不连续复杂动态网络的有限时间与固定时间同步

移动通信技术参考答案第一章思考题与练习题1-1 什么是移动通信？移动通信有那些特点？答：移动通信是指通信的双方，或至少一方，能够在移动状态下进行信息传输和交换的一种通信方式。

移动通信的特点是通信双方不受时间及空间的限制、随时随地进行有效、可靠、安全的通信。

频率1-2 移动通信系统发展到目前经历了几个阶段？各阶段有什么特点？答：移动通信系统发展到目前经历了四个阶段，分别为公用汽车电话、第一代通信技术（1G）、第二代通信技术（2G）、第三代通信技术（3G）。

特点分别为，公用汽车电话的特点是应用范围小、频率较低、语音质量较差、自动化程度低。

第一代通信技术（1G）的特点是该系统采用模拟技术及频分多址技术、频谱利用率低、系统容量小抗干扰能力差、保密性差：制式不统一、互不兼容、难与ISDN兼容、业务种类单一、移动终端复杂、费用较贵。

第二代通信技术（2G），采用数字调制技术和时分多址（TDMA）、码分多址技术（CDMA）等技术、多种制式并存、通信标准不统一、无法实现全球漫游、系统带宽有限、数据业务单一、无法实现高速率业务。

第三代通信技术（3G）的特点是能提供多种多媒体业务、能适应多种环境、能实现全球漫游、有足够的系统容量等。

1-3 试述移动通信的发展趋势和方向。

答：未来移动通信将呈多网络日趋融合、多种接入技术综合应用、新业务不断推出的发展趋势。

移动通信的发展方向是功能一体化的通信服务、方便快捷的移动接入、形式多样的终端设备、自治管理的网络结构。

1-4 移动通信系统的组成如何？试述各部分的作用。

答：移动通信系统的组成主要包括无线收发信机、交换控制设备和移动终端设备。

无线收发信机的作用是负责管理网络资源，实现固定网与移动用户之间的连接，传输系统信号和用户信息。

交换控制设备的作用是实现用户之间的数据信息交换。

移动台的作用是实现移动通信的终端设备。

1-5 常见的移动通信系统有那些？各有何特点？答：常见的移动通信系统有：1、蜂窝移动通信系统2、无线寻呼系统3、无绳电话系统蜂窝移动通信系统的特点是越区交换、自动和人工漫游、计费及业务统计功能。

《计算机网络》整理资料第1章 概述1、计算机网络的两大功能：连通性和共享； P22、因特网发展的三个阶段：①从单个网络 ARPANET 向互联网发展的过程。

②建成了三级结构的因特网。

③逐渐形成了多层次 ISP （Internet service provider ） 结构的因特网。

P5、6 3、因特网的组成：① 边缘部分：用户利用核心部分提供的服务直接使用网络进行通信并交换或共享信息；主机称为端系统，（是进程之间的通信）P11 两类通信方式：✧ 客户服务器方式：客户是服务的请求方，服务器是服务的提供方；客户程序：一对多，必须知道服务器程序的地址；服务程序：可同时处理多个远地或本地客户的请求（被动等待）； ✧ 对等连接方式（p2p)：平等的、对等连接通信。

既是客户端又是服务端； P12 ②核心部分：为边缘部分提供服务的（提供连通性和交换）（主要由路由器和网络组成）；核心中的核心：路由器（转发收到的分组，实现分组交换） P12交换——按照某种方式动态地分配传输线路的资源：✧ 电路交换：建立连接（占用通信资源）→通话（一直占用通信资源）→释放资源（归还通信资源）始终占用资源； P13✧ 报文交换：基于存储转发原理（时延较长）；✧ 分组交换：报文（message ）切割加上首部（包头header ）形成分组（包packet ）；优点：高效（逐段占用链路，动态分配带宽），灵活（独立选择转发路由），迅速（不建立连接就发送分组），可靠（保证可靠性的网络协议）；存储转发时造成时延； 后两者不需要预先分配传输带宽；路由器处理分组过程：缓存→查找转发表→找到合适端口； 4、计算机网络的分类● 按作用范围：W AN(广），MAN （城），LAN （局），PAN （个人）； P20 ● 按使用者：公用网，专用网；● 按介质：有线网，光纤网，无线网络； ● 按无线上网方式：WLAN ，WW AN （手机）；● 按通信性能：资源共享，分布式计算机，远程通信网络。

复杂网络有限时间自适应同步控制姜寅令;白雪峰【摘要】Aiming at complex networks with unknown coupling parameters , the finite time adaptive synchroni-zation problem was considered;and non-smooth control protocol and the adaptive law of parameters were de-signed, including sufficient condition of finite time adaptive synchronization of undirected connected networks based on the stability principle so as to lower conservative property of the coupling parameter choice .The sim-ulation examples verify feasibility of this approach proposed .%针对含有未知耦合参数的复杂网络，研究其有限时间自适应同步问题。

设计了非光滑控制协议和参数自适应律，基于稳定性原理给出了无向连通网络实现有限时间自适应同步的充分条件，从而降低了耦合参数取值的保守性。

最后通过仿真实例验证了所提方法的可行性。

【期刊名称】《化工自动化及仪表》【年(卷),期】2016(043)011【总页数】4页(P1182-1185)【关键词】同步控制;复杂网络;有限时间;自适应【作者】姜寅令;白雪峰【作者单位】东北石油大学电气信息工程学院，黑龙江大庆 163318;哈尔滨医科大学大庆医学信息学院，黑龙江大庆163318【正文语种】中文【中图分类】TP391复杂网络是由大量的节点构成的，内容包括系统动力学和特定的内容、节点之间的联系。

计算机网络与通信考试题卷一、选择题1、分组交换的特点：高效；灵活；迅速；可靠；因特网核心部分采用网状拓扑结构；分组交换网有交换节点。

2、计算机网络的定义是：一个互联的自主的计算机集合。

3、自主是指计算机之间没有主从关系，所有计算机都是平等的。

自主计算机由硬件和软件两部分组成。

4、计算机网络的功能：扩大共享资源的地域范围、提高可靠性、促进分布式数据处理和分布式数据库的发展、提供各种通信服务、提高可扩充性5、通信消息可归纳成连续消息和离散消息。

连续消息是指状态随时间连续变化的消息，离散消息是指状态可数或离散的消息。

6、信号的两种基本形式是模拟信号和数字信号。

模拟信号是指该信号的波形可以表示为时间的连续函数，数字信号是指幅度不随时间作连续变化，只能取有限个离散值。

7、计算机网络的体系结构的定义：层次结构和协议的集合构成网络的体系结构。

它的两个两个概念是：协议、计算机通信体系结构或协议体系结构。

8、协议可定义为统管两个实体之间进行数据交换的一组规则、标或约定。

协议的三要素：语法、语义、计时。

9、协议体系结构就是不把整个通信任务只交给一个模块去承担，而是交给采用结构化方式构成的一组模块去完成的结构。

10、层次分解（分层）的优点：各层之间是独立的、灵活性好、兼容性好、易于实现和维护、能促进标准化工作。

11、数据通信研究的内容分为：数据传输、数据编码、数据交换。

12、为何要对数据进行编码？一是为了适合传输媒体特性，便于远距离传输；二是为了去掉数据的冗余信息，提高数据输出的信息率；三是为了保证通信系统传输的可靠性，提高系统的抗扰能力。

13、数字传输具有以下优点：（1）数字技术的优势；（2）数据完整性；3）带宽的有效利用；（4）安全性与保密性；（5）统一性。

14、请分析异步传输和同步传输的优缺点？异步传输：控制简单，但效率低、速度慢；同步传输：效率高、开销小、适合大数据块的传输，但控制比较复杂，如果传输出错，则需要重新传送整个数据块。

复杂动态网络的自相似性与周期态、同步态稳定性随着社交网络、云计算和大数据时代的到来，网络的规模日益增大，复杂度也日益增强。

复杂动态网络的自相似性、周期态和同步态稳定性成为了近年来研究的热点问题之一。

自相似性是指网络中的一个小部分在结构和功能上与整体相似的特征。

这种自相似性在许多网络中都得到了证实，比如社交网络中的小世界特征。

小世界特征是指在该网络中，在一个小的距离内，几乎所有节点都可以通过少数几步就达到。

这种自相似性对于网络的设计和优化具有很大的指导意义。

通过识别网络中的自相似结构，可以更好地优化网络性能、提高网络的效率和可靠性。

网络的周期态是指网络中的结构以一定的时间间隔重复出现的状态。

网络的周期性能够很好地体现出网络的稳定性和可靠性。

周期性的网络会造成“拓扑键合”的现象，即节点之间的连接会趋向于保持稳定，也就是说，这种键合可以使网络在节点靠近极限容量的状态下依然能够保持稳定。

因此，周期态的稳定性是许多网络分析和优化中的研究重点。

同步态稳定性也是复杂动态网络中的重要问题之一。

同步态是指网络中所有节点的状态在特定条件下达到一致的状态。

同步态有利于网络的信息传输和处理。

同步态稳定性的研究对于理解网络的复杂动态行为、解决网络的控制问题，以及优化网络的效率具有重要意义。

为了研究复杂动态网络的自相似性、周期态和同步态稳定性，需要采用一系列数学工具和模型。

其中，图论模型、动力学模型和控制论模型等是常用的数学模型。

图论模型是一种基于图形结构进行网络分析的方法，它可以有效地分析网络的结构特征和复杂度。

动力学模型是一种通过分析网络中节点行为和相互作用的方法，来研究网络所具有的动态行为和稳定性。

控制论模型是一种通过控制网络中节点的状态和行为，来调节网络行为和稳态的方法。

在复杂动态网络的自相似性方面，研究者们主要采用基于层次结构的方法。

这种方法通过基于图形结构的剖析效果，来发现网络中的自相似结构，进而实现网络的优化和升级。

——《马路上的卫星》之七TDMA和SCPC的带宽效率长期以来，带宽就是一个使人烦恼、令人憔悴的东西。

的确，谈到卫星通信，带宽永远都是个躲不开的话题，而围绕带宽所展开的SCPC和TDMA技术之争，也从来都没有停歇过。

例如，SCPC等频分多址技术在攻击TDMA时分多址技术时就常拿效率说事，总是说TDMA载波有包头，额外开销大，所以效率低。

相比之下，SCPC载波没有包头，因而具有更高的效率。

但实际上，由于这种说法仅仅停留于表面现象，并未对影响带宽和传输效率的所有因素进行全面的考察，所以是很+ 一席VSAT“衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴。

”——-柳永《凤栖梧》图1 SCPC载波结构示意图（时域）图2 TDMA帧结构示意图（时域）不正确的。

这里就仍以马路交通为例，对SCPC和TDMA系统的带宽和传输效率进行一下简单的分析和对比。

SCPC载波和TDMA帧结构图1、图2分别为在时域中所表现出来的SCPC载波结构和TDMA帧结构：如图1所示，SCPC是由某一站点发射出来的一个连续载波，从时间上看就是一个绵延不断的持续的数据流。

SCPC载波可以全部用来承载用户的业务数据，没有什么包头。

而TDMA则以时隙为单位，由连续不断的时隙前后相连再组成一个接一个的帧形成。

不同站点分时向这些时隙中发射快速而短小的突发载波，而这些突发之间则留有一定的保护时间，且每个突发内部也都有一个包头。

这里出现了一些术语，其中英文对照分别如下：●时分多址：Time Division Multiple Access，简写为TDMA。

●帧：Frame。

●时隙：Time Slot， 简写为TS。

●突发：Burst。

●保护时间：Guard Time，简写为GT。

●包头：Header。

●额外开销：Overhead，简写为OH。

需要说明的是，图2所示是经过大幅简化之后的TDMA帧结构。

而在实际的系统中则由于存在多种不同突发，如承载业务的数据突发，以及承载信令的参考突发、请求突发等，所以帧结构要复杂得多。

第一章计算机网络概论1．计算机网络的发展可以划分为几个阶段？每个阶段各有什么特点？四个阶段：第一阶段（20世纪50年代）计算机技术与通信技术研究结合，为计算机网络的产生作好技术准备，奠定理论基础第二阶段（20世纪60年代）ARPAnet与分组交换技术开始，为Internet的形成奠定基础第三阶段（20世纪70年代中期计起）网络体系结构与网络协议的标准化第四阶段（20世纪90年代起）Internet的应用与高速网络技术发展2．什么是公用数据网PDN？为什么要发展公用数据网？是指由邮电部门或通信公司统一组建和管理的公用分组交换网组建公用数据网为计算机网络发展提供了良好的外部通信条件，它可以为更多的用户提供数据通信服务3．按照资源共享的观点定义的计算机网络应具备哪几个主要特征？资源共享的观点：以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合主要特征：1）计算机网络建立的主要目的是实现计算机资源的共享2）互联的计算机是分布在不同地理位置的多台独立的“自治计算机”3）互联计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议4．现代网络结构的特点是什么？大量的微型计算机通过局域网连入广域网，而局域网与广域网、广域网与广域网的互联是通过路由器实现的5．局域网、城域网与广域网的主要特征是什么？局域网：1）覆盖有限的地理范围2）提供高数据传输速率（10Mb/s~10Gb/s）、低误码率的高质量数据传输环境3）一般属于一个单位所有，易于建立、维护与扩展4）从介质访问控制方法的角度，局域网可分为共享式局域网与交换式局域网城域网：1）满足几十公里范围内大量企业、机关、公司的多个局域网互联的需求2）介于广域网与局域网之间的一种高速网络广域网（也称远程网）：1）覆盖的范围从几十公里到几千公里，覆盖一个国家、地区，或横跨几个洲，形成国际性的远程网络2）通信子网主要使用分组交换技术6．根据系统的互联方式，网络多媒体应用系统一般可以分为哪几种基本的结构方式？请列举每一种结构的一种典型的应用实例四种基本的结构方式及应用实例：1）一对一系统：二个终端之间的单独通信实例：视频电话系统2）一对多系统：由一个发送端和多个接受端构成的系统实例：多方接受的网页3）多对一系统：多个发送端通过单播或者多播向多个接受端发送信息实例：投票4）多对多系统：一个组的成员之间可以相互发送信息实例：多媒体会议系统7．网络多媒体的传输有哪几个主要的基本特征？请列举传输连续的音频、视频流所需求的通信带宽数据主要特征：1）高传输带宽要求2）不同类型的数据对传输的要求不同3）传输的连续性与实时性要求4）传输的低时延要求5）传输的同步要求6）网络中的多媒体的多方参与通信的特点8．你是如何理解“网络计算”概念的？请举出移动计算网络、多媒体网络、网络并行计算、网格计算、存储区域网络与网络分布式对象计算等方面的几个应用实例“网络计算”概念：网络被视为最强有力的超级计算环境，它包含了丰富的计算、数据、存储、传输等各类资源，用户可以在任何地方登录，处理以前不能完成的问题移动计算网络：无线局域网、远程事务处理多媒体网络：视频点播系统、多媒体会议系统网络并行计算：破译密码、发现素数网格计算：桌面超级计算、智能设备存储区域网络：SSP提供的Internet存储服务网络分布式对象计算：？？.第二章网络体系结构与网络协议1．请举出生活中的一个例子来说明“协议”的基本含义，并举例说明网络协议三要素“语法”、“语义”与“时序”的含义与关系协议是一种通信规则例：信件所用的语言就是一种人与人之间交流信息的协议，因为写信前要确定使用中文还是其他语言，否则收信者可能因语言不同而无法阅读三要素：语法：用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现顺序语义：解释比特流的每一部分含义，规定了需要发出何种控制信息，以及完成的动作和作出的响应时序：对实现顺序的详细说明例：？？2．计算机网络采用层次结构的模型有什么好处？1）各层之间相互独立2）灵活性好3）各层都可采用最合适的技术来实现，各层实现技术的改变不影响其他层4）易于实现和维护5）有利于促进标准化3．ISO在制定OSI参考模型时对层次划分的主要原则是什么？1）网中各结点都具有相同的层次2）不同结点的同等层具有相同的功能3）不同结点的同等层通过协议来实现对等层之间的通信4）同一结点内相邻层之间通过接口通信5）每个层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务4．如何理解OSI参考模型中的“OSI环境”的概念？“OSI环境”即OSI参考模型所描述的范围，包括联网计算机系统中的应用层到物理层的7层与通信子网，连接结点的物理传输介质不包括在内5．请描述在OSI参考模型中数据传输的基本过程1）应用进程A的数据传送到应用层时，加上应用层控制报头，组织成应用层的服务数据单元，然后传输到表示层2）表示层接收后，加上本层控制报头，组织成表示层的服务数据单元，然后传输到会话层。

不连续复杂动态网络的有限时间与固定时间同步复杂网络在现实生活中无处不在,复杂网络的同步是自然界中广泛存在的、不容忽视的现象.近年来,复杂网络的渐近同步及其控制已引起了大量学者的广泛关注,然而在物理、工程等领域的实际网络系统中,网络的有限时间和固定时间同步及其控制更具有现实意义和应用价值,但相关研究工作才刚刚起步,相关研究结果较少.鉴于此,本文综合运用非光滑分析、微分包含、右端不连续微分方程、脉冲微分方程等相关理论分别研究了两类不连续复杂动态网络即右端不连续复杂网络和具有脉冲效应的复杂动态网络的有限时间同步和固定时间同步.第一部分讨论了在统一控制框架设计下的右端不连续复杂动态网络的有限时间和固定时间同步.首先,在Filippov解意义下,运用非光滑分析、微分包含等理论及反证思想,分析了右端不连续系统的有限时间与固定时间稳定性,并建立了相应的稳定性定理.然后,对一类具有不连续节点动力学的复杂网络设计了新的控制策略,在该统一的控制策略下,运用前述建立的稳定性定理,结合右端不连续微分方程理论,得到了网络实现有限时间与固定时间同步的判定准则.该准则指出,在统一的控制策略和相同的判定条件下,网络最终是有限时间同步还是固定时间同步取决于控制策略中的一个关键参数的取值.另外,通过对网络设计另一类统一的控制策略,讨论了网络的渐近、指数和有限时间同步.最后给出了数值模拟来说明理论结果的有效性.考虑到现实网络中的脉冲现象,第二部分研究了具有脉冲效应的复杂动态网络的有限时间同步.首先,利用比较原理和数学归纳法建立了有限时间稳定的脉冲型微分不等式,并给出了稳定停息时间上界估计.然后,通过对脉冲复杂网络设计连续控制策略,利用建立的微分不等式和脉冲微分方程理论,得到了网络在1-范数和2-范数意义下的有限时间同步准则和同步停息时间上界估计.最后利用数值实例和仿真验证了所得理论结果的正确性和有效性.第三部分探讨了具有脉冲效应的复杂动态网络的固定时间同步.首先,利用比较原理、平均脉冲区间理论以及分类讨论思想,建立了脉冲非线性系统的固定时间稳定定理,并运用最值理论得到了与系统初值无关的稳定停息时间的最优估计.其次,通过对具有脉冲效应的复杂网络设计不连续控制律,运用建立的稳定定理和脉冲微分方程理论,得到了网络实现固定时间同步的判定条件和同步停息时间上界估计.为了说明理论结果的可行性,本部分最后给出了相关数值实例及其仿真.。