南京邮电大学通信网理论基础期末复习.docx
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南京邮电大学通信网理论基础期末复习
08年试卷
名词解释
1.PSTN和IP网络
PSTN（PublicSwitchedTelephoneNetwork）：
公共交换电信网络，是一种用于全球语音通信的电路交换网络。
IP网络：
它是独立于数字网络的专用通信网，计算机网络相互连接进行通信的网络，是通过分组交换网络传送信号，采用的是分组交换技术。
IP网络是指采用分组交换技术完成的连接，这个分组就是IP分组，也称为IP包，它是相对于电路交换而言的【PPT上的】。
2.TDD、FDD各是什么意思？
请加以解释，这两种模式各有何优缺点？
试简要回答。
TDD：
时分双工；
优点：
TDD模式能根据业务需要灵活调度使用各种频率资源，且上下行不需要成对的频率；TDD模式采用在周期性重复的帧里传输，上下链路的转折点可以因业务的不同而任意调整，可以实现3G要求的两类通信业务。
缺点：
终端的移动速度较低；TDD模式覆盖范围小；
FDD：
频分双工；
缺点：
FDD模式上下行链路是相互独立的，资源不能相互利用，故对于（上下行）不对称业务，其频率利用率有所降低；
缺点：
但是对于对称的业务，其频带的利用率较高；
3.简要解释什么是OFDM、FDMA、TDMA、CDMA、WDMA；
OFDM正交频分复用：
由并行的多分频子载波来传输信息，低数码率传输，各分频载波之间相互正交。
FDMA频分多址:
FDMA是把使用的频带划分成若干较窄的、频域上互不重叠的频带，每个频带就是一个通信信道，供一个用户在接入时使用。
TDMA时分多址：
TDMA是把时间分成周期性的帧，每一帧再分成若干时隙，各用户依照指定的时隙通话。
时分复用技术在固定电话网中也多使用。
CDMA码分多址：
用户使用相同的频率，但是依靠不同的码片序列加以处理，形成不同的信息码，接收时再根据码片序列加以检出。
WDMA波分多址：
光纤中的不同窗口传送不同波长的激光。
4.通信系统中的“一次群”、“二次群”。
通信信号每8bit为一时隙，32个时隙为一帧，每16帧组成一复帧，其速率为：
1帧：
64Kb/S×32＝2048Kb/S＝2.048Mb/S，称为2M，俗称一次群。
二次群：
4组一次群，2.048Mb/S×4＝8.192Mb/S；
5.分组交换、虚电路、数据报
分组交换：
将传输的数字信息分为若干组，信息以组为单位传输，至到达对方后，再组成原始的信息。
各组信息的传输途径不一定相同。
虚电路：
提供呼叫双方的传输通路，电路和带宽不一定，但是有可能分配给用户固定使用。
其它用户也可以共享传输通道和带宽。
数据报：
通信不需要建立电路连接或者虚电路连接。
而是在报文中携带源地址和目的地址，各个传输节点根据报文中的地址负责进行数据的转发；通常需要把数据报封装在网络的一定的格式中方可传输。
6.三网融合及其主要技术
三网融合：
三网融合是指电信网、计算机网和广播电视网三大网络通过技术改造,能够提供包括语音、数据、图像等综合多媒体的通信业务。
其表现为技术上趋向一致，网络层可以实现互联互通，形成无缝覆盖，业务层上互相渗透和交叉，应用层上趋向使用统一的IP协议，在经营上互相竞争、互相合作，朝着向人类提供多样化、多媒体化、个性化服务的同一目标逐渐交汇在一起，行业管制和政策方面也逐渐趋向统一。
三大网络通过技术改造，能够提供包括语音、数据、图像得工综合多媒体的通信业务。
这就是所谓的三网融合。
三网融合的主要技术：
宽带接入技术、软交换技术、数字技术、光通信技术、IP技术和基于光缆的宽带光纤接入技术
宽带传输技术、IP技术、光纤通信技术、光纤同轴混合网络
问题回答
1.模拟话音通信和数字话音通信的带宽，各是多少？
这些参数是怎么得到的？
模拟话音通信：
话音信号带宽4KHZ。
人类声音的频率范围在20-20000Hz，为了更好、更多地传输话音信息，需要尽量减小话音通信信号的带宽，所以模拟通信中话音信号的频率范围控制在3500Hz，每个话音信号的带宽为4000Hz。
数字话音通信：
话音信号带宽64KHZ，速率为64kb/s。
根据奈氏定理（采样脉冲的频率，必须大于或等于被采样信号频率的两倍，才可以使数字化以后的信号再恢复成原始信号时不产生失真），因为话音信号的频率带宽在4KHz，故使用8Kb/S的脉冲作为采用脉冲，将模拟信号经过脉冲取样、数字量化变成数字信号。
8Kb/s的采样脉冲每Ts=1/8K=125μs为一帧，在这一帧内信号的幅值可以用8bit的数字信号表示。
每一数字话话路的速率：
8bit/125μs＝8K×8bit/s＝64Kb/s。
在数字通信中，其带宽等于信号速率，即B=RB，故B=64KHZ。
2.互联网电话有哪几种形式？
解决互联网电话和公众交换电话网电话之间互联的关键问题是什么？
（第一部分1-1P37）
答：
互联网电话有四种形式：
计算机—计算机PC-PC：
如QQ和微信电话本
计算机—电话PC-Phone
电话—计算机Phone-PC
电话—电话Phone-Phone
关键技术：
电话机通过网关成为计算机的终端，
因特网和电话网互连
计算机终端持有的IP地址与电话网中的电话号码—国家—长途区号—电话号码之间的相互转换
电话网的信令与因特网的控制信号互认
问题：
能够支持基于IP分组网和电路交换网直接的无缝连接，保证各自用户的应用/
业务的互操作性
现有的电路交换网对于话音业务的服务，安全并且有很好的质量保证，技术也应用也很
成熟，缺点是不能满足数据通信的需要，不适应多媒体技术发展的要求；信道使用率
也很低
互联网是数据通信的很好的网络平台，但是安全和质量均缺乏保证，缺乏电信业务所
需要的质量指标，计费模式，效益低。
3．什么叫HSDPA?
HSDPA的关键技术有哪些？
高速下行分组接入技术（HighSpeedDownPocketAccess）;
关键技术：
自适应调制和编码AMC（AdaptiveModulationandCoding）;混合自动重传HARQ（HybridAutomaticRepeatRequest）;快速数据调度FS（FastScheduling）;
4．什么叫LTE？
试简要叙述LTE的技术特征。
LTE（LongTermEvolution,长期演进）是3G的演进，最初，LTE并非人们普遍理解的4G技术，而是3G与4G技术之间的一个过渡，是3.9G的全球标准,它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM/FDMA和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。
在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率。
改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低系统延迟。
技术特征：
（1）通信速率有了提高，下行峰值速率为100Mbps、上行为50Mbps。
（2）提高了频谱效率，下行链路5（bit/s）/Hz，（3--4倍于R6HSDPA）;上行链路2.5（bit/s）/Hz，是R6HSUPA的2--3倍。
（3）以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上将基于分组交换。
（4）QoS保证，通过系统设计和严格的QoS机制，保证实时业务（如VoIP）的服务质量。
（5）系统部署灵活，能够支持1.25MHz-20MHz间的多种系统带宽，保证了将来在系统部署上的灵活性。
（6）降低无线网络时延：
子帧长度0.5ms和0.675ms，解决了向下兼容的问题并降低了网络时延，时延可达U-plan<5ms，C-plan<100ms。
（7）增加了小区边界比特速率，在保持目前基站位置不变的情况下增加小区边界比特速率。
如MBMS（多媒体广播和组播业务）在小区边界可提供1bit/s/Hz的数据速率。
（8）强调向下兼容，支持已有的3G系统和非3GPP规范系统的协同运作。
与3G相比，LTE更具技术优势，具体体现在：
高数据速率、分组传送、延迟降低、广域覆盖和向下兼容。
5．从网络的角度来看IP、ATM/SDH/DWDM，他们之间是什么关系？
IP：
信息的分组协议，具有丰富的应用；与实际的通信手段、目的完全融合；
ATM异步转移模式：
面向连接，完成路由的交换功能；
SDH同步数字体系：
通过SDH帧结构实现DWDM的传输功能；
DWDM密集波分复用技术：
充分发挥光纤传输能力的技术；（DWDM概念：
密集波分复用技术允许在一根光纤上，利用不同的波长（窗口）传输不同的光信号。
）
IP是通信业务及其元素，即电信运营商为用户提供的各种通信业务，可以是各种业务的颗粒或者集合，例如话音、数据、图像的分组；
ATM相当于集装箱，把各种类型、分属各个用户的业务，即IP分组装配起来以便运输和转运；
SDH则是运送ATM这一集装箱的大巴、列车等运输工具；
DWDM则是相当于高速铁路、高速公路这些输送信息的物理介质；
2010年试卷
1.名词解释
（1）IMS：
IP多媒体子系统
（2）MSC：
移动交换中心
（3）什么是网关和网闸？
各自的作用是什么？
（第一部分1-1P35）
答：
网关：
网关通常由PSTN中继接口、数字信号处理板、主处理器、全局RAM以及以太网接口等设备组成，完成电话数据和网络数据的互相转换。
网关具有路由管理功能，它把各地区电话区号映射为相应的地区网关IP地址。
在用户拨打IP电话时，网关根据电话区号数据库资料，确定对方网关的IP地址，并完成数据打包、路由选择等工作。
这些信息存放在一个数据库中。
上述呼叫处理、数字语音打包、路由管理等功能由网关中的处理软件完成。
对于因特网未延伸到或暂时未设立网关的地区，可设置路由，由最近的网关通过长途电话网转接，实现通信业务。
网闸：
网闸负责IP电话系统的统一管理、配置和维护。
除管理所有的VoIP网
关之外，还对VoIP网关发来的查询，以适当的VoIP网关的IP地址回答。
其主
要功能包括：
呼叫控制功能；地址翻译功能；带宽管理功能；路由管理功能；数据库管理和备份等。
（4）一次群的带宽是多少？
正常编码可以容纳多少路数字电话？
答：
带宽是2.048MHz，容纳32路数字电话（2.048×1000÷64=32）
2.问答解析
（1）LTE的循环前缀是什么？
有哪些优点？
（第一部分1-2P28）
答：
定义：
循环前缀也称为周期前缀；这是因为OFDM使用时在每一个OFDM信号（也称为符号）前都要加上一个保护间隔，主要用来降低OFDM信号之间的干扰功率。
这种干扰功率主要由于多径传输等原因产生的。
优点：
循环前缀CyclicPrefix（CP）的长度决定了OFDM系统的抗多径能力和覆盖能力。
长CP利于克服多径干扰，支持大范围覆盖，但系统开销也会相应增加，导致数据传输能力下降。
（缺点：
长CP将增大系统的开销）
（2）IP地址的均衡前缀是什么？
有哪些优点？
（3）QoS指标有哪些？
传输分组时延的组成有哪些？
指标：
包传送平均时延IPTD、包传送时延变化IPDV、平均误包率IPER、平均丢包率IPLR、吞吐量IPPT
传输分组时延组成：
排队等待时间、服务时间、传输时延、处理时间
（4）IP链路利用率？
存储转发网络通信量最大的范围是多少？
答：
链路利用率定义：
一条链路实际通过的数据量与其标称的通信量之比，称为链路利用率。
链路利用率也称通信量强度，其最大值为1。
要使一个存储转发网络正常工作，该网络中的任何一条链路的通信量强度，一定不可太接近于1。
其实际的通信量强度最大为0.8。
证明：
解释：
按照排队论的结论，网络的平均延时为：
T＝1/rΣλi/（μCi-λi）；
式中，μ为服务率，Ci为该条链路的容量；
λi为该条链路的到达率，单位为分组/秒，即PKT/S；
假定网络是存储转发式网络，有m条链路，i是其中的一条。
分析上式，网络中只要有一条链路的通信量达到：
ρ＝λi/μCi→1，则T→∞；
（5）数字通信的正确性依赖于收端对数据传输格式（分帧、分组）的识别，问：
收端同步识别帧的方法？
答：
通信同步方式：
GPS同步，网络同步
11年试卷
名词解释
1.帧中继FR
帧中继是在X.25网络的基础上发展起来的数据通信网。
它的特点是取消了逐段的差错控制和流量
控制，把原来的三层协议处理改为二层协议处理，从而减少了中间节点的处理时间，同时传输链路的
传输速率也有所提高，减少了信息通过网络的时间延迟。
DDN数字数据网（DigitalDataNetwork）
和X.25提供交换式的数据连接不同，DDN是为计算机联网提供固定或半固定的连接数据通道。
数字数据网DDN是利用光纤、数字微波、卫星等数字信道，进行数据通信的基础网络，主要为用户提供永久或半永久的出租数字线路。
DDN只支持点对点，FR还支持点对多点，DDN是物理层协议，DDN交换机采用电路交换，FR包括物理层和数据链路层，FR交换机采用虚电路交换，DDN交换机和FR交换机是不同的设备，但通常用户使用FR时，用户端到FR交换机采用DDN线路连接。
2.IETF
IETF（互联网工程任务组，InternetEngineeringForce）,成立于1985年底，是全球互联网最具权威的技术标准化组织，主要任务是负责互联网相关技术规范的研发和制定，当前绝大多数国际互联网技术标准出自IETF。
3.中继和中继栈
中继是两点间的一条传输信道，这两点通常是交换的中心。
中继栈是承载多条逻辑链路的一条物理连接。
5.HSD/PUA
HSD/UPA----->HSD/UPA+------->LTE长期演进
6.什么是IPOverATM?
用ATM技术承载IP业务，主要是解决：
ATM的面向连接的技术，与IP的面向无连接的技术的衔接。
其主要的实质问题是两种方式对于地址的表述不同：
面向连接的是信令选择桐庐；而面向无连接的则是在数据包中含有地址。
7.解释IP网络的性能参数IPDV和IPLR。
包传送时延变化：
IPDV平均丢包率（最大丢包率）：
IPLR
包传送平均时延：
IPTD平均误包率（最大误包率）；IPER吞吐量：
IPPT
通常上述这些性能指标是以IP网络端到端，即IP包从源主机至宿主机全部的性能指标。
8.无分类域间路由CIDR
一是变字长安排网络号和主机号，最大限度地利用IP地址的长度，容纳更多的用户；二是把网络前缀相同的、连续的IP地址即相同下一跳的分组组成“CIDR地址块”即无分类域间路由选择地址块，便于路由器处理。
【基本原理】
CIDR（ClassesInter-DomainRouting）:
称为无分类域间路由，是一个在Internet上创建附加地址的方法，这些地址提供给服务供应商ISP，再由ISP分配给客户。
CIDR将路由集中起来，使一个IP地址代表主要骨干供应商服务的若干个IP地址，从而减轻Internet路由器的负担。
【XX定义】
9.RIP协议
路由信息协议RIP（RoutingInformaitionProtocol）是内部网关协议IGP中最先得到广泛使用的协议。
RIP是分布式的基于距离向量的路由选择协议，特点是简单。
10.p2p和C/S模式
P2P是通过直接交换来共享计算机网络资源和服务，例如信息的共享和交换，计算机资源（CPU等）、存储资源的共享。
P2P相对于计算机网络中的主机/终端模式、客户机/服务器（C/S）模式而言。
其特点是，网络中的每一台计算机，既是服务器也是终端，形成端到端的一种工作模式。
C/S即客户机/服务器，在C/S模式下工作，是依赖于服务器的，客户端（即终端）要交换数据必须向服务器提出请求，由服务器来实现；
11.OSPF
OSPF（OpenShortestPathFirst开放式最短路径优先）是一个内部网关协议（InteriorGatewayProtocol，简称IGP），用于在单一自治系统（autonomoussystem,AS）内决策路由。
是对链路状态路由协议的一种实现，隶属内部网关协议（IGP），故运作于自治系统内部。
12.域内路由器、域间路由器、主干路由器和自治系统边界路由器
域内路由器（InternalRouters）：
与该路由器相连的所有通信对端（网络或路由器）均属于同一个域。
该路由器只运行一套基本的路由算法。
域间路由器（AreaborderRouters）：
与多个域相连的路由器。
域间路由器运行多套基本的路由算法，每套算法对应它相连的一个区域。
域间路由器将与它们相连的域的拓扑结构信息加以提炼并将其发送到主干，然后主干将这些信息分发到各个域中。
主干路由器（BackboneRouters）。
与主干有接口的路由器。
这包括所有的域间路由器，但是并非所有的主干路由器都是域边界路由器。
自治系统边界路由器（ASboundaryRouters）。
与其他自治系统交换路由信息的路由器。
这些路由器向整个自治系统广播自治系统外的路由信息，自治系统内的所有路由器都知道通往自治系统边界路由器的路径。
问题回答
1.传统的电路交换网PSTN与IP网络之间的通信，可否直接连接？
为什么？
如果需要互联，需要增加什么设备？
这一设备的作用是什么？
不可以。
如果用户使用的是电话，则通过接入网络将语音传到交换设备上，然后再利用PCM之类的设备来对语音进行数字化。
3.什么是扩频技术？
第三代移动通信技术中如何使用扩频技术的，有什么好处，请举例说明。
扩频技术：
时域上的脉冲信号，其宽度越窄，频谱越宽。
如果用待传送的数字信号去调制很窄、但是频率很高的脉冲序列，可以展宽信号的带宽，此为扩频。
好处：
频率利用率高
由于频率利用率高，因此，在相同的带宽下，系统容纳的用户多，大约是GSM的4－5倍
抗干扰性极强
采用伪随机码，其频谱类似于白噪声，难以识别、伪造、并机
由于采用扩频技术，其频谱很宽，因此其信号的功率可以很小，但是其功率谱仍然较大，这样可以大大降低手机的平均发射功率
频谱宽使得话音质量大大提高
相邻的小区可以使用相同的频率，因而频率规划工作就非常简单。
手机在移动到不同的小区时，频率不必改变，使得手机的结构简单。
具体作法是，发送端用一宽带的扩频码序列（该码序列各用户唯一，是一个特定的地址码）与原始信号相乘，即调制；在接收端，则只有知道该扩频码序列的接收机才能够对该信号解扩，恢复原始数据，完成通信。
4.OFDM是一种什么技术？
请简要分析OFDM技术的特点和优势。
OFDM正交频分复用：
由并行的多分频子载波来传输信息，低数码率传输，各分频载波之间相互正交。
优势：
频谱效率高。
因为各个子载波之间可以部分重叠；理论上可以接近Nyquist极限；
带宽扩展性强。
其信号带宽取决于使用的子载波的数量，很灵活，较单载波技术优越；
抗多径衰落。
OFDM将宽带传输转化为众多子载波上的窄带传输，每个子载波上的信道相当于水平衰落信道，但是其传输的一致性较高。
而单载波信号（如CDMA）的多径均衡在宽带时（例如20MHz以上），是很困难的；
频谱资源分配灵活。
通过选择合适的子载波进行传输，实现频谱资源的动态分配；
易于与MIMO技术配合使用；
不足：
OFDM的频偏和相位噪声比较敏感，容易带来衰耗；
OFDM的峰值平均功率比较大，会导致视频放大器效率比较低；
OFDM自适应跳频技术会相应增加发射机和接收机的复杂度，当终端移动速度大于30km/h时，不适合采用自适应跳频技术；
5.什么是数字通信网络的信道（也称链路）利用率？
在一个存储转发网络中，某一个新到的通信量强度最大是多少？
为什么？
链路利用率定义：
一条链路实际通过的数据量与其标称的通信量之比，称为链路利用率。
链路利用率也称通信量强度，其最大值为1。
解释：
按照排队论的结论，网络的平均延时为：
T＝1/rΣλi/（μCi-λi）；
式中，μ为服务率，Ci为该条链路的容量；
λi为该条链路的到达率，单位为分组/秒，即PKT/S；
假定网络是存储转发式网络，有m条链路，i是其中的一条。
分析上式，网络中只要有一条链路的通信量达到：
ρ＝λi/μCi→1，则T→∞；
但是要使一个存储转发网络正常工作，该网络中的任何一条链路的通信量强度，一定不可太接近于1。
其实际的通信量强度最大为0.8。
6.数字通信中学习传输的单位，经常以帧为单位，从发送和接收端的同步来看，帧分为哪几种？
这几种帧在通信时是如何来定界的？
7.异构网络是指各种不同的网络，异构网络在互联时，如果要求在物理层，数据链路层，网络层，网络层以上实现网络互联，各自使用什么样的设备？
物理层的连接：
采用转发器（repeater）、集中器；数据链路层的连接：
采用网桥（桥接器，bridge）;
网络层的连接：
采用路由器（router）；网络层以上的连接：
采用网关（gateway）;
网络互连，指网络层以上的连接。
由于网络的IP地址是在网络层才分析和确定的，所以网络层的互连主要是地址分析和路由的选择。
8．计算机网络使用IP地址和MAC地址，这两种地址分别对应七层协议中的哪两层使用，各有什么使用？
在OSI模型中，第三层网络层负责IP地址，第二层数据链路层则负责MAC地址。
因此一个主机会有一个MAC地址，而每个网络位置会有一个专属于它的IP地址。
【XX】
硬件地址也称物理地址，它是数据链路层和物理层使用的地址，IP地址则是网络层及以上各层使用的地址。
【1-P18】
9．什么叫通信网络中心和中心店，再设计通信网的交换机和节点机的位置时，一般要考虑哪些因素？
10．WLAN、WiFi、WiMAX这三种无线局域网各是什么意思？
所使用和对应的IEEE协议簇是什么？
【试卷补充】
1.斯顿树：
如容许增加新的端点，包括中心点，存在比以前的最短主树更短的树，这种主树称为斯顿树。
2.实现IP传输的几种可能
IPoverATM：
IP负责承载信息，以ATM为宽带交换网络平台进行传输。
最适于各种需要交换的业务通信网络，这是目前的使用模式，质量好，效率低。
IPoverSDH：
省去ATM交换层的传输方式，传输简捷，但是业务上欠灵活。
不需要交换的场合可以采用这种方法，对于非电信业务是很好的选择。
如广电业务的网络已经采用这种形式。
基于因特网的IP业务，也是很适宜的。
IPoverWDM：
IP直接在光路上传播，是最简单直接的体系结构，IP传输技术发展的目标和方向，效率极高，网络结构清晰。
可以简化层次和设备，减少功能的重叠，减轻网管和网络配置的复杂性。
由于额外的开销最低，所以传输的效率也最高。
不过，需要开发一个新的适配层来代替SDH层，目的是提供一个帧结构，以便进行必要的在线传输性能的检测和监视，并且可以保证传输质量。
3．TCP/IP协议中，与IP协议配套使用的4个协议
TCP：
传输控制协议UDP：
用户数据报协议ICMP：
因特网控制报文协议IGMP：
因特网组管理协议RARP：
逆地址解析协议ARP：
地址解析协议
4.GSM（globalsystemformobilecommunication全球移动通信系统）:
由欧洲电信标准组织ETSI制订的一个数字移动通信标准，它的空中接口采用时分多址技术。
基站的25MHz带宽分为124个频道（双工）,频道之间的间隔200KHz，每个频道由8个用户共享，因此这是TDD+FDD模式，即每个用户仅仅使用一个频道的一个时隙通话，信号的发送和接收都是突发的，不是连续的，系统的容量124*8=992用户。
PPT相关概念
1-p32路由器在查找路由表时，可能会得到多个匹配结果，最后的“下一跳”地址应该如何确定？
答：
应该从匹配结果中选择具有最长网络前缀的路由，即最长前缀匹配。
最长前缀匹配（英文：
Longestprefixmatch
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