南邮无线传感器网络复习提纲精品.pdfVIP

无线传感器网络复习 考试题型：填空 15*2 分；简答30 分左右；论述题20 分左右；综合题13 分。（不考计算题） 第一章 Introduction 1.无线传感器网络的概念。 WSN：由部署在检测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一 个多跳的自组织的网络系统，目的是协作地感知、采集和处理网络区域中感知的对象信息， 并发送给观察者。 2.构成WSN 的三要素：传感器、感知对象、观察者。 3.WSN 的两种结构：平面结构、分级结构。 （平面结构中所有节点的地位等同；分级结构是将网络划分成多个簇，簇内的节点将所采集 到的数据发送给簇头，簇头将接收到的数据进行融合处理后，再将数据直接发送给汇聚节 点。） 4.OSI 参考模型 （7 层） （了解： 物理层：利用传输介质为通信的网络节点之间建立、维护和释放物理连接，实现比特 流的透明传输，进而为数据链路层提供数据传输服务。 数据链路层：在物理层提供服务的基础上，在通信的实体间建立数据链路连接，传输 以帧(frame)为单位的数据包，并采取差错控制和流量控制的方法，使有差错的物理线路变成 无差错的数据链路。 网络层：为分组交换网络上的不同主机提供通信服务，为以分组为单位的数据报通过通 信子网选择适当的路由，并实现拥塞控制、网络互连等功能。 传输层：向用户提供端到端 （end-to-end）的数据传输服务，实现为上层屏蔽低层的数 据传输问题。） 重要概念： （1）无线传感器网络是以数据为中心的网络。 （2）了解协议分层概念，例如调制和解调属于协议层次结构中的物理层，信道接入属于协 议层次结构中的MAC 层，路由属于协议层次结构中的网络层。 （3）在网络分层结构中，下层向上层提供服务。 （4）无线传感器网络是分布式结构。（两种结构） 第二章 传感器节点结构 1.无线传感器网络的组成：传感器模块、处理器模块、无线通信模块、能量供应模块和内存 模块。 2.传感器节点的能耗主要集中在无线通信模块。 第三章 通信协议标准 1.无线传感器网络的协议标准：IEEE 802.15.4 标准，ZigBee 标准，（6LowPan 标准） 2.IEEE 802.15.4 标准定义了物理层和MAC 层。 3.ZigBee 标准定义了网络层、安全层、应用层。 ！以上三章不会考大题 第五章 媒体接入控制 （MAC） 1.无线网中使用有线网的MAC 协议存在的问题？产生这些问题的原因？最简单的解决方案 是什么？ （大题） （1）存在的两个问题：隐藏终端和暴露终端问题。 （a）隐藏终端就是在接收节点的覆盖范围内发送节点覆盖范围以外的节点。如下图所示， 节点A、B、C 都工作在同一个信道上，当节点A 向节点B 发送分组时，载波侦听机制无法 阻止节点C 发送数据，造成信号在节点B 处冲突。由隐藏终端造成的冲突即隐藏终端问题。 （b）暴露终端在发送节点的覆盖范围内而在接收节点的覆盖范围外的节点。如下图所示， 当节点B 向节点A 发送分组时，节点C 侦听到节点B 在发送分组，所以推迟发送分组。这 种推迟是毫无必要的，因为节点C 向节点D发送分组和节点B 向节点A 发送分组并不冲突， 此时节点C 是节点B 的暴露终端。由暴露终端造成的发送延迟即暴露终端问题。 （2）产生原因：（a）无线信号受无线信道中的噪声、信道衰落和障碍物的影响，因此节点 的通信距离受到限制，一个节点发出的信号，网络中的其他节点不一定都能收到；（b）载波 侦听得到的结果是发射机信号是否存在，但是冲突是发生在接收机，从而会出现隐藏终端和 暴露终端问题。 （3）解决方案：发送节点在数据发送前与接收节点进行一次短控制消息握手交换，以短消 息的方式通知邻居节点它即将进行接收，即发送端发送RTS （Request to send）消息，接收 端回复CTS （Clearto send）消息，发送端收到CTS消息后开始数据传输。如果邻居节点收 到RTS消息，该邻居节点需保持静默直达CTS被发送端成功接收，如果邻居节点收到CTS 消息，该邻居节点需保持静默直到整个数据发送完毕。 第六章 路由技术 1.DirectedDiffusion 路由协议的实现过程。 （DirectedDiffusion 基本概念：DF 协议是一种以数据为中心、基于查询的路由协议） 实现过程分为三个阶段：兴趣扩散阶段、数据传输阶段和路径加强阶段。 （1）兴趣扩散：汇聚节点以泛洪的方式向相邻节点周期性地广播兴趣消息；每个节点使用