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部分习题答案：第2章电话网1．我国电话网的三级结构参见本书图2.4。
2．动态无级选路是一种先进的电话网路由选择方式，它的技术特点在于两个方面，即动态和无级。
动态指的是网络中路由选择的顺序是随时间而变化的，无级指的是路由选择的顺序与交换机的等级无关。
实施动态无级选路的前提条件是电话网中的交换机是程控数字交换机，并且采用公共信道信令系统。
3．在电话网的两个用户之间，通常既存在二线电路，又存在四线电路，通过混合线圈实现二四线的转换。
由于不完善的线路平衡会引起传输信号的一部分能量从一个方向反射至另一个方向，从而产生了回声，进而有可能产生振鸣和准振鸣。
为了抑制回声，控制振鸣和准振鸣，必须要引入一定的传输损耗。
4．衡量传输系统误码严重程度的指标通常有平均误码率和误码时间率。
平均误码率是指在测量时间内错误码元数与总的码元数之比。
误码时间率具体定义为：在一个相当长的时间内，误码率超过某一门限值（BER）的时间间隔数(T0)占总的时间的百分数，根据BER和T0的不同取值，具体的有误码秒百分数、劣化分钟百分数和误码秒百分数三个指标。
第3章分组交换网络1．电路交换和分组交换方式的比较参见本书表3.1。
2．HDLC是一种高级数据链路控制协议，它定义了信息帧、监控帧和无编号帧三种类型的帧。
信息帧中的帧序号位决定了一次允许发送的帧的最大数目，从而可以在帧的传送中，采用窗口法对信息流进行控制。
另外，依靠四种类型的监控帧可以进行信息流控制和差错控制。
3．X.25是数据终端设备（DTE）和数据电路设备（DCE）之间建立通信联系的接口。
X.25建议分为三层：物理层、链路层和分组层，分别对应与OSI参考模型的下三层。
具体参见本书图3.22。
4．在一个虚呼叫的过程中，当节点收到一个呼叫请求分组，1）首先把呼叫请求分组中规定的逻辑信道号（例如m）抽出来，标记输入链路（例如1）的该通道号已被占用；2）启动路由算法，根据呼叫请求分组中源DTE和目的DTE的地址以及其它路由信息，选择一条输出链路（例如2）；3）启动通道号分配程序，在输出链路中找出一条空闲的逻辑通道（例如n），并标记为已占用；4）在另一张通道号对照表中记录（1/m）←→（2/n）。
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。
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。
数据通信与网络基础参考答案习题参考答案第一讲（1）通信基本概念利用电磁波通信的历史分为哪几个阶段，标志每个阶段开始的技术或成果是什么？对每个阶段各列举三个重要的贡献。
解答通信历史的划分有着不同的方法。
有人把利用电磁波通信的历史划分为三个阶段。
通信初级阶段该阶段始于摩尔斯发明电报的19世纪30年代，奠定了通信技术的发展基础。
19世纪70年代，贝尔利用电磁感应原理发明了电话机。
使电磁波不仅可传输文字，还可传输语音，加快了通信发展进程，丰富了通信的内容。
在此基础上建立的电话通信网络不断演变，是今天语音通信乃至数据通信的重要基础设施。
1864年麦克斯韦创立了电磁辐射理论，并被同时代的赫兹加以证明，促成马可尼在19世纪末发明出简单的无线电收发信设备，开创了无线电通信事业。
无线电广播、电视、雷达、微波及卫星通信、蜂窝电话等正是在此基础上得到发明和应用。
近代通信阶段1948年香农提出了信息论, 建立了通信统计理论，标志着近代通信的开始。
从1958年发射了人类的第一颗通信卫星起，各种轨道和各种用途的卫星相继问世。
为全球性通信尤其是移动通信提供了便利。
数据通信业务的开展与计算机网络的出现，使为信息时代的到来奠定了基础。
现代通信阶段该阶段从20世纪80年代算起，通信逐步向数字化演进。
公用数字通信业务的展开，计算机网络技术长足进步（网络体系结构的标准化，局域网的问世与普及，Internet的广泛应用），移动通信大众化是这个阶段的主要成就。
根据围绕地球运行的轨道的不同，通信卫星可分为哪几类？试述各类的特征和主要特点。
解答人造地球卫星根据相对于地球的运行轨迹分为以下几种。
同步地球轨道卫星 (GEO)运行于近赤道的轨道上，通常高度约36000千米，因与地球自转同步，因此相对于地球是静止的，所以也称为固定卫星系统，原理上最少三颗卫星可实现全球通信。
通信需要大功率的发射装置，其接收装置体积也较大。
主要用于语音和较低速率的数据通信。
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。
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。
通信网理论基础第二章习题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：11010011!)(!)(--=--⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+=∑m r m n m k m m p k m p ρρρρ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>≤≤-≤≤=nk n k m p k m m k p k m p km kk 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。
∑=>•=>nj j j x w P p x w P 0}{}{其中，P j {w>x}的概率为：nj m x w P n j m i x m e x w P m j x w P j m j i ixm j j ≤≤=>-≤≤⋅=>-≤≤=>∑-=-1}{1!)(}{100}{0μμ 可得：xm m nn i m m n i i x m m n m j n m j i i x m j m nn mj mj i i xm j em 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 eP x w P )(01001001!)(1}{1!)(!!)(!!)(}{λμμμμρρρρρμρμρμ--+--=--=-=--=-=-⋅-=>∞→+--⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⋅⋅=+⋅⋅=>∑∑∑∑∑特别的，新到顾客需等待的概率为：!)(1}0{0m m P W P mρρ⋅-=>])!1()()!1()(!)()([)1(!)(而1210--------=----=---∑m n m m m n x m i x m e m P m x f m n nm n i m n m i m x m m w μλμρλμρλλμρρμnm k kxm m m w P w P P w P 注：e m m P m xf 在n =∞===--=∞→∑-=--}{}0{)()1(!)(10)(0λμλμρρ2.4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。
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。
通信网理论基础第二章习题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：11010011!)(!)(--=--⎥⎦⎤⎢⎣⎡--+=∑m r m n m k m m p k m p ρρρρ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>≤≤-≤≤=nk n k m p k m m k p k m p km kk 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。
∑=>•=>nj j j x w P p x w P 0}{}{其中，P j {w>x}的概率为：nj m x w P n j m i x m e x w P m j x w P j mj i ixm j j ≤≤=>-≤≤⋅=>-≤≤=>∑-=-1}{1!)(}{100}{0μμ 可得：xm m nn i m m n i i x m m n m j n m j i i x m j m nn mj mj i i xm j em 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 eP x w P )(010010010!)(1}{1!)(!!)(!!)(}{λμμμμρρρρρμρμρμ--+--=--=-=--=-=-⋅-=>∞→+--⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⋅⋅=+⋅⋅=>∑∑∑∑∑特别的，新到顾客需等待的概率为：!)(1}0{0m m P W P mρρ⋅-=>])!1()()!1()(!)()([)1(!)(而1210--------=----=---∑m n m m m n x m i x m e m P m x f m n nm n i m n m i m x m m w μλμρλμρλλμρρμnm k kxm m m w P w P P w P 注：e m m P m xf 在n =∞===--=∞→∑-=--}{}0{)()1(!)(10)(0λμλμρρ2.4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。
第一章通信网概述1.1简述通信系统模型中各个组成部分的含义，并举例说明。
答：通信系统的基本组成包括：信源，变换器，信道，噪声源，反变换器和信宿六部分。
信源：产生各种信息的信息源。
变换器：将信源发出的信息变换成适合在信道中传输的信号。
信道：按传输媒质分有线信道和无线信道，有线信道中，电磁信号或光电信号约束在某种传输线上传输；无线信道中，电磁信号沿空间传输。
反变换器：将信道上接收的信号变换成信息接收者可以接收的信息。
信宿：信息的接收者。
噪声源：系统内各种干扰。
1.2现代通信网是如何定义的？答：由一定数量的节点和连接这些节点的传输系统有机地组织在一起的，按约定信令或协议完成任意用户间信息交换的通信体系。
适应用户呼叫的需要，以用户满意的效果传输网内任意两个或多个用户的信息。
1.3试述通信网的构成要素及其功能。
答：通信网是由软件和硬件按特定方式构成的一个通信系统。
硬件由：终端设备，交换设备和传输系统构成，完成通信网的基本功能：接入、交换和传输；软件由：信令、协议、控制、管理、计费等，它们完成通信网的控制、管理、运营和维护，实现通信网的智能化。
1.4分析通信网络各种拓扑结构的特点。
（各种网络的拓扑结构图要掌握）答：基本组网结构：Ø网状网：优点：①各节点之间都有直达线路，可靠性高；②各节点间不需要汇接交换功能，交换费用低；缺点：①各节点间都有线路相连，致使线路多，建设和维护费用大；②通信业务量不大时，线路利用率低。
如网中有N个节点，则传输链路数H=1/2*N(N-1)。
Ø星形网：优点：①线路少，建设和维护费用低；②线路利用率高；缺点：①可靠性低，②中心节点负荷过重会影响传递速度。
如网中有N个节点，则传输链路数H=N-1。
Ø环形网：同样节点数情况下所需线路比网状网少，可靠性比星形网高。
如网中有N个节点，则传输链路数H=N。
Ø总线形网：优点：①节点接入方便②成本低，缺点：①传输时延不稳定②若传输总线损坏，整个网络会瘫痪。
