第1章通信网络概论及数学基础
1.1通信网络有哪些基本要素组成？试举例列出五种常用的通信网络。
1.2常用的通信链路有哪些？其主要特征是什么？
1.3试简述分组交换网的要点。
1.4什么叫做虚电路？它与传统电话交换网中的物理链路有何差异？
1.5 A TM信元与分组有何差别？ATM网络是如何支持不同种类业务的？
1.6分层的基本概念是什么？什么是对等层？
1.7试述OSI七层模型和TCP/IP协议体系的区别和联系。
1.8一个典型的通信网络可由哪些物理子网构成？路由器在该网络中的作用是什么？
1.9通信网络要研究的基本理论问题有哪些？
1.10 设随机过程定义为：，其中Y是离散随机变量，且
。试求该过程在时的均值，和时的自相关函数值。
1.11 设随机过程是一个随机相位信号，即，式中A和w c为常
量， 是一个均匀分布的随机变量，其概率密度函数为。试求的均值函数和自相关函数。并讨论其平稳性和各态历经性。
1.12 试求Poisson过程的均值函数，方差函数和相关函数。
1.13 设到达某商店的顾客组成强度为的Poisson流，每个顾客购买商品的概率为p，各顾客是否购买商品与其它顾客无关，分别用和表示购买商品顾客和未购买商品顾客的顾客流过程，请证明他们分别是强度为和的Poisson流。
1.14 设某办公室来访的顾客数组成Poisson流，平均每小时到访的顾客数为3人，求：（1）一上午（8到12点）没有顾客来访的概率；（2）下午（2点到6点）第一个顾客到达的时间分布。
图1-25习题1-16图
1.15 设有三个黑球和三个白球，把这六个球任意分给甲乙两人，并把甲拥有的白球数定义为该过程的状态，则有四种状态0，1，2，3。现每次从甲乙双方各取一球，然后相互交换。经过n次交换后过程的状态记为，试问该过程是否是马氏链？如是，试计算其一步转移概率矩阵，并画出其状态转移图。
1.16分别利用Prim-Dijkstra算法和Kruskal算法求解图1-25中的最小重量生成树。
第2章端到端的传输协议
2.1常用的组帧方式有哪几种？哪一种方式的传输开销最小？
2.2接收机收到了如下一个采用十六进制表示的字符串，C0 C0 10 36 87 DB DC DB DC DC DD DB DD C0 7C 8D DC DB DC C0，试根据SLIP帧格式恢复出接收的帧。
2.3针对输入序列01101111100111111010111111111101111010应用2.1.2节的比特插入技术，给出相应的输出结果。如果接收到的序列为：011111101111101100111110011111011111011000111111010111110,试移去插入的比特并指出Flag的位置。
2.4假定2.1.2节帧中插“0”的规则修改为：仅在原始数据中出现015时插入一个0。试详细描述这种变化后接收端去0的规则，并说明该规则是如何去掉下列比特串中的0：01101111101111110111110101111110。（如果设计的规则正确，在该串中应去掉2个0并且仅有一个Flag。）
2.5设有一个奇偶校验码由3个数据比特和4个校验比特组成。假定3个码字分别为1001011, 0101101和0011110。试求产生该码的运算规则，并写出所有8个码字。并求出该码的最小距离（两个相同长度的码字之间的距离定义为两个码字比特取值不同的位置数）。
2.6令，，求的余数。
2.7对于一个给定的L阶生成多项式g(D)和一个给定的数据比特长度K，假定输入序列除第i位为1以外，全部为0，即S（D）=D i，其对应的CRC结果为：
试证明：
（1）对于一个任意的数据多项式S(D)，其CRC多项式
(2)令则。上式说明
每一个是一个奇偶校验比特。也就是说，CRC校验码也是一种奇偶校验码。
2.8假定改变停等式ARQ的传输策略，在连续发送的分组中，不使用序号，而是改为；发送的DLC发送给定分组已被重传的次数，即帧格式这为，里j为重传的次数(j=0为分组第一次发送)，接收DLC对每一个接收的帧采用ACK或NAK予以应答（应答中没有请求的序号）。试通过举例证明无论接收端DLC采用什么规则来接收分组，该传输策略都不能正确工作。
2.9试证明停等式ARQ的序号可采用模2表示。
2.10在停等式ARQ中，设重发分组之间的间隔为（包括分组传输时间、传播时延、等待应答时间和处理时延等），分组正确接收的概率为，试证明最大的可传送的分组到达率。
2.11在相同的帧长和相同的帧错误的情况，重画图2-11(a)和(c)，考察分组从节点B到A 的传输情况，即说明SN和节点B的窗口，以及RN和输出给A的分组。
2.12设从节点A向节点B传输分组，令是节点B每成功接收一个分组，A到B所发送帧的平均次数。令是到达B的帧出错的概率（连续的帧相互独立）。假定A总是忙于发送帧，窗口长度n足够地大，在没有反馈的情况下，A绝不会返回重发，但在听到一个等待应答的帧有错时，A总会在下一帧返回重发。令是一个给定帧从其传输开始到接收到与该帧对应的反馈帧（包括反馈帧到达时A正在传输的那一帧）之间从A到B平均发送的帧数。证明满足。定义效率为1/，求出与、的函数。
2.13一条双向对称无误码的传输链路，链路传输速率为64kbps，单向传播时延为15ms。设数据帧长为3200bits，确认帧长度为128bits，采用停等式ARQ协议，忽略处理时延。问1)在仅有单向数据传输业务的情况下，在820秒内最多可以传输多少个数据帧？2）如果双向都有业务传输，且应答帧的传输只能跟在返向数据帧的尾部（格式为：），问在820秒内每一个方向最多可以传输多少个数据帧？3）若采用返回n-ARQ且n=3，重新计算1)和2)的结果。
2.14在2.2.2节介绍的四种ARQ方式中，链路利用率与哪些参数有关？哪一种方式的链路利用率最高，请定量说明。
2.15试画出与E(M)，V及j的关系曲线，并对该结果进行讨论。
2.16 HDLC中是如何保证数据透明传输的？HDLC有几种工作模式？
2.17试解释例2.4中图2-19的详细工作过程。
2.18（1）假定采用2.
3.2节的平衡初始化和拆除连接协议，节点A和B都认为它们之间的链路处于UP状态。假定在时刻t节点A开始拆除连接（即发送DISC）。试证：在采用与2.2.2节相同的假定条件下，每个节点最终都会认为链路处于DOWN状态。
（2）假定节点A认为链路处于UP状态，节点B正在进行链路初始化，但还没有从A 收到ACKI。若A开始拆除连接，试证明B最终认为链路为UP状态。然后B开始拆除连接，在此以后，A和B最终都会认为链路为DOWN状态。
2.19（1）在主从式初始化协议中，假定一个从节点故障恢复的节点开始处于UP状态，通过先发DISC再发INIT来进行初始化，举出一个类似于图2-24中不正确工作的例子。
（2）现假定一个任意的协议用于初始化。已知从故障中恢复的节点A将发送一条消息X，节点B从故障中恢复并收到消息X后将发送消息Y，在这些条件下当节点A收到Y时，节点A将能被正确初始化。试构造一个故障和时延序列说明该协议不能正常工作。
2.20一个通信子网内部采用虚电路方式，沿虚电路共有n个节点交换机，在交换机中为每一个方向设有一个缓冲区，可存放一个分组。在交换机之间采用停止等待协议，并采用以下的措施进行拥塞控制。节点交换机在收到分组后再发回确认，但条件是；（1）接收端已成功地收到该分组；（2）有空闲的缓冲区。设发送一个分组需T秒（数据或确认），传输的差错可忽略不计，用户（DTE）和节点交换机（DCE）之间的数据传输时延也可忽略不计。试问：分组交付给目的用户（DTE）的速率最快是多少？
2.21有AB和BC两条链路。A经过B向C发送数据。B收到A发来的数据时，可以先向C转发再向A发确认，也可以把这顺序反过来。也就是说，B要做的三件事的顺序是；收数据→转发→发确认，或：收数据→发确认→转发。现假定B在做完第二件事后处理机即现故障，内存中所存信息全部丢失，但很快又恢复了工作。试证明：只有采用端到端发确认信息的方法（即从C向A发确认信息），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。
2.22两个用户（U1和U2）通过他们的主机H（DTE）同X.25网建立了虚电路连接。图2-35的时序图表示分组到达网络层的过程。这里为从第i个用户（i=1,2）来的第j个分组。网络层将虚信道号VC与发送序号P(S)（即网络层的SN）插入到网络层分组头中。假设U1的VC为5，U2的VC为17。而后所有分组采用多路复用方式发往数据链路层。数据链路层按顺序将发送序号N(S)（即链路层的SN）插入到帧头的其他参数中。画出分组在主机H与网络间的接口上传送的时序图。按顺序说明每一分组的N(S)、VC、P(S)的值。
图2-35分组到达网络层的时序图
2.23一个TCP连接使用256kb/s链路，其端到端时延为128ms。经测试，发现吞吐量只有120kb/s。试问窗口是多少？
2.24设TCP的拥塞窗口长度置为18kB。网络发生了超时，TCP使用慢启动、加速递减和拥塞避免。设报文段的最大长度为1kB，试问：拥塞窗口从最小值经过6次变化后是多少？
2.25网络层差错控制与数据链路层差错控制的主要差别是什么？
2.26 ARQ协议用于差错控制和流量控制有何异同？
第3章网络的时延分析
3.1设顾客到达一个快餐店的速率为每分钟5人，顾客等待他们需要的食品的平均时间为
5分钟，顾客在店内用餐的概率为0.5，带走的概率为0.5。一次用餐的平均时间为20分钟。
问快餐店内的平均顾客数是多少？
3.2设有两个通信节点1和2向另一个节点3发送文件。文件从1和2到3所需的平均传输时
间分别为和个单位时间。节点3处理节点i（i=1，2）的文件所需的平均时间为个
单位时间，在处理结束后再向节点1或2请求另一个文件。（具体选择节点的规则未定。）
如果是节点i以每单位时间内发送的文件数表示的通过率，试求所有可行的通过率对（）的区间？
3.3一个健忘的教授将与两个学生的会谈的时间安排在相同时间，设会谈的区间是独立的，服从均值为30分钟的指数分布。第一个学生准时到达，第二个学生晚到5分钟，问
第一个学生到达时刻到第二个学生离开的平均间隔是多少？
3.4一个通信链路分成两个相同的信道，每一个信道服务一个分组流，所有分组具有相
等的传输时间T和相等的到达间隔R（R>T）。假如改变信道的使用方法，将两个信道
合并成一个信道，将两个业务流统计复接到一起，每个分组的传输时间为T/2。试证明
一个分组在系统内的平均时间将会从T下降到(T/2～3T/4），分组在队列中等待的方差
将会从0变为？
3.5一个通链路的传输速率为50kb/s，用来服务10个Session，每个Session产生的Poisson
业务流的速率为150分组/分钟，分组长度服从指数分布，其均值为1000bit。
（1）当该链路按照下列方式为Session服务时，对于每一个Session，求在队列中的
平均分组数，在系统中的平均分组数，分组的平均延时。
① 10个相等容量的时分复用信道；
②统计复用。
（2）在下列情况下重做（1）：
① 5个Session发送的速率为250分组/分钟；
②另5个Session发送的速率为50分组/分钟。
3.6考察一个到达率及服务速率与服务系统状态相关的类似于M/M/1的系统。设系统中
的顾客数为n，除了到达率为，服务速率为外与M/M/1完全相同，试证明
，式中及。
3.7考察一个离散型M/M/1系统，该系统的到达间隔和服务时间均为整数值，即顾客在
整数时刻到达或离开。令是一个到达发生在任何时刻k的概率，并假定每次最多仅有
一个到达。一个顾客在k+1时刻被服务结束的概率为。试求以表示的系统状态
（顾客数）概率分布。
3.8设有一个M/M/队列，其服务员分别标有1，2，…。现增加一个限制，即一个顾客
到达时将选择一个空闲的，且具有最小编号的服务员。试求每一个服务员是忙的时间比
例。如果服务员数目是有限的，答案有无变化？
3.9假定在M/M/2队列中，两个服务员具有不同的服务速率，试求系统的稳态分布。（当
系统为空时，到达的顾客分配到服务速率较快的服务员。）
3.10设有M个顾客，m个服务台，缓冲器的容量为K的排队系统，到达速率和服务速
率为：
假设到达过程为Poisson过程，服务时间为指数分布，且M K=m。画出状态转换图。求该排队系统中顾客数的稳态分布，平均时延和阻塞概率。
3.11 M/M/m/m排队是在电路交换应用中产生的。这里设呼叫到达过程为Poisson过程，它由最大值为m个指数分布的服务台服务。当系统中有m个呼叫时，第（m+1）个呼叫被阻塞。
设系统的状态l表示当前正在进行的呼叫数。到达和服务速率为
其中，=lμ，l=1，2，…, m，求系统中呼叫个数的稳态分布，阻塞概率和呼叫等待时间的期望值E(W)。
3.12设一条传输链路有m个等容量的电路组成，有两种类型的Session，其Poisson到达率分别为。当所有电路都忙时，一个到达的Session将被拒绝而离开系统，否则一个到达的Session被分配到任一个空闲的电路。两种类型的服务时间（保持时间）服从指数分布，其均值分别为，求该系统的稳态阻塞概率。
3.13试利用平均剩余服务时间的概念证明M/D/1系统的等待时间为。
3.14在M/G/1系统中，试证明：
P{系统空闲}=1-
忙区间之间的平均长度=
忙区间的平均长度=
在一个忙区间内服务的平均顾客数=
3.15考察一个有单一休假期的M/G/1系统，即在每个忙区间后跟有一个休假期。一旦这个休假期结束，到达的顾客进入空闲系统立即得到服务。假定休假的区间是独立同分布的且与用户的到达间隔和服务时间独立。试证明队列中的平均等待时间为
W=
这里I是空闲周期的平均长度。试说明如何计算I。
3.16考察一个服务受限的系统，对于闸门型和部分闸门型，试证明：
（1）在一个预约区间内一个分组到达的稳态概率为1-ρ。
（2）一个预约期间后跟一个空闲数据区间的稳态概率为。
图3-23习题3.17中的网络
3.17有一个网络如图3 – 23所示，有四个Session ACE，ADE，BCEF和BDEF，它们发送的Poisson业务的速率分别为100，200，500，和600分组/分钟，分组的长度是均值为1000比特的指数分布，所有传输链路的容量均为50kb/s。每条链路的传输时延为2ms，利用Kleinrock 的独立性近似。试求解系统中的平均分组数，分组的平均时延（不区分Session），以及每个Session中分组的平均时延。
图3-24习题3.18的图
3.18设有一个CPU连接到m个I/O设备，如图3 – 24所示，任务进入系统是服从速率为的Poisson过程，通过CPU后分别以概率，i=1，…，m分送到第i个I/O设备，而以概率
离开系统。任务在CPU和第i个I/O设备内的服务时间分别服从均值为的指数分布。假定在所有队列中所有任务的服务时间是相互独立的，试求系统的稳态状态概率分布，并构造一个具有相同分布的“等效”的m+1个队列级联的系统。
第4章多址技术
4.1请讨论固定多址接入协议的优缺点是什么？
4.2在ALOHA协议中，为什么会出现稳定平衡点和不稳定的平衡点，重传概率对系统的性能有何影响？
4.3设信道数据速率为9600bit/s，分组长度为804bit。计算当时纯ALOHA系统负荷为多少？
4.4n个节点共享一个9600bit/s的信道，每个节点以每100s产生一个1000bit分组的平均速
率发送数据分组。试求在纯ALOHA系统和时隙ALOHA系统中最大可容许的系统用户数N的值？
4.5什么叫稳定的多址接入协议？使用伪贝叶斯算法的时隙ALOHA协议是不是稳定的多
址接入协议？如果是，其稳定的最大通过率是多少？
4.6CSMA协议的基本原理是什么？与ALOHA系统相比，为什么CSMA系统有可能获得
更高的系统吞吐率？
4.7CSMA系统主要是在什么问题的处理决策上去区分三种不同类型的CSMA协议？说明
它们各自的关键技术特点。
4.8CSMA方法有什么应用环境限制？在卫星信道上能采用CSMA接入方法吗？为什么？
4.9假设有以下两个CSMA/CD网：
网络A是LAN（局域网），传送速率为5Mbit/s，电缆长1km，分组长度1000bit；
网络B是MAN（城域网），电缆长50km，分组长度1000bit。
那么，网络B需要多大的传送速率才能达到与网络A相同的吞吐率？
图4-26习题4.11图
4.10 K个节点共享10Mbit/s的总线电缆，用CSMA/CD作为访问方案（即以太网LAN）。总线长500m，分组长L比特，假设网络上的K个节点总有业务准备传送（重负荷情况）。P是竞争时隙中一个节点发送分组的概率。令，传播速度是m/s。求竞争周期的平均时隙数、竞争周期的平均持续时间及以下两种情况的信道利用率。
(1) bit。
(2) bit。
4.11出图4-26所示网络中的无冲突矢量集合。
第5章路由算法
5.1 一个理想的路由算法应具有哪些特点？为什么实际的路由算法总是不如理想的？
5.2 路由算法有哪些类型？所谓“确定型”和“自适应型”的分类，是在什么意义上而言的。
5.3 试述广域网的路由与互连网的路由的区别和联系？
图5-21习题5.4图
5.4 分别使用Bellman-Ford和Dijkstra算法求解图5-21中从每一个节点到达节点1的最短路由。
5.5在距离矢量法中为什么会出现“计数至无穷”的现象？如何解决？
5.6链路状态法的基本步骤是什么？它与距离矢量法相比有何优点？
5.7一个广域网有50个节点，每个节点和其它3个节点相连。若采用距离矢量算法，每秒钟
交换路由信息2次，而节点间的时延用8bit编码。试问：为了实现分布式路由算法，每条链路（全双工）需要多少带宽？
5.8假定在图5-17中节点数改为6个，即节点1,2,4,5发送一个单位到节点6，而节点3发送ε给
节点6，并且有。（1）试画出路由更新的结果。（2）若，，试画出路由更新的结果，并考虑各种可能的初始路由选择。（3）无论初始条件如何选择，除节点3以外，所有节点的最短路径最终都保持不变的α的最小值是多少？（4）假定在第一次迭代以后一条链路的长度是当前链路流量和以前路由流量的平均，试重复（1）。
第6章流量和拥塞习题
6.1分组交换网中会出现哪几种死锁现象？它们的根源是什么？
6.2分组交换网中可在几个层次上实现“流控”？试比较各层次上流控措施的优缺点及对于改善网络性能的效果大小。
6.3试述流量控制和拥塞控制的区别和联系？
6.4假定有一个网络如图6-13所示，该网络由5个节点组成，链路C->O，O->B，O->D的容量为1，链路A->O的容量为10。有两个Session：第一个Session经过C->O->D，其输入Poisson 到达率为0.8；第二个是经过A->O->B，其输入Poisson到达率为f。假定中心节点O的缓冲较大，但是是有限的，它采用先到先服务的准则为两个Session服务。如果节点O缓冲区满，输入分组将被丢弃，这些分组将由发送节点重发。发送节点重发的速率与其输出链路的容量成正比。试画出该网络总的通过量与输入速率f的关系曲线。
答：通信网络由子网和终端构成（物理传输链路和链路的汇聚点），常用的通信网络有ATM 网络，分组数据网络，PSTN ，ISDN ，移动通信网等。 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 电话线路，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行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）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 ，s ；（3）SDH （同步数字系列），具有标准化的结构等级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。 答：分组交换网中，将消息分成许多较短的，格式化的分组进行传输和交换，每一个分组由若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。 答：虚电路是分组传输中两种基本的选择路由的方式之一。在一个会话过程开始时，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行。而传统电话交换网PSTN 中物理链路始终存在，无论有无数据传输。 答：差别：ATM 信元采用全网统一的固定长度的信元进行传输和交换，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。 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 解： ()()Y t t X +=π2cos 2 ()()Y Y X cos 22cos 21=+=π
9.9 采用13折线A律编码，设最小量化间隔为1个单位，已知抽样脉冲值为+635单位: (1)试求此时编码器输出码组，并计算量化误差; (2)写出对应于该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。(采用自然二进制码) 解（1）已知抽样脉冲值 它位于第7段序号为3的量化级，因此输出码组为 量化误差为635-(512+3*32)=27 (2) 对应的11位均匀量化码为010******** 9-10采用13折线A律编码电路，设接收端收到的码组为“01010011”最小量化间隔为1个量化单位，并已知段内码改用折叠二进码： (l) 试问译码器输出为多少量化单位； (2) 试写出对应于该.7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。 解（1）接收端收到的码组 由C1=0知，信号为负值；由段落码知，信号样值位于第6段，起点电平为256,量化间隔为16;由段内码码器输出为C5C6C7C8 =0011 采用折叠码) C5C6C7C8 =0011 采用折叠码，对应自然二进制码为0100 可知，信号样值位于第6段的第5级(序号为4)，故译码器输出为 256416162328 (/) I=-+?+=- （2）均匀量化11位码为00101001000 9.11采用13折线A律编码，设最小的量化间隔为1个量化单位，已知抽样脉冲值为-95量化单位： (1)试求此时编码器输出码组，并计算量化误差; (2)试写出对应于该7位码(不包括极性码)的均匀量化11位码。 解（1）因为样值为负值.所以极性码
又因64 (26)< 95 < 128，所以码组位于第四段，段落码为 量化间隔为4。由于95=64 +7 *4 +3,所以段内码为 故编码器输出为 量化误差为3个单位。 (2)对应的均匀量化11位码为（92=64 +7 *4） 9.13 对10路带宽均为300Hz-3400Hz的模拟信号进行PCM时分复用传输。设抽样速率为8000Hz，抽样后进行8级量化，并编为自然二进制码，码元波形是宽度为 的矩形脉冲，且占空比为1。试求传输此时分复用PCM信号所需的奈奎斯特基带带宽。 解由抽样频率s f= 8kHz，可知抽样间隔 对10路信号进行时分复用，每路占用时间为 又对抽样信号8级量化，故需要3位二进制码编码，每位码元占用时间为 因为占空比为1，所以每位码元的矩形脉冲宽度 故传输此时分复用PCM信号所需的奈奎斯特基带带宽为
第一章 1.你对信息技术如何理解？信息时代的概念是什么？ 答：信息技术是研究完成信息采集、加工、处理、传递、再生和控制的技术，是解放、扩展人的信息功能的技术。概念是信息技术为核心推动经济和社会形态发生重大变革。 2.NII GII的含义是什么？ 答：NII国家信息基础结构行动计划。GII全球信息基础设施。 3.现代通信的基本特征是什么？它的核心是什么？ 答：现代通信的基本特征是数字化，核心是计算机技术。 4.数字通信与模拟通信的主要区别是什么？试举例说明人们日常生活中的信息服务，哪些是模拟通信，哪些是数字通信。 答：模拟信号的电信号在时间上、瞬时值上是连续的，模拟信号技术简单，成本低，缺点是干扰严重，频带不宽、频带利用率不高、信号处理难、不易集成和设备庞大等。数字信号在时间，瞬时值上是离散的，编为1或0的脉冲信号。 5.数字通信的主要特点有哪些？ 答：数字通信便于存储、处理；数字信号便于交换和传输；数字信号便于组成多路通信系统；便于组成数字网；数字化技术便于通信设备小型化、微型化；数字通信抗干扰性强，噪声不积累。 6.为什么说数字通信抗干扰性强？噪声不积累？ 答：在模拟通信中，由于传输的信号是模拟信号，因此
很难把噪声干扰分开而去掉，随着传输距离的增加，信号的传输质量会越来越恶化。在数字通信中，传输的是脉冲信号，这些信号在传输过程中，也同样会有能量损失，受到噪声干扰，当信噪比还未恶化到一定程度时，可在适当距离或信号终端经过再生的方法，使之恢复原来的脉冲信号，消除干扰和噪声积累，就可以实现长距离高质量的通信。 7.你对网络全球化如何理解？它对人类生活将带来什么样的影响？ 答：我认为网络全球化是以内特网为全球范围的公共网，用户数量与日俱增，全球各大网络公司抢占内特网网络资源，各国政府高度重视，投资研发的网络，全球网络化的发展趋势是即能实现各国国情的应用服务，又能实现突破地区、国家界限的世界服务，使世界越来越小。 8.什么是现代通信？它与信息网关系如何？ 答：现代通信就是数字通信系统与计算机融合，实现信源到信宿之间完成数字信号处理、传输和交换全过程。 信息网是多种通信系统综合应用的产物，信息网源于通信系统，但高于通信系统，通信系统是各种网不可缺少的物质基础。通信系统可以独立地存在并组成网络，而通信网不可能离开系统而单独存在。 9.信息网的网络拓扑结构有哪几种类型，各自有何特点？ 答：有星型网，以一中点向四周辐射，现在的程控交换局与其所在的各电话用户的连线就是这种结构。
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汇聚点），常用的通信网络有A TM 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 电话线路，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行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），具有标准化的结构等级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，格式化的分组进行传输和交换，每一个分组由若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。在一个会话过程开始时，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行。而传统电话交换网PSTN 中物理链路始终存在，无论有无数据传输。 1.5答：差别：ATM 信元采用全网统一的固定长度的信元进行传输和交换，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 1.10解：()()Y t t X +=π2cos 2
第一章 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汇聚点），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电话线路，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行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），具有标准化的结构等级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，格式化的分组进行传输和交换，每一个分组由若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。在一个会话过程开始时，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行。而传统电话交换网PSTN中物理链路始终存在，无论有无数据传输。 1.5答：差别：ATM信元采用全网统一的固定长度的信元进行传输和交换，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，A TM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（ATM Adaptation Layer）,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 1.10 1.11)0=θd 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()t X 的均值和相关函数都具有各态历经性， ()t X 是各态历经过程。
习题解答（一） 1-4 一个由字母A ，B ，C ，D 组成的字。对于传输的每一个字母用二进制脉冲编码，00代替A ，01代替B ，10代替C ，11代替D ，每个脉冲宽度为5ms 。 （1） 不同的字母是等可能出现时，试计算传输的平均信息速率； （2） 若每个字母出现的可能性分别为 P A =1/5，P B =1/4，P C =1/4，P D =3/10 试计算传输的平均信息速率。 )/(5.19810 10985 .1) /(985.110 3log 10341log 4141log 4151log 51)] ()[log ()(2)/(20010102 /10/52)/(24log log ) (1 log )1(3 2222123 222 s bit t I R bit x P x P x H s bit t I R m s m s t bit M x P I b n i i i b =?≈?=≈----=-==?=?==?=?====-=-∑则：符号）（则：符号） （符号）（间为：传输每个符号占用的时符号解： 1-5 国际莫尔斯电码用点和划的序列发送英文字母，划用 持续3单位的电流脉冲表示，点用持续1单位的电流脉冲表示；且划出现的概率是点出现概率的1/3： （1） 计算点和划的信息量； （2） 计算点和划的平均信息量。
符号） ） （故 。划出现的概率为， ，所以点出现的概率为出现概率的因为划出现的概率是点解：/(81.024 1 415.0432) (241 log log ) (415.043 log log 4/14/33/1)1(22112222212121bit I P I P H bit P I bit P I P P =?+?=+==-=-=≈-=-=== 1-6 设一信息源的输出由128个不同的字符组成。其中16个出现的概率为1/32，其余112个出现的概率为1/224。信息源每秒发出1000个符号，且每个符号彼此独立。试计算该信息源的平均信息速率。 1-9 如果二进制独立等概信号，码元宽度为0.5ms ，求R B 和R b ；有四进制信号，码元宽度为0.5ms ，求传码率R B 和独立等概时的传信率R b 。
1.3计算机通信的本质 计算机通信与传统的电话通信、电报通信不同，计算机通信是实现计算机与计算机（包括服务器），或人（通过终端、微机或计算机）与计算机之间的数据信息的生成、传送、交换、存储和处理，其实质是计算机进程之间的通信。 1.8现代电信网的组成 现代电信网是一个复杂的通信系统。从通信模型的角度分，现代电信网的组成可包含三个部分:终端子系统、交换子系统和传输子系统。其主要功能是面向公众提供全程、全网的数据传送、交换和处理服务。 从网络角度来分，传输系统可分为两大类：中继传输系统和用户传输系统。从传输信息特征来分，可分为模拟传输系统和数字传输系统两种。 1.15物联网：指在物理世界的实体中部署具有一定感知能力，计算能力或执行能力的各种信息传感设备，通过网络设施实现信息传输、协同和处理，从而实现广域或大范围的人与物、物与物之间的信息交换需求的互联。 2.4网络协议：计算机网络中的数据交换必须遵守事先约定好的规则，这些规则明确规定了所交换的数据的格式以及有关的同步问题，为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即网络协议，简称为协议。 网络协议的3个基本要素： 语义：需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应。 语法：数据与控制信息的结构或格式。 定时规则：明确实现通信的顺序、速率、速配及排序。 2.7OSI服务与协议的关系及区别： 关系：首先，协议的实现保证了能够向它上一层提供服务。本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。其次，协议是水平的且协议是控制对对等实体之间通信的规则，但服务是垂直的；另外，并非在一个层内完成的全部功能称为服务。 区别：服务是网络体系结构中各层想他的上层提供的一组原语（操作）。服务描述两层之间的接口，下层是服务的提供者，上层是服务用户；而协议是定义同层对等实体间交换帧，数据包的格式和意义的一组规则。 2.9协议数据单元（PDU）：在不同的开放系统的对等实体间交换信息是在相关层的通信规程控制下完成的，这类信息传送单元称为协议数据单元（PDU）。它由两部分组成：上一层的服务数据单元（SDU）、本层的协议控制信息（PCI）。 OSI各层的协议数据单元（PDU）分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。 物理层：主要功能是完成相邻接点原始比特流的传输； 数据链路层：主要功能是加强物理层传输比特的主要功能使之对网络层显现为一条无错线路。 网络层：主要功能是完成网络中主机间的报文传输，其关键问题之一是使用数据链路层的服务将每个报文分组从源端传输到目的端； 传输层：主要功能是从会话层接收数据且在必要时把它分成较小的单元。
第1章引言 1.1 学习指导 1.1.1 要点 本章的要点有通信系统的数学模型，通信系统的分类及通信方式，信息及其度量，通信系统的主要性能指标。 1.通信系统的数学模型 通信系统是指传递消息所需的一切技术设备（含信道）的总和。通信系统的作用就是将信息从信源发送到一个或多个目的地。 （1）一般模型 以图1-1所示的功能框图来表示。 图1-1通信系统的一般模型 信息源。信源所产生的信息可以是声音、图像或文本。信息源一般包含变换器，将信源的输出变换成电信号。例如，用作变换器的话筒，可以将语音信号变换成电信号，而摄像机则将图像信号变换成电信号。这些设备输出的信号一般称为基带信号。在接收端，使用类似的变换器就可以将接收到的电信号变换成适合用户的形式，如声音信号、图像等。 发送设备。发送设备将原始基带电信号变换成适合物理信道或其他传输介质传输的形式。例如在无线电和电视广播中，通信部门规定了各发射台的频率范围，因此，发射机必须将待发送的信息信号转换到适合的频率范围来发送，以便与分配给此发射机的频率相匹配。这样，由多个无线电台发送的信号就不会彼此干扰。又如果信道是光纤组成的，那么发送设备就要将处理好的基带信号转换光波信号再发送。因此发送设备涵盖的内容很多，可能包含变换、放大、滤波、编码调制等过程。对于多路传输系统，发送设备中还包括多路复用器。 信道。信道用于将来自发送设备的信号发送到接收端的物理介质。信道可以分为两大类：无线信道和有线信道。在无线信道中，信道可以是大气、自由空间和海水。有线信道有双绞电话线、同轴电缆及光纤等。信道对不同种类的信号有不同的传输特性，但都会对在信道中传输的信号产生衰减，信道中的噪声和由不理想接收机引入的噪声会引起接收信号的失真 接收设备。接收设备的功能是恢复接收信号中所包含的消息信号。使用和发送端相
2.2 求M/M/m （n ）中，等待时间w 的概率密度函数。 解： M/M/m （n ）的概率分布为： 1 1010011!)(!)(--=--?? ????--+=∑m r m n m k m m p k m p ρρρρ ??? ? ???>≤≤-≤≤=n k n k m p k m m k p k m p k m k k 0!10!)(00ρρ 假定n>m ，n ≥0，现在来计算概率P{w>x}，既等待时间大于x 的概率。 ∑=>?=>n j j j x w P p x w P 0 }{}{ 其中，P j {w>x}的概率为： n j m x w P n j m i x m e x w P m j x w P j m j i i x m j j ≤≤=>-≤≤? = >-≤≤=>∑-=-1 }{1! )(}{1 00 }{0 μμ 可得： x m m n n i m m n i i x m m n m j n m j i i x m j m n n m j m j i i x m j e m m P x w P 则 若n P i x m e P m m i x m e P m m P i x m e P x w P )(010 010010 ! )(1}{1!)(!!)(!! )(}{λμμμμρρρρρμρμρμ--+--=--=-=--=-=-?-=>∞→+--?=??????+??=+??=>∑∑∑∑∑ 特别的，新到顾客需等待的概率为： ! )(1}0{0m m P W P m ρρ? -=>
] )! 1() ()!1()(!)()([)1(!)(而 1 2 10--------=----=---∑m n m m m n x m i x m e m P m x f m n n m n i m n m i m x m m w μλμρλμρλλμρρμ n m k k x m m m w P w P P w P 注： e m m P m x f 在n =∞===--=∞→∑-=--}{}0{)() 1(!)(10 )(0 λμλμρρ 2.4求M/D/1排队问题中等待时间W 的一、二、三阶矩m 1、m 2、m 3，D 表示服务时间为定值b ，到达率为λ。 解： ) () 1()(S B s s s G λλρ+--= 其中 sb st e dt e b t s B -∞ -=-= ? )()(δ 从而 sb e s s s G -+--=λλρ)1()( 又 ∑∞ ==0 )(i i i s g s G )1(!)(00ρλλ-=??? ? ??-?+-??? ??∴∑∑∞ =∞=s j sb s s g j j i i i b g λρ--=110 221)1(2)1(b b g λρλ---= 3 4232) 1(12)2)(1(b b b g λλλρ-+-= 3 4 332 3 222 114 43)1(4)21(6)0()1(6)2(2)0()1(2)0() () 1(24)1)(21(ρλρρλρρλρλλλρλ-+= ?='''-=-+= ?=''=-= -='-==--+-=b g G m b g G m b g G m b b b b g 2.5 求M/B/1，B/M/1和B/B/1排队问题的平均等待时间W ，其中B 是二阶指数分布： 100 ,)1()(212121<<>-+=--αλλλααλλλt t e e t f
5－10 某线性调制系统的输出信噪比为20dB，输出噪声功率为 9 10W ，由发射机输出端到解调器输 入端之间总的传输损耗为100dB，试求： （1）DSB/SC时的发射机输出功率； （2）SSB/SC时的发射机输出功率。 解：设发射机输出功率为S T ，解调器输入信号功率为Si,则传输损耗K= S T /S i=100(dB). （1）DSB/SC的制度增益G=2，解调器输入信噪比 相干解调时：Ni=4No 因此，解调器输入端的信号功率： 发射机输出功率： （2）SSB/SC制度增益G=1，则 解调器输入端的信号功率 发射机输出功率： 6-1设二进制符号序列为 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0，试以矩形脉冲为例，分别画出相应的单极性码波形、双极性码波形、单极性归零码波形、双极性归零码波形、二进制差分码波形及八电平码波形。 解：各波形如下图所示：
单极性波形 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 +E 双极性波形 +E -E 单极性归零波形 +E 0 双极性归零波形 +E 0 -E 二进制差分波形 +E 0 +3E +E -E -3E 四电平波形 6-8已知信息代码为 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1，求相应的AMI 码及HDB3码，并分别画出它们的波形图。 解： +1 0 -1 0 0 0 -V 0 +1 -1 +B 0 0 +V -1 +1 +1 0 -1 0 0 0 0 0 +1 -1 0 0 0 0 +1 -1 AMI 码 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 HDB 3码 +1 0 -1 信息码 +1 0 -1
附录：习题参考答案 习题1 1.1什么是计算机网络？ 计算机网络是以资源共享和信息交换为目的，通过通信手段将两台以上的计算机互联在一起而形成的一个计算机系统。 1.2独立的个人计算机与连网的计算机各自的优缺点是什么？ 独立的个人计算机的优点是：不受黑客、非法入侵者及网络病毒的攻击；数据的安全性较高；缺点是：资源不能提供共享；也不能共享网上的资源；与其他计算机交换交换信息很困难。 连网的个人计算机的优点是：资源可以提供共享；也可以共享网上的资源；与其他计算机交换交换信息很方便。缺点是：容易受黑客、非法入侵者及网络病毒的攻击；数据的安全性较低。 1.3计算机网络发展有哪几个阶段？ 面向终端的联机系统阶段、具有通信功能的计算机网络阶段、具有统一网络体系结构并遵从国际化标准化协议的标准化网络阶段和网络互联阶段。 1.4网络的基本用途是什么？ (1) 信息共享与办公自动化、(2) 电子邮件、(3) 电子公告与广告、(4) IP电话、(5) 在线新闻、(6) 在线游戏、(7) 网上交友与实时聊天、(8) 电子商务及商业应用、(9) 虚拟时空、(10) 文件传输、(11) 网上教学与远程教育、(12) 万维网冲浪WWW、(13) 超并行计算机系统、(14) 网格计算机系统。 1.5网络操作系统的主要功能是什么? 协调用户。提供网络通信服务。控制用户访问。文件管理。系统管理。提供资源共享服务。 1.6网卡有什么作用？是否所有上网的计算机都需配置网卡？ (1)数据转换功能。(2) 数据缓存功能。(3) 通信服务功能。 不是所有上网的计算机都需配置网卡，比如采用电话拨号上网的计算机就不需配置网卡。 1.7线路控制器的主要功能是什么？ 由终端发送数据时，将并行数据转换成串行数据送到调制解调器； 接收数据时，将由调制解调器送来的串行数据转换成并行数据； 产生定时信号，并用硬件确定本机的地址号，以便与主机交换信息。 1.8调制解调器的主要功能是什么？在什么场合必须使用调制解调器？ 当计算机发送信息时，将计算机送来的数字信号转换成可以在电话线传输的模拟信号（这一转换过程称为调制过程），再通过电话线发送出去；收端接收信息时，把电话线上传送来的模拟信号转换成数字信号后再传送给计算机，供其接收和处理（这一转换过程称为解调过程）。
《通信原理》 第一章绪论 1.1什么是通信？通信系统是如何分类的？ 1.2模拟信号和数字信号的区别是什么？ 1.3何谓数字通信？数字通信的优缺点是什么？ 1.4请画出数字通信系统的基本原理方框图，并说明各个环节的作 用？ 1.5对于二进制信息源，在等概发送时，每一符号所包含的信息量是 否等于其平均信息量？ 1.6衡量数字通信系统的主要性能指标是什么？ 1.7设英文字母中A，B，C，D出现的概率各为0.001，0.023，0.003， 0.115，试分别求出它们的信息量。 1.8已知某四进制信源{0，1，2，3}，当每个符号独立出现时，对应 的概率为P 0，P 1 ，P 2 ，P 3 ，且P +P 1 +P 2 +P 3 =1。 （1）试计算该信源的平均信息量。 （2）指出每个符号的概率为多少时，平均信息量最大，其值为多少？ 1.9已知二进制信号的传输速率为4800bit/s，若码元速率不变，试问 变换成四进制和八进制数字信号时的传输速率各为多少？ 1.10在强干扰环境下，某电台在5min内共接收到正确信息量为 355Mbit，假定系统信息速率为1200kbit/s。 （1）试问系统误码率P b 是多少？
（2）若具体指出系统所传数字信号为四进制信号，P 值是否改 b 变？为什么？ （3）若假定数字信号为四进制信号，系统码元传输速率为 是多少/ 1200kBaud，则P b 1.11设一信息源的输出为由256个不同符号组成，其中32个出现的 概率为1/64，其余224个出现的概率为1/448。信息源每秒发出2400个符号，且每个符号彼此独立。试计算该信息源发送信息的平均速率及最大可能的信息速率。 1.12二进制数字信号一以速率200bit/s传输，对此通信系统连续进行 2h的误码测试，结果发现15bit差错。问该系统的误码率为多少？ 如果要求误码率在1*107-以下，原则上应采取一些什么措施？ 第二章随机信号分析 2.1 判断一个随机过程是广义平稳的条件？ 2.2 平稳随机过程的自相关函数具有什么特点？ 2.3 窄带高斯噪声的三种表示方式是什么？ 2.4 窄带高斯白噪声中的“窄带”、“高斯”、“白”的含义各是什么？ 2.5 高斯过程通过线性系统时，输出过程的一维概率密度函数如何？ 输出过程和输入过程的数学期望及功率谱密度之间有什么关系？ 2.6 设变量ε的分布为正态分布，E（ε）=2，D（ε）=1，求ε〈2的
第一章 1、您对信息技术如何理解？信息时代的概念就是什 么？ 答: 信息技术就是研究完成信息采集、加工、处理、传递、再生与控制的技术 , 就是解放、扩展人的信息功能的技术。概念就是信息技术为核心推动经济与社会形态发生重大变革。 2、NII GII 的含义就是什么？ 答 :NII 国家信息基础结构行动计划。 GII 全球信息基础设施。 3、现代通信的基本特征就是什么？它的核心就是什 么？ 答: 现代通信的基本特征就是数字化 ,核心就是计算机技术。 4、数字通信与模拟通信的主要区别就是什么？试举例 说明人们日常生活中的信息服务, 哪些就是模拟通信 , 哪些 就是数字通信。 答: 模拟信号的电信号在时间上、瞬时值上就是连续的 , 模拟信号技术简单 ,成本低 , 缺点就是干扰严重 , 频带不宽、频带利用率不高、信号处理难、不易集成与设备庞大等。数字信号在时间 , 瞬时值上就是离散的 , 编为 1 或
0 的脉冲信号。 5、数字通信的主要特点有哪些？ 答: 数字通信便于存储、处理 ; 数字信号便于交换与传输数字信号便于组成多路通信系统 ; 便于组成数字 网 ; 数字化技术便于通信设备小型化、微型化 ; 数字通信抗干扰性强 , 噪声不积累。 6、为什么说数字通信抗干扰性强？噪声不积累？ 答:在模拟通信中 , 由于传输的信号就是模拟信号 ,因此很难把噪声干扰分开而去掉 , 随着传输距离的增加 , 信号的传输质量会越来越恶化。在数字通信中, 传输的就是脉冲信 号 , 这些信号在传输过程中 , 也同样会有能量损失 , 受到噪声干扰 ,当信噪比还未恶化到一定程度时 , 可在适当距离或信号终端经过再生的方法 , 使之恢复原来的脉冲信 号 , 消除干扰与噪声积累 , 就可以实现长距离高质量的通信。 7、您对网络全球化如何理解？它对人类生活将带来什么样的影响？ 答: 我认为网络全球化就是以内特网为全球范围的公共网, 用户数量与日俱增 , 全球各大网络公司抢占内特网网络资源, 各国政府高度重视 , 投资研发的网络 ,全球网络化的发展趋势就是即能实现各国国情的应用服务, 又能实现突破地 区、国家界限的世界服务 , 使世界越来越小。
第一章习题解答 1.1 什么是计算机网络？ 答：我们可以把计算机网络定义为：把分布在不同地点且具有独立功能的多个计算机，通过通信设备和线路连接起来，在功能完善的网络软件运行下，以实现网络中资源共享为目标的系统。 1.2 试分析阐述计算机网络与分布式系统的异同点。答：计算机网络是把分布在不同地点且具有独立功能的多个计算机，通过通信设备和线路连接起来，实现资源的共享；分布式系统是在分布式计算机操作系统或应用系统的支持下进行分布式数据处理和各计算机之间的并行工作，分布式系统在计算机网络基础上为用户提供了透明的集成应用环境。所以，分布式系统和计算机网络之间的区别主要在软件系统。 1.3 计算机网络的拓扑结构种类有哪些？各自的特点是什么？ 答：网络的拓扑（Topology）结构是指网络中各节点的互连构形，也就是连接布线的方式。网络拓扑结构主要有五种：星形、树形、总线形、环形和网络形，如图1.1 所
示。 星形结构的特点是存在一个中心节点，其他计算机与中心节点互连，系统的连通性与中心节点的可靠性有很大的关系。树形结构的特点是从根节点到叶子节点呈现层次性。总线形结构的特点是存在一条主干线，所有的计算机连接到主干线上。环形结构是将所有计算机连接到一个环形的线路，每两个计算机之间有两条线路相连。网络型是一种不规则的连接，事实上，目前的因特网就是这种拓扑结构。 1.4从逻辑功能上看，计算机网络由哪些部分组成？各自的内涵是什么？ 答：根据定义我们可以把一个计算机网络概括为一个由通信子网和终端系统组成的通信系统 终端系统：终端系统由计算机、终端控制器和计算机上所能提供共享的软件资源和数据源（如数据库和应用程序）构成。计算机通过一条高速多路复用线或一条通信链路连接到通信子网的结点上。终端用户通常是通过终
《计算机网络基础（第二版）》 习题参考答案 第一章 1 ?填空题 ⑴ 计算机网络按网络的覆盖范围可分为_局域网_、城域网和广域网 （2）从计算机网络组成的角度看，计算机网络从逻辑功能上可分为通信子网和—资源—子网。 ⑶计算机网络的拓扑结构有星型、树型、总线型、环型和网状型。 2 ?简答题 ⑴计算机网络的发展经过哪几个阶段？每个阶段各有什么特点？ 答: 单机系统:在单处理机联机网络中，由单用户独占一个系统发展到分时多用户系统， 被称为第一代网络。多机系统:将多个单处理机联机终端网络互相连接起来，以多处理 机为中心的网络，并利用通信线路将多台主机连接起来，为用户提供服务，形成了以通信子网为核心的第二代网络，随着分组交换技术的使用，逐渐形成了以遵守网络体构的第三代网系结络。In ternet是计算机网络发展最典型的实例，该网络的发展也促使新的高速网络技术的不断出现，又提高了网络的发展。 （2）什么是计算机网络？计算机网络的主要功能是什么？ 答：利用通信设备和线路，将分布在地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统连接起来， 以功能完善的网络软件（网络通信协议及网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的 系统。
主要功能：1.数据交换和通信：在计算机之间快速可靠地相互传递数据、程序或文件； 2.资源 共享：充分利用计算机网络中提供的资源（包括硬件、软件和数据）；3.提高系统的可靠性： 通过计算机网络实现的备份技术可以提高计算机系统的可靠性。 4.分布式网络处理和负载均 衡：将任务分散到网络中的多台计算机上进行，减轻任务负荷过重的单台主机。 （3）计算机网络分为哪些子网？各个子网都包括哪些设备，各有什么特点？ 答：从计算机网络系统组成的角度看，典型的计算机网络分为资源子网和通信子网。 资源子网由主机、终端、终端控制器、连网外设、各种软件资源与信息资源组成。 主机是资源子网的主要组成单元，为本地用户和网络中远程用户访问网络其他主机设备与资源提供服务。终端控制器负责终端和主计算机的信息通信。终端是直接面向用户的交互设备，可以是由键盘和显示器组成的简单的终端，也可以是微型计算机系统。计算机外设主要是网络中的一些共享设备，如大型的硬盘机、高速打印机、大型绘图仪等。 通信子网由通信控制处理机、通信线路与其他通信设备 组成，完成网络数据传输、转发等通信处理任务。通信控制处理机也称为网络节点，实现通信子网中的分组存储转发节点，完成分组的接收、校验、存储和转发等功能。通信线路为通信控制处理机与通信控制处理机、通信控制处理机与主机之间提供通信信道。通信线路包括电话线、双绞线、同轴电缆、光纤、无线通信信道、微波与卫星通信信道等。信号变换设备的功能是对信号进行变换以适应不同传输媒体的要求。 ⑷计算机网络的拓扑结构有哪些？它们各有什么优缺点？ 答：1. 星型拓扑网络:优点是很容易在网络中增加新的站点，容易实现数据的安全性和优先级控制，易实现网络监控；但缺点是属于集中控制，对中心节点的依赖性大，一旦中心节点有故障会引起整个网络的瘫痪。 2. 树型拓扑网络:树型拓扑网络层次结构的层不宜过多，以免转接开销过大，使高层节点的负荷过重。 3. 总线型拓扑网络:结构简单，安装方便，需要铺设的线缆最短，成本低。缺点是实时性较差，总线的任何一点故障都会导致网络瘫痪。 4. 环型拓扑网络:结构简单，传输延时确定，但是环中每个节点与连接节点之间的通信线路都会成为网络可靠性的屏障。环中节点出现故障，有可能造成网络瘫痪。网络节点的加入、退出以及环路的维护和管理都比较复杂。 5. 网状型拓扑网络：优点是可靠性高，但结构复杂，必须采用路由选择算法和流量控制方法。 广域网基本上采用网状型拓扑结构。
第1章通信网络概论及数学基础 1.1通信网络有哪些基本要素组成？试举例列出五种常用的通信网络。 1.2常用的通信链路有哪些？其主要特征是什么？ 1.3试简述分组交换网的要点。 1.4什么叫做虚电路？它与传统电话交换网中的物理链路有何差异？ 1.5 A TM信元与分组有何差别？ATM网络是如何支持不同种类业务的？ 1.6分层的基本概念是什么？什么是对等层？ 1.7试述OSI七层模型和TCP/IP协议体系的区别和联系。 1.8一个典型的通信网络可由哪些物理子网构成？路由器在该网络中的作用是什么？ 1.9通信网络要研究的基本理论问题有哪些？ 1.10 设随机过程定义为：，其中Y是离散随机变量，且 。试求该过程在时的均值，和时的自相关函数值。 1.11 设随机过程是一个随机相位信号，即，式中A和w c为常 量， 是一个均匀分布的随机变量，其概率密度函数为。试求的均值函数和自相关函数。并讨论其平稳性和各态历经性。 1.12 试求Poisson过程的均值函数，方差函数和相关函数。 1.13 设到达某商店的顾客组成强度为的Poisson流，每个顾客购买商品的概率为p，各顾客是否购买商品与其它顾客无关，分别用和表示购买商品顾客和未购买商品顾客的顾客流过程，请证明他们分别是强度为和的Poisson流。 1.14 设某办公室来访的顾客数组成Poisson流，平均每小时到访的顾客数为3人，求：（1）一上午（8到12点）没有顾客来访的概率；（2）下午（2点到6点）第一个顾客到达的时间分布。
图1-25习题1-16图 1.15 设有三个黑球和三个白球，把这六个球任意分给甲乙两人，并把甲拥有的白球数定义为该过程的状态，则有四种状态0，1，2，3。现每次从甲乙双方各取一球，然后相互交换。经过n次交换后过程的状态记为，试问该过程是否是马氏链？如是，试计算其一步转移概率矩阵，并画出其状态转移图。 1.16分别利用Prim-Dijkstra算法和Kruskal算法求解图1-25中的最小重量生成树。 第2章端到端的传输协议 2.1常用的组帧方式有哪几种？哪一种方式的传输开销最小？ 2.2接收机收到了如下一个采用十六进制表示的字符串，C0 C0 10 36 87 DB DC DB DC DC DD DB DD C0 7C 8D DC DB DC C0，试根据SLIP帧格式恢复出接收的帧。 2.3针对输入序列01101111100111111010111111111101111010应用2.1.2节的比特插入技术，给出相应的输出结果。如果接收到的序列为：011111101111101100111110011111011111011000111111010111110,试移去插入的比特并指出Flag的位置。 2.4假定2.1.2节帧中插“0”的规则修改为：仅在原始数据中出现015时插入一个0。试详细描述这种变化后接收端去0的规则，并说明该规则是如何去掉下列比特串中的0：01101111101111110111110101111110。（如果设计的规则正确，在该串中应去掉2个0并且仅有一个Flag。） 2.5设有一个奇偶校验码由3个数据比特和4个校验比特组成。假定3个码字分别为1001011, 0101101和0011110。试求产生该码的运算规则，并写出所有8个码字。并求出该码的最小距离（两个相同长度的码字之间的距离定义为两个码字比特取值不同的位置数）。 2.6令，，求的余数。 2.7对于一个给定的L阶生成多项式g(D)和一个给定的数据比特长度K，假定输入序列除第i位为1以外，全部为0，即S（D）=D i，其对应的CRC结果为： 试证明： （1）对于一个任意的数据多项式S(D)，其CRC多项式 (2)令则。上式说明
网络协议数据获取与TCP/IP协议分析 一、实验环境介绍 网络接入方式：校园网宽带接入，IP获取方式：DHCP； 操作系统为windows7旗舰版； 本机MAC地址为5c:f9:dd:70:6a:89，IP地址为10.104.5.53。 图1 网络状态截图 二、实验步骤 1. 启动wireshark； 2. 启动一个网页浏览器，并键入一个URL地址，如：https://www.doczj.com/doc/5e989897.html,。注
意此时不要按下回车键； 3. 清除电脑中的DNS缓存，启动wireshark，开始抓包； 4. 在浏览期网页位置按下回车键，开始访问指定的网页。 5. 一旦网页内容下载完毕，立即停止Microsoft Network Monitor抓包，并将抓到的数据包存入文件中，同时将显示的网页存储下来，以便后面参考。 三、实验过程 使用wireshark前清除DNS缓存截图如下。 图2 清除DNS缓存 抓取协议如下图所示：
图3 抓取协议 四、协议分析 1. 抓取的协议类型 检查在Microsoft Network Monitor顶端窗口的协议一列，确认你已经抓到了DNS、TCP和HTTP数据包。 答：由图3可看出抓到了DNS、TCP、HTTP数据包。 2. 以太网帧，IP分组和UDP数据报 (1) 检查客户端发出的第一个DNS分组 a.确定客户端的以太网地址和IP地址 答：如图4，客户端的MAC地址为5c:f9:dd:70:6a:89； IPv4地址为：10.104.5.53。 b.以太网帧结构的TYPE字段是什么内容？ 答：如图所示，以太网帧结构的TYPE字段为：0x0800，表示该帧是IP协议。