无线通信网络

第一章
1.感知层主要用于采集物理世界中发生的物理事件和数据，包括各类物理量、标识、音频、视频数据。

2.传输层的主要功能是直接通过现有互联网、移动通信网、卫星通信网等基础网络设施，对来自感知层的信息进行接入和传输。

3.三类损耗包括路径传播损耗、大尺度衰落损耗、小尺度衰落损耗；
四种效应包括阴影效应、远近效应、多径效应、多普勒效应；
多普勒效应：由于接收用户处于高速移动中，比如车载通信时传播频率的扩散二引起的，其扩散成都与用户运动速度成正比。

4.无线个域网是为了实现活动半径小、业务类型丰富、面向特定群体、无线无缝的连接而提出的新兴无线通信网络技术。

WPAN能够有效地解决“最后的机密电缆”的问题，进而将无线联网进行到底。

5.短距离无线通信的主要特点通信距离短，覆盖范围一般在几十米或上百米之内；无线发射器的发射功率较低，一般小于100mW;工作频率多为免付费、免申请的全球通用的工业、科学、医学ISM频段。

短距离无线通信的范围很广，一般意义上，只要通信收发双方通过无线电波传输信息，并且传输距离限制在较小范围内通常是几十米以内，就可以称为短距无线通信。

6.低成本、低功耗和对等通信，是短距离无线通信技术的三个重要特征和优势。

7.传感器网络通常包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。

大量传感器节点随机部署在检测区域内部或附近，能够通过自组织方式构成网络。

用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理，发布检测任务并收集检测数据。

8.IrDA也有其不尽如人意的地方。

首先，IrDA是一种视距传输技术，也就是说两个具有IrDA端口的设备之间如果传输数据，中间就不能有阻挡物，这在两个设备之间是容易实现的，但在多个电子设备间就必须彼此调整位置和角度等。

第二章
1.蓝牙定义了两种链路类型：异步无连接链路ACL和面向同步链接链路SCO。

ACL链路支持对称或非对称、分组交换不和多点链接，它上要用来传输数据；SCO链路支持对称、电路交换和点到点的链接，主要用来传输语音。

2.蓝牙为了抵消来自一些无线设备的干扰，采取了跳频方式来扩展频谱2.402-2.48GHz的频段分成79个频点，每两个相邻频点间隔1MHz。

3.蓝牙设备在通信连接状态下，有4种工作模式：激活模式、呼吸模式、保持模式和休眠模式。

呼吸模式的功耗最高，但对于主设备的响应最快休眠模式功耗最低，单对于主设备的响应最慢。

4.具有重叠覆盖区域的多个微微网构成一个散射网络结构。

每个微微网只能用偶一个主单元，从单元可基于时分复用参加不同的微微网。

5.服务发现协议：发现服务在蓝牙技术框架中起到至关重要的作用，它是所有使用模式的基础。

使用SDP，可以查询到设备信息、服务和服务类型，从而在蓝牙设备间建立相信的连接。

6.通信过程：
7.蓝牙路由机制包括3个主要的功能模块：①信息交换中心②固定蓝牙主设备③移动终端。

信息交换中心（MSC）负责跟踪系统内各蓝牙设备的漫游，并在数据包路由过程中充当中继器，它通过光缆或双绞线直接与固定蓝牙主设备连接。

信息交换中心的3个主要功能：通过路由表，跟踪和定位本系统内所有蓝牙设备。

在两个属于不同微微网的蓝牙设备之间建立路由连接，并在设备之间交流路由信息，在需要的情
况下帮助完成系统的切换功能。

此外如果MSC连接到一个hitmeet端口，则对于BRS系统，MSC起一个网关的作用。

路由的建立：蓝设备回向MSC发出路由连接请求，该请求信息包含被请求连接蓝牙设备的地址，发出连接请求的蓝牙设备可能是固定蓝牙主设备FM或蓝牙移动终端MT。

在路由连接中，发出连接请求的蓝牙设备是源端，被请求连接的蓝牙设备是目的端。

当MSC接到该路由连接请求时，它将会通知目的端。

切换：信息交换中心MSC可以帮助并加速完成蓝牙移动端MT从一个FM微微网切换到另一个FM微微网，当一个蓝牙移动终端MT需要信息交换中心MSC来帮帮主完成切换时，它会通过当前的主设备FM箱MSC发送切换请求信息，切换请求信息包含发出请求的MTT蓝牙地址，新的主设备FM的地址，及MT与新的主设备FM之间的时钟偏移量。

8.世界蓝牙组织SIG已经确定了一些应用模型，每个应用模型都有一个协议子集。

它定义了支持特定应用模型的协议和功能。

通用协议子集GAP构成了所有蓝牙协议子集的一个公共基础，因此也为蓝牙传送协议组的通用互操作应用提供了基础。

GAP主要包含三项内容：词典、连接和个性化。

通信策略分为发现模式、连接模式、匹配模式。

完全可发现模式：在这个可发现的等级中，，一个设备使用通用查询接入码进入查询扫描，二通用查询接入码是用48比特蓝牙的种种特别保留的LAP产生的查询接入码。

在这种模式中一个设别相应所有的查询，这样它总能被所有的其他正在查询的设备发现。

9.在保证一定误码率的及冲突限度的前提下，一个说那是我可由至多10个微微网构成。

第三章
1.ZigBee协议栈由高层应用规范、应用汇聚层、网络层、数据链路层和物理层组成。

2.不同的数据传输率适用于不同的场合，如866/915MZ物理层的低速率换取了较好的灵敏度和较大的覆盖面积，从而减少了覆盖给定物理区域所需要的节点数；而2.4GHZ物理层较高速率适用于较高的数据吞吐量、低时延或低作业周期的场合。

3.IEEE802系列标准吧数据链路层分成LLC和MAC两个子层。

4.在ZigBee网络中传输的数据可分为3类：
周期性数据：如传感器中传递的数据，数据速率是根据不同的应用定义的。

间断性数据：如控制点灯开关时传输的数据，数据速率是由应用或外部激励定义的。

反复性和低反应时间的数据：如无线鼠标传输的数据，数据SUV是分配的时隙定义的。

5.IEEE802.15.4子层定义了广播帧、数据帧、确认帧和MAC命令帧四种类型。

广播帧和数据帧包含了高层控制命令或者数据，确认帧和MAC命令帧则用于ZigBee设备间MAC子层功能实体间控制信息的收发。

6.ZigBee定义了3种角色：①网络协调器，负责网络的建立以及网络位置的分配。

②路由器，主要负责找寻建立以及修复信息包的路由路径，负责转送信息包。

③末端装置，只能选择加入他人已经形成的网络，可以收发信息，但不能转发信息，不具备路由功能。

7.应用支持子层负责维护绑定表，根据服务和戏曲在两个绑定实体间传递信息、ZDO负责定义设备节点在网络中的角色，并负责网络设备的发现，决定提供何种应用服务，还负责初始化或绑定相应请求及监理网络设备间的安全关系。

8.ZigBee三种组网方式：星状网、簇状网、网状网。

9.ZigBee采用3中基本密钥，分别是网络密钥、链接密钥、和主密钥。

其中网络密钥可以在数据链路层、网络层和应用层中应用。

主密钥和链接密钥则使用在应用层及其子层。

网络密钥可以再设备制造时安装，也可以在密钥传输中得到，它可以应用于多层，主密钥可以在信任中心设置或者在制造时安装，还可以是基于用户访问的数据。

连接密钥和网络密钥要不断进行更新。

10.ZigBee网络中采用IEEE802.15.4协议定义了两种无线设备：全功能设备FFD和精简功能设备RFD。

ZigBee网络中的节点可以分为3个类型：
ZigBee协调点：是整个网络的主要控制者，它通常具有相对于网络中其他类型节点更强大的功能。

主要负责发起建立新的网络，设定网络参数、管理网络中的节点等。

ZigBee路由点：可以参与路由发现、消息转发、允许其他节点通过它关联网络等。

ZigBee终端节点：通过协调点或者路由节点伏案立案到网络，但不允许任何节点通过它加入网络。

11.ZigBee网络常见的两种拓扑结构：即星状拓扑和点对点拓扑结构。

12.加入ZigBee网络的节点通过MAC层提供关联过程组成一颗逻辑树。

13.ZigBee路由ZBR分为两类：RN+（具有足够的存储空间和能力执行AODVj的路由协议的节点。

）和RN-。

14.无线传感器节点的特点：小吃坤、低功耗、适应性强。

15.汇节点：分布在传感器网络中的汇节点主要用于接收传感器节点上报的数据，并将其进行数据融合处理，通过公共网络或转用线路传递给中央信息处理控制中心。

中央信息处理控制中心由监控模块、配置模块、数据库三个部分组成。

16.ZigBee无线传感器网络的工作模式：
17.ZigBee网络中传输的数据通常分为：周期性数据、剪短性数据、反复性的低反应时间的数据。

ZigBee网络应用：适合于农业、工业、医学、军事等需要数据自动采集并要求网络传输的各个领域。

如锅炉炉温监测、高速旋转机器的转速监控、火灾的检测和预报。

第四章
1.80
2.11系列协议是由IEEE制定的，目前居于主导地位的无线局域网标准。

2.WLAN是利用电磁波在空气中发送和接收数据，而无需线缆介质。

WLAN的特点：①安装便捷②使用灵活③经济节约④易于扩展⑤安全性。

3.简述WLAN技术特点：①传输方式，设计无线局域网采用的传输媒体、选择的频段及调制方式。

目前局域网采用的传输媒体主要有两种微波和红外线。

②扩展频谱方式，在扩展频谱方式中，数据基带信号的频谱被扩至几倍～几十倍再被搬移至射频发射出去。

4.WLAN的拓扑结构：
5.扩频：即扩展频谱通信，指用来传输信息的射频带宽远大于信息本身带宽的一种通信方式。

其保密性、抗干扰能力强。

6.WLAN的MAC层技术：IEEE802.11使用MAC技术为载波探听多路访问/冲突避免，3种访问策略及应用：分布式协调功能DCF、点协调功能PCF、混合协调功能HCF。

DCF特点：传送异步数据，对业务尽力传送，所有要发送的数据的用户具有同等的机会接入信道。

DCF提供了共享竞争式的截止访问方法，虽然保证公平性，但也增加了冲突，对于那些对传输速率、时延、抖动要求高的站点，DCF不能满足要求。

PCF：送可选机制，面向连接提供非常竞争的发送。

PCF依靠协调点实现轮询，保证轮询站点不通过竞争信道发送帧。

PCF把对截止的访问分成周期性的时隙，又分为竞争期和非竞争期。

7.避免冲突802.11规定：
帧间隔：所有的站在完成发送后，必须在等待一段很短的时间才能发送下一帧。

帧类型：①短帧间隔（提供最高优先级）②电协调功能帧间隔③分布式协调功能帧间隔
④扩展帧间隔
8.WEP：是IEEE802.11最初提出的基于RC4流算法的安全协议。

TKIP：临时密钥完整性协议，是为了克服WEP的问题而提出的。

TKIP较WEP改进的地方在于加密和一致性算法使用不同的密钥。

9.密钥管理：WPA/RSN通过思路密钥交换和二路密钥交换来完成密钥的动态管理。

前者主要完成单播KEY的生成模式下（WPA2，RSN模式下也可以完成组播KEY的分发），后者则只完成组播KEY的分发。

WPA/RSN定义了两种身份验证机制：预共享密钥PSK和扩展认证协议EAP。

PSK：整个网络中的STA和AP需要预先配置相同的密码信息。

PSK认证是通过预先配置的密码信息，然后通过正确完成四路密钥交换和二路密钥交换来验证STA和AP身份。

EAP：认证方式在WLAN环境中需要第三方---认证服务器存在。

10.WLAN和无线Mesh网络
WLAN：并不是真正意义上的“无线”，每个客户端均通过一条与AP相连的无线链路网络访问，如果要相互通信的话，则必须访问一个固定的接入点，网络可靠性低，覆盖能力有限，且多数具有“盲区”。

（单跳网络）
无线Mesh网络：任何无线设备节点都可以通知作为AP和路由器，网络中的每个节点都可以发送和接收信号，每个节点都可以与一个或多个对等节点进行直接通信。

（多跳网络）第五章
1.IrDA的技术特点：小角度，段距离，点对点直线数据传输，保密性强。

2.红外线通信还有抗干扰性强、系统安装简单、易于管理等优点。

3.脉冲调制的必要性：红外发光二极管不能在100％时间段内全功率工作，所以发送端采用了脉宽为3/16或1/4比特的脉冲调制，这样，发光二极管持续发光功率可提高到最大功率的4～5倍，另外传输路径中不含直流成分，接收装置总在调整适应外界环境照明，接收到的知识变化的部分，即有用信号，所以脉冲调制是必要的。

4.UART与编解码电路之间的信号时UART数据帧，它包含一个起始位，8个数据位，一个停止位。

5.4PPM调制解调：每两个比特即“比特对”被遗弃变异呈一个500ns宽的“数据符号位”，每个符号位分为4等份，只有一份包含光脉冲，信息靠数据符号麦种的位置来传达。

其中逻辑1表示这段数据符号位内LED发送红外光，逻辑0表示在这段数据符号位内LED处于关断状态。

6.连接建立协议层IrLAP对不同的数据传输速率定义了三种帧结构：①异步帧②同步HDLC 帧③同步4PPM帧。

7.红外链路建立协议在自动协商好的参数基础上提供可靠的、无故障的数据交换。

8.主站控制通信，管理和保持各个人物的独立性，它发送命令帧，初始化链路和传输，阻值发送数据和进行数据流控制，并处理不可校正的数据链路错误；从路发送响应帧来响应主站请求。

但是设备的协议栈可以既作主站又作从站，一旦链路建立，双方轮流发问。

9.微型传输协议层：分组与重新拼合，将数据分段传送，然后在接收方重新拼合。

第六章
1.完整的自动识别计算机管理系统包括：自动识别系统、应用程序接口（中间件）和应用系统软件。

2.条码技术：由宽度不同、反射率不同的条和空，按照一定的编码规则（码制）编制成的，用于表达一组数字或字母符号信息的图形标识符，即条形码以一组粗细不同，按照一定的规则安排间距的平行线条图形。

3.视频识别技术：视频识别RFID是一种非接触的自动识别技术，它是利用无线射频技术对物体对象进行非接触式和即时自动识别的无线通信信息系统。

4.RFID原理（停车系统）：标签进入磁场后，会接收到读写器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者主动发送某一频率的信号；读写器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

5.在射频识别系统中，射频标签与读写器之间通过两者的天线假期空间电磁波传输的通道，通过电感耦合或电磁耦合的方式。

6.最基本的RFID系统由标签、读写器、天线三部分组成。

7.RFID标签分为被动标签和主动标签。

按可否被改写可分为：只读式标签和可读写标签。

8.只读式标签：标签内的信息在集成电路生产时即将信息写入，以后不能修改，只能被专门设备读取。

可读写标签：将保存的信息写入其内部存储区，需要改写时也可以采用专门的编程或写入设备擦写。

9.通常读写器发送时所使用的频率被称为RFID系统的工作频率。

10.RFID的技术特点：①读写方便快捷②识别速度快，能实现批量处理③数据容量大④使用寿命长⑤标签数据可动态更改⑥更好的安全性⑦动态实时通信。

11.由于RFID标签放置方向不可控，读写器天线的极化方式必须采用圆极化。

12.RFID攻击类型与隐私威胁①物理层：标签永久失活②网络传输层：网络协议攻击③应用层：非授权读取标签。

13解决安全与隐私保护问题主要由三种方式：物理保护机制、基于密码技术的软件安全机制以及两种安全机制的结合。

14.主动干扰：使用一个电子设备持续不断地发送信号，以干扰任何靠近标签的读写器所发出的信号。

第七章
1.NFC工作原理分为主动和被动两种通信方式。

主动模式下：每台设备要想另一台设备发送数据时，都必须产生自己的射频场。

被动模式下：启动NFC通信设备，也称NFC发起设备，在整个通信过程中提供射频场。

2.NFC技术支持三种不同的应用模式：卡模式、读写模式、NFC模式。

3.106kbps的速率下存在三种帧结构：短帧、标准帧、检测帧。

4.NFC设备的默认状态均为目标状态。

目标设备不产生射频场，保持静默以等待来自于发起者的命令。

应用程序能够控制设备主动从目标状态转换为发起状态。

5.NFC3种工作模式：卡模拟模式、点对点模式、读卡器模式。

第八章
1.超宽带无线通信UWB：为任何相对带宽大于20％或-10dB绝对带宽大于500MHz，并满足FCC功率谱密度限制要求的信号。

UWB系统的最高辐射谱密度为-41.3dBm/MHz。

2.UWB的技术特点：①传输速率高，空间容量大
②适合短距离通信
③具有良好的共存性和保密性
④多径分辨能力强，定位精度高
⑤体积小、功耗低
⑥系统结构的实现比较简单。

3.传统的UWB技术无须正弦载波，数据被调制在纳秒级或亚秒级基带窄脉冲上传输，接收机利用相关器直接完成信号检测。

4.对于UWB通信系统，成形信号g（t）必须大于500MHz，且信号能量应集中于 3.1～
10.6GHz频段。

5.跳时多址：利用UWB信号占空比较小的特点，将脉冲重复周期划分成Nh个持续时间为Tc的互不重叠的码片时序，每个用户利用一个独特的随机跳时序列在Nh个码片时隙中随机选择一个座位脉冲发射位置。

6.UWB接收机的关键技术：定时同步一般分为捕捉和跟踪两个阶段。

目前提出的UWB系统定时同步方法可分为：数据辅助的定时同步和盲定时同步。

UWB信道是典型的频率选择性衰落信道。

第九章
1.60GHz属于毫米波通信技术。

中国目前开放了59～64GHx的频段。

在各国开放的频段中大约有5GHz的重合。

2.60GHz无线通信技术的特点：
（1）信号传播特性：①路径损耗极大②氧气吸收损耗高③绕射能力差，穿透性差
（2）技术特点：①定向发射和接收②多跳中继③空间复用④单载波调制与OFDM。

3.在60GHz无线通信系统物理层通信技术方案选择上，目前有单载波调制和OFDM两大备选技术。

4.三种物理层模式：①单载波模式②高速率接口模式③音/视频模式。

5.超帧是微微网中时间划分的基本单位，主要包括3个部分：信标、竞争接入期和信道时间分配期。

第十章
1.Ad hoc网络特点①自组织和无中心特性
②网络拓扑动态变化
③多跳组网方式
④分布式控制方式
⑤无线通信带宽受限
⑥安全性受限
⑦终端设备受限
2.Ad hoc网络节点按功能分为：
①主机：完成移动终端的功能，包括人机接口、数据处理等。

②路由器：主要负责维护网络的拓扑结构和路由信息，完成报文转发功能。

③电台：提供无线信息传输功能。

物理结构上分为：
单主机单电台：手持设备一般为单主机单电台的简单结构。

单主机多电台：复杂的车载台，一个节点可能包括通信车内的多个主机。

多主机多电台：可用来叠加网络，还可用于网关节点来互联多个Ad hoc 网络。

3.数据链路层：数据流的复用、数据帧的检测、分组的转发/确认、优先级排队、差错控制和流量控制。

网络层：主要功能包括邻居发现、分组路由、拥塞控制和网络互连功能。

传输层：主要功能是向应用层提供可靠的端到端的服务，使上层与通信子网相隔离。

应用层：主要功能是提供面向用户的各种服务，包括具有严格延时和丢失率限制的实时应用。

4.隐藏终端：是指位于接收点的通信范围之内，而在发送节点的通信范围之外的终端。

5.按需路由协议（反应式路由协议）：是一种当需要时才查找路由的路由选择方式。

节点不需要维护及时准确的路由信息，当需要发送数据时才发起路由查找过程。

6.DSDV单播协议：是一种基于传统Bellman-Ford算法的主动路由协议，其主要特点是采用
序列号来避免可能产生的路由环路。

7.QoS服务的服务等级及能力：
①可保证服务：应用于需要固定时延的业务，对端到端数据报延迟有严格的界定，并
具有不丢失包的保证。

②可控负载服务：应用于可能产生时延的业务，在网络中符合较大的情况下能够提供
近似于没有过载时的服务。

③尽力而为服务：应用于无时延限制的业务。

网络对其负载的业务不提供任何QoS的
保证。