無線電網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課后習(xí)題答案 (1)

1、第一章1.1 如何理解計算機網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)代社會的作用？答：在現(xiàn)代社會生產(chǎn)生活中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)信息的互通和流動，高速完善的網(wǎng)絡(luò)能使信息更快捷、準(zhǔn)確的傳輸，發(fā)揮強大的作用。網(wǎng)絡(luò)已成為信息社會的技術(shù)命脈和知識經(jīng)濟的發(fā)展基礎(chǔ)。1.2 請給出計算機網(wǎng)絡(luò)的整體結(jié)構(gòu)。答：參考 ISO/OSI 模型以及 TCP/IP 模型。1.3 目前的骨干網(wǎng)絡(luò)大多為光纖傳輸，部分城市實現(xiàn)了光纖到戶，為此是否可以完全用光纖取代所有其他類型的網(wǎng)絡(luò)？試分析。答：不能取代所有其他類型的網(wǎng)絡(luò)。電話線、有線電視線纜、雙絞線、電力線等在生活中大量存在，許多也基本能滿足不同實際需求，光纖鋪設(shè)較復(fù)雜、成本較高，適于新建網(wǎng)絡(luò)。 1.4 為什么網(wǎng)絡(luò)

2、協(xié)議棧都以分層形式實現(xiàn)？各層主要完成哪些功能？答：網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，所以采用結(jié)構(gòu)化的方法，將其分解為若干層次設(shè)置相應(yīng)的協(xié)議，便于維護和修改。各層次主要功能參考 ISO/OSI 模型以及 TCP/IP 模型。1.5無線網(wǎng)絡(luò)近幾年得到了快速發(fā)展，試分析其原因并給出對未來無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的看法。 答：各種不同需求推動無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，未來發(fā)展體現(xiàn)多元化、便捷等特點。1.6 試分析和比較無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)，可以從傳輸方式、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)等方面進行比較。答：有線通信的開通必須架設(shè)電纜，或挖掘電纜溝或架設(shè)架空明線；而架設(shè)無線鏈路則無需架線挖溝，線路開通速度快，將所有成本和工程周期統(tǒng)籌考慮。無線擴頻的投資是相

3、當(dāng)節(jié)省的。有線通信的質(zhì)量會隨著線路的擴展而急劇下降， 如果中間通過電話轉(zhuǎn)接局， 則信號質(zhì)量下降更快，到 4、5 公里左右已經(jīng)無法傳輸高速率數(shù)據(jù)，或者會產(chǎn)生很高的誤碼率，速率級別明顯降低，而對于無線擴頻通信方式，50 公里內(nèi)幾乎沒有影響，一般可提供從 64K 到 2M的通信速率。有線通信鋪設(shè)時需挖溝架線，成本投入較大，且電纜數(shù)量固定，通信容量有限；而無線擴頻則可以隨時架設(shè)，隨時增加鏈路，安裝、擴容方便。1.7試分析和比較無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)，可從傳輸方式、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)等方面進行比較。 答：有線網(wǎng)絡(luò)須架設(shè)電纜，挖掘電纜溝或架設(shè)架空明線；而無線鏈路則無需架線挖溝，線路開通速度快，將所有成本和工程周期統(tǒng)籌考

4、慮，無線鏈路成本節(jié)省。 有線網(wǎng)絡(luò)電纜數(shù)量固定，通信容量有限，而無線網(wǎng)絡(luò)相對更靈活，隨時增加鏈路，安裝、擴容方便。 通信質(zhì)量方面，無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量均會隨線路距離擴展而下降，如果配備中繼設(shè)備，可予以改善。1.9 為什么現(xiàn)階段 IPv6 必須與 IPv4 共存，而不是直接取代？它們各有什么樣的特點？答：由于現(xiàn)階段大部分互聯(lián)網(wǎng)用戶使用 IPv4，若直接升級到 IPv6，必須將互聯(lián)網(wǎng)上所有節(jié)點都進行修改， 實施起來比較困難， 所以使用 IPv4/IPv6 的形式進行過度， 不遠的將來， IPv6將會得到全面使用，最終取代 IPv4。IP 是 TCP/IP 協(xié)議族中網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議，是 TCP/I

5、P 協(xié)議族的核心協(xié)議。目前 IP 協(xié)議的版本是 IPv4，發(fā)展至今已經(jīng)使用了 30 多年。IPv4 的地址位數(shù)為 32 位，也就是最多有 2 的 32次方的電腦可以聯(lián)到 Internet 上。IPv6 是下一版本的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，也可以說是下一代互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議，IPv6 除了一勞永逸地解決了地址短缺問題以外，還考慮了在 IPv4 中解決不好的其它問題，主要有端到端 IP 連接、服務(wù)質(zhì)量（QoS） 、安全性、多播、移動性、即插即用等。第二章2.1 無線電頻譜如何劃分？請簡單介紹ISM頻段。答：無線電可用來進行聲音和圖像廣播、氣象預(yù)報、導(dǎo)航、無線電通信等業(yè)務(wù)。根據(jù)無線電波傳播及使用的特點， 國際上將其劃

6、分為12個頻段， 通常的無線電通信只使用其中的第412頻段，無線電頻譜和波段的劃分如下表所示。序號 頻段名稱 頻段范圍(含上限不含下限) 波段名稱ITU規(guī)定ISM(Industrial Scientific Medical，工業(yè)科學(xué)醫(yī)療)頻段，開放給工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)療等三類機構(gòu)使用，無需授權(quán)，可免費使用。ISM頻段在各國規(guī)定并不統(tǒng)一，美國有3個頻段902-928MHz、2.4-2.4835GHz和5.725-5.850GHz，其中2.4GHz頻段各國通用。歐洲ISM低頻段為868MHz和433MHz。使用需遵守一定的發(fā)射功率(一般低于1W)，不要干擾其它頻段。許多無線網(wǎng)絡(luò)可工作于ISM頻段。 2

7、.2 不同無線網(wǎng)絡(luò)采用的無線通信介質(zhì)各異。請列舉常見的幾類，并進行對比。答：無線網(wǎng)絡(luò)通信方式主要有三類：無線電波；微波；紅外線。無線電波通信是指利用自由空間 （大氣層和外層真空） 傳播的射頻頻段的電磁波進行的通信，其原理在于導(dǎo)體中電流強弱的改變會產(chǎn)生無線電波。微波通信是指利用頻率為 300M300GHz 之間的電磁波作為傳輸介質(zhì)進行通信。它又可以細分為地面微波通信和衛(wèi)星微波通信兩大類。紅外通信是指以紅外線為載體，進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健?.3 假設(shè)有一個波長為 0.5mm 的微波發(fā)射器，最大傳輸距離為 50m，則其滿足最大傳輸距離的損耗為多大？2.4 常見的信號干擾和損耗有哪些？如何

8、解決？ 答：參考2.3.1節(jié)。  2.5 請簡述信號的調(diào)制過程，并對比常見的調(diào)制技術(shù)。 答：參考2.4.1節(jié)。2.6 調(diào)頻擴頻和直接序列擴頻技術(shù)各有什么特點？ 答：跳頻擴頻(FHSS)是用一定的擴頻碼序列進行選擇的多頻率頻移鍵控調(diào)制，使載波 頻率不斷跳變。發(fā)送方用看似隨機的無線電頻率序列廣播信息，并以固定間隔從一頻率跳至另一頻率。而接收方接收時也同步跳轉(zhuǎn)頻率。竊聽者只能聽到無法識別的雜音，即使試圖在某一頻率上干擾，也只能影響有限的幾位信號。 直接序列擴頻(DSSS)用高碼率的擴頻碼序列在發(fā)送方直接擴展信號頻譜，而接收方則用相同擴頻碼序列進行解擴

9、，即把頻譜拓寬的擴頻信號還原成原始信息。原始信號中每一位在傳輸中以多個碼片表示，即使用擴展編碼。這種擴展編碼能將信號擴展至更寬的頻帶范圍上，該頻帶范圍與使用碼片位數(shù)成正比。2.7 復(fù)用技術(shù)和多址技術(shù)能提高無線傳輸?shù)男剩嚤容^分析常見的幾種復(fù)用和多址技術(shù)答：目前，常見的復(fù)用方式有頻分復(fù)用（FDM） 、時分復(fù)用（TDM） 、碼分復(fù)用（CDM） 、空分復(fù)用（SDM）等。多址通信的方式有頻分多址（FDMA） 、時分多址（TDMA） 、碼分多址（CDMA） 、空分多址（SDMA）等。除了這些多址方式以外，其他復(fù)用方式也可以用在多址通信中，如極化復(fù)用和波分復(fù)用等，當(dāng)然多數(shù)情況下需和其它方式綜合運用。2.

10、8 天線技術(shù)在無線網(wǎng)絡(luò)通信中起到了重要作用，試分析天線的主要技術(shù)指標(biāo)。 答：參考2.7.2節(jié)。2.9 MIMO包括哪些關(guān)鍵技術(shù)？ 答：信道估計、空時信號處理、同步、分集等。具體分析見2.8節(jié)。2.10 認知無線電的功能和關(guān)鍵技術(shù)是什么？ 答：基本功能包括：分析無線環(huán)境，估計空間電磁環(huán)境中的干擾溫度和檢測頻譜空穴； 信道狀態(tài)估計及容量預(yù)測；功率控制和動態(tài)頻譜管理。 關(guān)鍵技術(shù)包括頻譜檢測、頻譜管理、功率控制等。 2.12 針對網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)，請列舉不少于 3 種仿真平臺，分析對比其技術(shù)特點。 答：OPNET、NS2、MATLAB 等，具體技術(shù)特點可自行列舉和比

11、較第三章3.1 無線局域網(wǎng)具有什么特點？無線局域網(wǎng)存在哪些局限性？ 答：參考 3.1.2 節(jié)3.2 試闡述無線局域網(wǎng)的組成和結(jié)構(gòu)。答：WLAN 由站、無線介質(zhì)、無線接入點或基站、分布式系統(tǒng)等組成。WLAN 根據(jù)物理拓撲結(jié)構(gòu)可分為單區(qū)網(wǎng)和多區(qū)網(wǎng)；根據(jù)邏輯拓撲可分為對等式拓撲、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)式和線性、星形、環(huán)形等；根據(jù)控制方式可分為無中心分布式和有中心集中控制式兩種；根據(jù)與外網(wǎng)的連接性可分為獨立 WLAN 和非獨立 WLAN。3.3 IEEE802.11n 是目前較常見的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，請分析其技術(shù)特點。 答：參考 3.3.4 節(jié)3.4 常見的無線局域網(wǎng) MAC 層優(yōu)化技術(shù)有哪些？各有什么特點？答：DC

12、F 主要有 CSMA/CA，RTS/CTS 兩種技術(shù)。EDCA 特點：使用 AIFS 代替 DIFS；最大最小競爭窗口的改變。3.5 IEEE802.11 有哪幾種幀間間隔(IFS)？請分析其含義和長度。 答：IEEE 802.11 規(guī)定了 4 種 IFS，以實現(xiàn)不同的訪問優(yōu)先級別，其時間長度關(guān)系為： SIFS<PIFS<DIFS <EIFS，具體含義和長度參考 3.3.3 節(jié)3.6 部署大規(guī)模 WLAN 需要有效的 AP 和信道分配，請查閱文獻，了解研究進展。 答：請參考文獻【10】或查閱更新的文獻。 3.7 請使用某一種測量工具，測試你身邊的 WLAN，對信道、數(shù)據(jù)包等進

13、行分析。 答：可使用 3.5.2 節(jié)中介紹的工具測量你所在的校園無線網(wǎng)。3.8 如下圖所示，無線節(jié)點 A 和 C 同時想與 B 通信，此時會產(chǎn)生什么問題？如何解決？答：隱藏節(jié)點問題。使用 RTS 和 CTS 控制信息來避免沖突。當(dāng)發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)前，先送出一個 RTS 包，告知在傳送范圍內(nèi)的所有節(jié)點不要有任何傳送操作。如果接收方目前空閑，則響應(yīng)一個 CTS包，告訴發(fā)送方可開始發(fā)送數(shù)據(jù)，此 CTS 包也會告訴所有在接收方信號傳輸范圍內(nèi)的其他節(jié)點不要進行任何傳輸操作。3.9 如下圖所示，無線節(jié)點 B 想與 A 通信， 同時節(jié)點 C 想與 D 通信， 此時會產(chǎn)生什么問題？如何解決？答：暴露節(jié)點問題。采

14、用RTS/CTS機制， 當(dāng)一個節(jié)點偵聽到鄰近節(jié)點發(fā)出來的RTS， 但卻沒有聽到相應(yīng)CTS，可以判定它本身是一個暴露節(jié)點， 所以允許傳送數(shù)據(jù)到其他鄰近節(jié)點。 這個節(jié)點可以成功送出 RTS，但相應(yīng)的 CTS 不一定能被成功的收到。3.8 請列舉兩個你熟悉的無線局域網(wǎng)應(yīng)用實例，分析其各項功能和技術(shù)特點。答：參考教材 3.4 節(jié)。第四章4.1 為什么說無線城域網(wǎng)解決了最后一千米的接入問題？試分析。答：WMAN 如 WiMax 能有效解決有線方式無法覆蓋地區(qū)的寬帶接入問題，有較完備的 QoS 機制，可根據(jù)業(yè)務(wù)需要提供實時。非實時不同速率要求的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，為居民和各類 企業(yè)寬帶接入業(yè)務(wù)提供新方案4.2

15、請簡單介紹 IEEE 802.16 系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 答：參考表 4.1。 4.3 WiMax 協(xié)議體系結(jié)構(gòu)如何？ 答：參考 4.2.3 節(jié)。 4.4 請列舉 WiMax 的不同應(yīng)用場景？ 答：參考 4.3.2 節(jié)。4.5 MWiMax 的網(wǎng)絡(luò)切換包括哪幾種技術(shù)？各有什么特點？ 答：MWiMax 切換主要涉及鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和跨層融合。其中鏈路層切換分為硬切換 (HHO)、宏分集切換(MDHO)和快速基站切換(FBSS)。特點參考 4.4 節(jié)。4.6 試從多方面分析和比較 WiMax 與 WiFi 技術(shù)。答：可從傳輸范圍、傳輸速率、安全性進行分析，請參考教材 4.4 節(jié)。4.8 請針對移動通信的

16、2G/3G/4G/5G 技術(shù)，分析比較其技術(shù)特點。 答：參考 4.6 節(jié)。 4.10 請在乘坐高鐵/動車等旅行時，測試寬帶服務(wù)的性能，列出結(jié)果和分析各種影響。 答：可使用第 3 章介紹的有關(guān)測量工具軟件第五章5.1 什么是衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)？與其它無線網(wǎng)絡(luò)相比有何不同？ 答：衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的基本概念參考 5.1.1 節(jié)。相比其它無線網(wǎng)絡(luò)的特點參考 5.1.3 節(jié)。 5.2 請從衛(wèi)星制式、覆蓋區(qū)域范圍、用戶性質(zhì)、業(yè)務(wù)范圍等對無線網(wǎng)絡(luò)進行分類。 答：參考表 5.1。 5.3 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)有哪些類型的軌道？各具有什么特點？ 答：參考 5.2.1 節(jié)。 5.4 未來的全球通信系統(tǒng)中，衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)將是一個寬帶網(wǎng)絡(luò)，支持任何

17、人在任何時間和任 何地點進行高效通信。為此，衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)需要實現(xiàn)哪些關(guān)鍵技術(shù)？ 答：參考 5.2.3 節(jié)。 5.5 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的鏈路有哪些？以具體衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)為例闡述。 答：參考 5.2.5 節(jié)。 5.6 請簡單介紹移動衛(wèi)星系統(tǒng)(MSS)的通信標(biāo)準(zhǔn)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計？ 答：參考 5.5.1 節(jié)和 5.5.2 節(jié)。 5.7 目前主要有哪些實際的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)？請予以簡單介紹。 答：通信服務(wù)參考 5.4 節(jié)，定位導(dǎo)航服務(wù)參考 5.6.2 節(jié)。第六章6.1 什么是 Ad hoc 網(wǎng)絡(luò)和 MANET？它們具有哪些特點？ 答：無線自組織(Ad Hoc)網(wǎng)絡(luò)又稱無線對等網(wǎng)絡(luò)，由若干個無線終端構(gòu)成的一個臨時性、 無中心的網(wǎng)

18、絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中亦不需要任何基礎(chǔ)設(shè)施。 移動 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)(Mobile Ad Hoc Network，MANET)，又稱移動多跳網(wǎng)或移動對等網(wǎng)， 是一種特殊的在不借助任何中間網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的情況下，可在有限范圍內(nèi)實現(xiàn)多個移動節(jié)點臨時 互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。MANET 的特點：拓撲結(jié)構(gòu)動態(tài)變化，無固定通信設(shè)施，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點隨機移動 ；資源有限， 節(jié)點的能量和網(wǎng)絡(luò)帶寬有限； 多跳通信， 實現(xiàn)不同覆蓋網(wǎng)絡(luò)間的源與目標(biāo)主機間的通信；安全性較低，無線信道易受竊聽、篡改、偽造等攻擊的威脅。特點參考 6.1.3 節(jié)。 6.2 MANET 有哪些拓撲結(jié)構(gòu)？各具有什么特點？試分析對比。 答：MANET 的拓撲結(jié)構(gòu)可分兩種：對

19、等式結(jié)構(gòu)和分級結(jié)構(gòu)。參考 6.2.1 節(jié)。 6.3 MANET 路由協(xié)議如何分類？各有什么特點。 答：參考 6.3.2 節(jié)。 6.4 請分析 DSDV 路由協(xié)議的特點和工作過程。 答：參考 6.3.3 節(jié)“1. DSDV 路由協(xié)議”。 6.5 請分析 AODV 路由協(xié)議的特點和工作過程。 答：參考 6.3.3 節(jié)“2. AODV 路由協(xié)議”。 6.6 請介紹一種具體的 MANET 地理位置路由協(xié)議。 答：參考 6.3.3 節(jié)“4. LAR 路由協(xié)議”。 6.7 在 MANET 中如何進行 IP 地址分配？ 答：答：MANET 路由協(xié)議并未考慮節(jié)點 IP 地址的分配，而假設(shè)節(jié)點 IP 地址已被事

20、先分配好。但這實際上存在問題， 必須考慮如何為新加入 MANET 的節(jié)點分配 IP 地址。 下面是 MANET中 IP 地址分配的幾種技術(shù)?；诨锇橄到y(tǒng)的分布式動態(tài)地址分配協(xié)議。通過地址池為節(jié)點分配 IP 地址，最初整個網(wǎng)絡(luò)僅一個節(jié)點 A，擁有整個 IP 地址池。當(dāng)一個無 IP 地址的節(jié)點 B 加入網(wǎng)絡(luò)，它向 A申請 IP 地址。A 接受申請后，將 IP 地址池的一半地址分配給 B，B 可將收到地址池中的第一個地址作為自身地址。同時 B 還將發(fā)給 A 最新的 IP 地址表，此時 A 和 B 互稱為伙伴。改進的 DHCP 協(xié)議。此協(xié)議為每部分網(wǎng)絡(luò)選擇一個領(lǐng)導(dǎo)，領(lǐng)導(dǎo)扮演 DHCP 服務(wù)器的角色，通

21、過其向新加入節(jié)點分配地址，領(lǐng)導(dǎo)擁有一個所有已被分配 IP 地址的列表?；谟布刂返?IP 地址分配。采用硬件 MAC 地址的已知網(wǎng)絡(luò)前綴和后綴組成相應(yīng)的 IP 地址。 6.8 什么是無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)？它具有哪些優(yōu)勢？ 答：無線網(wǎng)狀網(wǎng)(Wireless Mesh Network, WMN)是從 Ad hoc 網(wǎng)絡(luò)發(fā)展起來的新型網(wǎng)絡(luò)技 術(shù)，是動態(tài)、自組織、自配置的多跳寬帶無線網(wǎng)絡(luò)。與 MANET 不同，WMN 通過位置相對 固定的無線路由器，互聯(lián)多種網(wǎng)絡(luò)，并接入高速骨干網(wǎng)。已被納入 IEEE 802.11s、IEEE 802.16 等標(biāo)準(zhǔn)中，是無線城域核心網(wǎng)的理想方式之一。 優(yōu)勢包括：快速部署和易于

22、安裝；健壯性；結(jié)構(gòu)靈活；高帶寬；低干擾。第七章7.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是在什么樣的背景下產(chǎn)生的？具有怎樣的現(xiàn)實意義？答：隨著通信技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展和日漸成熟，人們陸續(xù)研究開發(fā)出了各種具備感知、 計算和通信能力的微型傳感器。 而由許多微型傳感器共同構(gòu)成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進一步引起了人們的關(guān)注。WSN 綜合了傳感器、嵌入式計算、分布式信息處理、無線通信等技術(shù)，能協(xié)作地實時監(jiān)測、感知、采集網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)的各種環(huán)境或被監(jiān)測對象的信息，并處理信息，進一步獲取更詳盡準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，傳送給需要這些數(shù)據(jù)信息的用戶。WSN 可使人們在任何時間、任何地點和任何環(huán)境條件下獲得大量詳實可靠的物理世界的真實

23、信息， 可廣泛應(yīng)用于國防軍事、 國家安全、環(huán)境監(jiān)測、交通管理、醫(yī)療衛(wèi)生、制造業(yè)、野外作業(yè)、搶險抗災(zāi)等領(lǐng)域。WSN 被認為是信息感知和采集的一場革命，在新一代網(wǎng)絡(luò)中具有非常關(guān)鍵的作用，將會對人類的未來生活方式產(chǎn)生巨大影響。7.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有哪些特點？面臨什么樣的挑戰(zhàn)？答：WSN 除具有 Ad Hoc 網(wǎng)絡(luò)的自組織性等特征以外，還有許多特點：網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大。低速率。低功耗。低成本。短距離。高可靠。WSN 面臨的挑戰(zhàn)：通信能力有限，需要高質(zhì)量完成感知信息的處理與傳輸。電源能量有限，需要節(jié)約能量，使網(wǎng)絡(luò)生命周期最大化。傳感器計算能力有限，要讓大量僅具有限計算能力的傳感器進行協(xié)作分布式信息處理。傳感

24、器數(shù)量大、分布范圍廣，軟硬件必須具有高健壯性和高容錯性。網(wǎng)絡(luò)動態(tài)性，WSN 應(yīng)具有可重構(gòu)性和自調(diào)整性。大規(guī)模的分布式觸發(fā)器。感知數(shù)據(jù)流巨大。以數(shù)據(jù)為中心。7.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有哪些？各具有什么特點？ 答：參考 7.2.4 節(jié)。 7.5 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點組成結(jié)構(gòu)如何？請進行簡單分析。 答：參考 7.2.2 節(jié)7.6 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點體系結(jié)構(gòu)如何？各部分具有什么樣的作用？答：WSN 節(jié)點的體系結(jié)構(gòu)由分層網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)管理平臺、應(yīng)用支撐組成。(1)分層的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議由物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層組成。(2)網(wǎng)絡(luò)管理平臺主要包括對節(jié)點自身管理以及用戶對 WSN 的

25、管理，有拓撲控制、服務(wù)質(zhì)量管理、能量管理、安全管理、移動管理、網(wǎng)絡(luò)管理等。(3)應(yīng)用支撐平臺包括一系列檢測為主的應(yīng)用層軟件，并通過應(yīng)用服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)管理接口提供支持。7.7 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有怎樣的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)？各層實現(xiàn)什么樣的功能？答：WSN 的通信協(xié)議棧包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層。(1)五層功能介紹物理層，負責(zé)數(shù)據(jù)調(diào)制、發(fā)送與接收。涉及具體傳輸介質(zhì)、所用頻段及調(diào)制方式等。數(shù)據(jù)鏈路層，負責(zé)數(shù)據(jù)幀封裝、幀檢測、介質(zhì)訪問和差錯控制等。WSN 的 MAC 協(xié)議主要負責(zé)組網(wǎng)和共享信道接入。主要解決兩個問題：一是為數(shù)據(jù)傳輸建立連接，形成無線逐跳的通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，并提供網(wǎng)絡(luò)自組織的能力；二是

26、為節(jié)點公平有效地分配通信資源。該層各環(huán)節(jié)都要體現(xiàn)有效的功率控制。網(wǎng)絡(luò)層，負責(zé)數(shù)據(jù)的路由轉(zhuǎn)發(fā)、節(jié)點間通信、支持多傳感器協(xié)作完成大型感知任務(wù)。WSN 路由協(xié)議需具備的特征有：協(xié)議簡單、節(jié)能，以數(shù)據(jù)為中心，有數(shù)據(jù)融合能力，可擴展性和健壯性良好。傳輸層，負責(zé)維護數(shù)據(jù)流，保證通信質(zhì)量。當(dāng) WSN 需與其它網(wǎng)絡(luò)連接時，如基站節(jié)點與任務(wù)管理節(jié)點之間的連接可采用傳統(tǒng) TCP 協(xié)議。但 WSN 內(nèi)部不能采用這些傳統(tǒng)協(xié)議，因為能源和內(nèi)存資源有限，需要一套代價較小的協(xié)議。應(yīng)用層，提供各種實際應(yīng)用，解決各種安全問題。主要的應(yīng)用層協(xié)議有：傳感器管理協(xié)議(SMP)、任務(wù)分配與數(shù)據(jù)公告協(xié)議(TADAP)、傳感器查詢及數(shù)據(jù)分

27、發(fā)協(xié)議(SQDDP)等。而密鑰管理和安全組播由基礎(chǔ)安全機制提供。7.8 請簡單介紹分析定向擴散路由協(xié)議的特點。 答：參考 7.3.3 節(jié)。 7.9 請簡單介紹分析 S-MAC 協(xié)議的特點。 答：參考 7.3.4 節(jié)第八章8.1 什么是無線個域網(wǎng)？它與其他無線網(wǎng)絡(luò)相比有哪些不同？答：無線個域網(wǎng)(Wireless PAN，WPAN)是一種采用無線連接的個域網(wǎng)。也是近年來個域網(wǎng)中應(yīng)用較多的類型。 其主要通過無線電或紅外線代替?zhèn)鹘y(tǒng)有線電纜， 實現(xiàn)個人信息終端的互聯(lián)，組建個人信息網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)中， 各種外設(shè)與計算機間的連接與通信往往需要各種線纜直接聯(lián)結(jié)， 存在許多不便，因此對各種設(shè)備間的無線連接需求

28、越來越強烈。于是 WPAN 應(yīng)運而生，它是為了實現(xiàn)活動半徑小(如幾米)、業(yè)務(wù)類型豐富、面向特定群體的連接而提出的新型無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。WPAN 是一種與無線廣域網(wǎng)(WWAN)、無線城域網(wǎng)(WMAN)、無線局域網(wǎng)(WLAN)并列但覆蓋范圍更小的無線網(wǎng)絡(luò)，它們的關(guān)系和通信范圍如圖 8.1 所示。P192WPAN 主要應(yīng)用于個人用戶工作空間，其位于整個網(wǎng)絡(luò)鏈的末端，用于實現(xiàn)同一地點終端與終端間的連接。從技術(shù)角度分析，WPAN 系統(tǒng)通?？煞譃橐韵?4 個層次。應(yīng)用軟件和程序，由駐留在主機上的軟件模塊組成，控制網(wǎng)絡(luò)模塊的運行。固件和軟件棧，負責(zé)管理連接建立，并規(guī)定和執(zhí)行 QoS 要求?；鶐аb置，負責(zé)數(shù)據(jù)處理

29、，包括編碼、封裝、檢錯和糾錯等，定義裝置運行的狀態(tài)，并與主控制器接口交互。無線電收發(fā)，負責(zé)經(jīng) D/A(數(shù)/模)和 A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換處理所有的輸入/輸出數(shù)據(jù)。它接收來自和到達基帶的數(shù)字信號，并接收來自和到達天線的模擬信號。WPAN 設(shè)備具有價格便宜、體積小、易操作和功耗低等優(yōu)點，目標(biāo)是用無線代替?zhèn)鹘y(tǒng)線纜， 實現(xiàn)個人信息終端的智能化互連， 組建個人化的辦公或家用信息網(wǎng)絡(luò)。 主要特點如下：l 高數(shù)據(jù)速率并行鏈路：>100Mbps。l 鄰近終端之間的短距離連接：典型為 110m。l 標(biāo)準(zhǔn)無線或電纜橋路與外部因特網(wǎng)或廣域網(wǎng)的連接。l 典型的對等式拓撲結(jié)構(gòu)。l 中等用戶密度。8.2 無線個域網(wǎng)可

30、分為幾類？具體各有什么特點？答：WPAN 的應(yīng)用范圍日益廣泛，涉及技術(shù)也越來越豐富，通常將 WPAN 按傳輸速率分為低速、高速和超高速三類。具體請參考教材 8.1.3 節(jié)。8.3 常見的應(yīng)用于無線個域網(wǎng)的技術(shù)有哪些？試予以分析對比。答：WPAN 的關(guān)鍵技術(shù)包括 IrDA、HomeRF、UWB、藍牙技術(shù)、ZigBee 技術(shù)等。分析對比請參考教材 8.2 節(jié)。8.4 IEEE 802.15 包括哪些標(biāo)準(zhǔn)？ 答：請參照表8.2。8.5 UWB 可實現(xiàn)短距離的高速網(wǎng)絡(luò)連接，請分析其如何組建應(yīng)用于數(shù)字化家庭？ 答：參考 8.3.2 節(jié)。 8.6 為實現(xiàn)可靠傳輸，藍牙采用了哪些協(xié)議？各實現(xiàn)什么功能？答：(

31、1)基帶協(xié)議負責(zé)建立微型網(wǎng)內(nèi)各藍牙設(shè)備之間的物理收發(fā)鏈路。藍牙收發(fā)模塊使用跳頻擴頻技術(shù)，分組在指定時隙、 指定頻率上發(fā)送。 在這一層上通過查詢和尋呼過程使不同藍牙設(shè)備的發(fā)送跳頻頻率和時鐘實現(xiàn)同步。不同基帶分組存在不同的物理鏈路：同步面向連接(SCO)和步無連接(ACL)，這兩種方式在同一射頻鏈路上可實現(xiàn)復(fù)用。ACL 分組只適于數(shù)據(jù)傳輸，而 SCO 分組適用于語音及數(shù)據(jù)。 基帶為所有語音和數(shù)據(jù)分組提供了不同級別的糾錯和加密機制，保證其可靠性與安全性，語音數(shù)據(jù)可直接通過基帶傳輸?；鶐殒溌饭芾砗涂刂葡⒎峙鋵ｉT信道。(2)鏈路管理協(xié)議(LMP)負責(zé)設(shè)備之間鏈路的建立和控制， 包括控制和協(xié)商基帶分組

32、的大小。 還通過鑒權(quán)和加密過程，產(chǎn)生、交換并監(jiān)測鏈路字和加密字以保證其安全。LMP 還控制藍牙設(shè)備的節(jié)電模式、工作周期及微型網(wǎng)內(nèi)藍牙設(shè)備的連接狀態(tài)。 接收端的鏈路管理器分析并解釋 LMP 消息。 LMP消息比用戶數(shù)據(jù)更為優(yōu)先。LMP 消息不需要顯式確認。(3)邏輯鏈路控制與適配協(xié)議(L2CAP)支持高層協(xié)議復(fù)用、分組的分段和重組、服務(wù)質(zhì)量。允許高層協(xié)議和應(yīng)用程序收發(fā)長至64k 字節(jié)的數(shù)據(jù)。L2CAP 只支持 ACL 分組，音頻或語音在 SCO 基帶鏈路運行。(4)服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議(SDP)SDP 是所有用戶模型的基礎(chǔ)。通過 SDP 可查詢設(shè)備信息、業(yè)務(wù)類型和業(yè)務(wù)特征。用戶可從相鄰設(shè)備的業(yè)務(wù)中挑選一

33、個可用的，然后可在兩個或多個藍牙設(shè)備之間建立連接8.7 請簡單介紹 ZigBee 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的特點。 答：參考 8.4.2 節(jié)。 8.8 請簡單介紹 Zigbee 的組網(wǎng)過程。 答：參考 8.5.3 節(jié)。 第九章9.1 從不同視角，存在不同的物聯(lián)網(wǎng)觀點，請予以簡單分析。 答：參考 9.1 節(jié)。 9.2 請介紹基于 SOA 的物聯(lián)網(wǎng)中間件架構(gòu)層次。 答：參考 9.2.2 節(jié)。 9.3 請介紹 RFID 的功能和特點。 答：參考 9.2.3 節(jié)“1. RFID 技術(shù)”。 9.4 請介紹 NFC 的功能和特點。 答：參考 9.2.3 節(jié)“4. 近場通信技術(shù)”。 9.8 物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)眾多，你更看好哪一個

34、標(biāo)準(zhǔn)，為什么？ 答：結(jié)合 9.4.1 節(jié)，提出你自己的觀點。 9.9 物聯(lián)網(wǎng)將包含數(shù)量巨大的各種物體，尋址方面存在什么挑戰(zhàn)？應(yīng)當(dāng)如何解決？ 答：參考 9.4.2 節(jié)。 9.10 物聯(lián)網(wǎng)的安全和隱私方面尚不完善，請列出一些漏洞，并提出解決之道。 答：參考 9.4.3 節(jié)。第十章10.1 什么是無線車載網(wǎng)絡(luò)？它與其它無線網(wǎng)絡(luò)相比有哪些不同？ 答：參考 10.1 節(jié)。 10.2 無線車載網(wǎng)絡(luò)如何根據(jù)應(yīng)用分類？ 答：參考 10.2.1 節(jié)。 10.3 無線車載網(wǎng)絡(luò)的功能要求有哪些？ 答：無線通信能力、網(wǎng)絡(luò)通信能力、汽車絕對定位能力、其它車輛能力、車 輛通信安全能力，具體內(nèi)容參考 10.2.2 節(jié)。 1

35、0.4 美國國家 ITS 架構(gòu)分為幾個部分，各有哪些要素？ 答：分為 4 個子系統(tǒng)：中心、場地、車輛、乘客，具體要素參考 10.3.2 節(jié)。 10.5 簡單介紹 WAVE 協(xié)議棧的層次結(jié)構(gòu)。 答：層次結(jié)構(gòu)見圖 10.3，具體內(nèi)容參考 10.3.2 節(jié)。 10.6 歐洲的 ITS 使用 CALM 協(xié)議架構(gòu)，請分析其特點。 答：參考 10.3.4 節(jié)。 10.7 請列舉無線車載網(wǎng)絡(luò)的各種技術(shù)挑戰(zhàn)。 答：參考 10.4 節(jié)。 10.9 請列出一項你了解的無線車載網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用或系統(tǒng)，分析其技術(shù)特點。 答：例如“車對車通信報警系統(tǒng)”。第十一章11.1 什么是 WBAN，它有哪些組成部分？ 答：參考 11.1

36、.1 節(jié)。 11.2 請介紹 WBAN 的技術(shù)要求？ 答：參考 11.1.2 節(jié)。 11.5 請簡單介紹無線室內(nèi)定位測量技術(shù)和評價標(biāo)準(zhǔn)。 答：參考 11.2.2 節(jié)。 11.8 請簡單介紹無線家居網(wǎng)的組成和特點。 答：參考 11.3.1 節(jié)。 11.9 無線家居網(wǎng)的典型技術(shù)方案中，你更看好哪一個或幾個標(biāo)準(zhǔn)，為什么？ 答：結(jié)合 11.3.2 節(jié)，提出你自己的看法。第十二章12.1 常見的網(wǎng)絡(luò)安全威脅有哪些？如何進行有效防御？ 答：安全威脅參考 12.1.1 節(jié)。防御技術(shù)參考 12.2.2 節(jié)。 12.2 常見的無線網(wǎng)絡(luò)安全威脅有哪些？有哪些對應(yīng)的防御方案？ 答：無線網(wǎng)絡(luò)安全威脅參考表 12.1，

37、防御方案參考表 12.2。 12.3 什么是黑洞攻擊？請說明其攻擊過程。 答：參考 12.3 節(jié)“2. 黑洞(Black Holes)攻擊”。 12.4 什么是蟲洞攻擊？請說明其攻擊過程。 答：參考 12.3 節(jié)“3. 蟲洞(Worm Holes)攻擊”。 12.5 什么是女巫攻擊？攻擊者如何進行身份偽造？ 答：參考 12.3 節(jié)“4. 女巫(Sybil)攻擊”。 12.6 典型的 WLAN 安全技術(shù)有哪些？在實際場景中如何選擇和應(yīng)用？ 答：參考 12.5.1 節(jié)。 12.7 如何進行安全的 MANET 通信？請給出自己的想法。 答：各種 MANET 安全技術(shù)參考 12.6 節(jié)。 12.8 相

38、比無安全機制的路由協(xié)議，MANET 的安全路由協(xié)議有什么特點？ 答：參考 12.6.5 節(jié)。CDMA：CDMA（碼分多址：Code-Division Multiple access）是數(shù)字移動通信進程中出現(xiàn)的一種先進的無線擴頻通信技術(shù)，它能夠滿足市場對移動通信容量和品質(zhì)的高要求，具有頻譜利用率高、話音質(zhì)量好、保密性強、掉話率低、電磁輻射小、容量大、覆覆蓋廣等特點，可以大量減少投資和降低運營成本。CDMA最早由美國高通公司推出，近幾年由于技術(shù)和市場等多種因素作用得以迅速發(fā)展，目前全球用戶已突破5000萬，我國也在北京、上海等城市開通了CDMA電話網(wǎng)。GPRS：是一種蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，用于通過移動電話提供因特網(wǎng)以及企業(yè)網(wǎng)訪問.GPRS（通用無線分組業(yè)務(wù)：General Packet Radio Service）是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交