數(shù)據(jù)與計算機(jī)通信每章的復(fù)習(xí)題答案

1、數(shù)據(jù)與計算機(jī)通信課后復(fù)習(xí)題參考答案第1章(補(bǔ)充)1.1簡要說明數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)模型包含哪些組成部分答：見第6到7頁。通信系統(tǒng)模型包括五個組成部分：信源：是產(chǎn)生傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理裝置的抽象表示。發(fā)送器：將傳輸數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化并編碼為與傳輸系統(tǒng)信道特性相適應(yīng)的電磁信號。傳輸系統(tǒng)：提供數(shù)據(jù)信號的傳輸通道，也稱信道。傳輸系統(tǒng)可以是一條專線，也可以是一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。接收器：發(fā)送器的逆向裝置，接收來自傳輸系統(tǒng)的信號并轉(zhuǎn)化為信宿能夠處理的數(shù)據(jù)。信宿：獲取來自接收器的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理裝置。列出并簡述數(shù)據(jù)通信的主要任務(wù)。答：見7到8頁。傳輸系統(tǒng)的利用：支持信道與其它通信設(shè)施的共享和以及充分和合理利用，如復(fù)用(包括鏈路級的復(fù)用

2、和網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)中的復(fù)用)和擁塞控制技術(shù)。(2)接口：實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理(終端)設(shè)備與數(shù)據(jù)通信(電路端接)設(shè)備之間的物理連接，邏輯連接和通信規(guī)程。信號的產(chǎn)生和接收：由發(fā)送器與接收器完成的功能。必須適應(yīng)傳輸系統(tǒng)的信道特性。同步：通信的數(shù)據(jù)終端設(shè)備之間通過傳輸系統(tǒng)以外同步方式或自同步方式傳送定時信號，實現(xiàn)接收信號的準(zhǔn)確采樣，正確組幀和兩端的協(xié)同工作，因此同步可以分比特同步(物理層)，幀同步(數(shù)據(jù)鏈路層)，網(wǎng)同步(網(wǎng)絡(luò)層)多個級別。數(shù)據(jù)交換管理：體現(xiàn)在鏈路控制協(xié)議中(如雙工方式，主從或?qū)Φ孺溌吩O(shè)置，數(shù)據(jù)傳送方式等鏈路規(guī)程)和端到端的傳輸協(xié)議中。差錯控制與糾正：保證數(shù)據(jù)的完整性，這是通信最重要的目標(biāo)之一。流量

3、控制：保證發(fā)送的數(shù)據(jù)流量不致超出接收及處理的能力。尋址：涉及多點鏈路的站點尋址和接入網(wǎng)絡(luò)的端系統(tǒng)尋址以及標(biāo)識端系統(tǒng)上運(yùn)行的進(jìn)程多個層次。路由選擇：根據(jù)對接入網(wǎng)絡(luò)的端系統(tǒng)尋址以及網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷分布情況和線路工作狀態(tài)，決定當(dāng)前的數(shù)據(jù)報文穿越網(wǎng)路的路徑?；謴?fù)：通信系統(tǒng)工作過程中因突發(fā)事件使傳輸中斷甚至癱瘓，需要從中斷之處恢復(fù)傳輸或者重啟整個系統(tǒng)。報文格式化：對傳輸和交換數(shù)據(jù)，控制信息以及通信協(xié)議本身的規(guī)格化，涉及語法與語義兩個層面。安全性：包括數(shù)據(jù)保密，報文鑒別和身份認(rèn)證等方面。網(wǎng)絡(luò)管理：包括網(wǎng)絡(luò)的配置管理，故障管理，計費(fèi)管理，性能管理和安全管理。1.3簡要描述數(shù)據(jù)通信過程。答：見第9頁。含有信息的消息

4、進(jìn)入信源成為可處理的數(shù)據(jù)；由發(fā)送器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適應(yīng)信道傳輸?shù)男盘?；信號?jīng)過傳輸系統(tǒng)提供的信道傳送到接收器，接收的信號因信道噪聲與外界干擾可能與發(fā)送的信號不太一致；接收器將收到的信號恢復(fù)為數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳遞給信宿；信宿對收到數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯檢測，如果正確，將交付信宿上的高層應(yīng)用；如發(fā)現(xiàn)錯誤，需要通知信源重發(fā)出錯的數(shù)據(jù)。簡述構(gòu)成傳輸系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)類型。答：閱讀第10到12頁。按地域大小劃分，有廣域網(wǎng)(WAN)，城域網(wǎng)(MAN),局域網(wǎng)(LAN)三大類，Internet是最大的廣域網(wǎng)，也稱全球網(wǎng)；局域網(wǎng)根據(jù)規(guī)模和用途又衍生出主干網(wǎng)(Backbone)或者園區(qū)網(wǎng)(CAN，最典型的是校園網(wǎng))，個人區(qū)域網(wǎng)(PAN

5、),存儲區(qū)域網(wǎng)(SAN)。按傳輸媒體分，分為有線網(wǎng)和無線網(wǎng)，無線網(wǎng)又分固定網(wǎng)和移動網(wǎng)。按數(shù)據(jù)傳輸方式分，分為廣播式網(wǎng)絡(luò)和交換式網(wǎng)絡(luò)，無線網(wǎng)絡(luò)和部分局域網(wǎng)采用廣播方式，而廣域網(wǎng)，城域網(wǎng)和當(dāng)今的多數(shù)局域網(wǎng)都采用交換技術(shù)。交換技術(shù)主要有電路交換和分組交換兩類，分組交換則有數(shù)據(jù)報和虛電路兩種交換方式，在傳統(tǒng)的虛電路基礎(chǔ)上又發(fā)展出了幀中繼和信元中繼(即ATM網(wǎng)絡(luò)中采用的技術(shù))。第3章3.1說出導(dǎo)向媒體與非導(dǎo)向媒體之間的區(qū)別。答：見第41到42頁。導(dǎo)向媒體引導(dǎo)電磁波沿某一物理路徑前進(jìn)；非導(dǎo)向媒體不規(guī)定電磁波的傳播路徑(但可以控制其方向，教材上的說法不太嚴(yán)謹(jǐn))。說出模擬電磁信號與數(shù)字電磁信號之間的區(qū)別。答：

6、見第53頁。模擬信號是連續(xù)變化的電磁波，根據(jù)其頻譜可以在不同類型的傳輸媒體上傳播，無論是導(dǎo)向媒體(頻帶有寬有窄)和非導(dǎo)向媒體。數(shù)字信號是電壓脈沖序列(非連續(xù)變化的離散量)，這些電壓脈沖只能在導(dǎo)向媒體上傳播。周期信號有哪三個重要參數(shù)答：見第44頁。周期信號的三個重要參數(shù)是：峰值振幅：一段時間內(nèi)信號強(qiáng)度的峰值；頻率或信號周期：分別指信號循環(huán)的速度或信號重復(fù)一周的時間；(3)相位：一個信號周期內(nèi)在不同時間點上的相對位置。完整的一周360度對應(yīng)的弧度是多少答：2n。正弦波的波長和頻率之間有什么關(guān)系答：見第45頁。波長是信號循環(huán)一個周期所占的空間長度，或者說是信號的兩個連續(xù)周期上同相位兩點之間的距離。相

7、對于某一波速，波長與頻率互為倒數(shù)，即波長等于波速乘以頻率的倒數(shù)，頻率等于波速乘以波長的倒數(shù)，或者說波速是波長與頻率的乘積。3.6信號的頻譜和帶寬之間有什么關(guān)系答：見第47頁。信號的頻譜是其所包含的頻率范圍(頻帶)，該范圍上限頻率與下限頻率之差稱為帶寬，即頻帶的寬度。3.7什么是衰減？答：見57頁。在任何媒體上傳輸?shù)男盘栔畯?qiáng)度隨距離增加而不斷減弱的特性稱為衰減，對導(dǎo)向媒體而言，衰減呈指數(shù)級變化；對于非導(dǎo)向媒體，衰減是距離的復(fù)雜函數(shù)，并與大氣條件相關(guān)。3.8給出信道容量的定義。答：見第61頁。信道所能達(dá)到的最大數(shù)據(jù)率稱為信道容量。3.9影響信道容量的主要因素有哪些?答：見第62到63頁。影響信道容

8、量的因素包括：(1)信道帶寬；(2)每個信號單元攜載的比特數(shù)；信噪比：信號強(qiáng)度與信道噪聲的比值。第4章4.1為什么雙絞銅線中的導(dǎo)線要絞合起來答：見第72頁。將線對絞合起來是為了減輕同一根電纜內(nèi)相鄰線對之間的串音干擾。4.2雙絞線主要有哪些缺點？答：見第73頁。雙絞線在傳輸距離，帶寬以及數(shù)據(jù)率上有局限性，這是因為雙絞線的衰減隨頻率增加而迅速增加，由于它易于與電磁場耦合，干擾合噪聲等各種傳輸損傷對雙絞線的影響相對嚴(yán)重。非屏蔽雙絞線和屏蔽雙絞線之間的區(qū)別時什么?答：見第74頁。屏蔽雙絞線相對于非屏蔽雙絞線，是用金屬網(wǎng)罩和護(hù)皮將雙絞線屏蔽起來，減少了外界電磁干擾的影響。描述光纖的組成答：見第77頁。光

9、纖由石英玻璃或塑料材料的纖芯，折射率低于纖芯的相同材料包層，防護(hù)罩三部分組成。微波傳輸有哪些主要的優(yōu)點合缺點?答：見第83頁。優(yōu)點：微波適用于長距離電信業(yè)務(wù)，因障礙不易敷設(shè)線路的場所(跨越道路，河流的建筑物之間)點對點短距離傳輸，蜂窩移動通信等場合。缺點：微波需要假設(shè)較高的天線；微波的主要損耗來自傳輸中的衰減，而且衰減會因天氣而變化；頻帶的有限而可能重疊使用造成相互干擾。4.6什么是直播衛(wèi)星(DBS)答：見第85頁。衛(wèi)星轉(zhuǎn)播的節(jié)目直接被發(fā)送到用戶家庭，家庭用戶可使用甚小孔徑天線接收。為什么衛(wèi)星的上行頻率和下行頻率必須不一樣?答：見第86頁。衛(wèi)星無間斷連續(xù)工作，無法用相同頻率同時發(fā)送和接收，必須

10、以某一頻率接收來自地面站的信號，同時用另一頻率轉(zhuǎn)發(fā)給地面。說出廣播無線電和微波之間的一些重要區(qū)別?答：見第87頁。(1)廣播無線電波是全向發(fā)射的；微波是定向發(fā)射的。(2)廣播無線電頻率包括VHF頻段及部分UHF頻段，及30MHz至1GHz頻率范圍；微波工作在1GHz以上。4.9天線主要有哪兩個功能？答：閱讀第81到82頁。(1)天線可用來發(fā)射電磁能量或者收集電磁能量，即可用于發(fā)射和接收無線電信號；(2)天線通過定向根據(jù)其面積獲得一定的天線增益，增強(qiáng)發(fā)射或接收的信號。4.10什么是各向同性天線答：見第81頁。各向同性天線就是一種理想化的全向天線，從概念上抽象為空間中的一個點,均勻地向所有方向發(fā)射

11、能量。拋物反射面天線的優(yōu)點是什么?答：見第81到82頁。發(fā)送時，由天線焦點發(fā)出的信號被拋物面以無散射的平行線波束，使波束具有很強(qiáng)的方向性；接收時，拋物面將采集到的已衰減信號的平行波束聚集到焦點，合成較強(qiáng)的信號。決定天線增益的因素有哪些?答：見第82頁。決定天線增益的因素由天線面積和信號頻率(波長)，天線面積越大或頻率越高(波長越短)，增益越大。在衛(wèi)星通信中信號損耗的主要原因是什么?答：見第86頁。當(dāng)使用超過10GHz頻率時，信號損耗主要原因是受大氣層吸收和降雨氣候影響。什么是折射?答：見第90頁和94頁。這里的折射是特指的電磁波在空氣中傳播時產(chǎn)生的折射。電磁波從一種密度的媒體移動到另一種媒體中

12、時速度發(fā)生了變化，在兩種不同密度媒體的界面處，電磁波在方向上出現(xiàn)了彎曲。當(dāng)電磁波從低密度傳播到高密度媒體時，會向高密度媒體方向拐彎。此現(xiàn)象稱為折射。當(dāng)無線電波經(jīng)過大氣層傳播時，因大氣層的密度變化是漸變的，因此產(chǎn)生的折射也是漸進(jìn)的，電磁波信號是連續(xù)逐漸彎曲的。海拔高度越高，大氣密度減低，信號傳播速度加快，導(dǎo)致無線電波向下彎曲，微波LOS傳播距離公式中引入系數(shù)K=4/3，也是這個原因，說明微波的傳輸是彎曲的。衍射和散射的區(qū)別是什么?答：見教材第93頁和第346頁。當(dāng)傳播的無線電波碰到比其波長大且不能穿透的物體邊緣處時，會以該邊緣為源點，在不同方向上衍生出多個無線電波，這種光波的折射效應(yīng)稱之為衍射。

13、如果障礙物(包括雨霧懸浮的水滴)大小與信號波長相近或小于信號波長，則出現(xiàn)散射，將射入的信號散射成多個較弱的信號。由此可見，衍射與散射之間最主要的區(qū)別是障礙物大小與波長的關(guān)系，障礙物大于信號波長，產(chǎn)生衍射；障礙物小于或等于信號波長，則出現(xiàn)散射。第5章5.1列出用于評估或比較各種不同的數(shù)字到數(shù)字編碼技術(shù)的重要參數(shù)，并給出它們的簡單定義。答：見教材第102至到103頁。這些參數(shù)是：信號頻譜：盡可能減少直流分量以有利于利用交流耦合進(jìn)行電氣隔離的物理接口減少干擾，也不希望編碼后的信號含有過高頻率使其產(chǎn)生對信道帶寬的苛刻要求。時鐘同步：希望編碼信號具有很強(qiáng)的自同步能力。差錯檢測：希望信號編碼方式具有某種潛

14、在的規(guī)則，一旦出錯則打破規(guī)則由此發(fā)現(xiàn)差錯(當(dāng)然增加同步能力的擾碼技術(shù)也打破了信號編碼規(guī)則以便被接收方識別，但其違反規(guī)則的方式具有某種規(guī)律)。信號抗擾抗噪度：希望編碼信號具有較高的功率及信噪比。(5)成本與復(fù)雜性：要求較好的性價比，相對容易實現(xiàn)。5.2什么是差分編碼技術(shù)?答：見第103到104頁。在差分編碼中，被傳輸?shù)男畔⑹怯蓛蓚€連續(xù)信號單元之間是否發(fā)生變化而不是信號單元本身的大小來表示的?！?.3解釋不歸零電平(NRZ-L)和不歸零反轉(zhuǎn)(NRZ-I)之間的區(qū)別是什么？答：見第104頁。不歸零制指在每個信號單元整個持續(xù)時間保持同一狀態(tài)而不回到零電平(這是相對于信號單元持續(xù)的中間要回到零電平的歸零

15、制編碼而言的)。NRZ-L是以絕對不同的兩個電平來分別代表二進(jìn)制信息的兩個值;而NRZ-I是一種差分編碼，對于所表示的二進(jìn)制信息的某一個值，由前一信號單元原有電平跳變到極性相反的另一電平，而對于另一二進(jìn)制值，則保持前一信號單元的原有電平不變，用有無變化來區(qū)分二值信息。請描述兩種多電平二進(jìn)制數(shù)字到數(shù)字編碼技術(shù)。答：見第105頁。兩個編碼方案實際上都是偽三進(jìn)制編碼，實際用+A,0，-A三級電平表示的是二進(jìn)制值，一種是交替信號反轉(zhuǎn)(AMI)編碼，用交替的+A和-A兩個電平標(biāo)識二進(jìn)制1,0電平標(biāo)識二進(jìn)制0。另一種正好相反的編碼是偽三元碼(pseudoternary，也稱偽三進(jìn)制碼)，用交替的+A和-A

16、兩個電平標(biāo)識二進(jìn)制0,電平標(biāo)識二進(jìn)制1.雙極電平交替表示相同的一種值的目的是使信號交變以消除直流分量(0電平本身也不具有直流分量)，同時提供連續(xù)的該值或二值交替變化時的同步能力，缺點是對連續(xù)的另一值同步能力較差，可通過擾碼技術(shù)來解決。5.5請給出雙相位編碼的定義并描述兩種雙相位編碼技術(shù)。答：見第105到106頁。雙相位指無論代表的二進(jìn)制值是什么，每個信號單元中間都要反相，也就是每個信號單元持續(xù)期間都有兩個相位的變化。曼徹斯特碼是絕對的相位，比如對于0值取由正跳變到負(fù)的相位，對于1值則取由負(fù)跳變到正的相位。差分曼徹斯特碼是一種差分編碼，每個信號單元的中間都要改變一次相位，此外，對0值，在信號單元

17、前沿再改變一次相位，而對于1值則前沿不發(fā)生相位改變。5.6請指出與數(shù)字到數(shù)字編碼技術(shù)相關(guān)的擾碼的功能。答：閱讀第107到109頁。擾碼技術(shù)通常是為解決AMI或偽三元碼中代表不交替變化的另一值的0電平的同步問題而使用的。擾碼技術(shù)主要有北美的雙極性8零替換(B8ZS)和歐洲的高密度雙極性3零(HDB3)兩種方案(ISDN的主速率接口的兩種規(guī)范分別使用，1.544Mbps接口使用具有B8ZS的AMI碼，2.048Mbps接口使用具有HDB3的AMI碼)，采用某種交替規(guī)律來替換連續(xù)零電平，使編碼信號在傳輸過程中減少缺乏同步能力的零點平數(shù)目。調(diào)制解調(diào)器的作用是什么?答：見第109頁。調(diào)制解調(diào)器功能是將要

18、發(fā)送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬信號在模擬信道上傳輸，或?qū)哪M信道上接收到的模擬信號還原為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。在幅移鍵控中二進(jìn)制信息是如何表示的這種方式的局限性是什么?答：見109頁。用有無載波或調(diào)制載波的振幅來表示二進(jìn)制不同的二值。由于多個振幅不易控制和辨別，因此以一個多電平信號單元傳遞連續(xù)多個二進(jìn)制值難以實現(xiàn)，由此效率較低。5.9正交相移鍵控(QPSK)和偏移正交相移鍵控(OQPSK)之間的區(qū)別是什么？答：閱讀第113到114頁。對于連續(xù)兩個二進(jìn)制比特，QPSK以偏差一個正交相位的兩路(Il流和Q流)并行地分別調(diào)制，OQPSK在其中的Q流引入一個比特的時延，區(qū)別僅在于此。為什么要采用OQPSK呢因為QPS

19、K將分別調(diào)制后的兩路模擬信號疊加后傳輸，因此，疊加后的信號速率是原來輸入比特流速率的一半，就有可能一對比特同時改變符號，從而使得在調(diào)制后的信號流的一個信號單元到另一個信號單元之間會產(chǎn)生類似BPSK的180度相位轉(zhuǎn)變。所以，采用OQPSK，通過引入一路時延，使任何時候一對比特中只有一個比特可以改變符號，使疊加后的信號的相位變化永遠(yuǎn)不超過90度，保持信號正交的特性。5.10什么是正交調(diào)幅(QAM)?答：見第117到178頁。實際上是數(shù)字調(diào)幅與數(shù)字調(diào)相的結(jié)合，也可認(rèn)為是QPSK的擴(kuò)展(請對照一下圖5.11，圖5.14和圖8.19)，可以以更大的并行度，將連續(xù)的多個比特分別調(diào)制再疊加后在模擬信道上傳輸

20、。使在相同帶寬模擬信道上提供比QPSK還要快得多的信號速率。因此在現(xiàn)代調(diào)制解調(diào)器中提供了超越音頻話路信道34kbps的香農(nóng)極限的56kbps速率。而且此技術(shù)還運(yùn)用于ADSL/DMT和無線傳輸信道中，所以ADSL能提供超越10Mbps的下行流速率。在考慮模擬信號所要求的采樣速率時，從采樣原理可知什么?答：見第119頁。根據(jù)奈奎斯特采樣原理，采樣速率應(yīng)是模擬信號最高主頻率的兩倍，以此速率采集的樣本則包含了原始信號的全部信息。根據(jù)這些樣本，通過低通濾波器可以恢復(fù)出與原信號相近的新信號(相近不是說采樣樣本數(shù)不夠，是對樣本進(jìn)行量化時因量化級別不夠而產(chǎn)生的量化噪聲所致)。角度調(diào)制，調(diào)相和調(diào)頻三者的區(qū)別時什

21、么?答:見第126至到127頁。公式(5.13)所示是角度調(diào)制一般表達(dá)式，可以定義為具有固定載頻2nfct恒定振幅Ac和瞬時相角9(t)=2nfct+(t)的正弦波。若正弦波的瞬時相角9(t)與調(diào)制信號m(t)呈線性函數(shù)關(guān)系，就稱為調(diào)相(PM)波。若正弦波的瞬時頻率fc與調(diào)制信號m(t)呈線性函數(shù)關(guān)系，則稱之為調(diào)頻(FM)波。PM和FM是角度調(diào)制的特例，或者說PM波和FM波是角調(diào)波的不同形式，但二者并無本質(zhì)區(qū)別。由于載波相位的任何變化都將引起頻率變化，反之亦然。因此，PM與FM密切相關(guān)。PM與FM只是頻率和相位的變化規(guī)律不同而已。在PM中，角度隨調(diào)制信號而線性變化；而在FM中，角度隨調(diào)制信號的

22、積分而線性變化。若將m(t)先積分而后使它對載波進(jìn)行PM,即得FM；反之，若將m(t)先微分而后使它對載波進(jìn)行FM，即得PM。第6章6.1在異步傳輸中，如何區(qū)分一個字符的傳輸與下一個字符的傳輸答：見第134到135頁。在每個傳輸?shù)淖址霸黾右粋€起始比特和一至兩個停止比特來區(qū)分字符之間的傳輸。起始比特和停止比特還起啟停字符內(nèi)的比特同步的作用。6.2異步傳輸?shù)闹饕秉c是什么？答：見第135頁到136頁。異步傳輸?shù)淖畲笕秉c是效率低，一是每個比特需附加2至3個比特，額外開銷大；二是連續(xù)的字符流傳輸時，每個字符進(jìn)行重新同步，有效吞吐率打折扣。6.3同步傳輸中是如何提供同步的？答：見第136頁。在發(fā)送方與

23、接收方之間通過外同步或自同步方式保持兩者的時鐘同步，按照時鐘比特提供的比特間隔，對每個比特塊以穩(wěn)定的比特流形式傳輸。塊之間的同步問題則由在每塊增加前同步碼和后同步碼的方法解決。6.4什么是奇偶校驗比特?答：見第139頁。奇偶校驗比特增加到需要校驗的數(shù)據(jù)塊末尾，根據(jù)數(shù)據(jù)塊中值1的比特個數(shù)來決定該奇偶比特取值1或0，根據(jù)是奇校驗和偶校驗，使連同奇偶校驗比特在內(nèi)的整個數(shù)據(jù)塊中值1的比特數(shù)為奇數(shù)或偶數(shù)。這里附加一點常識，對每個字符采用奇偶校驗時，是利用7單位ASCII碼(即IRA編碼)只占用了字符低7位的特點，將每個字符的最高位用作奇偶校驗比特，因為按照規(guī)定奇偶校驗比特增加到需要校驗的數(shù)據(jù)塊末尾，因此

24、，字符傳輸時是先低位后高位。為什么校驗比特要放在末尾呢如果放在數(shù)據(jù)快前面，接收方最先收到校驗比特，需要先將其存放起來，然后對后續(xù)收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗，生成信的校驗比特，再與存放起來的原校驗比特進(jìn)行比較。因此，放在末尾不需要先保存校驗比特，先利用收到的數(shù)據(jù)比特生成新的校驗比特，直接與后收到的原校驗比特進(jìn)行比較，這樣實現(xiàn)起來效率更高。6.5什么是CRC?答：見第139頁。循環(huán)冗余檢驗碼（CRC）有這樣一種特性：其碼集內(nèi)的任一個碼字，進(jìn)行循環(huán)移位后，仍然是該碼集中的碼字，因此而取名循環(huán)碼。冗余是檢錯和糾錯編碼的關(guān)鍵，CRC是在k比特原始碼字上增加r個冗余比特從而生成長度為n=k+r個比特且具有檢錯能力

25、的新碼字。該r=n-k個比特稱為幀檢驗序列（FCS），具體來說是由發(fā)送器將k比特原始碼字左移r比特然后用精心選擇的生成多項式（實際上是一個r+1比特長的二進(jìn)制序列）去除所得到的余數(shù)。6.6你為什么認(rèn)為CRC比奇偶校驗?zāi)軌驒z查出更多的差錯？答：閱讀第145到148頁。實際上是一個碼距大小的問題，冗余比特序列越長，碼距越大，檢錯和糾錯的能力越強(qiáng)。奇偶校驗比特只為每個數(shù)據(jù)塊增加一個比特，而CRC增加的冗余比特?zé)o疑要多不少，因此能檢查出更多的差錯。6.7列出可以描述CRC算法的三種不同方式。答：閱讀第139到144頁。CRC算法的三種等價的實現(xiàn)方式分別是：模2除法運(yùn)算，多項式除法，數(shù)字邏輯除法電路。6

26、.8有沒有可能設(shè)計一種ECC，它能夠糾正某些雙比特差錯，但不能糾正所有的雙比特差錯為什么?答：許多教材都會提到二維奇偶校驗碼（水平垂直奇偶校驗，檢錯糾錯原理請自行到網(wǎng)絡(luò)上搜尋）。它能檢測出所有3比特或3比特以下的錯誤，包括糾正奇數(shù)個錯和發(fā)現(xiàn)部分偶數(shù)個錯，即部分偶數(shù)個錯不能測出。也就是說，盡管能糾錯，但只能糾單比特，不能糾雙比特錯，不符合題意。那么有沒有能糾雙比特錯的糾錯碼（ECC）呢?有。根據(jù)教材第148頁上關(guān)于糾錯編碼的最小漢明距離與檢錯糾錯能力之間關(guān)系的描述，知道一種編碼的校驗和糾錯能力取決于它的海明距離（碼距）。為檢測出t比特錯，需要使用最小碼距t+1的編碼；因為t個單比特錯決不可能將一

27、個有效的碼字轉(zhuǎn)變成另一個有效的碼字。當(dāng)接收方看到無效的碼字，它就能明白發(fā)生了傳輸錯誤。同樣，為了糾正t比特錯，必須使用最小碼距為2t+1的編碼，這是因為有效碼字的距離遠(yuǎn)到即使發(fā)生t個變化，這個發(fā)生了變化的碼字仍然比其它碼字都接近原始碼字，因此可以將該變化了的碼字按認(rèn)定的原始碼字進(jìn)行糾正。作為糾錯碼的一個簡單例子，考慮如下只有4個有效碼字的編碼：0000000000,0000011111，1111100000和1111111111.每個碼字都有五個比特不同，即該編碼的所有的碼距均為5,根據(jù)前面的結(jié)論，它能糾正雙比特錯（因為2t+1=5，所以t=2）。比如碼字0000000111到達(dá)后，接收方知道

28、這是一個不合法的碼字，說明原始碼字中的某些比特發(fā)生了變化，如果限定只能糾正雙比特錯，則認(rèn)為原始碼字是0000011111，其中兩個比特由1變成了0；如果允許糾正三個比特錯，該0000000111也有可能是0000000000中的三個0變成了1；那么到底將它糾正為0000011111呢還是糾正為0000000000所以這只能是一個能糾正雙比特的ECC碼。上面的例子是一個能糾正所有雙比特錯的編碼。能否只允許糾正某些雙比特錯但不能糾正所有雙比特錯，如果選用最小碼距2t,可以做到這一點。仍選用上例，有效碼字在0000000000，0000011111，1111100000和1111111111基礎(chǔ)上增

29、加1010101010.它與其它四個碼字的最大碼距為6，最小碼距為4，當(dāng)接收到0000000111，肯定仍糾正為0000011111.如果收到1111101010，則可能是1010101010從左數(shù)第二個比特和第四個比特由0變成1，是雙比特錯；也可能是由1111100000從右數(shù)第二個比特和第四個比特由0變成1，也是雙比特錯；究竟原始碼字是什么，就無法糾錯了。由此得知設(shè)計題目所要求的ECC碼是可能的，條件是糾正部分t比特錯的最小碼距為2t。6.9在(n,k)分組糾錯碼中，n和k分別代表什么？答：見第147頁。(n,k)分組糾錯碼中，k代表重現(xiàn)在合法碼字中的k個原始數(shù)據(jù)比特，n代表包含原始數(shù)據(jù)比

30、特以及附加(n-k)個檢驗比特形成的n比特碼字。6.10DEC是什么它的功能是什么？答:見第151頁DCE和DTE都是與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的術(shù)語DCE是數(shù)據(jù)線路端接設(shè)備(DataCircuit-terminatingEquipment)的英文縮寫，有時DCE又稱為數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DataCommunicationEquipment)。DTE則是指完成數(shù)據(jù)處理的網(wǎng)絡(luò)端系統(tǒng)，稱為數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DataTerminalEquipment)。DEC負(fù)責(zé)與網(wǎng)絡(luò)的連接并幫助DTE通過網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)端的另一個DTE交換數(shù)據(jù)。也可以將DCE看成是DTE接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。使用Circuit-terminating(電路

31、端接，也可譯成電路終結(jié))很形象，比如，兩個端系統(tǒng)通過通信網(wǎng)絡(luò)建立起一條電路(或虛電路)，該電路逐眺連接網(wǎng)絡(luò)中間節(jié)點直到到兩端的DCE就終結(jié)了，所以，從網(wǎng)絡(luò)的角度看，DCE實際上是網(wǎng)絡(luò)的端節(jié)點。從端系統(tǒng)一側(cè)看,DCE是DTE的通信裝置(包含收發(fā)器)，調(diào)制解調(diào)器(包括撥號Modem,ADSLModem和CableModem)就是一種DCE裝置。局域網(wǎng)的網(wǎng)卡也是這樣一種裝置。第7章7.1列出并簡單定義經(jīng)由數(shù)據(jù)鏈路的有效通信需要什么？答：見第163頁。幀同步：能辨別每幀的開始和結(jié)束；流量控制：發(fā)送幀的速度不能超越接收站點接納能力，即不能導(dǎo)致接收緩存溢出；差錯控制：傳輸中的差錯必須被糾正；尋址：在多點直

32、接連接鏈路上要能夠識別幀的發(fā)送站點和接收站點；能夠從傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中區(qū)分用戶信息和控制信息；鏈路管理：數(shù)據(jù)交換的初始化，維護(hù)和終止以及站點之間的協(xié)同。其中，初始化工作涉及以下方面，(1)站點類型：主站，從站，混合站。(2)鏈路設(shè)置：鏈路接入的站點為主從關(guān)系(主站或從站)時，通常設(shè)置為非平衡鏈路；主從關(guān)系也能設(shè)置成對稱鏈路，即主從關(guān)系可以在站點間互換；對等關(guān)系(混合站)時設(shè)置為平衡鏈路。(3)媒體接入控制方式：點對點鏈路為詢問/確認(rèn)方式；多點鏈路采用輪詢/選擇。數(shù)據(jù)傳送方式：非平衡鏈路使用的正常響應(yīng)方式和異步響應(yīng)方式；平衡鏈路使用的異步平衡方式。7.2給出流量控制的定義。答：見第164頁。發(fā)送實體發(fā)

33、送數(shù)據(jù)的速度不能超出接收實體接納數(shù)據(jù)的能力，以保證接收緩存不出現(xiàn)溢出。描述停止等待流量控制。答：閱讀第164到166頁。發(fā)送方每次發(fā)送一幀后處于停止等待狀態(tài)，待接收方收到并保證正確接受后返回給發(fā)送方一個確認(rèn)幀，發(fā)送方收到確認(rèn)幀，然后再接著發(fā)送下一幀。當(dāng)發(fā)送的幀丟失或出錯，接收方將不會返回確認(rèn)幀，發(fā)送方等待超過約定的時間，即認(rèn)為發(fā)送出現(xiàn)問題，便重發(fā)該數(shù)據(jù)幀。對出錯幀的處理可以采用另一種實現(xiàn)方案：正確接受返回肯定確認(rèn)幀，檢測出差錯返回否定確認(rèn)幀，丟失幀仍利用超時重傳機(jī)制。7.4將很長的數(shù)據(jù)傳輸分解成多個幀的原因是什么？答：便于實現(xiàn)流量控制和差錯控制。因為太長的幀，還沒接收完，接收緩沖就溢出了，無法

34、進(jìn)行流量控制；對于差錯控制而言，如不分解，出現(xiàn)差錯將重傳整個數(shù)據(jù)塊，如果分解為多幀，出錯時僅需重傳差錯所在的該幀即可，從而提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行浴?.5請描述滑動窗口流量控制。答：閱讀第166到168頁。對發(fā)送緩存和接收緩存都設(shè)置相同大小的一個容納預(yù)定數(shù)量幀的窗口，每次最多可發(fā)窗口尺寸限定的幀數(shù)，接收方可以進(jìn)行累積確認(rèn)。由此提高了傳輸效率。與停止等待流量控制相比，滑動窗口流量控制的優(yōu)勢是什么?答：正如7.5的答案，停止等待流量控制一次發(fā)送一幀，而滑動窗口流量控制一次可傳送多幀。而且，前者需收到確認(rèn)后才能發(fā)送下一幀，而后者即使沒收到確認(rèn)，只要發(fā)送的幀數(shù)未超過窗口大小，仍可繼續(xù)發(fā)送，收到確認(rèn)的幀后

35、，又可從確認(rèn)之幀的后一幀起連續(xù)發(fā)送窗口規(guī)定的幀數(shù)。什么是捎帶?答：見第168頁。捎帶確認(rèn)方式適用于雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱龊?，?dāng)接收到對方的若干幀后，如正好要發(fā)送數(shù)據(jù)給對方，就將確認(rèn)幀與數(shù)據(jù)幀合二而一，即把確認(rèn)標(biāo)記(通常是盼望的下一幀序號)寫入待發(fā)數(shù)據(jù)幀相應(yīng)控制字段中，使對方在接收數(shù)據(jù)的同時收到確認(rèn)信息。給出差錯控制的定義。答：見第169頁。用于檢測并糾正數(shù)據(jù)幀在傳輸過程中出現(xiàn)的差錯。實現(xiàn)這樣功能的機(jī)制就是差錯控制。列出鏈路控制協(xié)議中的差錯控制一般都由哪些組成?答：此題的理解也有三種理解。第一種理解是出現(xiàn)在各種鏈路控制協(xié)議中的差錯控制技術(shù)種類。見第169頁和第145頁。差錯控制機(jī)制主要有三類：(1)具

36、有自動糾錯能力的前向糾錯(FEC)；(2)自動重傳請求(ARQ),包括基于停止等待流量控制機(jī)制的停止等待ARQ，基于滑動窗口流量控制機(jī)制的回退N幀ARQ和選擇拒絕ARQ。混合糾錯(HEC)，是FEC和ARQ的結(jié)合，能糾之錯使用FEC,不能自糾就使用ARQ。第二種理解就是指鏈路控制協(xié)議中包含哪些實現(xiàn)差錯控制的成分，只能舉例說明，見第174頁。HDLC鏈路控制協(xié)議中，多項成分都是流量控制與差錯控制共用的，監(jiān)控幀的監(jiān)控字段S,監(jiān)控幀和信息幀中的發(fā)送和接收序號字段N(S),N(R)，輪詢/結(jié)束比特，以及HDLC幀中的幀檢驗序列FCS應(yīng)該都屬于差錯控制相關(guān)的部分。第三種理解我認(rèn)為可能才是作者的真實意圖。

37、這種理解見第169頁。最常用的差錯控制的基礎(chǔ)由以下部分組成：(1)差錯檢測；(2)肯定確認(rèn)；(3)超時后重傳；(4)否認(rèn)與重傳。這些機(jī)制都?xì)w結(jié)為ARQ。7.10請描述自動重傳請求（ARQ）。答：見第169頁。接收方利用幀的FCS對于接收到的幀進(jìn)行差錯檢測；接收方未檢測到錯就給予發(fā)送方肯定確認(rèn)；如果檢測到錯就給予發(fā)送方否定確認(rèn)，發(fā)送方則重傳出錯的幀；如果幀丟失（無論是數(shù)據(jù)幀還是肯定/否定確認(rèn)幀），發(fā)送方直至超時仍未接收到確認(rèn)幀，就要重傳未被確認(rèn)的幀。7.11列出并簡單定義三種ARQ。答：閱讀第169到173頁。三種ARQ分別是基于停止等待流量控制機(jī)制的停止等待ARQ，基于滑動窗口流量控制機(jī)制的回

38、退N幀ARQ和選擇拒絕ARQ。第一種ARQ中，發(fā)送方每次發(fā)送一幀，其余過程如7.10題所述。第二種ARQ是發(fā)現(xiàn)出錯時，從出錯的幀之后所有接收緩沖中的幀全部清除，且都要重傳，因此效果是將窗口指針回退N幀。第三種ARQ是發(fā)現(xiàn)出錯的幀后，只需要重傳出錯的幀，其它后續(xù)幀仍放在接收緩存中，待重傳的幀到達(dá)后按序插入其在緩存中的正確位置，再行交付。HDLC支持的站點類型有哪些請分別描述。答：見第173頁。（1）主站：具有鏈路控制權(quán)，可直接控制從站以及與從站之間的鏈路進(jìn)行操作；（2）從站：需在主站控制下操作；（3）混合站（復(fù)合站）：具有平等關(guān)系（混合了主站與從站的特點）的站點。主站和從站之間的鏈路通常設(shè)置為非

39、平衡鏈路，也能設(shè)置成對稱鏈路，即主從關(guān)系可以在站點間互換；混合站之間的鏈路設(shè)置為平衡鏈路。HDLC支持的發(fā)送方式有哪些請分別描述。答：見第173頁。（1）正常響應(yīng)方式：使用非平衡設(shè)置，主站能夠初始化從站的數(shù)據(jù)傳送，而從站只能通過響應(yīng)主站的命令來傳輸數(shù)據(jù)；（2）異步響應(yīng)方式：使用非平衡設(shè)置，主站對線路全權(quán)負(fù)責(zé)，但從站也能夠初始化自己的數(shù)據(jù)傳送；（3）異步平衡方式：使用平衡設(shè)置，兩個混合站都可初始化數(shù)據(jù)傳輸，不必對方事先授權(quán)。HDLC幀的標(biāo)志字段的目的是什么？答：見第174頁。在幀的兩端起定界作用。在連續(xù)的幀之間的標(biāo)志字段代表上一幀的結(jié)束，頁標(biāo)志著下一幀的開始。請給出數(shù)據(jù)透明性的定義。答：見第17

40、5頁。這里數(shù)據(jù)透明性是特指的。由鏈路控制協(xié)議通過比特填充方法來消除數(shù)據(jù)與標(biāo)志字段的01111110模式的沖突，由此使用戶數(shù)據(jù)不必考慮標(biāo)志字段的存在，可以將任意比特序列插入到幀中，這種使用戶不必了解協(xié)議內(nèi)部對數(shù)據(jù)處理詳情的特性就稱為數(shù)據(jù)透明性。HDLC支持的三種幀類型是什么請分別描述。答：見第174頁。一類是信息幀，傳送用戶數(shù)據(jù)并進(jìn)行捎帶確認(rèn)；監(jiān)控幀是專門的確認(rèn)幀，其中的監(jiān)控字段起著差錯控制（使用否定確認(rèn)，包括回退N幀ARQ的REJ和選擇拒絕ARQ的SRET指示）和流量控制（肯定確認(rèn)，包括緩沖空余的RR和緩沖將滿的RNR指示）的作用；第三類稱為無編號幀，即此幀不包含幀的序號（前兩類幀皆包含發(fā)送幀

41、和接收幀的序號），該類幀用于初始化數(shù)據(jù)傳送，拆除邏輯連接，差錯恢復(fù)，鏈路規(guī)程（媒體接入控制）等用途。第8章8.1為什么復(fù)用的性價比高？答：閱讀第189到190頁。（1）利用信號正交分割的理論將一條物理媒體劃分為若干邏輯信道，比為每路通信各拉一條線路要經(jīng)濟(jì)得多；（2）多路傳輸共享一條物理媒體可以提高線路利用率。8.2如何通過使用頻分復(fù)用避免干擾?答：閱讀第190到193頁。此題的理解有歧義，有三種理解。前兩種理解和問題字面相同，第一種理解是，在一條不分割頻帶的線路上，要實現(xiàn)全雙工通信可以使用回聲抵消技術(shù)，但雙向信號間肯定有干擾，采用頻分復(fù)用后各方向各使用一個互不重疊的頻帶，即可避免干擾。第二種理

42、解是相對于時分復(fù)用而言，時分復(fù)用是基帶傳送，各路信號都將占據(jù)整個信道頻帶，各路信號是通過時間分割來實現(xiàn)輪流傳送的，因此各路信號必須等待屬于自己的時隙到來，因此各路信號是受到相互制約的。第三種理解和字問題面意思有差異，是指頻分復(fù)用中如何避免信道間干擾，方法就是信道（也稱為頻道，和頻分復(fù)用相關(guān)的波分復(fù)用中按波長分割的信道可稱為波道）間留出防護(hù)隔離頻帶。8.3什么是回聲抵消?答：教材上并沒給出定義，參見第211頁和圖8.17（b）?；芈暤窒夹g(shù)是，線路兩端收發(fā)器使用相同頻帶支持發(fā)送信道和接收信道，一邊發(fā)信號，一邊收信號，接收到信號中肯定混合了自己發(fā)出的信號成分，我們將這部分發(fā)送信號成分稱為回聲，只要

43、從收到的信號中扣減去這部分回聲就可以得到對方發(fā)來的信號，該過程因此稱為回聲抵消。8.4給出用戶線中上行流何下行流的定義。答:見第210頁。由用戶設(shè)備經(jīng)DSL接入到電信公司的信道傳送的數(shù)據(jù)（現(xiàn)在通稱為通信服務(wù)商,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商，ISP因特網(wǎng)服務(wù)商），由電信公司經(jīng)營的網(wǎng)絡(luò)中各其他站點經(jīng)接入的中心局服務(wù)器傳回用戶的數(shù)據(jù)稱為下行流。（直接用教材上的定義更簡潔，但陳舊些。）8.5請解釋同步時分復(fù)用（TDM）是如何工作的？答：閱讀第195到197頁。為每路數(shù)字信號分配一個時隙（每路信號的時隙在每個復(fù)用幀中的位置固定）而不管該路是否空載，在一條傳輸通路（一條線路或一個頻道）上按時間上交錯傳輸每路信號的一部分，這

44、種交織可以按比特，也可以按字節(jié)或更大的數(shù)據(jù)塊（幀）。8.6為什么統(tǒng)計時分復(fù)用與同步時分復(fù)用相比較效率更高？答：閱讀第203到205頁。為每路數(shù)字信號按需分配時隙，即使分配了時隙，每路信號的時隙在每個復(fù)用幀中的位置是動態(tài)變化的。為了標(biāo)識某個時隙究竟攜載的是哪一路信號，因此需要在時隙中增加地址標(biāo)識，還有可能使用長度字段支持變長數(shù)據(jù)傳送。正因為是按需分配，無數(shù)據(jù)傳送需求就不必分配時隙，可以讓給其它路信號傳送，由此減輕了空載情況，效率得以提高。8.7參照表8.3指出北美和國際的TDM載頻標(biāo)準(zhǔn)有哪些主要的區(qū)別？答：見表8.3，并閱讀第199到203頁。北美和國際的TDM載頻標(biāo)準(zhǔn)兩者之間的主要區(qū)別有二,一

45、是各級中復(fù)接成上一級的路數(shù)有差異，二是其一次群（基群）速率的差別主要在于幀的同步結(jié)構(gòu)不同。由這兩點原因造成了各級支持的速率不同。8.8參照圖8.14指出緩存大小和線路利用率的之間的關(guān)系。答：見圖8.14（a）,閱讀第205到208頁。緩存平均大小只取決于線路利用率，線路利用率越高，復(fù)用線路處理就越繁忙，每個源的時延就越大，因此需要的緩存就越大。圖8.14（b）說明了緩存大小與復(fù)用線路容量無太大關(guān)系。因為復(fù)用線路容量能夠處理的源數(shù)目越大，說明其處理能力越強(qiáng)（速率越快），則每個源所需的緩存空間就越小。第207頁所舉的兩種情況印證了這一點。第10章10.1為什么每對站點之間有一條以上的可能路徑會很有用?答：答案就在第239頁規(guī)則的第3條：人們總是希望每兩個站點之間存在多條穿過網(wǎng)絡(luò)的可能通路，這樣做可以提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。即是說，如果當(dāng)某條路徑發(fā)生故障或擁塞時，有其它通路可以使數(shù)據(jù)即時地到達(dá)目的站。此外，多條路徑還能