物联网通信复习简记——助力通关期末考试

文章目录

• 物联网通信复习简记——助力通关期末考试
• • 1. 概述
  • • 1.1 物联网通信体系架构的基本概念
    • 1.2 网络分层模型
    • 1.3 常见IoT通信技术
  • 2. 物理层
  • • 2.1 编码/基带信号波形/数字基带调制
    • 2.2 信道编码
    • • -1- 奇偶校验码
      • -2- 汉明码
      • -3- 循环码差错检验
    • 2.3 数字调制
    • • -1- 信号波形与带宽
    • 2.4 信道特性
  • 3. 数据链路层
  • • 3.1 数据链路控制
    • • -1- 分段/检错/组帧方法
      • -2- ARQ原理
    • 3.2 介质访问控制
    • • -1- 静态接入控制
      • -2- 随机接入技术
  • 4. 网络层
  • • 4.1 集中式路由
    • 4.2 分布式路由
    • 4.3 自组织网络路由
    • • -1- DSDV
      • -2- AODV
    • 4.4 WSN路由
    • • • LEACH算法
  • 5. 应用层
  • • 5.1 MQTT
    • • -1- 通配符
      • -2- QoS（服务质量） 保障
    • 5.2 CoAP
    • 5.3 LwM2M
    • 5.4 基本概念与横向对比
  • 6. 通信系统
  • • 6.1 有线
    • • -1- RS232/RS485/RS422
      • -2- CAN总线
    • 6.2 无线
    • • -1- 免授权
      • • WiFi
        • • WIFI 6 和 5G的对比
        • 蓝牙
        • ZigBee
        • LoRa
      • -2- 授权频段
      • • 5GNR
        • NB-IOT

1. 概述

1.1 物联网通信体系架构的基本概念

1. 3层组成
   1. 感知层
   2. 网络层
   3. 应用层
2. 任何一个通信系统都离不开3要素：信源、信道、信宿
   1. 节点功能，分别对应测量系统、传输系统、处理系统

1.2 网络分层模型

1. 建议参考OSI模型的分层（七层）（从上至下）：
   1. 应用层：最高层，直接给用户提供服务，提供计入开放系统互连环境的窗口。
   2. 表示层：负责定义信息的表示方法，并向应用程序和终端处理程序提供一系列的数据转换服务，使两个相同用共同语言通信。
   3. 会话层：两个应用程序之间的通信，为两个应用程序提供建立和试用连接的方法。
   4. 运输层：用户与网络之间的联络员，可靠的端到端透明数据抄送，定义跨过网络的逻辑连接，端到端的差错控制，运输数据单元
   5. 网络层：网络中节点、数据链路有效组织，为终端系统提供透明的传输路径，数据包（分组）
      1. 网内子层：网内分组的路由、寻址、传输、
      2. 网际子层：分组跨越不同子网的路由选择、寻址、传输
   6. 数据链路层：数据帧，同步控制、差错控制、流量控制，为网络层提供可靠的点对点的通信链路，基本单位帧
      1. MAC，节制分控制子层：信道访问
      2. DLC：数据链路控制子层：传输控制、组帧、差错控制、流量控制
   7. 物理层：比特流，物理数据传输媒介，原始数据传送服务，无差错保护
2. 架构上
   1. 水平上，对等层，PDU，协议数据单元
   2. 垂直上，不同层之间的协作，高层使用下层提供的服务，并对下层的部分细节进行屏蔽。

1.3 常见IoT通信技术

1. 有线通信
   1. 仪表总线，MBus：
      1. 层次化系统，一个主站，若干个从站，一对线缆
      2. 标准电话双绞线
      3. 总线电平切换实现比特流传输
      4. 异步串行
   2. 以太网
      1. 目前应用最为普遍的局域网技术
      2. 总线型拓扑结构
      3. CSMA/CD
      4. 传输介质：双绞线、同轴电缆
      5. 10Base-T，100_X，1000
      6. 减少冲突，提速，提效：星形拓扑
2. 无线通信
   1. RFID
      1. 电子标签、读写器、天线
      2. 运行原理：电子标签在天线磁场，接收读写器发出的特殊射频信号，感应电流，发送芯片中的产品信息，读写器接收信息，交由中央信息系统处理。
      3. 无源标签，有源标签
      4. 耦合方式：电感、电磁反向散射
      5. 各频段
   2. 短距离通信NFC
      1. 非接触式
      2. 点对点
      3. 感应场和辐射场
      4. 主动模式与被动模式
   3. 蓝牙
      1. 2.4G，IEEE 802.15
      2. 短距离、低成本
      3. 同时传输语音和数据
      4. 电路交换和分组交换
      5. 异步数据信道
      6. 建立临时性的对等连接
      7. 时分复用技术
   4. ZigBee
      1. 短距离、低功耗、高可靠
      2. IEEE 802.15.4
      3. 相比蓝牙，更简单、速率更慢、功率费用更低
      4. 终端节点、路由器节点、协调器节点
      5. 网络结构：星形网络、树形网络和网状网络
      6. CSMA-CA
   5. 窄带物联网 NB-IoT
      1. 建立在移动通信系统上，授权频谱
      2. 低功耗、广覆盖
      3. 解决物联网终端最后一公里的通信问题
      4. 正交频分多址OFDMA
      5. 网络部署模式：独立、保护带、带内
   6. LoRaWAN
      1. 低功耗局域网无线通信
      2. 同功耗下传播距离更远
      3. 终端、网关、网络服务、应用服务
      4. IEEE 802.15.4g
      5. CSS、FEC
      6. 3层次的通信实体：终端、网关、服务器
      7. 终端类型：ClassA、ClassB、ClassC

2. 物理层

2.1 编码/基带信号波形/数字基带调制

1. 各种编码的波形
2. 不归零码
   1. 单极性
   2. 双极性
3. 归零码
   1. 单极性
   2. 双极性
4. 曼彻斯特
5. 密勒码
   1. i= 1，中间位置跳变
   2. i = 0,
      1. i-1 = 0，起始位置跳变，中间不跳
      2. 1，起始不跳，中间也不挑
6. 修正密勒码：边沿用负脉冲表示

2.2 信道编码

分组码（n，k），n总长，k信息，线性和非线性，考点都是线性，满足线性叠加定理

-1- 奇偶校验码

1. 最简单的分组码，校验码元1位。
2. 只能坚持奇数个错误，不能纠错
3. 对所有位做异或运算，0正确，1错误

-2- 汉明码

1. 汉明距离与检错纠错关系
   1. 汉明距离的计算，很简单，就是两个码按位异或，1的位数。
   2. dmind_{min}dmin​为码组的最小汉明距离，发现e个独立随机错误，纠正t个~
   3. dmin>=e+1d_{min} >= e + 1dmin​>=e+1
   4. dmin>=2t+1d_{min} >= 2t + 1dmin​>=2t+1
   5. dmin>=e+t+1d_{min} >= e + t + 1dmin​>=e+t+1
2. 7,4 编解码与编码效率
   1. 编码效率，码率，编码携带信息比特平均数，7，4码就是7/4
3. 校验元r = n - k, 有2r−1>=n2^r - 1 >= n2r−1>=n，（二进制，推导）

-3- 循环码差错检验

1. 循环码任一码字的多项式C(X)，都应能被生成多项式g（x）整除，所以接收端可以用接收码组多项式R（x）除原生成多项式g（x），如果为出错，必能整除。
2. R(x)g(x)=q′(x)+r′(x)g(x)\frac{R(x)}{g(x)} = q'(x) + \frac{r'(x)}{g(x)}g(x)R(x)​=q′(x)+g(x)r′(x)​，r′(x)r'(x)r′(x) 是否为0

结合课后题理解会更好一些

2.3 数字调制

-1- 信号波形与带宽

1. 频带信号的通常表示：sm(t)=A(t)cos[2πfct+ϕ(t)]s_m(t) = A(t)cos[2\pi f_c t + \phi(t)]sm​(t)=A(t)cos[2πfc​t+ϕ(t)]
2. 幅移键控，2ASK（二进制）
   1. 波形，时域
   2. 带宽，B2ASK=2fs,fs=1/TsB_{2ASK} = 2f_s, f_s = 1/T_sB2ASK​=2fs​,fs​=1/Ts​，即基带脉冲波形带宽的2倍。
   3. 又称为OOK调制，通断键控。
   4. 解调方法：
      1. 非相干（包络）
      2. 相干（同步）
3. 2FSK
   1. 时域特性
   2. 信号带宽：B=∣f2−f1∣+2fsB = |f_2 - f_1| + 2 f_sB=∣f2​−f1​∣+2fs​
   3. 非相干，相干
4. BPSK
   1. 时域
   2. 带宽2倍，同2ASK
   3. 翻转180°
5. 不同QAM的星座图和携带信息量
   1. 课后题6可以看看

2.4 信道特性

1. 频段，3Hz~3000GHz，具体详见表3-3
2. 无线传输特性
   1. 空间特性
      1. 多径衰落，瑞利分布，快衰落
      2. 阴影衰落，对数正态分布，慢衰落
   2. 时间特性
      1. 多径效应，码间串扰，
         1. 避免码间串扰，需是码元周期大于多径引起的时延拓展
         2. 等效低通滤波性
         3. OFDM的抗多径能力强
      2. 多普勒效应
3. 抗多技术，OFDM

3. 数据链路层

3.1 数据链路控制

-1- 分段/检错/组帧方法

1. 分段，数据长度的最大值与最小值
2. 差错检测：
   1. 奇偶校验
   2. 循环冗余校验
3. 组帧：
   1. 分类
      1. 面向比特
      2. 面向字节
      3. 长度计数
   2. （零）比特填充
   3. 字符填充

-2- ARQ原理

1. 就是差错控制的机制
2. 停等式ARQ
   1. 超时重传
   2. 信道利用率低
   3. 简单
3. 返回n-ARQ
   1. 利用率较高
4. 选择重发式ARQ

3.2 介质访问控制

-1- 静态接入控制

1. TDMA
   1. 就是将时间分为周期性的帧，每一帧分为多个时隙，帧和时隙不重叠。
   2. 高精度时钟
   3. 时钟同步
2. FDMA
3. CDMA
4. OFDMA
   1. 正交频分多址接入
   2. 传统的FDM各信道之间为了避免相互干扰，保留保护带，有频谱损失
   3. OFDM的各个子载波之间没有保护带，且正交，无干扰

-2- 随机接入技术

1. 纯ALOHA

   1. 服从泊松分布，Pr[k]=Gke−Gk!Pr[k] = \frac{G^ke^{-G}}{k!}Pr[k]=k!Gke−G​
   2. S=Ge−2GS = Ge^{-2G}S=Ge−2G
   3. 最大吞吐量0.184
   4. 时间连续

2. 时隙ALOHA

   1. 划分成离散的时隙
   2. S=Ge−GS = Ge^{-G}S=Ge−G
   3. 最大吞吐量0.368，约为纯的2倍
   4. 实现较为复杂，因为要全局同步时间

3. CSMA/(CD/CA/CR)

   1. ~/CD：冲突检测，每个节点快速检测到冲突后立即停止传输帧
      1. 节省时间和带宽
      2. 使用场景：以太网
      3. 边发送，边监听
   2. ~/CA：冲突避免
      1. 区别：
         1. CD在对冲突的侦测，侦测到冲突时，需要处理，要求设备一边检测发送数据
         2. CA在对冲突的避免，减量避免冲突，属于是发完了看能不能收到ACK判断是否冲突
         3. 检测方式也不同，CD通过电压变化来检测，CA通过能量检测，载波检测和能量载波混合检测三种方式检测信道空闲
      2. 场景上
         1. CD以太网
         2. CA无线局域网
   3. CR，是冲突的解决，这种没啥资料有，不过有看到一些论文

   建议和课后题一起看

4. 网络层

4.1 集中式路由

1. Bellman-Ford

   1. 找边
   2. SPFA

2. Dijkstra

   1. 找点

4.2 分布式路由

主要就是距离矢量路由算法

1. 算法本身，对相邻节点反过来的路由表对内容进行更新
2. 无穷计算问题
   1. 对于好消息反应迅速，对坏消息反应迟缓
   2. 时延上界设置

4.3 自组织网络路由

-1- DSDV

1. 目的主机编号生成方式
   1. 由目标节点生成，保证不产生路由回路
2. 路由表更新原则
   1. 距离矢量路由算法，维护自身到网络中所有节点的路由信息
   2. 改进，路由表加入目的序列号的项，确保无回路问题。
3. 优缺点对比
   1. 保留了距离矢量路由的简单，延时性低，可以直接插路由表
   2. 可以防止路由回路
   3. 路由收敛太慢
   4. 节能问题
   5. 周期性更新信息的过程中，大量的网络开销
   6. 不适用于节点数目较高，能耗较高的网络

-2- AODV

1. 路由过程
   1. 按需机制，表中有则用，无则路由操作
   2. 泛洪广播，路由请求REEQ
   3. 淘汰重复请求包
   4. 路由应答包REEP
   5. REEQ会记录路径，REEP顺着路径逆向返回
   6. HELLO消息
2. 协议帧
   1. REEQ
   2. REEP
   3. RERR，路由信息错误帧
3. 优缺点对比
   1. 拓展性能强大
   2. 每个节点拥有唯一的目标序列号，可以避免路由回路
   3. 能够快速修复失效路由
   4. 路由协议简单
   5. 中间节点参与路由发现过程，源节点向邻节点广播次数减少
   6. 精髓在于中间节点只存储正在使用的路由
   7. 相比DSDV，有助于节省带宽和电池寿命
   8. 简化了路由表的建立和维护。

4.4 WSN路由

主要特点

1. 节点数量众多
2. 硬件资源有限
3. 电池容量有限
4. 自组织网络
5. 无中心网络
6. 多跳路由
7. 动态拓扑

LEACH算法

低功耗自适应聚类路由算法

1. 分簇算法
   1. 簇建立阶段
      1. 簇首节点的选择、广播、建立、调度机制的生成
      2. 每个传感器节点随机选择0~1的一个数，小于阈值T(n)即可
      3. 阈值的计算，参考5-9
      4. 簇建立，广播，簇头收到所有的加入信息后，产生TDMA定时信息，为簇中每个成员分配通信时隙。
   2. 稳定运行阶段
2. 使用场景
   1. 优点：区域划分成簇，簇内进行本地化协调和控制来有效的进行数据收集，独特的选簇算法，首次运用了数据融合的方式。
   2. 缺点
      1. 消耗能量较大
      2. 随机循环选簇
      3. 簇过早寄
      4. 网络拓展性不强
   3. 不适合大规模、节点能量不均衡的网络，所以适合在小规模，能量均衡的网络。

5. 应用层

5.1 MQTT

特点

1. 开放消息协议，简单易实现
2. 分布订阅模式，一对多消息发布
3. 基于TCP/IP网络连接，提供有序，无损，双向连接
4. 最小化传输开销和协议交换，有效减少网络流量
5. 消息QoS支持，可靠传输保证

-1- 通配符

1. 单层通配符， +，只能用于单个主题层级匹配
2. 多层通配符，#，用于匹配中任意层级

-2- QoS（服务质量） 保障

1. QoS 0，最多分发一次，发布者只发一次，接受者不会应答，发布者也不存储和重发，消息传输最快，但是也可能没送达
   1. 可以接受消息偶尔丢失
   2. 在同一个子网内部的服务器间的消息交互，或其他客户端与服务端网络非常稳定的场景。
2. QoS 1，至少分发一次，保证消息至少送达一次，ACK机制
   1. 对系统资源消耗较为关注，希望性能最优化
   2. 消息不能丢失，但能接受并处理重复的消息
3. QoS 2，只分发一次，发布者和订阅者通过两次会话来保证消息只被传递一次，这是最高等级的服务质量，消息丢失和重复都是不可接受的，会有额外的开销。
   1. 不能忍受消息丢失（消息的丢失会造成生命或财产的损失），且不希望收到重复的消息
   2. 数据完整性与及时性要求较高的银行、消防、航空等行业。

5.2 CoAP

是一种专用的Web传输协议，用于受约束的节点和网络，提供了应用程序端点之间的请求/响应交互模型，支持服务的资源发现，包括Web的关键概念，例如URI和Internet媒体类型。

特点：

1. UDP
2. 基于REST，server的资源地址和互联网一样有类似url的格式，客户端也有POST，GET，PUT，DELETE方法来访问server，对HTTP做了简化。
3. 二进制格式的，HTTP是文本格式，CoAP比HTTP更加紧凑
4. 轻量化，最小长度4B
5. 支持可靠传输，数据重传，块传输
6. 支持IP多播，既可以用时向多个设备发送请求
7. 非长连接通信，适用于低功耗物联网场景。

应用：

1. 适合数据采集，特别是电池供电的传感器设备
2. 目前各大IoT平台都支持CoAP接入

消息类型

1. CON，需要被确认的请求，对方必须做出响应
2. ACK，应答，对CON的应答
3. RST，复位，可靠传输时接收的消息不认识或错误，不能回ACK，必须回RST
4. NON，不需要确认的请求

请求响应模型：

1. CoAP抽象层中的第二层，使用CON或NON发送请求，根据服务器是否可以立即响应客户端请求或答案，有两种模式：
   1. 携带模式
      1. 客户端发CON，服务器及时响应，且回复的ACK报文中包含响应负载
      2. 最常用的请求/响应工作模式，Message ID 和 Token 的作用几乎相同，为了减少CoAP报文长度，更多情况只使用Message ID即可。
   2. 分离模式
      1. 客户端发送CON，服务器无法立即响应请求，发送带有空响应的ACK，一旦响应可用，服务器会向客户端发送一条新的CON，其中包含响应
   3. 非确认模式
      1. 客户端发NON
      2. 服务器返回NON
      3. 是最为松散的请求/响应工作模式，允许设备犯错

5.3 LwM2M

主要特点：一种轻量级的、标准通用的物联网设备管理协议，可用于快速部署客户端/服务器模式的物联网业务。

协议结构：

1. 三个逻辑实体
   1. LwM2M Server 服务器
   2. LwM2M Client 客户端，执行服务器的命令和上报执行结果
   3. LwM2M 引导服务器 Bootstrap Server，负责配置客户端。

其他：对象定义（8个内置对象）、资源定义（隶属于对象）。

5.4 基本概念与横向对比

看表！（图片是课件的，借用一下）

6. 通信系统

6.1 有线

-1- RS232/RS485/RS422

1. 工作方式：

2. 电压方式
   1. 232：
      1. 负电平，逻辑1，-3V~-15V
      2. 正电平，逻辑0，+3V~+15V
      3. 单极性不归零码NRZ
   2. 422
      1. 逻辑1，+2V~+6V
      2. 0，-2V~-6V
      3. 全双工，差分传输
      4. 接口电平低于232，不易损坏接口电路芯片
      5. 抗共模干扰能力增强
3. UART
   1. 就是异步收发传输器，是一种异步收发协议
   2. 空闲位
   3. 数据位
   4. 奇偶校验位
   5. 波特率

-2- CAN总线

1. 现场总线
   1. 工厂数字通信网络的基础之一
   2. 传统连接方式
      1. 星型拓扑
      2. 大量的传感器、执行器和控制器，如果采用星型结构，安装成本和介质造价高
   3. 连接方式
      1. 采用了现场总线技术后，控制室与厂房之间这段较长的距离，只需布设一根线缆即可
   4. 特点
      1. 协议简单，可控制成本
      2. 布线简单
      3. 全数字化通信
      4. 开放型的互联网络，包括通信规约的开放性，开发的开放性，并可与不同的控制系统相 连，实现可互操作性与互用性。
      5. 较强的抗干扰性、稳定性、容错能力
      6. 较高的实时性
      7. 短帧传送、信息交换频繁等特点
   5. 现状
2. CAN总线
   1. 与RS485的比较
   2. 高可靠性、实时性和良好的错误检测能力
   3. 拓扑
      1. 总线型
      2. 树状
   4. 通信协议
      1. 在ISO/OSI的基础上，定义了其中三层
         1. 物理层
         2. 逻辑链路层
         3. 应用层
      2. 物理层
         1. 双绞线最常用
         2. 通讯距离可达10km，速率1Mbps，结点数可达110个
         3. NRZ编码解码，差分电压
         4. 位填充
            1. 发送端：发送连续5个相同位，自动插入补码位
            2. 接收端：接收5个连续相同的位后，自动丢弃后面跟随的填充位
         5. 总线电平
         6. 逻辑
            1. 隐性电平，总线电平小于等于0，此时逻辑1
            2. 显性电平，大于0, 逻辑0
      3. 数据链路层
         1. 定义MAC和LLC的某些功能
            1. MAC子层：CAN核心，设计控制帧的结构、执行仲裁、应答、错误检测、出错标定和故障界定等
            2. LLC子层：为上层数据传送和远程数据请求提供服务，对发送方进行确认，并实现超载通知和恢复管理等
         2. 短帧结构
         3. CRC及其他检错措施
         4. 总线优先级仲裁
         5. CAN标识符
         6. 帧
            1. 两种格式：标准格式、拓展格式
            2. 4种类型
               1. 数据帧
               2. 遥控帧
               3. 错误帧
               4. 过载帧
         7. 媒体控制
            1. 总线空闲态，最先开始发送消息的单元获得发送权，其他处于接收状态
            2. 类似于CSMA/CD
               1. 不同：出现冲突时，CAN总线可以根据优先级进行非破坏性仲裁
      4. 应用层
         1. 发展初期，用户需要自己定义应用层的协议
         2. 多版本

6.2 无线

-1- 免授权

WiFi

1. 基本概念：
   1. WiFi的愿意是一种认证标志，通过认证的设备保障能按照802.11协议互相兼容。
   2. 全球认证机构：WIFI联盟（WFA），前身是无线以太网兼容性联盟（WECA）。
2. 设备认证
3. 应用领域
   1. 家居
   2. 企业
4. 网络架构与分层协议
   1. 同现在互联网的5层协议
      1. 应用层：HTTP/FTP、DHCP/RIP/TFTP…
      2. 运输层：TCP、UDP
      3. 网络层：IP
      4. 数据链路层：
         1. LLC
         2. MAC
      5. 物理层
   2. 架构
      1. 以中心网络架构为主，支持节点间通信
      2. 基于互联网分层协议设计，Unlicensed频谱
      3. 半双工时分系统
      4. CSMA/CA，多用户共享信道
5. 产业链
   1. 芯片厂商
   2. 模组电商
   3. 设备代工厂
   4. 设备厂商
6. 演进

WIFI 6 和 5G的对比

1. 关键指标
   1. wifi7现在也出了，协议是802.11be，支持6Ghz的频段，最高速率达30Gbps
2. 主要应用领域
   1. 从图可以看出，WiFi 6 偏向室内应用，5G偏向室外应用
   2. 数据的所有人不同：5G是运营商，WiFi 6 是对应的企业。
3. 市场价值与建设成本
4. 下一代WiFi

蓝牙

1. 采用分层结构，遵循OSI参考模型
2. 不同蓝牙版本对比
3. 传统蓝牙和低功耗技术蓝牙的技术对比

ZigBee

1. 基于IEEE 802.15.4
2. 自组网、低速率、低功耗
3. 时候小型设备，节点间组网
4. 网络体系结构
   1. 应用层
   2. 网络层
   3. MAC层
   4. 物理层
5. 协议标准
   1. 规范了低速率无线PAN的物理层和MAC层的协议
   2. 支持消耗功率最少，通信范围直径100m以内工作的简单设备
   3. 支持两种网络拓扑：单跳星型，多跳对等拓扑网络
6. 物理层协议规范
   1. 工作频率范围
   2. 信道分配
   3. 不同的频率范围，不同的调制方式，不同的数据传输速率
   4. 扩频调制
   5. 发射功率
   6. 接收灵敏度
7. MAC层规范
   1. 数据传输服务和MAC层管理服务
      1. 公共部件子层：数据服务中的正确收发，负责MAC帧的传输
      2. 子层管理实体
   2. 主要功能
      1. 支持PAN的构建与解题，即PAN的关联和取消关联
      2. CSMA/CA
      3. 提供可靠的通信链路
   3. 网络通信模式
      1. 有信标网络模式
         1. 超时帧结构
      2. 无信标网络模式
      3. 数据发送方式
   4. 帧结构
      1. 帧控制域16位
      2. 帧序列号
      3. 目的PAN标识符：只有帧控制域中目的地址模式为非00是，标识符才存在
      4. 目的地址
      5. 源PAN标识符：仅在源地址模式为非00,和内部PAN标记为0时，本标识符才存在
      6. 源地址
      7. 帧有效载荷
      8. 帧校验序列，CRC
      9. 数据传输可靠性
         1. CSMA-CA
         2. 协帧确认机制可选项
   5. 网络架构
      1. 星形拓扑
         1. 如果需要在 两个 End Device 节点之间进行通讯必须通过Co-ordinator 节点进行信息的转发
      2. 树形拓扑
         1. 路由节点之间不可直接通讯
      3. Mesh拓扑（网状拓扑）
         1. 路由节点之间可以直接通讯
   6. 网络层规范
      1. 网络拓扑的建立和保持网络的连接
      2. 主要：
         1. 设备的加入和离开网络是采用的措施
         2. 帧传送过程中所采用的安全性机制
         3. 邻居发现和邻居表以及路由的发现和维护

LoRa

是一种扩频调制技术，用带宽换取灵敏度的技术，WiFi、ZigBee等技术都用了扩频技术，但LoRa调制的特点是最大效率提高灵敏度，接近香农定理Rmax=Wlog⁡2(1+S/N)R_{max} = W\log_{2}{(1+S/N)}Rmax​=Wlog2​(1+S/N)的极限，尤其是在低速率通信系统中，打破了FSK的实施极限。

技术特点：

1. 扩频跳频技术
2. 远距离
3. 抗干扰能力强
4. 低功耗
   1. 信道活动检测CAD
5. 大容量
   1. 相关参数：节点发包频次、数据包长度、信号指令、节点速率、可用信道数量…
6. 按需部署，独立组网（类似WiFi）

应用市场：

1. 智慧表计
2. 智慧物流
3. 智慧医疗
4. 智慧农业
5. 智慧工业
6. 智慧建筑，智慧家庭
7. 智慧社区，智慧城市
8. 智慧环境

-2- 授权频段

5GNR

就是5G

1. 应用场景和关键技术指标
   1. 应用场景
      1. 增强移动宽带场景：连续广域覆盖场景，热点高容量场景
      2. 低延时高可靠场景
      3. 低功耗大连接
   2. 关机指标
      1. 空口时延更低
      2. 频谱效率更高
      3. 能效更高
      4. 体验速率更快
      5. 峰值速率更高
2. 无线关键技术
   1. 通过灵活可配置的帧结构、带宽和系统参数，以及多天线等光剑技术，满足5G多场景和多样化的业务需求，提升网络整体性能

1. 灵活部署
   1. 独立组网非独立组网
      1. 技术背景：满足部分运营商快速部署5G需求
      2. SA，独立
      3. NSA，非独立
   2. 5G接入网CU/DU新架构
      1. CU，集中单元
      2. DU，分布单元
   3. 灵活参数
2. 速率提升
   1. 5G小区带宽，大带宽
      1. 在3.5/4.9GHz 频段，支持最大1000MHz 小区带宽
      2. 以100MHz为例，是TD-LTE单小区20MHz的5倍带宽，是TD-LTE三载波聚合1.67倍
   2. 多天线产品能力提升
   3. 开销优化
      1. 背景：进一步提升速率，需降低系统开销
      2. 取消全频段CRS设计：节省开销14%，降低邻区干扰
      3. 定义了更严格的滤波指标要求，减少了原有频谱边缘的保护带间隔，提高频谱利用率
3. 时延降低
   1. 帧结构
      1. 背景：为降低空口时延，提升用户业务感知
      2. 优势
         1. 最小调度单元变短，数据调度更快
         2. 数据上行和下行传输转换快，等待时间减少
   2. 调度优化
      1. 背景：降低空口时延，加快网络与终端的响应速度
      2. 调度时序和HARQ时序：固定改为动态可调
      3. 间隔可配
      4. 取消PHICH，改为异步自适应重传
   3. MEC
      1. 技术背景：基于本地缓存、本地应用、业务优化、数据服务等业务需求
      2. 5G标准定了业务下沉，为边缘计算提供了统一灵活的网络架构，科技与标准MEC架构
      3. 将IT能力引入接入网，是5G网络扩展垂直行业，破解增量不增收难题的有力抓手
4. 覆盖增强
   1. 赋型能力
      1. 5G公共/控制信道采用DMRS解调，可波束赋型
   2. 终端能力
      1. 背景：3.5GHz频段上行是覆盖瓶颈，采用高功率终端，可有效缓解上下行覆盖不对称
      2. SUL：低频上行
      3. CA：低频独立自阿伯
      4. CA通过切换主载波增强上行覆盖能力，SUL通过激活低频载波增强上行覆盖能力。
5. 技术总结：更灵活、速率更高、时延更短

NB-IOT

即窄带物联网，属于LPWAN低功耗广域物联网，是随着物联网发展诞生的新型网络领域。

LPWAN的对比

1. 基于蜂窝网络，聚焦于低功耗广域网，支持物联网设备在广域网的数据连接，可直接部署在LTE
2. 网络部署模式
   1. 独立部署
   2. 带内部署
   3. 保护带部署
3. 网络架构
   1. 系统架构
      1. 演进的核心系统EPC
      2. 基站 eNB
      3. 用户终端 UE
   2. 端到端系统架构
      1. 用户终端
      2. 无线接入网
      3. 核心网
      4. 支撑平台
      5. 应用服务器
4. 无线接入资源
   1. 频率资源
      1. 下行 OFDMA，用户终端半双工
      2. 上行基于15kHz和3.75kHz两种子载波间隔设计，分单音和多音
      3. 上行，SC-FDMA
      4. 沿用LTE系统定义的频段号
   2. 时帧结构
      1. NB-IoT Rel.-13 仅支持FDD帧结构类型
      2. 子载波间隔15kHz是，下行和上行都支持E-UTRAN无线时帧
   3. 上下行链路物理信道
      1. 系统采用时域和频域联合构成上下行的传输信道
      2. 三种物理信道（下行）
         1. 窄带物理广播
         2. 窄带物理下行控制
         3. 窄带物理下行共享
      3. 三种信号（下行）
         1. 窄带参考
         2. 窄带主同步
         3. 窄带辅同步
      4. 上行链路定义两种物理信道
         1. 窄带物理上行共享
         2. 窄带随机物理接入
      5. 上行解调参考信号DMRS
   4. 下行链路物理传输机制
      1. NPDCCH
      2. NPDSCH
   5. 上行链路物理传输机制
      1. 基于15kHz和3.75kHz两种子载波间隔设计，分单音和多音
      2. 多址接入技术 SC-FDMA
      3. 采用资源单位RU进行基本调度
      4. NPUSCH
      5. NPRACH
   6. 空口协议
      1. 主要完成UE的小区接入与数据传输
      2. 数据传输时，采用控制面和用户面两种方案传输数据，还增加了连接挂起与恢复这一专用功能来适应物联网应用
      3. 基于竞争的NB-IOT随机接入过程
      4. RRC连接建立流程
      5. 数据传输方案：控制面板CP和用户面UP方案