习题_第四章.ppt

1、第4章练习题，1 .传感器网络实现同步的作用是什么？ 2 .传感器网络中常见的时间同步机制是什么？简述TPSN时间同步协议的设定纠正过程。 4 .传感器网络定位问题的含义是什么？ 5 .如何对传感器网络的定位方法进行分类？ 6 .概念术语“定位点”、测距、连接速度、到达时间差、接收信号强度指示、视线关系”的含义将作简要描述。 第四章练习题，7.RSSI测距的原理是什么，8 .简述toa测距的原理？ 简要说明一下TDoA测距过程吗？ 10 .简述重心定位算法的原理和特点。 11 .什么是数据融合技术？ 在传感器网络中的作用是什么？ 第4章练习题，12 .无线通信的能量消耗与距离的关系是什么，反映

2、传感器网络的数据传输特征？13、简述节能战略和休眠机制的实现思想。 14 .传感器网络节点上的每个单元的能量消耗的特征被简要概述。 答：无线传感器网络时间同步机制的意义和作用主要体现在以下两个方面：首先，传感器节点通常需要相互配合，完成复杂的监测和感知任务。 数据融合是联合操作的典型例子，不同节点收集的数据最终融合形成显着结果。 其次，传感器网络的一些节能方案是利用时间同步来实现的。 1 .传感器网络实现同步的作用是什么？ 答：现在有一些成熟的传感器网络时间同步协议。 其中，RBS、TINY/MINI-SYNC和TPSN被视为三种最基本的传感器网络时间同步机制。 2 .传感器网络中常见的时间同

3、步机制是什么？ a:(网络中有可以与外部通信获取外部时间的节点。 此节点称为根节点。 根节点可以实现诸如GPS接收机的复杂硬件组件，并且作为整个网络系统的时钟源) TPSN协议采用分层网络结构，首先将所有节点分类为分层结构，接着每个节点与上层节点时间同步，最终、简述TPSN时间同步协议的设定纠正过程。 TPSN协议的操作过程包括两个阶段：第一阶段生成层级结构，其中每个节点给予一个级别，根节点给予最高级别的第0级别，并且第I级别上的节点可以与至少一个第(i1)级节点通信。 第二阶段实现所有树节点的时刻同步，其中第一阶段的节点与根节点同步，第I阶段的节点与第(i1 )阶段的节点同步，最终所有节点与

4、根节点同步，实现网络整体的时刻同步。 (接着)简要叙述TPSN时间同步协议的设定订正过程。 a :无线传感器网络的定位问题是指自组织网络以特定方式提供节点的位置信息。 这种自组织网络的定位包括节点自身的定位和目标定位。 节点自身的定位是确定网络节点的坐标位置的过程。 目标位置是确定网络复盖区域内的事件或目标的坐标位置。 4 .传感器网络定位问题的含义是什么？ 5 .如何对传感器网络的定位方法进行分类？ a :根据证据，无线传感器网络的定位方法可以分为(1)是否依赖于测定距离，(2)基于测距的定位和不需要测距的定位，(3)根据配置的情况分为室内定位和室外定位无线传感器网络时间同步机制的意义和作用

5、主要体现在以下两个方面：首先，传感器节点通常需要相互配合，完成复杂的监测和感知任务。 数据融合是联合操作的典型示例，不同节点收集的数据最终融合形成显着结果。 其次，传感器网络的一些节能方案是利用时间同步来实现的。 6 .概念术语“定位点”、测距、连接速度、到达时间差、接收信号强度指示、视线关系”的含义将作简要描述。答案： (1)锚点：指用其他方式预先获取位置坐标的节点，有时也称为信标节点。 网络中相应的雄辩节点称为非锚点。 (2)测距：相互通信的2个节点根据测定方式推定相互的距离和角度。 (3)连接度：包含节点连接度和网络连接度两个意义。 节点连接度是指各节点能够检测到的相邻节点的数量。 网络

6、连接速度是所有节点的邻居数的平均值，反映了传感器结构的密集度。 (4)相邻节点：将传感器节点的通信半径范围内的所有其他节点称为该节点的相邻节点。 6 .关于概念术语“锚点、测距、连接速率、相邻节点、到达时间差、接收信号强度指示、视线关系”的含义作简要概述。 (5)到达时间：将从一个节点传输信号到另一个节点所需要的时间称为信号的到达时间。 (6)到达时间差(TDOA ) :将两种不同传播速度的信号从一个节点传输到另一个节点所需要的时间的差称为信号的到达时间差。 (7)接收信号强度指示(RSSI ) :节点接收无线信号的强度的大小，并且将其称为接收信号的强度指示。 (8)视线关系(Line of

7、Sight，LoS ) :如果传感器网络的两个节点之间没有障碍物，可以直接通信，则这两个节点之间存在视线关系。 另外，RSSI测距的原理是接收机通过测量射频信号的能量来确定该到发射机的距离。 无线信号的发送功率与接收功率的关系由以下公式表示。 其中，PR取决于无线信号的接收功率，PT取决于无线信号的发送功率，r取决于发送接收单元间的距离、n传播因子、传播因子的数值的大小取决于无线信号传播的环境。7.RSSI测距的原理是什么？ 8 .简述toa测距的原理？ a:toa测距通过测量传输时间来估计两节点间的距离，精度良好。 ToA机制按照已知信号的传播速度来校正节点间的距离。 在基于TDoA的定位机

8、制中，发送节点同时发送两种不同传播速率的无线信号，并且接收节点基于两种信号到达的时间差和这两种信号的传播速率来校正两个节点之间的距离。 简要说明一下TDoA测距过程吗？ 10 .简述重心定位算法的原理和特点。 a :在修正几何学中，将多边形的几何中心称为质心，多边形的顶点坐标的平均值是质心节点的坐标。 当将多边形定点位置的坐标向量表示为pi=(xi，yi)T时，该多边形的重心坐标为“多传感器数据融合是一个多阶段多面处理过程，该过程包括多源数据检测、互连、相关数据融合的主要作用可归结为： (1)提高信息的准确性和全面性。 (2)降低信息的不确定性。 (3)提高系统的可靠性。 (4)提高系统的实时

9、性。 (1)在收集信息的过程中，各节点无法单独地向汇聚节点直接传输数据，这是由于传感器网络节点的资源非常有限，因此主要原因是通信带宽和能量的浪费。 (2)降低信息收集的效率。 11 .什么是数据融合技术？ 在传感器网络中的作用是什么？ 12 .无线通信的能量消耗和距离的关系是什么？ 是否反映了传感器网络数据传输的特点？ 在无线网络通信中，能量消耗e与通信距离d相关： E=kdn，其中k为常数，2n4。 由于无线传感器网络的节点大小较小，发送侧和接收侧均接近地面，干扰较大且障碍物较多，因此n通常接近3，即，通信能量消耗与距离的三次方成比例。上述关系式表明，随着通信距离的增加，能量消耗急剧增加。 通常，为了降低消耗功率，需要尽可能减小单跳通信距离。 简单地说，多个短距离跳的数据传输比一个长跳的传输消耗更少。 因此，在传感器网络中为了减少单跳通信距离，尽量使用多跳短距离的无线通信方式。 13、简述休眠机制的实现思想。 休眠机制的主要思想是如果在节点周围没有发生感兴趣的事件，则纠正和通信单元处于空闲状态，使这些部件关闭或使之处于低功耗状态，即休眠状态。 传感器节点通常包括四个部分，即处理器单元、无线传输单元、