第一章
1.2請給出計算機網絡協議的整體結構
1.6
1.6從不同的應用目的角度，無線網絡可以分成哪兩大類？請舉出各種無線網絡技術並分別歸入這兩大類。
無線局域網：ALAN
無線城域網：WIMAX
蜂窩網絡：
衛星網絡：
互聯接入：
無線網：
物聯網:loT
無線傳感網：WSN
無線個域網：WPAN
無線體域網：WBAN
物聯傳感：
數據中心網絡：DCN
自組織網絡：AH N
移動自組織網絡：MANET
軟件定義網絡：SDN
網絡功能虛擬化：NFV
因特網協會：ISOC
l頻分複用(FDM)、
時分複用(TDM)、
碼分複用(CDM)、
空分複用(SDM)等。
頻分多址(FDMA)、
時分多址(TDMA)、
碼分多址(CDMA)、
空分多址(SDMA)
1.7試分析和比較無線網絡和有線網絡，可從傳輸方式、組網結構等方面進行比較。
第二章
2.1 無線電頻譜如何劃分？請簡單介紹ISM頻段
2.4常見的信號干擾和損耗有哪些？如何來解決？
l通信損耗：衰減和衰減失真、自由空間損耗、噪聲、大氣吸收、多徑、折射等。
l衰落：傳輸介質或路徑改變引起接收信號功率隨時間變化。固定環境中下雨等天氣變化會引發衰落，移動環境中一個天線相對另一個移動，各種障礙物相對位置隨時間而變化，傳輸更爲複雜。
1》微波通信，波長短，空中傳播特性與光波相似，遇阻擋會反射或阻斷
2》書要是視距通信，超過視距則需中繼轉發
3》特點：容量大、質量好，可傳至很遠距離
4》微波傳輸主要損耗源於衰減
損耗：
1》微波損耗隨距離平方而變化
2》頻帶寬、容量大，微波通信可用於各種電信業務傳輸
3》微波電路分配須受無線電管理部門嚴格管理
4>微波視距直線傳播，城市規劃要充分考慮，避免因高樓阻隔而影響通信質量
2.5請簡述信號的調製過程，並對比常見的調製技術
?
2.7複用和多趾技術能提高無線傳輸的效率，試比較分析常見的幾種複用和多趾技術。
2.10認知無線電的功能和關鍵技術是什麼？
第三章
3.1無線局域網具有什麼特點？ 無線局域網存在哪些侷限性？
3.2無線局域網的組成和結構
結構
3.3請比較分析CSMA/CA機制和ASMA/CD機制的不同技術特點
l檢測到信道空閒期間大於某一IFS後立即開始發送幀，否則延遲發送直到檢測到IFS，然後選擇退避時間進入退避，結束後重新上述過程。
l基礎是載波偵聽：虛擬載波偵聽(VCS)/物理載波偵聽(PCS)
l發送方和接收方使用確認機制來判斷傳輸是否正確，CSMA/ CA+ACK。發送方先檢測信道，物理載波偵聽，利用收到信號強度是否超閾值判定有否其它站使用本信道。源站發送首幀時，若檢測信道空閒，等待DIFS後發送。目標站若正確收到該幀，則經過SIFS後回覆ACK幀。源站規定時間內未收到ACK，該幀重傳，直至正確接收爲止，或若干次失敗後放棄
信道從忙變爲空閒，任何站發送幀時，須等待DIFS間隔，進入競爭窗口，並計算隨機退避時間，退避間隔(BI)從競爭窗口CWmin和CWmax隨機選擇。CW爲CWmax與CWmin的差值。兩個以上站選擇相同BI會發生衝突，很多站一起競爭信道時尤甚。爲減少衝突，每次衝突後CW加倍，直至CWmax
3.5IEEE802.11有哪幾種幀間間隔（IFS）？請分析其含義和長度
l時間長度：SIFS<PIFS<DIFS <EIFS
lSIFS (Short IFS)：最小IFS，最高優先級。一些特殊幀要求使用SIFS訪問介質，如應答幀(ACK)、清除發送幀(CTS)、MAC服務數據單元(MSDU)的非頭分段、被輪詢到的站迴應幀等。
lPIFS (PCF IFS)。SIFS和時隙時間之和，AP在無競爭期開始時獲得介質訪問權的時間間隔，AP總比普通節點具有更高的訪問信道優先級。
lDIFS (DCF IFS)。SIFS和兩倍時隙時間之和，工作在DCF模式的終端通過載波監聽到介質空閒超過DIFS，且本終端隨機退避結束，可立即發送。
lEIFS (Extended IFS)。ACK幀傳輸時間和SIFS、DIFS的時間之和，前一幀出錯，發送節點延遲EIFS時間後再發送下一幀。EIFS期內收到正確幀將使該站重新同步並結束EIFS，進入正常介質訪問狀態。
第四章
4.6請針對移動通信的2G/3G4G/5G技術，分析比較其技術特點。
2G
GSM(Global System for Mobile Communication, 全球移動通信系統)是2G蜂窩通信的代表技術，相比模擬移動通信，具以下特點：
l由若干子系統組成，與PSTN等公用通信網互連互通；
l提供跨國界自動漫遊功能，移動用戶可進入GSM系統而與國別無關；
l除話音業務外，還可開放各種承載業務、補充業務等；
l有加密和鑑權功能，確保通信保密和網絡安全；
l組網結構靈活方便，頻率複用率高，交換機的話務承載能力較強；
l抗干擾能力強，覆蓋區域內的通信質量高；
l終端手機向更小型、輕巧和增強功能趨勢發展。
美國高通公司最早提出了窄帶CDMA(CDMA IS95)技術，CDMA採用更先進的無線擴頻技術，提高了移動通信容量和品質，具有頻譜利用率高、話音質量好、保密性強、掉話率低、電磁輻射小、容量大、覆蓋廣等特點，可減少投資和降低運營成本。CDMA在2G時代的全球市場佔有率僅次於GSM。
3G
l3G移動通信技術將無線通信與互聯網多媒體通信相結合，能處理圖像、音頻、視頻流等多種媒體，提供瀏覽網頁、電話會議、電子商務等多種信息服務。ITU在2000年確定了WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三大技術標準。
lWCDMA的支持者主要是歐洲廠商，包括愛立信、阿爾卡特、諾基亞、朗訊、NTT等。系統能架設在GSM網絡上，在GSM普及地區具有優勢。
lCDMA2000由高通公司主導，是從窄帶CDMA標準發展而來，可從原有的CDMA直接升級，建設成本相對低廉。
lTD-SCDMA由我國主導，原郵電部電信科學技術研究院提出，在我國佔據了較大市場空間。
三種主流3G標準的技術比較見表4.4。
4G
l在3G基礎上，繼續提高移動通信網絡的性能。
lITU代表傳統電信運營商，認爲4G是基於IP協議的高速蜂窩移動網，各種移動通信技術從現有3G演進，在LTE階段完成統一。要求4G傳輸速率達到100Mbps或更高。
l4G網絡結構分爲物理網絡層、中間環境層、應用網絡層。
l物理網絡層提供接入和路由選擇功能，無線網和核心網結合。中間環境層負責QoS映射、地址變換和完全性管理等。各層間接口開放，便於開發和提供新應用及服務。提供無縫高速率數據服務，並運行於多個頻帶。自適應多個無線標準及多模終端，跨越多個運營商，提供大範圍服務。
LTE-Advanced 和WirelessMAN-Advanced爲4G標準。
5G
l5G是4G的進一步延伸，目前正在研究中，預計2020年之後將會成熟並商用。
l5G使用毫米波(30-300GHz)，數據速率、帶寬、覆蓋面和連通性等大幅增加，同時有效削減往返時延和能耗。
l部分指標要求包括：數據速率達1-10Gbps，而4G網絡峯值約150Mbps；往返時延(RTT)約爲1ms，而4G網絡約10ms；特定區域中的總體高帶寬；連接較大數量的設備，可支持物聯網場景下單網絡中的幾千臺設備；高度可察覺的可用性；任何時間任何地點全覆蓋；減少90%能耗，更適合人體；高電池壽命。
第五章
5.1什麼是衛星網絡？與其它無線網絡相比有何不同？
l衛星通信指利用人造地球衛星作爲中繼站，轉發兩個或多個地球站之間進行通信的無線電信號
l衛星通信是宇宙無線電通信的形式之一，在空間技術、微波通信技術等基礎上發展而來
優點：
①通信距離遠，覆蓋面積大，費用與距離無關
②便於實現多址連接通信
③通信頻帶寬，傳輸容量大
④機動靈活
⑤通信線路穩定可靠，傳輸質量高
⑥通信成本與距離無關
侷限性：
l①高可靠和長壽命的要求
②發射與控制技術複雜
③較大的信號傳輸時延和回聲干擾
④存在日凌中斷和星蝕現象
l靜止衛星通信系統在地球高緯度地區的通信效果不好，兩極地區存在通信盲區，地面微波系統與衛星通信系統之間存在相互同頻干擾
5.2請從衛星制式、覆蓋區域範圍、用戶性質、業務範圍進行分類
5.3衛星網絡有哪些類型的軌道？各具有什麼特點。
l衛星軌道
●衛星通信系統採用的軌道從空間形狀上看分兩種：橢圓軌道和圓軌道
●橢圓軌道僅在衛星相對地面運動速度較慢的遠地點附近提供通信服務，適於高緯度區域提供服務
●圓軌道衛星可提供較均勻覆蓋特性，通常用於提供均勻覆蓋的衛星系統
●從軌道高度分類，可將衛星軌道分爲低地球軌道(LEO)、中地球軌道(MEO)、靜止軌道(GEO)和高橢圓軌道(HEO) ，下圖所示爲軌道高度比較示意圖
第六章
6.1什麼是Ad hoc網絡和MANET？他們具有哪些特點？
6.8什麼是無線網狀網絡？它具有哪些優勢？
第七章
7.2無線傳感器具有哪些特點？面臨什麼挑戰？
特點
網絡規模大
☆低速率
☆低功耗
☆低成本
☆短距離
☆可靠性
☆動態性
挑戰：
☆通信能力有限
☆需要節約能量
☆計算能力有限
☆軟硬件須具有高健壯性和高容錯性
☆網絡動態性
☆大規模的分佈式觸發器
☆感知數據流巨大
☆以數據爲中心
7.8 水下無線傳感器網絡的主要技術特點和困難是什麼？
特點：
l水下WSN也常被稱爲水聲無線傳感網(Underwater Wireless Acoustic Sensor Network，UWASN)。
l水聲信道有如下特點：
① 傳播時延大。聲波在水中傳播速度約1500m/s，每km時延約0.67s，比聲波在空氣中的傳播要快得多，但和無線電在空氣中的傳播時延相比，還是大許多。
② 誤碼率高。水聲信道具有時間－空間－頻率變化特性，多徑干擾突出。多徑傳輸及外來噪聲會嚴重降低聲波信號質量，增大信號在傳輸過程中的誤碼率。
③ 可用帶寬窄。水聲信道有效頻率範圍30-300Hz，傳輸帶寬嚴重依賴距離，損耗隨距離而增加，可用頻段非常有限，傳播距離也有限。UWASN長距離通信只能選擇低碼率。
困難：
l水下WSN存在許多技術困難，部分如下：
① 水下信道具有高時延、時延動態性、高衰減、高誤碼率、多徑效應、多普勒頻偏大、高度動態變化及低帶寬等特點，是迄今難度最大的無線通信信道。
② 水下節點和網絡具有移動性特點。
③ 水下節點使用電池供電，更換電池困難，發送信息耗能比接收信息高很多。
④ 由於水下節點價格昂貴，水下網絡具有稀疏性特點。
l陸地WSN協議不能直接用於水下，需研究適應水下特點的新協議。
第八章
8.1什麼是無線個域網？它與其他無線網絡相比有哪些不同？
概念：
lWPAN是爲了實現活動半徑小(如幾米)、業務類型豐富、面向特定羣體的連接而提出的新型無線網絡技術
lWPAN是一種與無線廣域網(WWAN)、無線城域網(WMAN)、無線局域網(WLAN)並列但覆蓋範圍更小的無線網絡，對應關係如下圖
相比：
l個域網(Personal Area Network，PAN)，是一種範圍較小的計算機網絡，計算機設備之間的通信，還包括電話和個人設備等
lPAN的通信範圍往往僅幾米，也可用於連接多個網絡
lPAN被看作是最後一米的解決方案
l無線個域網(Wireless PAN，WPAN)是一種採用無線連接的個域網
lWPAN通過無線介質代替傳統有線電纜，實現個人信息終端的互聯，組建個人信息網絡
8.2無線網絡可分爲幾類？各具有什麼特點？
按傳輸率分爲低速、高速和超高速三類
8.3常見的應用於無線個域網的技術有哪些？分析對比。
lWPAN關鍵技術包括IrDA、HomeRF、UWB、藍牙技術、ZigBee技術等
lIrDA(紅外)技術
利用紅外線進行通信，最高通信速率115.2kbps，主要優點是無需申請頻率使用權，通信成本低廉，具有體積小、功耗低、連接方便、簡單易用等特點
l超寬帶(UWB)技術
超寬帶(Ultra Wide Band，UWB) 基於IEEE 802.15.3的超高速、短距離無線接入技術，較寬頻譜上傳輸極低功率信號通信範圍在10米範圍內，能實現每秒數百兆位的數據傳輸率，具有抗干擾性強、傳輸速率高、帶寬大、消耗電能低、保密性好等優勢
lHomeRF技術
數字無繩電話技術與WLAN技術融合發展的產物，採用共享無線連接協議(Share Wireless Access Protocol，SWAP)，工作在2.4GHz ISM頻段
l藍牙技術
藍牙由愛立信公司於1994年提出，作爲RS232數據線的無線連接。1998年藍牙SIG成立，負責制定技術標準。藍牙採用分散式網絡結構以及快速跳頻和短包技術，支持點對點及點對多點的通信，採用時分雙工傳輸方案。
第九章
9.1人們從不同視角提出不同的物聯網觀點。予以簡單分析；
9.10爲什麼傳統的TCP傳輸協議不適合物聯網環境？
環境參數檢測
l生鮮物品如水果、農產品、肉和乳製品的生產到銷售，可能覆蓋上千公里甚至更遠。
l傳輸過程中的保鮮狀況如溫度、溼度、震動等，都需檢測，以減少進行產品質量分類時的不確定因素。
l普適計算和傳感技術爲提高食物供應鏈效率提供了可能。
第十章
10.1車內網絡有哪幾種主流技術標準？各自的技術特點如何？
目前國際上應用較廣的5種車內網絡系統：
l本地互連網(Local Interconnect Network，LIN)低成本、低速率和易實現，常用於簡單和非時延敏感應用，
l控制器區域網(Controller Area Network，CAN)
l車內動力/電子系統中應用較多。收發器成本低廉。大多數汽車微控制器單元已裝備CAN控制器，加上收發器和電纜，現有網絡即可支持CAN。
l有成熟的工具鏈，如設計數據字典、自動生成代碼、網絡仿真和軟件驗證等，開發成本較低。
l適應各種拓撲。高速CAN網絡(波特率>125kbps)爲總線型。低速容錯CAN可爲總線型或星型，波特率在40-125kbps。單線CAN主要被通用汽車公司使用，支持環型和星型拓撲，波特率爲33.3kbps。
l僅有物理層/數據鏈路層/應用層。不需全局定時器或中心協調器。一般基於事件驅動訪問網絡，發送事件就緒且總線空閒時，每個節點都可訪問總線。但多節點同時傳輸時，需通過CSMA/CA方案爭用，消息ID越低，則傳輸優先級越高。較靈活，但給要求嚴格的安全應用帶來困難。
l總線最長40m，節點間距最短0.1m。節點數量上限取決於波特率、傳輸介質、CAN驅動、特定應用要求等因素。基本原則是考慮傳播時延情況下，同一網段中每兩個節點應能採樣到相同比特值。極端情況下，總線負荷爲30%~33%。
最大載荷64比特，相應幀長108比特，最大效率約59%。
抗噪性較突出。
l容錯性方面，提供多種機制進行差錯檢測，如發射機自檢(比特差錯和確認差錯)、接收機交叉檢查(CRC)、雙邊檢查(填充和格式差錯)。
如果一個CAN節點檢測到錯誤，可通過一個錯誤標誌通知該網段中其它所有節點。
l協議幀結構
l FlexRay
lFlexRay由奔馳汽車公司主推，傳輸速率和容錯性優於LIN和CAN，部署成本也略高。
l爲實現高容錯性，一個僅2個節點的簡單FlexRay網絡，也配備4個收發器和2條單獨線纜。
l如果FlexRay配備了X-by-Wire系統(如線控轉向或線控剎車)，可取代傳統機械部件(如轉向柱或液壓制動通道)，有效節省總體成本。
lFlexRay有兩個10Mbps平行信道，其中之一可爲備份以防通信故障。
lFlexRay也只有物理層、數據鏈路層和應用層，傳輸特點包括：同一週期可同時傳輸確定和動態數據，有效載荷比LAN和CAN更大；拓撲靈活。
l車內以太網應用需求增長需要更大的車內網絡帶寬。
l車載以太網方案也僅有物理層、數據鏈路層和應用層。
l對傳輸視頻，IEEE 802.3bp有望作爲下一代汽車以太網標準，使用精簡雙絞線千兆以太網。
l發展趨勢是增加帶寬和降低成本，以適宜傳輸時間敏感型報文，這也是無人駕駛汽車的技術關鍵。兩個代表性協議是音視頻橋接和TTEthernet。
MOST
l已有MOST25(光)、MOST50(電/光)、MOST150(同軸電纜/光)多種，傳輸速率分別爲25、50、150Mbps，同步/異步數據傳輸性能都較爲可靠。
l物理層主要成本是連接器和收發器，原因在於光學連接器必須屏蔽和放在獨立環境中，光接收機和發射機需分開放置。
lMOST150前景較好，支持傳輸音視頻的高吞吐量、低誤碼率和確定性，較適合高級駕駛輔助系統。
l但環傳輸結構中一個故障可能導致整個網絡失效，其光纖溫度適應性有限，較難部署在車輛轎廂之外。
10.2什麼是無線車載網絡？它與其他無線網絡相比有哪些不同？
l也稱車載自組織網絡(VANET)或車聯網，是智能交通的核心技術基礎
l可實現車輛間(V2V)、車輛與路邊基礎設施之間(V2I)的多跳無線通信，利用各種傳感、通信、計算、控制等技術，對車輛、道路和交通進行全面感知，實現大範圍、多系統、大容量、高度實時的數據交互，提升交通效率和保障交通安全。
10.4 美國國家ITS架構分爲幾個部分，各有哪些要素？
第十一章
11.1什麼是WBAN,它有哪些組成部分？
l融合人與人、人與物、物與物之間的現實物理空間與抽象信息空間，向無所不在的泛在網絡(Ubiquitous Network)方向發展
l作爲泛在網重要分支，無線體域網(Wireless Body Area Network，WBAN)在遠程診斷、醫療保健、社區醫療、特殊人羣監護等領域應用有巨大需求，將幫助解決人口老齡化引起的醫療和社會難題，提高醫療行業效能。
組成：
l傳感器節點：對物理刺激作出響應並收集數據，適當處理和傳輸數據。組成包括傳感器硬件、能量單元、處理器、存儲器和收發器等。
l執行器節點：根據接收或來自用戶接口的數據作出反應。組成包括執行(如藥物管理)硬件、能量單元、處理器、存儲器和收發器。
l個人設備：負責收集傳感器和執行器信息，通過外部途徑(執行器或LED屏)通知用戶(病人或護士)。組成包括能量單元、處理器、存儲器和收發器。可爲身體控制單元、身體網關或匯聚器，實際可用PDA/智能手機。
l節點數量：受制於網絡特性，一般20~50之間
第十二章
12.1 常見的網絡安全威脅有哪些？如何進行有效防禦？
l網絡安全威脅
☆密碼分析攻擊
☆中間人攻擊
☆協議漏洞攻擊
☆洪泛攻擊
☆病毒、木馬和蠕蟲
防禦：
l密碼編碼學
l安全協議
l防火牆
l虛擬專網
l入侵檢測系統
12.8 相比無安全機制的路由協議，MANET的安全路由協議有什麼特點
lSAODV
l對所有路由消息如RREQ/RREP/RERR進行數字簽名，確保完整性和真實性。
l節點產生路由消息時用自身私鑰產生路由驗證消息，其它節點收到該消息，利用發送者公鑰驗證簽名。
lAODV中跳數變化不適合簽名，但可採用Hash鏈機制。
l爲保證已有AODV中間節點對RREQ消息的回覆(RREP)，SAODV採用雙簽名，正常簽名外，還計算一個到自身的假想RREP消息的簽名。
lSAODV兩個不足：消息顯著增大(相對AODV)；需重量級的非對稱加密操作，源節點產生消息需簽名，中間和目標節點接收消息需驗證簽名，雙簽名機制加大代價。
lSAR
l傳統路由機制尋求兩節點間最短或最優路由，SAR通過信用等級確定可信路由，相對安全路由。
l路由請求的發起節點指定所需安全等級，符合等級的節點將共享對稱安全密鑰。
l一個分組要想到達目標節點，路由上所有節點必須持有該密鑰，中間普通節點無法解密分組，只有持密鑰的節點能解讀並轉發分組。
lSAR可擴展應用到任何路由協議中，如AODV的RREQ和RREP報頭中含額外安全等級信息。
lCONFIDANT
l惡意節點與其它節點偏移來實現路由安全，使惡意行爲不再具有吸引力，基於選擇性利他和功利主義。
l節點間信任關係通過經驗、觀察和其它節點對其信息的轉發來確定。
l協議設計基於DSR(動態源路由)，包括如下部分。
監測：監測鄰節點的通信；
信任管理：計算和存儲其它節點信任信息；
評價：根據與其它節點的交互結果和其它節點推薦進行評價，並與其它友好節點交換信息；
路由管理：根據質量等級重新排序路徑，刪除惡意節點路徑，處理惡意節點發出的路由請求，處理路由發現時找到的惡意節點。
lWatchdog和Pathrater
l這兩項技術可改善MANET出現節點同意轉發但未轉發時的吞吐量，可基於節點的動態行爲分類節點。
lWatchdog監測節點行爲，Pathrater根據Watchdog監測的結果協助路由選擇。
l出現模糊衝突、接收者衝突、有限傳輸能力、虛假惡意行爲、衝突、部分丟棄等情況下，Watchdog可能檢測不出節點的惡意行爲。
lSprite
l針對MANET中激勵自私節點間的協作，已有方案如虛擬貨幣建議節點上配備防篡改硬件，對能量和計算能力有限的MANET節點並不合適。
l有研究提出一個簡單、防欺騙、基於信用系統的Sprite方案，以激勵自私節點間的協作。
l需使用基於因特網的信用服務機構，但對MANET而言不是很有效——臨時組網和車載環境。
lTWOACK
l爲激勵MANET中節點協作，有研究提出網絡層基於確認的方案，即TWOACK和S-TWOACK，其能很容易地擴展至源路由中。
lTWOACK檢測行爲不端節點並使用通知路由協議，以避免在以後的路由中選擇該不端節點。