异构网关键技术与组网策略研究_韩玉楠
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收稿日期：2013-06-08
韩玉楠，唐艳超，李福昌（中讯邮电咨询设计院有限公司，北京100048）
Han Yunan ，Tang Yanchao ，Li Fuchang （China Information Technology Designing &Consulting Institute Co.，Ltd.，Beijing 100048，China ）
异构网关键技术与组网策略研究
关键词：
异构网；宏蜂窝；微小区；低功率节点；增强型的小区间干扰协调中图分类号：TN929.5文献标识码：A
文章编号：1007-3043（2013）08-0005-05
摘要：简要介绍了异构网的基本概念和构成，深入研究了各种异构网的关键技术，并通过不同场景的应用策略分析，给出了异构网络的部署发展建议。
Abstract ：
It describes the definition and composition of heterogeneous network,and researches the key technologies.Based on the appli-cation strategy analysis of different scenario,it gives some deployment suggestions for heterogeneous network.
Keywords ：
Heterogeneous network;Macro cell;Small cell;LPN;eICIC
0前言
近年来，移动互联网业务发展迅速，宽带无线通信需求越来越高。移动网络已从GSM 到UMTS 并逐步演进到了LTE 。依靠宏基站进行连续大规模组网已无法满足部分热点区域通信容量需求，在许多深度覆盖、室内覆盖和弱覆盖地区都存在着较严重的通信质量问题，为此业界广泛开展了Small Cell 的微型基站及宏网络与微蜂窝共同组网的策略研究。
1异构网的构成
异构网是多制式（如GSM 、UMTS 、LTE 、Wi-Fi 等）异构、多层次（如Macro 、Micro 、Pico 、Femto 、Relay 等）网络架构，是通过不同形态产品的组合实现网络容量最大化的网络架构。在高数据流量需求、人口密集城区、中小企业及家庭等场景下，可通过Pico 及Femto 等低功率节点（LPN ）实现无缝立体覆盖。
通常是将同一频段资源范围的Macro 、Micro 、Pi?
co 、Relay 混合部署在网络中。建网初期，骨干网络依靠室外宏站Macro 提供覆盖，热点、室内等场景依靠
Micro 、Pico 、Femto 等LPN 节点进行补盲、扩容覆盖和室内覆盖。以下为各级网络的基本特性。a ）Macro 。发射功率通常大于20W ，用于小区级宏蜂窝连续覆盖。
b ）Micro 。发射功率通常小于10W ，用于热点地
区补盲或扩容覆盖。
c ）Pico 。类似于一个热点访问接入点，服务于一
个小范围区域（如办公室、商城、火车站等），常为接收
Research on Key Technology and Deployment
Strategy for Heterogeneous Network
宏基站信号不好的用户提供服务。Pico分为室外站和室内站2种形式，具有成本低、占地面积小、方便部署等优势。除发射功率较低外，Pico较传统基站并无本质上的区别。Pico一般都配置为全向天线（即不再区分扇区）。室外部署时发射功率为250mW~2W，室内部署时通常小于100mW。
d）Relay。具有多跳性。用户设备与中继相连放大信号，与小区中的宏基站进行通信，同时小区宏基站也通过中继使下行信号顺利地到达用户设备。Relay 利用移动网络空口资源作为无线回传网络节点，通过宿主eNodeB以无线方式连接到接入网。Relay和宿主eNodeB间的接口定义为Un口，UE仍通过Uu口和Re?lay相连。Un口有带内外之分。带内Un口是指eNo?deB和Relay间的链路与Relay和UE间的链路共享同一频点，否则称为带外Un口。按Relay是否具有独立的cell ID分为Type1Relay和Type2Relay，前者有独立的cell ID，后者无独立的cell ID。
e）Femto。发射功率通常小于200mW，用于企业级室内覆盖。家庭基站（Femto cell）适用于家庭室内或较小的商业机构，通过宽带接入（如DSL、电缆等）连接到运营商网络。家庭基站可提高家庭和小型办公室的宽带无线接入能力，并降低成本、提高竞争力。其部署与使用取决于所有者，并不是所有用户设备都能接入家庭基站的，只有当用户设备标识在该Femto的封闭用户组（CSG）中时，才能通过该Femto进行数据通信。CSG用户会对非CSG用户带来额外干扰。当家庭基站部署不合适时还会对CSG用户带来强干扰。
异构网与传统宏蜂窝的主要区别是具有许多LPN 节点供各种场景组网和覆盖。用其组网有以下优势。a）部署灵活，节省30%以上的费用。利用异构网的LPN进行灵活部署，可实现即插即用，只需上站1次，后续维护简单。据估算，可节省21%代维费及部分站点租金共30%以上的费用。
b）易于规划，节省90%的规划人力投入。详细的LPN规划，只需区域地理参数，利用自组织网络（SON）的优化管理，可节省90%的规划人力资源。
c）回传灵活，提高部署敏捷度。可充分利用现有传输资源形式，实现基于不同带宽（10Mbit/s~10Gbit/ s）和不同技术（如DSL、PON、Wi-Fi等）的回传。d）站址获取容易，部署快速。可使用传统天线、集成RRU的有源天线、集成BBU和RRU的Pico站等多种方式，站址选择有很大的灵活度，可采用贴墙、抱杆等方式进行快速部署。
2异构网的关键技术
在异构网中，由于多制式、多层次的复杂网络架构环境，使得在干扰抑制策略、移动性管理和资源分配调度、多层次网元运行维护等方面存在诸多挑战，因此需研究异构网络干扰解决方案、异构网络协同技术、SON 组织、回传技术、供电策略、综合管理和异构网络优化，以提供高速、完善覆盖及益于管理的网络，给用户提供优质的业务体验。
2.1异构网的干扰解决方案
2.1.1干扰模型
异构网络复杂的架构和产品形态导致不同类型基站形成复杂的空间环境及在各种功率节点间、UE间形成复杂的干扰场景。尤其是宏基站发射功率较LPN 大很多，导致宏基站对LPN中边界用户下行接收的干扰，以及宏基站边缘大功率终端对附近LPN的干扰。
图1是异构网部署下干扰场景的一个示例。其中：场景（a）中没有准许接入CSG的宏用户受到来自
Femto的干扰；场景（b）中宏用户给邻近的Femto造成了强烈干扰；场景（c）中CSG用户受到其他CSG Femto 的干扰；场景（d）中虽采用了基于路径损耗的小区间协作（如采用带偏置的RSRP报告）增强了上行链路，但会增加Pico小区边缘用户的下行干扰。
在这些场景中，上下行干扰抑制方法（如：数据信道和L1/L2控制信令，同步信号和参考信号）是解决异构网干扰问题的关键技术。
2.1.2解决方案
目前，异构网的干扰规避和协调主要有完全异频、基于载波聚合和基于非载波聚合等方式。
a）完全异频方式。宏基站和覆盖范围内的LPN 完全异频，与分层网类似，虽基本上无干扰，但频带资源需求较大。就20MHz系统带宽而言，若LPN也部署相同带宽，运营商则至少要为LPN预留上下行各20 MHz的频带资源，实现时不仅受限于无线系统的可用频率资源，还会降低频谱资源利用率。
b）基于载波聚合方式。宏基站和LPN的控制信道可位于不同成员载波上，业务信道可共道传输。c）基于非载波聚合方式。宏基站和LPN的控制信道、业务信道都共道传输，可通过频分或时分方式来正交化2种节点的控制信道或业务信道，也可通过功率控制或其他方式来实现控制信道的部分正交。
由于完全异频和基于载波聚合方式可在频率上规划或优化来调度避免干扰，因此下面将重点研究基于非载波聚合的场景。
由于LTE 系统按20MHz 带宽部署网络，采用完全异频方式将造成频谱资源浪费，因此基于LTE 系统的异构网络干扰主要在基于非载波聚合方式场景，相关内容在3GPP 主要以eICIC 技术开展。下面分别介绍eICIC 应用的小区范围扩大CRE 和几乎空白子帧ABS 两项技术方案。 2.1.2.1CRE 方案
小区选择的依据通常是UE 接收信号的功率或质
量，常用的选择方式是基于RSRP 值的大小。如式（1）所示，用户把接收到的来自各基站的参考信号功率最大的1个基站作为为其服务的基站。
Cell _LD serving =arg max {}
RSRP i （1）
当宏小区中引入Pico 基站后，由于Pico 基站的发射功率较低，若仍使用上述方法进行小区选择，必将导致Pico 基站覆盖边缘的大部分用户仍选择接入到宏小区中，将使宏基站负载远远大于Pico 基站，从而不利于Pico 基站充分利用频率资源分流宏基站负载。
为克服上述问题，可采用一种基于偏置（bias ）的
小区选择方式。如式（2）所示，对宏基站偏置为零，而对Pico 基站偏置为一个非负值，这样即使是用户接收到来自Pico 基站的RSRP 值比宏基站低，用户仍可选择接入到Pico 基站中。该方案可有效增加用户接入
Pico 基站的几率，以平衡宏基站与Pico 基站的负载。Cell _LD serving =arg max {}
RSRP i +bias i （2）
2.1.2.2ABS 方案
ABS 方案是一种时域干扰协调方式，是指在一些
物理信道上降低发射功率（含不传输信号）和/或减少活跃度子帧。由于ABS 子帧上传输信息较少，干扰小区通过在常规子帧中配置一定比例的ABS 来降低干扰，干扰小区尽量不在ABS 子帧中调度本小区用户，而被干扰小区仍使用常规子帧发射信号。然而，上述残留的控制信号仍会对被干扰小区造成干扰。在Macro-Pico 场景中，干扰小区是指宏小区，即宏小区需配置ABS ；在Macro-Femto 场景中，干扰小区是指Fem?to ，即Femto 需配置ABS 。
2.2异构网络的协同在异构网络中，宏站提供中低速连续覆盖，Micro 、Pico 、Femto 、Relay 按需提供热点、盲区容量补充，通过站型组合提供多层次的立体覆盖，并在覆盖和性能间取得最佳权衡。
在异构网多层次的网络架构中，各级基站复杂的覆盖和RRM 的管理，都需要异构网各网元间有良好的协同能力，并通过统一优化和调度，满足网络各场景的覆盖与容量需求。异构网络协同主要包括以下技术。
a ）多载波RRC 智能启建。RRC 启建阶段，源载波呈现高负荷状态；将链接转建至“交叠小区”。
b ）智能无线管理。终端从idle 状态迁移到con?nected 链接模式（RRC 链接已完成）；容许仍在“源小区起呼”；控制启建速率的分配，并依情况进行下一步的速率提升或降低。
c ）多载波话务智能分配。终端处于DCH 模式，并配有无线承载；考虑到高负荷或业务分流的需要，可将连接转移到“邻区”。
利用多载波RRC 智能启建、智能无线管理、多载波话务智能分配等异构网络间的协同技术，能较好地
图1异构网络干扰场景
CSG
平衡异构网络下的综合负载，使其能在GSM、UMTS、LTE和Wi-Fi间协同工作，并提升系统的覆盖和容量。
2.3SON
在异构网中，主要通过宏蜂窝进行无缝的连续覆盖，并通过各种LPN节点进行热点容量补充和覆盖空洞补盲。在这种多层次、多制式的异构网络架构中，在单一宏站下就可能存在数以百计甚至更多的LPN同时工作在2G、3G、LTE、Wi-Fi等无线制式下。鉴于复杂的网络环境给异构网的运维带来了极大困难，因此利用SON技术辅助网络管理与维护是必不可少的。
由于异构网络的宏蜂窝、LPN多层次架构及GSM、WCDMA、LTE等多制式特点，大量部署于网络中的热点、盲点、室内外LPN，将给网络部署、开通、运行、维护等带来巨大困难。利用SON的自配置、自规划、自优化等特性，降低网络管理的复杂度，使异构网络能快速适应无线网络的变化，实现快速布网与扩容，可有效保证终端用户的业务体验和最大化的网络服务能力。3GPP R8版本提供了基站自建立、自启动、自动邻区配置、物理小区配置、负荷均衡等功能，3GPP R9版本提供了移动鲁棒性优化、RACH优化、容量和覆盖优化、部分自愈等功能，3GPP R10版本提供了MLB、CCO、MRO等增强功能。
在异构网中，利用SON的自配置、自启动功能，能自动发现大量部署在网络中的LPN节点，检测LPN的位置，分配相应的IP地址、传输和安全参数、软件版本等信息，并进行自测试完成大量部署在宏蜂窝下的LPN自配置、自启动，从而减少了人工上站配置成本。
完成配置和启动成功的LPN节点，提供网络服务时利用SON自规划功能，自动检测邻区、配置邻区信息，通过与其他LPN节点和宏蜂窝的统一协调，规划射频、传输及移动性管理参数等信息，并在OMC网管侧提供相应管理信息统计，方便维护人员管理和操作。
基于无线环境快速变化（如用户迁徙性、热点区域容量变化），异构网利用SON自优化功能，提供基于LPN的自动邻区协调，能有效地利用网络空闲资源，为更多用户提供无缝高质量的通信体验。通过自动检测和PCI冲突解决、功率校准和负载均衡功能，可提供更好的移动性体验，为宏蜂窝间、LPN间、宏蜂窝与LPN 间提供有效的资源协调功能，并通过跨系统的SON负载均衡功能，实现GSM、WCDMA、LTE等不同网络数据和话务量的平衡，以实现网络资源利用率的最大化。
除上述3GPP标准化功能外，异构网SON还可用于探索数据热点、覆盖空洞等信息，通过OMC侧的统一分析，给出相应的无线规划建议。利用SON探测小区数据或话务量变化，通过OMC载波关断等节能功能，达到了降低系统能耗的目的。
2.4异构网的回传技术
根据异构网LPN的不同应用场景，可选择以下回传方式。
a）基于光纤的回传方式。基于点对点及点对多点的光纤GPON回传方式，适用于已部署光纤网络或容量需求较大需部署光纤的应用场景。通过光纤回传，可有效降低系统时延、提供高速宽带的回传网络。b）基于无线的回传方式。微波及基于GSM/ UMTS/LTE/WLAN等无线网络的回传方式，适用于无法建立有线传输的应用场景。该方式因受自系统干扰、带宽限制而导致回传容量受限，所以不适于大规模的宏基站回传，适用于灵活部署在覆盖区域中热点LPN的应用场景。
c）基于铜缆及以太网的回传方式。基于CAT5/6以太网、有源以太网（Power over Ethernet）及VDSL2/ ADSL2+的回传方式，使用传统铜缆或以太网实现回传，能有效利用应用场景的现有传输资源提供可靠的回传网络。但铜缆及以太网的容量有限，会对回传网络容量造成一定影响。
d）基于电力线的回传方式。利用广泛部署的电力线建立异构网回传网络，是较为新型的回传传输资源，其应用场景非常广泛，但尚需对电力通信干扰和容量等问题作进一步研究。
2.5异构网的供电策略
异构网络供电有宏基站和LPN供电2种：通常利用机房的配套电源设备为宏基站供电；作为灵活部署的微型基站设备，应根据LPN部署场景选择适宜的供电方式。例如：部署在机房时可利用机房配套电源设备为其供电，部署在覆盖热点、盲点时可就近利用市电为其供电，部署以太网场景下时也可采用POE供电。3异构网的应用场景及部署策略
3.1应用场景
异构网有以下5种典型应用场景。
a）覆盖延伸。通过Femto、Pico或RRH拉远方式延伸宏网络覆盖。
b）家庭覆盖。通过Femto进行家庭网络覆盖。c）室外弱区覆盖。通过Micro、Pico或RRH拉远
方式对宏网络覆盖弱区和盲区进行覆盖补充。d）室外热点覆盖。通过Pico、Micro或低功率RRH方式进行热区和热点覆盖。
e）室内热点覆盖。通过Femto、Pico等方式进行室内热点覆盖。
3.2具体部署方案
异构网覆盖有以下特点：高频谱效率，可提升网络容量；更靠近用户，可增加UL/DL数据流量；深度覆盖，可满足QoE需求；低功率、低辐射，可实现绿色解决方案；易于部署，安装方便；回传灵活。以下给出5种具体场景的部署策略建议。
3.2.1街道
a）场景特点。低层商铺通常密集分布在繁华商业区，商铺内信号一般被附近高层建筑所阻挡，以语音业务为主，极少发生高速率数据业务。
b）关键需求。解决部分沿街弱覆盖问题，不能破坏商铺装修，天线安装不能破坏市容市貌。
c）解决方案。Small cell+光纤/无线回传+伪装天线，具有部署快速、设备体积小、易部署，建设快、支持无线回传、覆盖效果明显、投资回报快等优势。
3.2.2大型场馆
a）场景特点。场景多（看台、媒体区、功能区等多场景覆盖）；内部区域空旷，多小区，覆盖区易交叠干扰；容量要求高，客户集中；高端用户多，以数据业务为主，业务质量要求高；业务突发性强，忙闲差别大；业务突发时业务密度大；多运营商，多系统合路；多系统频率，调制不一致，合路困难。
b）解决方案。在室外广场实施RRU或Micro部署，实现小区域覆盖；在媒体区、VIP区增加WLAN或Pico热点，以吸收话务；在普通看台区域采用Pico+赋形天线，以实现精确覆盖。
3.2.3热点
a）场景特点。容量需求高，话务量和数据流量大，用户密集。
b）解决方案。在数据业务集中热点部署Pico、Femto或低功率的RRH单元，以吸收热点数据业务、提升系统容量、降低建设成本。
3.2.4别墅
a）场景特点。周围绿化面积大，楼宇间距宽，楼层少（少于4层），高端用户多，用户对质量要求高。b）关键需求。室外覆盖室内，要求设施美观，需考虑居民对天线的抵触情绪。
c）解决方案。采用体积小、易安装的RRU+路灯美化天线；采用易部署、施工周期短的网线传输、POE 供电；一次部署，同时支持2G/3G/LTE和MIMO；无传输资源时采用Micro无线回传覆盖。
3.3组网策略与配置
宏蜂窝部署规则需结合small cell共同规划，利用频率分配和资源调度降低Macro与small cell间的干扰，同时结合small cell快速灵活部署、低TCO优势给室内外热点及覆盖空洞提供快速覆盖和分流，并结合GSM/UMTS网络、即将部署的LTE网络负载情况及QoS优先级等进行网络选择优化，以提高用户业务体验、降低单一网络负载拥塞的可能性。
异构网将随着技术进步，逐步发展为融合多种无线制式、多种新LPN网元的复杂网络。针对其发展特性提出如下建议。
a）网络初期。依靠2G、3G网络提供语音服务，依靠LTE、WLAN网络提供高速数据业务，宏蜂窝进行广域的中低速覆盖。
b）网络中期。根据网络负载和实际应用场景情况，选择Micro、Pico、Femto或Relay等small cell进行热点地区扩容和覆盖空洞补盲；根据基带池的技术成熟度，利用基带池技术组网，以节省因潮汐效应等导致区域网络负载迁移而造成的网络资源利用率低下，并有效降低站址资源及能耗。
c）网络后期。根据技术演进趋势，建立统一的网络软件平台，仅需根据技术发展更新基带模块，以软件升级实现技术升级及与已建网络的统一管理和应用。4结束语
本文从异构网的构成出发，对其关键技术进行了深入研究和分析，并结合实际应用场景给出了具体应用策略。最后根据网络发展情况及异构网技术特点，给出了异构网的组网部署和规划策略，以为异构网的
建设提供参考。
物联网关键技术
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。 物联网 .定义/特征 内涵 英文名：Internet of Things（IOT），也称为Web of Things。 物联网是指通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制。 特征 和传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征。 首先，它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。 其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。 还有，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。 “物”的涵义 这里的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围： 1、要有相应信息的接收器； 2、要有数据传输通路； 3、要有一定的存储功能； 4、要有CPU； 5、要有操作系统； 6、要有专门的应用程序； 7、要有数据发送器； 8、遵循物联网的通信协议； 9、在世界网络中有可被识别的唯一编号。 “中国式”定义 物联网(Internet of Things)指的是将无处不在（Ubiquitous）的末端设备（Devices）和设施（Facilities），包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等、和“外在使能”(Enabled)的，如贴上RFID的各种资产（Assets）、
《车联网体系架构分析》
《车联网体系架构分析》 车联网体系结构与解决方案 背景介绍 近年来，随着汽车保有量的持续增长，道路承载容量在许多城市已达到饱和，交通安全、出行效率、环境保护等问题日益突出。在此大背景下，汽车联网技术因其被期望具有大幅度缓解交通拥堵、提高运输效率、提升现有道路交通能力等功能，而成为当前一个关注重点和热点。欧洲、美国、日本等国家和地区较早进行了智能交通和车辆信息服务的研究与应用，xx年3月大唐电信科技产业集团与启明信息技术股份有限公司携手共建车联网联合实验室，4月在重庆建立国内首个“智能驾驶与车联网实验室”等，充分表明当前国内外对车联网研究的迫切性和广泛性。 车联网与物联网 物联网是一个以互联网为主体，兼容各项信息技术，为社会不同领域提供可定制信息化服务的具有泛在化属性的信息基础平台。物联网的概念和内涵随着信息技术的发展和不同阶段人们信息化需求的不断演进，因其接入对象的广泛性、运用技术的复杂性、服务内容的不确定性以及不同社会群体理解和追求上的差异性，很难用已有概念和标准来准确完整地给出权威定义。然而，车联网概念的出现，因其服务对象和应用需求明确、运用技术和领域相对集中、实施和评价标准较为统 一、社会应用和管理需求较为确定，引起了业界的普遍关注，已
被认为是物联网中最能够率先突破应用领域的重要分支，并成为目前的研究重点和热点。 源于物联网的车联网，以车辆为基本信息单元，以提高交通运输效率、改善道路交通状况、拓展信息交互方式，进而实现智能交通管理，使物联网技术这一原本宽泛的概念在现代交通环境中得以具体体现。本文立足物联网基础理论和模型，以构建以信息技术为主导的智能交通系统为背景，对车联网的基本概念、体系结构、通信架构及其关键技术进行研究。 车联网基本概念和分类车联网概念是物联网面向行业应用的概念实现。物联网是在互联网基础上，利用射频识别（radiofrequencyidentification，rfid）、无线数据通信等技术，构造一个覆盖世界上万事万物的网络体系，实现任何物体的自动识别和信息的互联与共享。物联网不刻意强调物体的类型，更多的是强调物理世界信息的获取和交换，以实现当前互联网未触及的物与物信息交换领域。车联网是物联网概念的着陆点，将这个具体的物理世界限定到车、路、人和城市上。车联网利用装载在车辆上电子标签rfid获取车辆的行驶属性和系统运行状态信息，通过gps等全球定位技术获取车辆行驶位置等参数，通过3g等无线传输技术实现信息传输和共享，通过rfid和传感器获取道路、桥梁等交通基础设施的使用状况，最后通过互联网信息平台，实现对车辆运行监控以及提供各种交通综合服务。 从技术角度区分，车联网技术主要有电子标签技术、位置定位技术、无线传输技术、数字广播技术、网络服务平台技术。
物联网技术及应用课后习题答案
物联网技术课后习题答案 第一章 1.“智慧地球”是由IBM公司提出的，并得到美国总统奥巴马的支持。 2.RFID属于物联网的感知层。 3.物联网有四个关键性的技术，其中传感技术能够接受物品“讲话”的内容。 4.物联网存在的问题有：技术标准问题，安全问题，协议问题，IP地址问题，终端问题共五大问题。制造技术不是。 5.物联网的理念是基于互联网、射频识别技术（RFID）、电子标签，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术，无线数据通信技术等，构造一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网。 6.中国的第一个提出建设物联网的城市是无锡。2009年8月温家宝总理来到无锡“物联网”技术研发中心考察，指出要尽快突破核心技术，把传感器技术和3G技术的发展结合起来。 7.物联网包含体系结构有三层，分别是感知层，网络层和应用层。基于应用服务设想，物联网可分为感知、传输、支撑、应用四大部分。其中感知和传输属于硬件系统中的感知层和网络层，支撑和应用属于软件系统中的应用层。 8.物联网的显着特点是技术高度集成，学科复杂交叉和综合应用广泛。 9.物联网，较直接的说，就是把实际金额所有的物体连接起来形成的网络，其关键技术有RFID、传感技术、无线网络技术和人工智能技术，其核心是智能技术，能让物品开口说话的是RFID。物联网的关键技术有：RFID，传感技术，无线网络技术，虚拟化技术与云计算 简答题 1.简述物联网的定义，分析物联网的“物”的条件。P8 答：物联网是通过射频识别（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。特别注意的是物联网中的“物”，不是普通意义的万事万物，这里的“物”要满足以下条件：1、要有相应信息的接收器；2、要有数据传输通路；3、要有一定的存储功能；4、要有处理运算单元(CPU)；5、要有操作系统；6、要有专门的应用程序；7、要有数据发送器；8、遵循物联网的通信协议；9、在世界网络中有可被识别的唯一编号。 2.简述15年周期定律和摩尔定律。 答：十五年周期定律：计算模式每隔15年发生一次变革。摩尔定律：集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。 3.名词解释：RFID，EPC，ZigBee。 答：RFID (Radio Frequency Identification)即射频识别，俗称电子标签，一种自动识别技术，可以快速读写、长期跟踪管理，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信对目标加以识别。EPC(Electronic Product Code)，即产品电子代码，为每一件单品建立全球的、开放的标识标准，实现全球范围内对单件产品的跟踪与追溯。ZigBee技术是一种近距离、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。 4.简述物联网的体系结构。 答：物联网可以简要分为核心层、接入层，软件核心层主要是应用层，硬件接入层包括网络层和感知层。感知层一般包括RFID感应器、传感器网关、接入网关、RFID标签、传感器节点、智能终端等，网络层包括无线传感网、移动通讯网络、互联网、信息中心、网管中心等；软件应用层是为了管理、维护物联网以及为完成用户的某种特定任务而编写的各种程序的总和。 5.分析物联网的关键技术和应用难点。 答：关键技术为RFID、无线网络技术、传感技术、人工智能技术。应用难点在于其技术标准问题、数据安全问题、IP地址问题、终端问题。6举例说明物联网的应用领域及前景。 答：物联网应用领域很广，几乎可以包含各行各业。目前在环境保护、社区服务、商务金融等方面，例如“移动支付”、“移动购物”、“手机钱包”、“手机银行”、“电子机票”等，前景广阔可观，应用潜力巨大，无论是服务经济市场，还是国家战略需要，物联网都能占据重要地位 第二章 一、选择题 1. EPC-256Ⅰ型的编码方案为_____C_____。 A) 版本号2 位，EPC 域名管理21 位，对象分类17 位，序列号24 位 B) 版本号2 位，EPC 域名管理26 位，对象分类13 位，序列号23 位 C) 版本号8 位，EPC 域名管理32 位，对象分类56 位，序列号160 位 D) 版本号8 位，EPC 域名管理32 位，对象分类56 位，序列号128 位2．EPC 条形码的编码方式有一维条码与二维条 码两种，其中二维条码_____C_____。 A) 密度高，容量小 B) 可以检查码进行错误侦测，但没有错误纠正 能力 C) 可不依赖资料库及通讯网路的存在而单独 应用 D) 主要用于对物品的标识 3. 模拟信号到转换成数字信号的三个阶段为 ____A______。 A) 抽样-量化-编码B) 抽样-编码-量化 C) 编码-抽样-量化D) 量化-编码-抽样 4.下列因素不会影响读写器识别电子标签有效 距离的是_____D______。 A) 读写器的发射功率B) 系统的工作频率 C) 电子标签的封装形式D) 阅读器和应答器耦 合的方式 5. 下列哪种情况会导致极化损失最大 ____B_____。 A) 用+ 45° 极化天线接收垂直极化或水平极化 波 B) 用水平极化的接收天线接收垂直极化的来 波 C) 用垂直极化天线接收+45° 极化或-45°极 化波 D) 用线极化天线接收任一圆极化波 二、填空题 1. 目前的EPC 系统中应用的编码类型主 要有三种：__64___位、__96___位和__256___位， EPC编码由___版本号_、___产品域名管理__、____ 产品分类部分_和_____序列号___四个字段组成。 2. EPC 系统由___产品电子编码体系（EPC） _、___射频识别系统__及__高层信息网络系统_ 三部分组成。 3. RFID 系统主要由____应答器_、___阅读 器_和____高层__组成。其中阅读器用于产生____ 射频载波_完成与_____应答器__之间的信息交互 的功能。 4. 应答器具体可以分为____无源（被动式） 应答器__、___半无源（半被动式）应答器___和 ____有源（主动式）应答器__。 5. RFID 的种类有__近场天线___,__远场天线 _,___偶极子天线_____,__微带贴片天线 ______,___RFID 电感耦合射频天线_______五种。 三、简答题 1、什么是EPC 中文称为产品电子代码，是国际条码组织推出 的新一代产品编码体系。 2、请简要叙述EPC系统的组成，以及各个部分 的英文简写 EPC系统有产品电子编码体系、RFID系统及高 层信息网络系统三部分组成，共六个方面。产 品电子编码体系:EPC编码标准RFID系统:EPC 标签,识读器,高层信息网络系统:Savant（神经 网络软件）,对象名称解析服务,实体标记语言。 EPC载体、读写器、EPC产品管理中间件、网 络、ONS、PML服务器、数据库等。 其中ONS ( Object Naming Servicer，对象名称 解服务器)，它用来把EPC转化成IP地址，用来 定位相应的计算机和完成相应的信息交互服 务。 PML ( Physical Markup Language，实体标识语 言)服务器中，存储用PML描述的实物信息，如 实物名称、种类、性质、生产日期、生产厂家 信息、实物存放位置、实物的使用说明等。 3、EPC编码有几项技术要求每项要求具体如何 EPC数字信息代表了该产品的生产地区、生产 商、生产日期、产品属性等数据信息。 目前的EPC系统中应用的编码类型主要有三 种：64位、96位和256位，EPC由版本号、产 品域名管理、产品分类部分和序列号四个字段 组成，版本号字段代表了产品所使用的EPC的 版本号，这一字段提供了可以编码的长度。 产品域名管理字段标识了该产品生产厂商的具 体信息，如厂商名字，负责人以及产地。 产品的分类字段部分可以使商品的销售商能够 方便地对产品进行分类。序列号用于对具体单 个产品进行编码。对于具体的编码标准现在已 经推出有：EPC-96Ⅰ型，EPC-64Ⅰ型、Ⅱ型、 Ⅲ型，EPC-256Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型等编码方案。 4、条形码分为几种请简要说明每种条形码的特 点 条形码可以有一维的，还有二维条形码，黑条 和空白的排列就代表了商品的产品属性等特征 信息，因而在许多领域有广泛的应用，因其各 自特点差异，其用途也各不相同，日常我们多 见到的是一维条码。 在EPC条形码的编码方式中在水平和垂直方向 的二维空间存储信息的条码，称为二维条码 （2-dimensional bar code），可直接显示英文、 中文、数字、符号、图形；存储数据量大，可 存放1k字符，可用扫描仪直接读取内容，无需 另接数据库；保密性高（可加密）；安全级别最 高时，损污50%仍可读取完整信息。 5、RFID系统基本组成部分有哪些 标签，应答器，阅读器，天线和中间件。 关键组件主要有应答器、阅读器和处理软件二 维条形码。 6、电子标签分为哪几种简述每种标签的工作原 理（没查到） 7、RFID产品的基本衡量参数有哪些 阅读器性能参数：工作频率、作用距离、数据 传输速率、安全要求、存储容量与成本，RFID 系统的连通性，多电子标签同时识读性。 天线部分：天线效率，方向性系数，增益系数， 波瓣宽度，方向图 8、简述天线的工作原理。 天线是一种以电磁波形式把前端射频信号功率 接收或辐射出去的装置，是电路与空间的界面 器件，用来实现导行波与自由空间波能量的转 化，在电磁能量的转换过程中，完成信息的交 互。 无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线 （电线）输送到天线，由天线以电磁波形式辐 射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下 来，并通过馈线送到无线电接收机。 9、对于抛物面天线，已知它的抛物面直径为 2m，中心工作波长为2cm，根据统计出来的经 验数据，请计算其增益近似为多少。 答：对于抛物面天线，可用下式近似计算其增 益：G（dBi）= 10 lg { 4.5 ×（D / λ0）2} 式中，D为抛物面直径；λ0为中心工作波长； 4.5是统计出来的经验数据。 现在D=2m，中心工作波长λ0=0.02m，代入公 式得G=95.42 dBi。 如果已知天线长度0.5 ，G(dBi)=10lg{2×0.5/2} 10、RFID天线主要分为哪几种各自的特点如何 近场天线：设计比较简单，一般采用工艺简单， 成本低廉的线圈型天线。 远场天线：工作距离较远，一般位于读写器天 线的远场。 偶极子天线：可靠性极高，高增益，高功率， 窄频带场合使用。 微带贴片天线：质量轻，体积小，剖面薄，成 本低，易于大量生产。 第三章 一、选择题 1. 在我们每个人的生活里处处都在使用着 各种各样的传感器，下列使用到光电传感器 的是____C_______。 A) 电视机B) 燃气热水器报警 C) 数码照相机D) 微波炉 2. 根据传感技术所蕴涵的基本效应， 可以将传感器分为三种类型，下列类型中 ___D_______不在其中。 A) 物理型B) 化学型 C) 生物型D) 自然型 3. 下列特性中，_____C______不是气敏传感 器的特性之一。 A) 稳定性B) 选择性 C) 互换性D) 电源电压特性 4. 具有很高的线性度和低的温度漂移的传 感器是____B_______。 A) 温度传感器B) 智能传感器 C) 超声波传感器D) 湿度传感器 5. 在微电子机械系统(MEMS)中，材料以 _____A______为主。 A) 硅B) 钨 C) 铁D) 钼 二、填空题 1. 传感器是一种能把特定的___被测信号 ________，按一定规律转换成某种可用___信号输 出_____的器件或装置，以满足信息的传输、处 理、记录、显示和控制等要求。___敏感元件_____ 与__转换元件___是传感器的两个基本元件， 2. 传感器的输出量对于随时间变化的输入量的 响应特性称为传感器的___动态特性________，衡 量静态特性的重要指标是___线性度________、___ 灵敏度________、___迟滞________和__重复性 _________等。 3. 湿度传感器按照结构分类法可分为____电阻 式_______和___电容式________两种基本形式，其 湿度传感器的敏感元件分别为___湿敏电阻 ________和__湿敏电容_________。 4. 超声波传感器的主要性能指标有___工作频 率________、___工作温度________和___灵敏度 ________。 5. 传感器信号处理的主要目的是，根据传感器 输出信号的特点采取不同的信号处理方 法来提高测量系统的__测量精度_________和___ 线性度________。 三、简答题 1.简述传感器的基本原理及组成 基本原理：把特定的被测信号，按一定规律转 换成某种可用信号输出。 组成：敏感元件及转换元件 2.简述传感器的静态特性和动态特性 静态特性：是指被测量的值处于稳定状态时的 输出与输入关系。 动态特性：是指其输出对随时间变化输入量的 响应特性。 3.简述超声波传感器的系统组成及工作原理。 系统组成：发送传感器，接收传感器，控制部 分与电源部分。 工作原理：超声波是一种在弹性介质中的机械 振荡，有两种形式：横向振荡（横波）及纵向 振荡（纵波）。超声波可以在气体、液体及固体 中传播，其传播速度不同。另外，它也有折射
物联网发展现状及趋势分析
物联网发展现状及趋势分 析 Last revision on 21 December 2020
物联网发展现状及趋势分析物联网是新一代信息技术的高度集成和综合运用，对新一轮产业变革和经济社会绿色、智能、可持续发展具有重要意义。因其具有巨大增长潜能，已是当今经济发展和科技创新的战略制高点，成为各个国家构建社会新模式和重塑国家长期竞争力的先导。一、什么是物联网（一）物联网的定义物联网是新一代信息技术的重要组成部分，指的是将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。其英文名称是“The Internet of things”，也称作“The Internet of everything”。顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。其含义有两层意思：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品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。1991年美国麻省理工学院（MIT）的Kevin Ashton教授首次提出物联网的概念。1999年MIT建立了“自动识别中心（Auto-ID Center）”，提出“万物皆可通过网络互联”，阐明了物联网的基本含义。早期的物联网是依托射频识别（RFID）技术的物流网络。2005年11月，国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005：物联网》，引用了“物联网”的概念。物联网的定义和覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。2009年欧盟执委会发表了欧洲物联网行动计
国内外物联网发展现状及物联网关键技术研发情况
国内外物联网发展现状及物联网关键技术研发情况
目录 一、全球物联网发展总体态势 (1) （一）发展动能不断丰富，带动物联网在全球的持续发展 (1) （二）物联网应用场景持续拓展，应用新特征不断显现 (2) （三）物联网产业力量不断增强，但供需对接仍需推进 (4) （四）物联网生态之争愈演愈烈，边云双核心加快布局 (7) （五）物联网与多样化技术加快融合，创新能力持续提升 (9) 二、物联网应用发展情况和特点 (12) （一）全球物联网应用的整体情况 (12) （二）消费物联网应用热点迭起 (14) （三）智慧城市物联网应用全面升温 (18) （四）生产性物联网应用成就新的风口 (21) 三、物联网关键技术产业进展情况 (23) （一）传感器成本持续走低，应用微创新特征显现 (23) （二）芯片产业格局初步形成，市场潜力巨大 (25) （三）模组产业竞争激烈，注重高附加值发展 (28) （四）网络接入侧进展迅速，核心网侧突破缓慢 (29) （五）平台功能更加完备，开放性不断提升 (32) 四、我国物联网发展情况 (35) （一）“十三五”进程过半，物联网取得阶段性进展 (35) （二）MEMS传感器产业取得一定进展，但短板仍较为突出 (37)
（三）芯片呈现多层次供应商格局，模组低价格竞争明显 (39) （四）中国形成规模最大公共物联网网络，但盈利模式尚需探索 (40) （五）物联网平台之争进一步升级，探索商业模式闭环和转型增多 (42) 五、我国物联网发展展望与推进策略建议 (42) （一）我国物联网发展展望 (42) （二）我国物联网发展的策略建议 (44)
基于NS2的无线自组网路由协议的研究与仿真毕业论文
湖南城市学院本科毕业设计（论文）诚信声明 本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计（论文），是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本科毕业设计（论文）作者签名： 二○一○年五月二十日
目录 摘要....................................................................................................................................... I 关键词....................................................................................................................................... I Abstract .................................................................................................................................... II Key words ................................................................................................................................ II 1 绪论 (1) 1.1 课题研究的背景 (1) 1.2 国内外研究现状 (1) 1.3 本课题研的研究内容和方法 (2) 2 无线自组网 (2) 2.1 无线自组网的产生和发展 (2) 2.2 无线自组网的特征 (3) 2.3 无线自组网应用领域 (3) 2.4 无线自组网体系结构 (4) 3 网络模拟器NS2 (5) 3.1 NS2简介 (5) 3.2 NS2组成部分 (7) 3.3 NS2模拟基本流程 (8) 4 无线自组网路由协议 (9) 4.1 无线自组网与传统移动通信网络的区别 (9) 4.2 无线自组网路由协议分类 (9) 4.3 几种典型的无线自组网路由协议 (10) 4.3.1 目的序列距离矢量路由协议DSDV (10) 4.3.2 按需平面距离矢量路由协议AODV (10) 4.3.3 动态源路由协议DSR (11) 4.3.4 临时排序路由算法TORA (11) 4.4 路由协议性能评标准 (12)
车联网技术全面解析及主要解决方案盘点
车联网技术全面解析及主要解决方案盘点 车联网（IOV：Internet of Vehicle）是指车与车、车与路、车与人、车与传感设备等交互，实现车辆与公众网络通信的动态移动通信系统。 【慧聪汽车电子网】 车联网概念解析 2004年中国提出“汽车计算平台”计划，防范汽车工业“空芯化”现象；巴西政府强制所有车辆2014年前必须安装类似“汽车身份识别”的系统并联网；欧洲、日本的ITS（智能交通系统）计划中也都有“车联网”的概念；印度甚至要求所有黄包车都装上GPS与RFID；2011年初，中国四部委联合发文，对“两客一危”运营类车辆提出了必须安装智能卫星定位装置并联网的强制性要求……这些都是车联网的雏形。 美国国家网络可信身份标识战略白皮书NSTIC则是一个里程碑，它要求所有移动终端、包括汽车都必须安装“安全ID芯片”；美国DOT进一步要求，2012年所有运营类车辆都必须遵从M911。显而易见，车联网已经不只是一个汽车业信息化的问题了，而已经上升到了国家信息安全和国家战略层面，很多国家已经开始立法实施了。 什么是车联网 车联网（IOV：InternetofVehicle）是指车与车、车与路、车与人、车与传感设备等交互，实现车辆与公众网络通信的动态移动通信系统。它可以通过车与车、车与人、车与路互联互通实现信息共享，收集车辆、道路和环境的信息，并在信息网络平台上对多源采集的信息进行加工、计算、共享和安全发布，根据不同的功能需求对车辆进行有效的引导与监管，以及提供专业的多媒体与移动互联网应用服务。 从网络上看，IOV系统是一个“端管云”三层体系。 第一层（端系统）：端系统是汽车的智能传感器，负责采集与获取车辆的智能信息，感知行车状态与环境；是具有车内通信、车间通信、车网通信的泛在通信终端；同时还是让汽车具备IOV寻址和网络可信标识等能力的设备。 第二层（管系统）：解决车与车（V2V）、车与路（V2R）、车与网（V2I）、车与人（V2H）等的互联互通，实现车辆自组网及多种异构网络之间的通信与漫游，在功能和性能上保障实时性、可服务性与网络泛在性，同时它是公网与专网的统一体。 第三层（云系统）：车联网是一个云架构的车辆运行信息平台，它的生态链包含了ITS、物流、客货运、危特车辆、汽修汽配、汽车租赁、企事业车辆管理、汽车制造商、4S店、车管、保险、紧急救援、移动互联网等，是多源海量信息的汇聚，因此需要虚拟化、安全认证、实时交互、海量存储等云计算功能，其应用系统也是围绕车辆的数据汇聚、计算、调度、监控、管理与应用的复合体系。 值得注意的是，目前GPS+GPRS并不是真正意义上的车联网，也不是物联网，只是一种技术的组合应用，目前国内大多数ITS试验和IOV概念都是基于这种技术实现的。笔者以为，简单基于这样的技术来发展车联网，对国家战略领先和技术创新是非常不利的，会造成整体落后国际竞争的被动局面。 什么是GID IOV最核心的技术之一是根据车辆特性，给汽车开发了一款GID（GlobalID，相对于RFID）终端。它是一个具有全球泛在联网能力的通信网关和车载终端，是车辆智能信息传感器，同时也具有全球定位和全球网络身份标识（网络车牌）功能。 GID将汽车智能信息传感器、汽车联网、汽车网络车牌三大功能融为一体，具体表现为： 车辆状态的信息感知功能：GID与汽车总线（OBD、CAN等）相连，内嵌多种传感器，可感知和监控几乎所有车辆的动态与静态信息，包括车辆环境信息和车辆状态诊断信息等； 泛在通信功能：GID具有V2V、V2I和自组网（SON、移动AdHoc、AGPS等）的能力，具有车内联网以及多制式之间的桥接与中继功能，具备全球通信、全球定位与移动漫游能力；
物联网关键技术的理解和比较
物联网关键技术的理解和比较 朱凌亮 B13111028 目录 第一章：物联网关键技术的简介 第二章：物联网的发展过程 第三章：物联网关键技术之感知技术 第四章：物联网关键技术之网络通信技术 第五章：物联网关键技术之数据融合与智能技术第六章：物联网关键技术之纳米技术 第七章：物联网现存问题 第八章：物联网的发展前景
物联网关键技术的简介 物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络，是新一代信息技术的重要组成部分，近年来发展迅速，具有广 阔的应用前景。作为动态的全球网络基础设施，它的根本是物与物、人与物之间的信息传递 与控制。物联网技术是一项综合性的技术,涵盖了从信息获取、传输、存储、处理直至应用的 全过程，其关键在于传感器和传感网络技术的发展和提升，根据侧重点不同物联网技术的划 分标准也不同，国际电信联盟的报告分为四大关键性技术：感知技术、网络通信技术、数据 融合与智能技术、纳米技术。 物联网是将无处不在的末端设备和设施，包括具备“内在智能”的传感器、移动终端、 工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等和“外在使能”的，如贴上RFID的各 种资产、携带无线终端的个人与车辆等“智能化物件或动物”或“智能尘埃”，通过各种无线/有线的长距离/短距离通讯网络实现互联互通（M2M)、应用大集成、以及基于云计算的SaaS 营运等模式，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、 预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等 管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。 从1999年Ashton教授在研究RFID时最美国召开的移动计算和网络国际会议首先提出物联网(Internet of Things)这个词，2005年在突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟正式 提出了物联网的概念，到现如今各国政府重视下一代的技术规划，纷纷将物联网作为信息技 术发展的重点。IBM更是提出“智慧的地球”的最新策略，并且希望在基础建设的执行中，植入“智慧”的理念，从而带动经济的发展和社会的进步，希望以此掀起“互联网”浪潮之 后的又一次科技产业革命。 一般而言，可以将物联网从技术架构上来分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层 由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、 二维码标签、RFID 标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳 鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网识别物体、采集信息的来源，其主要功能是识别物体， 采集信息。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平 台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联 网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。 技术的发展与进步促成了物联网的快速发展，而其中的关键技术对物联网更是具有不同凡响 的影响和意义。 物联网的发展过程 1990年物联网的实践最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机——Networked Coke Machine。 1991年美国麻省理工学院（MIT）的Kevin Ash-ton教授首次提出物联网的概念。 1995年比尔盖茨在《未来之路》一书中也曾提及物联网，但未引起广泛重视。 1999年美国麻省理工学院建立了“自动识别中心（Auto-ID）”，提出“万物皆可通过网络互联”，阐明了物联网的基本含义。早期的物联网是依托射频识别（RFID）技术的物流网络，随着技术和应用的发展，物联网的内涵已经发生了较大变化。 2003年，美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生2004年 日本总务省（MIC）提出u-Japan计划，该战略力求实现人与人、物与物、人与物之间的连接，希望将日本建设成一个随时、随地、任何物体、任何人均可连接的
绿色物联网：需求、发展现状和关键技术
综述 从物联网的概念提出至今，政产学研用各界大力投入物联网的研究和建设工作中。当前，物联网主要集中在传统的技术设计和行业应用方面，作为信息技术产业的重要组成部分，其建设和发展必然受到能源和成本问题的制约，绿色节能也是目前关注较少的一个领域。为从根本上理清物联网目前存在的能耗问题，为建设高能效的绿色物联网提供理论依据，本文首先介绍了绿色物联网的基本概念，对绿色物联网的发展进行了分析，然后根据物联网的发展需求，结合我国物联网的发展现状，对当前绿色物联网各层的能耗构成进行了具体分析，总结了产业界和学术界在绿色物联网方面的推动工作；同时以物联网的层次关系为出发点，对绿色物联网各层的绿色节能和能效优先设计技术进行了深入分析和梳理，然后结合物联网层次关系给出了当前研究界对绿色物联网研究的各个环节的主要技术，最后对绿色物联网的未来发展进行了总结和展望。 关键词 物联网；绿色通信；能耗；能效 绿色物联网：需求、发展现状和关键技术* 张 兴，黄 宇，王文博 （北京邮电大学泛网无线通信教育部重点实验室无线信号处理与网络实验室（WSPN ）北京100876） 摘要 1前言 物联网近年得到政产学研用社会各界的极大关注，美 国权威咨询机构Forrester 预测[1]，到2020年，全球物物互联的业务跟人与人通信的业务相比，将达到30∶1，因此物联网被称为下一个万亿级的通信业务。自1999年美国移动计算和网络国际会议提出物联网的概念以来，物联网的研究已经经过了十几个年头。2009年8月7日，国务院总理温家宝在视察中国科学研究院嘉兴无线传感网络工程中心无锡研发分中心时，提出“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，并且明确要求尽快建立我国的传感信息中心，称为“感知中国”。在关注物联网技术发展的同时注意到，整个物联网的能耗问题日益突出，绿色物联网的需求越来越迫切。为了避免以往“先发展，后治理”的错误行业误区，适应“绿色通信”的发展趋势，减小 通信行业发展对生态环境的压力，在大力发展物联网的同时，提前做好绿色物联网的相关研究工作，对我国物联网未来的健康发展具有重要的指导意义。 绿色物联网，一般指节能减排，减少环境污染、资源浪费以及对人体和环境有危害的新一代物联网设计理念，通过对网络设备进行改造、优化并引入新技术，以达到降低能耗的目的，最终实现人与自然的和谐相处，实现可持续发展。 2物联网的绿色发展需求 作为最大的发展中国家以及第二大能源消费国，并且 从目前情况来看，通信行业已经成为耗电大户，排在全国各行业的第12位[2]。巨额的用电成本不仅阻碍了行业的发展，也意味着碳排放量的大幅度升高。 物联网作为一种全新的网络形态，除包括无线传感器网络之外，还包括无线/有线接入网、IP 核心网以及大型计算处理管理平台，几乎包含ICT 产业的各个领域，庞大的 *国家“973”计划基金资助项目（No.2012CB316005），国家自然科学基金资助项目（No.61001117，No.U1035001）96
物联网关键技术和应用
中科院孙利民：物联网关键技术和应用 2009年11月21日10:53 来源：人民网―无线频道 为全面探讨和分享全球物联网产业链成熟度和最新发展情况，特别是物联网作为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮在全球的部署和运营情况。由天地互连公司主办的“2009无线技术世界暨物联网国际高峰会议”于2009年11月19日-20日在北京国宾酒店顺利举办。 中科院软件所研究员孙利民在大会上发表了题为《物联网关键技术和应用》题演讲。 中科院软件所研究员孙利民 以下为演讲实录： 孙利民：大家好，我来自中科院软件所。我给大家报告的题目是《物联网的关键技术》，前面中科院的侯老师和几个运营商都谈论了物联网，特别是侯老师谈了物联网上层的概念和发展趋势，运营商从产业界去谈物联网，包括我们Intel谈到了云计算，这是支撑物联网很好的技术。 我以前是从无线传感器网络的，我从这个角度谈一下对于物联网的认识。 首先，谈一下我们对于物联网的理解和关键技术，以及一些典型的应用。现在物联网非常热闹，包括了我们的股市，前一段时间听起来与这个相关的都在发生波动。其实有两个事情是相关的，第一个是IBM的云计算提出了这个概念之后，受到了美国政府的重视，特别是奥巴马政府是作为将来的一个救市重要的发展方向。在中国，温总理在8月7日到无锡中科院的高新微纳传感网工程技术研发中心时，对该中心对感知中国传感网络的发展做了很好的规划。 其实这个概念在很早就提出来了，最早从我们的资料上看到，是98年MIT的Kevin，他提出了物联网这个概念。他当时的概念是希望把RFID和其他的传感器，与我们平常用到的物品放在一起，嵌入到这些设备里面，使日常的物品联在一起，形成一个比较简单的物联网。然后是由世界上的四个大学，他们成立了RFID的分布式的中心，这个中心研究的方向，就是以RFID为基础，构建一个全球性的RFID的架构，对我们的物品能够进行实时的跟踪。在05年的ITU研究报告，就是比较正式的RFID，比较全面正确的认识了物联网相关的内容和知识。美国对于物理上的物联网认识比较多一点，IBM加上了网络，是在物体上，包括了桥梁、火车、隧道等都加上传感器，通过传感器获取物体的自身状态、周围的环境状态，是把计算的能力、联网的能力都融入进来。它是物体或者是上网，它能够更有智能化。 这是09年欧洲报告上的东西，他们在这个定义里面叫做Internet of Things。他们认为是物理和虚拟的实体，这个实体是可标识的，在时间和空间上是可移动的。他认为是这样的概念，它具有一些属性，包括了可标识、可通信、可信息交换的，这是任何一个物体都具有的。到上层可以创建、可以管理、可以毁灭其他的物体。
校园网络综合组建方案复习过程
校园网络综合组建方案 日期：2005-9-12 17:19:36来源: 编辑：552 随着网络技术的发展和网络产品价格不断的下调，众多高校都开始搭建网络平台，组建自己的校园网络。一个校园网络的组建并不是我们想象中用几个交换机就能实现，它是一项庞大而又复杂的工程，它需要覆盖整个校园，要将校园内的计算机、服务器和其他终端设备连接起来，实现校园内部数据的流通，实现校园网络与互联网络的信息交流，并且它还要涉及到网络的安全，涉及到网络的管理。因此，一个校园网络系统的组建需要从多方面进行考虑。 校园网组建分析 校园在经历一系列改革后，为了进一步提升自身实力，很多高校都开始改建自己的校园，大量新教学楼拔地而其，在新建设的建筑大楼中一般都布有网络线，这给校园组网带来了一定的方便。不过还有一部分老式的建筑大楼并没有布网络线，如果我们在这里也使用有线网络，不但会带来布线的麻烦，还会影响建筑大楼的美观。在一所校园内，总有一部分区域是有线网络不能涉及的范围，如果强行布置有线网，后果非常严重。所以，在上面提到的这些地方需要布置无线局域网，才能让整个校园都被网络覆盖。当然我们也不能在一所高校内全部布置无线局域网，毕竟无线局域网的数据传输速度较慢，并不适合一些高带宽业务的处理。因此，一所校园的校园网应该是一个有线、无线网络的有机结合。 校园网基本拓扑结构 由于校园网络的拓扑结构比较大，我们在这里并没有详细勾勒出每个细节，只是把校园网络的基本结构勾画出来。下图是一个校园网的基本网络拓扑：
拓扑图中的路由器、防火墙和核心交换机构成了校园网的核心，也就是我们平常说的网络中心，网络中心性能的好与坏将直接影响整个校园网的性能，因此，网络中心的组建将是整个校园网组建成败的关键。 当一个无线局域网组建成功后，大家最关心的还是无线局域网的安全问题。这里所说的安全不是指互联网中黑客带来的威胁，而是无线局域网内数据传输的安全，用户接入访问无线局域网的安全。 无线局域网内数据是通过无线链路进行数据传输，有一些非法用户通过截获无线链路中的数据给无线局域网用户带来损失，要解决这一问题，我们就必需使用到无线AP中的WEP加密功能，这项功能能够对传输的数据进行加密，即使非法用户获得这些数据，也无法破译，所以我们组建无线局域网成功后必需将这项功能开启。 用户接入访问安全是指一个无线局域网组建成功后，它的信号覆盖面积大，有些非法用户在信号覆盖范围内通过无线网卡连接到无线局域网中。要解决这个问题，必需使用到无线AP 中的三项功能，MAC地址绑定，DHCP服务和认证功能。采用MAC地址绑定功能主要是因为每一块网卡只有全球唯一的一个MAC地址，通过设置MAC地址绑定功能后，其他没绑定MAC地址的终端就不能接入无线局域网；DHCP主要是为网内用户自动分配IP地址，所有有些用户就通过获取IP 地址进入无线局域网中，只要将DHCP功能关闭就能杜绝这类事件的发生；目前，网络中最常用的认证方式就是802.1x端口认证技术，我们可通过这项功能限制非法用户访问无线局域网。 在大部分的无线AP中，提供了一种SSID功能，这项功能主要是用来区分不同的网络，
大学校园网网络设计方案
长江师范学院校园网设计方案 1.1 、学校的背景： 长江师范学院是一所极具现代意识、以现代化教学为特色的学校。为了更好地使用电脑这一现代化的高科技产物，使其在教学、管理、办公等方面发挥应有的作用。 学校计划在校内建立校园网并与国际互连网( Internet )相连。根据学校的要求，进行校园网综合系统设计，以满足校园内计算机系统的需要。 1.2 、学校校园网建成后，将发挥以下作用：为全校教师、科研人员、管理人员、学生提供一个先进的计算机网络环境，并将计算机引入教学、科研、管理和学习等各个领域。改善学校教学科研、管理和学习环境，提高其水平。 熟悉现代化的工作环境和掌握先进的教学、科研、管理和学习手段，有利于培养面向世界、面向未来的高层次人才。 1.3 、要求长江师范学院校园网是一个以学校图书馆为网络中心，并以行政楼、实验楼、南北苑学生宿舍、教师宿舍、校医院、教学楼为二级学院的分中心，其间以千兆以太协议及光缆传输介质成中心向四周辐射的星形状互连，依次将学校各部门、学生宿舍等连入校园网。由于网络主干采用千兆以太网，故可以充分满足学校各部门对网络带宽的一般需要和特殊需要，由于采用第三层交换技术，所以可对不同的应用需求划分各自的虚拟子网，子网间既相互联系又彼此隔离，充分满足安全及带宽管理的要求。 中心与各建筑物之间的距离如下： 图书馆到行政楼距离：300 米图书馆到北苑宿舍距离：800 米图书馆到逸夫楼距离：600 米图书馆到教师宿舍距离：1300 米图书馆到南苑宿舍距离：1000 米图书馆到实验楼距离：700 米 图书馆到教学楼距离： 一教学楼：150 二教学楼：150 三教学楼：300 图书馆（李渡校区）到江东校区距离：38 千米 1.4 、完成功能： （1）连接校内所有行政楼、教学楼、实验室、办公楼、图书馆、学生和教师宿舍中的