（1）节省能量。传感器网络的节点一般是以干电池、纽扣电池等提供能量，而且电池能量通常难以进行补充，为了长时间保证传感器网络的有效工作，MAC协议在满足应用要求的前提下，应尽量节省使用节点的能量。
（2）可扩展性。由于传感器节点数目、节点分布密度等在传感器网络生存过程中不断变化，节点位置也可能移动，还有新节点加入网络的问题，所以无线传感器网络的拓扑结构具有动态性。MAC协议也应具有可扩展性，以适应这种动态变化的拓扑结构。
（3）网络效率。网络效率包括网络的公平性、实时性、网络吞吐量以及带宽利用率等。 4-12在无线传感器网络中可能造成网络能量浪费的主要原因包括哪几方面？ 答：可能造成网络能量浪费的主要原因包括如下几方面：
（1）如果MAC协议采用竞争方式使用共享的无线信道，节点在发送数据的过程中，可能会引起多个节点之间发送的数据产生碰撞。这就需要重传发送的数据，从而消耗节点更多的能量。（2）节点接收并处理不必要的数据。这种串音（over hearing）现象造成节点的无线接收模块和处理器模块消耗更多的能量。（3）节点在不需要发送数据时一直保持对无线信道的空闲侦听（idle listening），以便接收可能传输给自己的数据。这种过度的空闲侦听或者没必要的空闲侦听同样会造成节点能量的浪费。（4）在控制节点之间的信道分配时，如果控 制消息过多，也会消耗较多的网络能量。．
4-13按照采用固定分配信道方式还是随机访问信道方式可将传感器网络的MAC协议分为哪三类？
答：按照下列条件分类MAC协议：第一，采用分布式控制还是集中控制；第二，使用单一共享信道还是多个信道；第三，采用固定分配信道方式还是随机访问信道方式。按照第三种分类方法，将传感器网络的MAC协议分为三类：
（1）采用无线信道的时分复用方式（2）采用无线信道的随机竞争方式（3）其他MAC协议，采用频分复用或者码分复用等方式
4-14在传感器网络中，为什么要对网络进行拓扑结构控制与优化。
答：在传感器网络中，网络的拓扑结构控制与优化有着十分重要的意义，主要表现在以下几个方面：（1）影响整个网络的生存时间。（2）减小节点间通信干扰，提高网络通信效率。（3）为路由协议提供基础。（4）影响数据融合。（5）弥补节点失效的影响。
4-15传感器网络拓扑控制主要研究的问题是什么？
答：传感器网络拓扑控制主要研究的问题是：在满足网络覆盖度和连通度的前提下，通过功率控制和骨干网节点选择，剔除节点之间不必要的通信链路，形成一个数据转发的优化网络结构。具体地讲，传感器网络中的拓扑控制按照研究方向可以分为两类：节点功率控制和层次型拓扑结构组织。功率控制机制调节网络中每个节点的发射功率，在满足网络连通度的前提下，均衡节点的单跳可达邻居数目。层次型拓扑控制利用分簇机制，让一些节点作为簇头节点，由簇头节点形成一个处理并转发数据的骨干网，其他非骨干网节点可以暂时关闭通信模块，进入休眠状态以节省能量。
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4-16 LR-WPAN具有哪些特点？
答：低速WPAN(LR-WPAN)是按照IEEE 802.15.4标准，为近距离联网设计的。IEEE 802.15.4标准包括工业监控和组网、办公和家庭自动化与控制、库存管理、人机接口装置以及无线传感器网络等。网络具有如下特点：
? 实现250kbit/s，40kbit/s，20kbit/s三种传输速率。 ? 支持星形或者点对点两种网络拓扑结构。 ? 具有16位短地址或者64位扩展地址。
? 支持冲突避免载波多路侦听技术（carrier sense multiple access with collision avoidance，CSMA-CA）。 ? 用于可靠传输的全应答协议。 ? 低功耗。
? 能量检测（Energy Detection， ED）。
? 链路质量指示（Link Quality Indication，LQI）。
? 在2450MHz频带内定义了16个通道；在915MHz频带内定义了10个通道；在868MHz频带内定义了1个通道。
4-18简述ZigBee协议与IEEE 802.15.4标准的联系与区别。
答：IEEE 802.15.4仅定义了物理层和MAC层的规范。基于IEEE 802.15.4标准的ZigBee技术是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线通信技术。ZigBee协议栈建立在IEEE 802.15.4的PHY层和MAC子层规范之上。它实现了网络层和应用层。IEEE 802.15.4标准有IEEE负责制定，而ZigBee协议由ZigBee联盟制定。 4-19数据融合具有哪些显著特点。 答：数据融合具有如下4个显著特点：
1）信息的冗余性：同一个信号可能被不同传感器捕获，去除不必要的重复信息； 2）信息的互补性：一种传感器捕获一种特征，多种特征的结合将获得更全面信息； 3）信息处理的及时性：多传感器的并行采集与处理；
4）信息处理的低成本性：为获得准确信息，可用多种廉价的传感器协作来代替单个功能强大但高价的传感器。
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