫处理：

2.GSM系统的体系结构、信道分类及各自特点、帧结构及信号处理 体系结构：

基站子系统（BSS）：提供并管理移动台和移动业务交换中心之间的无线传输通道。每个BSS包括多个基站控制器（BSC），BSC经由MSC将MS连接到NSS 网络子系统（NSS）：NSS管理着系统的交换功能，允许系统工种师对GSM的所有方面进行监视、诊断和检修。该子系统与其他GSM子系统内部相连，仅提供给负责网络业务设备的GSM运营方

操作支持子系统（OSS）信道分类：

1）业务信道（TCH）：数字化的用户编码语音或用户数据，在前向链路和反向 链路上具有相同的功能和格式 业务信道又分为：

（1、全速率TCH：用户数据包含在每帧的一个时隙内

（2、半速率TCH：用户的数据映射到相同的时隙上，但是在交替帧内发送 2）控制信道（CCH）：在基站和移动站之间传输信令和同步指令 控制信道又分为：（1、广播信道（BCH）

在每个小区 中指定的ARFCH前向链路上运行，仅在某些GSM帧的第一时隙发送数据，只使用前向链路

广播控制信道（BCCH）：广播小区和网络识别、小区运行特征（控制信道结构、利用率和阻塞）、信道列表等消息。一个控制复帧的第二帧到5帧为BCCH数据

频率校正信道FCCH）：是一个特定的数据突发序列，占用第一个GSM帧的TS 0，在控 制信道复帧中每10帧重复一次，用于同步用户内部频率与基站的频率

同步信道SCH）：出现在FCCH帧后的帧中的TS 0内，当允许移动台与基站进行帧同步 时，SCH用来识别服务基站（2、公共控制信道（CCCH）

在广播信道的ARFCN上，每个没有被BCH或空闲帧使用的GSM帧的TS 0被公共控制信道占用

寻呼信道PCH）：从基站向小区内移动台提供寻呼信号，通知指定的移动台接收发自PSTN 的呼叫，也可提供小区广播的ASCII文本消息

随机接入信道RACH）：是一个反向链路信道，用来让用户接收来自PCH的寻呼，也可 用 来使移动台发出一个呼叫

接入认可信道AGCH）：被基站用来向移动台提供前向链路通信，载有使移动台在特定 物理信道中运行的数据

（3、专用控制信道（DCCH）

为双向信道，用于提供用户所需的信令服务

独立专用控制信道SDCCH）：载有信令业务数据，这些数据在移动台与基站相连后，基 站分配TCH之前，被认为是一个中间的、暂时信道，用来接收BCH新完成的呼叫

慢速辅助控制信道SACCH）：在前向链路上用来向移动台发送慢速但规则变化的控制信 息；在反向链路上载有接收信号长度、TCH的质量以及邻近小区的BCH测量结果

快速辅助控制信道FACCH）：载有紧急信息（如切换要求）

帧结构：（大概看下就行）

信号处理：（需要理解）

3.CDMA的信道特点

1）码分多址（CDMA）较TDMA和FDMA具有一些优越性，与被广泛使用的一些蜂窝系统的频带兼容，可较经济地生产出用于双模式运行的移动台和基站

2）通话小区内用户使用相同的无线信道，邻近小区内的用户也可使用相同的无线信道 3）完全取消对频率规划的要求

4.DECT和PACS的体系结构

DECT体系结构：

1）与ISDN相似，但不同于AMPS和GSM等蜂窝标准，是为无线本地环路或城市区域接入而设计的 2）根据便携台接收的信号来动态分配信道，只提供普通速度的越区切换 3）物理层：采用FDMA/TDMA/TDD无线传输方式 4）媒体接入控制层（MAC）：包括一个寻呼信道和一个控制信道 5）数据链路控制层（DLC）：负责向网络层提供可靠的数据链路，并对每个用户将逻辑物理信道划分成时隙，同时对时隙提供格式化的纠错检错。

6）网络层：即DECT的主要信令层，提供呼叫控制、电话交换业务，及面向连接的消息业务和移动性管理。

PACS的体系结构： 1）用户单元（SU）：可是固定部分也可是便携部分 2）无线接口（RP）：连接到无线端口的控制单元RPCU 3）接入管理（AM）：其中接口A是空中接口，提供SU 和RP的联接；接口P提供通过RP连接SU和RPCU所要求的协议，且接口P通过一个嵌入操作信道（EOC）来连接RPCU及BP

Part 2 Practice Answer 1.下列说法哪个对GSM来讲是不正确的？

a.上行链路和下行链路信道频率间隔为45MHz。b.一个时隙中有8个用户。

c.GSM调制器的蜂值频移是GSM数据速率的整数倍。

d.GSM采用了恒包络调制

2.GSM系统中，每个小区能提供多少个全速率物理频道？

GSM均使用专为系统保留的两个25MHz的频段，即前向链路和反向链路。前向与反向有效频段被划分为200kHz宽的信道，该信道以绝对无线频率信道号标志（ARFCN），一个信道号代表一对前向、反向信道，两者间隙为45MHz，且每个信道在8个TDMA用户里是时间共享的。

则，一个链路被可被分为信息数：25MHz / 200kHz = 125 由于每个信道在8个TDMA用户里是时间共享的，所以全速率物理频道数为：125 * 8 = 1000 3.下列AMPS信道中，哪个是空白-突发信道？

A.慢速辅助控制信道（SACCH）

B.反向语音信道（RVC）

C.寻呼信道（PC）

D.广播控制信道（BCCH）

E.快速辅助控制信道（FACCH）

4.在DECT系统上用户传输数据的最大速率是多少？

kbps

5.对每一个DETC系统，在室外有明显多径影响的环境中，可能会出现什么情况？解释你的答案，并给出定性分析。

6.下面哪个系统是基于微小区结构的。选择一项：

A.CDMA

B.IS-95

C.USDC

D.GSM

E.DECT Chap 8 异构网络协调通信 Part 1 Key Point 1.异构网络的特征及研究发展趋势 特征：

1）异构网络是一种由不同类型的网络协议或不同的接入技术所组成的混合型网络系统 2）异构网络可由不同制造商生产的网络设备和系统组成 3）异构网络中的不同类型的网络通过路由器连接

4）构建异构网络时，不应该修改现有的网络协议 异构网络之间的协作和融合是研究发展的趋势。

2.软件无线电技术

无线网络的异构性体现在底层物理技术方面的空中接口差异性 软件无线电是一种基于数字信号处理(DSP)芯片，以软件为核心的崭新的无线通信体系结构。宽带/多频段天线、A/D/A转换器件、DSP（数字信号处理器）技术及实时操作系统是软件无线电的关键技术。软件无线电（Software Defined Radio,简称SDR），就是采用数字信号处理技术，在可编程控制的通用硬件平台上，利用软件来定义实现无线电台的各部分功能：包括前端接收、中频处理以及信号的基带处理等等。即整个无线电台从高频、中频、基带直到控制协议部分全部由软件编程来完成。

3.认知无线电技术

1）1999年，由瑞典的一位学者提出，作为软件无线电的发展，认知无线电继承了软件无线电的开放性、标准化和模块化思路，可以智能感知周围的无线电环境特征

2）认知无线电可通过智能感知，动态地检测和有效地利用空闲频谱，并能根据一定的学习和决策算法，自适应地改变系统工作参数

3）可根据不同网络的空中接口，实时调整自身参数与之适配，因而不需改变现有网络的结构及协议

Part 2 Practice Answer 1.简述何为异构网络

异构网络是一种由不同类型的网络协议或不同的接入技术所组成的混合型网络系统 异构网络可由不同制造商生产的网络设备和系统组成 异构网络中的不同类型的网络通过路由器连接 构建异构网络时，不应该修改现有的网络协议

2.简述异构网络面临哪些问题

异构网络融合的参考模型或体系结构 异构网络的泛在移动性管理 异构无线网络的空中接口互连 异构网络的联合无线资源管理 异构网络的服务质量（QoS）管理

3.寻找一个身边与异构网络相关的事例，说明其具备哪些异构网络的特征，还有哪些方面的问题需要解决。

第五篇：物联网

组成：宇宙空间部分：由24颗人造卫星构成，其中21颗工作，3颗备用。24颗卫星均匀分布在6个轨道面上，使地球表面任何地方在任一时刻都有至少6颗卫星在视线之内，可达到准确定位和跟踪。4

地面监控系统：由1个主控站、6个监测站、4个地面天线组成。负责收集由卫星传回的信息，并计算卫星星历、相对距离，大气校正等数据。

用户设备部分：即用户GPS信号接收机，主要功能是接收GPS卫星发射的信号，以获得必要的导航和定位信息，经数据处理，完成导航和定位工作

原理：GPS使用24颗人造卫星所形成的网络来三角定位接受器的位置，并提供经纬度坐标，可以达到准确定位。但GPS定位的位置需要在可看见人造卫星或轨道所经过的地方，因此只用于室外定位。

组成：GPS手机+网络基站+位置服务器+GPS

原理：1）AGPS手机将其的基站地址通过网络传输到位置服务器； 位置服务器将与该位置相关的GPS辅助信息（包含GPS的星历和方位俯仰角等）传输到手机；2）手机的AGPS模块根据辅助信息（以提升GPS信号的第一锁定时间能力）接收GPS原始信号； 3）手机解调GPS原始信号并计算手机到卫星的距离，通过网络传输到位置服务器；4）位置服务器据此完成对GPS信息的处理，估算手机的位置，并通过网络传输到定位网关或应用平台，完成手机用户的定位。

特点: 低功耗、成本低、时延短、网络容量大、可靠、安全

网络的拓扑结构主要有三种，星型网、网状（mesh）网和混合网。星型网是由一个PAN协调点和一个或多个终端节点组成的。

PAN协调点必须是FFD，它负责发起建立和管理整个网络，其它的节点（终端节点）一般为RFD，分布在PAN协调点的覆盖范围内，直接与PAN协调点进行通信。星型网通常用于节点数量较少的场合。

结构：Zigbee的体系结构由称为层的各模块组成。每一层为其上一层提供特定的服务：即由于数据服务实体提供数据传输服务；管理实体提供所有的其他管理服务。每个服务实体通过相应的服务接入点（SAP）为其上层提供一个接口，每个服务接入点通过服务原语来完成所对应的功能。

4.物联网概念及层次结构：

定义：把任何物品通过射频识别（RFID），红外感应器，全球定位系统，激光扫描器 等信息传感设备，按约定的协议与互联网连接起来，进行信息交换和共享，以实现智能化识别和管理的一种网络。

层次结构：物联网应用层（行业应用系统、行业应用平台），物联网网络层（业务支撑平台、核心网络、接入网络），物联网感知层（定位授时、摄像监控、传感器网、M2M终端、RFID读写）

RFID的结构：从结构上讲RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器和很多应答器组成。

RFID的组成：：由天线，耦合元件及芯片组成，一般来说都是用签作为应答器，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。阅读器：由天线，耦合元件，芯片组成，读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可设计为手持式rfid读写器（如：C5000W）或固定式读写器。

应用软件系统 ：是应用层软件，主要是把收集的数据进一步处理，并为人们所使用。

原理：标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者由标签主动发送某一频率的信号，解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

6.三要素：传感器、感知对象、观察者

特征：传感器网络是集成了监测、控制以及无线通信的网络系统，节点数目更为庞大(上千甚至上万)，节点分布更为密集；由于环境影响和能量耗尽，节点更容易出现故障；环境干扰和节点故障易造成网络拓扑结构的变化；通常情况下，大多数传感器节点是固定不动的。另外，传感器节点具有的能量、处理能力、存储能力和通信能力等都十分有限。传统无线网络的首要设计目标是提供高服务质量和高效带宽利用，其次才考虑节约能源；而传感器网络的首要设计目标是能源的高效利用，这也是传感器网络和传统网络最重要的区别之一。

关键技术：节点自定位技术、时间同步技术、（3）数据融合技术、（4）网络安全技术

概念：M2M是machine-to-machine的简称，即“机器对机器”的缩写，也有人理解为人对机器(man-to-machine)、机器对人(machine-to-man)等，旨在通过通信技术来实现人、机器和系统三者之问的智能化、交互式无缝连接

特点：（1）M2M通信与人和人之间的通信有本质的区别，因为M2M通信是面向机器的通信，它将遍布在日常生活中的机器设备连接起来，组成网络，所以具有常规通信所没有的特点。（2）M2M表达的是多种不同类型通信技术的有机结合，包括机器之间通信、机器控制通信、人机交互通信以及移动互联通信。

3）M2M让机器、设备在应用处理过程中与后台信息处理系统建立无线连接、共享信息，并与操作者共享信息。（4）M2M技术综合了数据采集、远程监控、GPS等系统，能够使业务流程自动化，集成公司的IT设备和非IT设备，并创造相关增值服务。

8.定义：云计算是一种动态的、易扩展的、通过互联网提供虚拟化的资源计算方式。狭义云计算是指IT基础设施的交付和使用模式；广义云计算是指服务的交付和使用模式。“云” 是指由成千上万台计算机和服务器集群，通过互联网实现网络服务的“电脑云”。

特点：以免费或付费使用的形式向用户提供各种计算服务的，主要包括：基础设施即服务IaaS（Infrastructure as a Service）、平台即服务PaaS（Platform as a Service）和软件即服务SaaS（Software as a Service）

9.古迹、古树实时监测，数字图书馆和数字档案馆

数字家庭，定位导航，现代物流管理，食品安全控制零售，数字医疗，防入侵系统

10.2009年8月，“感知中国”的讲话把我国物联网领域的研究和应用开发推向了高潮，无锡市率先建立了“感知中国”研究中心，中国科学院、运营商、多所大学在无锡建立了物联网研究院，无锡市江南大学还建立了全国首家实体物联网工厂学院。自温总理提出“感知中国”以来,物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注，其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟的。[1]

物联网的概念已经是一个“中国制造”的概念，它的覆盖范围与时俱进，已经超越了1999年Ashton教授和2005年ITU报告所指的范围，物联网已被贴上“中国式”标签。截至2010年，发改委、工信部等部委正在会同有关部门，在新一代信息技术方面开展研究，以形成支持新一代信息技术的一些新政策措施，从而推动我国经济的发展。物联网作为一个新经济增长点的战略新兴产业，具有良好的市场效益，《2013-2017年中国物联网行业应用领域市场需求与投资预测分析报告》数据表明，2010年物联网在安防、交通、电力和物流领域的市场规模分别为600亿元、300亿元、280亿元和150亿元。2011年中国物联网产业市场规模达到2600多亿元。

物联网本身的结构复杂，主要包括三大部分：首先是感知层，承担信息的采集，可以应用的技术包括智能卡、RFID电子标签、识别码、传感器等；其次是网络层，承担信息的传输，借用现有的无线网、移动网、固联网、互联网、广电网等即可实现；第三是应用层，实现物与物之间，人与物之间的识别与感知，发挥智能作用。