物联网框架 ：感知层 网络层 应用层
通信系统的交换方式：电路交换 、报文交换、分组交换（数据报、虚电路）
调制技术是一种将信源产生的信号转换为适宜无线传输的形式的过程。
对信号进行调制传输的主要目的：
1) 将调制信号（基带信号）转换成适合于信道传输的已调信号（频带信号）。
2) 实现信道的多路复用，提高信道利用率。
3)通过调制可以提高信号通过信道传输时的抗干扰能力。
数字调制方式相比于模拟调制方式的优点：
1) 数字传输抗干扰能力强，尤其在中继时，数字信号可以再生而消除噪声积累；
2)差错传输可以控制，从而可以改善传输质量。
3) 便于使用现代化的数字信息处理技术来对数字信息进行处理。
4) 数字信号易于做高级保密性的加密处理。
5) 数字通信可以综合传输各种消息，使通信系统功能增强。
卫星中继信道由通信卫星、地球站、上行线路和下行线路构成。
恒参信道对信号的影响不随时间变化或基本不变，影响是固定的或变化极为缓慢。
随参信道的特点：
1) 对信号的衰耗随时间变化。
2) 传输的时延随时间而变。
3)多径传播。
蓝牙是一种近距离无线连接技术标准的代称，蓝牙的实质就是要建立通用的无线电空中接口及其控制软件的公开标准。 IEEE 802.15 工作在2.4GHz频带，带宽为1MB/s 10m范围
蓝牙技术使用高速跳频（FH）和时分多址（TDMA）技术。
蓝牙的拓扑结构：微微网和分布式网络。
微微网的建立由两台设备的连接开始。最多由8台设备构成。 --只能有一个主设备
从设备最多只能有3个面向同步的（SCO）连接和一个面向异步的（ACL）连接同时进行。
分布式网络由多个独立、非同步的微微网形成的，靠跳频顺序识别每个微微网。在一个带有10个全负载的独立微微网的情况下，全双工数据传输率超过6Mbit/s。
蓝牙协议体系结构可分为底层硬件模块、核心协议层、高端应用层。
抗干扰的方法分为避免干扰和抑制干扰。避免干扰可以通过降低各通信单元的信号发射电平来达到，抑制干扰则通过编码或直接序列扩频来实现。
蓝牙纠错机制分为FEC和包重发。
ZigBee技术特点
1) 低功耗
2) 传输可靠，抗干扰强
3) 低成本
4) 安全
5) 速度快，距离远
ZigBee设备：ZigBee协调器（FFD）、ZigBee路由器（FFD）、ZigBee终端设备（FFD/RFD）。
ZigBee通过两个不同服务接入点提供两种不同的MAC服务，即MAC层通过子层服务接入点提供数据服务，通过管理实体接入点提供管理服务。
无线局域网（WLAN）是利用射频（RF）无线信道或红外信道取代有线传输介质所构成的局域网络。WLAM数据传输率11Mbit/s（IEEE 802.11b），最高可达54Mbit/s。
MAC子层数据帧由MAC子层帧头、MAC子层载荷和MAC子层帧尾组成。MAC子层帧头由2个字节的帧控制域，1字节的帧序列号域和最多20字节的地址域组成。
ZigBee应用层由应用支持子层、应用层框架和ZigBee应用对象（ZDO）3部分组成。
UWB—超宽带技术 使用1GHZ以上带宽 无载波通信技术 有效距离 10m
增大通信容量：1、增加信号功率P 2、增大传输带宽。
UWB通信系统的实现方式：基带脉冲方式和载波调制方式（单带和多带）。
RFID基本工作原理：标签进入磁场后，接收阅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（无源标签或者被动标签），或者由标签主动发送某一频率的信号（有源标签或主动标签）。阅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。
RFID系统组成：阅读器、电子标签（TAG）及应用软件系统。
电感耦合 后向散射耦合
近场区：电感耦合 互感
远场区：电容耦合
编码：曼彻斯特码、密勒码、修正密勒码。
NFC ---- 近场通信 13.56MHZ 20cm 磁场耦合
工作模式：卡模式、点对点模式（P2P）。
NFC和RFID区别：
1) NFC将非接触读卡器、非接触卡和点对点功能整合进一块单芯片，而RFID必须有阅读器和标签组成。
2) NFC传输范围比RFID小。
3) 应用方向不同。NFC更多的针对于消费类电子设备相互通信，而有源RFID更擅长在长距离识别。
无线局域网的5个技术要点
1) 可靠性
2)兼容性
3) 数据传输速率
4)通信安全
5) 移动性
无线局域网的基本构件有无线网卡和无线网桥。
IEEE 802.11 标准规定无线局域网的最小构件是基本服务集（BSS），一个BSS包括一个AP和若干个移动站。
无线局域网的拓扑结构
1) 无中心拓扑（对等式拓扑） --要实现与有线局域网的互联，必须借助接入点（AP）最多可连接256台
2) 单接入点方式
3) 多接入点方式（BSA）
4) 多蜂窝漫游工作方式
IEEE 802.11 MAC帧格式包括MAC帧头、数据域和帧尾校验域。
IEEE 802.11 标准规定了物理层的3种实现方法，其中红外线WLAN采用基带调制（脉冲调制，无载波）；跳频扩频和直接序列扩频均属无线电波WLAN，采用的是频带调制（有载波）。
基带调制：PAM（脉幅调制）、PPM（脉位调制）、PWM（脉宽调制）
基带调制是指仅仅对基带信号的波形进行变换，使它能够与信道特性相适应。
频带调制是指为了保证通信效果，克服远距离信号传输中的问题，将要发送的信号加载到高频信号的过程。
扩展频谱技术是指发送的信息被展宽到一个比信息带宽宽的多的频带上去，接收端通过相关技术，将其会恢复到信息带宽的一种技术。
扩展频谱技术包括以下几种方式：
1) 直接序列扩展频谱（DS）
2) 跳频（FH）
3) 跳时（TH）
直接序列扩展（DSSS）是将要发送到信息用伪随机码（PN码）扩展到一个很宽的频带上去，在接收端，用与发送端扩展用的相同的伪随机码对接收到的扩频信号进行相关处理，恢复出发送的信息。 ――采用固定载波频率 伪随机码直接传输
跳频扩频（FHSS）的载频受伪随机码的控制，不断地、随机地跳变，可看成载波按一定规律变化的多频频移键控（MFSK）。 --载频不断随机变化 伪随机码不直接传输，用来选择信道
扩频技术的最大优点在于较强的抗干扰能力，以及保密、多址、组网、抗多径等。
直扩系统是靠伪随机码的相关处理，降低进入解调器的干扰功率来达到抗干扰的目的。
跳频系统是靠载频的随机跳变，躲避干扰，将干扰排斥在接收通道以外来达到抗干扰的目的。
基于IEEE 802.16的WiMAX技术由两部分组成：WiMAX发射塔、WiMAX接收机。
WiMAX提供两种形式的无线服务：非视线无线上网型服务、视线型服务。
移动通信的特点
1)用户的移动性
2) 电波传播条件复杂
3) 噪声和干扰严重
4) 系统和网络结构复杂
5) 有限的频率资源
移动通信信道的三个主要特点
1) 传播的开放性
2) 接收地点地理环境的复杂性与多样性
3) 通信用户的随机移动性
接收信号的3类损耗与4种效应
1) 三类损耗：路径传播损耗、慢衰落损耗、快衰落损耗（快衰落损耗又可分为空间选择性快衰落、频率选择性快衰落与时间选择性快衰落） --无线传输的质量取决因素
2) 4种主要效应：阴影效应、远近效应、多径效应、多普勒效应。
CDMA/移动通信中的几种主要噪声与干扰：加性正太白噪声、多径干扰与多址干扰。
移动通信的核心问题：如何克服信道与用户带来的两重动态特性。
移动通信的多址接入方式：FDMA（频分多址）、TDMA（时分多址）、CDMA（码分多址）。
在CDMA中，地址码可分为：用户地址码、信道地址码、基站地址码。
语音压缩编码大致可以分为以下三类：波形编码、参量编码、混合编码。
移动环境的5类信息安全问题：网络接入安全、网络域安全、用户域安全、应用程序域安全、安全的可见度与可配置性。
以空中接口为主题的安全威胁包括：窃听、假冒、重放、数据完整性侵犯、业务流分析、跟踪。
来自网络和数据库的安全威胁包括：网络内部攻击、对数据库的非法访问、对业务的否认。
为了保障GSM系统的安全，设计的保密措施：
1) 防止未授权的非法用户接入的鉴权（认证）技术。
2) 防止空中接口非法用户窃听的加、解密技术。
3) 防止非法用户窃取用户身份码和位置信息的临时移动用户身份码（TMSI）更新技术。
4) 防止未经登记的非法用户接入和防止合法用户过期终端（手机）在网中继续使用的设备认证技术。
GSM的信道编码方案包括：用分组码进行外编码；用卷积码进行内编码；采用重排和交织技术以改造突发信道。
分集接收技术是传统的抗空间衰落的方法；RAKE技术是经典的抗多径衰落，提高接收信噪比的手段；均衡技术是另一种抗多径衰落的常用技术。
分集技术的分类
分：空间、频率、时间分集。
集：选择合并、等增益合并（EGC）与最大比值合并（MRC）。
OFDM（正交频分复用）技术是MCM（多载波调制）的一种。
OFDM的主要思想是：将信道分为若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到每个子信道上进行传输。
OFDM的同步技术：时域同步、频域同步。
移动通信网组成：终端机、信道、变换设施、信令与协议。
移动通信服务质量（QoS）取决于下列4个因素：
1) 业务支撑。 2）使用便利性 3）传输的完整性 4）适用性（最为重要）
GSM信道分为物理信道和逻辑信道。
GSM仅有8个时隙。GSM最大的特色是时分多址。
四类时隙突发
1) 常规突发序列
2) 频率校正突发序列
3) 同步突发序列
4) 接入突发序列
GSM的逻辑信道：
1) 控制信道CCH
- 广播信道BCH
- 公共控制信道CCCH
- 专用控制信道DCCH
2) 业务信道TCH
GSM的网络组成：
GSM网络由三个面向和四个组成部分构成，
三个面向：面向用户的移动台MS与基站系统的两个组成部分；面向外部网络的网络子系统NSS部分；面向运营者的操作支撑系统OSS部分。
四个组成部分：MS、BSS、NSS和OSS。
全IP网络模型分为4层：
1) 应用和服务层
2) 服务控制层
3) 网络控制层
4) 连接层
天线的两个特性：阻抗特性、方向特性。
4G主要是以正交频分复用（OFDM）为技术核心。
4G关键技术
1) 接入方式和多址方案
2)调制与编码技术
3) 高性能的接收机
4) 智能天线技术
5) MIMO技术
6)软件无线电技术
7)基于IP的核心网
8)多用户检测技术
5G关键技术（6大）：
1) 高频段传输
2) 新型多天线传输技术
3) 同时同频全双工技术
4) D2D技术
5) 密集和超密集组网技术
6) 新型网络架构
卫星通信系统是由空间分系统、地球站群、跟踪遥测及指令分系统和监控管理分系统四大部分组成。
卫星中继信道由通信卫星、地球站、上行线路和下行线路构成。
通信网是各种通信结点及连接结点的传输链路互相依存的有机结合体，以实现两点及多个规定点间的通信体系。
通信网是由终端设备、交换设备及传输链路三大要素组成。
现代通信网的构成:
1) 业务网
2) 支撑网
- 信令网
- 同步网
- 管理网
交换技术的发展
1) 人工交换阶段
2) 机电式自动交换阶段
3) 电子式自动交换阶段
4) 分组交换发展阶段
多网融合技术的含义：
1) 基于IP协议的控制网与信息网的接入融合
2) 各子系统信息间的内容融合
分组交换：有效地利用通信线路的资源并能解决各类不兼容计算机之间的通信问题，从而实现资源共享。
分组交换的最基本思想是实现通信资源的共享。
交换传输方式分为虚电路方式和数据报方式。
三网融合指原先独立设计运营的传统电信网、有线电视网和计算机网络趋于融合。
IP多媒体子系统（IMS）用来解决如何向移动数据用户提供IP多媒体业务的问题。
全IP核心网体系结构基于分组技术和IP电话，用户同时支持实时和非实时业务。
自组织网络定义：一个移动Ad Hoc 网络可以看作一个独立的自治系统或者是一个对因特网的多跳无线扩展。
Ad Hoc 网络特点： --最大特点 灵活性
1) 无中心节点
2) 自组织
3) 多跳路由
4) 动态变化的网络拓扑结构
自组织网络的节点同时具有移动终端和路由器的功能，因此节点通常包括主机、路由器和电台三部分。
自组织网络一般有平面结构和分级结构。 --网络拓扑
自组织网络的关键技术：
1) 路由协议
2) 服务质量（QoS）
3)功率控制
4) 安全问题
5) 互联问题
MIMO技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。
行列交织矩阵：按列写入，按行读出。
异构网络是指两个或以上的无线通信系统采用了不同的接入技术或者采用相同的无线接入技术但网络设备在网络带宽、存储/计算/处理等资源上有明显的差别。
异构网络资源管理：
1) 接入控制
2) 网络选择
- 基于接收信号强度的网络选择算法
- 基于历史信息的网络选择算法
- 基于模糊逻辑和神经网络的网络选择算法
- 基于博弈论的网络选择算法
- 基于优化理论的网络选择算法
- 基于策略的网络选择算法
3) 垂直切换
- 切换发起
- 切换判决
- 切换执行
4) 协同频谱感知 --协同通信最关键的支撑技术
5)负载均衡
异构网络的协同数据传输
1) 队列调度
2) 自适应功率调整
3) 接入子网网内协同通信
频谱感知技术是异构物联网协同通信最关键的支撑技术。
物联网可以分为无线接入网和核心网络两部分。
多径路由对网络性能的改善：
1) 提高数据传输可靠性
2) 增加网络吞吐量
3) 实现网络负载平衡