无线传感器复习题
无线传感器网络原理及方法复习题
1.简述无线网络介质访问控制方法CSMA/CA的工作原理CSMA/CA机制:当某个站点(源站点)有数据帧要发送时,检测信道。
若信道空闲,且在DIFS时间内一直空闲,则发送这个数据帧。
发送结束后,源站点等待接收ACK确认帧。
如果目的站点接收到正确的数据帧,还需要等待SIFS时间,然后向源站点发送ACK确认帧。
若源站点在规定的时间内接收到ACK确认帧,则说明没有发生冲突,这一帧发送成功。
否则执行退避算法。
2.802.11无线LAN提供的服务有哪些?•802.11规定每个遵从该标准的无线局域网必须提供9种服务,这些服务分为两类,5种分布式服务和4种站服务。
分布式服务涉及到对单元(cell)的成员关系的管理,并且会与其它单元中的站点进行交互。
由AP提供的5种服务将移动节点与AP关联起来,或者将它们与AP解除关联。
•⑴建立关联:当移动站点进入一个新的单元后,立即通告它的身份与能力。
能力包括支持的数据速率、需要PCF服务和功率管理需求等。
AP可以接受或拒绝移动站点的加入。
如果移动站点被接受,它必须证明它自己的身份。
•⑵解除关联。
无论是AP还是站点都可以主动解除关联,从而中止它们之间的关系•⑶重建关联。
站点可以使用该服务来改变它的首选AP 。
•⑷分发。
该服务决定如何将发送到AP的帧发送出去。
如果目的站在同一个AP下,帧可以被直接发送出去,否则必须通过有线网络转发。
•⑸集成。
如果一个帧需要通过一个非802.11网络(具有不同的编址方案或帧格式)传输,该服务可将802.11格式转换成目的网络要求的格式站服务4种站服务用于管理单元内的活动。
•⑴身份认证。
当移动站点与AP建立了关联后, AP会向移动站点发送一个质询帧,看它是否知道以前分配给它的密钥;移动站点用自己所知道的密钥加密质询帧,然后发回给AP ,就可以证明它是知道密钥的;如果AP检验正确,则该移动站点就会被正式加入到单元中。
•⑵解除认证。
一个以前经过认证的站想要离开网络时,需要解除认证。
无线传感网络技术题库
《无线传感网络技术》复习资料一、选择题1、I/O 端口的输出电压为(B ) A. 3V B. 3.3V C. 5V D. 12V2、ZigBee 网络中存在设备类型不包括(B )。
A.协调器 B.无线网卡C.终端设备D.路由器3、实验板上LED1和LED2与CC2530的连接如下图所示,LED1和LED2的负极端分别通过一个限流电阻连接到地(低电平),它们的正极端分别连接到CC2530的(A )端口。
A. P1_0 与 P1_1 B. P1_1 与 1_2 C. P1_0 与4、basicRfCfg_t 数据结构中的PanId 成员是(C )。
A.发送模块地址 B.接收模块地址 C.网络ID D.通信信道5、引起中断的原因或是发出中断申请的来源叫做中断源。
CC2530共有(D )个中断源。
A.5 B. 12 C. 16 D. 186、basicRfCfg_t 数据结构中的channel 成员是(D )。
A.发送模块地址B.接收模块地址C.网络IDD.通信信道 7、在 basicRf 无线发送数据时,“basicRfConfig.myAddr :SWITCH_ADDR;” 的作用是(A )。
A.配置本机地址B.配置发送地址C.配置发送数据D.配置接收数据8、无线传感器网络的基本要素不包括(C )。
A .传感器B .感知对象C .无线APD .观察者9、二进制数110011011对应的十六进制数可表示为( C ). A. 192H B. C90H C. 19BH D. CA0H10、定时器1是一个()定时器,可在时钟()递增或者递减计数。
C A . 8位,上升沿B . 8位,上升沿或下降沿C . 16位,上升沿或下降沿D . 16位,下降沿11、basicRfCfg_t 数据结构中的panld 成员是(C )。
A .发送模块地址B .接收模块地址C .网络IDD .通信信道12、十进制数126 其对应的十六进制可表示为( D ).LEp 8M Ml LEDP1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7A. 8 FB. 8 EC. F ED. 7 E 13、basicRfCfg_t数据结构中的channel成员是(D )。
无线传感器网络复习(1-3章)(DOC)
复习题型:共计38~39题,计算题较少,原理题很多(1)选择题15’(2)填空题10’(3)名词解释3’x5(4)作图题10’x1(5)问答题20’x1(根据原理应用自主进行选择作答)第1章1.P3图1.1 无线网络的分类2.无线传感器的定义P3无线传感器网络(WSN)是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息,并报告给用户。
无线传感器网络的三个基本要素:传感器、感知对象、用户;无线传感器网络的基本功能:协作式的感知、采集、处理和发布感知信息。
3.P4图1.2 现代信息技术与无线传感器网络之间的关系无线传感器网络三个功能:数据采集、处理和传输;对应的现代信息科技的三大基础技术:传感器技术、计算机技术和通信技术;对应的构成了信息系统的“感管”、“大脑”和“神经”。
4.P5 P6★图1.3 无线传感器网络的宏观架构传感器网络网关原理是什么?无线传感器通常包括传感器节点(sensor node),汇聚节点(sink node)和管理节点(manager node)。
汇聚节点有时也称网关节点、信宿节点。
传感器节点见后2要点介绍。
Sink node:网关节点通过无线方式接收各传感器节点的数据并以互联网、移动通信网等有线的或无线的方式将数据传送给最终用户计算机。
网关汇聚节点只需要具有处理器模块和射频模块、通过无线方式接收探测终端发送来的数据信息,再传输给有线网络的PC或服务器。
汇聚节点通常具有较强的处理能力、存储能力和通信能力,它既可以是一个具有足够能量供给和更多内存资源与计算能力的增强型传感器节点,也可以是一个带有无线通信接口的特殊网关设备。
汇聚节点连接传感器网络和外部网络。
通过协议转换实现管理节点与传感器网络之间的通信,把收集到的数据信息转发到外部网络上,同时发布管理节点提交的任务。
5.传感器网络节点的组成P5图1.4 传感器网络节点的功能模块组成传感器网络节点由哪些模块组成?---作图、简答传感器模块负责探测目标的物理特征和现象,计算机模块负责处理数据和系统管理,存储模块负责存放程序和数据,通信模块负责网络管理信息和探测数据两种信息的发布和接受,电源模块负责节点供电,节点由嵌入式软件系统支撑,运行网络的五层协议。
无线传感器网络期末考试及答案
无线传感器网络期末考试及答案无线传感器网络期末考试一、多选1、以下哪些内容属于无线传感器网络(WSN)的特征:(A)网络无需定期维护(B)网络可实时数据处理(C)网络采用有源无线技术(D)网络有功耗要求A、B、C、D2、无线传感器网络的应用场景中,属于智能家居的是:(A)家庭结构物监测(B)地震舆情分析(C)太阳能系统监测(D)水文遥测A、C、D3、以下属于无线传感器网络通信协议的是:(A)IEEE802.15.4(B)Mqtt(C)HTTP(D)CoAPA、B、D4、以下属于无线传感器网络的传输技术的是:(A)蓝牙(B)Wi-Fi(C)短波(D)传感器网格A、B、D二、判断1、ZigBee 技术可实现的是低延迟的低功耗的实时信息传输正确2、无线传感器网络可通过采用多种不同通信协议实现与其它网络的混合通信正确三、简答1、请比较低功耗无线传感器网络中的基础微电子种类特性低功耗无线传感器网络中使用的基础微电子,种类包括嵌入式处理器、无线通信芯片、传感器、可编程判断及控制IC,它们有一些共同的特性:必须具备低功耗、小尺寸和低成本的特性,为无线传感器网络的部署和操作能够满足要求的电源、信号传输能力和智能处理能力。
2、请描述网络安全技术在无线传感器网络中的应用在无线传感器网络中,为了保证大量的传感器节点能够安全地传输数据,应用网络安全技术是十分重要的。
因此,网络安全技术在无线传感器网络中应用非常广泛,对于多种传感器类型的信息安全有着重要的意义。
有了网络安全技术,传感器网络的访问控制,安全认证,数据保密,数据完整性和日志记录等方面都可以得到有效保护,从而增强网络安全性,避免恶意攻击及实时回应潜在的安全威胁。
无线传感器复习题
第一章1.无线传感器节点一般包括那三种组件无线模块、传感模块、可编程模块2.ZigBEE 标准定义了哪几种传输方式?周期数据传输、间歇性数据传输、重复低时延传输3.无线传感器网络概念无线传感器网络(Wireless Sensor Network ,WSN)是一种全新的信息获取平台,能够实时监测和采集网络分布区域各种检测对象的信息,并将这些信息发送到网关节点,以实现复杂的指定围目标检测与跟踪,具有快速展开,抗毁性强等特点,有着广阔的应用前景。
4.传感器网络的三个基本要素:传感器,感知对象,观察者5.三种主要的标准化:ZigBEE 标准、WirelessHART 标准、6LowPAN 标准第二章无线传感器网络主要在以下6个应用领域得到了迅速发展1.军事应用2.环境应用3.医疗应用4.家庭应用5.工业应用6.智慧城市第三章1.简述影响传感网设计的因素有哪些?A. 硬件限制、B.容错(可靠性)、C. 可扩展性、D. 生产成本、E. 传感网拓扑、F. 操作环境(应用)、G. 传输媒介、H. 能量消耗(生命周期)2.无线传感设备有哪几个基本部件组成的?每个部件的主要作用是什么?传感单元:感应单元具有从外界收集信息的能力。
根据观察到的现象,传感器产生模拟信号,然后被ADC 转换成数字信号,送入处理单元。
处理单元:控制传感器节点执行感知操作、运行相应的算法并控制与其他节点无线通信的整个过程。
收发机单元:实现两个传感器节点间的通信。
能量单元:为传感器节点的每个部件供电。
定位系统:提供传感器节点的物理位置。
移动装置:与传感单元协作,完成操作,并由处理单元控制传感器节点的移动。
供能装置:热能、动能和振动能量的能源采集技术来产生能量。
3.无线传感器网络预部署策略应满足那些需要?(1)、减少安装成本(2)、消除任何预组织与预计划的成本(3)、增加组织的灵活性(4)、提升自组织与容错性能4.对于一个收发机而言,数据通信功耗简单模型有哪几部分构成?发射机输出的功率、收发机电子器件消耗的能量5.请写出发射机和接收机简化能量模型的功耗计算公式。
无线传感器网络复习题
无线传感器网络复习题1、简要描述WSN的网络结构及传感器节点结构;2、传感器节点在实现各种网络协议和应用系统时,存在哪些限制3、传感器网络的主要特点有哪些请列举四个;4、传感器网络涉及多学科交叉的研究领域,有非常多的关键技术有待研究;请列举其中5个关键技术;5、与传统网络的路由协议相比,无线传感器网络的路由协议具有哪些特点6、图所示的网络中,大写字母表示节点,如节点A,节点右侧括号内的数字表示节点的可用能量;图中的双向线表示节点之间的通信链路,链路上的数字表示在该链路发送数据消耗的能量;源节点是一般功能的传感器节点,完成数据采集下作;汇聚节点是数据发送的目标节点;如果采用最小能量消耗路由和最小跳数路由,请给出路径;7、定向扩散DD是WSN中一种基于查询的路由机制,请给出DD的三个阶段,并简要说明;8、在设计WSN MAC协议时,造成网络能量浪费的主要原因是什么9、在S-MAC中,相邻节点之间如何维持睡眠/侦听的调度周期的同步10、在T-MAC中,如何动态调整活动/睡眠时间,减少空闲侦听11、DMAC在设计中的核心思想是什么12、WSN拓扑控制的主要研究问题是什么13、简述LEACH算法的工作过程及其簇头选举方法;14、在拓扑控制算法TopDisc中,利用颜色来区分节点的状态,从而形成骨干网拓扑结构;如下图所示的网络,请利用三色算法,标记节点的颜色;15、IEEE 802.15.4中,根据设备具有的通信功能,可分为哪两类设备IEEE 802.15.4有哪两种通信模式16、IEEE 802.15.4在物理层提供几个通信频段每个频段有几个信道17、为什么无线传感器网络需要节点定位简述基于距离的定位算法三边测量算法、三角测量算法的工作原理18、举例说明一种与距离无关的定位算法;19、简要描述近似三角形内点测试法APIT进行定位的基本思想和具体步骤;20、在NTP协议中,需要同步的客户端首先发送时间请求消息,然后服务器回应包含时间信息的应答消息;T1表示客户端发送时间请求消息的时间以客户端的时间系统为参照,T2表示服务器收到时间请求消息的时间以服务器的时间系统为参照,T3表示服务器回复时间应答消息的时间以服务器的时间系统为参照,T4表示客户端收到时间应答消息的时间以客户端的时间系统为参照,δ1和δ2分别表示时间请求消息和时间应答消息在网上传播所需要的时间;假设时间请求消息和时间应答消息在网上传播的时间相同,即δ1=δ2,求出客户端时钟和服务器时钟的差值,客户端时钟该如何调整21、NTP协议中消息传输延迟分为哪些部分22、简述WSN时间同步协议RBS的同步机制;23、WSN的安全协议SPINS中,通过什么方法实现加密数据的语义安全性24、WSN的安全协议SPINS中,节点A和节点B之间需要安全通信,但初始时两个节点没有任何的共享秘密,所以它们决定通过彼此都信任的基站来协助建立安全通道;假设A和B都与基站S存在共享密钥K AS和K BS,则A、B之间如何建立安全通道25、简述WSN安全的广播认证协议μTESLA的基本思想;26、简述随机密钥预分配的基本原理和三个步骤;27、在下图中,用一些小黑点表示若干节点;每个节点有2个单位的通信范围;位置在0, 0的灰色节点如何用GPSR协议发送数据包给位于坐标9, 9的灰色节点指出需要经过的节点; 28.假设网络拓扑图如下图所示,圆圈表示每个节点的通信和干扰范围,也就是说,每个节点能够侦听到邻近的左右节点;不采用RTS/CTS方式a节点B正在向A发送数据,节点C想要与D通信;是否允许C与D进行通信例如,是否会发生碰撞C最终能否进行此次通信b节点C正在向B发送数据,节点E想要与D通信,是否允许E进行此次通信E能否进行此次通信c节点A正在向B发送数据,节点D正在向C发送数据,同时还可以允许哪些节点进行通信d节点A正在向B发送数据,节点E正在向F发送数据,同时还可以允许哪些节点进行通信29、传感器网络应用设计1、桥梁、建筑物的结构监测2、环境检测3、跟踪定位。
无线传感器网络复习(1_3章)
题型:共计38~39题,计算题较少,原理题很多(1)选择题15’(2)填空题10’(3)名词解释3’x5(4)作图题10’x1(5)问答题20’x1(根据原理应用自主进行选择作答)第1章1.P3图1.1 无线网络的分类2.无线传感器的定义P3无线传感器网络(WSN)是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域感知对象的监测信息,并报告给用户。
无线传感器网络的三个基本要素:传感器、感知对象、用户;无线传感器网络的基本功能:协作式的感知、采集、处理和发布感知信息。
图1.2 现代信息技术与无线传感器网络之间的关系无线传感器网络三个功能:数据采集、处理和传输;对应的现代信息科技的三大基础技术:传感器技术、计算机技术和通信技术;对应的构成了信息系统的“感管”、“大脑”和“神经”。
4.P5 P6★图1.3 无线传感器网络的宏观架构传感器网络网关原理是什么?无线传感器通常包括传感器节点(sensor node),汇聚节点(sink node)和管理节点(manager node)。
汇聚节点有时也称网关节点、信宿节点。
传感器节点见后2要点介绍。
Sink node:网关节点通过无线方式接收各传感器节点的数据并以互联网、移动通信网等有线的或无线的方式将数据传送给最终用户计算机。
网关汇聚节点只需要具有处理器模块和射频模块、通过无线方式接收探测终端发送来的数据信息,再传输给有线网络的PC或服务器。
汇聚节点通常具有较强的处理能力、存储能力和通信能力,它既可以是一个具有足够能量供给和更多存资源与计算能力的增强型传感器节点,也可以是一个带有无线通信接口的特殊网关设备。
汇聚节点连接传感器网络和外部网络。
通过协议转换实现管理节点与传感器网络之间的通信,把收集到的数据信息转发到外部网络上,同时发布管理节点提交的任务。
5.传感器网络节点的组成P5图1.4 传感器网络节点的功能模块组成传感器网络节点由哪些模块组成?---作图、简答传感器模块负责探测目标的物理特征和现象,计算机模块负责处理数据和系统管理,存储模块负责存放程序和数据,通信模块负责网络管理信息和探测数据两种信息的发布和接受,电源模块负责节点供电,节点由嵌入式软件系统支撑,运行网络的五层协议。
《无线传感器网络》复习题2016
第二部分无线传感器网络一、概述1、WSN的体系结构、节点的体系结构、协议栈2、WSN的特点3、WSN的关键技术二、WSN设计影响因素1、WSN设计中主要的影响因素有哪些?2、IEEE802.15.4使用的ISM频段三个中心频率,调制方式3、形成传感器节点功耗的三个主要部分是?4、节点功耗能量模型及其每部分的含义三、物理层1、常用的两种扩频技术2、信源编码和信道编码有什么区别3、正弦波调制的方案公式4、三种调制方式5、IEEE802.15.4采用的调制方式有什么6、无线信道中形成失真的主要原因有哪些7、什么叫多径效应,对无线信道带来哪些影响8、信道的差错率包含哪两方面的含义?9、信噪干扰比(SNIR)与信道质量的关系如何?10、圆盘图表单元模型和统计信道模型哪种更能真实的反映WSN的信道特性?为什么?11、无线信道中信号衰减的计算。
四、MAC层1、简述CSMA/CA机制的基本原理2、IFS、DIFS、SIFS之间的关系,为什么要引入DIFS、SIFS3、网络分配向量(NAV)机制的原理,为什么说它是WSN协议中最实用的一种机制4、S-MAC的工作原理5、B- MAC的工作原理6、B-MAC中空闲信道评估(CCA)机制目标是解决什么问题7、CC-MAC通过迭代节点选择算法(INS)来获得两个高度相关节点的最大距离,其最终的目的是什么?8、构成TRAMA协议的3个主要机制是什么,分别完成什么主要功能五、差错控制1、WSN的差错控制方式有哪些?各自的工作原理2、HARQ技术可分为I型和II型,有什么区别3、说明BCH码(n,k,t)中t对编码时延和编码功耗的影响4、FEC方案可以延长WSN节点的传输跳距,它是如何做到的?六、网络层1、WSN中路由选择面临的主要问题有哪些?2、洪泛协议主要问题是数据内爆和数据重叠,请分别解释之3、请详细说明信息协商传感协议(SPIN)的工作原理和过程。
4、请详细说明定向扩散路由协议(DD)的工作原理和过程。
无线传感器网络-复习
一、填空题:第一章1、电磁波是由同相震荡且相互垂直的(电场和磁场)在空间以波的形式传递能量和动量,其传播方向垂直于(电场和磁场)构成的平面。
2、信道可以从狭义和广义两方面理解,狭义信道即(信号传输的媒质),分为(有线信道)和(无线信道);广义信道按功能可以分为(模拟信道)和(数字信道)。
3、构成无线传感器网络的关键技术包括(Zigbee技术)、(RFID 技术)、(GPRS技术)、(WIFI技术)等。
4、构成物联网体系结构的三个层次分别是(感知层)、(网络层)和(应用层)。
5、无线传感器网络由(传感器节点)(汇聚节点)(任务管理节点)等几部分构成。
6、无线传感器网络是大量的传感器节点以(自组织)或者(多跳)的方式构成的无线网络。
7、无线传感器网络协议栈主要分为五层:(物理层)(MAC层)(网络层)(传输层)和(应用层)。
第二章:1、模拟调制的调制方式分为(AM)、(FM)、(PM)。
2、数字调制的调制方式分为(ASK)、(FSK)、(PSK)。
3、物理层帧由(同步头)、(帧长度)和(PHY负载)构成。
4、扩频通信方式有(DS)(FH)(TH)和(Chirp)5、(ISM)频段是对所有无线电系统都开放的频段,发射功率要求在1W以下,无需任何许可证。
6、造成多径传播的原因主要有(反射)(散射)(衍射)和(折射)7、扩频通信的理论基础来源于(香农)公式8、光纤通信、卫星通信和(扩展频谱通信)一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。
9、无线传感器网络的物理层遵循(IEEE802.15.4)标准。
10、物理层实体主要包括(基带处理电路)、(射频前端电路)和(传输媒质)。
第三章:1、MAC层有四种不同的帧形式:(信标帧)、(数据帧)、(确认帧)、(命令帧)。
2、MAC帧一般格式由(帧头)、(有效载荷)和(帧尾)构成。
3、分配型MAC协议采用(TDMA)(CDMA)(FDMA)和(SDMA)等技术,将一个物理信道分为多个子信道动态或静态的分配给节点,以避免冲突。
无线传感网络复习题
III. 简答题
17.简述竞争型MAC协议和分配性MAC协议的优点。
答案要点:基于竞争的MAC协议有以下优点:可根据需要分配信道,所以这种协议能较好的满足节点数量和网络负载的变化。能较好的适应网络拓扑的变化。不需要复杂的时间同步或控制调度算法。分配式的无线传感器网络MAC协议有如下优点:无冲突。无隐蔽终端问题。易于休眠,适合于低功耗网络。
12.
无线传感器网络路由层根据不同的应用将路由协议分为五类:、、、和。
13.RFID电子标签按工作频率可分为、、和。
14.数字调制的调制方式为、、。
15.IEEE802.15.4标准的物理层数据帧结构由、和构成。
16.信道可以从狭义和广义两方面理解,广义的信道按功能可以分为和
答案要点:目前最常见的Zigbee芯片为CC243X系列、CC253X系列和MC1322X系列。常见的Zigbee的协议栈分为3种:非开源的协议栈、半开源的协议栈和开源的协议栈。常见的非开源的Zigbee协议栈的解决方案包括freescale解决方案和micrchip解决方案。TI公司开发的ZStack协议栈是一个半开源的Zigbee协议栈,是一款免费的Zigbee协议栈,它支持Zigbee和ZigbeePR,并向后兼容Zigbee2006和Zigbee2004。Freakz是一个彻底开源的Zigbee协议栈,配合cntiki操作系统,cntiki的代码全部为C语言编写,对于初学者来说比较容易上手。
C. 433MHz
D. 2.4GHz
5.中国使用的Zigbee工作的频段是:()
A. 915MHz
B. 2.4GHz
C. 868MHz
D. 433MHz
6.下面属于容错设计中的检测和诊断的是:()
无线传感器网络与RFID技术复习题
无线传感器网络与RFID技术复习题一、填空题1、传感器网络的三个根本要素:传感器、感知对象、观察者〔用户〕。
2、无线通信物理层的主要技术包括:介质的选择、频段的选择、调制技术和扩频技术。
3、无线传感器网络特点:大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络。
4、无线传感器网络的关键技术主要包括:网络拓扑控制、网络协议、时间同步、定位技术、数据融合及管理、网络平安、应用层技术等。
5、传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供给模块四局部组成。
6、无线传感器网络的组成模块分为:通信模块、传感模块、计算模块、存储模块和电源模块。
7、传感器网络的支撑技术包括:时间同步、定位技术、数据融合、能量管理、平安机制。
8、传感器节点通信模块的工作模式有发送、接收和空闲。
9、传感器节点的能耗主要集中在通信模块。
10、当前传感器网络应用最广的两种通信协议是:zigbee、。
11、ZigBee主要界定了网络、平安和应用框架层,通常它的网络层支持三种拓扑构造:星型(Star)构造、网状〔Mesh〕构造、簇树型〔Cluster Tree〕构造。
12、根据对传感器数据的操作级别,可将数据融合技术分为以下三类:特征级融合、数据级融合、决策级融合。
13、信道可以从侠义和广义两方面理解,侠义的信道〔信号输出的媒质〕,分为〔有线信道和无线信道〕;广义信道〔包括除除传输媒质还包括有关的转换器〕广义信道按照功能可以分为〔模拟信道〕和〔数字信道〕。
14、无线传感器网络可以选择的频段有:868MHZ、915MHZ、2.4GHZ、5.8GHZ。
15、无线通信物理层的主要技术包括:介质的选择、频段的选择、调制技术和扩频技术。
16、标准主要包括:物理层和MAC层的标准。
17、传感器网络中常用的测距方法有:到达时间/到达时间差(ToA/TDoA)、接收信号强度指示(RSSI)、到达角(AoA)。
18、无线传感器网络的协议栈包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层,还包括能量管理、移动管理和任务管理等平台。
无线传感器期末总复习题
一、无线传感器网络概述1. 无线传感器分为两种:(1)有基础设施网,需要固定基站(2)无基础设施网,称为无线Ad Hoc网络,节点为分布式A. 移动Ad Hoc网络,终端是快速移动的B. 无线传感器网络,节点是静止的或移动很慢2. 无线传感器网络的标准定义:是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,目的是协作地探测、处理和传输网络覆盖区内感知对象的监测信息,并报告给用户(数据采集[传感器技术]、处理[计算机技术]和传输功能[通信技术])3. 无线传感器网络的三个基本元素(1)传感器(2)感知对象(3)用户4. 节点的工作模式:发送、接收、空闲、睡眠5. 传感器节点由4个部分组成:传感器单元、处理器单元、无线通信单元、电源单元。
除了电源单元,其他都在消耗能量,传感器单元能耗比处理器与无线传输能耗低很多。
6. 传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成7. 能量消耗的两种类型:通讯相关、计算相关。
8. 传感器节点的限制传感器节点在实现各种网络协议和应用系统时,存在一些限制和约束,这些约束把无线传感器网络和计算机网络区分开来。
(1)电源能量有限(消耗能量的模块有传感器、处理器和无线通信模块[发送、接收、空闲、睡眠])(2)通信能力有限(3)计算和存储能力有限9. 传感器组网的特点(与其他网络的区别)(1) 自组织性:自动进行配置和管理,通过图谱控制机制和网络协议,自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统(2) 以数据为中心:根据任务采集数据,关心数据本身和数据产生位置(3) 应用相关性:不同的应用对传感器网络的要求不同(4) 动态性:结点故障失效、通信链路宽带变化、新节点加入、基本元素的移动而造成拓扑结构的改变(5) 网络规模大:分布在很大的地理区域内,结点部署密集A. 通过不同空间视角获得的信息具有更大的信噪比B. 分布式处理大量采集信息,提高检测的精确度C. 大量冗余节点的存在,使系统具有很强的容错性能D. 大量节点增大覆盖监测区域,减少探测遗落地点或盲区(6) 可靠性:坚固,不易损坏,能适用恶劣环境条件10. 无线传感器网络的关键性能指标(1)网络的工作寿命(能量供给)(2)网络覆盖范围(多跳通信技术可大大扩展网络覆盖范围)(3)网络搭建成本和难易程度(4)网络响应时间(发生安全异常事件时需立刻发送警报消息)11. 无线传感器网络的应用(1)军事应用(战场实时监视)(2)环境科学(监视土壤空气情况)(3)空间探索(检测星球表面)(4)医疗健康(监护病人病情)(5)智能家居(自动除尘)(6)建筑物和大型设备安全状态的监控(房屋、桥梁的安全隐患和建筑缺陷)(7)紧急救援(在地震等紧急情况下进行通信)(8)其他商业应用(交互式博物馆)二、无线传感器网络结构、覆盖与连接1. 无线传感器网络拓扑结构从组网形态与方式划分:集中式、分布式、混合式从节点功能和结构层次划分:(1)平面网络结构A. 简单,易维护,较好的健壮性B. 没有中心管理节点,组网算法比较复杂(2)分级网络结构A. 骨干节点和一般传感器节点有不同的功能特性B. 一般传感器之间可能不能直接通信(3)混合网络结构A.功能强大,但硬件成本更高B.一般传感器节点之间可以直接通信,不需通过汇聚骨干节点来转发数据(4) Mesh网络结构A. 由无线节点构成网络,网络内部节点一般都是相同的B. 按照Mesh拓扑结构部署,网内每个节点至少可以和一个其他节点通信C. 支持多跳路由D. 功耗限制和移动性取决于节点类型及应用特点E. 存在多种网络接入方式,通过星型、Mesh等节点方式和其他网络集成2. 两个定理(r为传感器能够感应的距离,c为传感器的通信半径)(1)当传感器的密度及单位区域的传感器数目为有限时,c≤2r是覆盖包含连接性的充分必要条件(2)当c≥2r,一个凸区域的k阶覆盖必定包含了k阶连接性3. 无线传感器网络的点覆盖的目标节点覆盖优化后要求每个目标在任意时间内都能至少被一个无线传感器节点监测三、无线传感器网络通信1. 网络通信协议由物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层组成,其中MAC层和物理层协议采用的是IEEE 802.15.4协议(1)物理层:负责信号的调制和数据的收发(2)数据链路层:负责数据成帧、帧检测、介质访问和差错控制(3)网络层:负责路由发现和维护(4)传输层:负责数据流的传输控制2. 物理层主要功能(1)微数据终端设备(DTE)提供传送数据的通路(2)传输数据(3)其他管理工作:信道状态评估、能量检测3. 数据链路层误差控制方法:增加输出传送能量或使用合适的FEC方案都可保证链路可靠性。
无线传感器复习题汇编
第一章1.无线传感器节点一般包括那三种组件无线模块、传感模块、可编程模块2.ZigBEE 标准定义了哪几种传输方式?周期数据传输、间歇性数据传输、重复低时延传输3.无线传感器网络概念无线传感器网络(Wireless Sensor Network ,WSN)是一种全新的信息获取平台,能够实时监测和采集网络分布区域内各种检测对象的信息,并将这些信息发送到网关节点,以实现复杂的指定范围内目标检测与跟踪,具有快速展开,抗毁性强等特点,有着广阔的应用前景。
4.传感器网络的三个基本要素:传感器,感知对象,观察者5.三种主要的标准化:ZigBEE 标准、WirelessHART 标准、6LowPAN 标准第二章无线传感器网络主要在以下6个应用领域得到了迅速发展1.军事应用2.环境应用3.医疗应用4.家庭应用5.工业应用6.智慧城市第三章1.简述影响传感网设计的因素有哪些?A. 硬件限制、B.容错(可靠性)、C. 可扩展性、D. 生产成本、E. 传感网拓扑、F. 操作环境(应用)、G . 传输媒介、H. 能量消耗(生命周期)2.无线传感设备有哪几个基本部件组成的?每个部件的主要作用是什么?传感单元:感应单元具有从外界收集信息的能力。
根据观察到的现象,传感器产生模拟信号,然后被ADC 转换成数字信号,送入处理单元。
处理单元:控制传感器节点执行感知操作、运行相应的算法并控制与其他节点无线通信的整个过程。
收发机单元:实现两个传感器节点间的通信。
能量单元:为传感器节点的每个部件供电。
定位系统:提供传感器节点的物理位置。
移动装置:与传感单元协作,完成操作,并由处理单元控制传感器节点的移动。
供能装置:热能、动能和振动能量的能源采集技术来产生能量。
3.无线传感器网络预部署策略应满足那些需要?(1)、减少安装成本(2)、消除任何预组织与预计划的成本(3)、增加组织的灵活性(4)、提升自组织与容错性能4.对于一个收发机而言,数据通信功耗简单模型有哪几部分构成?发射机输出的功率、收发机电子器件消耗的能量5.请写出发射机和接收机简化能量模型的功耗计算公式。
无线传感器网络期末复习题
无线传感器网络期末复习题《无线传感器网络原理与应用》复习题一、填空题:1.无线传感器网络的三个基本要素是:、和。
2.无线传感器网络实现了、和的三种功能。
3.无线传感器网络包括四类基本实体对象:目标、观测节点、和。
4.根据无线传感器网络系统架构,无线传感器网络系统通常包括传感器节点(sensor node)、和。
5.无线传感器节点通常包含四个模块,他们是:数据采集模块、、无线通信模块和。
6.无线传感器网络的协议栈包括物理层、、、传输层和,还包括能量管理、移动管理和任务管理等平台。
7.无线传感器网络的MAC层和物理层协议采用的是国际电气电子工程师协会(IEEE)制定的协议。
8.无线通信物理层的主要技术包括、、调制技术和。
9.在无线通信系统中,有三种影响信号传播的基本机制:、绕射和。
10.无线传感器节点处于、接收状态、侦听状态和时单位时间内消耗的能量是依次减少的。
11.无线传感器网络MAC协议根据信道的分配方式可分为、和混合式三种。
12.根据无线传感器网络不同的应用可以将其路由协议分为五类,你知道的有:、、。
(任意给出3种)。
13. IEEE 802.15.4标准将无线传感器网络的数据链路层分为两个子层,即和。
14. Zigbee的最低两层即物理层和MAC层使用标准,而网络层和应用层由Zigbee联盟制定。
15. Zigbee协议中定义了三种设备,它们是:、和Zigbee终端设备。
16.Zigbee支持三种拓扑结构的网络,它们是:、和。
17.无线传感器网络的时间同步方法有很多,按照网络应用的深度可以划分三种:、和。
18.无线传感器网络的时间同步方法有很多,按照时间同步的参考时间可以划分为和。
19.无线传感器网络的时间同步方法有很多,根据需要时间同步的不同应用需求以及同步对象的范围不同可以划分为和。
20.无线传感器网络定位技术大致可以划分为三类:、和。
21.无线传感器网络典型的非测距定位算法有、APIT算法、以及等。
无线传感器试题库
无线传感器网络试题一填空题1、传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
2、感知目标、网络节点、用户构成了无线传感器网络的三个要素。
3、无线传感器网络的通信协议栈包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层与互联网协议栈的五层协议相对应4、无线传感器网络的产业化障碍包括四个方面。
它们分别是:大规模组网问题、大规模组网问题实用化低功耗技术、微型化加剧信号串扰、可靠性提高资源需求二、判断题1、无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式(对)2、SINK节点:亦称网关节点,与簇头结点的功能完全相同。
(错)3、通过拓扑控制自动生成的良好的网络拓扑结构,能够提高路由协议和MAC协议的效率,可为数据融合、时间同步和目标定位等很多方面奠定基础,有利于节省节点的能量来延长网络的生存期。
(对)4、美国军方最先开始无线传感器网络技术的研究。
(对)三、选择题1、最先开始无线传感器网络技术的研究的国家是(B)A中国B美国C日本D韩国2、无线传感器网络的特点包括(C)(1)可快速部署(2)可自组织(3)隐蔽性强和高容错性(4)成本高,代价大A (1)(2)(4)B (2)(3)(4)C (1)(2)(3)D(1)(3)(4)3、将“信息社会技术”作为优先发展领域之一。
其中多处涉及对WSN的研究,启动了EYES等研究计划的组织是(D)A日本总务省B 韩国信息通信部C美国国防部D 欧盟4、与无线传感器网络的兴起无关的技术是(A)A 虚拟运营技术B 无线通信C片上系统(SOQD 低功耗嵌入式技术四、简答题1、无线传感器网络的特点答:(1)以数据为中心:无线传感器网络中节点数目巨大,而且由于网络拓朴的动态特性和节点放置的随机性,节点并不需要也不可能以全局唯一的IP地址来标识,只需使用局部可以区分的标号标识。
无线传感网复习题
无线传感网复习题无线传感网第一章无线传感网概述1.无线传感网络:是由静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,其目的是感知、采集、处理和传输网络覆盖区域内感知对象的信息,并发送给用户。
2.无线传感网和Ad hoc 网络的区别?(5个方面)(1)移动性Ad hoc网络是移动通信网络,它能很好的处理移动节点间的组网问题;而无线传感网中传感器节点在布设后几乎不移动或很少移动。
(2)能量问题无线传感网的能量利用率往往关系到整个网络的生存周期;而Ad hoc网络的能量问题并非关键问题。
(3)网络规模无线传感器网络的应用往往是大型网络,且一般不支持识别码。
(4)通信方式无线传感器网络采用的是广播式的通信方式;而Ad hoc一般采用点对点方式。
(5)无线传感器网络的节点由于能量有限或处于恶劣环境下,经常容易失效,而Ad hoc网络基本不考虑这一问题。
3.汇聚节点比传感器节点具有更强的处理和存储能力汇聚节点用于沟通无线传感器网络与外部网络的联系4.无线传感网的通信结构?协议栈包括:物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层还有能量管理平台、移动管理平台、任务管理平台2.介质访问控制(MAC)层协议(P19)1.MAC协议分类:基于竞争的MAC,混合型固定分配MAC,跨层2.无线传感器网络中的MAC层协议主要研究内容:(1)能量问题:侦听/休眠交替策略:无线传感器网络节点的工作状态按照能量消耗大小排序依次为发送、接收、侦听、休眠,能量依次递减。
合理选择侦听休眠的时间。
介质访问控制层本身应采用尽量简化的协议,避免协议本身的开销带来能能耗的增加。
(2)多跳网络问题:由于无线传感网络采用多跳方式来组成网络,相互之间没有覆盖关系的网络节点可以共享相同的信道进行通信,由此产生多个节点发送的数据可能会产生碰撞的问题,所以对于MAC层协议来说,需要一个避免碰撞冲突的机制。
“串音”现象,会造成不必要的能量消耗,需要节点之间的协调来降低发生串音的概率。
无线传感器网络试题
无线传感器网络试题一、选择题1. 简述影响传感网设计的因素有哪些?A. 硬件限制B.容错C.可扩展性D.生产成本E.传感器拓扑F.操作环境(应用)G.传输媒介 H.能量消耗(生命周期)2. 无线传感器网络预部署策略应满足那些需要?A.减少安装成本 B.消除任何预组织与预计划的成本 C.增加组织的灵活性 D.提升自组织与容错性能3. 传感器的一般特性包括哪些指标?A. 灵敏度B.响应特性C.线性范围D.稳定性E.冗余性 4. SPIN协议中使用的消息类型是下列中的哪一个?A. CTS B.ACK C.RTS D.ADV 5. 传感器网络有哪些限制条件?A. 电源能量有限B.通信能力受限C.计算和存储能力受限D.设计空间受限6.WLAN的通信标准主要采用( )标准。
A.IEEE802.2 B.IEEE802.3 C.IEEE802.11D.IEEE802.167.以下不属于无线网络面临的问题的是( ) 。
A.无线信号传输易受干扰 B.无线网络产品标准不统一C.无线网络的市场占有率低 D.无线信号的安全性问题 8.无线局域网相对于有线网络的主要优点是( )。
A.可移动性 B.传输速度快 C.安全性高 D.抗干扰性强 9.无线传感器网络的基本要素不包括( )。
A.传感器 B.感知对象C.无线AP D.观察者10.MANET常采用多跳技术,相比单跳技术,多跳具有的优势不包括( )。
A.增强了可扩展性B.协议实现简单 C.提高了吞吐量 D.降低了能量消耗二、填空题。
1、传感器网络的三个基本要素:________、________、________2、传感器网络的基本功能:________、________、________、________、3、无线传感器节点的基本功能:________、________、________、________、4、无线通信物理层的主要技术包括:________、________、________、________、5、扩频技术按照工作方式的不同,可以分为以下四种:________、________、________、________、6、定向扩散路由机制可以分为三个阶段:________、________、________、7、无线传感器网络特点:________、________、________、________、________、8、无线传感器网络的关键技术主要包括:________、________、________、________、网络安全、应用层技术等9、IEEE 802.15.4标准主要包括:________、________、10、传感器是将外界信号转换为电信号的装置,传感器一般由________、________、________、三部分组成。
无线传感器网络复习题目
1、无线传感器的特点P6~P10答:传感器网络是集成了监测、控制以及无线通信的网络系统,节点数目庞大(上千甚至上万),节点分布密集;由于环境影响和能量耗尽,节点容易出现故障,环境干扰和节点故障易造成网络拓扑结构的变化;通常情况下,大多数传感器的节点是固定不动的。
另外,传感器节点具有的能量、处理能力、存储能力和通信能力都十分有限。
大规模为了获取精确信息,在监测区域通常部署大量传感器节点,可能达到成千上万,甚至更多。
传感器网络的大规模性包括两方面的含义:一方面是传感器节点分布在很大的地理区域内,如在原始大森林采用传感器网络进行森林防火和环境监测,需要部署大量的传感器节点;另一方面,传感器节点部署很密集,在面积较小的空间内,密集部署了大量的传感器节点。
自组织在传感器网络应用中,通常情况下传感器节点被放置在没有基础结构的地方,传感器节点的位置不能预先精确设定,节点之间的相互邻居关系预先也不知道,如通过飞机播撒大量传感器节点到面积广阔的原始森林中,或随意放置到人不可到达或危险的区域。
这样就要求传感器节点具有自组织的能力,能够自动进行配置和管理,通过拓扑控制机制和网络协议自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统。
动态性传感器网络的拓扑结构可能因为下列因素而改变:①环境因素或电能耗尽造成的传感器节点故障或失效;②环境条件变化可能造成无线通信链路带宽变化,甚至时断时通;③传感器网络的传感器、感知对象和观察者这三要素都可能具有移动性;④新节点的加入。
这就要求传感器网络系统要能够适应这种变化,具有动态的系统可重构性。
可靠性WSN特别适合部署在恶劣环境或人类不宜到达的区域,节点可能工作在露天环境中,遭受日晒、风吹、雨淋,甚至遭到人或动物的破坏。
传感器节点往往采用随机部署,如通过飞机撒播或发射炮弹到指定区域进行部署。
这些都要求传感器节点非常坚固,不易损坏,适应各种恶劣环境条件。
应用相关的网络以数据为中心由于传感器节点随机部署,构成的传感器网络与节点编号之间的关系是完全动态的,表现为节点编号与节点位置没有必然联系。
无线传感器网络技术考核试卷
5.由于传感器节点的限制,无线传感器网络通常不采用复杂的加密算法来保障数据安全。()
6.在无线传感器网络中,节点定位的准确性直接影响网络的应用效果。(√)
7.无线传感器网络的路由协议只需要考虑能量效率,无需考虑数据传输的可靠性。(×)
1. √
2. √
3. ×
4. √
5. ×
6. √
7. ×
8. √
9. ×
10. ×
五、主观题(参考)
1.无线传感器网络由传感器节点、汇聚节点和用户接口组成,通过传感器节点采集数据,汇聚节点处理数据,用户接口显示结果。应用于环境监测、医疗健康等领域。
2.能量管理技术包括动态电压调整、睡眠调度等,通过降低能耗延长网络生存周期。
8.睡眠调度技术是无线传感器网络中一种常用的能量管理技术,可以通过关闭不活跃的节点来节省能量。(√)
9.无线传感器网络的覆盖范围和节点密度是影响网络性能的无关因素。(×)
10.无线传感器网络中的时间同步技术主要应用于数据采集,与节点定位无关。(×)
五、主观题(本题共4小题,每题10分,共40分)
1.请简述无线传感器网络的基本组成及其工作原理,并说明其在现实生活中的应用实例。
A.生存周期
B.延迟
C.吞吐量
D.抗干扰能力
17.以下哪种传感器节点部署方式适用于大规模无线传感器网络?()
A.随机部署
B.规则部署
C.确定性部署
D.基于梯度部署
18.无线传感器网络中的数据压缩技术主要目的是()
A.提高能量效率
B.提高传输速率
C.降低节点成本
D.提高网络容量
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第一章1.无线传感器节点一般包括那三种组件无线模块、传感模块、可编程模块2.ZigBEE 标准定义了哪几种传输方式?周期数据传输、间歇性数据传输、重复低时延传输3.无线传感器网络概念无线传感器网络(Wireless Sensor Network ,WSN)是一种全新的信息获取平台,能够实时监测和采集网络分布区域内各种检测对象的信息,并将这些信息发送到网关节点,以实现复杂的指定范围内目标检测与跟踪,具有快速展开,抗毁性强等特点,有着广阔的应用前景。
4.传感器网络的三个基本要素:传感器,感知对象,观察者5.三种主要的标准化:ZigBEE 标准、WirelessHART 标准、6LowPAN 标准第二章无线传感器网络主要在以下6个应用领域得到了迅速发展1.军事应用2.环境应用3.医疗应用4.家庭应用5.工业应用6.智慧城市第三章1.简述影响传感网设计的因素有哪些?A. 硬件限制、B.容错(可靠性)、C. 可扩展性、D. 生产成本、E. 传感网拓扑、F. 操作环境(应用)、G . 传输媒介、H. 能量消耗(生命周期)2.无线传感设备有哪几个基本部件组成的?每个部件的主要作用是什么?传感单元:感应单元具有从外界收集信息的能力。
根据观察到的现象,传感器产生模拟信号,然后被ADC 转换成数字信号,送入处理单元。
处理单元:控制传感器节点执行感知操作、运行相应的算法并控制与其他节点无线通信的整个过程。
收发机单元:实现两个传感器节点间的通信。
能量单元:为传感器节点的每个部件供电。
定位系统:提供传感器节点的物理位置。
移动装置:与传感单元协作,完成操作,并由处理单元控制传感器节点的移动。
供能装置:热能、动能和振动能量的能源采集技术来产生能量。
3.无线传感器网络预部署策略应满足那些需要?(1)、减少安装成本(2)、消除任何预组织与预计划的成本(3)、增加组织的灵活性(4)、提升自组织与容错性能4.对于一个收发机而言,数据通信功耗简单模型有哪几部分构成?发射机输出的功率、收发机电子器件消耗的能量5.请写出发射机和接收机简化能量模型的功耗计算公式。
n amp elec tx tx d k e k E d k ⋅⋅+⋅=-),(Ek E k E elec rx rx ⋅=-)(6.若使网络的容错率达到99%,广播半径内需要部署多少传感器节点?7.假定每个节点有相同的可靠性,前面的等式变为:R(t)=1-[1-R0(t)]n代入f = (1-R0)0.99 = (1 –f N) ,f=0.1N=28. 源节点与Sink节点相距500米,节点的广播半径为10米,那么将1 Mbit 的数据从源节点传输到Sink节点处,使用能量简化模型,需消耗多少能量?(假定所有邻居节点均能偷听(overhearing )到每个节点的广播。
)500 meters / 10meters = 50发送/接收节点对(一个节点发送,一个节点接收)E Tx (k,D) = E elec * k + e amp * k * d2E Tx = 50 nJ/bit * 10-6 *103 + 100 pJ/bit/m2 . 10-9 *103 *102 =0.05J + 0.01 J = 0.06 JE Rx (k,D) = E elec * kE Rx = 0.05 JE pair = E Tx + E Rx = 0.11JE ALL=50* E pair = 50* 0.11 =5.5 J第四章1.物理层的主要任务是什么?物理层能实现哪些功能?物理层的主要任务:将比特流转换成适合在无线信道中传输的信号物理层的主要功能如下:①为数据终端设备(Data Terminal Equipment,DTE)提供传送数据的通路。
②传输数据。
③其他管理工作。
2.WSN RF通信的主要技术包括哪些?窄带通信、扩频和超宽带(UWB)技术3.简述窄带通信最不适用于WSN的原因是什么?主要原因在于该技术是以牺牲能量效率来换取宽带效率的。
最主要的是随着调制级数的增加,带宽效率缓慢提高但能量效率显著下降。
4.简述RF 无线通信中,发送端和汇聚节点传播信息的步骤。
(1)、信源编码(数据压缩):在发送端,用信源编码器对信源进行编码,信源编码就是根据信息的统计特性用一些信息位表示信息源,组成源码字。
信源编码同时包含了数据压缩。
(2)、信道编码(差错控制编码):信道编码器对源码字进行编码以减少无线信道差错对信源产生的影响,信道编码包括差错控制编码。
(3)、交织和调制:经过信道编码的码字进行交织来抑制突发错误,交织技术可以避免大片连续误比特的情况。
(4)、无线信道传播:传输波形在信道中传播。
5.请解释分组码表示的码组各个参数的含义。
分组码的码组(n,k,t)n是分组长度、k是信息长度、t是最大纠错位数。
6.简述目前主要的三种调制方法。
(1)、幅移键控(ASK):ASK调制根据将要发送的比特来调制波形的振幅。
最简单的ASK调制形式是开关控键(OOK),它在数字1时发送波形而在数字0时不发送波形。
f随着发送信息比特的变化而变化。
根据信号选(2)、频移键控(FSK):波形的频率c择频率的不同,可以在汇聚节点把信号检测出来。
(3)、相移键控(PSK ):PSK 根据发送比特改变波形的相位Ψ(t)。
相应地在汇聚节点可以根据接收信号的相位变化将发送比特映射出来。
7.简述造成无线信道失真的原因主要有哪几种?衰减Attenuation – 信号强度随距离的增加而减弱反射与折射Reflection/refraction – 信号在表面反弹; 进入材料衍射Diffraction – 陡峭边缘产生新波形散射Scattering – 粗糙表面的多重反射8.对于自动请求重传,采用CRC-16差错监测机制,数据包的有效载荷为l 比特,其发送信号的误包率是多少?l b CRC p l )1(1)(PRE --=9.简述IEEE802.15.4网络拓扑结构有哪几种?星状、网状、树状第五章1.WSN 中,介质访问控制协议分为哪几类?这些方案依赖于哪两种基本的多址接入机制?(1)基于竞争的MAC 、基于预留的MAC 、包含以上两种方案的混合MAC 。
(2)载波侦听多址接入(CSMA )和时分多址接入(TDMA )2.简述WSN 中,在通信过程中能耗主要来源于哪些方面?碰撞:在无线信道上,若有两个节点同时发送数据,则这两个发送节点都将发射不成功,会造成能量的大量浪费。
持续侦听:在WSN 中的接收节点无法预测数据何时到达,另外每个节点还需要侦听各节点的拥塞状况,节点须始终保持侦听状态,以防特殊情况的发生,这里包含了许多没必要的侦听,浪费了许多能量。
控制开销:为了保证无线传感器网络的可靠性,MAC 层协议需要使用一些控制分组来调节节点状态,这些控制分组中不存在有用的数据,要消耗一部分的能量。
3.什么是载波侦听?什么是虚拟载波侦听?简述载波侦听退避机制工作原理。
(1)载波侦听:指节点在特定时隙侦听信道,为接入无线信道的活动做准备。
(2)虚拟载波监听(Virtual Carrier Sense):源站将它还要占用信道的时间(包括目的站发回确认帧所需时间)在其 MAC 帧首部字段“持续时间”中填入指示给所有其他站,其他所有站会在这段时间都停止发送数据, 大大减少了冲突的机会。
(3)一旦当前的传输结束,节点会等待另一个IFS 。
若信道在此期间保持空闲,则在发送自己的数据包之前,节点会在一系列数值之中随机选择一个作为等待时隙的数目。
退避通过定时器执行,每经过一个被称为时隙的特定时间段就会递减退避定时器的计数,节点进入退避周期后,第一个退出退避的节点在时钟计时结束时开始传输。
其他终端检测到新的传输并暂停它们的退避计时器直到当前传输完成,在下一个竞争周期中重新开始计时。
4.请图示画出802.11 MAC 的 CSMA/CA 源站、目的站点以及其它站点信道访问机制。
5. 802.11MAC 中,无线站点监听时如何判定信道“忙”?为何无线站点监听到信道空闲还要再等待?(1)A:802.11 标准规定在物理层的空中接口进行载波监听,通过收到的相对信号强度是否超过一定的门限数值来判定是否有其他的无线站点在信道上发送数据。
(2)A:此时可能有多个站点都在监听,而其他的站点可能有更高优先级的帧要发送,如其有,就要让高优先级帧先发送(高优先级帧需等待的帧间间隔时间较短,可优先获得发送权,低优先级帧需等待的帧间间隔时间较长,须等待较长时间。
SIFS > PIFS > DIFS > EIFS)6.帧间间隔长度取决于该站欲发送的帧的类型。
高优先级帧需要等待的时间较短,可优先获得发送权,低优先级帧就必须等待较长的时间。
(T )7.简述使用SIFS 帧间间隔的场合?(1) 应答ACK 帧(2) 应答CTS 帧(3) 过长的MAC 帧分片后的数据帧(4) 应答AP 探询帧(5) PCF 方式中接入点AP 发送出的任何帧。
8.什么是隐终端?什么是显终端?无线通信中常用什么方法解决应终端问题以及现终端问题?(1)隐终端是指在接收接点的覆盖范围内而在发送节点的覆盖范围外的节点。
(2)显终端是指在发送接点的覆盖范围内而在接收节点的覆盖范围外的节点。
(3)CSMA/CA机制9.简述802.11MAC二进制指数退避方法第i 次退避时,在2i+2 个时隙中随机选择一个。
[例] 第1次退避在8个时隙中随机选择一个(以太网第1次冲突后在2个时隙中选);第2次退避在16个时隙中随机选择一个(以太网那第2次冲突后在4个时隙中选)。
……根据该时隙数设置一个退避计时器进行减1计时,当计时器时间减小到0时就开始发送数据。
若时间还未减到0信道又变为忙,则冻结该计时值重新等待信道变为空闲、再经过时间DIFS后,继续启动退避计时器(从剩下的时间开始)。
这样规定有利于该继续启动计时器的站更早地接入信道中。
10.简述无线接入过程有哪几个阶段?(1) 扫描阶段、(2) 认证阶段、(3) 关联阶段11.简述S-MAC的基本思想。
(1)采用周期性睡眠和监听方法减少空闲监听带来的能量损耗。
对周期性睡眠和监听的调度进行同步,同步节点采用相同的调度,形成虚拟簇,同时进行周期性睡眠和监听,适合多跳网络。
(2)当节点正在发送数据时,根据数据帧特殊字段让每个与此次通信无关的邻居节点进入睡眠状态,减少串扰带来的能量损耗。
(3)采用消息传递机制,减少控制数据带来的能量损耗。
12.什么是占空比?若某一无线传感器网络节点侦听时间是400ms 睡眠时间是1.6s ,请计算该节点占空比是多少?占空比=侦听时间/整帧持续时间占空比= 1.610400104003--3+⨯⨯=0.2=20% 13.S-MAC 协议基本的节能手段是依靠传感器节点定期进入睡眠状态从而减少节点空闲侦听的时间来实现的。