《数据通信与计算机网络》补充习题参考答案.docx
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《数据通信与计算机网络》补充习题参考答案
《数据通信与计算机网络》补充题题介
第一章
1．计算机网络的发展经历了几个阶段？
各阶段有什么特点？
2．通信子网是计算机网络的一个组成部分。
试列出在计算机网络的工作中那些是由通信子网完成的？
那些不是？
3．简述可以从几种不同角度来对计算机网络分类。
第二章
1．在一个n层的网络系统中，每层协议分别要求加上
Hi字节长的报头。
若送往该网络的应用
数据长度为
A字节，问在物理媒体的带宽中有多少百分比是用来传输有效应用数据的？
解：
∵每层协议要求加上
Hi字节的报头
n
∴n层的网络系统中，增加的开销为
Hi
又∵应用数据长度为
A字节
i
1
∴传输有效应用数据的有效的带宽占
A
n
A
Hi
i1
第三章
1．简述通信系统的模型。
2．物理层协议包括哪四方面的内容？
3．简述模拟数据及数字数据的模拟信号及数字信号表示方法。
4．简述MODEM和CODEC的作用。
5．什么是数据通信？
6．数据传输速率与信号传输速率的单位各是什么？
它们之间有什么关系？
7．数据传输速率与信道容量的单位各是什么？
它们之间有什么不同？
8．对于带宽为4KHz的信道，若用8种不同的物理状态来表示数据，
信噪比为30db，试问按奈
奎斯特定理，最大限制的数据速率是多少？
按香农定理最大限制的数据速率是多少？
解：
按奈奎斯特定理
C=2H·log2N
∵N=8，H=4KHZ
∴C=24kbps
按香农定理，C=H·log2（1+S/N）
∵信噪比为30db，30db=10·logS/N
30
∴S/N
1010
1000
H=4KHZ
∴C=H·log2（1+1000）=40kbps
9．对于带宽为6MHz的信道，若用4种不同的状态来表示数据，在不考虑热噪声的情况下，该信道的最大数据传输速率是多少？
解：
按奈奎斯特定理：
C=2·H·log2N
∵N=4，H=6MHZ
∴C=2·6MHZ·log24=24Mbps
10．某调制解调器同时使用幅移键控和相移键控，采用
0、π/2、π和3/2π四种相位，每种相
位又都有两个不同的幅度值，问波特率为
1200的情况下数据速率是多少？
同时使用幅移键
控和相移键控
解：
有0,,
3
4种相位，每个相位又有
2个幅度
2
2
∴N=4×2=8
B=1200baud
∴S=B·log2N=3600bps
11．信道带宽为3KHz，信噪比为30db，每个信号两种状态，则每秒能发送的比特数不会超过
多少？
解：
按香农定理：
信噪比为
30db，H=3KHZ
S
30
10
1000
10
∴N
2（1+1000）=30kbps
C=H·log
C=2H·log2N
按奈奎斯特定理
∵N=2，H=3KHZ
∴C=6kbps
所以该信道每秒能发送的比特数不会超过
6kbit。
12．采用8种相位、每种相位各有两种幅度的
PAM调制方法，问在
1200Baud的信号传输速率
下能达到的数据传输速率为多少？
解：
N=8×2=16
种，B=1200Band
∴S=B·log2N=4800bps
13．采用每种相位各有两种幅度的PAM调制方法，在带宽为8KHz的无噪信道上传输数字信
号，若要达到64Kbps的数据速率，问至少要多少种不同的相位？
解：
按奈奎斯特定理：
H=8KHZ，C=64kbps
C=2·H·log2NN=16
∵每种相位各有两种幅度∴N/2=8种相位
答至少要8种不同相位
14．简述异步传输方式与同步传输方式的区别。
15．数据速率为1200bps，采用无校验、1位停止位的异步传输，问
1分钟内最多能传输多少个
汉字（双字节）？
解：
异步传输汉字时，每个汉字占二个群；数据位为
8位，采用无校验，1位停止位，1位起始位
每分钟可传输的汉字数
1200bps
60s
3600
（8
1
1）
2
所以1分钟内最多能传输汉字
3600个。
16．分别用标准曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码画出1011001的波形图。
解：
数据为1011001
v
1
0
1
1
0
0
1
全宽码
t
曼彻斯特码
差分曼彻斯
特码
17．采用曼彻斯特编码的
10Mbps局域网的波特率是多少？
解：
采用曼彻斯编码时，在最坏情况下，一位二进制比特需要有二次跳变，所以
10Mbps局域网
的波特率为
10Mbps*2=20Mbaud
18．简述异步传输方式的字符格式，并说明各部分的所用。
19．信源以字节（8比特）为单位传输数据，若数据速率为
B（bps），对下列两种情况分别计算
有效数据传输速率：
（1）异步串行传输，不用校验位、使用
1位停止位；
（2）同步串行传输，每帧包含
48位控制位和4096位数据位。
解：
（1）异步传输:
（传输数据位最多时）
以字节为单位，
8位数据，不用校验，
1位起始位，
1位停止位
8
B
0.8B
8
1
1
（2）同步传输：
每帧包含48位控制位和4096位数据位
4096
B0.988B
409648
20．在相同数据速率下，分别采用异步协议和同步协议传输大批量数据，问两者的传输效率之
比约为百分之几？
解：
在相同数据速率B下，传输大批量数据时
异步传输的效率最多为
8
B0.8B
10
同步传输的效率为接近于
1×B
两者的传输效率之比为
0.8B
0.8
1B
21．对于带宽为4KHz的语音信号，采用量化级别为
128的PCM方法编码，问所产生的二进制
位起码要用多大传输速率的信道才能传输？
解：
语音信号带宽为4KHZ，所以采样频率为2×4KHZ=8KHZ
即每秒采样8000次
每次间隔时间为125us，量化级为128，故每次采样要用七位二进制来表示所以数据速率为
7bit×8KHZ=56kbps
或7bit/125us=56kbps
22．简述FDM和TDM的实现原理。
23．分别计算T1载波和
E1载波的编码效率和开销率。
解：
T1载波:
每帧由24路声音，每路声音
7位数据，1位控制，每帧1位标志
编码效率为
7
24
168
0.87
24
1
193
8
25
0.1295
0.13
开销率为
193
E1载波：
每帧由
30路声音，每路声音
8位数据，每帧有
8位同步，8位控制
编码效率为
30
8
240
0.9375
8
8
8
256
30
16
0.0625
开销为
256
24．若要在采用两种物理状态传输的
50Kbps信道上传输
1.544Mbps的T1载波，问信道的信噪
比至少要多少?
解：
在两种物理状态下传输
50kbps，即
C1=2·H·log2N
∵N=2，C1=50kbps
∴H=25KHZ
现要传输1.544Mbps的T1载波
∴C2=H·log2（1+S/N）
C2=1.544Mbps
2（1+S/N）=61.76
S/N=261.76
∴leg
-1
信噪比为10
S
185.9db
lg
N
25．试比较电路交换、报文交换、虚电路分组交换及数据报分组交换方式的特点。
26．对于交换网定义如下参数：
N–两个给定站点间转接的节点数；L–报文长度（比特）；
B–链路上的数据传输速率（bps）；P–每个分组的长度（比特）；
H–每个分组的开销（比特）；
D–每个转接点的转接延迟时间（秒）。
M–两个节点之间的传播延迟时间（秒）。
假设不需要确认，请分别计算电路交换、报文交换、虚电路分组交换和数据报分组交换的端到端延迟时间。
解：
（1）电路交换，有电路的建立时间，报文传输延迟和传播延迟时间
T虚电路交换
T电路交换=S
L
M
（M为两站点之间的传播延迟）
（N1）
B
（2）报文交换，无电路的建立时间，但采用存贮转发
L
T报文交换=（N1）（M）ND
B
分组交换：
L
分组个数记为X个分组（可能最后一个分组中数据量不足P-H）
PH
最后一个分组长度为L-（x-1）·（P-H）+H记为Y
（3）虚电路分组交换：
有虚电路的建立时间，延迟时间可为
=虚电路的建立时间+第一个分组的到达时间+后续分组的到达时间
P
（x
2）
p
y
S（N
1）（
M）
ND
B
B
（4）数据报分组交换：
无虚电路的建立时间
T数据报交换=第一个分组的到达时间+后续分组的到达时间
（N
1）（
P
N
（x2）
p
y
M）
D
B
B
27．若两个端系统之间有三个转接点，要传送的报文为
4800bits
，所有链路上的数据速率为
10Mbps，若采用虚电路分组交换技术，呼叫建立的时间为
0．001秒，每个分组的最大长度
为1200bits，每个分组要有40bits
的开销，每个转换点的处理时延为
0．0002秒。
两个
站点之间的传播时延为
0．00001
秒，试计算从端到端的延迟时间。
解：
每个分组的最大长度为
1200bits
，每个分组要有
40bits
的开销,所以每个分组只能携带
1160bits数据。
分组个数为X=4800÷1160≈4.1个，为5个分组。
最后一个分组长度为
Y=L-（x-1）·（P-H）+H=200bits
呼叫建立的时间为S=0．001秒=1ms；每个转换点的处理时延为
D=0．0002秒=0．2ms；
两个站点之间的传播时延为
M=0．00001秒=0．01ms；N=3；B=10Mbps=10bit/μs
T虚电路交换=虚电路的建立时间
+
第一个分组的到达时间
+后续分组的到达时间
S
（N
P
M）
（x
2）
p
y
1）（
ND
B
B
=2.5ms
28．若在相隔1000公里两地之间要传送3K位的数据。
可以通过地面电缆以
4.8kbps的数据速
率传送或通过卫星信道以
50kbps的数据速率传送，问从开始发送到接受方收到全部数据为
止用那种方式传送时间较短？
解：
地面电缆：
T=传输延迟
+传播延迟
3k
1000
10
3
m
4.8kbps
200m/us
=625ms+5ms=630ms
卫星信道：
卫星的单向传播延迟时间约为
270ms
T=传输延+
传播延迟
3k
270ms
50kbps
=60ms+270ms=330ms
所以用卫星信道传送的时间较短。
29．一个简单的电话系统由二个终端局和一个长途局组成，每个终端局用
1MHZ的全双工中继
线连到长途局，平均每台电话机在
8小时的工作日中使用4次，每次通话平均持续6分钟，
其中10%的通话是长途电话局。
（即经过长途局的），若设每路话音带宽为
4KHZ，问每个
终端局能够支持的电话机最多台数是多少？
解：
按频分多路
1MHZ
250
个子信道
4KHZ
按时分多路
8
60
200
个用户
46
10%
可支持的电话机的最多台数为
250×200=50000台
30．假如你训练你的急救用狗，方法是传送一个装有三片软盘的盒子，每个盘片上存有
250，
000字节的信息，不管你在那里，狗都能以18公里/小时的速度跑到你跟前，
问在什么距离
范围内，狗的数据传输率比电路交换的数据传输率
300bps高？
解：
3250000
8bit
300
bps（设距离为X公里）
x/18
公里/小时
3
250000
8bit
3
1810m
100公里
x
300bps
3600s
31．若某运载工具能以每小时
80公里的速度一次传递
10盒8mm的磁带，每盒3盘带，每盘带
容量为7GB。
问在什么距离范围内，该运载工具的数据传输率比
155Mb/s
的ATM网络要
高？
解：
设距离为Y公里
10
3
7GB
y/80
155Mbps
公里/小时
10
3
7
109
8
80
103m
240公里
y
155
106
3600s
32．某信道误码率为10-5，每帧长度为10000bits,试问：
a）若差错都是单个错，则在该信道上传送的帧的平均出错率是多少？
b）若差错大多为突发错，平均突发长度为100bits，则在该信道上传送的帧的平均出错率是多少？
解：
Pe=10
-5，每帧长度为
104
bit
（1）若为单个错：
pe
Ne
Ne=1
∴N=10
5
N
10
5
10个
∴帧的错误率为10%
有多少个帧：
4
10
（2）若为突发错：
Ne=100bit
∴N
Ne
7
10
Pe
有多少帧
107
1000
个帧，但突发错误可能影响一个帧，也可能影响二个帧；
4
10
所以帧的平均错误率为
1
2
1000
或
1000
第四章
1．比较ARQ和FEC方法的工作原理，说明他们的不同之处。
2．已知生成多项式为：
4
3
2
1010101的CRC码。
X+X
+X+1，求信息位
解：
生成多项式g（x）=x4+x3+x2+1对应的二进制位串为11101（r=4）
信息位1010101对立的二进制多项式为k（x）
求
x4k（x）
的余式
g（x）
1110101
11101
10101010000
∴余式r（x）=x3+1
11101
10000
→1001
11101
4·k（x）+r（x）
11011
C（x）=x
11101
11000
→对应的CRC码为
11101
10100
11101
10101011001
1001
3．已知（7，3）循环码的校验关系式为：
C6+C3+C2+C1=0
C5+C2+C1+C0=0
C6+C5+C1=0
C5+C4+C0=0
求该循环码的生成多项式
G（X）和信息码110的余式r（x）
？
解：
在（7，3）循环码中前k-1
位为0
的信息位是
001，即有C6C5C4C3C2C1C0
001XXXX
代入校验方程组：
C6+C3+C2+C1=0
→C3=1；
C5+C2+C1+C0=0
→C2=1；
C6+C5+C1=0
→C1=0；
C5+C4+C0=0
→C0=1；
生成多项式对应的二进制位串为
0011101（r=4）；生成多项式为g（x）=x4+x3+x2+1
信息位110对立的二进制多项式为
k（x）
4
xk（x）
的余式
求
g（x）
101
11101
1100000
∴余式r（x）=x3+1
11101
10100
→1001
11101
C（x）=x4·k（x）+r（x）
1001
→对应的CRC码为1101001
4.设有一个（7，3）码，其生成多项式G（X）=x4+x3+x2+1,当传输信息为101时，求循环冗余码。
解：
生成多项式g（x）=x4+x3+x2+1对应的二进制位串为11101（r=4）
信息位101对立的二进制多项式为k（x）
x4
k（x）
求
的余式
g（x）
111
11101
1010000
11101
∴余式r（x）=x+1
10010
→0011
11101
C（x）=x4·k（x）+r（x）
11110
11101
0011
→对应的CRC码为
1010011
5．设信息为7位，冗余位为
4位，生成多项式
4
3
，试计算传输信息为
1011001和
G（X）=x+x+1
1101001的CRC编码。
解：
生成多项式g（x）=x4
+x
3
+1对应的二进制位串为11001（r=4）
信息位1011001对立的二进制多项式为
k（x）
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