目錄

一、計算機網(wǎng)絡(luò)

1.計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述

2.計算機網(wǎng)絡(luò)分類

3.無線網(wǎng)絡(luò)分類

二、無線通信和網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)基礎(chǔ)

1.基本概念

2.調(diào)制

(1)、概述

(2)、常用方式

(3)、經(jīng)典數(shù)字調(diào)制技術(shù)

3.擴頻

4.MIMO

三、無線局域網(wǎng)

1.概述

2.組成、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與服務(wù)

(1)、組成

(2)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

(3)、服務(wù)

3.IEEE 802.11 協(xié)議技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的MAC子層規(guī)范

4.實測實驗

四、蜂窩移動通信概述

五、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)

1.概述

2.應(yīng)用

六、MANET路由協(xié)議

七、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

1.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)

2.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點組成

3.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點體系結(jié)構(gòu)

4.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

5.定向擴散路由協(xié)議

6.Sensor MAC協(xié)議

八、無線個域網(wǎng)概述

九、物聯(lián)網(wǎng)

1.物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化，架構(gòu)，中間件

2.物聯(lián)網(wǎng)的支撐技術(shù)

十、無線車載網(wǎng)絡(luò)和智能交通的概述

十一、無線體域網(wǎng)、室內(nèi)定位和家居網(wǎng)

1.無線室內(nèi)定位

2.無線家居網(wǎng)

十二、無線網(wǎng)絡(luò)安全

1.網(wǎng)絡(luò)安全概述

2.無線網(wǎng)絡(luò)安全簡史

3.無線網(wǎng)絡(luò)安全的威脅

十三、考題分布

一、計算機網(wǎng)絡(luò)

1.計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述

功能：

連接終端主機以實現(xiàn)資源共享，即通過有線或無線介質(zhì)將用戶終端連接成大小不一的網(wǎng)絡(luò)，這些終端主機可彼此直接連通，使用戶間的距離大為縮短

發(fā)展：

產(chǎn)生階段、形成階段、互聯(lián)互通階段、高速網(wǎng)絡(luò)階段、無線網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)階段

定義：

將地理位置不同的具有獨立功能的多臺主機、外設(shè)或其他設(shè)備通過通信線路進行連接，在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、管理軟件及通信協(xié)議的管理和協(xié)調(diào)下，實現(xiàn)資源共享和信息傳遞的完整系統(tǒng)

組成：

技術(shù)角度：

• 若干主機：為不同用戶提供服務(wù)
• 通信子網(wǎng)：一個即可，包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（交換機、路由器等）和連接彼此的通信鏈路
• 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：即實現(xiàn)約定的規(guī)則，用于主機間或主機和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間通信

邏輯角度：

• 通信子網(wǎng)：位于網(wǎng)絡(luò)中心和網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部（網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通信線路與其他通信設(shè)備組成）
• 資源子網(wǎng)：位于網(wǎng)絡(luò)邊緣（主機系統(tǒng)、終端及控制器、聯(lián)網(wǎng)外設(shè)、軟件、信息資源等組成）

注：

• 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備稱為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，一方面與資源子網(wǎng)的主機通信，將主機與終端連入網(wǎng)絡(luò)，另一方面，在通信子網(wǎng)中負(fù)責(zé)報文分組的轉(zhuǎn)發(fā)，最終將源主機的報文準(zhǔn)確發(fā)送個目標(biāo)主機
• 主機是計算機網(wǎng)絡(luò)的邊緣（或葉）節(jié)點，一般具備有效的網(wǎng)絡(luò)地址，可接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。通過通信線路連入通信子網(wǎng)
• 終端是用戶訪問網(wǎng)絡(luò)的界面
• 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是相對于主機操作系統(tǒng)而言的。用于實現(xiàn)不同主機、節(jié)點間的通信，以及硬件和軟件間的資源共享，提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)接口，便于用戶訪問網(wǎng)絡(luò)
• 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫建立在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)之上，可集中在一臺主機之上（集中式），也可分布多臺主機之上（分布式）上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享
• 應(yīng)用系統(tǒng)指依托網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的各種具體軟件，能滿足用戶的不同應(yīng)用需求

2.計算機網(wǎng)絡(luò)分類

傳輸技術(shù)分類：

• 廣播式網(wǎng)絡(luò)：所有主機網(wǎng)絡(luò)共享一個公共通信通道，目標(biāo)地址是全部主機時
• 點對點網(wǎng)絡(luò)：每兩個節(jié)點之間存在一條物理信道，可通過中間節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)，沒有信道競爭

網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和覆蓋范圍分類：

一般距離越長，傳輸速率越小

• 局域網(wǎng)：速率高、時間小，誤碼率低、成本低、應(yīng)用廣、組網(wǎng)方便及使用靈活
• 城域網(wǎng)：范圍更大、速率略慢、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備較貴、管理更復(fù)雜
• 廣域網(wǎng)：規(guī)模很大，傳輸速率較慢、誤碼率較高，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備昂貴

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類

• 總線網(wǎng)絡(luò)：

所有節(jié)點共享一條鏈路（安裝簡單、成本低、安全性低、監(jiān)控困難，新增節(jié)點不方便）

• 星型網(wǎng)絡(luò)：

中心節(jié)點通過點對點的鏈路連接各節(jié)點（易新增站點，數(shù)據(jù)安全性和與優(yōu)先級易控制，易實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，但中心節(jié)點故障會使整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓）

• 環(huán)型網(wǎng)絡(luò)：

各節(jié)點的通信介質(zhì)連成一個封閉環(huán)形（易安裝和監(jiān)控，但容量有限，網(wǎng)絡(luò)建成后，新增節(jié)點較困難）

• 樹狀、網(wǎng)狀及其他拓?fù)淇诮Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)（都以以上三種為基礎(chǔ)）

按傳輸介質(zhì)分類：

• 有線網(wǎng)絡(luò)
• 無線網(wǎng)絡(luò)

3.無線網(wǎng)絡(luò)分類

覆蓋范圍分類：

• 無線個域網(wǎng)
• 無線局域網(wǎng)
• 無線城域網(wǎng)
• 無線廣域網(wǎng)

應(yīng)用目的分類：

• 物聯(lián)網(wǎng)
• 無線傳感網(wǎng)
• 無線體育網(wǎng)和可穿戴設(shè)備

二、無線通信和網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)基礎(chǔ)

1.基本概念

無線電頻譜：

無線電作為一種電磁波，其頻譜范圍廣，而常用的僅僅只占一小部分。無線電頻譜資源是全人類共享的自然資源，在一定的時間、空間、地點是有限的

傳輸介質(zhì)：

指數(shù)據(jù)傳送方于接收方之間的物理路徑，傳輸介質(zhì)分為導(dǎo)向和非導(dǎo)向兩類

導(dǎo)向介質(zhì)一般指有線通信的雙絞線、同軸電纜、光纖等

非導(dǎo)向介質(zhì)一般為無線通信和無線網(wǎng)絡(luò)使用，如無線光波

無線光波：

指無線傳輸空間傳播的射頻頻段的電磁波

損耗：

使接收方收到的信號不完全等同于初始信號

衰落：

指因傳輸介質(zhì)或路徑改變引起的接收信號功率隨時間的變換

2.調(diào)制

(1)、概述

將輸入信息變換為適于信道傳輸?shù)男问健?/p>

信號源信息通常包含直流分量和頻率較低的頻率分量，稱為基帶信號。

基帶信號一般不能直接用于傳輸，需變換成一個遠(yuǎn)高的于基帶頻率的信號，即已調(diào)信號

調(diào)制過程改變了高頻載波的幅度、相位和頻率，使其隨基帶信號幅度而變化（調(diào)解過程相反）

(2)、常用方式

模擬調(diào)制：

用連續(xù)變化的信號調(diào)制一個高頻正弦波，調(diào)制方法：

• 幅度調(diào)制：包括調(diào)幅、雙邊帶、單邊帶、殘留邊帶、和獨立邊帶調(diào)制
• 角度調(diào)制：包括調(diào)頻和調(diào)想

數(shù)字調(diào)制：

用數(shù)字信號對正弦或余弦高頻振蕩進行調(diào)制，調(diào)制方法：

• 振幅鍵控：用數(shù)字調(diào)制信號控制載波通斷
• 頻移鍵控：用數(shù)字調(diào)制信號的正負(fù)控制載波頻率
• 相位鍵控：用數(shù)字調(diào)制信號的正負(fù)控制載波相位（正時載波起始相位為0，負(fù)為180）

脈沖調(diào)制：

用脈沖序列作載波，調(diào)制方法：

• 脈幅調(diào)制：用調(diào)制信號控制脈沖序列的幅度，使其在均值上下隨調(diào)制信號的瞬值變化
• 脈寬調(diào)制：用調(diào)制信號控制脈沖序列中各脈沖的寬度，使單脈沖持續(xù)時間與該瞬時調(diào)制信號成比例
• 脈位調(diào)制：用調(diào)制信號控制脈沖序列中各脈沖的相對位置（相位），使脈沖相對位置隨調(diào)制信號改變
• 脈碼調(diào)制：首先信號采樣，在予以量化，最后進行編碼
• 脈頻調(diào)制：用調(diào)制信號控制脈沖重復(fù)頻率，使頻率隨調(diào)制信號變化

(3)、經(jīng)典數(shù)字調(diào)制技術(shù)

相移鍵控調(diào)制

相移鍵控根據(jù)數(shù)字基帶信號，使載波相位在不同數(shù)值間切換

正交調(diào)幅

同時以載波信號的幅度和相位來代表不同的比特編碼，將多進制與正交載波技術(shù)相結(jié)合，進一步提高頻帶利用率

3.擴頻

發(fā)送方輸入的數(shù)據(jù)首先進入信道編輯器，生成模擬信號，該模擬信號圍繞某個中心頻率具有相對較窄的帶寬。然后使用擴頻碼或擴展序列進一步調(diào)制，通常擴頻碼由偽隨機序列生成器生成。調(diào)制后的信號的信道顯著增加，即擴展了頻譜。接收方使用同一擴頻碼進行擴解。解擴后的信號通過信道解碼器，最終還原為數(shù)據(jù)

?優(yōu)點：

• 對各類噪音具有免疫性
• 可用于隱藏和加密信號。接收方必須知道擴頻碼，才能恢復(fù)原始信息
• 多個用戶可獨立使用較高的帶寬，且?guī)缀鯚o干擾

常見技術(shù)：

• 跳頻擴頻

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

• 直接序列擴頻

用高頻率的擴頻碼在發(fā)送方直接擴展信號頻率，而接收方則用相同的擴頻碼序列進行解擴，即把頻譜擴寬的擴頻信號還原成原始信號

4.MIMO

利用多發(fā)射、多接收天線進行空間和時間分集，利用天線來抑制信道衰落

如果發(fā)送方和接收方都采用了多天線或天線陣列，就構(gòu)成了無線MIMO系統(tǒng)。

關(guān)鍵技術(shù)：

• 信道估計
• 空時信號處理
• 同步
• 分集

三、無線局域網(wǎng)

1.概述

定義：

計算機網(wǎng)絡(luò)和無線通訊技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，通常指采用無線傳輸介質(zhì)的計算機局域網(wǎng)

特點：

優(yōu)點：

• 移動性：網(wǎng)絡(luò)和主機遷移方便
• 靈活性：安裝簡單，組網(wǎng)靈活，可將網(wǎng)絡(luò)延伸到線纜無法連接到的地方
• 可伸縮性：放置或添加接入點（AP）或擴展點（EP），可擴展組網(wǎng)
• 經(jīng)濟性：在復(fù)雜的環(huán)境中，可以極大的節(jié)省成本和工序

局限：

• 可靠性：信道不可靠，干擾和噪音等都會影響
• 兼容和共存性：不同標(biāo)準(zhǔn)和廠家設(shè)備兼容，不同制式，頻道，藍牙等共存
• 帶寬和系統(tǒng)容量：帶寬、系統(tǒng)容量小于有線網(wǎng)絡(luò)
• 覆蓋范圍：覆蓋范圍小，蜂窩和微蜂窩網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，中繼和橋接可擴大范圍
• 干擾：易受干擾，也容易影響到其他其他無線系統(tǒng)
• 安全性：信息安全和人員安全受到影響
• 能耗：數(shù)據(jù)收發(fā)時，造成不必要的資源浪費
• 多業(yè)務(wù)和媒體性：
• 移動性：大范圍移動和高速移動不完善

分類：

根據(jù)頻段：

• 專用頻段
• 自由頻段

根據(jù)業(yè)務(wù)：

• 無連接
• 面向連接

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蛻?yīng)用要求：

• 對等、基礎(chǔ)架構(gòu)、接入、中繼等

應(yīng)用：

WALN接入、無線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、定位

2.組成、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與服務(wù)

(1)、組成

• 站

主機或終端，是WLAN的基本組成單元

• 無線介質(zhì)

由網(wǎng)絡(luò)層標(biāo)準(zhǔn)定義

• 無線接入點

類似于移動通信網(wǎng)絡(luò)的基站，常處于基本服務(wù)器（BSA）中心，固定不動

功能：

1. 完成其他非AP站的接入訪問和同一基礎(chǔ)構(gòu)造模塊（BSS）中的不同功能
2. 作為橋節(jié)點，完成WLAN與分布式系統(tǒng)的橋接功能
3. 作為BSS的控制中心，控制和管理其他非AP站

• 分布式系統(tǒng)

為了擴大覆蓋范圍，可將多個BSA通過分布式系統(tǒng)連接，形成擴展服務(wù)器（ESA）

(2)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

• 分布對等式拓?fù)?/li>
• 基礎(chǔ)架構(gòu)集中式拓?fù)?/li>
• ESS網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/li>
• 中繼或橋接型拓?fù)?/li>

(3)、服務(wù)

• STA服務(wù)
• DS服務(wù)

3.IEEE 802.11 協(xié)議技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的MAC子層規(guī)范

MAC子層協(xié)議對網(wǎng)絡(luò)吞吐率、時延等性能有重要影響，還影響小區(qū)結(jié)構(gòu)、頻譜利用率、系統(tǒng)容量、設(shè)備成本、復(fù)雜度等。

合理選擇MAC子層規(guī)范，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)特征有效配置信道資源，以提高無線信道資源、系統(tǒng)吞吐量和傳輸質(zhì)量

規(guī)范：

1. 分布式協(xié)調(diào)功能和幀間間隔
2. CSMA/CA
3. RTS/CTS
4. 點協(xié)調(diào)功能
5. IEEE 802.11e 增強分布式通道存取
6. IEEE 802.11ac 的MAC子層機制特點

4.實測實驗

四、蜂窩移動通信概述

蜂窩移動通信技術(shù)則是在ITU的傳統(tǒng)電信領(lǐng)域內(nèi)最初的電話網(wǎng)絡(luò)逐步發(fā)展而來

發(fā)展階段：

• 模擬蜂窩通信
• 2G/GSM
• 2.5G/GPRS
• 3G/CDMA
• 4G/LTE
• 5G和未來的6G

服務(wù)覆蓋分兩種：

• 帶狀
• 面狀

關(guān)注技術(shù)細(xì)節(jié)：

信道分配、小區(qū)分裂、天線扇區(qū)化、同信道和相鄰信道干擾消除、移動性和漫游管理

五、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)

1.概述

衛(wèi)星通信:

利用人造衛(wèi)星作為中繼站，轉(zhuǎn)發(fā)兩個或者多個地面站之間進行通信的無線電信號。

衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò):

如果在某個微波通信系統(tǒng)中，一些中繼站由衛(wèi)星攜帶，并且這些衛(wèi)星之間及衛(wèi)星和地面之間能進行通信，則衛(wèi)星在地域上空按一定的軌跡運行而構(gòu)成的覆蓋很廣的的通信網(wǎng)絡(luò)就稱為衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)

特點：

• 通信距離廣、覆蓋范圍廣、費用和通信距離無關(guān)
• 便于實現(xiàn)多址連接通信
• 通信頻帶寬，傳輸容量大
• 機動靈活
• 通信線路穩(wěn)定可靠，傳輸質(zhì)量高
• 成本與通信距離無關(guān)

不足和限制：

• 高可靠和長壽命難以滿足
• 發(fā)射和控制技術(shù)復(fù)雜
• 信號傳輸時延和回聲干擾較大
• 存在日凌中斷和日蝕現(xiàn)象

分類：

拓?fù)浜徒M網(wǎng)：

• 衛(wèi)星星座拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：

1. 星型拓?fù)?/li>
2. 環(huán)形拓?fù)?/li>
3. 網(wǎng)狀拓?fù)?/li>

• 衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式：

1. 基于地面的組網(wǎng)方式
2. 基于空間的組網(wǎng)方式

2.應(yīng)用

• 衛(wèi)星定位系統(tǒng)：

1. 全球定位系統(tǒng)
2. 伽利略定位系統(tǒng)

六、MANET路由協(xié)議

路由協(xié)議概述：

一種將數(shù)據(jù)分組從源節(jié)點通過網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點的技術(shù)

分類：

• 主動路由協(xié)議
• 被動路由協(xié)議
• 地理位置路由協(xié)議
• 地理位置多播路由協(xié)議
• 分層路由協(xié)議
• 多路徑路由協(xié)議
• 能耗感知路由協(xié)議
• 混合路由協(xié)議

經(jīng)典路由協(xié)議：

• DSDV路由協(xié)議

描述：

目標(biāo)序列距離向量協(xié)議 通過目標(biāo)序列號區(qū)分新舊路由，消除了路由環(huán)路

當(dāng)路由表發(fā)生了重大變化的時候，立即通過廣播通告

對于不穩(wěn)定的路由信息，將延遲廣播通告

缺點：

• 可能造成資源浪費，不能夠適應(yīng)快速變化的網(wǎng)絡(luò)
• 多數(shù)路由信息可能從未被使用
• 源節(jié)點和目標(biāo)節(jié)點之間可能只有一條路由并且可能不支持單向連接

每個節(jié)點周期性的向相鄰節(jié)點通告自身的路由表，而非采用洪泛法，從而減少通告信息量

通告更新有兩種方式：

• 完全轉(zhuǎn)存
• 遞增更新

如果節(jié)點較長時間沒有收到鄰居的廣播信息，則可認(rèn)為鏈路中斷(節(jié)點不可達)

• AODV路由協(xié)議

描述：

自組織按需距離向量（AODV）是應(yīng)用廣泛的按需路由協(xié)議之一，包括路由請求、路由響應(yīng)、路由維護3個過程，依賴RREQ（路由請求）、RREP（路由響應(yīng)）、RERR（路由錯誤）及HELLO四類報文

特點：

• 基于傳統(tǒng)路由算法機制，算法簡單清晰
• 使用目標(biāo)序列來防止循環(huán)發(fā)生，解決了無窮計數(shù)問題，易于編程實現(xiàn)
• 支持中間主機回答，能使源主機快速獲得路由，但可能會有過時路由
• 周期性廣播報文，需要消耗一定的能量和網(wǎng)絡(luò)帶寬

• DSR協(xié)議

描述：

動態(tài)源路由（DSR）協(xié)議中，每個移動節(jié)點維護一個路由緩沖區(qū)

特點：

• 僅在需要通信的節(jié)點間維護路由，減少維護路由代價
• 路由緩沖區(qū)可進一步路由發(fā)現(xiàn)的開銷
• 路由緩沖使得在一次路由發(fā)現(xiàn)過程中會產(chǎn)生多個到達目標(biāo)節(jié)點的路由
• 支持非對稱傳輸信道模式

• LAR協(xié)議

描述：

地理位置輔助路由（LAR）協(xié)議融合了地理位置和可選的按需源路由算法，利用節(jié)點位置信息發(fā)現(xiàn)路由發(fā)現(xiàn)的區(qū)域，使請求區(qū)域更小，減少路由請求信息的數(shù)量

特點：

• 使請求區(qū)域更小
• 路減少路由請求信息的數(shù)量

• ZRP協(xié)議

描述：

區(qū)域路由協(xié)議（ZRP）屬于混合分層路由協(xié)議，融合主動和被動因素，并基于移動節(jié)點間的分隔距離生成重疊區(qū)域

特點：

• 滿足安全性需求上更有優(yōu)勢
• 能抵御大多數(shù)攻擊
• 具有可行性

• GPSR協(xié)議

描述：

貪心周邊無狀態(tài)路由（GPSR）協(xié)議屬于地理路由算法，在轉(zhuǎn)發(fā)決策中使用直接鄰居位置信息，應(yīng)用鄰居節(jié)點和終點的地理位置，允許每個節(jié)點對全局路由分配做出決策。當(dāng)一個節(jié)點以貪婪算法轉(zhuǎn)發(fā)一個包時，它有比自己更接近終點的鄰居節(jié)點，這個節(jié)點就選擇距離終點最近的鄰居節(jié)點來轉(zhuǎn)發(fā)該包。當(dāng)沒有這種鄰居節(jié)點時，數(shù)據(jù)包進入周圍模式，將包向前傳送給網(wǎng)絡(luò)平面字圖的臨近節(jié)點，直到傳到距離終點較近的節(jié)點，將包轉(zhuǎn)發(fā)的方式為貪婪算法模式。

特點：

• 只需要保存一跳鄰節(jié)點的狀態(tài)信息，路由開銷小
• 隨著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)的增加，比距離向量路由（DV）或鏈路狀態(tài)路由(LS)有更強的擴展性
• 即使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)節(jié)點移動頻繁，GPSR協(xié)議都可以基于一跳鄰節(jié)點的信息，迅速找到替代路由

• DART協(xié)議

描述：

動態(tài)地址路由協(xié)議（DART）協(xié)議層次路由協(xié)議，通過動態(tài)地址機制，在一個大網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)可擴展路由，不使用平面尋址方法

特點：

• 基于地址
• 適用于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)支持不同類型的鏈路（無線全向鏈路，定向鏈路和有線鏈路）
• DART協(xié)議與MANET應(yīng)用相兼容

使用情況:

終端節(jié)點數(shù)量巨大，需要考慮層次路由

• TORA協(xié)議

描述：

?時序路由算法（TORA）協(xié)議采用鏈路反轉(zhuǎn)分布式算法

特點：

• 具有自適性
• 高效率
• 較好的擴展性
• 適合高度動態(tài)移動，多跳的無線網(wǎng)絡(luò)

七、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

1.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)

WSN涉及數(shù)據(jù)采集、處理和傳輸3種功能對應(yīng)現(xiàn)代信息技術(shù)中的傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)

WSN的三要素是傳感器、感知對象、和用戶

WSN的宏觀系統(tǒng)架構(gòu)包括傳感器節(jié)點、匯聚節(jié)點和管理節(jié)點。匯聚節(jié)點也稱網(wǎng)關(guān)和信宿節(jié)點

2.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點組成

傳感器節(jié)點通常由傳感模塊、計算模塊、存儲模塊、通信模塊、電源模塊、嵌入式軟件等組成

• 傳感模塊：探測目標(biāo)的物理特征和現(xiàn)象
• 計算模塊：負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)和系統(tǒng)管理
• 存儲模塊：負(fù)責(zé)存放程序和數(shù)據(jù)
• 通信模塊：負(fù)責(zé)發(fā)送和接收網(wǎng)絡(luò)管理信息和探測到的數(shù)據(jù)信息
• 電源模塊：負(fù)責(zé)節(jié)點供電
• 嵌入式軟件：負(fù)責(zé)運行網(wǎng)絡(luò)的各層協(xié)議

3.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點體系結(jié)構(gòu)

WSN節(jié)點由網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)管理平臺和應(yīng)用支撐平臺組成

網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議分為：物理層，數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層

網(wǎng)絡(luò)管理平臺主要負(fù)責(zé)對自身節(jié)點的管理以及用戶對WSN的管理以及用戶對WSN的管理，有能量管理、拓?fù)淇刂啤⒕W(wǎng)絡(luò)管理、服務(wù)質(zhì)量管理與安全機制

4.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

WSN由基站和大量節(jié)點組成，WSN的節(jié)點往往被任意部署，根據(jù)節(jié)點的多少，WSN結(jié)構(gòu)往往被分為平面結(jié)構(gòu)和分級結(jié)構(gòu)

5.定向擴散路由協(xié)議

以數(shù)據(jù)為中心、查詢驅(qū)動的經(jīng)典路由協(xié)議。

工作過程：

• 數(shù)據(jù)命名
• 興趣擴散
• 梯度建立
• 路徑加強

特點：

• 以數(shù)據(jù)為中心
• 數(shù)據(jù)傳輸在相鄰節(jié)點間對數(shù)據(jù)進行擴散，不同于傳統(tǒng)端對端的網(wǎng)絡(luò)通訊
• 算法中節(jié)點遵循本地交互原則，只需要了解局部節(jié)點的情況，無需了解整個網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，也不需要特定的?jié)點來計算路由
• 梯度使整個網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)性比較強，可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求選擇路由配置的方法

6.Sensor MAC協(xié)議

是基于競爭的MAC層協(xié)議，利用多跳、短距離通訊以節(jié)省能量。通信產(chǎn)生在對等節(jié)點間，無基站節(jié)點。將網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)作為一個整體來處理，節(jié)點采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)模式傳輸數(shù)據(jù)

適用：

空閑時間長，可容忍較大時延的場合

機制：

• 周期性監(jiān)聽和休眠機制
• 虛擬簇機制
• 沖突減少和串音避免機制
• 消息傳遞機制

優(yōu)點：

• 擴展性良好
• 有效節(jié)能并能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，節(jié)點密度及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
• 不要求嚴(yán)格時間同步

不足：

• 節(jié)點活動時間無法適應(yīng)負(fù)載的動態(tài)變化
• 節(jié)點休眠帶來的時延會隨路徑上跳數(shù)增加而遞增
• 邊界節(jié)點能量消耗過快

八、無線個域網(wǎng)概述

無線個域網(wǎng)（WPAN）采用無線介質(zhì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)有線電纜，實現(xiàn)個人信息終端的互聯(lián)，組建個人信息的網(wǎng)絡(luò)。

4種無線網(wǎng)絡(luò)的通信范圍：

• WPAN? ? ?IEEE802.15? ? ? 10m以內(nèi)
• WLAN? ? ?IEEE802.11? ? ? ?100m以內(nèi)
• WMAN? ? IEEE802.16? ? ? ?10km
• EEAN? ? ?蜂窩網(wǎng)絡(luò)? ? ? ? ? ? ?100km

系統(tǒng)層次：

• 應(yīng)用軟件和程序：駐留在主機上的軟件模塊組成，控住網(wǎng)絡(luò)模塊的運行
• 固件和軟件棧：輔助管理連接建立，并規(guī)定和執(zhí)行QOS要求
• 基帶裝置：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理，定義裝置運行狀態(tài)，并與主控制器接口交互
• 無線電收發(fā)：負(fù)責(zé)經(jīng)D/A(數(shù)/模)和A/D（模/數(shù)）轉(zhuǎn)換后處理所有的輸入輸出數(shù)據(jù)

分類：

九、物聯(lián)網(wǎng)

1.物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化，架構(gòu)，中間件

標(biāo)準(zhǔn)化：

架構(gòu)：

• 應(yīng)用層
• 網(wǎng)絡(luò)層
• 感知層

中間件：

中間件是物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的重點，隱藏了不同技術(shù)細(xì)節(jié)，提高了具體應(yīng)用開發(fā)細(xì)節(jié)。中間件在簡化新設(shè)備開發(fā)和整合傳統(tǒng)技術(shù)與新技術(shù)中起了關(guān)鍵重要?

中間件SOA的架構(gòu)：

• 應(yīng)用層
• 服務(wù)合成層
• 服務(wù)管理層
• 對象抽象層
• 信任、隱私和安全管理

2.物聯(lián)網(wǎng)的支撐技術(shù)

RFID技術(shù)：

近場通信技術(shù)

無線傳感器技術(shù)

十、無線車載網(wǎng)絡(luò)和智能交通的概述

智能交通系統(tǒng)：

將通信、電子、計算機、控制等各種信息技術(shù)應(yīng)用于交通運輸行業(yè)而形成的信息化、智能化、社會化的新型運輸系統(tǒng)

能實時采集、傳輸和處理交通信息，借助各種技術(shù)手段和設(shè)備，協(xié)調(diào)處理各種交通問題，建立實時、準(zhǔn)確、高效的總和運輸管理系統(tǒng)，充分利用交通設(shè)施，實現(xiàn)智能化的交通運輸管理

車載網(wǎng)絡(luò)：

也稱為車載自組織網(wǎng)絡(luò)或者車聯(lián)網(wǎng)，是智能交通核心技術(shù)基礎(chǔ)

實現(xiàn)車輛間，車輛與路邊基礎(chǔ)設(shè)施間的無線信息通信，利用各種傳感、通信、計算、控制等技術(shù)，對車輛、道路和交通進行全面感知，實現(xiàn)大范圍，多系統(tǒng)、大容量、高度實時的數(shù)據(jù)交互，提升交通效率和保障交通安全

十一、無線體域網(wǎng)、室內(nèi)定位和家居網(wǎng)

1.無線室內(nèi)定位

定義：

可連續(xù)、實時確定物體和個人在物理空間內(nèi)位置的系統(tǒng)，能持續(xù)工作，不斷提供目標(biāo)的更新位置信息，并覆蓋設(shè)定的區(qū)域，可為用戶提供定位應(yīng)用的各種位置信息，包括絕對位置，相對位置和近似位置信息

位置感知計算系統(tǒng)架構(gòu)：

• 應(yīng)用層
• 軟件位置抽象層
• 位置感知系統(tǒng)層

分類：

• 基于測距的算法：計算節(jié)點間的距離或方位以計算實際距離，再進一步計算目標(biāo)節(jié)點的位置，精度較高，硬件要求高
• 測距無關(guān)的算法：根據(jù)節(jié)點連通度等特性預(yù)估節(jié)點間的邏輯距離，再進一步估算出目標(biāo)節(jié)點的位置，抗噪更好

評價標(biāo)準(zhǔn)：

• 安全和隱私
• 成本
• 性能
• 魯棒性和容錯性
• 復(fù)雜性
• 用戶喜好
• 局限性

基于無線射頻的室內(nèi)定位應(yīng)用系統(tǒng)：

• RFID定位系統(tǒng)
• WLAN定位系統(tǒng)
• 藍牙室內(nèi)定位系統(tǒng)
• 無線傳感網(wǎng)室內(nèi)定位系統(tǒng)
• UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)
• 蜂窩移動通信網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)定位
• 無設(shè)備定位

使用其他技術(shù)的無線室內(nèi)定位系統(tǒng)：

• 紅外線定位系統(tǒng)
• 超聲波定位系統(tǒng)
• 磁信號定位系統(tǒng)
• 視覺定位系統(tǒng)
• 聲音定位系統(tǒng)
• 可見光室內(nèi)定位系統(tǒng)

2.無線家居網(wǎng)

無線家居網(wǎng)（WHAN），實現(xiàn)了舒適，高效的室內(nèi)設(shè)施管理、檢測和控制

組成：

• 燈控
• 遠(yuǎn)程控制
• 智能節(jié)能
• 遠(yuǎn)程護理
• 安防

特點和要求：

• 節(jié)點密度大，節(jié)點數(shù)量可能數(shù)以百計
• 由于墻等反射表面的存在，住宅是經(jīng)典的多徑環(huán)境
• 居家環(huán)境易受干擾
• 便于端對端連接，需要多跳信息，中間節(jié)點可為其他節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)
• 設(shè)備具有可移動性，和射頻傳播的動態(tài)性
• 網(wǎng)絡(luò)具有自愈性，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)改變造成連接間隙較短
• 支持各種傳輸模式
• 時延有時不重要，檢測緊急情況提供結(jié)構(gòu)，以使用戶采取措施
• 通過互聯(lián)網(wǎng)連接

經(jīng)典技術(shù)：

• ZigBee
• Z-Wave
• INSTEON
• Wavenis
• 基于ip的解決方案

無線家居網(wǎng)的協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)：

• 物理層
• 鏈路層
• 網(wǎng)絡(luò)層
• 應(yīng)用層

應(yīng)用示例：

• 燈光控制
• 家電控制
• 環(huán)境控制
• 安防控制
• 遠(yuǎn)程操作

十二、無線網(wǎng)絡(luò)安全

1.網(wǎng)絡(luò)安全概述

常見網(wǎng)絡(luò)安全威脅：

• 密碼分析攻擊
• 中間人攻擊
• 協(xié)議漏洞攻擊
• 洪泛攻擊

網(wǎng)絡(luò)安全防御技術(shù)：

• 密碼編碼學(xué)
• 安全協(xié)議
• 防火墻
• 虛擬專網(wǎng)
• 入侵檢測系統(tǒng)

2.無線網(wǎng)絡(luò)安全簡史

典型無線網(wǎng)絡(luò)攻擊：

• 無線信道擁塞攻擊
• 節(jié)點欺騙攻擊
• 路由欺騙攻擊
• 密碼分析
• 篡改攻擊

3.無線網(wǎng)絡(luò)安全的威脅

經(jīng)典安全威脅：

• 干擾和擁塞
• 黑洞攻擊
• 蟲洞攻擊
• 女巫攻擊
• 選擇轉(zhuǎn)發(fā)攻擊
• 洪泛攻擊

十三、考題分布

一、選擇題

二、填空題

三、名詞解釋

四、簡答題

五、論述題（20分）