物联网通信

1 融合包含以下三个层次的内容：

业务融合, 终端融合, 网络融合

异构网络融合的实现分为两个阶段： 连通阶段和融合阶段。 连通阶段是指传感网、 RFID 网、 局域网、 广域网等的互联互通， 将感知信息和业务信息传送到网络另一端的应用服务器进行处理， 以支持应用服务。

2物联网框架结构

3 感知控制层

(1)数据采集子层通过各种类型的感知设备获取现实世界中的物理信息， 这些物理信息可以描述当前“物”属性和运动状态。 感知设备的种类主要有各种传感器、 RFID 、 多媒体信息采集装置、 条码（一维、 二维条码）识别装置和实时定位装置等。

(2)短距离通信传输子层将局部范围内采集的信息汇聚到网络传输层的信息传送系统， 该系统主要包括短距离有线数据传输系统、 无线传输系统、 无线传感器网络等。

(3)协同信息处理子层将局部采集到的信息通过汇聚

装置及协同处理系统进行数据汇聚处理， 以降低信息的冗余度、 提高信息的综合应用度、 降低与传送网络层的通信负荷为目的。 协同信息处理子层主要包括信息汇聚系统、 信息协 同处理系统、 中间件系统及传送网关系统等。

4 网络传输层

网络传输层将来自感知控制层的信息通过各种承载网络

传送到应用层。 各种承载网络包括了现有的各种公用通信网络、 专业通信网络， 目前这些通信网主要有移动通信网、 固定通信网、 互联网、 广播电视网、 卫星网等。 5 应用层及其应用子层的作用

应用层是物联网框架结构的最高层次， 是“物”的信息综合应用的最终体现。 “物”的信息综合应用与行业有密切的关系， 依据行业的不同而不同。

应用层主要分为两个子层次， 即服务支撑层和行业应用层。 服务支撑层主要用于各种行业应用的信息协同、 信息处理、 信息共享、 信息存储等， 是一个公用的信息服务平台； 行业应用层主要面向诸如环境、 电力、 智能、 工业、 农业、 家居等方面的应用。 6 按照物联网的框架结构， 物联网的通信系统可大体分为两大类， 即感知控制层通信和网络层传输通信

7 感知控制层通信系统功能及特点

感知控制层的通信目的是将各种传感设备所感知的信息在较短的通信距离内传送到信息汇聚系统， 并由该系统传送（或互联）到网络传输层。

其通信的特点是传输距离近， 传输方式灵活、 多样。

8 网络传输层通信系统

网络传输层是由数据通信主机（或服务器）、 网络交换机、 路由器等构成的， 在数据传送网络支撑下的计算机通信系统

9 多个无线接入环境的异构性体现在以下几个方面：

（1) 无线接入技术的异构性（2) 组网方式的异构性。(3)终端的异构性。(4)频谱资源的异构性

(5)运营管理的异构性

第一章

1 什么是通信系统模型

通信的任务是完成消息的传递。 消息具有不同的形式， 如符号、 文字、 语音、 数据、 图像等， 为了将消息传递到目的地， 须经过若干个环节构成的“通信系统”来完成， 将这些环节抽象为一般的模型， 即形成了通信系统的模型。

2 经过调制后的信号称为已调信号， 它应具有两个基本特征， 一是携带消息， 二是适合信道的传输。

3 通信系统分类

(1)按消息的物理特征分类, 通信系统可以分为电报通信系统、 电话通信系统、 数据通信系统、 图像通信系统和多媒体通信系统等。

(2)按调制方式分类。可将通信系统分为基带传输通信系统和频带（调制）传输通信系统。

(3)按信号特征分类. 把通信系统分为模拟通信系统与数字通信系统

(4)按传输媒质分类。通信系统可分为有线和无线两大类

(5)按信号复用方式分类, 传输多路信号可用三种复用方式; 即频分复用、时分复用和码分复用。 4 常见的调制方式

(1)载波调制: 现象调制(AM用于广播,SSB 用于载波通信短波无线电话通信,DSB 立体声广播,VSB 电视广播传真) 非线性调制(FM用于微博中继卫星通信,PM 用于中间调制方式) 数字调制(ASK,FSK,PSK,均用于数据传输,QAM 用于微波空间通信}

(2)脉冲调制: 脉冲模拟调制(PAM用于中间调制方式, 遥测,PDM 用于中间调制方式,PPM 用于遥测, 光纤通信) 脉冲数字调制(PCM用于市话中继,DM 用于军用民用数字电话,DPCM 用于电视电话, 图像, 多媒体.ADPCM 用于中速数字电话}

5 通信系统模型

6 通信系统模型各模块的作用

(1)发送端(信息源) 的作用是把各种可能的消息转换成原始电信号。为了使该信号适合在信道中传输，需由发送设备对其进行某种处理或变化，然后再传送到信道中进行传输。

(2)信道是指信号传输的通道

(3)在接收端:接收设备的作用与发送设备相反，即从接收信号中尽可能地恢复出原始电信号

(4)受信者（也称信宿）是将复原的原始信号转换成相应的消息

(5)受信者（也称信宿）是将复原的原始信号转换成相应的消息

7通信所用的波长与频率有如下关系λ为工作波长,f 为工作频率,c 为光速(m/s) 8 按照消息传递的方向与时间的关系， 通信方式可分为单工、 半双工和全双工三种 9 数字通信的9个模块:信息源, 加密器, 编码器, 调制器, 信道, 解调器, 译码器, 解密器, 收信者 10 按照码元排列方式的不同， 通信方式可分为串行通信与并行通信两种。

11信噪比是用来衡量通信系统抗干扰能力的一个重要指标, 信噪比是指信号与噪声的平均功率之比, 用S/N表示, 单位为dB 。

12传输速率有两种度量方式， 一种是码元传输速率(RB)， 另一种是信息传输速率(Rb)。 13什么是差错率

第二章

1 数据信号分析可从时间-时域、 频率-频域以及从时频域这三方面进行分析。

2 信号以时间上的表现形式不同， 可以分为连续信号和离散信号两种

3 不论是连续信号还是离散信号， 如果相同的信号形式以周期性的方式重复， 则称为周期信号。

4 数据率与频带的关系

数据信号的波形是由多个脉冲组成的， 每个脉冲的频谱是无限宽的连续频域函数。 一个脉冲信号可以用无限多个振幅不同、 频率不同的正弦波叠加来近似， 如可近似为

A 是实数， f1是某个频率

随着k 的增加， 1/k逐渐趋近于0， 这就是说式中的前几项对该信号的能量贡献较大， 而后面的项则贡献较小，信号的带宽为B=2kMf1 － f1=f1(kM－1) 式中， B 为信号的带宽， kM 为所取的项数的值， 如kM=1, 3, 5,7,9.......

由于每个比特持续时长为TB=T/2=1/（2f1）， 故该系统的传输速率即数据率为

任何数字信号的带宽是无限宽的， 而信道的传输带宽是有限的， 这将限制

传输信号带宽， 因此在传输数字信号前， 应采用适当的技术来限制信号的带宽， 使其适合信道的传输。

由该式可以看出， k 的取值越多， 所逼近的信号就越精确于脉冲波形， 但同时也带来了信号带宽的增加， 信号带宽的增加必然要求信道传输带宽的增加， 这就意味着信道将不能传输较多路的信号， 因此在设计数字通信系统时应综合考虑， 既不能由于考虑增加额外的信道传输带宽而限制信号的带宽， 也不能由于过度精确地逼近而增加信道超额的带宽， 需在两者之间权衡。

5什么是交换技术

物联网中的通信网络是由许多交换节点连接构成的。 物联网的信息传输要经过一系列的交换节点， 从一条条传输信道（线路）到另一条条传输信道（线路）后， 才能到达最终 的接收端（目的地）

6 交换节点的作用相当于交通运输中的“换乘车站”， 交换节点的信息“换乘”方式称为信息的交换方式。

7交换方式 (1)有电路交换(电路交换是最常用的一种交换方式。 在通信时， 通信网需对两个收发用户建立一条专用的临时电路， 当通信结束时， 释放该电路. 电路交换有空分交换和时分交换两种方式) 、 (2)报文交换 :报文交换是以“存储—转发”方式进行的， 在数据通信时， 先将报文传到一节点后将信息存储起来， 节点根据报文提供的目的地址， 在通信网中确定信息的通路， 并将要发送的报文送到输出电路队列中排队等候， 一旦该输出电路空闲， 就立即将报文传送给下一个节点，依次完成从源节点向目标节点的传送。

(3)分组交换: 分组交换也采用“存储—转发”的技术， 但它不像报文交换， 以整个报文为交换单位， 而是将一个较长的报文分解成若干固定长度的“段”， 每一段报文按一定的格式形成一个交换单位， 这个规定格式的交换单位称为“报文分组”， 简称“分组”。 8 上一题的分组交换分为有数据报和虚电路两种交换方式。

(1)数据报与报文交换方式类似， 每个分组在通信网中的传输路径完全由网络当前的状况随机决定。(2)虚电路交换方式中， 数据传输前， 必须在源与目的地之间建立一条逻辑连接， 即虚电路