常用无线传输技术简介
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➢ LoRa采用了高扩频网因节子点，多从。而获 得了较高的信号增益。一般FSK的 信噪比需要8dB，而LoRa只需要20dB。
➢ 其接受灵敏度达到了惊人的148dbm，与业界其他先进水平的 sub-GHz芯片相比，最高的接收灵 敏度改善了20db以上，体现在应
➢ 用另上外就Lo是Ra拥还有应5用～了8倍前传向输纠距错离编的码提技术，在传输信息中加入冗 升余。，有效抵抗多径衰落。虽然牺牲了一些传输效率，但有效提 高了传输可靠性。
自愈能力；
---采集数据，向路由节点
传递数据
2.3 ZigBee---应用
ZigBee 已广泛应 用于物联网产业 链中的M2M 行业， 如智能电网、智 能交通、智能家 居、金融、移动 POS 终端、供应 链自动化、工业 自动化、智能建 筑、消防、公共 安全、环境保护、 气象、数字化医 疗、遥感勘测、 农业、林业、水 务、煤矿、石化 等领域。
1. 物联网是什么？
2. 无线通信技术分类
物联网常用 无线通信技术
一. 短距离无线通信技术 WiFi、Bluetooth、ZigBee、Z-Wave、 RFID、NFC......
二. 广域网无线通信技术（LPWAN：low-power Wide-Are Network，低功耗广域网）
LoRa、NB-IOT、Sigfox、eMTC .....
• 相邻信道的中心频点间隔5MHz ，相邻的多个信道存在频率重叠(如1信 道与2、3、4、5信道有频率重叠)，整个频段内只有3个（1、6、11）互 不干扰信道
• 北美/FCC 2.412-2.461GHz(11信道) • 中国/欧洲/ETSI 2.412-2.472GHz(13信道)
2.1 WiFi---基础网
基于AP组建的无线网络：
• 必须有一个AP（Access Point：接入点）负责接入站 点
• 有多个STA（Station：站点） 接入到AP
• AP是网络的中心，可以管理 网络的站点
• S•TA接之入间控不制能直接通信，数 据• 都认需证要与经计过费AP的转发
• 每• 个数AP据组转成发一个BSS
分类
Profil e
全称
A2DP Advanced Audio Distribution Profile
HFP Hands-free Profile
BR/E DR
OPP
Object Push Profile
Profile
AVRC Audio/VideoRemote
P
Control Profile
PBAP PhonebookAccess Profile
Class C：该模式是常发常收模 式，节点不考虑功耗，随时可以 接收网关下行数据，实时性好， 适合不考虑功耗或需要大量下行 数据控制的应用，比如智能路灯 控制。
3.1 LoRFra Baidu bibliotek---关键特性和优势
目前LoRa网络已经在世界多地进行试点或部署。据LoRa联盟年初的数 据是有9个国家开始建网，56个国家开始进行试点；截至目前最新公布的数 据，已经有17个国家公开宣布建网计划，120多个城市地区有正在运行的 LoRa网络，如美国、法国、德国、澳大利亚、印度等等国家，荷兰、瑞士 、韩国等更是部署或计划部署覆盖全国的LoRa网络。
LoRa与NB-IoT是最有发展前景的两个低功耗广域网 通信技术。不过两者之间到底有什么区别和不同？ 谁又将更胜一筹占领LPWAN制高点呢？
3.1 LoRa---简介
➢ LoRa （Long Range）是LPWAN通信技术中的一种，是 美国Semtech公司于2013年发布的一种基于扩频技术的超 远距离无线传输方案。主要工作在全球各地的ISM免费频 段（即非授权频段），包括主要的433、470、868、 915MHz等。其最大特点是传输距离远、工作功耗低、组
多个微微网如果存在重叠区域， 就形成了分散网，一个微微网 的主设备，可以同时充当另一 个微微网的从设备
2.3 ZigBee---简介
▪ ZigBee 是建立在IEEE802.15.4标准之上，是一种近距离、低复杂 度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距 离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输 以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的 应用。
2.4 近距离通信技术比较
3 广域网无线通信技术
物联网的快速发展对无线通信技术提出了更高的要求，专为低带 宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计的LPWAN(lowpower Wide-Area Network，低功耗广域网)也快速兴起。
NB-IoT和LoRa是LPWAN最具有代表性的两种无线通信技术，具 有不同的技术和商业特性，也是最有发展前景的两个低功耗广域网通 信技术。这两种LPWAN技术都有覆盖广、连接多、速率低、成本低 、功耗少等特点，都适合低功耗物联网应用，都在积极扩建自己的生 态系统。
3.1 LoRa---网络架构
LoRa网络主要由终端（内置LoRa模块）、网关（或称基站）、网络服 务器以及应用服务器组成。应用数据可双向传输。
LoRa网络架构是一个典型的星形拓扑结构，在这个网络架构中，LoRa 网关是一个透明传输的中继，连接终端设备和后端中央服务器。终端设备采 用单跳与一个或多个网关通信。所有的节点与网关间均是双向通信。
手机间传输文件、 图片
蓝牙耳机控制上/ 下一首、音量、 暂停、播放
蓝牙耳机显示手 机来电号码
BLE应用都基于 GATT
蓝牙防丢器
2.2 Bluetooth---组网方式
▪ 微微网（Pico网 ）
• 分散网
微微网使用三个比特位给网内 从设备进行编号，每个设备编 号不同，每个微微网最多连接 7个从设备。此外，在微微网 中，从设备只能与主设备进行 通信，从设备之间不能通信。
：
（1）GAP（Generic Access Profile）： 该Profile保证不同的Bluetooth产品可以互相发现对方并建立连接
，是其他蓝牙规范的基础。 （2）SDP（Service Discovery Profile）：
服务发现协议。蓝牙设备之间查询双方支持的profile或者服务。
2.2 Bluetooth---常用profile
3.1 LoRa---终端设备分类
Class A：节点按需主动上报数 据，每一个终端上行传输后会伴 随着两个下行接收窗口，平时休 眠，只有在固定的窗口期才能接 收网关下行数据。Class A的优 势是功耗极低。
Class B：ClassB模式是固定周 期时间同步，在固定周期内可以 随机确定窗口期接收网关下行数 据，兼顾实时性和低功耗，特点 是对时间同步要求很高
物联网常用无线传输技术介绍
智能分析系统部 2018.4
1. 物联网是什么？
（IOT：Internet of things： ）是新一代信息技术的重要组成部 分，也是“信息化”时代的重要发 展阶段。顾名思义，物联网就是物 物相连的互联网。 ▪ 物联网用途广泛，遍及智能交通、 环境保护、政府工作、公共安全、 平安家居、智能消防、工业监测、 环境监测、路灯照明管控、景观照 明管控、楼宇照明管控、广场照明 管控、老人护理、个人健康、花卉 栽培、水系监测、食品溯源、敌情 侦查和情报搜集等多个领域。 ▪ 物联网将是下一个推动世界高速发 展的“重要生产力”，是继通信网 之后的另一个万亿级市场。
NB-IoT采用超窄带、重复传输、精简网络协议等设计，以牺牲一定速率、时 延、移动性性能，获取面向LWPA物联网的承载能力。各运营商都已经重点 投入NB-IoT网络的部署。
3.2 NB-IoT
3.2 NB-IoT---部署方案
➢ 独立部署(Stand
alone operation)
• 适用于重耕GSM 频段。GSM的信 道带宽为200KHz， 这对NB-IoT 180KHz的带宽足 够了，两边还留出 来10KHz的保护间 隔；
认证中心
（2）路由器（ZR）
---允许其他网络设备加入
---多跳路由，扩展网络覆
盖
➢ Zigbee技术具有强大的组网能力，可以形成星型、-树--动形态、路M由es，h网备份路由防 ➢ 状M的e型方sh，式网可来状以通拓根信扑据，结实网构际络的项 覆网目盖络需范具要围有选可强择明大合显的适增功的加能网，，络网止（网结络网3络）构还络可终。具拥以端备挤通节自过点组多（织级Z、跳ED）
3.2 NB-IoT
：基于蜂窝的窄带物联网（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT
）成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约 180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低 部署成本、实现平滑升级。2015年9月， NB-IoT标准应运而生；NB-IOT协 议规范在2016年6月份的3GPP Release13版本冻结。
0
16
的广播信息
2.2 Bluetooth---频带 BR/EDR:
共79个数据信道，频道间隔1M，其中32个广播信道。
BLE:
共40个数据信道，频道间隔2M，其中3个广播信道。
2.2 Bluetooth---常用profile
：定义了设备之间实现一种连接或应用的规则
。简单理解为应用层或者连接层协议。
GATT
BLE Profile
FMP
Generic Attribute Profile
Find Me Profile
用途
典型应用场景
蓝牙音频传输协 议
蓝牙通话免提协 议 对象存储规范
音频/视频远程控 制规范
电话号码簿访问 协议 通用属性协议
设备寻找
蓝牙音乐播放器 播放远端设备的 音乐
蓝牙耳机接听或 拨打电话
网络中不存在AP，没有严格 的控制中心； • 各设备自发组网，设备之间 是对等的； • 网络中所有的STA之间都可 以直接通信，不需要转发； • 当结点要与其覆盖范围之外 的结点进行通信时，需要中
2.2 Bluetooth
：蓝牙（Bluetooth）是一种基于 IEEE802.15.1无线技术标准，可实现固定 设 备、移动设备和楼宇个人域网之间的 短距离数据交换，使用全球统一开放的 2.4G的ISM波段，致力于在10～100 m的 空间内使所有支持该技术的移动或非移动 设备可以方便地建立网络联系、进行话音 和数据通信。在智能家居、穿戴产品等领 域应用广泛。
➢ 主要特性为： ① 速度快； ② 组网简单； ③ 覆盖范围广； ④ 可靠性高
2.1 WiFi---2.4G频段
• IEEE 802.11b/g标准工作在2.4G频段，频率范围为2.400—2.4835GHz， 共83.5M带宽
• 划分为14个子信道，每个子信道宽度为22MHz（20MHz有效带宽 +2MHz保护带）
2.1 WiFi
➢ WiFi（WireleSS Fidelity：无线高保真），实际上是制定802.11无线网 络协议的组织，并非代表无线网络。俗称无线宽带，是IEEE定义的一 个无线网络通信 的工业标准。
➢ WiFi其实是无线局域网 （WLAN）的其中一种 非常重要的技术，因为 WLAN主流采用802.11 协议，所以大家通常以 WiFi 来表示无线网络。
2.3 ZigBee---协议模型
➢ Z802.15.4定义了物理层（PHY）和媒体访问控制层（MAC）层， ZigBee定义了网络层和应用层规范。
2.3 ZigBee---组网方式
（1）协调器（ZC）
---每个ZigBee网络必须要
有一个
---初始化网络信息，存储
网络信息
---启动和控制网络，网络
➢ 经典蓝牙（BR/EDR） (1) BR（Basic Rate）： 1Mb/s (2) EDR（Enhanced Data Rate）： 3Mb/s ➢ 低功耗蓝牙(BLE: Bluetooth Low Energy
2.2 Bluetooth---版本演进
5.
2016. 6. 相比4.0，2倍的速率提升，4倍的覆盖，8倍
• AP要有一个SSID（Service Set ID），需要设置工作信道、
2.1 WiFi---自Ad-组Ho网c（点对点）模式：
• 一组具有无线功能的设备之 间为数据共享而迅速建立起 无线连接；
• Ad hoc模式网络是临时性的， 无需依靠任何基础设施的非
标准网络； • 仅有两个及以上STA组成，
➢ 其接受灵敏度达到了惊人的148dbm，与业界其他先进水平的 sub-GHz芯片相比，最高的接收灵 敏度改善了20db以上，体现在应
➢ 用另上外就Lo是Ra拥还有应5用～了8倍前传向输纠距错离编的码提技术，在传输信息中加入冗 升余。，有效抵抗多径衰落。虽然牺牲了一些传输效率，但有效提 高了传输可靠性。
自愈能力；
---采集数据，向路由节点
传递数据
2.3 ZigBee---应用
ZigBee 已广泛应 用于物联网产业 链中的M2M 行业， 如智能电网、智 能交通、智能家 居、金融、移动 POS 终端、供应 链自动化、工业 自动化、智能建 筑、消防、公共 安全、环境保护、 气象、数字化医 疗、遥感勘测、 农业、林业、水 务、煤矿、石化 等领域。
1. 物联网是什么？
2. 无线通信技术分类
物联网常用 无线通信技术
一. 短距离无线通信技术 WiFi、Bluetooth、ZigBee、Z-Wave、 RFID、NFC......
二. 广域网无线通信技术（LPWAN：low-power Wide-Are Network，低功耗广域网）
LoRa、NB-IOT、Sigfox、eMTC .....
• 相邻信道的中心频点间隔5MHz ，相邻的多个信道存在频率重叠(如1信 道与2、3、4、5信道有频率重叠)，整个频段内只有3个（1、6、11）互 不干扰信道
• 北美/FCC 2.412-2.461GHz(11信道) • 中国/欧洲/ETSI 2.412-2.472GHz(13信道)
2.1 WiFi---基础网
基于AP组建的无线网络：
• 必须有一个AP（Access Point：接入点）负责接入站 点
• 有多个STA（Station：站点） 接入到AP
• AP是网络的中心，可以管理 网络的站点
• S•TA接之入间控不制能直接通信，数 据• 都认需证要与经计过费AP的转发
• 每• 个数AP据组转成发一个BSS
分类
Profil e
全称
A2DP Advanced Audio Distribution Profile
HFP Hands-free Profile
BR/E DR
OPP
Object Push Profile
Profile
AVRC Audio/VideoRemote
P
Control Profile
PBAP PhonebookAccess Profile
Class C：该模式是常发常收模 式，节点不考虑功耗，随时可以 接收网关下行数据，实时性好， 适合不考虑功耗或需要大量下行 数据控制的应用，比如智能路灯 控制。
3.1 LoRFra Baidu bibliotek---关键特性和优势
目前LoRa网络已经在世界多地进行试点或部署。据LoRa联盟年初的数 据是有9个国家开始建网，56个国家开始进行试点；截至目前最新公布的数 据，已经有17个国家公开宣布建网计划，120多个城市地区有正在运行的 LoRa网络，如美国、法国、德国、澳大利亚、印度等等国家，荷兰、瑞士 、韩国等更是部署或计划部署覆盖全国的LoRa网络。
LoRa与NB-IoT是最有发展前景的两个低功耗广域网 通信技术。不过两者之间到底有什么区别和不同？ 谁又将更胜一筹占领LPWAN制高点呢？
3.1 LoRa---简介
➢ LoRa （Long Range）是LPWAN通信技术中的一种，是 美国Semtech公司于2013年发布的一种基于扩频技术的超 远距离无线传输方案。主要工作在全球各地的ISM免费频 段（即非授权频段），包括主要的433、470、868、 915MHz等。其最大特点是传输距离远、工作功耗低、组
多个微微网如果存在重叠区域， 就形成了分散网，一个微微网 的主设备，可以同时充当另一 个微微网的从设备
2.3 ZigBee---简介
▪ ZigBee 是建立在IEEE802.15.4标准之上，是一种近距离、低复杂 度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距 离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输 以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的 应用。
2.4 近距离通信技术比较
3 广域网无线通信技术
物联网的快速发展对无线通信技术提出了更高的要求，专为低带 宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计的LPWAN(lowpower Wide-Area Network，低功耗广域网)也快速兴起。
NB-IoT和LoRa是LPWAN最具有代表性的两种无线通信技术，具 有不同的技术和商业特性，也是最有发展前景的两个低功耗广域网通 信技术。这两种LPWAN技术都有覆盖广、连接多、速率低、成本低 、功耗少等特点，都适合低功耗物联网应用，都在积极扩建自己的生 态系统。
3.1 LoRa---网络架构
LoRa网络主要由终端（内置LoRa模块）、网关（或称基站）、网络服 务器以及应用服务器组成。应用数据可双向传输。
LoRa网络架构是一个典型的星形拓扑结构，在这个网络架构中，LoRa 网关是一个透明传输的中继，连接终端设备和后端中央服务器。终端设备采 用单跳与一个或多个网关通信。所有的节点与网关间均是双向通信。
手机间传输文件、 图片
蓝牙耳机控制上/ 下一首、音量、 暂停、播放
蓝牙耳机显示手 机来电号码
BLE应用都基于 GATT
蓝牙防丢器
2.2 Bluetooth---组网方式
▪ 微微网（Pico网 ）
• 分散网
微微网使用三个比特位给网内 从设备进行编号，每个设备编 号不同，每个微微网最多连接 7个从设备。此外，在微微网 中，从设备只能与主设备进行 通信，从设备之间不能通信。
：
（1）GAP（Generic Access Profile）： 该Profile保证不同的Bluetooth产品可以互相发现对方并建立连接
，是其他蓝牙规范的基础。 （2）SDP（Service Discovery Profile）：
服务发现协议。蓝牙设备之间查询双方支持的profile或者服务。
2.2 Bluetooth---常用profile
3.1 LoRa---终端设备分类
Class A：节点按需主动上报数 据，每一个终端上行传输后会伴 随着两个下行接收窗口，平时休 眠，只有在固定的窗口期才能接 收网关下行数据。Class A的优 势是功耗极低。
Class B：ClassB模式是固定周 期时间同步，在固定周期内可以 随机确定窗口期接收网关下行数 据，兼顾实时性和低功耗，特点 是对时间同步要求很高
物联网常用无线传输技术介绍
智能分析系统部 2018.4
1. 物联网是什么？
（IOT：Internet of things： ）是新一代信息技术的重要组成部 分，也是“信息化”时代的重要发 展阶段。顾名思义，物联网就是物 物相连的互联网。 ▪ 物联网用途广泛，遍及智能交通、 环境保护、政府工作、公共安全、 平安家居、智能消防、工业监测、 环境监测、路灯照明管控、景观照 明管控、楼宇照明管控、广场照明 管控、老人护理、个人健康、花卉 栽培、水系监测、食品溯源、敌情 侦查和情报搜集等多个领域。 ▪ 物联网将是下一个推动世界高速发 展的“重要生产力”，是继通信网 之后的另一个万亿级市场。
NB-IoT采用超窄带、重复传输、精简网络协议等设计，以牺牲一定速率、时 延、移动性性能，获取面向LWPA物联网的承载能力。各运营商都已经重点 投入NB-IoT网络的部署。
3.2 NB-IoT
3.2 NB-IoT---部署方案
➢ 独立部署(Stand
alone operation)
• 适用于重耕GSM 频段。GSM的信 道带宽为200KHz， 这对NB-IoT 180KHz的带宽足 够了，两边还留出 来10KHz的保护间 隔；
认证中心
（2）路由器（ZR）
---允许其他网络设备加入
---多跳路由，扩展网络覆
盖
➢ Zigbee技术具有强大的组网能力，可以形成星型、-树--动形态、路M由es，h网备份路由防 ➢ 状M的e型方sh，式网可来状以通拓根信扑据，结实网构际络的项 覆网目盖络需范具要围有选可强择明大合显的适增功的加能网，，络网止（网结络网3络）构还络可终。具拥以端备挤通节自过点组多（织级Z、跳ED）
3.2 NB-IoT
：基于蜂窝的窄带物联网（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT
）成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约 180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低 部署成本、实现平滑升级。2015年9月， NB-IoT标准应运而生；NB-IOT协 议规范在2016年6月份的3GPP Release13版本冻结。
0
16
的广播信息
2.2 Bluetooth---频带 BR/EDR:
共79个数据信道，频道间隔1M，其中32个广播信道。
BLE:
共40个数据信道，频道间隔2M，其中3个广播信道。
2.2 Bluetooth---常用profile
：定义了设备之间实现一种连接或应用的规则
。简单理解为应用层或者连接层协议。
GATT
BLE Profile
FMP
Generic Attribute Profile
Find Me Profile
用途
典型应用场景
蓝牙音频传输协 议
蓝牙通话免提协 议 对象存储规范
音频/视频远程控 制规范
电话号码簿访问 协议 通用属性协议
设备寻找
蓝牙音乐播放器 播放远端设备的 音乐
蓝牙耳机接听或 拨打电话
网络中不存在AP，没有严格 的控制中心； • 各设备自发组网，设备之间 是对等的； • 网络中所有的STA之间都可 以直接通信，不需要转发； • 当结点要与其覆盖范围之外 的结点进行通信时，需要中
2.2 Bluetooth
：蓝牙（Bluetooth）是一种基于 IEEE802.15.1无线技术标准，可实现固定 设 备、移动设备和楼宇个人域网之间的 短距离数据交换，使用全球统一开放的 2.4G的ISM波段，致力于在10～100 m的 空间内使所有支持该技术的移动或非移动 设备可以方便地建立网络联系、进行话音 和数据通信。在智能家居、穿戴产品等领 域应用广泛。
➢ 主要特性为： ① 速度快； ② 组网简单； ③ 覆盖范围广； ④ 可靠性高
2.1 WiFi---2.4G频段
• IEEE 802.11b/g标准工作在2.4G频段，频率范围为2.400—2.4835GHz， 共83.5M带宽
• 划分为14个子信道，每个子信道宽度为22MHz（20MHz有效带宽 +2MHz保护带）
2.1 WiFi
➢ WiFi（WireleSS Fidelity：无线高保真），实际上是制定802.11无线网 络协议的组织，并非代表无线网络。俗称无线宽带，是IEEE定义的一 个无线网络通信 的工业标准。
➢ WiFi其实是无线局域网 （WLAN）的其中一种 非常重要的技术，因为 WLAN主流采用802.11 协议，所以大家通常以 WiFi 来表示无线网络。
2.3 ZigBee---协议模型
➢ Z802.15.4定义了物理层（PHY）和媒体访问控制层（MAC）层， ZigBee定义了网络层和应用层规范。
2.3 ZigBee---组网方式
（1）协调器（ZC）
---每个ZigBee网络必须要
有一个
---初始化网络信息，存储
网络信息
---启动和控制网络，网络
➢ 经典蓝牙（BR/EDR） (1) BR（Basic Rate）： 1Mb/s (2) EDR（Enhanced Data Rate）： 3Mb/s ➢ 低功耗蓝牙(BLE: Bluetooth Low Energy
2.2 Bluetooth---版本演进
5.
2016. 6. 相比4.0，2倍的速率提升，4倍的覆盖，8倍
• AP要有一个SSID（Service Set ID），需要设置工作信道、
2.1 WiFi---自Ad-组Ho网c（点对点）模式：
• 一组具有无线功能的设备之 间为数据共享而迅速建立起 无线连接；
• Ad hoc模式网络是临时性的， 无需依靠任何基础设施的非
标准网络； • 仅有两个及以上STA组成，