模拟信号:连续变化的信号。
数字信号:取值为有限的几个离散值的信号。 数字数据:取值为不连续数值的数据。
单工通信:即只有一个方向的通信而没有反方向的交互。
半双工通信:即通信和双方都可以发送信息,但不能双方同时发送(当然也不能同时接收)。这种通信方式是一方发送另一方接收,过一段时间再反过来。 全双工通信:即通信的双方可以同时发送和接收信息。 习题2-04 物理层的接口有哪几个特性?各包含什么内容? 答:(1)机械特性
指明接口所用的接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等等。
(2)电气特性
指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围。 (3)功能特性
指明某条线上出现的某一电平的电压表示何意。 (4)规程特性
说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。
习题2-06 用香农公式计算一下:假定信道带宽为3100Hz,最大信息传输速率为35kb/s,那么若想使最大信息传输速率增加60%。问信噪比S/N应增大到多少倍?如果在刚才计算出的基础上将信噪比S/N再增大到10倍,问最大信息传输速率能否再增加20%? 答:
习题2-11基带信号与宽带信号的传输各有什么特点?
答:基带信号将数字1和0直接用两种不同的电压表示,然后送到线路上传输。宽带信号是将基带信号调制后形成的频分复用模拟信号。采用基带信号传输,一条电缆只能传输一路数字信号,而采用宽带信号传输,一条电缆中可同时传送多路的数字信号,提高了线路的利用率。
习题2-13 56kb/s的调制解调器是否已突破了香农的信道极限传输速率?这种调制解调器的使用条件是怎样的?
答:56kb/s的调制解调器没有突破了香农的信道极限传输速率。这种调制解调器的使用条件是:用户通过ISP从因特网上下载信息的情况下,下行信道的传输速
率为56kb/s。(见下图)
习题2-15 试写出下列英文缩写的全文,并进行简单的解释。
FDM,TDM,STDM,WDM,DWDM,CDMA,SONET,SDH,STM-1,OC-48,DTE,DCE,EIA,ITU-T,CCITT,ISO
答:
FDM(frequency division multiplexing) TDM(Time Division Multiplexing)
STDM(Statistic Time Division Multiplexing) WDM(Wave Division Multiplexing)
DWDM(Dense Wave Division Multiplexing) CDMA(Code Wave Division Multiplexing)
SONET(Synchronous Optical Network)同步光纤网 SDH(Synchronous Digital Hierarchy)同步数字系列
STM-1(Synchronous Transfer Module)第1级同步传递模块 OC-48(Optical Carrier)第48级光载波
习题2-17 共有4个站进行码分多址CDMA通信。4个站的码片序列为: A:(-1 –1 –1 +1 +1 –1 +1 +1) B:(-1 –1 +1 -1 +1 +1 +1 -1) C:(-1 +1 –1 +1 +1 +1 -1 -1) D:(-1 +1 –1 –1 -1 –1 +1 -1) 现收到这样的码片序列:(-1 +1 –3 +1 -1 –3 +1 +1)。问哪个站发送数据了?发送数据的站发送的1还是0?
答:S·A=(+1-1+3+1-1+3+1+1)/8=1, A发送1
S·B=(+1-1-3-1-1-3+1-1)/8=-1, B发送0 S·C=(+1+1+3+1-1-3-1-1)/8=0, C无发送 S·D=(+1+1+3-1+1+3+1-1)/8=1, D发送1 习题2-18 假定在进行异步通信时,发送端每发送一个字符就发送10个等宽的比特(一个起始比特,8个比特的ASCII码字符,最后一个结束比特)。试问当接收端的时钟频率和发送端的时钟频率相差5%时,双方能否正常通信?
解:设发送端和接收端的时钟周期分别为X和Y。若接收端时钟稍慢,则最后一个采样必须发生在停止比特结束之前,即9.5Y<10X。
若接收端时钟稍快,则最后一个采样必须发生在停止比特开始之后,即9.5Y>9X。
解出:
(Y?X)1??5.26% X19因此收发双方频率相差5%是可以正常工作的。
第三章 数据链路层
习题3-02 数据链路层中的链路控制包括哪些功能? 答:数据链路层中的链路控制功能有:(1)链路管理。(2)帧定界。(3)流量控制。(4)差错控制。(5)将数据和控制信息区分开。(6)透明传输。(7)寻址。 习题3-03考察停止等待协议算法。在接收结点,当执行步骤(4)时,若将“否则转到(7)”改为“否则转到(8)”,将产生什么结果? 答:“否则”是指发送方发送的帧的N(S)和接收方的状态变量V(R)不同。表明发送方没有收到接收方发出的ACK,于是重传上次的帧。若“转到(8)”,则接收方要发送NAK。发送方继续重传上次的帧,一直这样下去。
习题3-06 信道速率为4kb/s。采用停止等待协议。传播时延tp?20ms,确认帧长度和处理时间均可忽略。问帧长为多少才能使信道利用率达到至少50%。 解:根据下图所示停等协议中的时间关系:
在确认帧长度和处理时间均可忽略的情况下,要使信道利用率达到至少50%必须使数据帧的发送时间等于2倍的单程传播时延。
即:tf?2tp
已知:tf?(以比特为单位)。
所以得帧长lf?C?tf?C?2tp?4000?0.04?160 bit
lfC,其中C为信道容量,或信道速率。lf为帧长
习题3-09试证明:当用n个比特进行编号时,若接收窗口的大小为1,则只有在发送窗口的大小WT≤2n-1时,连续ARQ协议才能正确运行。 答:(1)显然 WT内不可能有重复编号的帧,所以WT≤2n。设WT=2n; (2)注意以下情况:
发送窗口:只有当收到对一个帧的确认,才会向前滑动一个帧的位置;
接收窗口:只有收到一个序号正确的帧,才会向前滑动一个帧的位置,且同时向
发送端发送对该帧的确认。
显然只有接收窗口向前滑动时,发送端口才有可能向前滑动。发送端若没有收到该确认,发送窗口就不能滑动。
(3)为讨论方便,取n=3。并考虑当接收窗口位于0时,发送窗口的两个极端状态。
状态1: 发送窗口: 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 全部确认帧收到 接收窗口: 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7
状态2: 发送窗口: 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 全部确认帧都没收到 接收窗口: 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 (4)可见在状态2下,接收过程前移窗口后有效序列号的新范围和发送窗口的旧范围之间有重叠,致使接收端无法区分是重复帧还是新帧。为使旧发送窗口
n
和新接收窗口之间序列号不发生重叠,有WT+WR≤2,所以WT≤2n-1。
习题3-10、试证明:对于选择重传ARQ协议,若有n比特进行编号,则接收窗口的最大值受公式WR≤2n/2的约束。
答:因WT+WR≤2n,而WR≤WT,当WR= WT时,WR取最大值,为2n/2。
习题3-11在选择重传ARQ协议中,设编号用3bit。再设发送窗口WT=6,而接收窗口WR=3。试找出一种情况,使得在此情况下协议不能正常工作。 答:发送端:0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 接收端:0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0
习题3-12在连续ARQ协议中,设编号用3bit,而发送窗口WT=8,试找出一种情况,使得在此情况下协议不能正常工作。
答:发送端:0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 接收端:0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0
习题3-13在什么条件下,选择重传ARQ协议和连续ARQ协议在效果上完全一致? 答:当选择重传ARQ协议WR=1时,或当连续ARQ协议传输无差错时。
习题3-15设卫星信道的数据速率是1Mbit/s,取卫星信道的单程传播时延为0.25秒。每一个数据帧长为2000bit,忽略误码率、确认帧长和处理时间。试计算下列情况下的信道利用率。 (1)采用停-等协议。
(2)采用连续ARQ协议,窗口大小WT=7。 (3)采用连续ARQ协议,窗口大小WT=127。 (4)采用连续ARQ协议,窗口大小WT=255。 解:
习题3-16试简述HDLC帧各字段的意义。HDLC用什么方法保证数据的透明传输? 答:HDLC帧结构如下图:
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