《计算机网络》第二版 - 部分习题参考答案

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第一章 绪论

1. 什么是计算机网络?什么是互联网? 2. 计算机网络的最重要功能是什么?

3. 按照网络覆盖范围的大小可以将网络划分哪几类?每一类各有什么特点? 4. 无线网可以分为哪几种?每一种的特点是什么? 5. 简述ISO/OSI参考模型中每一层的名称和功能。 6. 简述TCP/IP参考模型中每一层的名称和功能。 7. 比较ISO/OSI和TCP/IP参考模型的异同点。

第二章 数据通信基础

1.什么是数据、信号和传输?

2.数字传输有什么优点?

3.什么是异步传输方式?什么是同步传输方式?

4.什么是单工、半双工和全双工传输方式?

5.什么是信号的频谱与带宽?

6.什么是信道的截止频率和带宽?

7.简述信号带宽与数据率的关系。

8.有线电视公司通过CATV电缆为每个用户提供数字通信服务。假设每个用户占用一路电 视信号带宽(6MHz),使用64QAM技术,那么每个用户的速率是多少?

答:

根据香农定理C = 2*W*log2M

由于采用64-QAM技术,所以其M为64,W为6MHz,代入香农定理计算得出

C = 2*W*log2M = 2*6*5 = 60Mbps

9.要在带宽为4kHz的信道上用4秒钟发送完20KB的数据块,按照香农公式,信道的信 噪比应为多少分贝(取整数值)?

答:

(1)根据计算信道容量的香农定理 C=W*log2(1+S/N)

(2)按题意 C=20K×8÷4=40Kbps;而W=4KHz

(3)故得解:log2(1+ S/N)=10;其中S/Pn=210-1=1023

(4) dB=10log10(S/N)=10log10(1023)≈30, 所以该信道的信噪比应为30分贝。

10.对于带宽为3kHz、信噪比为30dB的电话线路,如果采用二进制信号传输,该电话线 路的最大数据率是多少?

答:此题用香农定理来解答。

信道的带宽B=3000Hz,信/噪比S/N=30dB,则10lg(S/N)= 30dB,∴ S/N = 1000。 由香农定理可知,此信道的最大数据传输率 = B㏒2(1+S/N) = 3000×㏒2(1+1000)≈30 kbps。

另外,它也应受不考虑噪声时,奈奎斯特定理所给出的限制:理想低通信道的最高码元 传输速率 = 2B ㏒2V;因是二进制信号一个码元携带 ㏒22 = 1 bit的信息量,所以按奈奎 斯特定理算出的最大数据速率是:2×3000×㏒22 = 6 kbps。

最大可达到的数据速率应取两者中小的一个,即min(30 k,6 k) = 6 kbps。

11.假设信号的初始功率是5W,信号衰减是10dB, 问信号衰减后的功率是多少?

12.比较一下各种传输介质的优缺点。

13.什么是频分多路复用?它有什么特点?适合于什么传输系统?

14.什么是波分多路复用和密集波分多路复用?

15.什么是时分多路复用?它有什么特点?适合于什么传输系统?

16.比较一下同步TDM和统计TDM的异同点。

17.20个数字信号源使用同步TDM实现多路复用,每个信号源的速率是100kbps,如果每 个输出帧(时隙)携带来自每个信号源的1比特,且需要每个输出帧1比特用于同步。 问:

1)以比特为单位的输出帧的长度是多少?

2)输出帧的持续时间是多少?

3)输出帧的数据率是多少?

4)系统效率(帧中有用比特与所有比特之比)是多少?

如果每个输出帧(时隙)携带来自每个信号源的2比特,上述题目的答案又是多少?

答:每个输出帧携带每个信号源1比特的情形:

1)根据同步TDM的帧结构定义,其长度应为21比特;

2)信号源的速率为100kbps,则每一帧的持续时间应为1/100000秒;

3)输出帧的数据率为21*100kbps = 2.1Mbps

4)系统效率为20/21≈95%;

每个输出帧携带每个信号源1比特的情形:

1)根据同步TDM的帧结构定义,其长度应为41比特;

2)信号源的速率为100kbps,则每一帧的持续时间应为1/100000秒;

3)输出帧的数据率为41*100kbps = 4.1Mbps

4)系统效率为40/41≈97.6%。

18.什么是跳频扩频?什么是直接序列扩频?

19.如果对于一个带宽B=4kHz、Bss=100kHz的信道使用FHSS,试问PN码应该用多少位 表示?

答:由于Bss /B=25,所以PN码应该用5位二进制表示。

20.一个伪随机生成器用下面的公式生成随机数序列:Ni+1=(5+7Ni)mod 17-1。请假定 一个随机数初始值N1,然后计算出一个随机数序列。

答:

假设N1=1,可以计算出的一个随机序列是:1,11,13,10,6,12,3,8,9,2,1,?

21.对于数据率为10Mbps的信道,如果使用巴克序列的DSSS,该信号能够携带多少个 64kbps的话音信号?

答:根据巴克序列其n = 11,我们可以计算得出其所能携带的话音信号数量为X

10*1024*1024 = 64*1024*n*X

得出X≈14;即其能携带14路话音信号。

22.简述曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码的特点。

23.为什么对话音信号进行数字化时采样时间间隔为125μs?

答:

因为模拟话音信号的标准带宽是4kHz,按照耐奎斯特定理,对模拟信号每秒采样频率 是2*H=8000次/秒,即采样时间间隔是125μs。

24.什么是PAM、PCM和差分PCM?

25.什么是增量调制方式?

26.数字模拟调制方式有哪几种?各有什么特点?

27.模拟模拟调制方式有哪几种?各有什么特点?

28 某电话调制解调器使用QAM方式,采用0、90°、180°、270°4种相位和2种振幅 值,问在波特率为2400的情况下,该调制解调器的数据率是多少?

答:

(1)由于Modem的每个载波有4种相位,每种相位有2个幅度值,共8种状态,也 就意味着该Modem的每个载波可以携带3比特数据;

(2)波特率为2400的Modem所能支持的数据传输为3*2400bps = 7200bps。

29.简述ADSL调制解调器的工作原理。

30.简述线缆调制解调器的工作原理。

31.在某一个区域中,用户为了进行数据传输使用ADSL调制解调器,所用网络拓扑结构 应该是什么样的?请说明理由。

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