太原理工大学物联网通信考试总结

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4、6章张翔宇5 章）欢迎加入！第一章、通信原理（重点）

1、通信系统的组成

1、发送端：把各种可能转换的消息转换成原始电信号

2、信道：信号传输的通道

3、接收端：从接收信号中恢复出相应的原始信号

4、噪声源：信道中的噪声及分散在通信系统其他各处的噪声的集中表示

2、通信系统分类

1、按消息的物理特征分类电报通信、电话通信、数据通信、图像通信等系统

2、按调制方式分类基带传输和频带传输

3、按信号特征分类模拟通信和数字通信

4、按传输媒介分类有线和无线

5、按信号复用方式分类即频分复用、时分复用和码分复用

3、通信方式

1、单工通信指消息只能单方向传输的工作方式

2、半双工通信指通信双方都能收发消息，但不能同时进行收发的工作方式

3、全双工通信指通信双方可同时进行收发消息的工作方式

4、串行传输指将数字信号码元序列按时间顺序一个接一个

地在信道中传输

5、并行传输择时将数字信号码元序列分割成两路或两路以

上的数字信号码元序列同时在信道中传输

4、信息及其度量（必考）

1、消息中的信息量与消息发生的概率相关，消息出现概率越小，则消息中包含的信息量就越大

2、消息中所含信息量I是出现该消息的概率P(x)的函数 I= logn(1 / P(x))

=∑P(xi)log2P(xn)

(bit/符号)

6、若干个互相独立事件构成的消息，所含信息量等于各独立事件信息量的和，即I[P(x1)P(x2)…] = I[P(x1)] + I[P(x2)] +例题1：一信息源由4个符号0,1,2,3组成，它们出现的概率分别为3/8,1/4,1/4,1/8，且每个符号出现都是独立的。试求某个消息10的信息量。

解法1：在此消息中，0出现23次，1出现14次，2出现13次，3出现7次，消息共有57 个符号。（统计符号数）（第一步必做）其中出现0的信息量为23log28/3 =33 bit（出现次数乘等概率的信息量为它的信息量）出现1的信息量为14log24 =28bit 出现2的信息量为13log24=26 bit出现3的信息量为7log28 =21

bit故该消息的信息量为 I=33 +28 +26 +21 =108 bit （全部相加）平均一个符号的信息量应为 I/符号数 =108/57 =

1、89 (bit)

（信息量除以符号数等于平均一个符号的信息量）解法2：若用熵的概念计算，则有 H= (3/8)[－log2(3/8)] + (1/4)[－

log2(1/4)] + (1/4)[－log2(1/4)]+ (1/8)[－log2(1/8) ] =

1、906 (bit)

则该消息所含信息量为 I=57 x

1、906 ≈108、64 (bit)例题2：设剧院有1280个座位，分为32排，每排40座。现欲从中找出某人，求以下信息的信息量。1）某人在第10排；2）某人在第15座；3）某人在第10排第15座。

解：在未知任何信息的情况下，此人在各排的概率可以认是相等的，他坐在各座号上的概率也可以认为是相等的，故1)“某人在第10排”包含的信息量为log2 (1/40)

≈

5、32 (bit)

3)

“某人在第10排第15座”包含的信息量为100m，覆盖范围是相隔1MHz的79个通道

2、蓝牙技术的网络组成蓝牙设备在组网中可同时与其他7个设备构成蓝牙微网、多个微网又可互连成自组织的分散网、1个蓝牙设备可同时加入8个不同的微网，每个微网分别有1Mbps的传输频宽

3、蓝牙通信协议专用协议：

专用协议位于协议栈的底部，从下到上分别是蓝牙无线通信层、基带层、链路管理协议、逻辑链路控制与适配协议、服务发现协议、RFCOMM层、电话控制协议通用协议：在专用层之上可以承载PPP、 TCP/IP、UDP/IP、WAP等互联网通用高层协议

4、蓝牙技术应用移动电话、计算机、电子设汽车应用、医疗监护应用、智能住宅

3、、ZigBee

1、ZigBee的特点低功耗、端到端信息传输时延短、可靠的数据传输、网络可拓展容易大、安全性较高、成本低、优良的网络拓扑能力具有星型网、网状网和树型网等三种网络结构分为全功能设备和精简功能设备两种RFD协议栈简单且内存更小，只能与某个FFD进行交换，并只能存在星型拓扑结构中；FFD具有完备的协议功能，能与其传输范围内的任意节点进行交互

2、 ZigBee的协议层结构物理层、媒体访问控制层、网络层、应用层

3、物理层的主要功能收发信机状态控制、能量检测、链路质量指标、空闲信道评估、信道频率选择、数据发送及接收。

4、媒体访问控制层帧结构、信标的生成及同步数据帧、确认帧、MAC层命令帧、信标帧。

信标：用于与相关设备同步及其他目的 PAN的关联与取消关联机制用于支持自组织目的，可支持自动建立星状网，还允许自组织对等网支持设备安全加密提供三级安全性：无安全性方式、接入控制清单（ACL）、属于高级加密标准（AES）的对称密码CSMA-CA信道接入机制保障时隙机制、建立可靠链接

5、网络层设备加入和离开网络、基于每个帧提供安全机制、路由、路由的发现和维护、邻居节点设备的发现、邻居节点设备的信息登记

6、应用层应用支持子层、ZigBee设备对象层、应用框架

7、 ZigBee的应用在家庭、楼宇自动化领域的应用、在医学领域的应用、在传感器网络领域的应用、工业控制领域的应用、在农业领域的应用

4、射频识别技术RFID

1、射频识别技术RFID：通过无线电讯号识别特定目标，并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触

2、 RFID的网络架构信息接入层：标签、阅读器及边缘节点，完成数据采集功能息分析层：包括Event Sever，对上报的数据进行过滤，分析处理。对上层的命令进行解析信息传递层：可以是TCP/IP、NGN网络，或某种闭环网络。根据应用类型进行