通信网理论基础：01-课程简介

1、通信网理论基础Part 01: 课程简介2013年春季2 / 16课程简介12这门课是关于什么的？ 这门课将如何进行？ 2013年春季3 / 16这门课是关于什么的？123通信网理论基础有哪些？图论+最优化么?Then, What the hell is it about?4什么是通信网？4 / 16什么是通信网？(1)1、通信系统与通信网通信系统：将一个用户的信息送到另一个用户处的所有设施通常称为一个通信系统。发端机收端机信道通信网：通信系统的系统，包括了所有的通信设备和通信规程。 每一个具体的通信设备都是通信网的一部分。 半双工通信系统 VS 双工通信系统通信系统与通信网研究两者是不可割裂

2、的本课程内容只涉及综合性和整体性问题，不涉及具体通信系统5 / 16什么是通信网？(2)终端、信道、交换设备硬件信令、协议（规程）、标准软件通信网构成通信网类型电话网、电报网、计算机网、广播电视网通信内容局域网、城域网、广域网、国际网通信范围电缆网、无线短波网、微波中继网，卫星通信网，光纤网 通信信道电路交换分组交换2013年春季6 / 16什么是通信网？(3)通信网的结构一般来说，n个用户要相互两两之间通信时，最简单的方法是建立n(n-1)个通信系统或n(n-1)/2个双工通信系统，形成一个全联网(full-mesh network)。通常为节约资源，引入转接（交换）后把各种信道有机地结合起

3、来形成通信网端机端机端机端机端机端机2013年春季7 / 16什么是通信网？(4)通信网的结构（续）全联网：用户终端直接以通信链路连接，无需转接。优点是网络稳定性好，接续能力强。缺点造价高。2013年春季星形网：用户终端直由同一个转接中心转接。节省了通信链路。但需要转接设备。通信的质量和可靠性受到一定的影响。卫星网环形网：用户终端通过中继器进网，各中继器首尾相连，信息单向沿环路逐点传送。初装简单，故障诊断比较正确。但其可靠性和扩展性、灵活性较差。光纤网移动通信8 / 16什么是通信网？(5)通信网的结构（续）总线网：采用公共总线作为传输媒介，各节点都通过相应的硬件接口直接连到总线，信息沿总线进

4、行广播式传送。由于总线结构共享无源总线，通信为分布式控制，故入网点必须具有智能，能执行介质访问协议优点是网易于安装，可靠性高。缺点不易管理，故障诊断和隔离比较困难2013年春季网状网：用户终端直由多个转接中心转接。通信的质量和可靠性高，组网复杂。局域网广域网9 / 16什么是通信网？(6)对通信网的要求1. 接通的任意性和快速性2.运行的可靠性3.信息的透明性4.质量的一致性5.较好的灵活性6.经济的合理性2013年春季 Todays Network (telephone network)AB容量限制Todays Network (Internet network)AB容量限制网络运营商关心的

5、问题成本拥塞度阻塞率时延丢包率运营商What can we do？关于网络优化问题中需要优化的目标还很多，这只列举了一小部分can we find better routes？where should we add more bandwidth？where and when should we add new nodes (and links) in the network？为了能达到目标，我们需要做什么呢how the inherent property of a network technology or protocol can affect our decision making?20

6、13年春季14 / 16通信网理论基础有哪些？性能分析：排队论通信网理论基础网络优化：关于路关于树关于流匹配与着色节点性能分析网络性能分析图算法最优化理论2013年春季15 / 16包括哪些图算法?路(Path)树(Tree)流(Flow)其他 最短路问题 基本涵盖了经典算法 重点是最大流问题 最小费用流 重点是最小生成树 Steiner树 匹配与着色 If time permit其他 图算法路流树 包括所有的图算法么？不。只涉及少数与通信网络相关的经典问题和经典算法。16 / 16包括哪些最优化理论?整数规划无约束规划分支定界法割平面法最优化理论一维搜索导数最优直接方法本门课程只会涉及少部分

7、最优化原理和方法，并且着重优化的原理的物理意义，而不是具体的理论。线性规划单纯型算法对偶问题2013年春季网络优化建模17 / 16Then, What the hell is it about?知识通信网络 算法 程序 优化建模能力 编程能力 思考能力 研究能力 合作能力图算法 最短路 生成树 最大流编程 数据结构 面向对象 C+/STLAMPL语言 基本优化理论优化建模无约束规划线性规划整数规划强调应用：路由协议、交换机制、可靠性设计、网络优化2013年春季参考资料2011年春季图算法及其在通信网络中的应用18 / 16参考教材通信网理论基础，周炯盘，人民邮电出版社Google, baid

8、u, wikipedia算法导论，算法之美19 / 16课程简介12这门课是关于什么的？ 这门课将如何进行？ 现在你已经知道了这门课中，什么是要学习的，什么是不去学的。那么，为了达到本课程的学习目的，我们应该怎么办？换句话说，2013年春季20 / 16这门课将如何进行？教学方式123最终目标考核标准2013年春季21 / 16教学方式案例式教学。给出一个应用问题，然后围绕这个案例阐述与展开。不介绍过多的理论，专注于实用，专注于可行，专注于建立直觉。案例项目式教学。几乎是一门编程的课程。简单介绍基本手段后，你们要自己去动手试。自己去完成各个项目(Project)。在实践中锻炼和提高编程研究式教

9、学。需要你们去参与设计实验，完成实验，提交代码，允许相互研究、讨论和学习。研究此外，我会尽量在课堂上安排一些讨论的时间，希望大家积极参与。22 / 16最终目标不怕编程至少要做到不怕编程。要会设计、编写、调试和改进代码。会合作敢于且善于与其他人（包括同学和老师）探讨问题，表达自己的观点，共同学习，共同提高，合作完成任务。会思考学会自己去研究。利用一切手段去解决你面临的问题，从各个方面去尝试各种途径。最终在解决问题的同时，融会贯通。只有这样，学到的东西才是你自己的。2013年春季23 / 16考核标准-I 学到的各种知识 以课件所涵盖的内容为准 期末考试90% 课堂考勤 参与程度平时表现10%2013年春季24 / 16考核标准-2 项目的数目、难度和完成程度 实验报告的质量项目情况70% 学到的各种知识 以课件所涵盖的内容为准 期末考试20% 课堂考勤 参与程度平时表现10%25 / 16小结(