物联网通信技术考试重点.docx

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物联网通信技术考试重点

通信系统组成：

发送设备、接受设备、发送机、信道和接收机。

把除去两端设备的部分叫做信息传输系统。

信息传输通信系统由三个主要部分组成信源（发送机）、信宿（接收机）和信道。

信源就是信息的发送端,是发出待传送信息的人或设备；信宿就是信息的接收端，是接收所传送信息的人或设备。

信道本身也可以是模拟的或数字方式的,用以传输模拟信号的信道叫做模拟信道，用以传输数字信号的信道叫做数字信道。

信号变换器的作用是将信源发出的信息变换成适合在信道上传输的信号。

数据通信系统可以分为数字通信系统和模拟通信系统。

数字信号传递信息的通信系统叫做数字通信系统，模拟信号传递信息的通信系统叫做模拟通信系统。

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数据通信按照字节分为两种：

串行通信、并行通信。

将待传送的每个字符的二进制代码按由低位到高位的顺序，依次发送，称为串行通信。

将表示一个字符的8位二进制代码同时通过8条并行的通信信道发送出去，每次发送一个字符代码，称为并行通信。

异步传输的工作原理：

每个字节作为一个单元独立传输，字节之间的传输间隔任意。

同步传输方式不是对每个字节单独进行同步，而是对一组字符组成的数据块进行同步

数据通信按照信号传送方向与时间的关系，分为三种：

单工通信、半双工通信、全双

工通信。

单向通信（单工通信）一一只能有一个方向的通信而没有反方向的交互。

双向交替通信（半双工通信）――通信的双方都可以发送信息，但不能双方同时发送（当

然也就不能同时接收）。

双向同时通信（全双工通信）一一通信的双方可以同时发送和接收信息。

数据通信的连接方法有两种:

点对点连接方式和多点连接方式。

多点连接：

各个通信终端公用一条通信主线路的通信方式

数据信号的传输方法有基带传输和频带传输（又称宽带传输）。

把矩形脉冲信号的固有频带称作基本频带（简称为基带），这种矩形脉冲信号就叫做基带信号，在数字通信信道上直接传送基带信号的方法称为基带传输

基带传输的特征：

不改变数字数据信号波形的情况下直接传输数字信号，具有速率高和

误码率底等优点。

通信信道分为两类：

模拟通信信道与数字通信信道。

数据通信的数据编码方式分为两类：

模拟数据编码与数字数据编码

数字数据信号变换成模拟数据信号的过程称为调制（modulation

:

:

二:

二二---1_rjtli_r_r

欝严QirLrrLLrLrLrrLnI

差分曼彻斯特：

“0”和“1”是根据两比特之间有没有跳变来区分的。

如果下一个数是

“0”，则在两比特中间有一次跳变；如果下一个数据是“1”，则在两比特中间没有电平跳

变。

多路复用（multiplexing）:

当传输介质的带宽超过了传输单个信号所需的带宽，通过

在一条媒体上同时携带多个传输信号的方法来提高传输系统的利用率。

多路复用技术通常有：

频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用和码分多路复用

调制解调器（modem）包括：

调制器（MOdulator）:

把要发送的数字信号转换为频率范围在300~3400Hz之间的

模拟信号，以便在电话用户线上传送。

解调器（DEModulator）:

把电话用户线上传送来的模拟信号转换为数字信号。

数据链路层规程均可由链路建立、数据传输和链路拆除三个部分组成。

控制字符：

标题开始SOH

0000001

正文开始STX

0000010

正文结束ETX

0000011

传输结束EOT

0000100

询问ENQ

0000101

否定应答NAK0010101

同步SYN0010110

BSC另行规定的三个控制字符：

（用于紧急情况处理）

RVI:

接收方紧急消息，用以申请中断（当发送端有紧急任务要发送时）

TTD:

发送方暂停但未拆除连接。

WACK:

等待应答，接收方已经接收完好帧但不能再接收，前一帧已接收好但不能再接收下

一帧

多块帧是把信息报文被分成几块，除最后一块外都由一个STX开始并由一个ETB结束，最

后一块以ETX结束

信道的主要技术指标：

数据率：

指每秒传输多少个二进制代码位数，又称比特率。

单位bps或b/s。

波特率：

又称码元速率,它是数字信号经过调制后的传输速率，指每秒钟传输的码元数。

单位是波特（Baud）。

S=B*log2N

信道容量：

是指信道能够传送的最大数据率。

信道最大数据传输率

尼奎斯特（HenrryNyquiest）定理（无噪声）

最大数据传输率=2Hlog2V（位/秒）

其中H:

带宽。

V:

信号的离散级数

香农（ClaudeShannon）公式（考虑热噪声）

最大数据传输率=Hlog2（1+S/N）

其中H:

带宽。

S/N:

信噪比，即信号功率与噪声功能比值。

常用单位分贝dB的计算公式：

10lgS/N

吞吐量：

为信道在单位时间内成功传输的总信息量。

误码率：

也称为出错率,是指二进制位在传输中被传错的概率。

其值为传输的总位数除

以传错的位数。

信道的传播速率：

指信号在单位时间内传送的距离。

如电信在电缆中的传播速率约为光

速的77%。

码分多址CDMA，每一个比特时间划分为m个短的间隔，称为码片（chip）。

例如，S站的8bit码片序列是00011011。

发送比特1时，就发送序列00011011，

发送比特0时，就发送序列11100100。

S站的码片序列：

（T--+1+1-1+1+1）

无线传输：

微波：

指频率为300MHz—300GHz的电波，既可传输模拟信号，又可传输数字信号，

并且容量大。

易被雨水吸收。

通常与卫星通信组合。

红外线:

1.5Mbps时仅能达1.6km。

不能通过固体物质。

是全数字的通信。

激光：

全数字通信，方向性好，但会污染环境。

DSL（DigitalSubscriberLines）:

数字用户线路。

ADSL（AsymmetricDSL）：

非对称数字用户线路。

基带传输：

模拟信号经过信源编码得到的信号为数字基带信号，将这种信号经过码型变

换，不经过调制，直接送到信道传输，称为数字信号的基带传输。

频带传输：

将数字基带信号经过相应的数字调制器调制,使数字基带成为数字载波信号

再进行传输。

接收端通过相应的数字解调器进行解调，恢复成数字基带信号。

这种经过调制

和解调的数字信号传输方式称为数字信号的频带传输。

基带传输系统的主要由码波形变换器、发送滤波器、信道、接收滤波器和取样判决器。

基带传输信号传输几个原则：

提高系统的频带利用率，基带信号应不含直流分量，码型频谱中高频分量的影响

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分码（f）多电平码

二元代码：

1000001

100

0

0

1

AMI:

+100000

-1+10

0

0

0-1

②+1B-00V-0+1-1B+00V+-1

码分类:

1

何

非难一町诽码

乖奇井码

卜即吋昭

|«町诵码

即时码4II*K码》

应用题:

一理想信道的带宽为1.024MHz,要求脉冲序列通过该信道时不出现码间干扰，试求该

脉冲序列的传输速率。

解:

Rb=2fc=2X1.024=2.048Mbit/s

香农码：

有系统的、惟一的编码方法，但多数情况下编码效率不是很高。

费诺码：

编码方法不惟一，比较适合于对分组概率相等或接近的信源编码。

哈夫曼码：

编码方法不惟一，对信源的统计特性没有特殊要求，编码效率比较高，

综合性能优于香农码和费诺码

短距离通信技术

蓝牙技术特点：

1）全球范围使用

蓝牙工作在2.4GHz的ISM频段，全球大多数国家ISM频段的范围是2.4〜2.4835GHz，无须向各国的无线电资源管理部门申请许可证。

2）可同时传输语音和数据

蓝牙采用电路交换和分组交换技术，支持异步数据信道、三路语音信道或异步数据和同

步语音同时传输的信道。

3）可以建立临时性的对等连接

蓝牙设备根据其在网络中的角色，可以分为主设备（Master）与从设备（Slave）。

4）具有很好的抗干扰能力

5）具有很小的体积，以便集成到各种设备中

6）微小的功耗

7）开放的接口标准

8）低成本，使得设备在集成了蓝牙技术之后只需增加很少的费用

蓝牙路由机制包括3个主要的功能模块：

MSC、FM、MT

4个通用的协议子集：

通用接入协议子集（GAP），串口协议子集（SPP），服务发现应

用协议子集（SDAP），通用对象交换协议子集（GOEP）。

Ziggbee通信:

蓝才

工作频段

2,4GHz.86SMHz和915MHz

2.4GHz

扩频方式

DSSS|

HFSS

调制方式

BPSK/O-QPSK

GFSK

最髙数据传输速學

250kbps（2.4GHz）、dOkbps（915MHz）

20kbps（915MHz

1Mbps

覆盖范围

10^75m

10m

栈容量

28KB

250KB

网络拓扑结构

星状/簇亦/网状网

微微网/散射网

功耗

极低

中等

可连接的设备数量

254

8

新从属谡备入网时间

休归设备邀活时间

约30m5

约］5ms

沾緘设备信道接入时间约15ms

约2ms

链路状态模代

业务罠型

IEEE标准

应用领域

活趾/休眠

分组交换

802.15.4

藉态网络、大晟诰館、

不頻緊的使用*小数据

a

活跃/呼吸/保拘休.

电路交换/分组兗换

802,15,1

静态网络.大量设备.

■繁的使用、小数据

包

场应速女极快，也合实时性强的

W用

IEEE802系列标准把数据链路层分成LLC和MAC两个子层。

IEEE802.15.4的MAC层能支持多种LLC标准，通过SSCS协议承载IEEE802.2类型

一的LLC标准，同时也允许其他LLC标准直接使用IEEE802.15.4的MAC层的服务。

MAC协议包括以下功能：

设备间无线链路的建立、维护和结束；

确认模式的帧传送与接收；

信道接入控制；

帧校验；

预留时隙管理；

广播信息管理。

ziggbee协议栈由：

高层应用规范、应用汇聚层、网络层、数据链路层和物理层组成。

ZigBee网络层中定义的3种角色：

网络协调器：

负责网络的建立，以及网络位置的分配

路由器：

主要负责找寻、建立以及修复信息包的路由路径，并负责转送信息包

不具

末端装置：

只能选择加入他人已经形成的网络，可以收发信息，但不能转发信息,

备路由功能

常见组网方式：

（a）主从结构的星状网

需要一个能负责管理和维护网络的网络协调器和不超过65535个从属装置。

（b）簇状网

可以是扩展的单个星状网或互连多个星状网络。

（c）网状网（Mesh）

网络中的每一个FFD同时可作为路由器，根据Adhoc