物联网通信技术及实例

第1章 概述 001
1.1 物联网的定义、目标、特征、服务、架构和元素 001
1.1.1 物联网定义及其目标 001
1.1.2 物联网的主要特征与服务 002
1.1.3 物联网架构、元素 003
1.2 物联网通信系统的构成 005
1.2.1 各构成要素概述 005
1.2.2 对通信及安全的要求 006
1.3 物联网通信技术的现状与发展 007
1.3.1 物联网产业发展现状及通信技术应用现状 007
1.3.2 物联网通信技术的发展方向 009
本章小结 011
参考文献012 第2章 数据通信与IP 通信技术 014
2.1 数字传输基础 014
2.1.1 非周期函数的谱分析 015
2.1.2 统计法018
2.2 无线传输路径 022
2.2.1 天线 022
2.2.2 自由空间传播 025
2.2.3 衰落 026
2.2.4 信号强度与频率影响 028
2.2.5 NLOS 路径分析参数 029
2.3 基带数据传输 032
2.3.1 升余弦滤波 033
2.3.2 积分和判决滤波 036
2.4 线性调制 036 2.4.1 双边带抑制载波调制 037
2.4.2 二进制相移键控 038
2.4.3 正交幅度调制 040
2.4.4 正交相移键控041
2.4.5 高阶22n -QAM 044
2.4.6 峰均功率比 046
2.5 TCP/IP 047
2.5.1 TCP/IP 模型及各层功能 047
2.5.2 IP 及辅助协议 048
2.5.3 TCP 和UDP 054
2.5.4 IPv6 简介 058
本章小结 061
参考文献 062 第3章 多载波多址技术与多天线技术 063
3.1 正交频分复用 063
3.1.1 OFDM 的特性及其正交性 064
3.1.2 OFDM 基本原理 066
3.1.3 峰均功率比 072
3.1.4 频率与定时同步 073
3.1.5 相位噪声对性能的影响 074
3.1.6 发射器窗口化和滤波 074
3.1.7 正交频分多址 075
3.1.8 离散傅里叶变换扩展OFDM 077
3.1.9 其他多OFDM 形式081
3.2 非正交多址 084
3.3 多天线技术 088
3.3.1 空间分集多天线技术 088
3.3.2 空间复用的MIMO 技术091
本章小结 104
参考文献 105 第4章 低功耗广域无线通信技术 107
4.1 LPWA 概要 107
4.1.1 LPWA 设计目标108
4.1.2 LPWA 典型技术 110
4.1.3 不同LPWA 技术的比较 113
4.1.4 应用 115
4.1.5 需要解决的挑战 116
4.2 LoRa 技术及其应用实例 117
4.2.1 LoRaWAN 网络架构、典型芯片与传输模式 117
4.2.2 LoRaWAN 121
4.2.3 LoRa 应用实例 124
4.3 Sigfox 技术及其应用实例127
4.3.1 Sigfox 技术 127
4.3.2 Sigfox 应用实例 128
4.4 IETF 6TiSCH 129
4.4.1 IETF 6TiSCH 概要 129
4.4.2 IEEE 802.15.4 TSCH 130
4.4.3 6TiSCH 管理平面 136
4.4.4 6TiSCH 安全加入过程 141
4.4.5 6LoWPAN 与6TiSCH 的集成 143
4.4.6 6TiSCH 中的路由：RPL 148
4.4.7 实现 150
本章小结152
参考文献 153 第5章 窄带物联网 159
5.1 NB-IoT 的目标与产业发展 159
5.1.1 NB-IoT 的目标 159
5.1.2 NB-IoT 的产业化发展 160
5.2 NB-IoT 架构及其Layer-1 和Layer-2 架构162
5.2.1 NB-IoT 架构 162
5.2.2 Layer-1 和Layer-2 架构 165
5.3 NB-IoT 的演进 170
5.3.1 Release 13 171
5.3.2 Release 14 174
5.3.3 Release 15 175
5.3.4 Release 16 178
5.4 NB-IoT 与其他技术 179
5.4.1 M2M 与D2D 通信 179
5.4.2 非正交多址179
5.4.3 社交NB-IoT180
5.4.4 5G NR 中的NB-IoT 181
5.5 NB-IoT 应用实例 182
5.5.1 总体方案182
5.5.2 NB 终端设备的硬件系统184
5.5.3 驱动软件 191
5.5.4 AT 指令与NB 模组199
5.5.5 物联网云平台201
本章小结 207
参考文献 208 第6章 机器对机器通信（M2M） 213
6.1 M2M 系统模型、应用特点及其所支持的属性 213
6.1.1 M2M 系统模型213
6.1.2 M2M 应用特点及其所支持的属性215
6.1.3 M2M 数据流量类型215
6.2 M2M 标准 218
6.2.1 标准制定组织218
6.2.2 技术驱动联盟 220
6.2.3 应用驱动的联盟221
6.3 M2M 应用开发 221
6.3.1 框架功能及其要解决的问题 222
6.3.2 开源框架 222
6.3.3 云平台 224
6.3.4 中间件框架 226
6.4 M2M 应用实例 227
6.4.1 M2M 网络架构 227
6.4.2 邻域网中智能电表节点分簇策略 228
6.4.3 广域网差异化随机接入的无线资源管理机制 230
本章小结 232
参考文献 233 第7章 5G 与物联网 236
7.1 5G 与物联网 236
7.1.1 5G 物联网架构 236
7.1.2 无线网络功能虚拟化 237
7.2 5G 用例及服务需求 238
7.2.1 从eMBB 到IoT（mMTC 与URLLC） 238
7.2.2 多样化服务与多样化需求 239
7.2.3 5G 关键能力与技术性能要求 241
7.3 基于服务的5GS 架构、帧结构及其物理信道与参考信号 243
7.3.1 基于服务的5G 系统架构 244
7.3.2 5G NR 的载波 253
7.3.3 物理信道 255
7.3.4 物理层参考信号 257
7.4 NR V2X 侧链 259
7.4.1 V2X 所涉及的消息 259
7.4.2 3GPP 的V2X 262
7.4.3 LTE-V 264
7.4.4 5G NR 270
7.5 5G 工业物联网 282
7.5.1 5G-ACIA 282
7.5.2 IIoT 频谱 283
7.5.3 IIoT 增强功能 283
本章小结 289
参考文献 290 第8章 物联网常用的通信协议 293
8.1 常用协议简介 293
8.1.1 应用协议 293
8.1.2 服务发现协议与基础设施协议 295
8.2 一些常用的协议 296
8.2.1 应用协议 296
8.2.2 服务发现协议 301
8.2.3 基础设施协议 302
8.2.4 其他 304
本章小结 305
参考文献 306