物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論-物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)

桂小林1桂小林11物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論(第5章)桂小林2物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)包含近距離無線通信技術(shù)、有線傳輸技術(shù)、遠(yuǎn)距離無線通信技術(shù)、Internet技術(shù)等。如圖5-1所示，利用近距離無線通信技術(shù)、有線傳輸技術(shù)組成局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)感知數(shù)據(jù)的匯聚，利用Internet技術(shù)實(shí)現(xiàn)感知數(shù)據(jù)的共享，利用遠(yuǎn)距離無線通信技術(shù)彌補(bǔ)有線無法涉及的區(qū)域。這些技術(shù)集合在一起，成為實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵通信技術(shù)。桂小林3物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)5.1近距離無線通信技術(shù)近距離無線通信技術(shù)是實(shí)現(xiàn)無線局域網(wǎng)、無線個人局域網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)、設(shè)備組網(wǎng)的常用通信技術(shù)，用于將傳感器、RFID，以及手機(jī)等移動感知設(shè)備的感知數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)匯聚，并通過網(wǎng)關(guān)傳輸?shù)缴蠈泳W(wǎng)絡(luò)中。近距離無線通信技術(shù)通常有Wi-Fi技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、ZigBee技術(shù)。桂小林45.1.1Wi-Fi技術(shù)5.1.1Wi-Fi技術(shù)Wi-Fi（wirelessfidelity，無線保真）技術(shù)，是一種將PC機(jī)、筆記本、移動手持設(shè)備（如PDA、手機(jī)）等終端以無線方式互相連接的短距離無線電通信技術(shù)。由Wi-Fi聯(lián)盟于1999發(fā)布，Wi-Fi聯(lián)盟最初為無線以太網(wǎng)相容聯(lián)盟（WirelessEthernetCompatibilityAlliance，WECA），因此，Wi-Fi技術(shù)又稱無線相容性認(rèn)證技術(shù)。5.1.1Wi-Fi技術(shù)Wi-Fi聯(lián)盟主要針對移動設(shè)備，規(guī)范了基于IEEE802.11協(xié)議的數(shù)據(jù)連接技術(shù)，用以支持包括本地?zé)o線局域網(wǎng)（WirelessLocalAreaNetworks，WLAN）、個人局域網(wǎng)（PersonalAreaNetworks，PAN）在內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)。1.Wi-Fi常用的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)1）工作于2.4GHz頻段、數(shù)據(jù)傳輸率最高可達(dá)11Mbps的IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)；2）工作于5GHz頻段、數(shù)據(jù)傳輸率最高可達(dá)54Mbps的IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)；3）工作于2.4GHz頻段、數(shù)據(jù)傳輸率最高可達(dá)54Mbps的IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)；4）工作于2.4GHz/5GHz頻段、數(shù)據(jù)傳輸率最高可達(dá)300Mbps的IEEE802.11n標(biāo)準(zhǔn)。Wi-Fi常用協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)桂小林85.1.1Wi-Fi技術(shù)2.Wi-Fi特點(diǎn)①覆蓋范圍廣：開放性區(qū)域的通信距離通常可達(dá)305米，封閉性區(qū)域的通信距離通常在76米到122米之間。特別是基于智能天線技術(shù)的802.11n標(biāo)準(zhǔn)，可將覆蓋范圍擴(kuò)大到幾平方公里。②傳輸速度快：基于不同的802.11標(biāo)準(zhǔn)，傳輸速度可從11Mbps到450Mbps。③建網(wǎng)成本低，使用便捷：通過在機(jī)場、車站、咖啡店、圖書館等人員較密集的地方設(shè)置“熱點(diǎn)”（HotSpot），即無線接入點(diǎn)(AccessPoint，AP)，任意具備無線接入網(wǎng)卡的設(shè)備均可利用Wi-Fi技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)訪問。④更健康更安全：Wi-Fi技術(shù)采用IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際發(fā)射功率約為60~70毫瓦，與在200毫瓦至1瓦間的手機(jī)發(fā)射功率相比，更加安全。5.1.1Wi-Fi技術(shù)3.Wi-Fi組網(wǎng)技術(shù)利用Wi-Fi技術(shù)實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)，稱為無線LAN。無線LAN有兩種模式一種是沒有接入點(diǎn)的Ad-hoc模式，利用Wi-Fi技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的之間連接，通常用在掌上游戲機(jī)、數(shù)字相機(jī)和其它電子設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的之間傳輸。另一種是接入點(diǎn)模式，利用無線路由器作為訪問接入點(diǎn)，具有無線網(wǎng)卡的臺式機(jī)、筆記本、以及具有Wi-fi接口的手機(jī)均可作為無線終端接入，形成一個由無線終端與接入點(diǎn)組成的的無線局域網(wǎng)絡(luò)，在接入點(diǎn)模式中，Wi-Fi的設(shè)置至少需要一個接入點(diǎn)和一個或一個以上的終端。接入點(diǎn)每100ms將服務(wù)集標(biāo)示（ServiceSetIdentifier，SSID）經(jīng)由信號臺（beacons）分組廣播一次，分組的傳輸速率是1Mbit/s，并且長度短，所以這個廣播動作對網(wǎng)絡(luò)性能的影響不大。因?yàn)閃i-Fi規(guī)定的最低傳輸速率是1Mbit/s，所以確保所有的Wi-Fi終端都能收到這個SSID廣播分組。圖5-1基于接入點(diǎn)模式的Wi-Fi組網(wǎng)示意圖5.1.1Wi-Fi技術(shù)4.Wi-Fi接入基于Wi-Fi技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)使用方便、快捷高效，使得無線接入點(diǎn)數(shù)量迅猛增長。Wi-Fi的流行接入模式IEEE802.11nIEEE802.11nWi-Fi安全技術(shù)由于Wi-Fi是采用射頻技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接及傳輸?shù)拈_放式物理系統(tǒng)，其安全性主要表現(xiàn)在物理層、鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層。核心是數(shù)據(jù)鏈路層安全。WEP（WiredEquivalentPrivacy，WEP）IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一種稱為有線等價(jià)保密協(xié)議WEP的加密方案，提供了確保無線局域網(wǎng)數(shù)據(jù)流的安全機(jī)制。WEP采用的加密算法是由RonRivetsofRSADataSecurityInc在1987年設(shè)計(jì)的40位的RC4加密算法。RC4算法屬于對稱流密碼，支持可變長度密鑰。WEP支持64位和128位加密。對于64位加密，加密密鑰為10個十六進(jìn)制字符（0-9和A-F）或5個ASCII字符。對于128位加密，加密密鑰為26個十六進(jìn)制字符或13個ASCII字符。64位加密又稱40位加密，128位加密又稱104位加密。

WPA無線保護(hù)訪問（WirelessProtectedAccess，WPA）是由Wi-Fi聯(lián)盟提出的一個無線安全訪問保護(hù)協(xié)議。WPA協(xié)議的提出旨在克服所有WEP協(xié)議的安全缺陷，WPA協(xié)議大大改進(jìn)了之前的無線網(wǎng)絡(luò)安全保護(hù)能力和訪問控制技術(shù)，使無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的安全級別提高。WPA主要解決了WEP中在客戶端與缺乏身份認(rèn)證的訪問點(diǎn)之間使用相同靜態(tài)密鑰和網(wǎng)絡(luò)接入時身份認(rèn)證方面存在的缺陷問題。表7-2WEP和WPA的比較WEPWPA密鑰長度為40位密鑰長度為128位存在較多安全缺陷針對WEP的安全缺陷升級了安全措施密鑰是靜態(tài)的，同一網(wǎng)絡(luò)上所有人共享密鑰動態(tài)會話密鑰，每次通信時每個用戶都具有不同密鑰密鑰由用戶設(shè)定密鑰自動生成和分發(fā)使用預(yù)設(shè)的WEP密鑰進(jìn)行身份認(rèn)證使用802.11x和EAP進(jìn)行身份認(rèn)證WPA2加密技術(shù)WPA潛2除了使用802.書1x/E腦AP框架以確碎保身份驗(yàn)韻證外，“尤四次握手刃”是另一益?zhèn)€重要的WPA2的身份驗(yàn)跳證過程。"預(yù)先共架享密鑰(PSK鬧)".WEPWPA2-PSK安全性弱，容易被破解安全性高，破解難度大加密算法采用RC4算法加密算法采用128bit的AES算法密鑰是靜態(tài)的，同一網(wǎng)絡(luò)上所有人共享密鑰動態(tài)會話密鑰，不同用戶不同設(shè)備密鑰不同使用CRC32進(jìn)行數(shù)據(jù)完整性校驗(yàn)，易被篡改，抗攻擊弱使用CCM密碼區(qū)塊鏈信息認(rèn)證，無法篡改密鑰由用戶設(shè)定密鑰自動生成和分發(fā)使用預(yù)設(shè)的WEP密鑰進(jìn)行身份認(rèn)證使用802.11x和EAP進(jìn)行身份認(rèn)證高級加密辰標(biāo)準(zhǔn)（Adva咳nced景Enc絮rypt炕ion伴Stan讓dard，AES）桂小林215.1杠.2協(xié)藍(lán)牙裂技術(shù)藍(lán)牙（B賀luet斤ooth圾），是一劃種支持設(shè)魯備短距離最通信（1取0cm到頸10m之母間）的無流線電技術(shù)塑，能在包批括移動電根話、PD臥A、無線疊耳機(jī)、筆巷記本計(jì)算始機(jī)、相關(guān)黨外設(shè)等眾話多設(shè)備之吉間進(jìn)行無踐線信息交喜換。利用藍(lán)工牙技術(shù)雜，能夠淘有效地剩簡化移丙動通信誼終端設(shè)踩備之間艦的通信才，也能畫夠成功斗地簡化脆設(shè)備與替因特網(wǎng)舒Int友ern潤et之正間的通脂信，從概而數(shù)據(jù)概傳輸變踩得更加快迅速高劈燕效。藍(lán)牙技祝術(shù)最初旅由愛立糞信公司栗創(chuàng)制1.忌藍(lán)牙協(xié)辨議棧藍(lán)牙聯(lián)筋盟針對跳藍(lán)牙技宴術(shù)制定百了相應(yīng)教的協(xié)議黑結(jié)構(gòu)，蹄IEE慣E80撕2.1松5委員嚷會對物右理層和望數(shù)據(jù)鏈參路層進(jìn)婦行了標(biāo)賞準(zhǔn)化，被于20沫02年乓批準(zhǔn)了晚第一個椒PAN凝標(biāo)準(zhǔn)8剖02.厚15.礙1。1）協(xié)議伙棧最底獄層是物愁理無線姨電層，芬處理與繞無線電細(xì)傳送和遼調(diào)制有寫關(guān)的問醒題。藍(lán)訓(xùn)牙是一飲個低功巴率系統(tǒng)檢，通信我范圍在10米以內(nèi)，僻運(yùn)行在2.4收GHz頻段上。抓該頻段分養(yǎng)為79個信道河，每個劣信道1MH克z，總數(shù)梨據(jù)率為1Mb董ps，采用時集分雙工傳妨輸方案實(shí)厘現(xiàn)全雙工析傳輸。2）藍(lán)牙稀基帶層例將原始自位流轉(zhuǎn)穿變成幀駐，每一躬幀都是礙在一個環(huán)邏輯信徹道上進(jìn)錯行傳輸教的，該樂邏輯信復(fù)道位于劃主節(jié)點(diǎn)籃與某一拜個從節(jié)健點(diǎn)之間爛，稱為遍鏈路。廚藍(lán)牙標(biāo)足準(zhǔn)中共巴有兩種拒鏈路。爬第一種俊是ACL鏈路（潑異步無鑰連接鏈鵝路，Asyn塊chro燃nous坡Con愛nect堵ion-珠Less），另授一種是SCO鏈路（秋面向連戰(zhàn)接的同雪步鏈路脅，Syn笑chr鋒ono懷us這Con味nec股tio紡nO教rie幼nte腔d），用于遍實(shí)時數(shù)據(jù)坑傳輸，例先如電話。3）鏈路管夾理器負(fù)責(zé)劃在設(shè)備之申間建立邏昏輯信道，常包括電源皇管理、認(rèn)佩證和服務(wù)漆質(zhì)量。邏截輯鏈路控通制適應(yīng)協(xié)雷議（Logi火cal茶Link嚼Con身trol孝ada挖ptat買ion販Prot捎ocol，L2C肝AP）為上掉面各層價(jià)屏蔽傳抵輸細(xì)節(jié)答，主要鎖包含三身個功能許：第一，耽在發(fā)送熊方，接景收來自膝上面各疊層的分結(jié)組，分噴組最大穴為64KB，將其拆敵散到幀中咐；在接收黨方，重組斑為對應(yīng)分澤組。第二，處譯理多個分忘組源的多斥路復(fù)用和技解復(fù)用。詳當(dāng)一個分湊組被重組喜時，決定餐由哪一個洽上層協(xié)議礦來處理它昆。例如，臘由RFco局mm或者電薯話協(xié)議濕來處理渾。第三，處粘理與服務(wù)改質(zhì)量有關(guān)哈的需求。瘡此外，音芽頻協(xié)議和鏟控制協(xié)議役分別處理交音頻和控買制相關(guān)的法事宜，上貨層應(yīng)用可兵略過L2CA癢P直接調(diào)遺用這兩揀個協(xié)議晃。4）中間甜件層由許早多不同的遙協(xié)議混合友組成。R談Fcom班m（無線墳電頻率通剪信/射頻擺通信，R滲adio忽Fre吊quen紡cyC損ommu蘿nica朽tion保）是指模筋擬連接鍵胸盤、鼠標(biāo)夾、mod寶em等設(shè)奴備的串口煌通信。5）應(yīng)三用層包義含特定總應(yīng)用的渴協(xié)議子慈集。桂小林275.1.挽3Z感igBe往e技術(shù)ZigB理ee技術(shù)是新瘡興的可以點(diǎn)實(shí)現(xiàn)短距盼離內(nèi)雙向陣無線通信魄的技術(shù)，稻以其復(fù)雜蹤蝶程度低、虎能耗低、咳成本低取丑勝于其余鄉(xiāng)豐的短距離摸無線通信默技術(shù)。它因模浮擬蜜蜂谷的通信惠方式而統(tǒng)得名，族過去又巷稱“Hom害eRF滑Lit升e”、“RF-E課asyl沾ink”或“Fir夕eFl莊y”，目前統(tǒng)織一稱為Zig姿bee，是一阻種介于畢無線標(biāo)釘記技術(shù)怕和藍(lán)牙舍之間的在技術(shù)提紀(jì)案，主軋要應(yīng)用杜于短距極離內(nèi)，月傳輸速假度要求朵不高的難電子通肥信設(shè)備物之間的鋼數(shù)據(jù)傳殼輸和典區(qū)型的有武周期性進(jìn)、間歇珠性反應(yīng)姨時間的穿數(shù)據(jù)傳衣輸。ZigB號ee技術(shù)主要新被作為短冤距離無線逮傳感器網(wǎng)堂絡(luò)的通信板標(biāo)準(zhǔn)，廣美泛應(yīng)用于膨家庭居住熱控制、商丹業(yè)建筑自賊動化和工伶廠車間管視理等領(lǐng)域羅。桂小林28Zig超bee高處理器桂小林29Zig斤bee遺節(jié)點(diǎn)CC2節(jié)530CC25塞30是用于2.4-卻GHzIEEE辛802蠻.15.飛4、ZigB孔ee和RF4C婦E應(yīng)用的一聰個真正的片上系刷統(tǒng)（SoC）解決蜘方案。夢它能夠朗以非常辟低的總棵的材料霸成本建禾立強(qiáng)大燈的網(wǎng)絡(luò)節(jié)緒點(diǎn)。CC2漢530結(jié)合了會領(lǐng)先的RF收發(fā)器擋的優(yōu)良率性能，然業(yè)界標(biāo)鍛準(zhǔn)的增墳強(qiáng)型8051擁CPU，系統(tǒng)跪內(nèi)可編朗程閃存身，8-KB限RAM和許多棕其它強(qiáng)埋大的功鼠能。CC2炸530有四種不捉同的閃存燙版本：CC2滿530和F32日/64中/12裕8/2飄56，分別籃具有32/徒64/渾128梳/25煮6KB的閃存。CC25北30F2御56結(jié)合了搭德州儀周器的業(yè)粥界領(lǐng)先形的黃金裳單元Zig饅Bee協(xié)議棧（Z-St昏ack?），提供潑了一個強(qiáng)毛大和完整榆的ZigB現(xiàn)ee解決方案拴。CC2斷530致F64結(jié)合了繡德州儀壘器的黃纖金單元Remo珍TI，更好黃地提供爛了一個糊強(qiáng)大和瞇完整的Zig堡Bee寶RF消4CE遠(yuǎn)程控制解決方案牙。Zig猜bee洋網(wǎng)關(guān)Zig祝Bee心協(xié)議標(biāo)辯準(zhǔn)Zig疫Bee紗針對低桑速率無累線個人跳局域網(wǎng)紅，基于富IEE保E8兔02.應(yīng)15.恒4介質(zhì)奪訪問控朋制層和橫物理層題標(biāo)準(zhǔn)。Zig微Bee皆的協(xié)議裂框架主竹要由I麗EEE劇80采2.1畫5.4雁小組和瞇Zig綁Bee辱聯(lián)盟兩芝個組織薄負(fù)責(zé)標(biāo)壺準(zhǔn)規(guī)范沃的制定剖，Zi鋸gBe塞e建將立在8碗02.彼15.污4標(biāo)萄準(zhǔn)之上悅，它確聾定了可犧在不同恭制造商取之間共帝享的應(yīng)縱用綱要價(jià)。IEEE宜802肯.15.滲4只定義臺了物理層漫（PHY茂）和數(shù)據(jù)激鏈路層。ZigB箭ee協(xié)議除標(biāo)準(zhǔn)ZigB沸ee傳輸厲距離ZigB姨ee兼容的產(chǎn)阻品工作在IEEE旗802消.15.鳳4的物理忍層上，戚可工作餃在2.4胃GHz（全球愧通用標(biāo)巾準(zhǔn)）、868儉MHz（歐洲披標(biāo)準(zhǔn)）友和915雙MHz（美國嶼標(biāo)準(zhǔn)）班三個頻繭段上，并且在逝這三個缺頻段上胡分別具蹄有250k靈bps（16個信道）饞、20kb痛ps（1個信道）遼和40k牽bps（10個信道）贈的最高數(shù)脆據(jù)傳輸速射率。在使用2.4G給Hz頻段時炕，ZigB鋒ee技術(shù)室沃內(nèi)傳輸看距離為10米，室外鄉(xiāng)豐傳輸距離散則能達(dá)到200米；使用漠其它頻段秀時，室內(nèi)過傳輸距離吼為30米，室外主傳輸距離蜻則能達(dá)到100耍0米。實(shí)份際傳輸撿中，其態(tài)傳輸距濃離根據(jù)旋發(fā)射功咸率確定勒，可變超化調(diào)整筋。ZigB馳ee組網(wǎng)爸技術(shù)ZigB伯ee可以采用星形、胳樹狀、籍網(wǎng)狀拓絕撲，也允許房誠三者之間耐的組合在ZigB唐ee技術(shù)的衫應(yīng)用中胳，具有ZigB蒜ee協(xié)調(diào)點(diǎn)述功能、淋且未加允入任一港網(wǎng)絡(luò)的拾節(jié)點(diǎn)可搶以發(fā)起省建立一蟲個新的ZigB蠻ee網(wǎng)絡(luò)，該費(fèi)節(jié)點(diǎn)就是惑該網(wǎng)絡(luò)的Zig捐Bee協(xié)調(diào)點(diǎn)日（Sin擊k節(jié)點(diǎn)）當(dāng)一個未傾加入網(wǎng)絡(luò)扛的節(jié)點(diǎn)要侄加入當(dāng)前歸網(wǎng)絡(luò)時，繭向網(wǎng)絡(luò)中浸的節(jié)點(diǎn)發(fā)按送關(guān)聯(lián)請背求，收到稈關(guān)聯(lián)請求編的節(jié)點(diǎn)如網(wǎng)果有能力閑接受其他賓節(jié)點(diǎn)為其飾子節(jié)點(diǎn)，沫就為該節(jié)著點(diǎn)分配一殼個網(wǎng)絡(luò)中穿唯一的16棗bit網(wǎng)絡(luò)地晴址，斧并發(fā)出鮮關(guān)聯(lián)應(yīng)室答，收藍(lán)到關(guān)聯(lián)不應(yīng)答后綿，此節(jié)型點(diǎn)成功罷加入網(wǎng)焰絡(luò)，并濁可接受麥其他節(jié)摩點(diǎn)的關(guān)楊聯(lián)。節(jié)僵點(diǎn)加入問網(wǎng)絡(luò)后誰，將自絮己的PAN礎(chǔ)ID標(biāo)識設(shè)為貌與ZigB蘿ee協(xié)調(diào)點(diǎn)污相同的踩標(biāo)識。Zig笛Bee星組網(wǎng)技員術(shù)桂小林38學(xué)生討論港，互動環(huán)厭節(jié)說出幾鼻個Zigb辱ee的應(yīng)用1）2）Zigb深ee應(yīng)用燈光控注制系統(tǒng)桂小林40桂小林41路燈管理缺視頻城市照明嫩智能監(jiān)控例與綜合管丙理系統(tǒng)數(shù)字礦山兩視頻桂小林445.2布遠(yuǎn)距離無幅線通信技型術(shù)遠(yuǎn)距離特?zé)o線通砌信技術(shù)荒常被用濱在偏遠(yuǎn)客山區(qū)、挪島嶼等處有線通慮信設(shè)施聲（例如佳光纜等相）因地環(huán)域，條交件、費(fèi)株用等因糞素可能厲無法鋪抵設(shè)的區(qū)膽域，以銳及船、掙人等需晴要數(shù)據(jù)攻通信卻錦又在實(shí)炊施移動巾的物體闊。與Inte稱rnet技術(shù)相厘結(jié)合，居成為網(wǎng)良絡(luò)骨干鋪通信技苗術(shù)的補(bǔ)由充。常規(guī)遠(yuǎn)華距離無唐線通信赴技術(shù)有謠衛(wèi)星通故信技術(shù)綠、微波振通信技對術(shù)、移逼動通信巡壽技術(shù)。5.2.淋1衛(wèi)星通相信技術(shù)衛(wèi)星通俱信是指扎利用人厭造地球惕衛(wèi)星作畫為中繼繪站轉(zhuǎn)發(fā)拿無線電瞇信號，噴在兩個?；蚨鄠€針地面站販之間進(jìn)體行的通猛信過程燭或方式腿。衛(wèi)星寄通信屬舉于宇宙診無線電蟻通信的君一種形群式，工朋作在微堡波頻段吊。衛(wèi)星通信飯是在地面異微波中繼捧通信和空親間技術(shù)的翁基礎(chǔ)上發(fā)德展起來的弦。微波中悉繼通信是院一種“視壁距”通信計(jì)，即只有皆在“看得削見”的范符圍內(nèi)才能府通信。而鴨通信衛(wèi)星唐的作用相診當(dāng)于離地超面很高的偽微波中繼物站。由于作為耽中繼的衛(wèi)醫(yī)星離地面靈很高，因今此經(jīng)過一凱次中繼轉(zhuǎn)遍接之后即幸可進(jìn)行長隔距離的通陡信。1.衛(wèi)確星通信技倉術(shù)原理圖5-7駱是一種簡念單的衛(wèi)星翻通信系統(tǒng)熊示意圖，餐它是由一款顆通信衛(wèi)誓星和多個圖地面通信病站組成的沉。地面通拌信站通過禾衛(wèi)星接收善或發(fā)送數(shù)健據(jù)，實(shí)現(xiàn)采數(shù)據(jù)的傳棒遞。2.衛(wèi)星通恐信系統(tǒng)曉選擇的追主要工她作頻段C頻段被最掃早用于商憂業(yè)衛(wèi)星，洽其中，較都低的頻率工范圍用于轟下行流量勺（從衛(wèi)星扯發(fā)出），浩較高的頻痕率用于上駝行流量（斥發(fā)向衛(wèi)星臟）。頻段下行鏈路上行鏈路帶寬問題L1.5GHz1.6GHz15MHz低帶寬、擁擠S1.9GHz2.2GHz70MHz低帶寬、擁擠C4.0GHz6.0GHz500MHz地面干擾Ku11GHz14GHz500MHz雨水Ka20GHz30GHz3500MHz雨水、設(shè)備成本3.通信衛(wèi)息星的種偵類①低軌道耳衛(wèi)星，指戶的是距離吧在500騎0km以內(nèi)的衛(wèi)茅星；②中間崗軌道衛(wèi)蛾星，指床的是距鋒離在500悔0km和200判00k魂m之間的衛(wèi)孕星；③高軌隔道衛(wèi)星豆，指的之是距離共在200躁00k無m以上的衛(wèi)款星。同步衛(wèi)星智距地面高救達(dá)3580蜻0km，一顆衛(wèi)佛星的覆蓋傾區(qū)（從衛(wèi)胡星上能“建看到”的梢地球區(qū)域率）可達(dá)地繞球總面積說的40%左右，地喉面最大跨糕距可達(dá)1800仔0km。通信衛(wèi)星闖種類靜止地仰球軌道奶（GEO）衛(wèi)星全球覆方蓋的固截定衛(wèi)星籍通信業(yè)災(zāi)務(wù)靜止分地球軌李道(GE籮O）衛(wèi)星，益軌道高度今大約為36分000匆km，成圓棵形軌道念，只要志三顆相車隔120°的均勻料分布衛(wèi)陶星，就逝可以覆增蓋全球所。國際曬衛(wèi)星通掃信組織計(jì)的Int書els擺at莖I-I綁X代衛(wèi)星憂。是全跡球覆蓋鞏的最好押例子，辭已發(fā)展移到第九腹代。三顆相本距120度的衛(wèi)星貸就能覆蓋釣整個赤道尖圓周。故動衛(wèi)星通信諷易于實(shí)現(xiàn)秩越洋和洲脂際通信。賴最適合衛(wèi)茂星通信的瓶頻率是1一10G昌Hz頻段，較即微波兆頻段、請為了滿呆足越來怠越多的尤需求，透已開始睬研究應(yīng)到用新的照頻段，祖如12G農(nóng)Hz,穗14G局Hz,突20G匙Hz及30GH巡壽z。衛(wèi)星在空勵中起中繼眉站的作用撤，即把地街球站發(fā)上俘來的電磁洽波放大后紙?jiān)俜此突匦傲硪坏厍蛘b站。地球腐站則是衛(wèi)交星系統(tǒng)形潮成的鏈路棗。由于靜梅止衛(wèi)星在廊赤道上空360屠00千米，它旅繞地球一紹周時間恰群好與地球瘦自轉(zhuǎn)一周仍（23小時56分4秒）一投致，從假地面看黑上去如吐同靜止膨不動一威樣。通信衛(wèi)匆星種類移動衛(wèi)咸星通信全球覆蓋濾的移動衛(wèi)漁星：通信干海事衛(wèi)星梯通信系統(tǒng)Inma宰rsat是全球句覆蓋的斷移動衛(wèi)際星通信證，工作談的為第尸三代海進(jìn)事通信音衛(wèi)星，度它們分戀布在大越西洋東賤區(qū)和西策區(qū)、印鞭度洋區(qū)大和太平句洋區(qū)。全球覆蓋初的低軌道輔移動通信絮衛(wèi)星有：百“銥星”(Ir批idi歲um）和全球母星(Gl由oba除lst饑ar），“圍銥星”悶系統(tǒng)有66顆星，現(xiàn)分成6個軌道盡，每個養(yǎng)軌道有11顆衛(wèi)星序，軌道飼高度為765k范m，衛(wèi)星孕之間、士衛(wèi)星與違網(wǎng)關(guān)和票系統(tǒng)控債制中心慈之間的簡鏈路采產(chǎn)用ka波段，衛(wèi)畜星與用戶供間鏈路采綱用L波段。200宮5年6月底銥羽星用戶花達(dá)12．7萬戶，鑒在卡特染里娜颶魚風(fēng)災(zāi)害草時”銥核星”業(yè)依務(wù)流量菊增加30倍，衛(wèi)星駝電話通信虛量增加5倍。全球星庸（Glo間bal代sta約r）有48顆衛(wèi)星組過成，分布握在8個圓形引傾斜軌夕道平面訓(xùn)內(nèi)，軌墓道高度脂為13翁89k秩m，傾角為52度。用戶雷數(shù)逐年穩(wěn)巧定增長，登成本下降干。衛(wèi)星通唐信原理桂小林555.2.林2移動抵通信技術(shù)移動通信封是指通信載雙方或至比少一方是士在運(yùn)動中愈實(shí)現(xiàn)信息焰?zhèn)鬏數(shù)倪^早程或方式改。例如移擇動體（車依輛、船舶蜘、飛機(jī)、么人）與固碑定點(diǎn)之間金、或移動處體之間的口通信等等箏。移動通信擋可以應(yīng)用呢在任何條櫻件之下，飛特別是在問有線通信須不可及的解情況下（盤如無法架汪線、埋電瞧纜等）更逗能顯示出漁其優(yōu)越性染。1.作移動通紅信分類隨著移動宴通信應(yīng)用姨范圍的不菌斷擴(kuò)大，顧移動通信懲系統(tǒng)的類檢型越來越銹多，其分狂類方法也惕多種多樣努。1）按設(shè)備癢的使用環(huán)刺境分類按這種技方式分庭類主要璃有陸地娛移動通黑信、海忍上移動往通信和怒航空移雕動通信訓(xùn)三種類腳型。作標(biāo)為特殊糧使用環(huán)旗境，還青有地下貨隧道礦錯井、水刺下潛艇認(rèn)和太空節(jié)航天等紅移動通露信。2）按服務(wù)準(zhǔn)對象分類按這種方余式分類可漿分為公用贏移動通信史和專用移棄動通信兩華種類型。在公用艱移動通狀信中，咬目前我陣國有中呢國移動略、中國賭聯(lián)通經(jīng)雁營的移懇動電話伐業(yè)務(wù)。季稱為公旦用網(wǎng)。專用移翻動通信昏是為保托證某些洋特殊部通門的通甘信所建哨立的通巷信系統(tǒng)轟，例如某公安、屈消防、蝴急救、蜂防汛、武交通管贈理、機(jī)使場調(diào)度城等。3）按系巧統(tǒng)組成產(chǎn)結(jié)構(gòu)分尼類（1）蜂窩脂狀移動怖電話系光統(tǒng)。蜂慶窩狀移弓動電話含是移動咬通信的始主體，貼它是具優(yōu)有全球臭性的用紅戶容量棟的最大蹈移動電毫話網(wǎng)。（2）集群言調(diào)度移豬動電話駱。它可憤將各個拜部門所娛需的調(diào)食度業(yè)務(wù)辨進(jìn)行統(tǒng)保一規(guī)劃構(gòu)建設(shè)，狡集中管炸理，每暫個部門紡都可建歸立自己紹的調(diào)度蓮中心臺瓣。（3）無中心訴個人無線悔電話系統(tǒng)注。它沒有沈中心控制隙設(shè)備，這他是與蜂窩腔網(wǎng)和集群妄網(wǎng)的主要濤區(qū)別。適么用于個人的業(yè)務(wù)和小怕企業(yè)的單區(qū)區(qū)組網(wǎng)分頓散小系統(tǒng)氏。（4）公用無趟繩電話系仆統(tǒng)。公用雜無繩電話攻是公共場贏所使用的扭無繩電話招系統(tǒng)，例卷如商場、寸機(jī)場、火長車站等。擾通過無繩于電話的手補(bǔ)機(jī)可以呼吼入市話網(wǎng)惰，也可以賺實(shí)現(xiàn)雙向辛呼叫。它漠的特點(diǎn)是妨不適用于恐乘車使用閥，只適用泛于步行。（5）移動衛(wèi)首星通信系夏統(tǒng)。21世紀(jì)通擺信的最牌大特點(diǎn)組是衛(wèi)星靜通信終當(dāng)端手持粗化，個管人通信哪實(shí)現(xiàn)全日球化。移動通信橡的發(fā)展階瘦段1）第一緩代（1G：1Gen藏erat珍ion）——模擬移冤動通信怎系統(tǒng)從1946年美國使例用150濟(jì)MHz單個汽車想無線電話付開始到20世紀(jì)90年代初砌，是移津動通信碎發(fā)展的冊第一階輔段。因荒為調(diào)制池前信號旗都是模僅擬的，蜻也稱模煎擬移動球通信系氧統(tǒng)。2）第二代貪（2G）——數(shù)字移扎動通信戀系統(tǒng)這時候移碗動通信系質(zhì)統(tǒng)的主要朝特征是采蛋用了數(shù)字抓技術(shù)。GSM是由歐洲俯電信標(biāo)準(zhǔn)毀組織ETSI制訂的一扎個數(shù)字移都動通信標(biāo)否準(zhǔn)。GSM是全球污移動通崖信系統(tǒng)(Glo喪bal鑰Syst哲emo折fMo碑bile拳com周muni口cati呆on)的簡稱。GSM采用時分稻多址技術(shù).自90年代中民期投入臣商用以岡來，被陸全球超狼過100個國家采價(jià)用。2）第二代爆（2G）——數(shù)字移衡動通信臭系統(tǒng)CDMA景(Co經(jīng)deD志ivis虛ion苦Mult志iple歪Acc壩ess)又稱碼必分多址圖，是在醫(yī)無線通窩訊上使腐用的技描術(shù)，CDM看A允許所造有使用菠者同時爽使用全鉗部頻帶(1.趕228船8Mh守z)，且把鑼其他使凡用者發(fā)陳出訊號病視為雜的訊，完幕全不必歲考慮到碗訊號碰帝撞(co浮lli怨sio心n)問題。CDM袍A中所提供孕語音編碼擴(kuò)技術(shù)，通淚話品質(zhì)比圾目前GSM好，且可黃把用戶對眨話時周圍巡壽環(huán)境噪音集降低，使限通話更清政晰。GPR浩S是通用裂分組無屋線服務(wù)差技術(shù)（Gen賠era曉lP迫ack感et筍Rad墻io濁Ser泉vic雅e)的簡稱，遵是GSM移動電旁話用戶冬可用的爸一種移漆動數(shù)據(jù)貿(mào)業(yè)務(wù)。GPR兵S可說是GSM的延續(xù)勞。GPR彩S經(jīng)常被銹描述成勿“2.5跳G”，位于架第二代蓬（2G）和第三喝代（3G）移動贊通訊技頑術(shù)之間榴。3）第三代曲（3G）第三代緣瑞移動通電信系統(tǒng)匯以全球技通用、堤系統(tǒng)綜浩合作為燦基本出爬發(fā)點(diǎn)，祥以圖建難立一個號全球范票圍的移酒動通信洋綜合業(yè)災(zāi)務(wù)數(shù)字滋網(wǎng)，提穿供與固用定電話恭網(wǎng)業(yè)務(wù)逗兼容、葬質(zhì)量相遼當(dāng)?shù)亩囿H種話音征和非話冰音業(yè)務(wù)偷。目前國塵內(nèi)正在揉大力建毯設(shè)和發(fā)考展的3G網(wǎng)絡(luò)，CDMA停2000、WCD判MA、TD-和SCD稈MA三種技犬術(shù)分別革為中國忽電信、踏中國聯(lián)盒通和中療國移動蛾所采用制，其技孩術(shù)標(biāo)準(zhǔn)泥也各具湯優(yōu)勢。由歐洲帝提出的WCDM茄A也被稱取為CDM喘AD爐ire器ct裂Spr宴ead，意為迅寬頻分臭碼多重怠存取，蚊國內(nèi)目處前由中顛國聯(lián)通曠公司運(yùn)智營。WCD多MA支持高旱速數(shù)據(jù)蹲傳輸（售慢速移止動時384辱Kbp曾s，室內(nèi)走懷動時2Mb應(yīng)ps）3）第三埋代（3G）CDM悔A20碗00由美國教高通公軍司提出局，國內(nèi)慶現(xiàn)由中寧國電信蔬公司運(yùn)此營。該品技術(shù)采補(bǔ)用多載承波方式富，載波星帶寬為1.2勺5MH馬z，分為兩股個階段：戰(zhàn)第一階段察提供144惹Kbp舅s的數(shù)據(jù)傳趁送率，第陶二階段則愿加速到2Mb聽ps。CDM濃A20錘00和WCDM致A在原理霸上沒有辟本質(zhì)的皆區(qū)別，稅都起源深于CDMA（IS-9度5）系統(tǒng)技總術(shù)TD-S憶CDMA由中國兇原郵電馬部電信原科學(xué)技染術(shù)研究寶院（大葉唐電信奮）于199腰9年6月29日向ITU提出，融穗入了智能曠無線、同范步CDMA和軟件無寧線電等當(dāng)葵今領(lǐng)先技排術(shù)。僅黃需單一的1.6么M頻帶就可桐提供速率找達(dá)2Mbp違s的3G業(yè)務(wù)需求玻。4）第四代訴（4G）4G是第四代態(tài)移動通信溪及其技術(shù)察的簡稱，損是集3G與WLAN于一體并晚能夠傳輸翻高質(zhì)量視匯頻圖像以私及圖像傳郊輸質(zhì)量與鍛高清晰度撒電視不相宵上下的技捕術(shù)產(chǎn)品。4G系統(tǒng)能在夠以100M納bps的速度下次載，比撥橋號上網(wǎng)快200美0倍，上傳漫的速度也德能達(dá)到20M泉bps，并能夠鞭滿足幾乎動所有用戶示對于無線浩服務(wù)的要許求。國際電信壯聯(lián)盟(IT逢U)已經(jīng)將WiMa洽x、HSPA離+、LTE正式納位入到4G標(biāo)準(zhǔn)里，保加上之前襖就已經(jīng)確儉定的LTE-糟Adva奔nced和Wir桐ele輛ss泊MAN段-Ad竄van茄ced這兩種標(biāo)行準(zhǔn)，目前4G標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)銷達(dá)到了5種。學(xué)生調(diào)研第5代移屯動通信3G應(yīng)用列舉若干3G哄+G后PS的應(yīng)用長途汽沈車監(jiān)控泥頭車監(jiān)挨控BUS調(diào)度Tax臉i調(diào)度人員管理。。。校車監(jiān)控搬-1/2校車監(jiān)控3GInte沙rnet校車監(jiān)澤控-2笑/2公交調(diào)度韻系統(tǒng)3G網(wǎng)絡(luò)拉土車監(jiān)帶控拉土車腸監(jiān)控作業(yè)針對現(xiàn)實(shí)德中的問題渴，設(shè)計(jì)一尾種基于無矩線網(wǎng)絡(luò)的遇監(jiān)控方案蹦。每人5張PPT。一個Word文檔（1000字）占50%4月15日晚上12點(diǎn)前發(fā)送巨到xlg籠ui@繩mai羽l.x贊jtu膝.ed員u.c避n過期不退候。桂小林745.2慨.3款微波通礎(chǔ)信技術(shù)微波（mic劇row揀ave）是指散頻率為300奔MHz眼~30三0GH妙z的電磁波握，是無線腿電波中一撐個有限頻靜帶的簡稱鹽，即波長沃在1m（不含1m）到1mm之間的電坑磁波，是劑分米波、雅厘米波、秒毫米波和塞亞毫米波增的統(tǒng)稱，航其頻譜示孟意圖如圖5-1窗3所示。無基線電波。微波頻率盜比一般的軋無線電波通頻率高，賢通常也稱括為“超高礦頻電磁波李”。微波作為蛾一種電磁腦波也具有匹波粒二象摟性。微波的基豪本性質(zhì)通栽常呈現(xiàn)為思穿透、反咐射、吸收餐三個特性頸。對于玻房誠璃、塑料虜和瓷器，費(fèi)微波幾乎也是穿越而欲不被吸收繩。對于水三和食物等慢就會吸收磁微波而使悠自身發(fā)熱烈。而對金姓屬類東西應(yīng)，則會反紹射微波。桂小林751.微沒波類型表5-3微波類型波段波長頻率頻段名稱分米波1m~10cm0.3~3GHz特高頻（UHF）厘米波10cm~1cm3~30GHz超高頻（SHF）毫米波1cm~1mm30~300GHz極高頻（EHF）桂小林762.微姥波通信挖方式微波通則信的應(yīng)瞎用列舉幾種肅微波通信作的應(yīng)用互動環(huán)節(jié)桂小林805.3榜有線通信綢技術(shù)有線通信婦技術(shù)是局脾域網(wǎng)、城架域網(wǎng)、廣利域網(wǎng)的常織用組網(wǎng)技?xì)g(shù)。在面慣向物聯(lián)網(wǎng)淡的應(yīng)用中喇，常被用摧在局域網(wǎng)徐組網(wǎng)以及旨與Int券erne旨t網(wǎng)絡(luò)的萬互聯(lián)。典型的圓有以太錄網(wǎng)（雙戲絞線）稠和光通泉信技術(shù)駛。桂小林815.3.承1雙絞展線雙絞線揀常見的木有3類孫線，5院類線和槽超5類鐵線，以兔及最新廁的6類喂線，桂小林825.3袋.2扛光纖光纖（opti塘cal轟fibe羞r）是光導(dǎo)申纖維的簡礎(chǔ)寫，是一善種利用光百在玻璃或級塑料制成森的纖維中肆的全反射舅原理而達(dá)挪成的光傳禿導(dǎo)工具。冒微細(xì)的光緒纖封裝在滋塑料護(hù)套者中，使得妥它能夠彎從曲而不至張于斷裂。光纖示意家圖如圖5-1商6所示。在多模光萄纖中，芯遍的直徑是15μm鳳~50μ化m，大致與勢人的頭發(fā)內(nèi)的粗細(xì)相坑當(dāng)，一般水光纖跳纖救用橙色表甜示，也有陸的用灰色金表示，接掘頭和保護(hù)幟套用米色掠或者黑色惱；傳輸距狂離較短。而單模驗(yàn)光纖芯錦的直徑柿為8μm現(xiàn)~10陶μm，一般貫光纖跳降纖用黃剛色表示殘，接頭宮和保護(hù)斧套為藍(lán)弄色；傳頌輸距離炕較長。桂小林83學(xué)生討瀉論光纖通信拒的特點(diǎn)光纖連龜接器光纖通信漁的特點(diǎn)1）頻帶股寬頻帶的寬就窄代表傳吵輸容量的述大小。載村波的頻率抬越高，可慚以傳輸信啟號的頻帶帥寬度就越熄大。在VHF頻段，繩載波頻侄率為48．5MHz～300M泉hz。帶寬約250誤MHz，只能肥傳輸27套電視閃和幾十皺套調(diào)頻位廣播?？梢姽獬醯念l率干達(dá)1000母00GH音z，比VHF頻段高出辣一百多萬諒倍。盡管腥由于光纖娃對不同頻栽率的光有壞不同的損喚耗，使頻旅帶寬度受泰到影響，弓但在最低絮損耗區(qū)的啟頻帶寬度超也可達(dá)300莖00G再Hz。目前單個膀光源的帶交寬只占了投其中很小散的一部分(多模光毀纖的頻刻帶約幾秤百兆赫缸，好的襲單模光弄纖可達(dá)10G遵Hz以上)，采用先今進(jìn)的相干計(jì)光通信可揮以在300榮00G粗Hz