短波通信组网技术
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短波通信组网技术
摘要：短波通信是历史上最为悠久的通信手段之一，短波是人类最早开发利用的无线电频段。与卫星通信、地面微波通信相比，短波通信的建设和维护费用很低，建设周期短，设备简单、体积小、易于隐蔽，电路调度容易，临时组网方便、迅速，具有很大的使用灵活性。本文分析了短波在电离层传播的模式，阐述了短波通信常用的调制技术，介绍了短波通信组网的信道类别和相关组网技术。
关键词：短波通信；电离层；组网；信道；技术
1 短波通信概述
短波是指波长在100m～10m之间（频率为3MHz～30MHz）的电磁波。短波通信是利用无线电电磁波短波，传播电话、电报、传真及低速数据等信息。短波通信不需要建立中继站即可实现远距离通信，便于改变工作频率躲避干扰和窃听，破坏后易恢复。但短波通信也有一些不足之处，可供使用的频段窄，通信容量小，信号传输的稳定性差，抗干扰能力差。
2 短波电离层的传播模式
短波通信中的天波传播，是靠电离层反射的。电离层由围绕地球的处于不同高度的3个导电层组成的，这3个导电层分别称为D层、E层、F层。
短波在电离层的传播，其传输模式有单跳、多跳。依靠单电离层或多电离层反射构成电磁波传输路径。当通信距离＞2500km时，往往采用多跳，以获得较大的仰角。如利用F2反射一次，称为1F2传输模式。
3 短波通信常用的调制、解调技术
调制的目的就是要利用频带，高频无线传输，将消息变换为便于传送的形式，提高短波通信的抗干扰性能，使其能够频分复用。短波通信常用的调制、解调技术有调幅AM、单边带SSB、频率调制FM。常用调制技术如下表：
调制方式用途
连续波调制线性调制常规双边带调幅
广播
AM
立体声广播
抑制载波双边带
调幅DSB
单边带调幅SSB 载波通信、无线电
台、数传
残留边带调幅VSB 电视广播、数传、
传真
非线性调制频率调制FM 广播、微波中继、
卫星通信
相位调制PM 中间调制方式
数字调制幅度键控ASK 数据传输
频率键控FSK 数据传输
相
位键控PSK，
DPSK，QPSK等数据传输、数字微波、空间通信
其它高效数字调制QAM，MSK等（提高频带利用率）数字微波、空间通信
脉冲调制脉冲模拟调制脉幅调制PAM 中间调制方式、遥
测
脉宽调制PDM
（PWM）
中间调制方式
脉位调制PPM 遥测、光纤传输
脉冲数字调制调制PCM 市话、卫星、空间
通信
调制DM，CVSD，
DVSD
军用、民用电话
调制DPCM 电视电话、图像编
码
其它语音编码方
式ADPCM，APC，LPC
等
中、低速数字电话
3.1 振幅调制 AM及解调
振幅调制中，输出已调信号的包络与输入调制信号成正比，其时间波形表达为：
AM波占两倍的调制信号频谱的带宽，且上、下边带所含的信息相同，载波不含任何信息成分，只起运载信息的作用。故AM波的发射载波功率浪费了，且AM波占用频带较宽，抗干扰能力很差。调幅波的解调称为包络检波，它将调幅
波中的调制信号即调幅波的包络变化检波出来，还原成原始的低频信号。
3.2 单边带调制SSB及解调
单边带调制（SSB）是用高频滤波器将含有完整调制信号的单边带信号滤出，这种调制制度称为“单边带调制”。利用单边带信号传递消息的通信方式称为“单边带通信”。原型单边带制：只用一个边带的传输方式.独立边带制：发射机发射的两个边带中含有两种不同的信息。单边带信号的产生方法：滤波法、相位补偿法、合成法。解调方式：相干解调。
3.3 频率调制FM及解调
频率调制（FM）与相位调制（PM）统称为角度调制。频率调制是使高频振荡的频率按调制信号的规律变化，振幅保持不变的一种调制方式。调相使高频振荡的相位按调制信号的规律变化，振幅保持不变。
4 短波通信的发展趋势
短波通信具有非常广阔的发展前景。在装备体制上，短波通信不断地融入电子、信息技术等先进技术，加强对短波通信信道和终端设备的改造，正逐步实现向数字高速跳频抗干扰体制的转变，改变了以往的模式，如模拟向数字、台站向网系、模拟低速跳频，提高信息传输的可靠性与有效性，增强系统与设备的自动化、智能化，以及综合业务能力。目前，短波通信逐渐向数字化、网络化的第三代通信装备的过滤。第三代短波通信不同于第二代短波通信，它包含多种先进的技术，比如第三代自动链路建立技术（3G-ALE）、新型高速短波跳频技术，以及短波组网通信技术等。
5 短波通信组网的信道类别
5.1 固定频率通信网
目前，在军队所用的组网方式是固定频率通信网。这种组网方式比较传统，通信稳定性差，也没有良好的抗干扰能力，其使用范围正逐渐缩小。
5.2 频率自适应通信网
频率自适应通信网具有成熟的通信链路、组网和系统设备。人们可以通过网内自适应电台，在预先设置频率点组中，进行线路质量分析，选择最好的频率，自动选择呼叫及预置信道扫描，从而建立起短波通信。这种组网方式可以保证信道的质量，受到人们的广泛喜爱，在世界各国都有所应用。
5.3 短波跳频通信网
短波跳频通信网是短波通信网络的重要组成部分。它是使通信信号的频率在一定带宽内快速随机跳变，使敌方侦察和干扰跟不上这种变化，无法施放干扰而达到抗干扰的目的。
5.4 短波直接序列扩频通信网
短波直接序列扩频通信网有优良的抗干扰性能和抗截获性能，是目前还不够成熟的技术，需要人们更多的试验与研究。它是用解扩的方法，先将原来集中在信息带宽内的能量分散，再在通信的接收端将能量集中起来，实现了正常的通信。
6 短波通信组网的相关技术
6.1 基本改进方法与技术
首先要针对更加快速的建立链接，减少帧头和增加吞吐量是首要的有效解决方法，这样可以更加迅速地建立链接，更加完善短波通信组网；其次是信道选择，需要在传输前进行实时的信道检测和信道选择，其中精确评估信号质量是进行信道选择的有效方法，进而选择合适的信道，达到更好的通信效果。
6.2 认知无线电思想
认知无线电，是一种智能频谱共享技术，通过感知频谱环境，智能学习并实时调整参数，实现频谱的再利用，可显著提高频谱的利用率。它的核心思想是使无线电通信设备具有发现闲置频谱资源的能力，并合理利用资源，是未来无线通信发展的趋势。认知无线电的思想应用到短波通信组网中，实时修改频率设置，探索未用的频率，动态地使用空闲频率。另外，在发送前可以改良监听，用以在所有信道上探测信号，其频率的设定基于分配的和认知的频率，但是此时协议需要进行改进，以新的认知频率来组网。
6.3 宽带同步组网
现阶段的短波通信组网技术的难点，在于对新时隙的划分，从而有效加快建链速度，达到高速传输的目的，使网络更加稳定可靠。时隙的划分可以进一步减小，因此可以在宽带条件下，确保传输速率更快，较小的时隙就可以适应宽带传输。这个时隙的划分需要重新规划，先进行预测，再对其进行仿真与调整，从而配置出合理的标准。
6.4 双工模式
信息工程课程设计报告书 课程名称物联网通信与组网技术 课程设计题目小型家庭环境监测传感网络系统 学生姓名、学号 学生专业班级 指导教师姓名 课程设计起止日期2018.7.2-2018.7.6
摘要 如今我国社会整体生活水平不断提高，大众人民对于生活质量的追求不再仅仅局限于衣食住行、温饱冷暖这些较为低层次的阶段了，我们可以从日常的生活以及从各类环境监测设备尤其是家庭及单位的私用或公用监测设备的销售情况可以看出，大众人民对于这方面的需求是日益增加，但就目前而言，市场上的环境监测设备种类繁多，产品质量参差不齐，价格也是随着功能的多少而有着很大的差距，有的环境监测设备功能过于繁杂而又价格昂贵，并不适合大众消费，而有的产品则是功能有限，质量不高，也不适合大众购买。从上边描述可以看出，目前我国市场在这方面还是有个潜在的市场机遇、广泛的设计前景和光明的销前途的。 然而就目前而言，不论是国外还是国内，总体情况是关于智能家居系统的研究开发项目比较多，但是智能家居系统大多比较庞大，功能繁杂，成本很高，所以不能得到很有效的普及。考虑到毕业设计的实际情况和力所能及的设计范围，我们根据普通家庭的一般需要开发室内温度、湿度、天然气浓度、酒精浓度、振动等环境参数的监测系统，可以提供多种报警信息，使用户及时了解家居状况，避免不安全事故的发生。既然环境监测与报警设备在日常生活、工作和工程实践中具有重要的应用，并且随着生活水平的不断提高和电子科技的不断进步，日常生活中对于环境监测与报警的需求也是越发的增加，那么在设备的设计上，我们不仅要做到具有较为齐全的报警功能、较为稳定的工作状态、相对而言比较长的工作寿命以及合适的体积大小，还要求进行一定距离的传输，直观快捷的表达方式，还要联系大众生活，与大众生活相贴切，能够为大众所使用。 就设计方案而言，本设计着力于从实用、便捷、简易这三个方面出发，通过将几部分简单的设计——利用单片机、传感器，VC上位机串口助手等等相应作出各部分监测系统，再通过各个设计单元间的组合通信，最终达到实现环境监测的功能，包括酒精传感器和磁检测传感器，将酒精及磁检测信息发送至VC上位机串口助手实时监控并显示酒精度及磁检测状况等功能。 在课程设计指导老师以及同学的帮助和指导下，通过请教问题、查阅资料、检查电路、改正程序，经过如此的多次的纠正和改进，本次的课程设计成果终于是基本上达成了预期的目标，酒精监测和磁检测传感器都能正常工作。 关键字：蓝牙wifi UDP协议 MFC
一、 选择题（每题2分，共10分） 1. 数字通信系统中，信源编码是为了提高系统的 ( ) A. 可靠性 B. 兼容性 C. 经济性 D. 有效性 2. 某二进制系统，若以2000bps 的传信率发送一个文件，共传输3分20秒。如在接收端发现4个比特的错误，该系统的误信率 Pe 为 ( ) A. 610- B. 510- C. 6102-? D. 5102-? 3. 三角形特性无码间干扰传输系统的频带利用率为 ( ) A. 2B/Hz B. 3B/Hz C. 1B/Hz D. 4B/Hz 4. 高斯白噪声信道，噪声功率谱密度00n →时，信道容量00lim n C →= ( ) A. ∞ B. 044.1n S C. 0 D.1 5. 采用(9,1)重复码进行信道编码时，用于检错，最多能检测的错误位( ) A. 8 B. 7 C. 6 D. 4 二、填空题（每题2分，共10分） 1. 部分响应技术对输入序列进行预编码是为了防止 ，部分响应系统发送端 码间干扰。（填“存在”或“不存在”） 2. 一个由16个不同符号组成的信源，其中8个符号出现的概率相等，均为1/32，另8个符号出现的概率也相等，则该信源的熵为 。 3. 某高斯分布的混合信号的一维概率密度函数为()21212x e π--，该信号的方差2σ= ，概率()2P x ≥ 0.5（填“大于、小于或等于”）。 4. 为了提高PCM 系统的量化信噪比，应该 量化级数，这时系统的码元速率会 。（填“增加”或“减少”） 5. 实现无码间干扰传输的基带系统传输函数满足 。（填写数学表达式）
三、简答题 1. 设二进制信码为1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 则AMI码为+1 ; 其HDB3码+V 。(注:题中”+1”、”+V”均表示前一码元的编码结果) 2. 已知基带信号为0111010，若载频率与基带信号码元速率相等。试画基带 信号、载波、PSK和DPSK信号波形(基带信号采用单极性全占空矩形波)。
1.7 习题与实践 1.填空题 （1）局域网是一个通信网络，一般来说，局域网主要由网络服务器、工作站、 通信设备和网络软件系统4个部分组成 （2）局域网按照其规模可以分为小型局域网，中型局域网，大型局域网；按照网络的传输介质，可以划分为有线网络和无线网络；按照管理模式，可以划分为对等局域网和客户/服务器局域网。 （3）IEEE802 是主要的局域网标准，该标准包括局域网参考模型与各层协议，IEEE 主要对第一和第二两层制定了规程。 （4）目前局域网中常用的介质访问方式有CSMA/CD，CSMA/CA，令牌环和令牌总线。（5）局域网中常用的通信协议有NetBEUI/NetBIOS协议，IPX/SPX及其兼容协议，和TCP/IP协议。 （6）虚拟化技术可以用来对数据中心的各种资源进行虚拟化和管理，目前主要可以实现服务器虚拟化，存储虚拟化，网络虚拟化和桌面虚拟化。 2.简答题 （1）局域网有哪些特点？局域网的主要功能有哪些？ 答：局域网的主要特征： 1）局域网是限定区域的网络。 2）局域网具有较高的数据传输速率。一般为10～100Mbit/s，甚至到10Gbit/s。 3）误码率低。一般为10-8～10-11，最好可达10-12。 4）局域网的线路是专用的。 局域网的主要功能有： 1）资源共享。包括硬件资源共享、软件资源共享及数据库共享。 2）数据传送和电子邮件。 3）提高计算机系统的可靠性。 4）易于分布处理。 （2）局域网按拓扑结构分类分为哪些种类？各自有什么特点？ 答：按照拓扑结构的不同，常见的局域网拓扑结构有总线型、星型、环型和混合型等 1）总线型拓扑结构：各工作站和服务器均连接在一条总线上，各工作站地位平等，无中心节点控制，公用总线上的信息多以基带形式串行传递，其传递方向总是从发送信息的节点开始向两端扩散，如同广播电台发射的信息一样，因此又称广播式计算机网络。 2）星型结构是指网络中的各工作站节点设备通过一个网络集中设备（如集线器或者交换机）连接在一起，各节点呈星状分布而得名。网络有中央节点，其他节点（工作站、服务器）都与中央节点直接相连，这种结构以中央节点为中心，因此又称为集中式网络。 3）环型结构由网络中若干节点通过点到点的链路首尾相连形成一个闭合的环，这种结构使公共传输电缆组成环型连接，数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输。 4）混合型网络结构，通常是指星型网络与总线型网络这两种网络结构在一个网络中的混合使用。 （3）简述IEEE802参考模型与OSI参考模型的关系与区别。 答：IEEE主要对第一、二两层制定了规程，所以局域网的IEEE802模型是在OSI的物理层
2017年春季学期A卷、考试、开卷 物联网通信与组网技术 命题教师：魏博适用班级：物联本151，152，153 答卷说明：1.本试卷共4页，五个大题，满分100分，时间120分钟。 2.准带的用具或资料：考生只允许带蓝（黑）字迹的签字笔、钢笔、圆 珠笔、直尺及橡皮进入考场。 学号：姓名：班别： 一、选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1、下列结构中不属于USN体系架构的是_______。（） A、感知层 B、网络层 C、应用层 D、传输层 2、在ISO/OSI体系结构中进行差错检测的是哪一层。（） A、网络层 B、传输层 C、数据链路层 D、应用层 3、RFID与条码相比具有的优势中不包括______。（） A、成本低 B、容量大，包含信息多 C、效率高，阅读器可在短时间内读取多个RFID电子标签 D、可以读取污染的标签 4、在GPS卫星通信中，为了将24颗卫星的通信进行区分，并且能够在共享的信道中，完成互不干扰的通信，采用了一下哪种多址技术。（） A、FDMA B、TDMA C、CDMA D、OFDMA 5、RS-232采用了单端通信的方式，它的缺陷中不包括。（） A、成本低
B、对噪声较为敏感 C、容易造成串扰 D、产生横向电磁波，成为影响相邻电路的严重地磁干扰源。 6、USB鼠标在和主机进行通信时，主要采用的是那种传输方式。（） A、控制传输 B、数据块传输 C、同步传输 D、中断传输 7、一种通信技术采用了从3.1~10.6GHz之间的频带进行通信，从频域来看，这种技术属于____。（） A、超宽带技术 B、窄带技术 C、宽带技术 D、通带技术 8、在蓝牙协议体系结构中负责软件和硬件接口的部分是_______。（） A、基带BB B、链路管理协议LMP C、HCI D、服务发现协议SDP 9、在蓝牙4种连接模式当中功耗最低的模式_______ 。（） A、活跃模式 B、休眠模式 C、保持模式 D、呼吸模式 10、在拨号上网接入方式当中，下列说法错误的是_____。（） A、调制解调器的带宽一般为300~3400Hz，最高下行速率56kbps B、拨号上网时，一对双绞线上的数字、话音信号可以同时传输 C、上网时，用户需事先从ISP处得到相应的账号 D、拨号上网主要是通过电话线传输网络信号的 二、判断题：(本大题共10小题，每小题2分，共20分,判断下面题目的正误，对的在括号中打大√，错的打×) 1、在无线传感网络当中传感器节点不具备路由功能；（） 2、TCP协议的传输可靠性要高于UDP协议；（） 3、在RFID技术中，采用了IP地址对个体进行识别；（） 4、差分传输方式与单端传输方式相比，能有效地提高数据传输速率；（） 5、用USB传输视频、音频信号时，通常采用同步传输方式；（） 6、CAN总线使用地址信息进行数据发送；（） 7、在MAC子层相关算法中，TDMA是一种基于调度的MAC协议；（） 8、ZigBee协议当中，协调器是用来传递和中继信息的设备；（） 9、光纤通信具有容量大、质量高、性能稳定、防电磁干扰等优点。（） 10、通过ADSL Modem，数据信号和电话信号通过频分复用，在同一根电话线
本科学年论文（设计） 学 院 计算机与信息技术学院 专 业 物联网工程 年 级 2014级 姓 名 豪杰 论文（设计）题目 物联网组网技术及案例分析 指导教师 郭华平 职称 讲师 学号：
2016 年 06月 12日
物联网组网技术及案例分析 学生：豪杰学号： 计算机与信息技术学院物联网工程专业 指导教师：郭华平职称：讲师 摘要: 在对物联网概念进行简要介绍后，给出了物联网的组成结构模型，重点对传感网络的接入方式，包括多跳接入方式和单跳接入方式进行阐述。接着研究了物联网重要环节射频识别技术的原理和组成。最后融合物联网结构模型与射频识别技术，结合电力行业中对设备进行综合管理的应用需求，设计了物联网技术在电力设备巡检智能化管理中的一种应用方案。 关键词: 物联网/ 射频识别/ 无线传感器网络/ 现场总线网络/ 智能巡检 Abstract: After a brief introduction of the concept of Internet of things, gives the structure model of the Internet of things, focus on sensor network access, including multiple jumped access and single access. Then studied the important link of things the principle of radio frequency identification technology and composition. The final fusion iot structure model and radio frequency identification technology, combining with the application of comprehensive management of equipment in the power industry requirements, design the Internet of things technology in the electric power equipment inspection in an application plan of the intelligent management. Keywords: the Internet of things radio frequency identification wireless sensor networks field bus networks intellect routing inspection 1.什么是物联网？
填空题： 1.模拟信号传输的基础是载波信号，对其进行调制的三种基本形式为幅移键控法、 _ 频移键控法______和 ___相移键控法______ 。 2.对模拟数据进行数字信号编码时采用脉冲编码调制技术，则当采样的模拟信号带宽为 4kHz 时，每秒钟至少采样 ___8000______ 次，若量化级别为256，则需要采用 ____8_____ 位二进制数码表示. 3.模拟信号传输的基础是载波信号，对其进行调制的三种基本形式为幅移键控法、 _________ 和 _________ . 4.局域网常用的拓外结构有总线、星形和____树形________三种。著名的以太网 （Ethernet）就是采用其中的____星形________结构。 5.PCM 编码过程包括 ___采样______ 、 ___量化______ 和编码. 6.有两种基本的差错控制编码，即检错码和 ____纠错码_____ ，在计算机网络和通信中 广泛采用的一种检错码为 ____冗余码_____ . 7.DNS是一个分布式数据库系统，由域名服务器、域名空间和__地址转换请求程序 __________三部分组成.有了DNS，凡域名空间中有定义的域名都可以有效地转换为 ____对应的IP地址________. 8.网络协议中的关键因素包括 ___语法______ 、语义和 ___同步______ . 9.常用的IP地址有A、B、C三类，是一个____B________类IP地址，其网络标识（netid） 为，主机标识（hosted）为建议网络管理应包含以下基本功能：故障管理，计费管理， 配置管理，___性能管理_________和___安全管理_________. 10.在OSI／RM中，_____网络层_____________位于通信子网的最高层，_____传输层 ___________位于资源子网的最低层. 11.千兆以太网的数据速率是10BASE-T的_100_____倍，其帧结构与标准以太网相同，最小 帧长为___64___字节. 12.在分组交换方式中，通信子网向端系统提供虚电路和_____数据报_______两类不同性质 的网络服务，其中___数据报_________是无连接的网络服务。 13.局域网的数据链路层被划分成逻辑链路控制子层 （MAC）和媒体接入控制子层（LLC）两个功能子 层. 14.计算机网络按使用范围划分为公用网和专用 网两种. 15.ATM支持两级的连接层次：虚通道连接和虚通 路连接. 16.ATM 的信元长度是固定的 ___53______ 字节，其中信头长度 ____5_____ 字节.DNS 服务器的作用是提供 __域名_______ 和 __IP地址_______ 间的映射关系. 17.目前因特网中子网掩码同IP地址一样是一个___32___________比特的二进制数，只是 其主机标识部分全为“0”.判断两个IP地址是不是在同一个子网中，只要判断这两个 IP地址与子网掩码做逻辑_____与_________运算的结果是否相同，相同则说明在同一 个子网中. 18.因特网采用___文件传输协议ＦＴＰ协议___________协议作为文件传输标准.运行 POP3协议进行存储和投递因特网电子邮件的电子邮局被称为___邮件服务器 ___________. 19.多路复用一般有两种基本形式：波分复用WDM和时分复用TDM . 20.以太网10Base-2，表示其传输速率为10Mbps，传输介质为__细同轴电缆_____，其物理 拓扑结构为__总线型_____. 21.常用的IP地址有A、B、C三类，是一个_____B_______类IP地址，其网络标识（netid） 为，主机标识（hosted）为。 22.一台主机的IP地址为，子网掩码为如果该主机需要向子网掩码为的网络进行直接广播， 那么它使用的源IP地址为在一个IP网络中负责主机IP地址与主机名称之间的转换协
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。 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）——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）——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） 模拟数据信号还原成数字数据信号的过程称为解调（demodulation）， 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300~3400 Hz 之间的模拟信号，以便在电话用户线上传送。
第一章概述 1.为什么数据通信的体系结构采用分层的模式，分层的要求是什么？ 2.简述OSI参考模型各层的功能与因特网模型各层的功能，比较两者功能相对应的层。 3.局域网和广域网的主要区别是什么？ 4.简述在因特网模型中各层寻址的名称及各自的作用。 5.数据链路层与传输层的差错控制技术的主要差别什么？分析原因。 6.说明物理层、链路层、网络层及传输层的数据传输格式的名称，并解释每层数据传输格 式长短不同的原因。 7.物理地址、逻辑地址（IP地址）的表示方法？举例说明。 8.在下图中，计算机A经过LAN1、路由器R1和LAN2，发送一个报文到计算机D，分别 标明数据链路层和网络层每一跳接口的帧和分组的内容。 9.对上图，假定通信是在具有端口地址i的计算机A上的进程与具有端口地址j的计算机 D上的进程之间进行的，分别标明数据链路层、网络层和传输层每一跳的帧和分组的内容。 第二章数字通信基本原理 1.描述周期信号和非周期信号的带宽的特点。 2.解释信号带宽和信道带宽。 3.什么是基带信号和频带信号？基带传输和频带传输的主要区别是什么？ 4.对于比特流01001110，画出其单极性归零码、曼彻斯特码和相对曼彻斯特码的波形。 5.对于题4的比特流，画出振幅调制、频率调制和绝对调相和相对调相的调制波形图。 6.解释块编码的特点及其意义。 7.简述模拟信号数字化传输的基本过程。 8.在PCM中，如果要求最大相对量化误差小于0.05%，问应该选择几位输出的模/数转换 器？ 9.给出噪声信道的最大传输容量的公式，分析各参数的之间的转换关系。 10.简述通信中常用的复用方式，其各自的特点是什么？ 11.简述同步时分复用和异步（统计）时分复用的各自特点。 12.对一带宽为100kHz的低通信号采样，每一样本的量化电平为1024。（1）计算数字化信 号的比特率。（2）计算这个信号的SNR dB。 13.利用光纤传输视频图像。屏幕的分辨率为640×480像素，每个像素为24比特。每秒发 送30帧画面，问需要多少的带宽？ 14.用同步TDM来复用20路数字源，每个输入的速率为100kbps。每个输出时隙输出每个 源的1比特数据，每帧数据增加1比特同步数据。问：（1）输出帧的大小是多少比特？ （2）输出帧的速率是多少？（3）输出帧的持续时间是多少？（4）输出的数据率是多少？
移动通信中的组网技术 组网技术就是网络组建技术，分为以太网组网技术和ATM局域网组网技术。以太网组网非常灵活和简便，可使用多种物理介质，以不同拓扑结构组网，是目前国内外应用最为广泛的一种网络，已成为网络技术的主流。以太网按其传输速率又分成10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s。细缆以太网10 BASE-2 10 BASE-2以太网是采用IEEE802.3标准，它是一种典型的总线型结构。采用细缆为传输介质，通过T型接头与网卡上的BNC接口相连的总线型网络。 以太网组网非常灵活和简便，可使用多种物理介质，以不同拓扑结构组网，是目前国内外应用最为广泛的一种网络，已成为网络技术的主流。以太网按其传输速率又分成10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s。细缆以太网10 BASE-2 10 BASE-2以太网是采用IEEE802.3标准，它是一种典型的总线型结构。采用细缆为传输介质，通过T型接头与网卡上的BNC接口相 连的总线型网络。 以ATM交换机为中心连接计算机所构成的局域网络叫ATM局域网。ATM交换机和ATM 网卡支持的速率一般为155Mb/s～24Gb/s，满足不同用户的需要，标准ATM的组网速率是622 Mb/s。ATM是将分组交换与电路交换优点相结合的网络技术，可以工作在任何一种不同的速度、不同的介质和使用不同的传送技术，适用于广域网、局域网场合，可在局域网/广域网中提供一种单一的网络技术，实现完美的网络集成。ATM组网技术的不足之处是协 过于复杂和设备昂贵带来的相对较高的建网成本。 以太网设备具体配置是由设备类型、业务容量、网络结构、网络的保护方式以及未来网络的发展所决定的，设备组网配置的确定必须根据传输网络的实际需求来进行设计选择。 基本网络结构有环形网和链形网。由于环形网具有良好的自愈能力，因此只要路由分布允许，应尽可能组建环形网。 铁路、公路沿线网，由于路由分布的关系主要采用链形网。这种组网方式比较简单，使用的光纤数少，但对业务通常不能实现保护。不过在条件允许的情况下，我们可以通过把链形网改造成环形网来实现对业务的保护。链形网中只要各站之间的距离不太长（一般三个站之间的最大距离≤80km），而线路光缆又足够（四条光纤）时，我们也建议将其建成环形网，可以采用图2-1的方式，将链形网建成环形网。 链形网变成环形网，网络的生存能力大大加强，其代价是多用了一对光纤。 结合链形网需要光纤数量少和环形网能够对重要业务进行保护的特点，可以根据实际情
物联网技术框架与标准体系 物联网(Internet of Things)最初被定义为把所有物品通过射频识别(RFID)和条码等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理功能的网络。这个概念最早于1999年由麻省理工学院Auto-ID研究中心提出，实质上等于RFID技术和互联网的结合应用。RFID标签可谓是早期物联网最为关键的技术与产品环节，当时人们认为物联网最大规模、最有前景的应用就是在零售和物流领域，利用RFID技术，通过计算机互联网实现物品或商品的自动识别和信息的互联与共享。 2005年，国际电信联盟(ITU)在《The Internet of Things》报告中对物联网概念进行扩展，提出任何时刻、任何地点、任何物体之间的互联，无所不在的网络和无所不在计算的发展愿景，除RFID技术外、传感器技术、纳米技术、智能终端等技术将得到更加广泛的应用。但ITU未针对物联网的概念扩展提出新的物联网定义。 2009年9月15日，欧盟第七框架下RFID和物联网研究项目簇(Cluster of European Research Projects on The Internet Of Things：CERP-IoT)发布了《物联网战略研究路线图》研究报告，其中提出了新的物联网概念，认为物联网是未来Internet的一个组成部分，可以被定义为基于标准的和可互操作的通信
协议且具有自配置能力的动态的全球网络基础架构。物联网中的“物”都具有标识、物理属性和实质上的个性，使用智能接口，实现与信息网络的无缝整合。该项目簇的主要研究目的是便于欧洲内部不同RFID和物联网项目之间的组网;协调包括RFID的物联网研究活动;对专业技术、人力资源和资源进行平衡，以使得研究效果最大化;在项目之间建立协同机制。 物联网与RFID、传感器网络和泛在网的关系： 1.传感器网络与RFID的关系 RFID和传感器具有不同的技术特点，传感器可以监测感应到各种信息，但缺乏对物品的标识能力，而RFID技术恰恰具有强大的标识物品能力。尽管RFID 也经常被描述成一种基于标签的，并用于识别目标的传感器，但RFID读写器不能实时感应当前环境的改变，其读写范围受到读写器与标签之间距离的影响。因此提高RFID系统的感应能力，扩大RFID系统的覆盖能力是亟待解决的问题。而传感器网络较长的有效距离将拓展RFID技术的应用范围。传感器、传感器网络和RFID技术都是物联网技术的重要组成部分，它们的相互融合和系统集成将极大地推动物联网的应用，其应用前景不可估量。 2.物联网与传感器网络的关系 传感器网络(Sensor Network)的概念最早由美国军方提出，起源于1978年美国国防部高级研究计划局(DARPA)开始资助卡耐基梅隆大学进行分布式传感器网络的研究项目，当时此概念局限于由若干具有无线通信能力的传感器节点自组织构成的网络。随着近年来互联网技术和多种接入网络以及智能计算技术的飞速发展，2008年2月，ITU-T发表了《泛在传感器网络(Ubiquitous Sensor Networks)》研究报告。在报告中，ITU-T指出传感器网络已经向泛在传感器网络的方向发展，它是由智能传感器节点组成的网络，可以以“任何地点、任何时间、任何人、任何物”的形式被部署。该技术可以在广泛的领域中推动新的应用
学院：技术与信息技术学院 专业：物联网工程班 年级：2014级 姓名：汪登峰 论文题目：基于物联网的智能交通系统分析指导教师郭华平职称教授 2016 年 6 月 7 日
基于物联网的智能交通系统分析 学生姓名：汪登峰学号：20145105017 计算机与信息技术学院物联网工程班 指导教师：郭华平职称：教授 摘要 智能交通系统深度集成了传感技术、可视化技术、远程识别技术等物联网关键技术，为公众提供交通信息、出行诱导、车流疏导等现代化服务。物联网技术成为城市交通智能化升级的新思路，为智能交通系统提供了新的选择。通过对城市交通中物联网技术的应用需求分析，探讨基于物联网的智能交通系统的功能构建与实现方案，就物联网技术在城市交通智能化服务中的应用问题做出微薄贡献。城市现代化发展速度大大超越了城市交通的运输能力，为了满足公民对城市交通的需求，大力发展智能化交通建设，提高运输服务能力，把物联网技术引入到城市交通中，是发展智能交通的新思路。 关键词：物联网、智能交通、智能化
目录 1 城市交通与物联网概述 1.1 城市交通概述 2 城市交通中物联网技术的应用需求分析 2.1 管理层需求分析 2.2 企业层需求分析 2.3 公众层需求分析 3 基于物联网的智能交通系统的功能构建与实现3.1 基于物联网的智能交通系统框架设计 3.2 公共交通系统 3.3 交通综合信息系统 3.4 交通综合管理系统 3.5 交通综合收费系统 4参考文献
1 城市交通与物联网概述 1.1 城市交通概述 城市交通实质是一种动态的流，以流来解决人或物在空间上的移动。然而，城市交通又是一个复杂的综合性系统并具有开放性。城市交通的子系统承担着相对独立的工作任务。经济的快速发展给城市交通带 2 城市交通中物联网技术的应用需求分析 2.1 管理层需求分析 在管理层面上，主要四个方面需求的考虑：运行车辆的实时监控在城市出现的各种交通工具。城市各种车辆的运行信息是建设城市交通智能化的信息基础，对运行车辆信息进行远程识别与采集，实现信息的传递与保存；运营过程的智能监管是强化对运行车辆行驶行为管理的重要措施，通过物联网技术对车辆信息的实时抓取，实现对车辆的跟踪和监控，并采用电子地图基础以一种全新的可视化方式表现实时的行车环境，满足管理层直观、智能对交通进行监控的需求；智能安全管理需求主要体现在对运输过程中安全问题的管理，通过车辆进行安全监测，并将数据传回监控管理中心，实现车辆安全的实时监管，做好对技术设备的监控，提高突发事件的应对能力；城市交通发展信息的需求主要表现在对城市实现优化配置，引入物联网技术队车、人流进行信息采集，作为城市交通宏观调控的有力支撑。 2.2 企业层需求分析 从企业的角度来看，企业的需求包括运营车辆监控、智能调度、场站安全监控以及企业发展的信息采集诗歌方面的需求。对运营车辆实现时能监控是对企业车辆行为的运程监管，通过在车辆上安装摄像头，借助传感技术。对车辆的安全因素进行检测，将信息传回企业管理中心，满足企业对车辆的监控；智能调度需求体现在提高企业的经济效益。通过物联网金属实现客、货、车的科学调配，最
河南理工大学 计算机科学与技术学院 物联网大作业 2014—2015学年第二学期 课程名称物联网组网技术 题目物联网下的智能医疗 姓名陈玉辉 学号311209040114 专业班级网络1201 指导教师王磊 2015 年5月16日
物联网下的智能医疗 智能医疗是指运用现代信息、诊疗技术和设备等手段，依托信息化技术平台，建立以个人健康档案为核心的区域医疗卫生协作模式；在智能医疗信息系统中，患者基本信息、病历记录、各种实验室检验信息乃至财务信息都将被整合集成，为医护人员、政府管理人员、患者乃至其它医疗服务相关行业人员共同所用。智能医疗可以使医疗卫生服务更为便捷、科学乃至经济，优化医疗卫生行业整体模式，最终让医疗生态圈的各个组成部分受益。 一、需求分析： 在医院设计的要求中，要实现医疗现代化、建筑智能化、病房家庭化、其核心是建筑智能化，没有建筑智能化，就难以实现医疗现代化和病房家庭化。由于智能化医院功能复杂，科技含量高，它的设计涉及到建筑学、护理学、卫生学、生物学工程学等科学领域，加之医学发展快，与各种现代的高新技术相互渗透和结合，都影响医院的功能布局的设计。 医院不同于宾馆、办公楼、商住楼等。它是“以病人为中心”实施医院服务的特殊场所。医院主要特点如下: 首先，人员密集、流量大。 第二，设备密集，物流量大医院医疗设备和其他设备的品种与数量之多，也是普通楼宇无法比拟的。根据设备的功能可分为四类： 1) 普通楼宇设备：如给排水、供配电、通风空调、火警消防、电梯等设备。 2) 建筑医疗设备：这是同病房建筑同步设计、安装、调试的医疗设备。如中心供氧、中心吸引、压缩空气、麻醉气体的供应回收、中心对讲、中心监视、层流病房、洁净手术部等。这些设备是医院所特有的。 3) 病房医疗设备：如监护设备、急救设备、小型治疗设备的检查设备。 4) 办公及会议设备：医护人员使用的各种办公设备和各类教学设备在医院内也占有较多的数量。 第三，信息密集、流通复杂。医院的运行管理是复杂的，既有人的管理，又有物的管理。
短波通信组网技术 摘要：短波通信是历史上最为悠久的通信手段之一，短波是人类最早开发利用的无线电频段。与卫星通信、地面微波通信相比，短波通信的建设和维护费用很低，建设周期短，设备简单、体积小、易于隐蔽，电路调度容易，临时组网方便、迅速，具有很大的使用灵活性。本文分析了短波在电离层传播的模式，阐述了短波通信常用的调制技术，介绍了短波通信组网的信道类别和相关组网技术。 关键词：短波通信；电离层；组网；信道；技术 1 短波通信概述 短波是指波长在100m～10m之间（频率为3MHz～30MHz）的电磁波。短波通信是利用无线电电磁波短波，传播电话、电报、传真及低速数据等信息。短波通信不需要建立中继站即可实现远距离通信，便于改变工作频率躲避干扰和窃听，破坏后易恢复。但短波通信也有一些不足之处，可供使用的频段窄，通信容量小，信号传输的稳定性差，抗干扰能力差。 2 短波电离层的传播模式 短波通信中的天波传播，是靠电离层反射的。电离层由围绕地球的处于不同高度的3个导电层组成的，这3个导电层分别称为D层、E层、F层。 短波在电离层的传播，其传输模式有单跳、多跳。依靠单电离层或多电离层反射构成电磁波传输路径。当通信距离＞2500km时，往往采用多跳，以获得较大的仰角。如利用F2反射一次，称为1F2传输模式。
3 短波通信常用的调制、解调技术 调制的目的就是要利用频带，高频无线传输，将消息变换为便于传送的形式，提高短波通信的抗干扰性能，使其能够频分复用。短波通信常用的调制、解调技术有调幅AM、单边带SSB、频率调制FM。常用调制技术如下表：
3.1 振幅调制 AM 及解调 振幅调制中，输出已调信号的包络与输入调制信号成正比，其时间波形表达为： AM 波占两倍的调制信号频谱的带宽，且上、下边带所含的信息相同，载波不含任何信息成分，只起运载信息的作用。故AM 波的发射载波功率浪费了，且AM 波占用频带较宽，抗干扰能力很差。调幅波的解调称为包络检波，它将调幅
计算机网络技术物联网文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
计算机网络技术 ——物联网 物联网是新一代信息技术的重要组成部分。物联网的英文名称叫“The Internet of things”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 一、物联网的三大技术体系 物联网被认为具有比目前人与人通信市场更大的发展潜力，是电子信息产业新的增长点。 根据功能，物联网技术可以分为三类：感知技术通过多种传感器、RFID、二维码、定位、地理识别系统、多媒体信息等数据采集技术，实现外部世界信息的感知和识别；网络技术通过广泛的互联功能，实现感知信息高可靠性、高安全性进行传送，包括各种有线和无线传输技术、交换技术、组网技术、网关技术等；应用技术通过应用中间件提供跨行业、跨应用、跨系统之间的信息协同及共享和互通的功能，包括数据存储、并行计算、数据挖掘、平台服务、信息呈现、服务体系架构、软件和算法技术等。
在这些技术中，目前存在着三个比较重要的体系，第一个是RFID体系，除了RFID技术外还包括条码和二维码等，这个体系的技术主要用来识别物体，不能对物体进行控制，一般需要手动读取信息；第二个是传感网体系，这里面的主要技术是传感器技术和近距离通信技术；第三个体系是M2M技术，M2M是重在强调广域网络传输的技术。另外，半导体、嵌入式等作为支撑技术，在每个体系中都有所涉及。 传感网技术实现了信息的感知和获取，是物联网发展的基础技术之一。传感网技术及其发展体现在传感器、传感器节点、传感器网络和应用四个层面。 RFID技术集成了无线通信、芯片设计与制造、天线设计与制造、标签封装、系统集成、信息安全等技术，目前已经进入成熟发展期。目前RFID应用以低频和高频标签技术为主，超高频技术具有可远距离识别和低成本的优势，有望成为未来的主流。条码和二维码技术由于其具有低成本的特点，目前已经大规模应用于物流和零售行业。RFID技术体系中除了通信技术外，还包括很重要的标志体系，即物品编码标准。 二、物联网在各个领域的应用。 1、城市运行管理领域。在网格化管理中，利用智能终端、通信基站、显示屏等设备，深化城市部件监控，优化数据流程，提高对现场信息的采集、处理和监督，将信息化城市管理部件接入物联网，对城市管理的兴趣点进行统一标示，可以进一步明确网格化的权属责任，加强对城市管理部件状态的实时监控，降低信息化城市管理中对人工巡查的依赖程度，提高问题发现和处置的效率，进而提升网格化管理水平。应用物联网可以于对城市水、点、热力、燃气等重点设施和地下管线实施监控，提高城市生命
第一章 1 物联网定义 物联网是指物体的信息通过智能感应装置，经过传输网络，到达指定的信息处理中心，最终实现物与物、人与物之间的自动化的信息交互与处理的智能网络。 2物联网三大特征 (1)全面感知;利用射频识别、二维码、传感器等感知、捕获、测量技术随时随地对物体进行信息采集和获取 (2)可靠传送:通过将物体接入信息网络，依托各种通信网络，随时随地进行可靠的信息交互和共享(3)智能处理: 利用各种智能计算技术，对海量的感知数据和信息进行分析并处理，实现智能化的决策和控制 4 面向物联网的传感技术 (1）低耗自组、异构互连、泛在协同的无线传感网络。（2）智能化传感器网络节点研究。 （3）传感器网络组织结构及底层协议研究。（4）对传感器网络自身的检测与控制。 （5）传感器网络的安全问题。（6）先进测试技术及网络化测控。 5 物联网中的智能技术 智能技术是为了有效地达到某种预期的目的，利用知识所采用的各种方法和手段。 (1)人工智能理论研究(2)机器学习(3)智能控制技术与系统(4)智能信号处理 8 什么是IPv6 IPv6是"Internet?Protocol?Version?6"的缩写，也被称作下一代互联网协议，它是由IETF 设计的用来替代现行的IPv4协议的一种新的IP协议。 9 IPv6与物联网的关系 物联网的发展与IPv6紧密联系,因为每个物联网链接的对象都需要IP地址作为识别码 ,而目前IPv4的地址已经不够用.IPv6拥有巨大的地址空间,他的地址空间完全可以满足结点标识的需要 第二章 1 物联网层次结构模型 (1)信息感知层: 实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制，并通过通信模块将物理实体连接到网络层和应用层。
学号：20145105007 本科学年论文（设计） 学院计算机与信息技术学院 专业物联网工程 年级2014级 姓名李豪杰 论文（设计）题目物联网组网技术及案例分析 指导教师郭华平职称讲师 2016 年 06月 12日
物联网组网技术及案例分析 学生姓名：李豪杰学号：20145105007 计算机与信息技术学院物联网工程专业 指导教师：郭华平职称：讲师 摘要: 在对物联网概念进行简要介绍后，给出了物联网的组成结构模型，重点对传感网络的接入方式，包括多跳接入方式和单跳接入方式进行阐述。接着研究了物联网重要环节射频识别技术的原理和组成。最后融合物联网结构模型与射频识别技术，结合电力行业中对设备进行综合管理的应用需求，设计了物联网技术在电力设备巡检智能化管理中的一种应用方案。 关键词: 物联网/ 射频识别/ 无线传感器网络/ 现场 总线网络/ 智能巡检 Abstract: After a brief introduction of the concept of Internet of things, gives the structure model of the Internet of things, focus on sensor network access, including multiple jumped access and single access. Then studied the important link of things the principle of radio frequency identification technology and composition. The final fusion iot structure model and radio frequency identification technology, combining with the application of comprehensive management of equipment in the power industry requirements, design the Internet of things technology in the electric power equipment inspection in an application plan of the intelligent management. Keywords: the Internet of things radio frequency identification wireless sensor networks field bus networks intellect routing inspection 1.什么是物联网？ 物联网是在互联网基础上发展起来的一种网络, 其末端延伸和扩展到了物品的智能化管理。把任何物品通过信息传感设备, 按约定的协议与互联网相连接, 进行信息交换和通信, 以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理, 就构成了物联网的概念。物联网有别于互联网, 互联网主要目的是构建一个全球性的信息