CN115550421B - 应用于物联网大吞吐量云端计算会议的通信集成方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种应用于物联网大吞吐量云端计算会议的通信集成方法，通过有线/无线通信使得物‑物联网，将各类信息通过传感器即时感知获取物理世界的状态传输到后台的信息系统处理服务器做云端计算、海量数据分析和处理，在将控制信息回传给控制器、进行各类精细准确调控，实现智能化识别、定位、跟踪和监控智能管理；本申请具有三大优势：一是稳定性好，区域内所有设备都通过它联网,未来可能需要时时刻刻都联网,信号的稳定性高；二是能够接入尽可能多的各种类型终端，满足物物互联互通，中心系统承载能够海量联网设备，系统强壮可靠，并发吞吐量大且非常稳定；三是信号覆盖范围广，无需在区域内配置多台局域网络，信号覆盖满足物联网大吞吐量云端计算会议通信集成需要。
Description
技术领域
本申请涉及一种物联网云端会议通信方法，特别涉及一种应用于物联网大吞吐量云端计算会议的通信集成方法，属于物联云计算通信技术领域。
背景技术
近年来，新一代的移动通信技术蓬勃发展，智能移动设备加速普及，例如各种专业会议设备以及支撑各类专业会议所需的各种专业数据采集设备早已可通过移动通信连接上互联网络，当前很多的专业级会议，不再仅仅局限于普通的语音视频等简单的会议需求，而是需要随时随地根据会议内容和进程，提供跨越巨大时空范围的指定专业数据，并能够对这些数据进行实时计算处理，供会议上进行讨论并对相关决策提供支撑。
对于这类物联网支撑的会议通信集成系统，其核心技术不再是拥有多少智能化联网设备，而是这些智能化设备装置可否满足对应的运用场景（会议决策）其核心需求，并为整个专业会议实时提供相关的数据，使整个会议获得更多更专业信息和专业支撑，更好的用物联网云端计算支撑专业级会议内容，满足会议决策的数据和信息核心需求必须通过采用场景来体现，为了达到更好的采用体验，则须有应用服务的支持。
随着物联网的兴起，具有智能化的集成系统将会扮演网络管理中心的关键角色。当前的物联网技术有三大瓶颈：芯片方案技术纷杂，硬件系统创新整合不足，平台不够成熟。
硬件系统作为物联网的中心控制系统，具有三大特点：一是稳定性，因为区域内所有设备都要通过它联网,未来可能需要时时刻刻都联网,信号的稳定性要求很高；二是它需要能够接入尽可能多的各类类型终端，物联网的一个重要特征是物物互联互通，中心系统承载了这么多联网设备，它必须强壮可靠；三是它的信号覆盖范围要广，大部分消费者做不了专业网络管理员的工作，不可能在区域内配置多台局域网络。
物联网解决物/终端到物/终端、人到物/终端、人到人之间的连接，物联网的目的是实现人与人、人与物、物与物之间的互联。物联网通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网通过在物体上植入各类微型感应芯片使其智能化，然后凭借通信网络连接，使物体的信息得以分享，实现人和物的对话、人和人对话以及物体和物体之间交流，使生活中所接触的物体变得更有智慧，能够自动回报状态信息、自动与物沟通、与人沟通、更易与人互动以及更聪明地协作。虽然物联网终端能直接连接到互联网，为了节省能源或者成本,一些终端会经由中转路由设备连接到互联网，众多的终端设备通过连接到物联网网关接入互联网。
物联网依照不同的工作内容分为：传感层，网络层及应用层；传感层是具有传感感测或者识辨能力的元件可以嵌入各类真实物体，使其更具智能。其中，常被用来嵌入物体的传感元件，包括红外线、温度、湿度、亮度、压力、三轴加速度传感器，使智能物件具有感测环境变化或者物体移动的能力。网络层是物联网中的智能物件具有联网能力，能够将传感信息传递至互联网，除了分享这些即时且重要的信息给适当的采用者外，亦能提供采用者远端互动功能。应用层是通过上述的传感与网络技术，可使在任何时间，不论在何处，对任何周边感兴趣的物件，通过任何一种网络通信的形式，来分享与该物件相关的采用服务。
但现有技术的物联网会议通信系统仍然存在难题，本申请的难点和待解决的问题集中在以下方面：
（1）现有技术的物联网集成系统缺少基于ARM Cortex-A8/A16中央处理器组合，缺少对应的有线与无线联网解决方案，缺少IoT平台改进设置，造成无法保持高密度多客户端接入时依然能有合适的吞吐量，无法为每个无线客户端提供公平的服务，无法实现自动云端连接；缺少通过优化管理程序、服务程序及无线/有线驱动程序，对所有连接节点及数据远端管理和控制，快速有效的实现物联网数据获取的方法；现有技术的物联网无法很好地解决物/终端到物/终端、人到物/终端、人到人之间的连接，无法实现可靠的人与人、人与物、物与物之间的互联，难以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理一体化网络，无法随时随地根据会议内容和进程，提供跨越巨大时空范围的指定专业数据，并能够对这些数据进行实时计算处理，供会议上进行讨论并对相关决策提供支撑。
（2）具有智能化的集成系统是物联网会议管理中心的关键角色，但当前的物联网技术存在三大瓶颈：芯片方案技术纷杂，硬件系统创新整合不足，平台不够成熟，上述问题现有技术也没有好的解决方案，一是缺少可靠的物联网云端集成系统架构，二是缺少ARM双集群处理器、Big.LITTLE配置、ARM双集群运行模式的设计，三是无法设置云端通信物联网，缺少云端通信协议及物联云、云端通信物联网的网络文件系统NFS层访问机制、安全联网认证、异步熵流物联网的设计，四是系统云端数据传输结构不合理，五是缺少集成系统硬件结构、电源、复位和时钟设置、PCI-E2.0/USB2.0/USB3.0端口设置、WiFi子模块设置、Ethernet子模块设置、PCB设置的设计，无法实现功能强、功耗低、易兼容、便操作的应用于物联网大吞吐量云端计算会议的通信集成方法，由于这些缺陷，当前的物联网云端系统还无法大量运用并服务于会议通信集成系统中。
（3）现有技术物联网系统在降低功耗、缩小体积、加强处理能力、提高传感精度与硬件设计方面分别存在明显短板，通信数据传输速率和吞吐量较差，无法通过多用户异步熵流同时将数据发送至多个客户端，造成网络效率低；缺少波束成型和多用户分集方法，无法将信号在时域、频域和空域三个维度上分成三部分，物联网集成系统有线/无线通信质量差,无法将各类信息通过传感器即时感知获取物理世界的状态传输到后台的信息系统处理服务器做云端计算、海量数据分析和处理，无法将控制信息回传给控制器、进行各类精细准确调控，无法实现智能化监控智能管理，无法将各类信息通过传感器即时提供给各类会议现场。
发明内容
本申请通过有线/无线通信使得物-物联网，将各类信息通过传感器即时感知获取物理世界的状态传输到后台的信息系统处理服务器做云端计算、海量数据分析和处理，在将控制信息回传给控制器、进行各类精细准确调控，实现智能化识别、定位、跟踪和监控智能管理；本申请的物联网的中心控制硬件系统，具有三大优势：一是稳定性好，区域内所有设备都通过它联网,未来可能需要时时刻刻都联网,信号的稳定性高；二是能够接入尽可能多的各类类型终端，满足物物互联互通，中心系统承载能够海量联网设备，系统强壮可靠，并发吞吐量大且非常稳定；三是信号覆盖范围广，无需在区域内配置多台局域网络，信号覆盖满足物联网大吞吐量云端计算会议通信集成需要。
为实现以上技术特征，本申请所采用的技术方案如下：
应用于物联网大吞吐量云端计算会议的通信集成方法，通过有线/无线通信使得物-物联网，将各类信息通过传感器即时感知获取物理世界的状态传输到后台的信息系统处理服务器做云端计算、海量数据分析和处理，在将控制信息回传给控制器、进行各类精细准确调控，实现智能化识别、定位、跟踪和监控智能管理；
物联网集成系统基于ARM Cortex-A8/A16中央处理器组合，内建有线与无线联网解决方案，经由IoT平台改进设置，实现自动云端连接；通过优化管理程序、服务程序及无线/有线驱动程序，对所有连接节点及数据实现远端管理和控制，快速有效的实现物联网数据获取；
物联网集成系统在降低功耗、缩小体积、加强处理能力、提高传感精度与硬件设计方面分别进行针对性改进，云端通信无线控制器AC标准多维度增加扩展，提升整体数据传输速率和吞吐量，通过多用户异步熵流同时将数据发送至多个客户端，让网络具有更高的效率；采用波束成型和多用户分集方法，将信号在时域、频域和空域三个维度上分成三部分；
一是物联网云端集成系统架构，二是ARM双集群处理器，包括：Big.LITTLE配置、ARM双集群运行模式，三是设置云端通信物联网，包括：云端通信协议及物联云、云端通信物联网的通信网络文件系统NFS层访问机制、安全联网认证、异步熵流物联网，四是系统云端数据传输结构，五是集成系统硬件结构，包括：电源、复位和时钟设置、PCI-E2.0/USB2.0/USB3.0端口设置、WiFi子模块设置、Ethernet子模块设置、PCB设置。
进一步的，物联网云端集成系统架构：集成系统基于有线和无线通信连接，采用big.LITTLE配置Cortex-A8和Cortex-A16八核ARM处理器，两组2X2射频，千兆以太网，无线传输速率1730Mbps,采用多用户多输入多输出，多终端并行下行，集成系统设置USB3.0、PCI-E、SD/eMMC端口和以太网高速接口扩展；
系统通信结构采用有线与无线通信的交互式结合，将动态链接库KDU进一步分为：一部分是物理层集聚流程,将NFS帧映射到传输介质；另一部分则是物理媒体：发/传送帧、PLCP跨网络文件系统NFS和动态链接库KDU；
采用智能转发扩展本地转发和集中转发, 集中转发模式中，集成系统与接入控制器之间建立数据隧道传输用户数据帧，所有的用户数据均由接入控制器转发；本地转发模式中,用户的数据帧直接由集成系统解析并转发，网管、安全、认证、漫游、QoS、负载均衡、流控功能由集成系统执行，用户数据帧直接通过集成系统本地转发；
用户的报文分为管理帧和数据帧，用户管理帧包括云端通信管理、控制报文，协议报文，集成系统将这些报文通过隧道转发给控制器集中处理，并进行漫游、认证；用户数据帧包括云端通信无线报文与有线以太网报文，报文在集成系统本地进行解析、封装处理后，直接由集成系统进行转发；
当帧送至无线接口时先计算帧检验序列FCS，然后再经RF或者R链路传送出去，接收端则对收到的帧计算帧检验序列FCS，然后与记录在帧中的帧检验序列FCS辨别，如果一致，则该帧在传送过程中完整，如果帧的帧检验序列FCS有误则即予以丢弃，否则传递给上层协议处理，通过完整性校验的帧接收端送出确认信息。
进一步的，Big.LITTLE配置：两个集群中每个集群两个处理器，匹配形成高性能big.LITTLE配置，A8和A16的L2缓存探测采用CoreLink，GIC中断控制器处理虚拟化和中断的分布，实现big.LITTLE,ARMIP包括GIC-400可编程中断控制器，CoreLinkCCI-400互联和连贯的二级缓存，处理器核的数量ARM授权，GIC-400中断控制器预判两个处理器群，并且直接中断活跃群，当A16运行在较低性能点时，系统切换到A8核运行， A8群在低功耗上优化扩展低于A16的工作功率范围；
在A8群有设置L2缓存,整个A8群为功耗做优化，通过对A8的MPCore配置，交叉点处性能较高，允许A8群运行较多任务。
进一步的，ARM双集群运行模式：在初始化过程中，两组处理器都激活一段时间，在运行时间段，新激活的即将工作处理器的缓存被侦测总线填充，捕获的数据由即将释放的处理器驱逐，调度器软件定义的重叠时间可编程，两组处理器完整的切换时间200至300微秒，处理器状态为只处理开关状态时，发生切换的周期小于20000微秒；
电源管理软件无痕迹执行从A16到A8处理器的转换返回过程，驱动虚拟化访问寄存器，big.LITTLE设置A8和A16核交替采用，任务调度程序获取这两组核的相对性能权重关系，为A8核调度轻量级线程，A16调度重量级线程；
处理器与通信模块之间运行数据流，A16的一个核用于WiFi 5GHz数据流处理，NFS_A即为5GHz状态信息；另一个核用于WiFi2.4GHz数据流处理，NFS_B即为2.4GHz状态信息。
进一步的，云端通信协议及物联云：基于跨层联合优化，将数据链路层自动重发请求协议ARQ和物理层的自适应调制进行统筹考虑联合，采用物联云跨层分组调度算法，基于物理层的信道状况和媒体接入控制子层的排队时延，分别为实时业务用户和非实时业务用户的排队时延构建相应的效用函数，计算每个用户在子载波上的优先级，从中选出具有最大优先级的用户，然后，根据相同的调度算法，再分配下一个子载波，直到所有的子载波分配完毕为止，分配到子载波的用户在其对应的异步熵流信道上传输数据；
结合物理层自适应调制和链路层自动请求重发,利用链路层的误包率和信道估计参数计算自适应调制门限；
物联云系统的跨层优化过程为：来自上一层的数据包经过CRC编码后进入发送缓冲，依照反馈得到的调制方式参数对每个子载波进行自适应调制，然后调制数据经发送两组时空分组码和正交频分复用技术OFDM调制后由两根发射天线送出，接收方先进行正交频分复用技术OFDM解调，然后对两根天线接收到的数据进行最大比合并，最大译码后将结果存入接收缓存。
进一步的，云端通信物联网的通信网络文件系统NFS层访问机制：信标Beacon帧定时广播发送，网络文件系统NFS通知网络AP的存在性，自定义资源终端CRDtion和AP建立Association时采用信标Beacon，自定义资源终端CRDtion通过Scan扫描到信标Beacon，获取AP的存在，在扫描时通过主动发送Probe来探寻AP是否存在；
1)当自定义资源CRD需要发送帧时，如果信道空闲，则待DIFS、DCF帧间间隔后，再随机退避发送数据；如果信道正被其它自定义资源CRD占用，则应在信道空闲后待DIFS再进行随机退避后发送；
2）密钥KCV扫描：云端通信物联网的通信网络文件系统NFS寻找密钥KCV，进而加入一个网络，当自定义资源CRD漫游时寻找一个新的，
通过被动密钥KCV侦听AP定期发送的信标Beacon帧来发现网络，信标Beacon帧包含该AP所属的BSS的信息及AP能力级，当未发现包含期望的SSID的BSS时，自定义资源CRD工作于IBSS状态；通过主动密钥KCV在每个信道上发送Probe request报文，从ProbeResponse中获取BSS信息。
进一步的，安全联网认证：
第一步：经过无线控制器AC重定向到Portal Server，Portal Server推送认证页面；
第二步：向Portal Server发起连接请求；
第三步：Portal Server向无线控制器AC请求Challenge；
第四步：无线控制器AC分配Challenge给PortalServer；
第五步：Portal Server向无线控制器AC发起认证请求；
第六步：无线控制器AC进行RADIUS认证，获得RADIUS认证结果；
第七步：无线控制器AC向Portal Server送认证结果；
第八步：Portal Server将认证结果填入页面；
第九步：Portal Server回应确认收到认证结果的报文。
进一步的，异步熵流物联网：异步熵流通信利用空间信道资源获取空间增益提高频谱效率，在发射端和接收端分别采用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收,改善通信品质；
一个终端同时在相同频带中通过异步熵流与多位用户之间进行通信，运用多个独立的无线终端来提升每个终端的通信效能，将云端通信无线控制器AC的效能发挥，4台单一天线装置，分别为A,B,C,D同时与同一无线基地台建立通信连接，无线基地台在很短的时间内先向A通信，然后关闭与A的通信再与B开始通信，C和D要排队在后面，4天线网关只与3个装置同时通信，只设置最多三个装置同时进行通信，这三个装置可以共享4个空间流通道。
进一步的，系统云端数据传输结构：物联网业务设置以下两种场景采用：一是家庭，终端通过集成系统接入，接入方式为WAN接入；二是企业：终端通过企业集成系统接入，通过企业路由器接入城域网；
组网采用VLAN区分业务流，单独为局域网业务规划独立的VLAN、PVC和SSID，利用SSID、PVC、VLAN网络特征对业务进行区分处理，基于多VLAN方式实现多种业务的区分，有效区分各类业务流；
集成系统处理器充当路由器，使不同的VLAN作为LAN和WAN之间的虚拟接口，其中的数据传输被VLAN分离在交换核处理，两个TCP通信采用进程或者终端工作站，各自的初始序号ISN同步，同步通过各个携带有初始序号和1位同步序列编号SYN控制位的段之间的交换过程实现，成功连接选择初始序列并用握手交换初始序号，特定顺序为：
(1)A→B SYN：我的序号是；
(2)A←B ACK：你的序号是X；
(3)A←BSYN：我的序号是Y；
(4)B→AACK：你的序号是Y；
因为(2)和(3)合井在一个简单的消息中，连接双方通过3次握手/建立连接序号达到同步，地址解析协议ARP将一个已知的P地址解析或映射到网络文件系统NFS子层地址，以便能在多路访问介质上进行通信，检查ARP高速缓存表，为数据报确定一个目的地址。
当发送请求的主机和目的主机共享同一介质或者线路时，用本地ARP对地址解析，在以太网中传输的数据包还包含目的IP地址和网络文件系统NFS地址，反向地址解析协议RARP依靠RARP服务器，在本地段用RARP来启动远端操作系统的加载程序；
采用存储与转发的交换，从Gigabit Ethernet端口收到数据包时，首先每一个端口进行地址自动学习，通过地址自动学习建立地址表,若从该端口来的NFS帧的源地址已存在于地址表中，则在地址表更新该源地址，如果该端口来的NFS帧的源地址在地址表中找不到，则在地址表中记录下该源地址,然后在地址表中寻找该NFS帧目的地址所对应的物理端口，找到后将该NFS帧转发到其所对应的物理端口，如果在地址表中找不到和该目的地址所对应的物理端口，则通过设置动态链接库KDU的寄存器，来选择把从该端口来的NFS帧丢弃或者转发到所有端口，如果该系统配置虚拟VLAN，则查找动态链接库KDU中的VLANID表，看输入端口和转发端口是否在同一个VLAN中或者具有同一个VLANID号，如果属于同一个VLAN或者具有同一个VLANID号则转发该NFS帧，否则将丢弃该NFS帧；从Gigabit Ethernet端口收到数据包具体还包括：
（1）地址管理：动态链接库KDU交换芯片包含对网络文件系统NFS地址进行管理所需要的全部链表，新的entries通过自动学习,记录在地址表ARL中,地址表ARL通过外部处理器进行更新或者建立；
（2）服务级分类COS：动态链接库KDU交换芯片设置802.1P规范和 8级服务级，8级服务级的信息通过VLAN tag header中的3位实现，动态链接库KDU交换芯片每一个端口设置5级优先级输出缓冲队列，适应多媒体和实时事务处理，服务级别COS遵循优先级别，给服务级别低的队列提供底限带宽，在实时事务处中编写数据包所在队列的最大转发延迟时间；
（3）队头阻塞：基于数据包的队头阻塞，通过控制每一个端口上的每一个队列中的数据包数实现；
（4）数据包的生存时间：设置数据包生存时间管理机制，交换机从内存中删掉数据包，编写数据包的生存时间限；
（5）流量控制：设置后端压力Back Pressure流量控制，如果一个端口工作在半双工模式下，发送阻塞信号；
（6）数据包速率控制：通过在输入端口三个记数器上设置临界值，监测目标地址查询失败；当记数器记数超过设置的临界值时，丢失数据；
（7）端口镜像：在一个端口上安装检测头监测其它端口的输入和输出的信息流量，设置端口的任意镜像，某一端口上的输入和输出信息流量镜像到安装检测头的端口，以便进行监测；
（8）设置生成树：在基于端口VLAN表中设置生成树的状态，位控制处理器改变生成树的状态，动态链接库KDU交换芯片设置IEEE802.1S多生成树算法，每一个VLAN有一个生成树，Tagged数据包生成树组的定义在802.1Q Tagged VLAN表中进行,未加标签Untagged数据包生成树组的定义在基于端口的VLAN表中进行；
（9）设置IEEE802.1Q：设置IEEE802.1Q虚拟网络，设置基于端口的VLAN,通过VLANID把数据帧和属于该虚拟网VLAN的所有端口联系起来；设置基于802.1Q Tagged VLAN，从Tagged数据帧头中的VLANID获得虚拟网络的端口成员；通过选择丢弃任何未加标签Untagged数据帧或者优先Tagged数据帧的方式设置IEEE802.1Q；
（10）设置端口主干或者端口捆绑：建立单一的高速链路，每一个主干最多由8条速率完全相同的全双工链路构成，每一个动态链接库KDU交换设备最多可以建立6个主干,一个主干看成为一条逻辑链路；
（11）快速滤波处理器：通过设置实现L2到L7层的数据帧过滤，对端口的输入信息流量和输出信息流量进行过滤，过滤机制由两部分组成，一部分是过滤MASK，定义过滤段；另一部分是过滤规则表，定义过滤选择。
进一步的，集成系统硬件结构：
（一）电源
系统中网络文件系统NFS设置3.3v和1.2v两组电压，采用稳压芯片LDO/稳压芯片PWM产生系统所需的主电源,另外一些电压值由芯片内部产生；
输入电压的公差控制在+/-5%范围，采用8-bitNANDflash, 具体的设计参数如下：
DVDD=1.8V(for 1.8 VNAND flash)或 DVDD=3.3V(for3.3 V NAND flash)；
（二）复位和时钟设置
设置软复位和硬复位,硬复位将初始化所有的硬件电路,寄存器值及系统内存；软复位仅复位寄存器和内存；
采用单独25MHz时钟振荡器提供系统的参考时钟，主芯片内部的PLL产生不同频率的时钟输出给不同的数字和模拟电路；
系统上电后电源管理模块启用稳压芯片LDO/稳压芯片PWM，复位控制模块判断是冷复位还是热复位，如果是冷复位，控制模块调用安全传感信号去完成重启，时钟控制模块基于此执行XO时钟参数；
（三）PCI-E2.0/USB2.0/USB3.0设置
设置PCI-E2.0给系统提供充分增强的可扩展性,在同一条PCIe总线上的设备间直接通信,且并不会影响其它PCIe总线上设备间的数据通信；隶属于同一棵PCIe总线树上的PCIe设备直接通信，经过PCIe桥进行数据转发；PCIe设备通过仲裁获得PCIe总线的采用权后，才能进行数据传送； PCIe链路采用8b/10b编码,串行方式进行数据传送， PCIe链路接口进行串并转换，实际有效数据传输速率是：5GbpsX8b/10b=4Gbps；
PCIe采用预加重，信号的发射端在发送信号时对跳变bit加大幅度发送，部分补偿传输线路对高频成分的衰减；设计两个USB3.0口，向下兼容USB2.0，采用和PCle相同的ANSI8b/10b编码，8根线全双工方式工作；
网络文件系统NFS验证USB3.0的发送端物理层的发送信号质量，测试对象发出特定的测试码型，然后用示波器捕获波形对该信号进行眼图分析，测量信号的幅度、抖动、平均数据率及上升/下降时间。
USB3.0所在芯片的接收端内部提供连续时间线性均衡补偿高频损耗，示波器的测试点在一致性电缆和一致性电路板之后，连续测量1M个单位间隔，计算基于10e-12误码率的确定性抖动DJ、随机抖动RJ和整体抖动TJ后，处理均衡器，观察分析眼图及其参数。
与现有技术相比，本申请的创新点和优势在于：
（1）本申请通过有线/无线通信使得物-物联网，将各类信息通过传感器即时感知获取物理世界的状态传输到后台的信息系统处理服务器做云端计算、海量数据分析和处理，在将控制信息回传给控制器、进行各类精细准确调控，实现智能化识别、定位、跟踪和监控智能管理；并随时随地根据会议内容和进程，提供跨越巨大时空范围的指定专业数据，对这些数据进行实时计算处理，供会议上进行讨论并对相关决策提供支撑。本申请的物联网的中心控制硬件系统，具有三大优势：一是稳定性好，区域内所有设备都通过它联网,未来可能需要时时刻刻都联网,信号的稳定性高；二是能够接入尽可能多的各类类型终端，满足物物互联互通，中心系统承载能够海量联网设备，系统强壮可靠，并发吞吐量大且非常稳定；三是信号覆盖范围广，无需在区域内配置多台局域网络，信号覆盖满足物联网大吞吐量云端计算会议通信集成需要，为专业会议实时提供相关的数据，使整个会议获得更多更专业信息和专业支撑。
（2）本申请物联网集成系统基于ARM Cortex-A8/A16中央处理器组合，内建有线与无线联网解决方案，经由IoT平台改进设置，实现自动云端连接；通过优化管理程序、服务程序及无线/有线驱动程序，对所有连接节点及数据实现远端管理和控制，快速有效的实现物联网数据获取；本申请解决物/终端到物/终端、人到物/终端、人到人之间的连接，实现人与人、人与物、物与物之间的互联，本申请通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的大吞吐量云端计算会议通信集成系统，满足专业级会议对实时数据的苛刻需求。
(3) 本申请物联网云端集成系统在降低功耗、缩小体积、加强处理能力、提高传感精度与硬件设计方面分别进行针对性改进，云端通信无线控制器AC标准多维度增加扩展，提升整体数据传输速率和吞吐量，通过多用户异步熵流同时将数据发送至多个客户端，让网络具有更高的效率；采用波束成型和多用户分集方法，将信号在时域、频域和空域三个维度上分成三部分；此集成系统不仅保持了高密度多客户端接入时最高的吞吐量，更重要的是它可以为每个无线客户端提供相当公平的服务，异步熵流产生了1.7倍至1.9倍的增益，集成系统能超过1Gbps吞吐量，如此大的网络吞吐计算能力满足专业级会议对数据、网络和安全性等多方面的需求。
（4）本申请设置了物联网云端集成系统架构，平台先进可靠，提出了ARM双集群处理器，通过Big.LITTLE配置、ARM双集群运行模式，大吞吐量下处理能力明显增强；设置了云端通信物联网，通过云端通信协议及物联云、云端通信物联网的通信网络文件系统NFS层访问机制、安全联网认证、异步熵流物联网，实现云计算环境下的高性能物联网，硬件系统得到进一步创新整合；提出系统云端数据传输结构和集成系统硬件结构，通过电源、复位和时钟设置、PCI-E2.0/USB2.0/USB3.0端口设置、WiFi子模块设置、Ethernet子模块设置、PCB设置，将各类信息通过传感器即时感知获取物理世界的状态传输到后台的信息系统处理服务器做云端计算、海量数据分析和处理，在将控制信息回传给控制器、进行各类精细准确调控，系统不仅充分发挥的物联网的大数据和强计算优势，同时也将其优势运用到需要大量数据和场景支撑的专业级会议中，使专业级会议的内容支撑更加丰富，数据支撑更加有力，实时场景支撑更加直观，大幅提升专业会议的开会质量，具有巨大的技术优势和广阔的运用前景。
附图说明
图1是物联网云端集成系统架构示意图。
图2是A8和A16的big.LITTLE处理器配置示意图。
图3是A8和A16的功耗优化过程示意图。
图4是处理器与通信模块之间运行数据流示意图。
图5是物联网云端集成硬件主平台拓扑结构示意图。
图6是采用8-bit NAND flash的电源设计示意图。
图7是系统各时钟分支复位过程示意图。
图8是NFS验证USB3.0的发送端物理层发送信号质量示意图。
图9是本申请PCB叠层设置示意图。
实施方式
下面结合附图，对本申请提供的应用于物联网大吞吐量云端计算会议的通信集成方法的技术方案进行进一步的描述，使本领域的技术人员能够更好的理解本申请并能够予以实施。
物联网使得物-物联网，并通过网络实现信息数据的获取、共享和处理，使用于各类型信息与智能化应用场景。网络是物联网的中枢，本申请物联网集成系统基于ARMCortex-A8/A16中央处理器组合，内建有线与无线联网解决方案，经由IoT平台改进设置，实现自动云端连接；通过优化管理程序、服务程序及无线/有线驱动程序，对所有连接节点及数据实现远端管理和控制，快速有效的实现物联网数据获取。
作为物联网集成系统，本申请在降低功耗、缩小体积、加强处理能力、提高传感精度与硬件设计方面分别进行针对性改进，遵循安全、节能、处理能力和有效通信的设计要素，设计一种适用于物联网的集成系统，有效实现终端之间的通信连接。
云端通信无线控制器AC标准多维度增加扩展，不仅大幅提升整体数据传输速率和吞吐量，而且还通过多用户异步熵流同时将数据发送至多个客户端，让网络具有更高的效率；采用波束成型和多用户分集方法，将信号在时域、频域和空域三个维度上分成三部分，实现数据传输速率提高2.5至3倍。
基于以上拓扑结构和工作方法，设计实现集成系统的处理器模块、无线功能模块、有线功能模块、电源功能模块、时钟功能和复位,通过运行试验和仿真测试，对系统的功能和性能进行了评估，结果表明；该系统能够实现设计功能，具有功能强、功耗低、易兼容、便操作的优点。
一、物联网云端集成系统架构
集成系统基于有线和无线通信连接，采用big.LITTLE配置Cortex-A8和Cortex-A16八核ARM处理器，两组2X2射频，千兆以太网。整体拓扑结构如图1所示。无线传输速率1730Mbps,采用多用户多输入多输出，多终端并行下行， 集成系统设置USB3.0、PCI-E、SD/eMMC端口和以太网高速接口扩展。
系统通信结构采用有线与无线通信的交互式结合，将动态链接库KDU进一步分为：一部分是物理层集聚流程,将NFS帧映射到传输介质；另一部分则是物理媒体：发/传送帧、PLCP跨NFS和动态链接库KDU。
采用智能转发扩展本地转发和集中转发, 集中转发模式中，集成系统与接入控制器之间建立数据隧道传输用户数据帧，所有的用户数据均由接入控制器转发；本地转发模式中,用户的数据帧直接由集成系统解析并转发，网管、安全、认证、漫游、QoS、负载均衡、流控功能由集成系统执行，用户数据帧直接通过集成系统本地转发。
用户的报文分为管理帧和数据帧，用户管理帧包括云端通信管理、802.3管理、控制报文，协议报文，集成系统将这些报文通过隧道转发给控制器集中处理，并进行漫游、认证；用户数据帧包括云端通信无线报文与有线802.3以太网报文，报文在集成系统本地进行解析、封装处理后，直接由集成系统进行转发。
当帧送至无线接口时先计算帧检验序列FCS，然后再经RF或者R链路传送出去，接收端则对收到的帧计算帧检验序列FCS，然后与记录在帧中的帧检验序列FCS辨别，如果一致，则该帧在传送过程中完整，如果帧的帧检验序列FCS有误则即予以丢弃，否则传递给上层协议处理，通过完整性校验的帧接收端送出确认信息。
二、ARM双集群处理器
（一）Big.LITTLE配置
两个集群中每个集群两个处理器，匹配形成高性能big.LITTLE配置，A8和A16的L2缓存探测采用CoreLink界面，GIC中断控制器处理虚拟化和中断的分布，实现big.LITTLE,ARMIP包括GIC-400可编程中断控制器，CoreLinkCCI-400互联和连贯的二级缓存，处理器核的数量ARM授权，GIC-400中断控制器预判两个处理器群，并且直接中断活跃群，当A16运行在较低性能点时，系统切换到A8核运行， A8群在低功耗上优化扩展低于A16的工作功率范围，如图2所示。
在A8群有设置L2缓存,整个A8群为功耗做优化，不影响A16群的性能，通过对A8的MPCore配置，如图3所示中，交叉点处性能较高，允许A8群运行较多任务。
（二）ARM双集群运行模式
在初始化过程中，两组处理器都激活一段时间。在运行时间段，新激活的即将工作处理器的缓存被侦测总线填充，捕获的数据由即将释放的处理器驱逐，调度器软件定义的重叠时间可编程，两组处理器完整的切换时间200至300微秒，处理器状态为只处理开关状态时，发生切换的周期小于20000微秒。
电源管理软件无痕迹执行从A16到A8处理器的转换返回过程，驱动虚拟化访问寄存器，
big.LITTLE允许A8和A16核交替采用，任务调度程序获取这两组核的相对性能权重关系，为A8核调度轻量级线程，A16调度重量级线程。
处理器与通信模块之间运行数据流，如图4所示。A16的一个核用于WiFi5GHz数据流处理，NFS_A即为5GHz状态信息；另一个核用于WiFi2.4GHz数据流处理，NFS_B即为2.4GHz状态信息。
三、设置云端通信物联网
（一）云端通信协议及物联云
基于跨层联合优化，将数据链路层自动重发请求协议ARQ和物理层的自适应调制进行统筹考虑联合，采用物联云跨层分组调度算法，基于物理层的信道状况和媒体接入控制子层的排队时延，分别为实时业务用户和非实时业务用户的排队时延构建相应的效用函数，计算每个用户在子载波上的优先级，从中选出具有最大优先级的用户，然后，根据相同的调度算法，再分配下一个子载波，直到所有的子载波分配完毕为止，分配到子载波的用户在其对应的异步熵流信道上传输数据。
结合物理层自适应调制和链路层自动请求重发,利用链路层的误包率和信道估计参数计算自适应调制门限，
物联云系统的跨层优化过程为：来自上一层的数据包经过CRC编码后进入发送缓冲，依照反馈得到的调制方式参数对每个子载波进行自适应调制，然后调制数据经发送两组时空分组码和正交频分复用技术OFDM调制后由两根发射天线送出，接收方先进行正交频分复用技术OFDM解调，然后对两根天线接收到的数据进行最大比合并，最大译码后将结果存入接收缓存。随着最大重传次数的增加，频谱利用率的提高空间越来越小，使得集成系统实际系统能以较小的时延换取足够的频谱利用增益。
物联云克服多径效应和频率选择性衰落带来的不良影响，实现信号传输的高可靠性，增加了系统容量，提高了频谱利用率。
（二）云端通信物联网的通信网络文件系统NFS层访问机制
信标Beacon帧定时广播发送，网络文件系统NFS通知网络AP的存在性，自定义资源终端CRDtion和AP建立Association时采用信标Beacon，自定义资源终端CRDtion通过Scan扫描到信标Beacon，获取AP的存在，在扫描时通过主动发送Probe来探寻AP是否存在；
1)当自定义资源CRD需要发送帧时，如果信道空闲，则待DIFS、DCF帧间间隔后，再随机退避发送数据；如果信道正被其它自定义资源CRD占用，则应在信道空闲后待DIFS再进行随机退避后发送。
2）密钥KCV扫描：云端通信物联网的通信网络文件系统NFS寻找密钥KCV，进而加入一个网络，当自定义资源CRD漫游时寻找一个新的，
通过被动密钥KCV侦听AP定期发送的信标Beacon帧来发现网络，信标Beacon帧包含该AP所属的BSS的信息及AP能力级，当未发现包含期望的SSID的BSS时，自定义资源CRD工作于IBSS状态；通过主动密钥KCV在每个信道上发送Probe request报文，从ProbeResponse中获取BSS信息。
（三）安全联网认证
第一步：经过无线控制器AC重定向到Portal Server，Portal Server推送认证页面；
第二步：向Portal Server发起连接请求；
第三步：Portal Server向无线控制器AC请求Challenge；
第四步：无线控制器AC分配Challenge给PortalServer；
第五步：Portal Server向无线控制器AC发起认证请求；
第六步：无线控制器AC进行RADIUS认证，获得RADIUS认证结果；
第七步：无线控制器AC向Portal Server送认证结果；
第八步：Portal Server将认证结果填入页面；
第九步：Portal Server回应确认收到认证结果的报文。
（四）异步熵流物联网
异步熵流通信利用空间信道资源获取空间增益提高频谱效率，在发射端和接收端分别采用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收,改善通信品质；
一个终端同时在相同频带中通过异步熵流与多位用户之间进行通信，运用多个独立的无线终端来提升每个终端的通信效能，将云端通信无线控制器AC的效能发挥，4台单一天线装置，分别为A,B,C,D同时与同一无线基地台建立通信连接，无线基地台在很短的时间内先向A通信，然后关闭与A的通信再与B开始通信，C和D要排队在后面，4天线网关只与3个装置同时通信，只设置最多三个装置同时进行通信，这三个装置可以共享4个空间流通道。
四、系统云端数据传输结构
物联网业务设置以下两种场景采用：一是家庭，终端通过集成系统接入，接入方式为WAN接入；二是企业：终端通过企业集成系统接入，通过企业路由器接入城域网；
组网采用VLAN区分业务流，单独为局域网业务规划独立的VLAN、PVC和SSID，这一组网方式可以有效区分业务及数据流，有利于实现各类业务的特定行为，易于实现通信业务的QoS保证，经过论证，针对各类业务场景下的通信业务，利用SSID、PVC、VLAN网络特征对业务进行区分处理，基于多VLAN方式实现多种业务的区分，有效区分各类业务流。
集成系统处理器充当路由器，使不同的VLAN作为LAN和WAN之间的虚拟接口，其中的数据传输被VLAN分离在交换核处理，两个TCP通信采用进程或者终端工作站，各自的初始序号ISN同步，同步通过各个携带有初始序号和1位同步序列编号SYN控制位的段之间的交换过程实现，成功连接选择初始序列并用握手交换初始序号，特定顺序为：
(1)A→B SYN：我的序号是；
(2)A←B ACK：你的序号是X；
(3)A←BSYN：我的序号是Y；
(4)B→AACK：你的序号是Y；
因为(2)和(3)合并在一个简单的消息中，连接双方通过3次握手/建立连接序号达到同步，地址解析协议ARP将一个已知的P地址解析或映射到网络文件系统NFS子层地址，以便能在多路访问介质上进行通信，比如以太网，IEEE802.3Ethernet。要为数据报确定一个目的地址，就必须检查ARP高速缓存表。
当发送请求的主机和目的主机共享同一介质或者线路时，用本地ARP对地址解析，在以太网中传输的数据包还包含目的IP地址和网络文件系统NFS地址，反向地址解析协议RARP依靠RARP服务器，在本地段用RARP来启动远端操作系统的加载程序。
采用存储与转发的交换，从Gigabit Ethernet端口收到数据包时，首先每一个端口进行地址自动学习，通过地址自动学习建立地址表,如过从该端口来的NFS帧的源地址已存在于地址表中，则在地址表更新该源地址，如果该端口来的NFS帧的源地址在地址表中找不到，则在地址表中记录下该源地址,然后在地址表中寻找该NFS帧目的地址所对应的物理端口，找到后将该NFS帧转发到其所对应的物理端口，如果在地址表中找不到和该目的地址所对应的物理端口，则通过设置动态链接库KDU的寄存器，来选择把从该端口来的NFS帧丢弃或者转发到所有端口，如果该系统配置虚拟VLAN，则查找动态链接库KDU中的VLANID表，看输入端口和转发端口是否在同一个VLAN中或者具有同一个VLANID号，如果属于同一个VLAN或者具有同一个VLANID号则转发该NFS帧，否则将丢弃该NFS帧。从Gigabit Ethernet端口收到数据包具体还包括：
（1）地址管理：动态链接库KDU交换芯片包含对网络文件系统NFS地址进行管理所需要的全部链表，新的entries通过自动学习,记录在地址表ARL中,地址表ARL通过外部处理器进行更新或者建立；
（2）服务级分类COS：动态链接库KDU交换芯片设置802.1P规范和 8级服务级，8级服务级的信息通过VLAN tag header中的3位实现，动态链接库KDU交换芯片每一个端口设置5级优先级输出缓冲队列，适应多媒体和实时事务处理，服务级别COS遵循优先级别，给服务级别低的队列提供底限带宽，在实时事务处中编写数据包所在队列的最大转发延迟时间。
（3）队头阻塞：基于数据包的队头阻塞，通过控制每一个端口上的每一个队列中的数据包数实现。
（4）数据包的生存时间：设置数据包生存时间管理机制，交换机从内存中删掉数据包，编写数据包的生存时间限。
（5）流量控制：设置后端压力Back Pressure流量控制，如果一个端口工作在半双工模式下，发送阻塞信号。
（6）数据包速率控制：通过在输入端口三个记数器上设置临界值，监测目标地址查询失败；当记数器记数超过设置的临界值时，丢失数据。
（7）端口镜像：在一个端口上安装检测头监测其它端口的输入和输出的信息流量，设置端口的任意镜像，某一端口上的输入和输出信息流量镜像到安装检测头的端口，以便进行监测。
（8）设置生成树：在基于端口VLAN表中设置生成树的状态位，控制处理器改变生成树的状态，动态链接库KDU交换芯片设置IEEE802.1S多生成树算法，每一个VLAN有一个生成树，Tagged数据包生成树组的定义在802.1Q Tagged VLAN表中进行,未加标签Untagged数据包生成树组的定义在基于端口的VLAN表中进行。
（9）设置IEEE802.1Q：设置IEEE802.1Q虚拟网络，设置基于端口的VLAN,通过VLANID把数据帧和属于该虚拟网VLAN的所有端口联系起来；设置基于802.1Q Tagged VLAN，从Tagged数据帧头中的VLANID获得虚拟网络的端口成员；通过选择丢弃任何未加标签Untagged数据帧或者优先Tagged数据帧的方式设置IEEE802.1Q。
（10）设置端口主干或者端口捆绑：建立单一的高速链路，每一个主干最多由8条速率完全相同的全双工链路构成，每一个动态链接库KDU交换设备最多可以建立6个主干,一个主干看成为一条逻辑链路。
（11）快速滤波处理器：通过设置实现L2到L7层的数据帧过滤，对端口的输入信息流量和输出信息流量进行过滤，过滤机制由两部分组成，一部分是过滤MASK，定义过滤段；另一部分是过滤规则表，定义过滤选择。
五、集成系统硬件结构
硬件主平台拓扑结构如图5所示：
（一）电源
为有效利用功耗，网络文件系统NFS设置3.3v和1.2v两组电压，采用稳压芯片LDO/稳压芯片PWM产生系统所需的主电源,另外一些电压值由芯片内部产生，节省外部电压转换元器件的成本。
输入电压的公差控制在+/-5%范围，采用8-bit NAND flash,其电源设计如图6所示，具体的设计参数如下：
DVDD=1.8V(for 1.8 VNAND flash)或 DVDD=3.3V(for3.3 V NAND flash)。
（二）复位和时钟设置
设置软复位和硬复位,硬复位将初始化所有的硬件电路,寄存器值及系统内存；软复位仅复位寄存器和内存；
采用单独25MHz时钟振荡器提供系统的参考时钟，主芯片内部的PLL产生不同频率的时钟输出给不同的数字和模拟电路；
上电复位时序如图7所示，系统上电后电源管理模块启用稳压芯片LDO/稳压芯片PWM，复位控制模块判断是冷复位还是热复位，如果是冷复位，控制模块调用安全传感信号去完成重启，时钟控制模块基于此执行XO时钟参数。
（三）PCI-E2.0/USB2.0/USB3.0设置
设置PCI-E2.0给系统提供充分增强的可扩展性,在同一条PCIe总线上的设备间直接通信,且并不会影响其它PCIe总线上设备间的数据通信；隶属于同一棵PCIe总线树上的PCIe设备直接通信，经过PCIe桥进行数据转发；PCIe设备通过仲裁获得PCIe总线的采用权后，才能进行数据传送，此时不需要处理器进行额外干预； PCIe链路采用8b/10b编码,串行方式进行数据传送， PCIe链路接口进行串并转换，实际有效数据传输速率是：5GbpsX8b/10b=4Gbps。
采用Vaux的网络文件系统NFS原因是为了降低功耗和缩短系统恢复时间，PCIe扩展采用二代、三代WiFi,扩展采用系统主处理器或者其它ASIC，或者SATA/RAID扩展芯片组。
PCIe采用预加重，信号的发射端在发送信号时对跳变bit加大幅度发送，部分补偿传输线路对高频成分的衰减；设计两个USB3.0口，向下兼容USB2.0，采用和PCle相同的ANSI8b/10b编码，8根线全双工方式工作。
网络文件系统NFS验证USB3.0的发送端物理层的发送信号质量，连接关系如图8所示，测试对象发出特定的测试码型，然后用示波器捕获波形对该信号进行眼图分析，测量信号的幅度、抖动、平均数据率及上升/下降时间。
USB3.0所在芯片的接收端内部提供连续时间线性均衡补偿高频损耗，示波器的测试点在一致性电缆和一致性电路板之后，连续测量1M个单位间隔，计算基于10e-12误码率的确定性抖动DJ、随机抖动RJ和整体抖动TJ后，处理均衡器，观察分析眼图及其参数。
（四）WiFi子模块设置
采用双进双出双带云端通信无线控制器AC和云端通信n无线子模块，云端通信和云端通信之间灵活配置，云端通信无线控制器AC的最重要的增强是多用户异步熵流，让无线接入点在同一时间向多个客户端传输数据。
（五）Ethernet子模块设置
交换芯片组集成5个10/100/1000Mbps的Gigabit Ethernet Ports，完成L2交换，L2-L7层过滤，集成1Mbytes的内部数据Buffer，同时提供标准外部SDRAM接口以便增大数据Buffer，设置802.1Q,802.1D,802.1P,802.1S的网络协议，提供端口主干、端口镜像、端口堆叠,VLAN生成树。
（六）PCB设置
高速信号在FR4材质PCB上传输损耗，采用四层PCB叠层设计，如图9所示：
1 oz Cu=1.40152mil，1/2oz Cu=0.7mil；
FR4层厚度的误差控制范围4.5mil+/-0.4mil。
六、测试分析
(1)在多客户端性能测试中,测试平台采用多达100个实际的无线客户端来对集成系统进行压力测试，测试规模逐渐增加，从10个无线客户端开始测试，每次测试递增10个无线客户端，直到达到100个无线客户端，从而分析无线接入点的性能一致性。测试过程中连接到2.4GHz和5GHz两个频段的云端通信和云端通信无线客户端的混合比例为70%/30%。测试结果表明，此集成系统不仅保持了高密度多客户端接入时最高的吞吐量，更重要的是它可以为每个无线客户端提供相当公平的服务。
(2）本申请异步熵流是云端通信的亮点，它适度提升无线网络的性能表现，异步熵流不会增加最大吞吐量，而是可以更好的利用集成系统的发射机，集成系统比无线客户端具有多个发射机，异步熵流允许这些额外的发射机在同一时间发送数据到其它客户端。本集成系统在这方面表现出色， 异步熵流产生了1.7倍至1.9倍的增益。
(3）无线吞吐超出1Gbps时的链路聚合测试。此集成系统是否有可能实现会达到或者超过1Gbps的吞吐量大关。通过其干兆以太网端口采用链路聚合（LAG）模式连接交换机。一个四空间流客户端连接在5GHz，一个三个空间流客户端连接在2.4GHz。尽管该测试并不是实际部署中的场景，更像是一个理想的科研测试场景，但是能很好的验证集成系统到底具备什么样的理想场景下的高性能。测试结果证明集成系统能超过1Gbps吞吐量。
Claims (5)
1.应用于物联网大吞吐量云端计算会议的通信集成方法，其特征在于，通过有线/无线通信使得物-物联网，将各类信息通过传感器即时感知获取物理世界的状态传输到后台的信息系统处理服务器做云端计算、海量数据分析和处理，再将控制信息回传给控制器、进行各类精细准确调控，实现智能化识别、定位、跟踪和监控智能管理；具体包括以下步骤：
S1：设置物联网云端集成系统架构：
物联网云端集成系统的架构基于有线和无线通信连接，采用big.LITTLE配置Cortex-A8和Cortex-A16八核ARM处理器，两组2X2射频，千兆以太网，无线传输速率1730Mbps,采用多用户多输入多输出，多终端并行下行，集成系统设置USB3.0、PCI-E、SD/eMMC端口和以太网高速接口扩展；经由IoT平台改进设置，实现自动云端连接；
所述物联网云端集成系统的硬件结构在降低功耗、缩小体积、加强处理能力、提高传感精度与硬件设计方面分别进行针对性改进，包括：电源、复位和时钟设置、PCI-E2.0/USB2.0/USB3.0端口设置、WiFi子模块设置、Ethernet子模块设置和PCB设置；
S2：设置云端通信物联网的云端通信协议与物联云；通过优化管理程序、服务程序及无线/有线驱动程序，具体包括：
基于跨层联合优化，将数据链路层自动重发请求协议ARQ和物理层的自适应调制进行统筹考虑联合，采用物联云跨层分组调度算法，基于物理层的信道状况和媒体接入控制子层的排队时延，分别为实时业务用户和非实时业务用户的排队时延构建相应的效用函数，计算每个用户在子载波上的优先级，从中选出具有最大优先级的用户，然后，根据相同的调度算法，再分配下一个子载波，直到所有的子载波分配完毕为止，分配到子载波的用户在其对应的异步熵流信道上传输数据；结合物理层自适应调制和链路层自动请求重发,利用链路层的误包率和信道估计参数计算自适应调制门限；
所述跨层优化过程为：来自上一层的数据包经过CRC编码后进入发送缓冲，依照反馈得到的调制方式参数对每个子载波进行自适应调制，然后调制数据经发送两组时空分组码和正交频分复用技术OFDM调制后由两根发射天线送出，接收方先进行正交频分复用技术OFDM解调，然后对两根天线接收到的数据进行最大比合并，最大译码后将结果存入接收缓存；
S3：设置云端通信物联网的通信网络文件系统NFS层访问机制；对所有连接节点及数据实现远端管理和控制，实现物联网数据获取，具体包括：
信标Beacon帧定时广播发送，网络文件系统NFS通知网络AP的存在性自定义资源终端CRDtion和AP建立关联Association时采用信标Beacon，自定义资源终端CRDtion通过Scan扫描到信标Beacon，获取AP的存在，在扫描时通过主动发送Probe来探寻AP是否存在；
当自定义资源CRD需要发送帧时，如果信道空闲，则待DIFS、DCF帧间间隔后，再随机退避发送数据；如果信道正被其它自定义资源CRD占用，则应在信道空闲后待DIFS再进行随机退避后发送；
密钥KCV扫描：云端通信物联网的通信网络文件系统NFS寻找密钥KCV，进而加入一个网络，当自定义资源CRD漫游时寻找一个新的密钥KCV，通过被动密钥KCV侦听AP定期发送的信标Beacon帧来发现网络，信标Beacon帧包含该AP所属的BSS的信息及AP能力级，当未发现包含期望的SSID的BSS时，自定义资源CRD工作于IBSS状态；通过主动密钥KCV在每个信道上发送Probe request报文，从Probe Response中获取BSS信息；
S4：设置云端通信物联网的安全联网认证：
S401：经过无线控制器AC重定向到Portal Server，Portal Server推送认证页面；
S402：向Portal Server发起连接请求；
S403：Portal Server向无线控制器AC请求Challenge；
S404：无线控制器AC分配Challenge给PortalServer；
S405：Portal Server向无线控制器AC发起认证请求；
S406：无线控制器AC进行RADIUS认证，获得RADIUS认证结果；
S407：无线控制器AC向Portal Server送认证结果；
S408：Portal Server将认证结果填入页面；
S409：Portal Server回应确认收到认证结果的报文；
S5：设置云端通信物联网的异步熵流物联网，云端通信无线控制器AC标准多维度增加扩展，提升整体数据传输速率和吞吐量，通过多用户异步熵流同时将数据发送至多个客户端，让网络具有更高的效率；采用波束成型和多用户分集方法，将信号在时域、频域和空域三个维度上分成三部分，具体包括：
异步熵流通信利用空间信道资源获取空间增益提高频谱效率，在发射端和接收端分别采用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收,改善通信品质；
一个终端同时在相同频带中通过异步熵流与多位用户之间进行通信，运用多个独立的无线终端来提升每个终端的通信效能，将云端通信无线控制器AC的效能发挥，4台单一天线装置，分别为A,B,C,D同时与同一无线基地台建立通信连接，无线基地台在很短的时间内先向A通信，然后关闭与A的通信再与B开始通信，C和D要排队在后面，4天线网关只与3个装置同时通信，只设置最多三个装置同时进行通信，这三个装置可以共享4个空间流通道；
S6：设置物联网云端集成系统与云端通信物联网的数据传输结构，具体包括：
物联网业务设置以下两种场景采用：一是家庭，终端通过集成系统接入，接入方式为WAN接入；二是企业：终端通过企业集成系统接入，通过企业路由器接入城域网；
组网采用VLAN区分业务流，单独为局域网业务规划独立的VLAN、PVC和SSID，利用SSID、PVC、VLAN网络特征对业务进行区分处理，基于多VLAN方式实现多种业务的区分，有效区分各类业务流；
集成系统处理器充当路由器，使不同的VLAN作为LAN和WAN之间的虚拟接口，其中的数据传输被VLAN分离在交换核处理，两个TCP通信采用进程或者终端工作站，各自的初始序号ISN同步，同步通过各个携带有初始序号和1位同步序列编号SYN控制位的段之间的交换过程实现，成功连接选择初始序列并用握手交换初始序号，特定顺序为：
(1)A→B SYN：我的序号是；
(2)A←B ACK：你的序号是X；
(3)A←BSYN：我的序号是Y；
(4)B→AACK：你的序号是Y；
因为(2)和(3)合并在一个简单的消息中，连接双方通过3次握手/建立连接序号达到同步，地址解析协议ARP将一个已知的P地址解析或映射到网络文件系统NFS子层地址，以便能在多路访问介质上进行通信，检查ARP高速缓存表，为数据报确定一个目的地址；
当发送请求的主机和目的主机共享同一介质或者线路时，用本地ARP对地址解析，在以太网中传输的数据包还包含目的IP地址和网络文件系统NFS地址，反向地址解析协议RARP依靠RARP服务器，在本地段用RARP来启动远端操作系统的加载程序；
采用存储与转发的交换，从Gigabit Ethernet端口收到数据包时，首先每一个端口进行地址自动学习，通过地址自动学习建立地址表,若从该端口来的NFS帧的源地址已存在于地址表中，则在地址表更新该源地址，如果该端口来的NFS帧的源地址在地址表中找不到，则在地址表中记录下该源地址,然后在地址表中寻找该NFS帧目的地址所对应的物理端口，找到后将该NFS帧转发到其所对应的物理端口，如果在地址表中找不到和该目的地址所对应的物理端口，则通过设置动态链接库KDU的寄存器，来选择把从该端口来的NFS帧丢弃或者转发到所有端口，如果该系统配置虚拟VLAN，则查找动态链接库KDU中的VLANID表，看输入端口和转发端口是否在同一个VLAN中或者具有同一个VLANID号，如果属于同一个VLAN或者具有同一个VLANID号则转发该NFS帧，否则将丢弃该NFS帧；从Gigabit Ethernet端口收到数据包具体还包括：
地址管理：动态链接库KDU交换芯片包含对网络文件系统NFS地址进行管理所需要的全部链表，新的entries通过自动学习,记录在地址表ARL中,地址表ARL通过外部处理器进行更新或者建立；
服务级分类COS：动态链接库KDU交换芯片设置802.1P规范和 8级服务级，8级服务级的信息通过VLAN tag header中的3位实现，动态链接库KDU交换芯片每一个端口设置5级优先级输出缓冲队列，适应多媒体和实时事务处理，服务级别COS遵循优先级别，给服务级别低的队列提供底限带宽，在实时事务处中编写数据包所在队列的最大转发延迟时间；
队头阻塞：基于数据包的队头阻塞，通过控制每一个端口上的每一个队列中的数据包数实现；
数据包的生存时间：设置数据包生存时间管理机制，交换机从内存中删掉数据包，编写数据包的生存时间限；
流量控制：设置后端压力Back Pressure流量控制，如果一个端口工作在半双工模式下，发送阻塞信号；
数据包速率控制：通过在输入端口三个记数器上设置临界值，监测目标地址查询失败；当记数器记数超过设置的临界值时，丢失数据；
端口镜像：在一个端口上安装检测头监测其它端口的输入和输出的信息流量，设置端口的任意镜像，某一端口上的输入和输出信息流量镜像到安装检测头的端口，以便进行监测；
设置生成树：在基于端口VLAN表中设置生成树的状态位，控制处理器改变生成树的状态，动态链接库KDU交换芯片设置IEEE802.1S多生成树算法，每一个VLAN有一个生成树，Tagged数据包生成树组的定义在802.1Q Tagged VLAN表中进行,未加标签Untagged数据包生成树组的定义在基于端口的VLAN表中进行；
设置IEEE802.1Q：设置IEEE802.1Q虚拟网络，设置基于端口的VLAN,通过VLAN ID把数据帧和属于该虚拟网VLAN的所有端口联系起来；设置基于802.1Q Tagged VLAN，从Tagged数据帧头中的VLANID获得虚拟网络的端口成员；通过选择丢弃任何未加标签Untagged数据帧或者优先Tagged数据帧的方式设置IEEE802.1Q；
设置端口主干或者端口捆绑：建立单一的高速链路，每一个主干最多由8条速率完全相同的全双工链路构成，每一个动态链接库KDU交换设备最多可以建立6个主干,一个主干看成为一条逻辑链路；
快速滤波处理器：通过设置实现L2到L7层的数据帧过滤，对端口的输入信息流量和输出信息流量进行过滤，过滤机制由两部分组成，一部分是过滤MASK，定义过滤段；另一部分是过滤规则表，定义过滤选择。
2.根据权利要求1所述应用于物联网大吞吐量云端计算会议的通信集成方法，其特征在于，所述物联网云端集成系统的架构还包括：采用有线与无线通信的交互式结合，将动态链接库KDU进一步分为：一部分是物理层集聚流程,将NFS帧映射到传输介质；另一部分则是物理媒体：发/传送帧、PLCP跨网络文件系统NFS和动态链接库KDU；
采用智能转发扩展本地转发和集中转发, 集中转发模式中，集成系统与接入控制器之间建立数据隧道传输用户数据帧，所有的用户数据均由接入控制器转发；本地转发模式中,用户的数据帧直接由集成系统解析并转发，网管、安全、认证、漫游、QoS、负载均衡、流控功能由集成系统执行，用户数据帧直接通过集成系统本地转发；
用户的报文分为管理帧和数据帧，用户管理帧包括云端通信管理、控制报文，协议报文，集成系统将这些报文通过隧道转发给控制器集中处理，并进行漫游、认证；用户数据帧包括云端通信无线报文与有线以太网报文，报文在集成系统本地进行解析、封装处理后，直接由集成系统进行转发；
当帧送至无线接口时先计算帧检验序列FCS，然后再经RF或者R链路传送出去，接收端则对收到的帧计算帧检验序列FCS，然后与记录在帧中的帧检验序列FCS辨别，如果一致，则该帧在传送过程中完整，如果帧的帧检验序列FCS有误则即予以丢弃，否则传递给上层协议处理，通过完整性校验的帧接收端送出确认信息。
3.根据权利要求1所述应用于物联网大吞吐量云端计算会议的通信集成方法，其特征在于， Big.LITTLE配置：两个集群中每个集群两个处理器，匹配形成高性能big.LITTLE配置，A8和A16的L2缓存探测采用CoreLink，GIC中断控制器处理虚拟化和中断的分布，实现big.LITTLE,ARMIP包括GIC-400可编程中断控制器，CoreLinkCCI-400互联和连贯的二级缓存，处理器核的数量ARM授权，GIC-400中断控制器预判两个处理器群，并且直接中断活跃群，当A16运行在较低性能点时，系统切换到A8核运行， A8群在低功耗上优化扩展低于A16的工作功率范围；
在A8群有设置L2缓存,整个A8群为功耗做优化，通过对A8的MPCore配置，交叉点处性能较高，允许A8群运行较多任务。
4.根据权利要求1所述应用于物联网大吞吐量云端计算会议的通信集成方法，其特征在于，ARM双集群运行模式：在初始化过程中，两组处理器都激活一段时间，在运行时间段，新激活的即将工作处理器的缓存被侦测总线填充，捕获的数据由即将释放的处理器驱逐，调度器软件定义的重叠时间可编程，两组处理器完整的切换时间200至300微秒，处理器状态为只处理开关状态时，发生切换的周期小于20000微秒；
电源管理软件无痕迹执行从A16到A8处理器的转换返回过程，驱动虚拟化访问寄存器，big.LITTLE设置A8和A16核交替采用，任务调度程序获取这两组核的相对性能权重关系，为A8核调度轻量级线程，A16调度重量级线程；
处理器与通信模块之间运行数据流，A16的一个核用于WiFi 5GHz数据流处理，NFS_A即为5GHz状态信息；另一个核用于WiFi2.4GHz数据流处理，NFS_B即为2.4GHz状态信息。
5.根据权利要求1所述应用于物联网大吞吐量云端计算会议的通信集成方法，其特征在于，所述物联网云端集成系统的硬件结构包括：
（一）电源
系统中网络文件系统NFS设置3.3v和1.2v两组电压，采用稳压芯片LDO/稳压芯片PWM产生系统所需的主电源,另外一些电压值由芯片内部产生；
输入电压的公差控制在+/-5%范围，采用8-bitNANDflash, 具体的设计参数如下：
DVDD=1.8V(for 1.8 VNAND flash)或 DVDD=3.3V(for3.3 V NAND flash)；
（二）复位和时钟设置
设置软复位和硬复位,硬复位将初始化所有的硬件电路,寄存器值及系统内存；软复位仅复位寄存器和内存；
采用单独25MHz时钟振荡器提供系统的参考时钟，主芯片内部的PLL产生不同频率的时钟输出给不同的数字和模拟电路；
系统上电后电源管理模块启用稳压芯片LDO或稳压芯片PWM，复位控制模块判断是冷复位还是热复位，如果是冷复位，控制模块调用安全传感信号去完成重启，时钟控制模块基于此执行时钟振荡器XO的参数；
（三）PCI-E2.0/USB2.0/USB3.0设置
设置PCI-E2.0给系统提供充分增强的可扩展性,在同一条PCIe总线上的设备间直接通信,且并不会影响其它PCIe总线上设备间的数据通信；隶属于同一棵PCIe总线树上的PCIe设备直接通信，经过PCIe桥进行数据转发；PCIe设备通过仲裁获得PCIe总线的采用权后，才能进行数据传送； PCIe链路采用8b/10b编码,串行方式进行数据传送， PCIe链路接口进行串并转换，实际有效数据传输速率是：5GbpsX8b/10b=4Gbps；
PCIe采用预加重，信号的发射端在发送信号时对跳变bit加大幅度发送，部分补偿传输线路对高频成分的衰减；设计两个USB3.0口，向下兼容USB2.0，采用和PCle相同的ANSI8b/10b编码，8根线全双工方式工作；
网络文件系统NFS验证USB3.0的发送端物理层的发送信号质量，测试对象发出特定的测试码型，然后用示波器捕获波形对该信号进行眼图分析，测量信号的幅度、抖动、平均数据率及上升/下降时间；
USB3.0所在芯片的接收端内部提供连续时间线性均衡补偿高频损耗，示波器的测试点在一致性电缆和一致性电路板之后，连续测量1M个单位间隔，计算基于10e-12误码率的确定性抖动DJ、随机抖动RJ和整体抖动TJ后，处理均衡器，观察分析眼图及其参数。
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