物联网和LTE作业题2014年

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1、1、 物联网产业链由哪些环节构成？各环节如何分工？完整的物联网产业链，包括政府部门、科研院所、芯片生产商、终端生产商系统集成商以及电信运营商等环节，涵盖了从标识、感知到信息传送、处理以及应用等各方面。整个产业链的核心是芯片生产商、终端运营商、系统集成商以及电信运营商。分工为：（1） 政府部门：产业政策的制订者以及物联网发展的主要推动者，通过出台激励机制、 配套政策保障与财政支持，引导物联网发展方向，营造产业环境，为合作各方搭建开放、高效的平台。 （2） 科研院所：物联网基础技术理论和新技术的主要创作者。 （3） 芯片生产商：提供最底层的芯片，如传感网芯片、无线网络芯片等。 （4） 终端生产商：

2、提供通信模块、传感网络、终端设备，一二维码、RFID、传感器 为主，实现“物”的识别的器件。 （5） 系统集成商：面向客户的整体解决方案提供者，是目前产业链中的重要角色。 （6） 电信运营商：通信网络的提供者，实现数据的传输。2、 RFID系统由哪几部分组成，各部分功能是什么？RFID系统是由标签（Tag）、阅读器（Reader）、天线（Antenna）三部分组成；（1）标签（Tag）：由耦合元件和芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上以标识目标对象。（2）阅读器（Reader）：读取（有时还可以写入）标签信息的设备，可以设计为手提式或固定式。（3）天线（Antenna）：在标签和

3、读取器间传递射频信号。3、分别阐述什么是物联网、传感网、泛在网？（1）物联网是：利用二维码、射频识别（RFID）、各类传感器/敏感器件等技术和设备，使物体与互联网等各类网络相连，获取无处不在的现实世界的信息，实现物与物、物与人之间的信息交互，支持智能的信息化应用，实现信息基础设施与物理基础设施的全面融合，最终形成统一的智能基础设施。从本质上看，物联网是架构在网络上的一种联网应用和通信的能力。（2）传感网（Sensor Network）是指“随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信单元的微小节点，通过自组织的方式构成的无线网”。现在谈到的传感网，一般是指无线传感器网络，即Wireless Se

4、nsor Network（WSN）。（3）泛在网（Ubiquitous Network）也被称作无所不在的网络。泛在网将4A作为其主要特征，即可以实现在任何时间（Anytime）、任何地点（Anywhere），任何人（Anyone），任何物（Anything）都能方便地通信。因此泛在网内涵上更多的是以人为核心，关注可以随时随地获取各种信息，几乎包含了目前所有的网络概念和研究范畴。4、物联网对现有通信网络产生哪些影响？提出哪些要求？ 在物联网应用的数量发展到一定的阶段后，将对现有网络造成一定的影响，尤其在移动通信网络层面，包括： （1）海量的节点接入，导致地址资源消耗过度； （2）很多物联网节点

5、要求永远在线，但是实际的传输的数据量很小，对网络资源，尤 其是移动网络的资源造成浪费； （3）很多物联网节点的传输数据流量很小，对实时性也没有特殊的要求，但是网络给 每个终端分配的资源是平等的，造成了网络资源的浪费； （4）物联网终端多为机器设备，具有自动程序化行为特征，有可能对网络造成冲击，如同一时间大量的并发操作，或者设备在一次失败操作后无限制重新尝试原有操作。 因此，需要网络能满足以下的需求，以保证将来物联网应用的有序发展。 （1）解决海量节点寻址问题，采用独立号段，或者采用IPv6寻址等方法。 （2）解决网络资源合理有效利用的问题。需要根据场景采用有线和无线结合的数据通信方式，对于必须

6、使用移动通信的场合，网络配合终端做一些优化策略来保障资源的有效利用。 （3）解决网络侧能辨别物联网终端的问题。目前对于网络来说，无法辨别终端或者数据是来自于物联网应用，还是来自于普通的人的通信行为，需要使用网络侧具备辨别物联网终端的能力。一方面，可以有针对性地制定Qos保障策略；另一方面，可以对物联网终端做一些强制性操作限制，来避免对网络的冲击（如瞬间并发，无限制重试等）。 （4）要求网络能针对不同的应用类型，支持对应的QoS策略能力，例如有些应用突发数据量非常大，需要网络能保障高带宽；有些应用需要传输的数量量非常小，需要网络能尽快释放空口资源；有些应用要求实时性非常高，要求有高Qos保障；有

7、些应用的数据没有什么实时性要求，需要网络为其配置最低的Qos等。1 GTPU协议层主要功能有：1) GTPU协议为隧道协议，在两个端点间建立专用隧道，传输用户数据，可用于Iu/Gn/Gp等多个接口；2) 在S1-u接口实现隧道功能，满足多个用户共享少数传输通道的需求；3) 在X2-u接口实现隧道功能，传递数据和某些信息（如PDCP SN）；4) 支持排序（按序递交）、PATH管理等功能；5) 支持SYNC协议2 RRM的主要功能有1) RBC,无线承载控制；2) RAC,无线接入控制；3) CMC, 连接移动性控制；4) DRA, 动态资源分配；5) ICIC,小区间干扰协调；6) LB,负载

8、平衡；7) 多种无线通信系统间的无线资源管理。3 与LTE FDD方式相比，LTE TDD双工方式优势有1) 能够灵活配臵频率，使用FDD 系统不易使用的零散频段。2) 根据不同业务，上下行链路间转换点的位置可任意调整。在传输对称业务时，可选用对称的转换点位置，在传输非对称业务时，可在非对称的转换点位置范围内选择。3) 具有上下行信道一致性，基站的接收和发送可以共用部分射频单元，无收发间隔的要求，降低了设备成本。4) TDD上下行工作于同一频率，对称的电波传播特性使之便于利用智能天线、功控等技术，同时减少了信道测量，减少了因需反馈信道量化引起的质量而损失， 能有效地降低移动终端的处理复杂性。5

9、) FDD在支持对称业务时，能充分利用上下行的频谱，但在支持非对称业务时，频谱利用率将大大降低。6) LTE TDD帧结构基于TD-SCDMA的帧结构，能够实现TD-LTE系统与TD-SCDMA系统共存和融合。与LTE FDD方式相比，LTE TDD双工方式缺点如下：1) 如果TDD上下行时隙对称分配，TDD需要在频域上占用更多的带宽；2) 上下行需要转换时间，增加了时间上的开销，降低频谱效率；3) 由于没有连续的上下行子帧，调度、反馈要延迟，LTE TDD对PHY HARQ和MAC ARQ都有一定的影响，在快速变化的信道中，由于上下行子帧间隔，利用互易性的信道测量可能会失效。4 LTE系统中

10、物理层过程包括哪些？终端从开机到正常通信需经过哪些步骤？LTE系统中物理层过程包括：小区搜索过程、功率控制过程、上行链路同步过程、随机接入过程、混合自动重传过程终端从开机到正常通信需经过：步骤1 通过P-SCH和S-SCH信道获得时间同步与服务小区ID；步骤2 调解PBCH和PCFICH信道获得特定小区的信息以及PDCCH信道时域位置；步骤3 调解PDCCH信道得到DCI;步骤4 上行链路随机接入流程；步骤5 通过PDCCH信道获取所分配的DL-SCH和UL-SCH信道信息；步骤6 正常通话流程。5、简述SC-FDMA信号的产生过程。 (1)信号调制，LTE支持QPSK和16QAM上行调制方式

11、：（2）调制后的Ntx数据符号块收入到DFT模块，并将数据流转到频域；（3）不同用户的数据映射到不同的正交子载波上实现用户间的正交频率复用；不同用户的数据占用不同的正交子载波，不需要保护间隔，和OFDM的类似，子载波映射功能可以灵活实现信号到子载波的分配方式；（4）通过IFFT转换回时域和循环前缀CP插入（与OFDM的类似）的处理过程；（5）每个子载波均承担一部分经DFT扩展的数据符号。6、简述LTE系统跳跃的适用原则。（1）同一小区内跳频UE之间要求没有碰撞冲突，（2）为减少小区之间的干扰相邻小区之间应采用不同的模式调频，（3）保持L-FDMA单载波模式，（4）网络通知UE使用某个特定还是公

12、共调频序列的信号开销应尽可能小，（5）针对持续调度客户和告诉移动的UE，调频应该按照传送小尺寸数据包的的要求来进行设计。7、eNode B 中MAC实体特有的功能主要包括哪几方面？（1）用户无线资源分配：时间和频率(RB数量和位置)、发射层数（Layer）、天线数和发射功率；（2）通过动态调度在UE之间进行优先级处理；（3）一个UE的逻辑信道之间的优先级处理；（4）传输格式选择。8、进行FDD开销分析时，上行链路开销计算时考虑哪些因素？1) PUCCH承载上行链路控制信息：包括ACK/NACK、CQI、MIMO回馈信息以及SR（调度请求信息）等内容。2) 参考符号RS用于基站对上行链路的相检测

13、时的信道估计；RS在每个时隙的符号3上发送，每个子帧占用24个RE。3) 按照是否有SRS的传输，可将上行控制信道的组合方式分为两种类型来分别计算开销；4) 4个符号用于PUCCH类型1的ACK/NACK发送，3个符号用于PUCCH类型II的的ACK/NACK发送; ACK/NACK按照1bit，BIT/SK调制方式考虑。5) 1个符号用于SR；SR比特每2TTI重复一次。SR采用BIT/SK调制方式SR bit is repeated in 2 TTIS。6) 5个符号用于CQI/MIMO的反馈；CQI/MIMO采用QPSK调制方式。7) SRS的主要作用是支持频域选择性调度；8) 参考信号

14、的开销情况；9) 采用6个循环移位的Zadoff-Chu（ZC）序列码，最多可以有6个用户复用在一个PUCCH上。9、简述LTE与3G技术的区别有哪些？（1）上下行链路分布选择OFDMA和SC-FDMA无线接入方式；（2）支持时域和频域的调度；（3）提供点到点和点到多点传输的简单信道路结构；（4）简单的RRC状态模式（空闲模式和连接模式）；（5）减少了传输信道的数量（无需专用信道）；（6）MAC功能简化（MAC实体数量、DRX和DTX的通用解决方案），由RLC子层和MAC子层提供的调度、ARQ和HARQ；（7）UE和aGW之间采用PDCP子层提供包头压缩和加密功能；（8）无压缩模式，通过调度发

15、生/接收的时间间隔进行测量；（9）简化的e-UTRAN结构（只有一类节点，e-NodeB）；（10）支持在SDU水平的下行数据前传的硬切换；（11）分布式的网络架构，例如RRC和ARQ功能均在eNodeB实现；（12）NAS信令终止于UE和aGW，提供空闲模式的移动性处理；（13）与NAS相关的UE识别与2G和3G系统相似（如INSI/IMEI,TMSI for MME）。10、上行的HARQ操作应该遵循什么样的原则？（1）如果UE正确接收到针对其C-RNTI的PDCCH上行资源授权，UE应按照PDCCH指示的上行授权和传输格式进行传输或重传（自适应重传），而不管收到的HARQ反馈的结果（ACK或NACK）如何。（2）当UE在下行子帧中未检测到PDCCH，则根据HARQ反馈的内容进行重传。如果反馈为NACK，则使用同一HARQ进程上一次使用的相同资源和传输格式进行非自适应重传。如果反馈为ACK，则UE保持HARQ缓冲区中的数据，不再进行任何数据的传输，而是等待PDCCH指示下一步进行新数据传输或进行重传。