通信网络基础李建东盛敏课后习题及答案

...wd......wd......wd...1.1答：通信网络由子网和终端构成〔物理传输链路和链路的会聚点〕，常用的通信网络有ATM网络，X.25分组数据网络，PSTN，ISDN，移动通信网等。1.2答：通信链路包括接入链路和网络链路。接入链路有：〔1〕Modem链路，利用PSTN线路，在用户和网络侧分别添加Modem设备来实现数据传输，速率为300b/s和56kb/s；〔2〕xDSL链路，通过数字技术，对PSTN端局到用户终端之间的用户线路进展改造而成的数字用户线DSL，x表示不同的传输方案；〔3〕ISDN，利用PSTN实现数据传输，提供两个基本信道：B信道〔64kb/s〕，D信道〔16kb/s或64kb/s〕；〔4〕数字蜂窝移动通信链路，十几kb/s～2Mb/s；〔5〕以太网，双绞线峰值速率10Mb/s,100Mb/s。网络链路有：〔1〕X.25提供48kb/s，56kb/s或64kb/s的传输速率，采用分组交换，以虚电路形式向用户提供传输链路；〔2〕帧中继，吞吐量大，速率为64kb/s，2.048Mb/s；〔3〕SDH〔同步数字系列〕，具有标准化的构造等级STM-N；〔4〕光波分复用WDM，在一根光纤中能同时传输多个波长的光信号。1.3答：分组交换网中，将消息分成许多较短的，格式化的分组进展传输和交换，每一个分组由假设干比特组成一个比特串，每个分组都包括一个附加的分组头，分组头指明该分组的目的节点及其它网络控制信息。每个网络节点采用存储转发的方式来实现分组的交换。1.4答：虚电路是分组传输中两种基本的选择路由的方式之一。在一个会话过程开场时，确定一条源节点到目的节点的逻辑通路，在实际分组传输时才占用物理链路，无分组传输时不占用物理链路，此时物理链路可用于其它用户分组的传输。会话过程中的所有分组都沿此逻辑通道进展。而传统交换网PSTN中物理链路始终存在，无论有无数据传输。1.5答：差异：ATM信元采用全网统一的固定长度的信元进展传输和交换，长度和格式固定，可用硬件电路处理，缩短了处理时间。为支持不同类型的业务，ATM网络提供四种类别的服务：A,B,C,D类，采用五种适配方法：AAL1～AAL5,形成协议数据单元CS-PDU，再将CS-PDU分成信元，再传输。1.7答：OSI模型七个层次为：应用层，表示层，会话层，运输层，网络层，数据链路层，物理层。TCP/IP五个相对独立的层次为：应用层，运输层，互联网层，网络接入层，物理层。它们的对应关系如下：OSI模型TCP/IP参考模型硬件应用层表示层会话层运输层网络层数据链路层物理层应用层运输层互连网层网络接入层硬件应用层表示层会话层运输层网络层数据链路层物理层应用层运输层互连网层网络接入层1.10解：X(1)P1/21/2;1.11解：显然，的均值为常数，相关函数仅与时差有关，且为二阶矩过程，所以该随机过程是广义平稳的。故的均值和相关函数都具有各态历经性，是各态历经过程。1.12解：定义：称计数过程是参数为的Poisson过程，如果：〔1〕；〔2〕是平稳的独立增量过程；〔3〕服从参数为的Poisson分布，不妨设，则1.13解：由是强度为的poisson过程及题设知，和是一零初值的平稳的独立增量过程。又，即，故是强度为的poisson过程。即，故是强度为的poisson过程。1.14解：〔1〕〔2〕定理：设是参数为的Poisson分布，是其到达时间序列，则服从分布，即的概率密度函数为：1.15解：知道过程现在的条件下，其“将来〞的分布不依赖于“过去〞。状态转移图如下：1>当甲有一个球时，状态转移图如下：2>当甲有两个球时，状态转移图如下：3>当甲有三个球时，状态转移图如下：一步转移概率矩阵如下：4>当甲有四个球时，状态转移图如下：5>当甲有五个球时，状态转移图如下：1.16解：Prim—Dijkstra：Kruskal：2.1答：有三种，分别是面向字符，面向比特，采用长度计数的组帧技术，其中采用长度计数的组帧方式开销最小。2.2答：接收字符串为：C0C0103687DBDCDBDCDCDDDBDDC07C8DDCDBDCC0恢复为：第一帧：空.第二帧：7C8DDCC02.3答：插入后：011011111000111110101011111011111001111010恢复：0111111011111011001111100111110111110110001111110FlagFlag101111102.4答：在接收端，收到015后，如果下一位是“0”，就将该“0是“1〞，就表示一帧完毕。按此规则：01101111101111110111110101111110015015Flag2.5答：校验规则10010110101101001111011001101010101111100000000000110011该码的最小距离为4。2.6解：余数为2.7证明：〔1〕一个任意的数据多项式其CRC多项式〔2〕将代入到中，得又有对应可得2.8在这种情况下，由于时延的影响，分组B出错却导致分组C重发，最终分组B丧失。2.9证：根据停等式ARQ协议，当序号采用模2表示时仍可正常运行。描述如下：发端A：〔1〕置SN＝0；〔2〕假设从高层接收到一个分组，则将SN指配给该分组，假设没有分组则等待；〔3〕将第SN个分组装入物理帧中发送给接收节点B；〔4〕假设从B接收到RN≠SN，则将SN模2加1，返回〔2〕，假设在规定时间内，并未收到B的RN≠SN的应答，则返回〔3〕。收端B：〔1〕置RN＝0；〔2〕无论何时从A端收到一个SN=RN的分组，将该分组传送给高层，并将RN模2加1；〔3〕在接收到分组的规定有限时长内将RN放入一帧的RN域发送给A，返回〔2〕。2.10解：设任意一个分组平均需要发送次才能成功，而一个分组发送次成功的概率为，从而有成功发送一个分组所需要的时间为，故2.11与课本上图2－11的a，c图基本一样，只需将A，B名字交换。2.13答：〔1〕个〔2〕个〔3〕当节点连续发送时，可以发送的帧最多a.帧0.082s后可收到应答；b.帧0.134s后可收到应答。2.14答：停等式ARQ返回n－ARQ选择重传ARQARPANETARQ这里,所以与误帧率及信道传播时延与数据帧的传输时延的比值有关。当时，与均小于；当时，所以，当和8均大于时，选择重传式ARQ和ARPANETARQ链路利用率都最高，当时选择重传式ARQ链路利用率高，当时，ARPANETARQ链路利用率高。2.18答：〔1〕在没有发生任何过失的情况下如以以下列图所示：在各种可能的过失下：可见，不管发生哪一种过失，每个节点最终都会认为链路处于DOWN状态。〔2〕有两种可能情况2.19答：〔1〕〔2〕2.20解：假定有n个节点交换机，在题中所给的条件下，传输一个分组〔从源端到目的端〕需要(n-1)T秒，传输两个分组需要(n+1)T秒，如此类推，传输m个分组需要(n-1+2(m-1))T秒，速率为m/(n-1+2(m-1))T.假设m>>n，可以认为分组交付给目的地的速率最快为1/2T分组/秒。2.21答：(1)采用收数据－转发－发确认的机制，假定B做完第二件事即转发后出现故障，则A由于没有收到B发回确实认，在定时器溢出后将重发上一分组，B将这个分组作为新分组转发给C，但C已在B出故障那次收到了该分组。因此，造成C接收重复分组。〔2〕采用收数据－发确认－转发的机制，假定B做完第二件事即发确认后出现故障，则B不会向C转发该分组。而实际上A又收到了B发回确实认，所以A继续发送下一分组。由此造成C丧失B故障前的那个分组。只有采用端到端的发确认消息的方法，在AC之间建设起一对SN,RN〔在运输层，参看课本P77〕，才能保证在任何情况下数据都能从A经B正确无误地交付到C。在第一种情况下，即使A重发B故障前那一分组，C收到后也能根据AC之间的SN,RN识别出这一重复分组而将其丢弃。在第二种情况下，只要A没有收到C对B故障前那一分组确实认，就会重复发送这一分组，直到收到C对这一数据确实认。2.23解：设窗口为kb，则吞吐量为解出窗口为2.24答：经六次变化后窗口为11KB。2.26答：在过失控制时，ARQ协议用于保证分组的正确传输，它侧重于分组的内容；在流控时，ARQ用于减缓网络中分组的发送速度，侧重于网络的状态。3.1解：顾客到达率为人/分钟平均每个顾客的服务时间为分钟根据little定理，得快餐店内的平均顾客数为人3.5解：〔1〕①10个相等容量的时分复用系统：对于一个session而言，平均服务时间为，分组到达率为。在系统中的平均分组数为：根据little定理，得分组的平均时延为：队列中的平均分组数为：②统计复用：平均服务时间为，分组到达率为。〔2〕①时分复用：对于分组到达率为250分组/分钟的session，平均服务时间为，分组到达率为。对于分组到达率为50分组/分钟的session，平均服务时间为，分组到达率为。②统计复用：平均服务时间为，分组到达率为。3.13证明：设第个用户到达系统时，第个用户正在接收服务，其剩余服务时间为，此时等待队列中有个用户。设第个用户的服务时间为，用户的等待时间为：个用户的服务时间求平均令，有假定系统有稳态解，且具有各态历经性，则剩余服务时间可用以以下列图表示：在区间平均剩余服务时间为：3.17解：ACE：100个/分ADE：200个/分BCEF：500个/分BDEF：600个/分个/分个/秒个/分个/分个/分个/分个/分个/分个/分个/分个分组的平均时延：4.1答：固定多址接入协议可以保证每个用户之间的公平性〔每个用户都分配了固定的资源〕以及数据的平均时延。它适合于恒定比特流的业务的传输，对于用户数较少且数量大致固定，每个用户业务量较大的情形是一种有效的方法。它对于突发性数据业务的传输，通常会有较大时延。假设已分配固定信道的用户没有通信，那么这些资源就会浪费，假设有限的信道资源被分配完毕，那么新的用户将不能通信。4.4解：每个节点发送数据的速率是：纯ALOHA系统最大通过率为时隙ALOHA系统的最大通过率为4.5答：稳定的多址协议是指对于给定到达率，多址协议可以保证每个分组的平均时延是有限的。伪贝叶斯算法的时隙ALOHA协议对任何的到达率都是稳定的。根据该算法，，其稳定的最大通过率为。4.6答：CSMA协议的基本原理是：节点在发送分组之前先侦听信道，判断是否有用户正在传输，进而确定信道的忙闲状态，然后再决定分组是否发送。CSMA是ALOHA协议的改良，它采用了附加的硬件装置，每个节点都能检测到信道上有无分组传输。如果一个节点有分组要传输，它首先检测信道是否空闲，如果信道有其他分组在传输，则该节点可以等待信道空闲后再传输，这样可以减少要发送的分组与正在传输分组之间的碰撞，减少发送的盲目性，提高系统利用率。4.8答：CSMA方法要求收发共享一个信道，时延小。因为卫星信道的传播时延非常大，因而在不同的监测点上同一信号出现或消失的时刻是不同的。在CSMA协议中，影响系统性能的最重要的参数是载波检测时延，因此CSMA不适于卫星信道。4.9解：由于吞吐量是关于归一化载波侦听时延的函数，所以只要LAN和MAN有一样的就会有一样的吞吐量。一、填空题1、移动通信方式的种类有集群移动通信、公用移动通信、卫星移动通信、无绳和寻呼系统。2.在移动通信系统中采用的多址方式主要有FDMA、TDMA和CDMA。3.移动通信网络的服务区域覆盖方式一般分为大区制、小区制和蜂窝式的小区制。4.根据蜂窝移动通信系统开展的历史、现状和未来趋势，可将其划分为以下三代。第一代模拟移动通信系统；第二代数字移动通信系统；第三代数字蜂窝式移动通信系统5.数字蜂窝移动系统GSM标准的制定是由移动特别小组完成的。该小组成立于1982年，它要求制定900MHZ频段的公共欧洲电信业务标准标准。6.蜂窝移动通信系统主要由交换网络子系统NSS、无线基站系统BSS和移动台MS等三大局部组成。7.移动台有车载式、手提式、便携式等三种形式。8.移动系统的漫游方式有两种，一是自动漫游方式，二是人工漫游方式。9.CDMA移动通信系统由扩频、多址接入、蜂窝组网和频率再用等几项技术结合而成。10.在SIM卡中存储有用户的密钥和个人信息算法。11.66、空分多址方式是指在卫星上安装多个天线，覆盖区分别指向地球外表上的不同区域。12.VSAT，意译应是甚小口径天线地球站。13.通信系统的三大硬件设备是指交换系统、传输系统、终端设备。14.电信网的拓扑构造主要是星型网、网状网、复合网和蜂窝网。15．蓝牙技术产生于1994年Ericsson推出了解决无线连接问题的技术开发方案，产生了推进无线连接与个人连接的想法。16.“蓝牙〞是一种短距离无线通信技术标准的代称，蓝牙的实质内容就是要建设通用的无线电空中接口及其控制软件的公开标准。17.T接线器的作用是完成某HW线上的信号从一个TS到另一个TS的搬移。主要由话音存储器SM和控制存储器CM组成。18.S接线器的功能是完成各复用线的交换。19．S接线器由电子开关阵列和控制存储器CM组成。20.通信网是以电路交换为根基，以业务为主体的电信网。二、选择题1．全分散控制方式的最大特点是取消了〔A〕。

A、中央处理机B、区域处理机C、功能处理机D、信息处理机

2．程控交换机中，向用户终端提供接口电路，完成用户话务的集中和扩散，以及对用户侧的话路进展必要控制的模块是〔A〕

A、用户模块B、中继模块C、信号设备D、数字交换网络

3．程控交换操作系统中，对系统中出现的软件、硬件故障进展分析，识别故障发生原因和类别，决定排除故障的方法，使系统恢复正常工作能力的是〔C〕

A、维护程序B、管理程序C、故障处理程序D、消息处理程序

4．当A用户正与B用户通话，C用户试图与A用户建设通话连接，此时给A用户一个呼叫等待的指示，表示另有用户等待与之通话。这种业务是〔A〕

A、呼叫等待B、三方通话C、转移呼叫D、截接服务

5．数字交换机在表示模拟用户接口电路的功能时，字母“B〞表示的是〔A〕。

A、馈电B、过压保护C、振铃控制D、监视

6．在数字交换中表示模拟用户接口电路的功能时，字母“H〞表示的是〔C〕。

A、馈电B、测试控制C、混合电路D、编译码和滤波

7．模拟交换机在交换网络中传送的是〔A〕。

A、模拟信号B、数字信号C、增量调制信号D、脉码调制信号

8．数字交换机在交换网络中传送的是〔B〕。

A、模拟信号B、数字信号C、增量调制信号D、脉码调制信号

9．IP业务泛指利用〔A〕协议，通过IP网络提供或通过网络和IP网络共同提供的业务。

A、IP网络B、IPX网络C、通信网络

10．网从设备上讲是由交换机、〔A〕和用户终端设备三局部组成的。

A、传输电路B、用户线C、局间中继电路

11．话务量是用来定量地表示电信系统中设备或通道承受的负荷，也用来定量地表示用户对〔A〕需求的程度。

A、通信业务B、业务C、电信网

12.网的编号方案规定第一、二位号码〔A〕为国际长途全自动冠号。A、00B、01C、10D、11三、名词解释1.频分多路复用〔FDMA〕：是指把传输频带分割成假设干局部,每个局部均可作为一个独立的传输信道使用,每个用户所占用的仅仅是其中的一个频段2.时分多路复用〔TDMA〕：是指把传输信道按时间分割成假设干局部,每个局部均可作为一个独立的传输信道使用,每个用户在信道上所占用的仅仅是其中的一段使用信道时间。随着复用技术的开展，还有码分多址、空分多址等方式。3.码分多路复用〔CDMA〕：码分多路复用CDM又称码分多址它既共享信道的频率,也共享时间,是一种真正的动态复用技术,也是一种共享信道的方法,每个用户可在同一时间使用同样的频带进展通信,但使用的是基于码型的分割信道的方法,即每个用户分配一个地址码,各个码型互不重又叠,通信各方之间不会相互干扰,且抗干拢能力强4.空分多址〔SDMA〕：所谓空分多址就是利用天线波束将空间分割出互不重叠的多个逻辑信道，以满足同频、同时向多点通信的目的。注意这里的逻辑信道和物理信道都是指无线电信道。5.电路交换：电路交换(CircuitSwitching)是指按照需求建设连接并允许专用这些连接直至它们被释放这样一个过程。6.报文交换：报文交换〔MessageSwitching〕又称为存储转发交换，与电路交换的原理不同，不需要提供通信双方的物理连接，而是将所接收的报文暂时存储。报文中除了用户要传送的信息以外，还有目的地址和源地址7.分组交换：分组交换也称包交换，它是将用户传送的数据划分成一定的长度，每个局部叫做一个分组。在每个分组的前面加上一个分组头，用以指明该分组发往何地址，然后由交换机根据每个分组的地址标志，将他们转发至目的地，这一过程称为分组交换。8.蓝牙：蓝牙是一种支持设备短距离通信〔一般是10m之内〕的无线电技术。能在包括移动、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进展无线信息交换9.CDMA移动通信系统：CDMA系统，即采用CDMA技术的数字蜂窝移动通信系统，简称CDMA系统。它是在扩频通信技术上开展起来的。10.GSM移动通信系统：GSM移动通信系统是基于TDMA的数字蜂窝移动通信系统。GSM是世界上第一个对数字调制、网络层构造和业务作了规定的蜂窝系统。四、简答题1.简述模拟用户接口电路的7项基本功能。馈电，过压保护，振铃控制，监视，编码和译码，混合电路，测试2.什么是集中式控制，分散式控制和分布式控制3.什么是卫星通信卫星通信的主要优点是什么卫星通信是指利用人造卫星作中继站转发无线电信号，在每个地球站之间进展的通信。特点：(1)覆盖区域大，通信距离远。一颗同步通信卫星可以覆盖地球外表的三分之一区域，因而利用三颗同步卫星即可实现全球通信。它是远距离越洋通信和电视转播的主要手段。(2)具有多址连接能力。地面微波中继的通信区域基本上是一条线路，而卫星通信可在通信卫星所覆盖的区域内，所有四面八方的地面站都能利用这一卫星进展相互间的通信。我们称卫星通信的这种能同时实现多方向、多个地面站之间的相互联系的特性为多址连接。(3)频带宽，通信容量大。卫星通信采用微波频段，传输容量主要由终端站决定，卫星通信系统的传输容量取决于卫星转发器的带宽和发射功率，而且一颗卫星可设置多个〔如IS-Ⅶ有46个〕转发器，而我国目前在轨的鑫诺卫星有36个转发器，故通信容量很大。例如，利用频率再用技术的某些卫星通信系统可传输30000路和4路彩色电视。(4)通信质量好，可靠性高。卫星通信的电波主要在自由〔宇宙〕空间传播，传输电波十分稳定，而且通常只经过卫星一次转接，其噪声影响较小，通信质量好。通信可靠性可达99.8%以上。(5)通信机动灵活。卫星通信系统的建设不受地理条件的限制，地面站可以建设在遥远山区、海岛、汽车、飞机和舰艇上。(6)电路使用费用与通信距离无关。地面微波中继或光缆通信系统，其建设投资和维护使用费用都随距离而增加。而卫星通信的地面站至空间转发器这一区间并不需要投资，因此线路使用费用与通信距离无关。(7)对卫星通信系统也有一些特殊要求：一是由于通信卫星的一次投资费用较高，在运行中难以进展检修，故要求通信卫星具备高可靠性和较长的使用寿命；二是卫星上能源有限。4.VSAT卫星通信系统的概念和特点。VSAT是VerySmallApertureTerminals〔小天线地面站卫星通信系统〕的英文缩写。VSAT系统〔网络〕是由一个主站和假设干个VSAT终端组成的卫星通信系统。特点：〔1〕经济效益好。VSAT网在通信距离远、范围大的情况下，一般比其它通信手段廉价20％～50％，并且系统拥有的远端小站越多，其单位成本越低，规模效益越好。

〔2〕组网灵活，在VSAT网络中增加、减少或搬迁VSAT站都十分容易，网中用户不受地理位置及复杂的通信线路限制。

〔3〕信道误码率低，容易构成端对端的独立专用通信网。5.什么是VC链路、VP链路二者的关系是什么VC虚信道：在一个虚通路连接VPC中传输的具有一样的虚信道标识符VCI的信元所占有的信道叫做VCVP虚通路：在一条通信线路上具有一样VPI虚通路标识符的信元所占有的信道叫VPVC、VP表示ATM信元的两种逻辑子信道，都用来描述ATM信元单向传输的路由。6.电信系统三大硬件设备各包括哪些内容答：系统组成的各部件可归结为三类，即电信系统的三大硬件设备―—终端设备、传输设备和交换设备。〔1〕终端设备：终端设备一般装在用户处，提供由用户实现接入协议所必需的功能的设备〔电信端点〕。〔2〕传输设备：传输设备是将电信号、电磁信号或光信号从一个地点传送到另一个地点的设备，它构成电信系统的传输链路〔信道〕，包括无线传输设备和有线传输设备。〔3〕交换设备：交换设备是实现一个呼叫终端〔用户〕和它所要求的另一个或多个终端〔用户〕之间的接续或非连接传输选路的设备和系统，是构成通信网中节点的主要设备。7.电信业务主要有哪几种电信网传统业务：市内，本地网，国内长途，国际长途，用户交换机业务和各种特服呼叫等。新型业务：会议，可视，智能网，磁卡，IC卡和向用户提供与公用网中移动用户间的呼叫等增值业务：缩位拨号，热线服务，呼叫转移等多项业务8.简述蓝牙技术的基本概念蓝牙是一种支持设备短距离通信〔一般10m内〕的无线电技术。能在包括移动、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进展无线信息交换。利用“蓝牙〞技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网Internet之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式网络构造以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHzISM〔即工业、科学、医学〕频段。其数据速率为1Mb