《数据通信与计算机网络》补充习题参考答案.docx

1、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i1传输有效应用数据的有效的带宽占AnAHii 1第三章1简

2、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 = 24 kbps按香农定理， C = H log2

3、（1+S/N ）信噪比为 30db ，30db = 10 log S/N30 S / N10 101000H = 4KHZ C = H log 2（ 1+1000） = 40 kbps9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 log2 4 = 24 Mbps10某调制解调器同时使用幅移键控和相移键控，采用0、 /2 、 和 3/2 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

4、是多少？同时使用幅移键控和相移键控解：有 0, ,34种相位，每个相位又有2个幅度,22 N = 4 2 = 8B = 1200 baud S = B log2N = 3600 bps11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 = 3KHZS3010100010 N2（ 1+1000） = 30 kbpsC = H logC = 2H log2N按奈奎斯特定理 N = 2 ， H = 3KHZ C = 6 kbps所以该信道每秒能发送的比特数不会超过6 kbit 。12采用 8 种相位、每种相位各

5、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 = 1200 Band S = B log2N = 4800 bps13 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 = 64 kbpsC = 2 H log2N N = 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 120

6、0bps，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1200 bps60 s3600(811)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 1011001v1011001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10M

7、bps * 2 = 20 Mbaud18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8B0.8 B811（ 2）同步传输：每帧包含 48位控制位和 4096位数据位4096B 0 .988 B4096 4820在相同数据速率下，分别采用异步协议和同步协议

8、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8B 0.8 B10同步传输的效率为接近于1B两者的传输效率之比为0 .8 B0 .81 B21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 = 56 kbps或 7bit / 125us =

9、 56 kbps22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7241680. 872411938250 .12950 .13开销率为193E1 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3082400 .937588825630160 .0625开销为25624若要在采用两种物理状态传输的50 Kbps 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50 kb

10、ps ，即C1 = 2 H log2N N = 2 ， C1 = 50 kbps H = 25 KHZ现要传输 1. 544 Mbps 的 T1载波 C2 = H log2（1+S/N ）C2 = 1 . 544 Mbps2（ 1+S/N ） = 61. 76S/N = 2 61. 76 leg-1信噪比为 10S185 .9 dblgN25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

11、( 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 = SLM（ M为两站点之间的传播延迟）( N 1)B（ 2）报文交换，无电路的建立时间，但采用存贮转发LT报文交换 = ( N 1) ( M ) N DB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）P H最后一个分组长度为 L - （ x - 1）（ P- H） +H 记为

12、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( x2)pyS ( N1)(M )N DBB（ 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( N1)(PN( x 2)pyM )DBB27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0001 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00002 秒。两

13、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=0001 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/ sT 虚电路交换 = 虚电路的建立时间+第一个分组的到达

14、时间+ 后续分组的到达时间S( NPM )( x2)py1)(N DBB=2.5ms28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3 k1000103m4 .8kbps200 m / us=625 ms + 5 ms = 630 ms卫星信道：卫星的单向传播延迟时间约为270msT = 传输延 +传播延迟3 k270 ms50 kbps= 60ms + 270ms = 330ms所以

15、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1MHZ250个子信道4 KHZ按时分多路860200个用户4 610 %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

16、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300 bps 高？解： 3 2500008bit300bps （设距离为 X 公里）x / 18公里 / 小时32500008bit318 10 m100 公里x300 bps3600 s31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155M b/s的 ATM 网络要高？解：设距离为 Y公里1037 GBy / 80155 M b p s公里 / 小时103710 9880

17、10 3 m240 公里y15510 63600 s32某信道误码率为 10-5 ，每帧长度为 10 000 bits, 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104bit（ 1）若为单个错： p eN eNe = 1 N = 105N10510 个 帧的错误率为 10%有多少个帧：410（ 2）若为突发错： Ne = 100 bit NN e710Pe有多少帧10 71000个帧，但突发错误可能影响一个帧，也可能影响二个帧；

18、410所以帧的平均错误率为121000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：4321010101 的 CRC 码。X + X+ X +1，求信息位解：生成多项式 g (x) = x 4 +x 3+x 2+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x 4 k ( x)的余式g ( x)11101011110110101010000余式 r (x) = x 3 + 11110110000 1001111014 k (x) + r (x)11011C (x) = x11101110

19、00 对应的 CRC码为1110110100111011010101100110013 已知（ 7， 3）循环码的校验关系式为：C6+C3+C2+C1=0C5+C2+C1+C0=0C6+C5+C1=0C5+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 C6 C5 C4 C3 C2 C1 C00 0 1 X X X X代入校验方程组：C6+C3+C2+C1=0C3=1；C5+C2+C1+C0=0C2=1；C6+C5+C1=0C1=0；C5+C4+C0=0C0=1；生成多项式对应的二进制位串为

20、0011101(r = 4) ；生成多项式为 g (x) = x 4+x3 +x 2+1信息位 110对立的二进制多项式为k (x)4x k ( x)的余式求g ( x)10111101110 0000余式 r (x) = x 3+ 1111 0110100 100111101C (x) = x 4 k (x) + r (x)1001 对应的 CRC码为11010014. 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) = x 4 +x 3+x 2+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)x 4k ( x)求的余式g ( x)11111101101000011101余式 r (x) = x + 110010 001111101C (x) = x 4 k (x) + r (x)11110111010011 对应的 CRC码为10100115设信息为 7 位，冗余位为4 位，生成多项式43，试计算传输信息为1011001 和G（ X） =x +x +11101001 的 CRC编码。解：生成多项式 g (x) = x 4+x3+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)