无线网络技术教程习题答案 金光

1、无线网络技术教程原理、应用与仿真实验 （第 1 版）部分习题答案 1 第一章第一章 1.1 如何理解计算机网络在现代社会的作用？ 答：在现代社会生产生活中，网络技术实现信息的互通和流动，高速完善的网络能使信息更 快捷、准确的传输，发挥强大的作用。网络已成为信息社会的技术命脉和知识经济的发展基 础。 1.2 请给出计算机网络的整体结构。 答：参考 ISO/OSI 模型以及 TCP/IP 模型。 1.3 目前的骨干网络大多为光纤传输，部分城市实现了光纤到户，为此是否可以完全用光纤 取代所有其他类型的网络？试分析。 答：不能取代所有其他类型的网络。由于光纤属于有线网络的范畴，无法取代一些只适用于 无

2、线网络的应用，如无线传感器网络（WSN） 。 1.4 为什么网络协议栈都以分层形式实现？各层主要完成哪些功能？ 答：网络体系结构是一个复杂的系统，所以采用结构化的方法，将其分解为若干层次设置相 应的协议，便于维护和修改。 各层次主要功能参考 ISO/OSI 模型以及 TCP/IP 模型。 1.6 试分析和比较无线网络和有线网络，可以从传输方式、组网结构等方面进行比较。 答：有线通信的开通必须架设电缆，或挖掘电缆沟或架设架空明线；而架设无线链路则无需 架线挖沟，线路开通速度快，将所有成本和工程周期统筹考虑。无线扩频的投资是相当节省 的。 有线通信的质量会随着线路的扩展而急剧下降， 如果中间通过电

3、话转接局， 则信号质量 下降更快，到 4、5 公里左右已经无法传输高速率数据，或者会产生很高的误码率，速率级 别明显降低，而对于无线扩频通信方式，50 公里内几乎没有影响，一般可提供从 64K 到 2M 的通信速率。 有线通信铺设时需挖沟架线，成本投入较大，且电缆数量固定，通信容量有限；而无线 扩频则可以随时架设，随时增加链路，安装、扩容方便。 1.9 为什么现阶段 IPv6 必须与 IPv4 共存，而不是直接取代？它们各有什么样的特点？ 答：由于现阶段大部分互联网用户使用 IPv4，若直接升级到 IPv6，必须将互联网上所有节 点都进行修改， 实施起来比较困难， 所以使用 IPv4/IPv6

4、 的形式进行过度， 不远的将来， IPv6 将会得到全面使用，最终取代 IPv4。 IP 是 TCP/IP 协议族中网络层的协议，是 TCP/IP 协议族的核心协议。目前 IP 协议的版 本是 IPv4，发展至今已经使用了 30 多年。IPv4 的地址位数为 32 位，也就是最多有 2 的 32 次方的电脑可以联到 Internet 上。 IPv6 是下一版本的互联网协议，也可以说是下一代互联网的协议，IPv6 除了一劳永逸 地解决了地址短缺问题以外，还考虑了在 IPv4 中解决不好的其它问题，主要有端到端 IP 连 接、服务质量（QoS） 、安全性、多播、移动性、即插即用等。 无线网络技术教

5、程原理、应用与仿真实验 （第 1 版）部分习题答案 2 第二章第二章 2.1 无线电频谱如何划分？目前手机、PDA 等无线设备使用了哪些频段？ 答：无线电可用来进行声音和图像广播、气象预报、导航、无线电通信等业务。根据无线电 波传播及使用的特点， 国际上将其划分为12个频段， 通常的无线电通信只使用其中的第412 频段，无线电频谱和波段的划分如下表所示。 序号 频段名称 频段范围(含上限 不含下限) 波段名称 1 极低频(ELF) 3Hz 30Hz 极长波 2 超低频(SLF) 30Hz 300Hz 超长波 3 特低频(ULF) 300Hz 3000Hz 特长波 4 甚低频(VLF) 3KHz

6、30KHz 甚长波 5 低频(LF) 30KHz300KHz 长波 6 中频(MF) 300KHz3000KHz 中波 7 高频(HF) 3MHz30MHz 短波 8 甚高频(VHF) 30MHz300MHz 超短波 9 特高频(UHF) 300MHz3GHz 分米波 微 波 10 超高频(SHF) 3GHz30GHz 厘米波 11 极高频(EHF) 30GHz300GHz 毫米波 12 至高频 300GHz3000GHz 丝米波 中频采用地波与天波，用于船用通信、业余无线电通信、移动通信和中距离导航等，手 机和 PDA 就是应用中频。 2.2 无线通信已成为承载语音、视频等数据传输的重要手段

7、，采用的无线通信介质各异。请 列举常见的几类，并进行对比。 答：无线网络通信方式主要有三类：无线电波；微波；红外线。 无线电波通信是指利用自由空间 （大气层和外层真空） 传播的射频频段的电磁波进行的 通信，其原理在于导体中电流强弱的改变会产生无线电波。 微波通信是指利用频率为 300M300GHz 之间的电磁波作为传输介质进行通信。它又 可以细分为地面微波通信和卫星微波通信两大类。 红外通信是指以红外线为载体，进行数据传输的通信方式。 2.3 假设有一个波长为 0.5mm 的微波发射器，最大传输距离为 50m，则其满足最大传输距离 的损耗为多大？ 答： 其中 d 是距离，是波长，二者单位相同，

8、结果 L 为损耗，带入上述计算公式可得结果。 2.5 复用技术和多址技术是无线传输中用于提高效率的两种手段，目前已有许多具体的技术 实现，是对比常见的 4 类。 答：目前，常见的复用方式有频分复用（FDM） 、时分复用（TDM） 、码分复用（CDM） 、 空分复用（SDM）等。多址通信的方式有频分多址（FDMA） 、时分多址（TDMA） 、码分多 址（CDMA） 、空分多址（SDMA）等。除了这些多址方式以外，其他复用方式也可以用在 多址通信中，如极化复用和波分复用等，当然多数情况下需和其它方式综合运用。 2 4 10lg d LdB 无线网络技术教程原理、应用与仿真实验 （第 1 版）部分习

9、题答案 3 2.6 简述信号的调制过程，并对比常见的调制技术。 答：参考教材 2.5.1 节。 2.7 天线技术在无线网络通信中起到了重要的作用，试分析常见天线技术的原理。 答：随着技术发展，天线种类也不断增加，以适合不同频率、用途、场合、要求等情况。按 用途可分为：通信天线、电视天线、雷达天线等。按工作频段可分为：短波天线、超短波天 线、微波天线等。按方向性可分为：全向天线、定向天线等。按外形可分为：线状天线、面 状天线等。还有其它一些分类标准。 详细请参考教材 2.6.3 节。 2.8 信号的干扰和损伤在信息传输过程中不可避免，目前已经有相应技术用于缓减或弥补其 影响。常见的信号干扰和损伤

10、有哪些？如何解决？ 答：请参考 2.7.1 节。 2.9 网络仿真技术近年来得到了广泛的应用，目前已有的仿真平台呈多元化趋势。请列举不 少于 5 钟仿真平台，进行分析对比。 答： 网络仿真是一种利用数学建模和统计分析方法模拟网络行为的技术。 通过建立网络设备 和网络链路的统计模型，模拟网络流量的传输，从而获取协议设计、网络优化等需要的网络 性能数据。目前网络仿真平台众多，例如 OPNET、N22、OMNet+、MATLAB 等，具体可 以自行列举和比较。 2.10 假设有一个 4 个节点的网络，拓扑和链路的带宽、延迟、队列长度等设置如图。S 节点 设置为 FTP+TCP，工作起始时间在 19s

11、；A 节点设置为 CBR+UDP，工作起始时间在 47s。 请在 NS2 中利用 OTcl 编程仿真实现该网络。 答：参考代码： #= # Simulation parameters setup #= set val(stop) 10.0 ;# time of simulation end #= # Initialization #= #Create a ns simulator set ns new Simulator #Open the NS trace file set tracefile open 2.10.tr w S A R V 10Mbps,队列 50,双向,10ms 10Mbp

12、s,队列 50,双向,10ms 5Mbps,50 双向,10ms FTP, 19s CBR, 47s 无线网络技术教程原理、应用与仿真实验 （第 1 版）部分习题答案 4 $ns trace-all $tracefile #Open the NAM trace file set namfile open 2.10.nam w $ns namtrace-all $namfile #= # Nodes Definition #= #Create 4 nodes set n0 $ns node set n1 $ns node set n2 $ns node set n3 $ns node #= #

13、Links Definition #= #Createlinks between nodes $ns duplex-link $n0 $n2 10.0Mb 10ms DropTail $ns queue-limit $n0 $n2 50 $ns duplex-link $n1 $n2 10.0Mb 10ms DropTail $ns queue-limit $n1 $n2 50 $ns duplex-link $n2 $n3 5.0Mb 10ms DropTail $ns queue-limit $n2 $n3 50 #Give node position (for NAM) $ns dupl

14、ex-link-op $n0 $n2 orient right-down $ns duplex-link-op $n1 $n2 orient right-up $ns duplex-link-op $n2 $n3 orient right #= # Agents Definition #= #Setup a TCP connection set tcp0 new Agent/TCP $ns attach-agent $n0 $tcp0 set sink1 new Agent/TCPSink $ns attach-agent $n3 $sink1 $ns connect $tcp0 $sink1

15、 $tcp0 set packetSize_ 1500 #Setup a UDP connection set udp2 new Agent/UDP 无线网络技术教程原理、应用与仿真实验 （第 1 版）部分习题答案 5 $ns attach-agent $n1 $udp2 set null3 new Agent/Null $ns attach-agent $n3 $null3 $ns connect $udp2 $null3 $udp2 set packetSize_ 1500 #= # Applications Definition #= #Setup a FTP Application o

16、ver TCP connection set ftp0 new Application/FTP $ftp0 attach-agent $tcp0 $ns at 1.0 $ftp0 start $ns at 9.0 $ftp0 stop #Setup a CBR Application over UDP connection set cbr1 new Application/Traffic/CBR $cbr1 attach-agent $udp2 $cbr1 set packetSize_ 1000 $cbr1 set rate_ 1.0Mb $cbr1 set random_ null $ns

17、 at 4.0 $cbr1 start $ns at 7.0 $cbr1 stop #= # Termination #= #Define a finish procedure proc finish global ns tracefile namfile $ns flush-trace close $tracefile close $namfile exec nam 2.10.nam # channel type set val(prop) Propagation/TwoRayGround ;# radio-propagation model set val(netif) Phy/Wirel

18、essPhy ;# network interface type set val(mac) Mac/802_11 ;# MAC type set val(ifq) Queue/DropTail/PriQueue ;# interface queue type set val(ll) LL ;# link layer type set val(ant) Antenna/OmniAntenna ;# antenna model set val(ifqlen) 50 ;# max packet in ifq set val(nn) 20 ;# number of mobilenodes set va

19、l(rp) AODV ;# routing protocol set val(x) 2283 ;# X dimension of topography set val(y) 100 ;# Y dimension of topography set val(stop) 10.0 ;# time of simulation end #= # Initialization #= #Create a ns simulator set ns new Simulator #Setup topography object set topo new Topography $topo load_flatgrid

20、 $val(x) $val(y) create-god $val(nn) #Open the NS trace file set tracefile open 3.9.tr w $ns trace-all $tracefile #Open the NAM trace file set namfile open 3.9.nam w $ns namtrace-all $namfile $ns namtrace-all-wireless $namfile $val(x) $val(y) set chan new $val(chan);#Create wireless channel #= # Mob

21、ile node parameter setup #= $ns node-config -adhocRouting $val(rp) 无线网络技术教程原理、应用与仿真实验 （第 1 版）部分习题答案 8 -llType $val(ll) -macType $val(mac) -ifqType $val(ifq) -ifqLen $val(ifqlen) -antType $val(ant) -propType $val(prop) -phyType $val(netif) -channel $chan -topoInstance $topo -agentTrace ON -routerTrac

22、e ON -macTrace ON -movementTrace ON #= # Nodes Definition #= #Create 20 nodes set n0 $ns node $n0 set X_ 947 $n0 set Y_ 1191 $n0 set Z_ 0.0 $ns initial_node_pos $n0 20 set n1 $ns node $n1 set X_ 1147 $n1 set Y_ 1191 $n1 set Z_ 0.0 $ns initial_node_pos $n1 20 set n2 $ns node $n2 set X_ 1347 $n2 set Y

23、_ 1191 $n2 set Z_ 0.0 $ns initial_node_pos $n2 20 set n3 $ns node $n3 set X_ 1547 $n3 set Y_ 1191 $n3 set Z_ 0.0 $ns initial_node_pos $n3 20 set n4 $ns node $n4 set X_ 1747 $n4 set Y_ 1191 $n4 set Z_ 0.0 $ns initial_node_pos $n4 20 set n5 $ns node 无线网络技术教程原理、应用与仿真实验 （第 1 版）部分习题答案 9 $n5 set X_ 947 $n

24、5 set Y_ 991 $n5 set Z_ 0.0 $ns initial_node_pos $n5 20 set n6 $ns node $n6 set X_ 1147 $n6 set Y_ 991 $n6 set Z_ 0.0 $ns initial_node_pos $n6 20 set n7 $ns node $n7 set X_ 1347 $n7 set Y_ 991 $n7 set Z_ 0.0 $ns initial_node_pos $n7 20 set n8 $ns node $n8 set X_ 1547 $n8 set Y_ 991 $n8 set Z_ 0.0 $n

25、s initial_node_pos $n8 20 set n9 $ns node $n9 set X_ 1747 $n9 set Y_ 991 $n9 set Z_ 0.0 $ns initial_node_pos $n9 20 set n10 $ns node $n10 set X_ 947 $n10 set Y_ 791 $n10 set Z_ 0.0 $ns initial_node_pos $n10 20 set n11 $ns node $n11 set X_ 1147 $n11 set Y_ 791 $n11 set Z_ 0.0 $ns initial_node_pos $n1

26、1 20 set n12 $ns node $n12 set X_ 1347 $n12 set Y_ 791 $n12 set Z_ 0.0 $ns initial_node_pos $n12 20 set n13 $ns node $n13 set X_ 1547 $n13 set Y_ 791 $n13 set Z_ 0.0 $ns initial_node_pos $n13 20 无线网络技术教程原理、应用与仿真实验 （第 1 版）部分习题答案 10 set n14 $ns node $n14 set X_ 1747 $n14 set Y_ 791 $n14 set Z_ 0.0 $ns

27、 initial_node_pos $n14 20 set n15 $ns node $n15 set X_ 947 $n15 set Y_ 591 $n15 set Z_ 0.0 $ns initial_node_pos $n15 20 set n16 $ns node $n16 set X_ 1147 $n16 set Y_ 591 $n16 set Z_ 0.0 $ns initial_node_pos $n16 20 set n17 $ns node $n17 set X_ 1347 $n17 set Y_ 591 $n17 set Z_ 0.0 $ns initial_node_po

28、s $n17 20 set n18 $ns node $n18 set X_ 1547 $n18 set Y_ 591 $n18 set Z_ 0.0 $ns initial_node_pos $n18 20 set n19 $ns node $n19 set X_ 1747 $n19 set Y_ 591 $n19 set Z_ 0.0 $ns initial_node_pos $n19 20 #= # Agents Definition #= #Setup a TCP connection set tcp1 new Agent/TCP $ns attach-agent $n0 $tcp1

29、set sink2 new Agent/TCPSink $ns attach-agent $n19 $sink2 $ns connect $tcp1 $sink2 $tcp1 set packetSize_ 1500 #Setup a UDP connection set udp3 new Agent/UDP 无线网络技术教程原理、应用与仿真实验 （第 1 版）部分习题答案 11 $ns attach-agent $n15 $udp3 set null4 new Agent/Null $ns attach-agent $n4 $null4 $ns connect $udp3 $null4 $u

30、dp3 set packetSize_ 1500 #= # Applications Definition #= #Setup a FTP Application over TCP connection set ftp0 new Application/FTP $ftp0 attach-agent $tcp1 $ns at 1.0 $ftp0 start $ns at 9.0 $ftp0 stop #Setup a CBR Application over UDP connection set cbr1 new Application/Traffic/CBR $cbr1 attach-agen

31、t $udp3 $cbr1 set packetSize_ 1000 $cbr1 set rate_ 1.0Mb $cbr1 set random_ null $ns at 1.0 $cbr1 start $ns at 6.0 $cbr1 stop #= # Termination #= #Define a finish procedure proc finish global ns tracefile namfile $ns flush-trace close $tracefile close $namfile exec nam 3.9.nam $ns halt $ns run 无线网络技术

32、教程原理、应用与仿真实验 （第 1 版）部分习题答案 12 第四章第四章 4.1 为什么说无线城域网解决了最后一千米的接入问题？试分析。 答： WMAN 能有效的解决有线方式无法覆盖的地区的宽带接入问题， 有较完备的 QoS 机制， 可根据业务需要提供实时。 非实时不同速率要求的数据传输服务， 为居民和各类企业宽带接 入业务提供新的方案。 4.3 IEEE 802.16 系列协议是无线城域网的主要标准，已有许多得到实际应用。请总结分析 IEEE 802.6 系列标准。 答： 标准 相应技术领域 802.16 1066GHz 固定宽带无线接入系统空中接口标准，仅能用于视距范围。 802.16a

33、211GHz 固定宽带无线接入系统空中接口，具有非视距传输的特点。 802.16c 1066GHz 固定宽带无线接入系统关于兼容性的增补文件。 802.16d 211GHz 固定无线接入系统空中接口标准，相对比较成熟和实用。 802.16e 26GHz 固定和移动宽带无线接入系统空中接口标准。 802.16f 固定宽带无线接入系统空中接口 MIB 要求。 802.16g 固定/移动无线接入系统管理平面流程和服务要求，移动性和频谱管理。 802.16h 在免许可的频带上运作的无线网络系统。 802.16i 移动宽带无线接入系统空中接口 MIB 要求 802.16j 针对 802.16e 的移动多

34、跳中继组网方式的研究 802.16k 针对 802.16 的桥接进行修改 802.16m 成为 ITU 的 IMT-Advanced 技术标准，适应于下一代移动通信网络的需要 802.16n 更高可靠性的网络 4.4 IEEE 802.16 协议体系结构如何？试对其各层进行分析。 答：IEEE802.16 标准描述了一个点到多点的宽带无线接入系统的空中接口， 包括 MAC 层和 物理层。各层结构和功能如下图所示。 汇聚子层 公共部分子层 安全子层 物理层 数据控制平面 管理实体特定 服务汇聚子层 管理实体公共部分 子层和安全子层 管理实体物理层 MAC 层 无线网络技术教程原理、应用与仿真实验

35、 （第 1 版）部分习题答案 13 4.5 QoS 机制对无线网络的可靠性起到了重要作用，请分析 IEEE 802.16 的 QoS 机制。 答：IEEE802.16 的 MAC 层提供服务质量保证机制，可支持语音和视频等实时业务，增加了 对网格拓扑结构网络的支持，能适应各种物理环境。由于 WMAN 存在带宽资源有限、传输 易受干扰、链路可靠性较低、设备电池能量、移动性切换等问题，为克服这些影响，需对宽 带无线接入网络提供 QoS 机制。 802.16 MAC 层实现 QoS 的核心原理是将 MAC 层传输的分 组与业务流对应起来，以获得 QoS 支持。具体的机制包括：业务流分类机制、带宽请求

36、机 制、带宽分配机制等。 4.6 试绘图分析 WiMax 的组成结构，并列出其关键技术。 答：请参照教材 4.2.2 节。 4.7 试分析和比较 WiMax 与 WiFi 技术。 答：可从传输范围、传输速率、安全性进行分析，请参考教材 4.4 节。 4.8 请给出一个自己了解的 WiMax 应用，并分析其结构。 答：可参考教材 4.5 节。 无线网络技术教程原理、应用与仿真实验 （第 1 版）部分习题答案 14 第五章第五章 5.1 无线广域网的不同发展阶段有不同的技术标准，各个阶段的标准有何特点？ 答：请参考教材 5.1 节。 5.2 IEEE 802.20 标准由哪几部分组成？具有什么样的

37、特点？ 答：由无线信道模型、移动性管理及切换模型、分布式安全模型及所支持的业务模型。 具体见教材 5.2.2 节。 5.3 IEEE 802.20 的协议模型结构如何？各部分分别解决了什么问题？ 答：802.20 协议模型分为数据链路层和物理层两个功能层，如下图所示。链路层由 MAC 子 层和 MAC 管理子层组成。前者负责正确组建数据帧，以及对空中资源接入发出申请命令。 后者负责提供 MAC 层参数和提取 MAC 层监视参数，该信息可用作网络管理。 物理层由物理汇聚子层、 物理媒体子层和物理管理子层组成。 物理媒体子层负责提供比 特传输。 汇聚子层主要实现比特流和信元流之间的转换。 管理子层

38、负责提供物理层参数的定 义，获取用于网络管理的一些监视参数。 5.4 IEEE 802.20 、IEEE 802.16 和 3G，请从技术本身、网络用户、服务提供商等方面分析 比较，并提出自己对这 3 类协议标准的看法。 答：请参考教材 5.2.4 节。 5.5 2G 技术主要包括哪些？具体什么特点？ 答：以 GSM 数字蜂窝移动通信系统为例，它具有以下特点： 由几个子系统组成，并可与 PSTN 等各种公用通信网互连互通。各子系统之间、子 系统与公用通信网之间都明确和详细定义了标准化接口规范； 能提供穿过国际边界的自动漫游功能，移动用户可进入 GSM 系统而与国别无关； 除话音业务外，还可开放

39、各种承载业务、补充业务等； 有加密和鉴权功能，确保通信保密和网络安全； 具有灵活方便的组网结构， 频率重复利用率高， 移动业务交换机的话务承载能力较 强，保证在话音和数据两方面都能满足用户的要求； 抗干扰能力强，覆盖区域内的通信质量高； 终端设备(手机)向更小型、轻巧和增强功能趋势发展。 5.6 列举主要的几类 3G 技术标准，并对比其技术特点。 MAC-SAP PHY-SAP PMD-SAP MAC 子层 PLCP 子层 MAC 管理子层 PHY 管理子层 数据链路层 物理层 PHY-SAP：物理层业务接入点 PLCP：物理层汇聚协议 MAC-SAP：媒体接入控制层业务接入点 PMD-SAP

40、：物理媒体依赖 PMD 子层 无线网络技术教程原理、应用与仿真实验 （第 1 版）部分习题答案 15 答：WCDMA CDMA2000 TD-SCDMA 3G 技术特点及对比请参考教材 5.3.2 节。 5.7 以自己对 4G 技术的了解，提出对 4G 标准的建议。 答：4G 网络结构可分为三层：物理网络层、中间环境层、应用网络层。物理网络层提供接 入和路由选择功能，由无线和核心网结合完成。中间环境层的功能有 QoS 映射、地址变换 和完全性管理等。各层之间的接口开放，使开发和提供新的应用及服务更为容易。提供无缝 高速率的数据服务，并运行于多个频带。能自适应多个无线标准及多模终端能力，跨越多个

41、 运营商，提供大范围服务。 2010 年底，ITU 已将 LTE-Advanced 和 WirelessMAN-Advanced 确定为 4G 标准。 LTE 是 3G 的演进，其改进并增强了 3G 的空中接入，采用 OFDM 和 MIMO 等技术。 在 20MHz 频谱带宽下提供下行 100Mbps 与上行 50Mbps 的峰值速率，提高了小区容量并降 低了网络时延。 该网络提供堪比固定宽带的网速和移动网络的切换速度， 网络速度大大提升。 由于目前 WCDMA 网络的升级版 HSPA 和 HSPA+均能够演化到 LTE 这一状态， TD-SCDMA 网络也将绕过 HSPA 直接向 LTE 演

42、进，所以这一标准获得了较多支持。 而 LTE-Advanced 是 LTE 技术的升级，是一个后向兼容的技术，完全兼容 LTE 严格的 讲。如果把 LTE 作为 3.9G 移动互联网技术，则 LTE-Advanced 就可作为 4G 标准。 WirelessMAN-Advanced即WiMax的升级版， 就是IEEE 802.16m标准， 最高可提供1Gbps 传输速率。802.16m 的优势包括：提高网络覆盖，提高频谱效率，提高数据和 VoIP 容量， 低时延与 QoS 增强，降低功耗。 5.8 以自己周围的一个无线广域网应用为例，描述其组网结构和应用模式。 答：可参考教材 5.4 节。 无

43、线网络技术教程原理、应用与仿真实验 （第 1 版）部分习题答案 16 第六章第六章 6.1 什么是 MANET？它具有哪些特点？ 答：MANET 是移动 Ad Hoc 网络(又称移动多跳网或移动对等网)是一种特殊的在不借助任 何中间网络设备的情况下，可在有限范围内实现多个移动终端临时互联互通的网络。 MANET 的特点：拓扑结构动态变化，无固定通信设施，网络节点随机移动 ；资源有 限， 节点的能量和网络带宽有限； 多跳通信， 实现不同覆盖网络间的源与目标主机间的通信； 安全性较低，无线信道易受窃听、篡改、伪造等攻击的威胁。 6.2 MANET 有哪些类型的拓扑结构？各具有什么特点？试对比分析。

44、 答：MANET 的拓扑结构可分两种：对等式结构和分级结构。 特点及对比分析见教材 P122。 6.3 MANET 路由协议分为哪几类？常见的路由协议有哪些？试对比分析。 答：请参照教材 6.2.3 节。 6.5 AODV 路由协议作为 MANET 中按需路由协议，在实际中的到了广泛的应用。请用实例 分析其工作过程。 答：请参照教材 6.2.3 节。 6.6 在 MANET 中如何进行 IP 地址分配？试分析。 答：MANET 路由协议并未考虑节点 IP 地址的分配，而假设节点 IP 地址已被事先分配好。 但这实际上存在问题， 必须考虑如何为新加入 MANET 的节点分配 IP 地址。 下面是

45、 MANET 中 IP 地址分配的几种技术。 基于伙伴系统的分布式动态地址分配协议。通过地址池为节点分配 IP 地址，最初整 个网络仅一个节点 A，拥有整个 IP 地址池。当一个无 IP 地址的节点 B 加入网络，它向 A 申请 IP 地址。A 接受申请后，将 IP 地址池的一半地址分配给 B，B 可将收到地址池中的第 一个地址作为自身地址。同时 B 还将发给 A 最新的 IP 地址表，此时 A 和 B 互称为伙伴。 改进的 DHCP 协议。此协议为每部分网络选择一个领导，领导扮演 DHCP 服务器的 角色，通过其向新加入节点分配地址，领导拥有一个所有已被分配 IP 地址的列表。 基于硬件地址

46、的 IP 地址分配。采用硬件 MAC 地址的已知网络前缀和后缀组成相应 的 IP 地址。 6.7 QoS 机制在无线传输中起到了重要作用， 提高了通信的可靠性。 试分析 MANET 的 QoS 机制。 答：传统的 QoS 通常包括时延、带宽、分组丢失概率、时延抖动等，而对 MANET 而言， 能量消耗和服务覆盖范围是另外两个特殊的 QoS 属性。通常将根据可利用的网络资源和数 据流的 QoS 需求来决定的路由机制称为 QoS 路由。QoS 路由就是将传统最短路径形成一条 最优路径。 QoS 路由是一种基于网络可用资源和业务流的 QoS 要求来选择路径的路由机制，或是 包含各种 QoS 参数的动

47、态路由协议。换言之，QoS 路由是用来查找满足 QoS 要求的路径。 QoS 路由要求达到两个目标：要满足应用的 QoS 请求、优化网络的资源利用率。QoS 路由 和资源预留是紧密相关的两个部分。资源预留之前，满足要求的 QoS 路径已被选定。QoS 要求可以是一维或多维参数，相应的 QoS 路由被称为单维或多维 QoS 路由。QoS 路由还可 以分为 QoS 单播和多播路由。 无线网络技术教程原理、应用与仿真实验 （第 1 版）部分习题答案 17 6.8 MANET 应用广泛，已经成为自组织网络的重要发展。请给出一个自己熟悉的应用，并 分析其结构。 答：可参考教材 6.4 节。 6.9 在

48、NS2 中可以针对无线自组织网络方便地进行仿真分析，请构建一个具有 20 个节点的 无线自组织网络，要求能体现其自组织特性。 答：参考代码如下： #= # Simulation parameters setup #= set val(chan) Channel/WirelessChannel ;# channel type set val(prop) Propagation/TwoRayGround ;# radio-propagation model set val(netif) Phy/WirelessPhy ;# network interface type set val(mac) M

49、ac/802_11 ;# MAC type set val(ifq) Queue/DropTail/PriQueue ;# interface queue type set val(ll) LL ;# link layer type set val(ant) Antenna/OmniAntenna ;# antenna model set val(ifqlen) 50 ;# max packet in ifq set val(nn) 25 ;# number of mobilenodes set val(rp) AODV ;# routing protocol set val(x) 1762

50、;# X dimension of topography set val(y) 100 ;# Y dimension of topography set val(stop) 10.0 ;# time of simulation end #= # Initialization #= #Create a ns simulator set ns new Simulator #Setup topography object set topo new Topography $topo load_flatgrid $val(x) $val(y) create-god $val(nn) #Open the

51、NS trace file set tracefile open 6.9.tr w $ns trace-all $tracefile #Open the NAM trace file set namfile open 6.9.nam w $ns namtrace-all $namfile $ns namtrace-all-wireless $namfile $val(x) $val(y) 无线网络技术教程原理、应用与仿真实验 （第 1 版）部分习题答案 18 set chan new $val(chan);#Create wireless channel #= # Mobile node pa

52、rameter setup #= $ns node-config -adhocRouting $val(rp) -llType $val(ll) -macType $val(mac) -ifqType $val(ifq) -ifqLen $val(ifqlen) -antType $val(ant) -propType $val(prop) -phyType $val(netif) -channel $chan -topoInstance $topo -agentTrace ON -routerTrace ON -macTrace ON -movementTrace ON #= # Nodes

53、 Definition #= #Create 25 nodes set n0 $ns node $n0 set X_ 696 $n0 set Y_ 697 $n0 set Z_ 0.0 $ns initial_node_pos $n0 20 set n1 $ns node $n1 set X_ 896 $n1 set Y_ 697 $n1 set Z_ 0.0 $ns initial_node_pos $n1 20 set n2 $ns node $n2 set X_ 1096 $n2 set Y_ 697 $n2 set Z_ 0.0 $ns initial_node_pos $n2 20 set n3 $ns node $n3 set X_ 1296 $n3 set Y_ 697 $n3 set Z_ 0.0 $ns initial_node_pos $n3 20 无线网络技术教程原理、应用与仿真实验 （第 1 版）部分习题答案 19 set n4 $ns node $n4 set X_ 1496 $n4 set Y_ 697 $n4 set Z_ 0.0 $ns initial_node_pos $n4 20 set n5 $ns node $n5 set X_ 696 $n5 set Y_ 4