《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层的网络系统中，增加的开销为 又 应用数据长度为A字节 传输有效应用数据的有效的带宽占 第三章1简述通信系统的模型。2物理层协

2、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 = 2Hlog2N N = 8，H = 4KHZ C = 24 kbps 按香农定理， C = Hlog2（1+S/N） 信噪比为30db，30db = 10

3、log S/N H = 4KHZ C = Hlog 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 = 2Hlog2N N = 4， H = 6MHZ C = 26MHZlog24 = 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的情况下数据速率是多少？同时使用幅移键控和相移键控解：有 4种相位，每个相位又有2个幅度 N = 42 = 8 B = 1200 baud S =

4、Blog2N = 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 = 3KHZ C = Hlog2（1+1000） = 30 kbps按奈奎斯特定理 C = 2Hlog2N 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 = 82 = 16 种，B = 1200 Band S = Blog2N = 4800 bps

5、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 = 64 kbps C = 2Hlog2N 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 所以1分钟内最多能传输汉字

6、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 = 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

7、） 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 （2）同步传输：每帧包含48位控制位和4096位数据位 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 同步传输的效率为接近于1B 两者的传输效率之比为 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

8、24KHZ = 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 7bit8KHZ = 56 kbps 或 7bit / 125us = 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 开销率为 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 开销为 24 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

9、至少要多少?解：在两种物理状态下传输50 kbps，即 C1 = 2Hlog2N N = 2，C1 = 50 kbps H = 25 KHZ 现要传输1.544 Mbps的T1载波 C2 = Hlog2（1+S/N） C2 = 1.544 Mbps leg2（1+S/N）= 61.76 S/N = 2 61.76-1 信噪比为 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 )

10、 ；S 电路交换或虚电路分组交换的呼叫建立时间( 秒) ；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电路交换 = （M为两站点之间的传播延迟） （2）报文交换，无电路的建立时间，但采用存贮转发 T报文交换 = 分组交换： 分组个数 X个分组（可能最后一个分组中数据量不足P-H） 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 T

11、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 （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 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。两个站点之间的传播时延为000001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

12、个分组只能携带1160bits数据。 分组个数为X=480011604.1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=00002秒=02ms； 两个站点之间的传播时延为M=000001秒=001ms；N=3；B=10Mbps=10bit/sT虚电路交换 = 虚电路的建立时间 + 第一个分组的到达时间 + 后续分组的到达时间 =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

13、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 =625 ms + 5 ms = 630 ms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 = 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

14、个子信道 按时分多路 个用户 可支持的电话机的最多台数为250200 = 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300 bps高？解：（设距离为X公里） 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155M b/s的ATM网络要高？解：设距离为Y公里 32 某信道误码率为10-5，每帧长度为10 000 bi

15、ts,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： Ne = 1 N = 105 有多少个帧： 帧的错误率为10% （2）若为突发错：Ne = 100 bit 有多少帧 个帧，但突发错误可能影响一个帧，也可能影响二个帧； 所以帧的平均错误率为 或 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：X4+ X3+ X2+1，求信息位1010101的CRC码。解：生成多项式g

16、(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 的余式 111010111101 10101010000 11101 余式r (x) = x3 + 1 10000 1001 11101 11011 C (x) = x4k (x) + r (x) 11101 11000 对应的CRC码为 11101 10100 11101 10101011001 10013 已知（7，3）循环码的校验关系式为： C6+C3+C2+C1=0 C5+C2+C1+C0=0C6+C5+C1=0C5+C4+C0=0求该循环码的生成多项式

17、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 C0 0 0 1 X X X X 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) 求 的余式 10111101 110 0000 111 01 余式r (x) = x3+ 1 10100 1001 11

18、101 1001 C (x) = x4k (x) + r (x) 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) 求 的余式 11111101 1010000 11101 余式r (x) = x + 1 10010 0011 11101 11110 C (x) = x4k (x) + r (x) 11101 0011 对应的CRC码为 1010011 5设信息为7位

19、，冗余位为4位，生成多项式G（X）=x4+x3+1，试计算传输信息为1011001和1101001的CRC编码。解：生成多项式g (x) = x4+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) 求 的余式 110101011001 10110010000 11001 余式r (x) = x3 +x 11110 1010 11001 11110 C (x) = x4k (x) + r (x) 11001 11100 对应的CRC码为 11001 1010 10110011010 信息位1101001对立的二进制多项式为 k (x) 1

20、00100111001 11010010000 11001 余式r (x) = 1 11010 0001 11001 11000 C (x) = x4k (x) + r (x) 11001 0001 对应的CRC码为 11010010001 6试比较四种帧定界方法的特点。7若发送窗口尺寸为4，在发送3号帧并收到2号帧的确认帧后，发送方还可发几帧？请给出可发帧的序号。解：发送窗口尺寸为4，即不必等待确认帧的到来，最多可连续发送4个帧。 发送了3号帧，即前面一共发送了 0，1，2，3号4个帧。 收到了2号帧的确认帧，即表示0号，1号，2号帧均已收妥，故发送窗口可删除0号，1号，2号帧，即还留下一个

21、帧：3号帧；所以发送方还可以发送3个帧，可发送帧的序号为4号，5号和6号帧。8若窗口序号位数为3，发送窗口尺寸为2，采用Go-back-N法，请画出由初始态出发相继下列事件发生时的发送及接收窗口图：发送帧0、发送帧1、接收帧0、接收确认帧0、发送帧2、帧1接收出错、帧1确认超时、重发帧1、接收帧1、发送帧2、接收确认帧1。解：窗口序号位数为3，即占三位二进制，帧序号为07；采用G0backN法，发送窗口为2，接收窗口为1，即可以连续发送2个帧，而接收为顺序接收。解：窗口序号位数为3，即占三位二进制，帧序号为07；采用G0backN法，发送窗口为2，接收窗口为1，即可以连续发送2个帧，而接收为顺

22、序接收。 初态 发0 发1 收0 接收确认0 发20105110167012252发送窗口 同左1343071605132234接受窗口 同左 同左 同左 同左 帧1接收错 帧1确认超时 重发1 接收帧1 重发2 接收确认12111222发送窗口 同前 同左12接受窗口 同左 同左 同左 同左9若帧序号位数为3，窗口尺寸为2，采用选择重发协议，请画出由初始态出发相继下列事件发生时的发送及接收窗口图：发送帧0、发送帧1、接收帧0、接收确认帧0、发送帧2、接收否定确认帧1、接收帧2、重发帧1、接收帧1、接收确认帧2。解：窗口序号位数为3，即占三位二进制，帧序号为07；采用选择重发协议，发送窗口为2

23、，接收窗口为2，即可以连续发送2个帧，而接收为不按顺序接收。 初态 发0 发1 接收帧0 接收确认帧0 发2 700011156212发送窗口 同左 43接受窗口 同左 同左 同左 同左 接收否定确认帧1 接收帧2 重发1 接收帧1 接收确认帧201132发送窗口 同左 同左132接受窗口 同左 同左 同左12 或10若BSC帧数据段中出现下列字符串： “ABCDE”问字符填充后的输出是什么？解：BSC帧数据段中出现下列字符串： “ABCDE” 字符填充后为： “ABCDE”11HDLC帧数据段中出现下列比特串：“010*”问比特填充后的输出是什么？解：HDLC帧数据段中出现下列比特串： “0

24、10*” 比特填充后为: “010*”12一个信道的数据速率为4Kbps,单向传播延迟时间为20ms，问帧在什么范围内，才能使停等协议的效率至少是50%？解：题中未提确认帧，即确认帧很短，可以忽略，不占时间停等协议的信道利用率为 B = 4 kbps ；R = 20 ms L160bit答：帧长要大于等于160 bit13一个信道的数据速率为1Mbps，往返传播延迟时间为4ms，帧长度为1000比特，帧的顺序号用三位，并假设确认不采用捎带方式，并且不占时间，问若不考虑差错重发和帧头所造成的信道损失时，采用选择重发协议，信道可能达到的最大有效利用率是多少？ 解：确认方式： 单独的确认帧，帧长为L

25、 （不采用捎带方式） 单独的确认帧，帧长很短，可以忽略，不占时间； L=0 （不采用捎带方式） 采用捎带方式，帧长为数据帧，故为L 帧的顺序号为三位，故最大帧序号为 Smax = 231 = 7；又因为采用选择重发协议，信道上发送方的发送窗口的最大尺寸为序号范围的一半，即 231 = 4 信道的最大利用率： L=1000bit；2R = 4 ms；B=1Mbps 14使用后退n协议在3000km长的1.544Mbps的T1干线上发送64字节的帧，若信号传播速度是6s/km,问帧的顺序号应有多少位？解：设帧的顺序号为n位，则后退n协议的发送窗口的最大尺寸为 Smax = 2 n1 = m 即可连

26、续发送m个帧，并设确认帧不占时间(L=0) 后退n协议的信道利用率 要使U为最大,即接近于1 =108.56 m = 109 2n-1 = m n = leg2（m + 1）= 7 答帧的顺序号应有7位二进制.15在50K bps的卫星信道上发送1Kbit长的帧，确认信号总是由数据帧捎带，帧头很短，使用三位顺序号，对于下面三种协议，最大可能达到的信道有效利用率是多少？（1）停等协议 （2）后退n协议 （3）选择重发协议解：确认信号总是由数据帧捎带，故确认帧长等于数据帧长， L= L，帧头很短，故帧的开销可忽略不计。 L/B使用三位帧顺序号，则 Smax = 231 = 7 卫星信道的单向传播延

27、迟时间约为270ms （1）停等协议，发送窗口为1，只能发送1个帧L/B （2）后退n协议，发送窗口的最大尺寸为Smax = 7 （3）选择重发协议，发送窗口的最大尺寸为序号范围的一半,即为4 16用BSC规程传输一批汉字（双字节），若已知采用不带报头的分块传输，且最大报文块长为129字节，共传输了5帧，其中最后一块报文为101字节。问每个报文最多能传多少汉字？该批数据共有多少汉字？（假设采用单字节的块校验字符。）解：BSC规程中帧的格式为 S S S E B Y Y T 报文 T C N N X B C 每个报文可以最多传输的汉字数： （129B5B）/ 2 = 62个汉字 共有多少个汉字： 462 +（101B-5B）/ 2 = 296个汉字17用HDLC帧传输12个汉字（双字节）时，帧中的信息字段占多少字