物聯(lián)網通信技術考試重點.doc

通信系統(tǒng)組成：發(fā)送設備、接受設備、發(fā)送機、信道和接收機。把除去兩端設備的部分叫做信息傳輸系統(tǒng)。信息傳輸通信系統(tǒng)由三個主要部分組成信源（發(fā)送機）、信宿（接收機）和信道。信源就是信息的發(fā)送端，是發(fā)出待傳送信息的人或設備；信宿就是信息的接收端，是接收所傳送信息的人或設備。信道本身也可以是模擬的或數(shù)字方式的，用以傳輸模擬信號的信道叫做模擬信道，用以傳輸數(shù)字信號的信道叫做數(shù)字信道。信號變換器的作用是將信源發(fā)出的信息變換成適合在信道上傳輸?shù)男盘?。?shù)據(jù)通信系統(tǒng)可以分為數(shù)字通信系統(tǒng)和模擬通信系統(tǒng)。數(shù)字信號傳遞信息的通信系統(tǒng)叫做數(shù)字通信系統(tǒng)，模擬信號傳遞信息的通信系統(tǒng)叫做模擬通信系統(tǒng)。數(shù)據(jù)通信按照字節(jié)分為兩種：串行通信、并行通信。將待傳送的每個字符的二進制代碼按由低位到高位的順序，依次發(fā)送，稱為串行通信。將表示一個字符的8位二進制代碼同時通過8條并行的通信信道發(fā)送出去，每次發(fā)送一個字符代碼，稱為并行通信。異步傳輸?shù)墓ぷ髟恚好總€字節(jié)作為一個單元獨立傳輸，字節(jié)之間的傳輸間隔任意。同步傳輸方式不是對每個字節(jié)單獨進行同步，而是對一組字符組成的數(shù)據(jù)塊進行同步數(shù)據(jù)通信按照信號傳送方向與時間的關系，分為三種： 單工通信、半雙工通信、全雙工通信。單向通信（單工通信）只能有一個方向的通信而沒有反方向的交互。雙向交替通信（半雙工通信）通信的雙方都可以發(fā)送信息，但不能雙方同時發(fā)送(當然也就不能同時接收)。雙向同時通信（全雙工通信）通信的雙方可以同時發(fā)送和接收信息。 數(shù)據(jù)通信的連接方法有兩種：點對點連接方式和多點連接方式。多點連接：各個通信終端公用一條通信主線路的通信方式數(shù)據(jù)信號的傳輸方法有基帶傳輸和頻帶傳輸（又稱寬帶傳輸）。把矩形脈沖信號的固有頻帶稱作基本頻帶（簡稱為基帶），這種矩形脈沖信號就叫做基帶信號，在數(shù)字通信信道上直接傳送基帶信號的方法稱為基帶傳輸基帶傳輸?shù)奶卣鳎翰桓淖償?shù)字數(shù)據(jù)信號波形的情況下直接傳輸數(shù)字信號，具有速率高和誤碼率底等優(yōu)點。通信信道分為兩類：模擬通信信道與數(shù)字通信信道。數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)編碼方式分為兩類：模擬數(shù)據(jù)編碼與數(shù)字數(shù)據(jù)編碼數(shù)字數(shù)據(jù)信號變換成模擬數(shù)據(jù)信號的過程稱為調制（modulation）模擬數(shù)據(jù)信號還原成數(shù)字數(shù)據(jù)信號的過程稱為解調（demodulation），差分曼徹斯特：“0”和“1”是根據(jù)兩比特之間有沒有跳變來區(qū)分的。如果下一個數(shù)是“0”，則在兩比特中間有一次跳變；如果下一個數(shù)據(jù)是“1”，則在兩比特中間沒有電平跳變。多路復用（multiplexing）：當傳輸介質的帶寬超過了傳輸單個信號所需的帶寬，通過在一條媒體上同時攜帶多個傳輸信號的方法來提高傳輸系統(tǒng)的利用率。 多路復用技術通常有：頻分多路復用、時分多路復用、波分多路復用和碼分多路復用。調制解調器(modem)包括：調制器(MOdulator)：把要發(fā)送的數(shù)字信號轉換為頻率范圍在 3003400 Hz 之間的模擬信號，以便在電話用戶線上傳送。解調器(DEModulator)：把電話用戶線上傳送來的模擬信號轉換為數(shù)字信號。數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)程均可由鏈路建立、數(shù)據(jù)傳輸和鏈路拆除三個部分組成?？刂谱址簶祟}開始 SOH 000 0001正文開始 STX 000 0010正文結束 ETX 000 0011傳輸結束 EOT000 0100詢問 ENQ000 0101確認 ACK 000 0110否定應答 NAK 001 0101同步 SYN001 0110BSC另行規(guī)定的三個控制字符：（用于緊急情況處理）RVI：接收方緊急消息，用以申請中斷（當發(fā)送端有緊急任務要發(fā)送時）TTD：發(fā)送方暫停但未拆除連接。WACK：等待應答，接收方已經接收完好幀但不能再接收，前一幀已接收好但不能再接收下一幀多塊幀是把信息報文被分成幾塊，除最后一塊外都由一個STX開始并由一個ETB結束，最后一塊以ETX結束信道的主要技術指標：數(shù)據(jù)率：指每秒傳輸多少個二進制代碼位數(shù)，又稱比特率。單位bps或b/s。波特率：又稱碼元速率，它是數(shù)字信號經過調制后的傳輸速率，指每秒鐘傳輸?shù)拇a元數(shù)。單位是波特（Baud）。 SB*log2N信道容量：是指信道能夠傳送的最大數(shù)據(jù)率。信道最大數(shù)據(jù)傳輸率尼奎斯特（Henrry Nyquiest)定理（無噪聲）最大數(shù)據(jù)傳輸率=2 H log2V （位/秒）其中H：帶寬。V：信號的離散級數(shù)香農（Claude Shannon)公式（考慮熱噪聲）最大數(shù)據(jù)傳輸率=H log2（1+S/N）其中H：帶寬。S/N：信噪比，即信號功率與噪聲功能比值。常用單位分貝dB的計算公式：10 lg S/N吞吐量：為信道 在單位時間內成功傳輸?shù)目傂畔⒘?。誤碼率：也稱為出錯率，是指二進制位在傳輸中被傳錯的概率。其值為傳輸?shù)目偽粩?shù)除以傳錯的位數(shù)。信道的傳播速率：指信號在單位時間內傳送的距離。如電信在電纜中的傳播速率約為光速的77%。碼分多址 CDMA，每一個比特時間劃分為 m 個短的間隔，稱為碼片(chip)。 例如，S 站的 8 bit 碼片序列是 00011011。發(fā)送比特 1 時，就發(fā)送序列 00011011，發(fā)送比特 0 時，就發(fā)送序列 11100100。S 站的碼片序列：(1 1 1 +1 +1 1 +1 +1) 無線傳輸：微波：指頻率為300MHz300GHz的電波，既可傳輸模擬信號，又可傳輸數(shù)字信號，并且容量大。易被雨水吸收。通常與衛(wèi)星通信組合。紅外線：1.5Mbps時僅能達1.6km。不能通過固體物質。是全數(shù)字的通信。激光：全數(shù)字通信，方向性好，但會污染環(huán)境。DSL（Digital Subscriber Lines）：數(shù)字用戶線路。ADSL（Asymmetric DSL）：非對稱數(shù)字用戶線路。基帶傳輸：模擬信號經過信源編碼得到的信號為數(shù)字基帶信號，將這種信號經過碼型變換，不經過調制，直接送到信道傳輸，稱為數(shù)字信號的基帶傳輸。頻帶傳輸：將數(shù)字基帶信號經過相應的數(shù)字調制器調制，使數(shù)字基帶成為數(shù)字載波信號再進行傳輸。接收端通過相應的數(shù)字解調器進行解調，恢復成數(shù)字基帶信號。這種經過調制和解調的數(shù)字信號傳輸方式稱為數(shù)字信號的頻帶傳輸?；鶐鬏斚到y(tǒng)的主要由碼波形變換器、發(fā)送濾波器、信道、接收濾波器和取樣判決器。 基帶傳輸信號傳輸幾個原則： 提高系統(tǒng)的頻帶利用率, 基帶信號應不含直流分量，碼型頻譜中高頻分量的影響 (a)單極性NRZ碼 (b)雙極性NRZ碼 (c)單極性RZ (d)雙極性RZ (e)差分碼 (f)多電平碼二元代碼： 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 AMI： +1 0 0 0 0 0 1 +10 0 0 0 -1 HDB3 ： +1 0 0 0 V+ 0 -1 +1B- 0 0 V+1 +1B- 0 0 V- 0 +1 -1B+0 0 V+-1 碼分類：應用題：一理想信道的帶寬為1.024MHz，要求脈沖序列通過該信道時不出現(xiàn)碼間干擾，試求該脈沖序列的傳輸速率。解：Rb = 2fc =2 1.024 = 2.048 Mbit/s香農碼：有系統(tǒng)的、惟一的編碼方法，但多數(shù)情況下編碼效率不是很高。費諾碼：編碼方法不惟一，比較適合于對分組概率相等或接近的信源編碼。哈夫曼碼：編碼方法不惟一，對信源的統(tǒng)計特性沒有特殊要求，編碼效率比較高，綜合性能優(yōu)于香農碼和費諾碼短距離通信技術藍牙技術特點：1）全球范圍使用藍牙工作在2.4GHz的ISM頻段，全球大多數(shù)國家ISM頻段的范圍是2.42.4835GHz，無須向各國的無線電資源管理部門申請許可證。2）可同時傳輸語音和數(shù)據(jù)藍牙采用電路交換和分組交換技術，支持異步數(shù)據(jù)信道、三路語音信道或異步數(shù)據(jù)和同步語音同時傳輸?shù)男诺馈?）可以建立臨時性的對等連接藍牙設備根據(jù)其在網絡中的角色，可以分為主設備（Master）與從設備（Slave）。4）具有很好的抗干擾能力5）具有很小的體積，以便集成到各種設備中6）微小的功耗7）開放的接口標準8）低成本，使得設備在集成了藍牙技術之后只需增加很少的費用藍牙路由機制包括3個主要的功能模塊：MSC、FM、MT4個通用的協(xié)議子集： 通用接入?yún)f(xié)議子集（GAP），串口協(xié)議子集（SPP），服務發(fā)現(xiàn)應用協(xié)議子集（SDAP），通用對象交換協(xié)議子集（GOEP）。Ziggbee通信：IEEE 802系列標準把數(shù)據(jù)鏈路層分成LLC和MAC兩個子層。IEEE 802.15.4的MAC層能支持多種LLC標準，通過SSCS協(xié)議承載IEEE 802.2類型一的LLC標準，同時也允許其他LLC標準直接使用IEEE 802.15.4的MAC層的服務。MAC協(xié)議包括以下功能：設備間無線鏈路的建立、維護和結束；確認模式的幀傳送與接收；信道接入控制；幀校驗；預留時隙管理；廣播信息管理。ziggbee協(xié)議棧由：高層應用規(guī)范、應用匯聚層、網絡層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層組成。ZigBee網絡層中定義的3種角色：網絡協(xié)調器：負責網絡的建立，以及網絡位置的分配路由器：主要負責找尋、建立以及修復信息包的路由路徑，并負責轉送信息包末端裝置：只能選擇加入他人已經形成的網絡，可以收發(fā)信息，但不能轉發(fā)信息，不具備路由功能常見組網方式：（a）主從結構的星狀網 需要一個能負責管理和維護網絡的網絡協(xié)調器和不超過65 535個從屬裝置。（b）簇狀網可以是擴展的單個星狀網或互連多個星狀網絡。（c）網狀網（Mesh）網絡中的每一個FFD同時可作為路由器，根據(jù)Ad hoc網絡路由協(xié)議來優(yōu)化最短和最可靠的路徑ZigBee有兩種拓撲結構：星狀拓撲和點對點拓撲網絡中的節(jié)點可以分為3種類型：ZigBee協(xié)調點，ZigBee路由節(jié)點，ZigBee終端節(jié)點。協(xié)調點：整個網絡的主要控制者，主要負責發(fā)起建立新的網絡、設定網絡參數(shù)、管理網絡中的節(jié)點等，在網絡形成后也可以執(zhí)行路由器的功能。路由節(jié)點：參與路由發(fā)現(xiàn)、消息轉發(fā)、允許其他節(jié)點通過它關聯(lián)網絡等終端節(jié)點：通過ZigBee協(xié)調點或者ZigBee路由節(jié)點關聯(lián)到網絡，但不允許其他任何節(jié)點通過它加入網絡。WiFi通信：IEEE 802.11，別名Wi-Fi（Wireless Fidelity，無線保真），是在1997年6月由大量的局域網以及計算機專家審定通過的標準，該標準定義物理層（PHY）和媒體訪問控制（MAC）規(guī)范。 IEEE 802.11a：工作頻段在5.158.825GHz 數(shù)據(jù)傳輸速率達到54Mbps/72Mbps（Turbo） 傳輸距離控制在10100m擴充了標準的物理層采用正交頻分復用（OFDM）的獨特擴頻技術，采用QFSK調制方式，可提供25Mbps的無線ATM接口和10Mbps的以太網無線幀結構接口。IEEE 802.11b:工作頻段在2.42.4835GHz 數(shù)據(jù)傳輸速率達到11Mbps 傳輸距離控制在50150英尺。是對IEEE 802.11的一個補充，采用補償編碼鍵控調制方式，采用點對點模式和基本模式兩種運作模式。在數(shù)據(jù)傳輸速率方面可以根據(jù)實際情況在不同速率間自動切換。WLAN的技術特點：（1）安裝便捷（2）使用靈活（3）經濟節(jié)約（4）易于擴展（5）安全性WLAN拓撲網絡結構類型有如下類型：點對點模式（Peer-to-Peer）/對等模式；基礎架構模式；無線網橋模式；無線中繼器模式；多AP模式；多AP模式：1.指由多個AP以及連接它們的分布式系統(tǒng)DSS組成的基礎架構模式網絡，也稱為擴展服務區(qū)ESS。2.擴展服務區(qū)內的每個AP都是一個獨立的無線網絡基本服務區(qū)BSS，所有AP共享同一個擴展服務區(qū)標示符（ESSID）。3.相同ESSID的無線網絡間可以進行漫游，不同ESSID的無線網絡形成邏輯子網。4.多AP模式有時也稱為多蜂窩結構，蜂窩之間建議有15%的重疊