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、SIFS
3、 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。 5、 以数据为中心和平面结构的路由协议有什么缺点?如何解决?
6、 低功耗自适应分簇协议(LEACH)中簇头节点是固定的吗?为什么这样做?有什么好处? 7、 WSN中地理路由协议的隐含条件是什么
8、 下图中,有数据包须由源节点1发送到汇聚节点9。图中给出了每个路径的成本。请用
最小成本路径转发协议,构造出该数据包的传播路由。
七、传输层
1、 WSN传输层按照完成的功能划分,可以分为哪几类协议? 2、 可靠的多分段传输协议(RMST)有哪两种操作方式?请举例说明这两种操作方式的差错
恢复工作过程
3、 WSN网络拥塞有哪几种情况?拥塞检测与避免协议(CODA)针对这些拥塞分别采取怎
样的方法来应对?
4、 事件到汇聚节点的可靠性协议(ESRT)基于拥塞和可靠性水平将网络操作域划分为哪几
个状态?说明ESRT协议如何通过调整上报频率使网络状态达到最优 八、跨层的解决方案
1、 为什么要提出跨层的WSN协议?
2、 请写出跨层协议(XLP)的节点启动判决函数,并对函数中有关参数做出解释说明。 3、 XLP中为什么要使用基于角度的路由,举例说明它是如何绕过路由空洞的。
4、 XLP将多层协议功能融合到一个协议中。试从分层的角度,分析XLP带来的好处。 九、时间同步
1、 WSN一次数据包的传输中包含哪几种时延?请分别给予必要的解释
2、 传感器网络时间同步协议(TPSN)采用两次握手机制进行节点时间同步。请画图说明两
个相邻层级节点间时间同步过程,并给出节点时差Δt的表达式。
3、 为什么参考广播同步机制(RBS)可以获得更高的同步精度?如何进一步提高RBS的同
步精度?
4、 如图所示的网络拓扑,考虑发生在节点1和节点7附近的两个事件E1和E7。假设节点
A和节点B分别在Ta和Tb时间点发送同步信标,节点1在接收到A发送的信标后2秒观察到事件E1,节点7在观察到事件E7后6秒才收到节点B发送的信标。两个广播域内的节点和节点4交换信息后获知Ta=Tb+10秒。问E1和E7的时间关系怎样?
十、定位
1、 WSN中常用的测距技术有哪些?分别有哪些特点 2、 为什么基于接收信号强度(RSSI)的测距精度有限?
3、 简述基于多信号到达时间差TDoA的原理。其测距计算公式如何表达? 4、 迭代多边定位和协作多边定位分别适用于哪些情形?请举例说明。 5、 近似三角形内点(APIT)定位算法包含哪些步骤?请分别给予说明。 十一、拓扑管理
1、 传感器网络拓扑管理主要完成的目标是什么?
2、 通过功率控制实现WSN网络的拓扑管理考虑的主要因素有哪些? 3、 简述本地最小生成树(LMST)算法的算法思想。
4、 本地平均算法(LMA)和本地邻居平均算法(LMN)有什么区别?为什么说LMN可以维
持节点的邻节点数量? 5、 节点度指什么?
6、 活动调度协议设计中,考虑的主要度量指标有哪些?
7、 请给出自适应地理保真协议(GAF)中节点的三种状态及转换条件 8、 画出自适应自配置传感器网络拓扑协议(ASCENT)工作状态图。
9、画出传感器网络两种结构示意图,分别说明他们的工作方式和各自的优缺点。