现代通信技术-信息网络基础复习题

现代通信技术思考题阐述典型的信息网络（通信网）的结构组成，信息网络所涉及的基本理论问题。答:信息网络主要包括业务网、传送网、支撑网等，典型的信息网络结构由高速骨干网、局域网、卫星通信网、移动网等通过路由器、光纤等设备连接到互联网。信息网络涉及的基本理论问题包括：信息网络的基本构成、点对点传输协议、网络时延模型、多址技术、路由算法、异构网融合等。基本的交换网络的分析，ATM信元与分组的区别，ATM的AAL是如何支持不同种类的业务的。答：1）、分组交换是为适应计算机通信而发展起来的一种先进通信手段，它以X.25建议为基础，可以满足不同速率、不同型号终端与终端、终端与计算机、计算机与计算机间以及局域网间的通信，实现数据库资源共享。分组交换网是数据通信的基础网，利用其网络平台可以开发各种增值业务。分组交换网的突出优点是可以在一条电路上同时开放多条虚电路，为多个用户同时使用，网络具有动态路由功能和先进的误码纠错功能，网络性能最佳。 2）、ATM信元大小固定，一般分组大小不定，均是用来传输数据。 3）、从上层收到信息后，AAL将数据分割成ATM信元；从ATM层收到信息后，AAL必须重新组合数据形成一个上层能够辨识的格式。上述操作称之为分段与重组（SAR），它是AAL的主要任务。A类――恒定比特率（CBR）服务：AAL1支持恒定比特率的面向连接服务。这种服务的例子包括64K速率语音、固定速率的非压缩视频和专用数据网络的专线。B类――可变比特率（VBR）服务：AAL2支持可变比特率的面向连接服务，但其发送需要有限延时。这种服务的例子包括压缩包语音或视频。对于接收方要重组原始的非压缩语音或视频来说，发送的有限延时是很必要的。C类――面向连接的数据服务：用于面向连接的文件传输和数据网络应用程序，该程序中在数据传输前已预先设置好连接。这种服务提供可变比特率但不需要为传送过程提供有限延时。有两种AAL协议支持该类服务，且此两种协议已被合并为一种，即AAL3/4。但由于其十分复杂，AAL5协议常用来支持该类型的服务。D类――无连接数据服务：该服务的例子包括数据报流量，通常也包括数据网络应用程序，在该程序中在数据传输前没有预先设置连接。AAL3/4或者AAL5都可用来支持此类服务。3、分析返回n-ARQ协议中，信道利用率与数据长度的关系，在信道误比特率pb取不同值时采用与书中图2-5相同信道参量的情况下最佳帧长与误比特率pb的关系曲线（取tT=3tf+2tp）。在组帧技术中如何获得最佳帧长度，Kopt与E{M}；开销V与节点j的关系并加以分析。1）、返回式n－ARQ的基本思路：发端没有收到对方应答的情况下，可以连续发送n个分组，收端仅接收正确顺序的分组，其应答中的RN表示RN以前的所有分组都已正确接收。这里的n是一个重要的参数，叫做滑动窗口宽度。信道利用率与数据长度的关系2）、设一帧传输时间为tf，重传一帧时间（包括传输时间、处理时间、传输时延和等待应答时间）tT，一帧正确传输概率为p，正确传输一帧时间在发送节点处于饱和状态下，吞吐量最大值为归一化最大吞吐量为设数据一帧长度为lf比特=ld比特数据+lh控制信息，设信道误比特率为pb，在随机错误的信道条件下，数据帧的差错率或误帧率pfr为Prf=1-（1-pb）lf，当pb很小的时候，上式可近似为pfr~~lf*pb<<1，设信道容量为C，则信道真正用于有用信道传输的效率为，其中p=1-pfr，C=lf/tf=ld+lh/tf；当（a-1）Pfr<<1时，可近似此时tT=3tf+2tp，代入方程4、分析TCP中的差错与流量控制，一个TCP连接使用256Kbit/s，其端到端的时延为128ms，经测试，发现吞吐量只有120Kbit/s，求窗口的大小。再设TCP的拥塞窗口长度为18KB，网络发生了超时，TCP使用慢启动，加速递减和拥塞避免，此时报文段的最大长度为1KB，讨论拥塞窗口从最小值经过6次变化后是怎样的。5、讨论两个M/M/1队列相连后系统的状态概率，假设该系统的到达过程是到达率为λ的Poisson过程，且两个队列的服务时间相互独立，服务时间与到达过程相互独立。6、在一个分组传输系统中，各分组到达过程是到达率为λ的Poisson过程，分组长度服从指数分布，其均值是1/μ，如将m个分组流统计复接在高速信道上，即将输入到达率提高m倍，并将信道速率提高m倍（即服务时间为1/mμ），这样，就等同于将m个平行的低速传输的信道统计复接在一个高速信道上，试分析上述情况下的传输时延。7分析在ALOHA协议中，为什么会出现稳定平衡点和不稳定平衡点？重传概率对系统性能所带来的影响？对于随机多址协议，主要关心两个方面的问题：一是稳态情况下系统的通过率和时延性；二是网络的稳定性。8考虑最短路由和最佳路由的出发点与本质问题。路由算法：为不同的源节点和目的节点对（SD）选择一条传输路径；在路由选好后，将用户的消息正确地送到目的节点。最短路由：出发点为提高传输效率，理论基础为图论，采用Bellman-Ford算法。最佳路由：出发点是使网络的成本最低，基于平均时延最佳化，常用的方法就是迭代，通过怎样计算最佳路由，分析最佳路由的特性。9NGN的发展的思路与实质问题。1）、NGN应是PSTN、移动通信网和分组网（ATM/IP）的融合，未来网络应在统一的分组网上支持各种业务。泛指一个不同于目前一代的、大量采用创新技术、以IP为中心，同时可以支持语音、数据和多媒体业务的融合网络，一方面，NGN不是现有电信网和IP网的简单延伸和叠加，而应是两者融合的结果，所涉及的也不仅仅是单项节点技术和网络技术，而使整个网络的框架，是一种整体网络解决方案。另一方面：NGN的出现和发展不是革命，而是演进，即在继承现有的网络优势基础上实现的平滑过渡。NGN将是以软交换为核心，光联网和分组传送技术为基础的开放式融合网络2）、实质：从传统的电路交换网到分组网的转换，实质仍为以ATM/IP特别是Ip为基础的分组网；10假设有两个CSMA/CD网：网络A是LAN基带Ethernet，传送速率为5Mb/s，电缆长1Km，分组长度1000bit；网络B是MAN基带Ethernet，电缆长50Km，分组长度1000bit，试分析网络B需要多大的传送速率才能达到与网络B相同的吞吐量。试分析CSMA/CD协议能否使用于卫星信道。11使用Bellman-Ford算法找到下图中每个节点到节点1的最短路径树；应用F-W算法找到该网络的总路由表。答：Bellman-Ford算法（最短路由算法）：2号节点：4；3号节点：5；4号节点：3-4、4-5；节点5：:10-4；节点6:9-5；节点7:2-9-5、2-10-42）F-W算法：B-F算法和Dijkstra算法都是求解所有的节点到一个特定的目的节点的最短路径，而F－W算法与它们的不同之处是寻找所有节点对之间的最短路径，它的基本思想在i→j的路径之间通过添加中间节点来降低路径的长度。12异构网络的基本概念及关键技术。异构网络：用户根据自己的需求及其周围的网络资源，在不同网络之间进行切换，以获得满意的服务，鉴于用户需求的多样性、对移动支持的需求以及适用于无线传输的频谱资源稀缺问题，未来无线通信系统必须能够融合现有的多种无线网络并充分发挥各网络的特点，使之整合成为一个无缝连接的、以IP技术为核心的异构网络，并能提供语音、数据和多媒体业务，是一个比现有的无线网络能提供更好的服