网络技术 第三章局域网基本概念 考点1 局域网基本概念 局域网的网络拓扑结构主要分为总线型、环型与星型；网络传输介质主要采用双绞线、同轴电缆与光纤。 1 ．总线型拓扑结构 总线型局域网的介质访问控制方法采用共享介质方式。总线型拓扑结构的优点是：结构简单，容易实现，易于扩展，可靠性较好。 其主要特点有以下5 点： ①所有结点都通过网卡连接到作为公共传输介质的总线上。 ⑦总线通常采用双绞线或同轴电缆作为传输介质。 ③所有结点都可以通过总线发送或接收数据，但是一段时间内只允许一个结点通过总线发送数据。当一个结点通过总线以“广播”方式发送数据时，其他结点只能以“收听”方式接收数据。 ④由于总线作为公共传输介质为多个结点所共享，就可能出现同一时刻有两个或两个以上结点通过总线发送数据，因此会出现冲突，造成传输失败。 ⑤在总线型局域网的实现技术中，必须解决多个结点访问总线的介质访问控制（MAC）问题。 介质访问控制方法是指控制多个结点利用公共传输介质发送和接收数据的方法。 2 ．环型拓扑结构 在环型拓扑结构中，结点之间通过网卡利用点对点线路连接构成闭合的环型。环中数据沿着一个方向绕环逐站传输。在环型拓扑结构中，多个结点共享同一环通路，同样需要进行介质访问控制。与总线型拓扑结构一样，环型拓扑结构通常采用某种分布式控制方法，环中每个结点都要执行发送与接收的控制逻
辑。 3 ．传输介质类型与介质访问控制方法 （1）局域网的传输介质类型 局域网常用的传输介质包括：同轴电缆、双绞线、光缆与无线信道。其中早期应用最多的是同轴电缆，目前双绞线和光线应用最为广泛（尤其是双绞线）。在局部范围的中、高速局域网使用双绞线，在远距离传输中使用光缆，在有移动结点的局域网中采用无线技术。 （2）局域网的介质访问控制方法 传统的局域网采用了共享介质的工作方法（如总线型和环型局域网），为了实现对多个 结点使用共享介质来发送和接收数据，人们提出了很多介质访问控制方法。IEEE 802．2 标 准定义的共享介质局域网有以下3 类： ①带冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/ CD）方法的总线型局域网。 ②令牌总线（Token Bus）方法的总线型局域网。 ③令牌环（Token Ring）方法的环型局域网。 考点2 IEEE 802 参考模型 1 ．IEEE 80 2 参考模型 1980年2月，IEEE成立局域网标准委员会（简称IEEE 802委员会），专门从事局域网标准化工作，并制定了IEEE 802 标准。 早期，局域网领域有3 类典型技术：以太网、令牌总线和令牌环。同时，市场上有很多不同厂家的局域网产品，它们的数据链路层和物理层协议都不同。因此要为多种局域网技术和产品制定一个统一的共用的协议模型。设计者提出将数据链路层划分为两个子层：数据链路控制（LLC）子层和介质访问控制（MAC）子层。 2 ．IEEE 802 标准 IEEE 802 标准就是局域网标准。在此基础上还发展多个具体的局域网子标准，这些协 议可以分为3 类：
第十六章二端口网络 16-1 求题16-1图所示各二端口网络的开路阻抗矩阵Z。 (a) (b) (c) (d) 题16-1 图 16-2 求题16-2图所示二端口网络的短路导纳矩阵Y。 16-3 求题16-3图所示二端口网络的短路导纳矩阵Y。 题16-2 图题16-3 图16-4 求题16-4图所示各二端口网络的开路阻抗矩阵Z和短路导纳矩阵Y。 (a) (b) (c) 题16-4 图 16-5求题16-5图所示二端口网络的开路阻抗矩阵Z 和短路导纳矩阵Y。 16-6求题16-3图所示二端口网络的混合参数矩阵H 和逆混合参数矩阵G。 题16-5 图
16-7 求题16-7图所示二端口网络的混合参数矩阵H。 16-8 求题16-8图所示二端口网络的逆混合参数矩阵G。 题16-7 图题16-8 图 16-9 求题16-4图所示各二端口网络的传输矩阵T和逆传输矩阵T'。 16-10 写出题16-10图所示二端口网络的传输矩阵T，并验证关系式：AD-BC=1 题16-10 图题16-12 图 16-11 根据上题(16-10)所求得的传输矩阵T，计算该网络的逆传输矩阵T'、开路阻抗矩阵Z、短路导纳矩阵Y、混合参数矩阵H和逆混合参数矩阵G。 16-12 试求题16-12图所示网络的开路阻抗参数，并用这些参数求出该二端口网络的T形等效模型。 16-13 试绘出对应于下列各短路导纳矩阵的任意一种等效二端口网络模型，并标出各端口电压、电流的参考方向。 Y Y = - ? ? ? ? ? ?=- ? ? ? ? ? ? 52 03 100 520 16-14 试绘出对应于下列各开路阻抗矩阵的任意一种等效二端口网络模型，并标出各端口电压、电流的参考方向。 ? ? ? ? ? ? - = ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? + + = ? ? ? ? ? ? = 4 4 2 3 ) ( )c( 2 3 2 2 4 1 ) ( )b( 2 1 1 3 ) ( )a(s s s s s s s Z Z Z 16-15 题16-15图所示网络可视为由两个Γ形网络级联而成的复合二端口网络，试求其传输参数A、B、C、D。 16-16 求题16-16图所示复合二端口网络的传输参数矩阵T。 题16-15 图题16-16 图
计算机网络参考答案第三章（高教第二版冯博琴） 1 什么是网络体系结构？网络体系结构中基本的原理是什么？ 答：所谓网络体系就是为了完成计算机间的通信合作，把每个计算机互连的功能划分成定义明确的层次，规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口及服务。将这些同层进程间通信的协议以及相邻层接口统称为网络体系结构。 网络体系结构中基本的原理是抽象分层。 2 网络协议的组成要素是什么？试举出自然语言中的相对应的要素。答：网络协议主要由三个要素组成： 1）语义 协议的语义是指对构成协议的协议元素含义的解释，也即“讲什么”。2）语法 语法是用于规定将若干个协议元素和数据组合在一起来表达一个更完整的内容时所应遵循的格式，即对所表达的内容的数据结构形式的一种规定（对更低层次则表现为编码格式和信号电平），也即“怎么讲”。 3）时序 时序是指通信中各事件发生的因果关系。或者说时序规定了某个通信事件及其由它而触发的一系列后续事件的执行顺序。例如在双方通信时，首先由源站发送一份数据报文，如果目标站收到的是正确的报文，就应遵循协议规则，利用协议元素ACK来回答对方，以使源站知道其所发出的报文已被正确接收，于是就可以发下一份报文；如果目标站收到的是一份错误报文，便应按规则用NAK元素做出回答，以要求源站重发该报文。 3 OSI/RM参考模型的研究方法是什么? 答：OSI/RM参考模型的研究方法如下： 1）抽象系统 抽象实系统中涉及互连的公共特性构成模型系统，然后通过对模型系统的研究就可以避免涉及具体机型和技术实现上的细节，也可以避免技术进步对互连标准的影响。 2）模块化 根据网络的组织和功能将网络划分成定义明确的层次，然后定义层间的接口以及每层提供的功能和服务，最后定义每层必须遵守的规则，即协
第十六章(二端口网络)习题解答 一、选择题 1．二端口电路的H 参数方程是 a 。 a ．???+=+=22212122121111U H I H I U H I H U b ． ???+=+=22212122 121111I H U H U I H U H I c ．???+=+=22222112122111U H I H U U H I H I d ． ???+=+=2 2212112 121112I H U H I I H U H U 2．图16—1所示二端口网络的Z 参数方程为 b 。 a ．??????---+j1j4j4j43； b ．?? ????----j1j4j4j43； c ．??????--j1j4j4j43； d ．?? ????--+j1j4j4j43 3．无任何电源的线性二端口电路的T 参数应满足 d 。 a ．D A = b ．C B = c ．1=-AD BC d ．1=-BC AD 4．两个二端口 c 联接，其端口条件总是满足的。 a ．串联 b ．并联 c ．级联 d ．a 、b 、c 三种 5．图16—2所示理想变压器的各电压、电流之间满足的关系为 d 。 a ． n u u 121=，n i i =2 1 ； b ． n u u =21，n i i 121-=； c ． n u u 121-=，n i i =2 1； d ． n u u =21，n i i 121=； 二、填空题 1．图16—3（a ）所示二端口电路的Y 参数矩阵为Y = ?? ??? ?--Y Y Y Y ，图16—3 （b ）所示二端口的Z 参数矩阵为Z = ?? ????Z Z Z Z 。
第十六章(二端口网络)习题 一、选择题 1．二端口电路的H 参数方程是 。 a ．???+=+=22212122121111U H I H I U H I H U b ． ???+=+=2221212 2 121111I H U H U I H U H I c ．???+=+=2 2222112 122111U H I H U U H I H I d ． ???+=+=22212112121112I H U H I I H U H U 2．图16—1所示二端口网络的Z 参数方程为 。 a ．??????---+j1j4j4j43； b ．?? ????----j1j4j4j43； c ．??????--j1j4j4j43； d ．?? ????--+j1j4j4j43 3．无任何电源的线性二端口电路的T 参数应满足 。 a ．D A = b ．C B = c ．1=-AD BC d ．1=-BC AD 4．两个二端口 联接，其端口条件总是满足的。 a ．串联 b ．并联 c ．级联 d ．a 、b 、c 三种 5．图16—2所示理想变压器的各电压、电流之间满足的关系为 。 a ． n u u 121=，n i i =2 1 ； b ．n u u =21，n i i 121-=； c ． n u u 121-=，n i i =2 1； d ． n u u =21，n i i 121=； 二、填空题 1．图16—3（a ）所示二端口电路的Y 参数矩阵为Y = 。 图16—3（b ）所 示二端口的Z 参数矩阵为Z = 。
2．图16—4所示二端口网络的Y 参数矩阵是Y = 。 3．图16—5所示回转器的T 参数矩阵为 。 4．图16—6所示的二端口网络中，设子二端口网络1N 的传输参数矩阵为?? ? ???D C B A ， 则复合二端口网络的传输参数矩阵为 。 5．图16—7所示二端口网络的Y 参数矩阵为 。式中 。 三、计算题 1．图16—8所示二端口网络的Z 参数是Ω=1011Z 、Ω=1512Z 、Ω=521Z ， Ω=2022Z 。试求s U U 2。
练习题 1．下面有关面向连接和无连接的数据传输速度的说法中正确的是（）。 A．面向连接的网络数据传输快B．无连接的网络数据传输快 C．二者速度一样快D．不可判定 2．下列关于UDP协议的说法中正确的是（）。 A．可以提供可靠的数据流传输服务B．可以提供面向连接的数据流传输服务C．可以提供无连接的数据报传输服务D．可以提供数据报传输的时延保证 3．一个UDP用户数据报首部的十六进制表示为07-33-00-50-00-1C-E3-18。试求源端口、目的端口、用户数据报的总长度以及数据部分的长度。 4．在停止-等待协议中，当分组出现丢失时，发送端会永远等待下去，解决这种死锁现象的办法是采用（）。 A．差错校验B．超时机制C．分组序号D．NAK机制 5．在停止-等待协议中，为了解决重复分组的问题，需要采用（）。 A．ACK机制B．超时机制C．分组序号D．NAK机制 6．一个信道的比特率是4Kbps，传播时延是20毫秒，那么分组的大小在什么范围内时，停止-等待协议才有至少50%的效率。 7．在滑动窗口机制中，发送窗口的大小表示（）。 A．发送方可以发送的数据分组的总数 B．发送方在本次连接中可以发送的数据分组的总数 C．发送方可以发送的未被确认的数据分组的个数 D．接收方可以接收的数据分组的个数 8．下述关于滑动窗口的叙述中，正确的是（）。 A．发送窗口可以对发送方进行流量控制 B．当接收到的数据分组的序号落在接收窗口之外时，接收方会将其丢弃 C．只有接收窗口向前滑动时，发送窗口才有可能向前滑动 D．以上叙述都正确 9．采用回退N协议，接收窗口内的序号为4时接收到正确的5号分组应该（）。 A．将窗口滑动到5号B．丢弃5号分组 C．将5号分组缓存下来D．将5号分组交给上层处理 10．在选择重传协议（SR）中，当分组的序号字段为3比特，且接收窗口与发送窗口尺寸相同时，发送窗口的最大尺寸为（）。 A．2 B．4 C．6 D．8 11．在一个1Mbps的卫星信道（端到端时延为270毫秒）上发送1000比特长的分组，确认总是捎带在数据分组中，分组头很短，使用3位的序列号，对于回退N协议和选择重传协议而言，可以取得的最大信道利用率分别是多少？ 12．TCP首部16比特的接收窗口字段主要用于实现（）。 A．可靠数据传输B．拥塞控制C．累积确认D．流量控制 13．TCP使用三次握手协议来建立连接，握手的第一个报文段中被置为1的标志位是（）。 A．SYN B．ACK C．FIN D．URG 14．关闭TCP连接需要使用的标志位是（）。 A．SYN B．PSH C．FIN D．URG 15．TCP的确认号表示（）。
第三章课后习题 1、考虑在主机A和主机B之间有一条TCP连接。假设从主机A传送到主机B的TCP 报文段具有源端口号x和目的端口号y。对于从主机B传送到主机A的报文段，源端口号和目的端口号分别是多少？ 2、描述应用程序开发者为什么可能选择在UDP上运行应用程序而不是在TCP上运行 的原因。 3、假定在主机C上的一个进程有一个具有端口号6789的UDP套接字。假定主机A和 主机B都用目的端口号6789向主机C发送一个UDP报文段。这两台主机的这些报文段在主机C都被描述为相同的套接字吗？如果是这样的话，在主机C的该进程将怎样知道源于两台不同主机的这两个报文段？ 4、在我们的rdt协议中，为什么需要引入序号？ 5、在我们的rdt协议中，为什么需要引入定时器？ 6、是非判断题： a. 主机A经过一条TCP连接向主机B发送一个大文件。假定主机B没有数据发往主 机A。因为主机B不能随数据捎带确认，所以主机B将不向主机A发送确认。 b. 在连接的整个过程中，TCP的rwnd的长度决不会变化。 c. 假设主机A通过一条TCP连接向主机B发送一个大文件。主机A发送但未被确认 的字节数不会超过接收缓存的大小。 d. 假设主机A通过一条TCP连接向主机B发送一个大文件。如果对于这条连接的一 个报文段的序号为m，则对于后继报文段的序号将必然是m+1。 e. TCP报文段在它的首部中有一个rwnd字段。 f. 假定在一条TCP连接中最后的SampleRTT等于1秒，那么对于该连接的 TimeoutInterval的当前值必定大于等于1秒。 g. 假设主机A通过一条TCP连接向主机B发送一个序号为38的4个字节的报文段。
四、 二端口网络的H 方程和H 参数 除去上述的3套方程和参数，还有一套常用的参数方程称为混合参数或H 参数。即： . . . 1111122. . . 2211222 U H I H U I H I H U =+=+ 在晶体管电路中，H 参数得到了广泛的应用。其具体定义为： 211 11==U I U H H 11是输出端短路时，输入端的入端阻抗，在晶体管电路中称为晶体管的输入电阻； 01 21 12 ==I U U H H 12是输入端开路时，输入端电压与输出端电压之比，在晶体管电路中称为晶体管的内部反馈系数或电压 传输比； 212 21 ==U I I H H 21是输出端短路时，输出端电流与输入端电流之比，在晶体管电路中称为晶体管的电流放大倍数或电流 增益； 122 22 ==I U I H H 22是输入端开路时，输出端的入端导纳，在晶体管电流中称为晶体管的输出电导。 用矩阵形式表示为； ?????????? ??=??????212221121121U I H H H H I U 其中，H 称为H 参数矩阵 ?? ?? ??=2221 1211 H H H H H H 参数的求解方法也可分为3种，用定义直接求，用KCL 定理转换方程求解，在已知其他3种参数的前提下，用转换公式直接求（见表6-1）。 例如：在已知Y 参数下 112112221122 11 2121 11 121211111Y Y Y Y Y H Y Y H Y Y H Y H -= =- == 可见对于无源线性二端网络，H 参数中只有3个是独立的。H 21＝－H 12。对于对称的二端口，由于Y 11＝Y 22或Z 11＝Z 22，则有
计算机网络 专业班级计科181 作业日期2020,4,12 姓名李XX 学号2018154 作业名称第三章成绩 第三章作业 3.1网络适配器的作用是什么？网络适配器工作在哪一层？适配器的标识用多少二进制 位表示？写出你的电脑和手机的适配器的标识。 答：网络适配器功能主要包括：对数据进行串/并传输转换；对数据进行缓存；实现以太网协议；过滤功能；同时能够实现帧的传送和接收，对帧进行封装等。网络适配器工作在物理层和数据链路层。 电脑：Intel(R) Dual Band Wireless-AC 3168；Netease UU TAP-Win32 Adapter V9. 21； 3.2 PPP协议的主要特点是什么？为什么PPP不使用帧的编号？PPP适用于什么情况？ 为什么PPP协议不能使数据链路层实现可靠传输？ 答：PPP协议的主要特点：简单，提供可靠的数据报服务，检错；因为PPP 是面向字节的，当PPP 用在同步传输链路时，协议规定采用硬件来完成比特填充，当PPP 用在异步传输时，就使用一种特殊的字符填充法；PPP适用于线路质量不太差的情况下；因为PPP没有编码和确认机制。 3.3 局域网的主要特点是什么？为什么局域网采用广播通信方式而广域网不采用呢？ 广域网采用什么通信方式？ 答：局域网具有以下几个特点： （1）共享传输信道，在局域网中，多个系统连接到一个共享的通信媒体上。 （2）地理范围有限，用户个数有限。 因为在局域网中各站通常共享通信媒体，采用广播通信方式是天然合适的，广域网通常采站点间直接构成格状网。 广域网采用分组通信方式。 3.4 什么是CSMA/CD协议？说明该协议的工作原理。 （1）多点接入。网络中的主机以多点接入的方式连接在总线上。 （2）载波监听。CSMA/CD协议要求发送端在发送数据前对总线进行监听，若监听到其他计算机在发送数据，则等待一段时间，在总线空闲时才开始发送数据。 （3）“碰撞”监听。在数据发送过程中需保持对总线上信号的监听，根据信号电平的变化幅度即可判断是否发生了碰撞。一旦监听到碰撞就立即停止数据发送，等待一段时间后再次尝试重发，直至发送成功。 3.5 简述以太网交换机与集线器的区别？ （1）数据转发给哪个端口，交换机基于MAC地址做出决定，集线器根本不做决定，而是将数据转发给所有端口。数据在交换机内部可以采用独立路径，在集线器中所有的数据都可以在所有的路径上流动。 （2）集线器所有端口共享一个带宽，交换机每个端口有自己独立的带宽，互不影响。 3.6 简述网桥与以太网交换机有何异同？
第十六章 二端口网络 第一节 二端口网络简介 一、 端口条件： 在实际工程中，常常涉及具有四个外部接线端的网络，如图16-1-1。 共同特点是：一对输入端，一对输出端，通常用图16-1-2表示。 当i 1=i 1’,i 2=i 2’时，此四端网络称为二端口网络。则i 1=i 1’,i 2=i 2’称为端口条件。 网络内部含有不可抵消的独立源时，称为含源二端口网络，否则称为无源二端口网络。本章只研究后者，又局限于线性。 第二节 二端口网络的方程和参数 二端口网络的外部特性可以通过其端口的电压、电流来表示。 一、Y 方程和Y 参数：如图16-1-3。 用端口电压表示端口电流。方程的标准形式为（用相量形式表示）： Y 参数与二端口网络的内部结构有关，这些参数可以通过标准方程得到，也可通过实验的方法的到，实验测试方法如下： ??? ? ??????????=??? ?????+=+=2.1. 222112112. 1.2. 221. 212. 2. 121.111.U U Y Y Y Y I I U Y U Y I U Y U Y I 矩阵形式为：
Y 参数为输入、输出或转移导纳。Y 参数又称为短路参数。 对于可互易网络，Y 12=Y 21。只有三个独立的参数。对于对称 （可以是结构对称，也可以是电对称）的二端口网络，Y 11=Y 22。只有两个独立的参数。 二、Z 方程和Z 参数： 用端口电流表示端口电压。由Y 方程很容易推得Z 方程。标准形式为： Z 参数与二端口网络的内部结构有关，这些参数可以通过标准方程得到，也可通过实验的方法的到，实验测试方法如下： Z 参数为输入、输出或转移阻抗。Z 参数又称为开路参数。 对于可互易网络，Z 12=Z 21。只有三个独立的参数。对于对称 （可以是结构对称，也可以是电对称）的二端口网络，Z 11=Z 22。只 有两个独立的参数。 三、T 方程T 参数（又称A 方程A 参数或传输方程、传输参数）： 用2-2’端口的电压、电流表示1-1’端口的电压、电流。方程如下： 0U 2. 2 . 220U 2. 1 . 120 U 1. 2 . 210 U 1 . 1. 111. 1. 2. 2. U I Y U I Y U I Y U I Y ======== ? ?????????????=??? ?????+=+=2.1.222112112.1.2. 221.212.2 .121.111.I I Z Z Z Z U U I Z I Z U I Z I Z U 矩阵形式为：0I 2. 2 . 220 I 2. 1 . 120 I 1. 2 . 210 I 1. 1. 111. 1. 2.2.I U Z I U Z I U Z I U Z ========
第十六章 二端口网络 重点： 1． 二端口网络的有关基本概念 2． 熟练计算二端口网络的四种参数矩阵 3． 掌握分析网络参数已知的二端口网络组成的复杂电路的分析方法 16.1 概述 16.1.1 N 端网络与N 端口网络 前面的电路分析与计算中，我们常常是研究一个具体的电路在一定电路结构与电路参数的情况下所产生的响应。如果一个网络N 有2n 个端子向外接出（在大多数情况下，我们又并不关心电路的内部结构及内部各个支路的情况，而只讨论外电路的状态与变化，当这2n 个端子成对出现，即端口处的输入电流等于输出电流时，该网络可以视为一个n 端口网络，特别的，当网络只有四个端子引出时，我们称其为二端口网络。（注意二端口网络与四端网络的区别与联系） sL U s I s I 2 12)()(= -= 其实我们前面介绍一般的电路的分析，也可以用网络分析的思路来理解，即分析电路内某一条支路的情况时，可以将该支路划出原电路，而原电路的其他部分可以用戴维南或诺顿等效电路来代替，从而的出结果。这就将原电路除了待求支路外的其他电路部分组成一个一端口网络，经过戴维南等效，该一端口网络的电量关系就可以表征成为一种简单的端口电压与端口电流的伏安关系，从而研究在此伏安关系下外电路的情况。 在本书中，我们仅仅研究由线性电阻、电容、电感（包括互感）元件所组成的线性非时变无源网络，其中的“无源”是指无独立电压、电流源，动态元件初始状态为零的情况。 另外，本章中我们均采用拉氏变换法来研究二端口网络。（实际上，如果激励为正弦量即可用相量法分析，方法完全相同）
16.1.2 研究的问题 对于二端口网络N ，我们需要研究怎样通过定义及电路的计算方法求其各种参数矩阵，另外还需要研究复杂网络中的二端口网络的参数矩阵对复杂网络分析的作用，从而通过模块化的思想将复杂网络等效成为简单的单口网络及二端口网络的组合，分别计算其参数或参数矩阵，得出电路的解。 16.1.3 研究的对象特性 在本课程中，对所研究的二端口网络加以下面的限制。 1．二端口网络中不含独立源及附加电源，也就是说动态元件的初始状态为零； 2．二端口网络中的元件均为线性无源非时变元件； 3．在分析中一般使用拉氏变换或相量法进行分析。 16.1.4 二端口网络的变量与方程 对于二端口网络而言，共有两对端口电压电流——)(1s U 、)(2s U 、)(1s I 、)(2s I ——任意选择其中两个作为自变量，其余两个即可用这两个自变量来表示，由于二端口网络由线性元件组成，因此前述表达式应该是线性表达式。 16-2 二端口参数 在下面研究的二端口网络中，均采用以下参考方向： 图18-2 二端口网络 16.2.1 流控型参数—开路阻抗矩阵Z 1．对应的方程 当以)(1s I 、)(2s I 作为自变量（即以之为激励）时，由于网络为线性无源，所以函数（即响应）)(1s U 、)(2s U 可以分别用自变量)(1s I 、)(2s I 的线性组合表示出来： ?? ?+=+=) ()()()()()()()()()(22212122121111s I s Z s I s Z s U s I s Z s I s Z s U 写成矩阵形式，有 ? ? ??????????=??????)()()()()()()()(212221121121s I s I s Z s Z s Z s Z s U s U
第十六章(二端口网络)习题解答 一、选择题 1．二端口电路的H 参数方程是 a 。 a ．???+=+=22212122121111U H I H I U H I H U b ． ???+=+=22212122 121111I H U H U I H U H I c ．???+=+=22222112122111U H I H U U H I H I d ． ???+=+=2 2212112 121112I H U H I I H U H U 2．图16—1所示二端口网络的Z 参数方程为 b 。 a ．??????---+j1j4j4j43； b ．?? ????----j1j4j4j43； ! c ．???? ??--j1j4j4j43； d ．?? ? ???--+j1j4j4j43 3．无任何电源的线性二端口电路的T 参数应满足 d 。 a ．D A = b ．C B = c ．1=-AD BC d ．1=-BC AD 4．两个二端口 c 联接，其端口条件总是满足的。 a ．串联 b ．并联 c ．级联 d ．a 、b 、c 三种 5．图16—2所示理想变压器的各电压、电流之间满足的关系为 d 。 a ． n u u 121=，n i i =2 1 ； b ． n u u =21，n i i 121-=； c ． n u u 121-=，n i i =2 1； d ． n u u =21，n i i 121=； ~ 二、填空题 1．图16—3（a ）所示二端口电路的Y 参数矩阵为Y = ?? ????--Y Y Y Y ，图16—3 （b ）所示二端口的Z 参数矩阵为Z = ?? ????Z Z Z Z 。
二端口网络 重点：两端口的方程和参数的求解 难点：二端口的参数的求解 本章与其它章节的联系： 学习本章要用到前几章介绍的一般网络的分析方法。 预备知识： 矩阵代数 §16.1 图的矩阵表示 1. 二端口网络 端口由一对端钮构成，且满足端口条件：即从端口的一个端钮流入的电流必须等于从该端口的另一个端钮流出的电流。当一个电路与外部电路通过两个端口连接时称此电路为二端口网络。在工程实际中，研究信号及能量的传输和信号变换时，经常碰到图 16.1 所示的二端口网络。 图 16.1(a)放大器图 16.1(b) 滤波器图 16.1(c) 传输线 图 16.1（d）三极管图 16.1（e）变压器注意： 1）如果组成二端口网络的元件都是线性的，则称 为线性二端口网络；依据二端口网络的二个端口是否 服从互易定理，分为可逆的和不可逆的；依据二端口 网络使用时二个端口互换是否不改变其外电路的工作 情况，分为对称的和不对称的。 2）图16.2(a)所示的二端口网络与图(b)所示的 四端网络的区别。 图 16.2（b）四端网络
图 16.2（a）二端口网络 3）二端口的两个端口间若有外部连接， 则会破坏原二端口的端口条件。若在图 16.2(a)所示的二端口网络的端口间连接 电阻 R 如图16.3所示，则端口条件破坏， 因为 图 16.3 即1-1'和2-2'是二端口，但3-3'和4-4'不是二端口，而是四端网络。 2. 研究二端口网络的意义 1）两端口应用很广，其分析方法易推广应用于 n 端口网络； 2）可以将任意复杂的图16.2（a）所示的二端口网络分割成许多子网络（两端口）进行分析，使分析简化； 3）当仅研究端口的电压电流特性时，可以用二端口网络的电路模型进行研究。 3. 分析方法 1）分析前提：讨论初始条件为零的无源线性二端口网络； 2）….. 3）分析中按正弦稳态情况考虑，应用相量法或运算法讨论。 §16.2 二端口的参数和方程 用二端口概念分析电路时，仅对端口处的电压电流之间的关系感兴趣，这种关系可以通过一些参数表示，而这些参数只决定于构成二端口本身的元件及它们的连接方式，一旦确定表征二端口的参数后，根据一个端口的电压、电流变化可以找出另一个端口的电压和电流。 1.二端口的参数 线性无独立源的二端口网络，在端口上有 4 个物理量，如图16.4所示。在外电路限定的情况下，这 4 个物理量间存在着通过两端口网络来表征的约束方程，若任取其中的两个为自变量，可得到端口电压、电流的六种不同的方程表示，即可用六套参数描述二端口网络。其对应关系为：
3.复习题 1.P127 源端口号为y，目的端口号为x。 2.P 131 应用程序开发者可能不想其应用程序使用TCP的拥塞控制，因为这会在出现拥塞时降低应用程序的传输 速率。通常，IP电话和IP视频会议应用程序的设计者选择让他们的应用程序运行在UDP上，因为他们想要避免TCP的拥塞控制。还有，一些应用不需要TCP提供的可靠数据传输。 3.P131 是的，应用程序开发者可以将可靠数据传输放到应用层协议中完成。但是这需要相当大的工作量和进行调 试。 4.a) false b) false c) true d) false e) true f) false g) false 5.a) 20 bytes (110-90=20bytes) b) ack number = 90 P155 第一个包丢失，发送第一个包之前的一个包的ACK 6.P155 3个报文段，第一个报文段，客户机到服务器，seq＝43，ack＝80；第二个报文段，服务器到客户机，seq ＝80，ack＝44；第三个报文段，客户机到服务器，seq＝44，ack＝81。 7.R/2 P180 R/2 8.P176 错误，其阈值将被设置为拥塞窗口目前值的一半（乘性减）。 习题 1. A →S 源端口号：467 目的端口号：23 b) B →S源端口号：513目的端口号：23 c) S →A源端口号：23目的端口号：467 d) S →B源端口号：23目的端口号：513 e) Yes. f) No. 2.P128 假设主机A,B,C的IP地址为a,b,c.（a,b,c各不相同） 到主机A:源端口＝80，源IP地址＝b, 目的端口＝26145，目的IP地址＝a； 到主机C:左边进程：源端口＝80，源IP地址＝b, 目的端口＝7532，目的IP地址＝c； 到主机C:右边进程：源端口＝80，源IP地址＝b, 目的端口＝26145，目的IP地址＝c； 3.P132 UDP检查和 01010101 +01110000 11000101 11000101 +01001100 00010001 1的补码＝11101110 为了检测错误，接收方将四个字相加（三个原始字和一个检测字）。如果结果包含0，那么接收方就知道分组中存在错误。所有的1bit错误都将被检测出来，但是年个个比特的错误有可能被忽略（例如，如果第一个字的最后一个数变为0，并且第二个字的最后最后一个数变为1）。 4.P138 假设发送方处于“等待来自上层的调用1”状态，接收方处于“等待来自下层的1”。发送方发送一个带 有序列号1的分组，然后转到“等待ACK或NAK1”的状态等待ACK或NAK。假设现在接收方正确接收到带有序列号1的分组，发送一个ACK，然后转入“等待来自下层的0“状态，等待带有序列号0的分组。然而，ACK出错了。当rdt2.1发送方接收到出错的ACK，它就重发带有序列号1的分组。然而，接收方在等待带有序列号0的分组并在它没有收到带有序列号0的分组时一直发送NAK。因此发送方会一直发送带有序列号1的分组，这时接收方会一直发送这个分组的NAK信息。两边都不会从这个状态中跳出，进入了死循环。 5.P140 为了回答这个问题，首先考虑为什么我们需要序列号。我们看到发送方需要序列号以便于接收方能够区分 出一个分组是不是已经接收到的分组的重复。考虑ACK信息，发送方不需要这个信息（也就是一个ACK的序列号）来告诉发送方检测到一个重复的ACK.因为当他接收到原始ACK信息后它就转入下一个状态，所以一个重复的ACK信息对rdt3.0的发送方是很明显的。重复的ACK信息不是发送方需要的ACK信息，因此被red3.0
第十六章二端口网络 1、教学基本要求 (1). 了解多端网络和多口网络的概念。 (2). 牢固掌握双口不含独立电源时的方程及其参数，以及各种参数之间的换算关系和互易条件。 (3). 掌握双口的相互连接的计算。 (4). 了解双口的等效电路，具有端接双口的分析方法。 2、重点和难点 (1)不同参数对应的方程 (2)互易、对称双口其参数的特殊关系 (3)参数矩阵的求解 (4)有端接的电路的分析求解 ?端口的概念 所谓端口：是这样的一对端子，即从一个端子进入网络的电流等于从另一端子流出的电流。含有m个端口的网络叫做m端口网络，最简单的二端网络也就是一端口网络。二端口网络也就是四端网络，但四端网络不一定是二端口网络。 ?二端口网络的方程和参数 对于一个已知的二端口网络如图16.0所示，有四个变量即：两个电压变量、两个电流变量，其中任给两个变量的值，其余两个变量的值就被唯一确定。 图16.0 设一个端口为输入端口，则另一端口为输出端口。所以该二端口网络应有六种可能的方程组： ①Z（阻抗）参数方程、Z参数： ②Y（导纳）参数方程、Y参数： ③T（传输）参数方程、T参数（又称为链参数方程、链参数）： ④倒T（倒传输）参数方程、倒T参数（又称为倒链参数方程、倒链参数）： ⑤H（混合）参数方程、H参数：
⑥倒H（倒混合）参数方程、倒H参数： ?. 二端口网络的连接形式 ①级联形式，特点：T = T’* T” ②串联形式，特点：Z = Z’+ Z” ③并联形式，特点：Y = Y’+ Y” ?. 两种特殊的二端口元件 ①回转器 ②负阻抗变换器 3、典型例题分析 【例题1】：二端口网络、四端网络的区分。 图16.1所示的网络是：答（C）A．二端口网络；B．三端网络；C．四端网络；D．以上都不是。 图16.1 【例题2】：熟练掌握四种常用参数Z、Y、H、T的定义和求解。 是二端口网络的：答( C) 二端口网络Z参数中，z 11 A. 输入端阻抗； B. 输出端短路时的输入端阻抗； C. 输出端开路时的输入端阻抗； D. 以上皆非。 【例题3】：含受控源的线性两端口网络不满足互易性。 求图16.2所示二端口电路的Y参数。 图16.2 解：应用KCL和KVL直接列方程求解，有：
1 二端口网络理论 网络理论是一种非常普遍的处理问题的方法，它把系统用一个由若干端口对外的未知网络表示。微波网络理论是微波工程强有力的工具，主要研究微波网络各端口的物理量之间的关系，实际的微波/射频滤波器也是用网络分析仪进行测量。微波网络分为线性与非线性，有源与无源，有耗与无耗，互易与非互易。 双口元件[18][19][20]是在微波工程中应用最多的一种元件，主要有滤波器、移相器、衰减器等。与单口元件相似，双口元件一般采用网络理论进行分析，但是，值得指出的是元件的网络参数本身还是需要用场论方法求得，或者实际测量得到，从这个意义上讲，场论是问题的内部本质，而网络则是问题的外部特性。 几乎所有的微波元件都可以由一个网络来代替，并且可以用网络端口参考面上的变量来描述其特性（在传输线上端口所在的位置，与能流方向垂直的横截面通常称为“参考面”）。选择参考面的原则是在该参考面以外的传输线上只传输主模。 微波网络有不同的网络参量：阻抗参量Z 、导纳参量Y 和A 参量反映的是参考面上电压与电流的关系；散射参量S 、传输参量T 反映的是参考面上归一化入射波电压和归一化反射波电压之间的关系。在微波频率下，阻抗参量Z 、导纳参量Y 和A 参量不能直接测量，所以引入散射参量S 和传输参量T 。利用S 参数，射频电路设计者可以在避开不现实的终端条件以及避免造成待测器件损坏的前提下，用两端口网络的分析方法来确定几乎所有射频器件的特征，故S 参量是微波网络中应用最多的一种主要参量。 图2.5 二端口网络示意图 S 参量是根据某端口上接匹配负载的情况下所得到的归一化波来定义的。设a n 表示第n 个端口的归一化入射波电压，b n 表示第n 个端口的反射波归一化电压。 U 1 U 2
第十六章(二端口网络)习题一、选择题
二、填空题 1．图16—3（a ）所示二端口电路的Y 参数矩阵为Y = ，图16—3（b ）所示二端口的Z 参数矩阵为Z = 。 2．图16—4所示二端口网络的Y 参数矩阵是Y = 。 3．图16—5所示回转器的T 参数矩阵为 。 4．图16—6所示的二端口网络中，设子二端口网络1N 的传输参数矩阵为? ? ? ? ??D C B A ，则复合二端口网络的传输参数矩阵为 。 5．图16—7所示二端口网络的Y 参数矩阵为 。 6.描述无源线性二端口网络的4个参数中，只有 个是独立的，当无源线性二端口网络
为对称网络时，只有 个参数是独立的。 三、计算题 1．图16—8所示二端口网络的Z 参数是Ω=1011Z 、Ω=1512Z 、Ω=521Z ，Ω=2022Z 。试求s U U 2。 2．求图16—11所示二端口网络的T 参数。 3.图示电路中，二端口网络N 的传输参数矩阵为 2.560.5 1.6T S Ω?? =?? ?? ， 求（1）L R 等于多少时其吸收功率最大？ （2）若9V S U =，求L R 所吸收的最大功率max P ，以及此时网络N 吸收的功率N P 4.图示电路中，直流电源U S =10 V ,网络N 的传输参数矩阵为?? ? ???=11.0102][T ，t ＜0时电路处于稳态，t =0时开关S 由a 打向b 。求t >0时的响应u (t )。 0.01F
7.已知图示电路中，二端口网络N 的传输参数矩阵为 1.5 2.50.5 1.5T S Ω?? =? ??? ，t=0时闭合开关k 。 求零状态响应()C i t 8.电路如图所示，N 不含独立电源，25202020Z ?? =Ω ??? ,原电路已处于稳态，今于0t =时闭合S ， 求0t >时的()c u t 。 u i 本章作业：计算题的3、4、7、8小题
第四章 阻抗与互阻抗 1、互易性定理 接于传输线的天线的阻抗可以表示成一个二端口网络，将天线用接于传输线末端的等效阻抗Z 代替。在设计发射机及其传输线时，将天线简单地当作二端阻抗是很方便的，这种作用于传输线末端的阻抗称为馈端阻抗或激励点阻抗。对于无耗且孤立的天线，即远离地面和其它物体的天线，其终端阻抗就是该天线的自阻抗，具有称为自电阻（辐射电阻）的实部和称为自电抗的虚部。当天线用作接收时，其自阻抗与用作发射时的相同。 在天线邻近存在物体（如若干其它天线）时，终端阻抗仍可用一个二端网络来代替。其等效阻抗由该天线与其它天线间的互阻抗以及在这些天线上的电流所确定。 瑞利－亥姆霍兹的互易性定理已被卡森推广到含连续媒质的情况，该定理应用于天线时阐述如下：若在天线A 的馈端上施加电动势，在天线B 的馈端上测得电流；则对应于在天线B 的馈端施加相同电动势的情况，在天线A 的馈端上2、二元耦合对称振子的阻抗 2.1二元耦合对称振子的阻抗 在二元耦合对称振子阵中，假设在二振子输入端都接入电动势，于是振子上激励也将得到相等幅度和相位的电流。 起电流，在空间激发出电磁场。二振子电流和所激发的空间电磁场是互相作用、互相制约的。设振子1在自身电流及其场作用下的辐射功率为11P ，称为振子1的自辐射功率；设振子1在振子2的电流及其场作用下而辐射的功率为，称为振子1的感应辐射功率。 振子1的总辐射功率 12P
11121P P P =+∑ （4.1） 同理振子的总辐射功率 222212P P P =+∑ （4.2） 从耦合振子的自辐射功率、感应辐射功率和总辐射功率，射阻抗、感应辐射阻抗和辐射阻抗： 可以得出它的自辐11112Z I = 12m P 121Z 2212m P 1121 2P I ′= m Z I ∑=∑ 2222 2m P Z I ∑=∑2222222m P Z I =2121222m P Z I ′= （4.3） 式中、12Z ′21Z ′、、1Z ∑2Z ∑11Z 和22Z 、分别为振子1、振子2归流的自阻抗、感应辐射阻抗和辐射阻抗。并有： 于各自波腹电11121Z Z Z ′=+∑ 22212Z Z Z ′=+∑ （4.4） 2.2等效阻抗方程 1按照电路理论 11111112122222222m m m m m m U I Z I Z I Z U I Z I Z I Z ?′==+∑??′==+?∑? （4.5） 振子1和振子2的感应辐射阻抗12Z ′、21Z ′分别与2m I 、1m I 成正比，即 21212m 1121212m m m I Z Z I I Z Z I ?=????′=?? （4.6） 将式（4.6）代入式（4.5），得： 222 （4.7） ′11112121212m m m m U I Z I Z I Z I Z =+?=+?U ?