物聯網是新一代信息技術的重要組成部分。傳感技術、嵌入式系統技術和通訊技術是物聯網的三個重要組成部分，其中，通訊技術是互聯網啊各單位之間進行信息傳輸和交流的物質基礎，因為有了通訊技術物聯網才能實現與世界的互聯，本文主要介紹常用的幾種物聯網通訊方式。

LoRa

全稱“Long Rang”，是LPWAN一種成熟的通信技術，是美國公司的一種基于擴頻技術的低功耗超長距離無線通信技術，是Semtech公司私有的物理層技術，主要采用的是窄帶擴頻技術，抗干擾能力強，大大改善了接收靈敏度，在一定程度上奠定了LoRa技術的遠距離和低功耗性能的基礎。總體來看，LoRa是為了解決物聯網中M2M（物對物）無線通信的需求，主要是在全球免費頻段運行，包括433、470、868、915MHZ等非授權頻段的低功耗廣域接入網技術。

調制方式

采用的基于線性調頻信號（Chirp）擴頻技術，同時結合了數字信號處理和前向糾錯編碼技術，然后數字信號通過調制Chirp信號，將原始信號頻帶展寬至Chirp信號的整個線性頻譜區間，這樣大大增加了通信范圍。

通訊協議

基于LoRa技術的網絡層協議主要是LoRaWAN，定義了網絡通信協議和系統架構，LoRaWAN的通信系統網絡是星狀網結構，主要分為以下三種，第一種：點對點通信，從A點發起，B點接收;第二種：星狀網輪詢，一點對多點的方式，一個中心點和N個節點，由節點出發，中心點接收然后確認接收完畢，下一個節點繼續上傳，直到N個節點完成，一個循環周期;第三種：星狀網并發，也是一點對多點的通信，不同的是多個節點可以同時與中心點通訊，這就節約了節點的功耗，避免了個別節點的故障而引起網絡的癱瘓，網絡的穩定性得以提高。

NB-IOT

Nb-IOT是可與蜂窩網融合眼睛的低成本電信級高可靠性、高安全性廣域物聯網技術。NB-IOT構建于蜂窩網絡之上，只消耗180KHz的頻段，可以直接部署于GSM網絡，UMTS網絡和LTE網絡，NB-IOT采用的是授權頻帶技術，以降低成本，它具有四大優勢，一：海量鏈接的能力，在同一基站的情況下，NB-IOT可以比現有無線技術提供50-100倍的接入數，一個扇區能夠支持10萬個連接，設備成本降低、設備功耗降低，網絡結構得到優化;二：覆蓋廣，在同樣的頻段下，NB-IOT比現有的網絡增益提升了20db，相當于提升了100倍的覆蓋面積;三：低功耗，NB-IOT借助PSM和eDRX可實現更長待機，它的終端模塊待機時間可長達10年之久;四：低成本，NB-IOT和LoRa不同，不需要重新建網，射頻和天線都是可以復用的，企業預期的模塊價格也不會超過5美元。

優勢

強鏈接：

在同一基站的情況下，NB-IOT可以比現有無線技術提供50—100倍的接入數。一個扇區能夠支持10萬個連接，支持低延時敏感度、超低的設備成本、低設備功耗和優化的網絡結構。

高覆蓋：

NB-IOT室內覆蓋能力強，比LTE提升20DB增益，相當于提升了100倍覆蓋區域能力。不僅可以滿足農村這樣的廣覆蓋需求，對于廠區、地下車庫、井蓋這類對深度覆蓋有要求的應用同樣適用。

低功耗：

低功耗特性是物聯網應用一項重要指標，特別對于一些不能經常更換電池的設備和場合，如安置于高山荒野偏遠地區中的各類傳感器監測設備，它們不可能像智能手機一天一充電，長達幾年的電池壽命是最本質的需求。NB-IOT聚焦小數據量、小速率應用，因此NB-IOT設備 功耗可以做到非常小。

低成本：

NB-IOT無需重新建網，射頻和天線基本上都是服用的。舉個例子：就拿中國移動來說，900MHZ里面有一個比較寬的頻帶，只需要請出來一部分2G的頻段，就可以直接進行LTE和NB-IOT的同時部署。低速率、低功耗、低寬帶同樣給NB-IOT芯片以及模塊帶來低成本的優勢。

TD-LTE

即time division long term evolution （分時長期演進），由3GPP組織涵蓋的全球各大企業及運營商共同制定，LTE標準中的FDD和TDD兩個模式實質上是相同的，兩個模式間只存在較小的差異，相似度達90%。TDD即時分雙工，是移動通信技術使用的雙工技術之一，與FDD頻分雙工相對應。TD-LTE是TDD版本的LTE的技術，FDD-LTE的技術是FDD版本的LTE技術。

關鍵技術

多址技術

1. 采用OFDMA取代CDMA作為基本的多址技術

技術原理

采用循環前綴（CP）對抗符號間干擾，OFDM符號持續時間《信道可以等效為“線性時不變”系統，降低信道時間選擇性衰落對傳輸系統的影響。OPDM子載波的帶寬《信道“相干帶寬”時，可以認為該信道是“非頻率選擇性信道，所經歷的衰落是“平坦衰落”。”

2. 上行SC-FDMA多址方式

TD-LTE系統中上行鏈路采用SC-FDMA技術，以期降低PAPR，提高攻放功率，延長電池壽命，DTE-S-OFDM可以認為是SC-FDMA的頻域產生方式，是OFDM在IFFT調制前進行了基于傅里葉變換的預編碼。

MIMO多天線解決方案

在多個天線上分別發送多個數據流，利用多徑衰落，在不增加帶寬和天線發送功率的情況下，提高信道容量及頻譜利用率，或提高數據的傳輸質量。

優點：

MIMO多種模式帶來多種收益：1.分集增益;2.波束賦星增益;3.空間復用增益

提高頻譜效率：要求TD-LTE的下行頻譜效率達到5kps/Hz，上行頻譜效率達到2.5bps/Hz。

TD-LTE中MOMI的應用（PDSCH傳輸方案）

TM1.單天線端口傳輸

最簡單的傳輸方案，PDSCH使用單天線端口傳輸時，根據Port0上的CRS進行解調，可用于各種場景。

TM2.發送分集

用于增強小區覆蓋，作為TM3/4/5/6/7的回退模式，LTE中的實現方式SFBC+FSTD。

TM3.開環空間復用

一種大延遲（CDD）空間復用，接收端不需給發送端反饋預編碼矩陣信息，用于提高小區平均頻譜效率和峰值速率，適用于高速移動場景。

TM4.閉環空間復用

發送端需要給接收端反饋預編碼矩陣信息，用于提高小區平均頻譜效率和峰值效率，適用于低速移動場景。

TM5.多用于MIMO

只支持每個用戶單程的傳輸，而且最大支持兩層，用于提高小區平均頻譜效率和峰值速率。

TM6.閉環RANK=1的預編碼

用于增強小區覆蓋，盡可能承載相關的控制信息，僅支持RANK=1的傳輸。

TM7.單流波束賦形

PDSCH是依據port5上DRS進行調解的，用于提高小區邊緣用戶的覆蓋，單流波束賦形是基于專用導頻的非碼本波束賦形，主要用于TD-LTE系統。

TM8.雙流波束賦形

雙流波束賦形將波束賦形技術與空間復用技術相結合，既提高小區邊緣用戶的覆蓋，也可以提升小區中心用戶的吞吐量，雙流波束賦形是基于專用導頻的非碼本波束賦形，雙流波束賦形是TD-LTE Rel-9中的增強型技術。

藍牙4.0

藍牙是一種短程寬帶無線電技術，是實現語音和數據無線傳輸的全球開放性標準，它使用跳頻譜（FHSS）、時分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）等先進技術在校范圍內建立多種通信與信息系統之間的信息傳輸。藍牙4.0是2010年7月份發布的，它將傳統藍牙、高速藍牙以及藍牙3.0版本規格集于一體的低功耗藍牙，功耗比之前版本降低了90%，具有極低的平均功耗，待機功耗和峰值功耗，設備建立時間縮短，由原來的100ms縮短至現在的3ms，藍牙4.0的傳輸距離可達100米以上，擁有AES-128加密方式，數據更安全。

關鍵技術

1. 藍牙的系統組成

無線射頻單元，負責數據和語音的接收和發送，具有短距離、低功耗的特點，且藍牙天線體積小、重量輕。基帶或鏈路控制單元，進行射頻信號、數字和語音的相互轉化，實現基帶協議和其他的底層連接規程。鏈路管理單元，負責管理藍牙設備之間的通信，實現鏈路的建立、驗證、鏈路配置等操作。藍牙軟件協議規范包括傳輸協議、中介協議、應用協議等。

2. 藍牙核心協議

核心協議由基帶、鏈路管理、邏輯鏈路和適配協議及業務搜尋協議等4部分組成，它分為兩個或多個藍牙單元之間建立物理RF連接。

基帶協議就是確保各個藍牙設備之間的物理射頻連接，以形成微微網，這個協議可為亟待數據分組提供兩種物理連接方式，同步面向連接（SCO）和異步非連接（ACL），SCO可以傳輸語言分組也能傳輸數據分組，ACL只能傳輸數據分組。鏈路管理協議，管理基帶層內主從網絡的運行，負責兩個多多個設備之間的鏈路設置和控制，包括傳遞驗證和加密，管理鏈路密匙。邏輯鏈路和適配協議，介于高層與底層的適應層，直接為上層服務，主要負責聯兩個藍牙設備間數據信息傳輸時的分段及重組、多路復用和協商通道參數功能，服務發現協議，是藍牙技術框架中非常重要的一個部分，它使所有用戶模式的基石也使用SDP，可以查詢到設備信息和服務類型，然后藍牙設備之間的連接才能建立。