北京邮电大学《计算机网络》2课后题

计算机网络第2章课后习题详解 举一反三北邮计算机学院王小茹 2 2学习应用奈奎斯特定理和香农定理 一条无噪声4kHz信道 按照每1ms一次进行采样 请问最大数据传输率是多少 解题原理 理解奈奎斯特原理 计算出信道的最高码元传输速率理解码元传输速率与信息传输速率的关系和区别学会排除无关的已知条件 如采样速率 解答如下 不管采样速率如何 一个无噪声的信道可以运载任意多数量的信息 因为每个采样都可以发送大量的比特数据 题目中的信道带宽 只是限制了码元传输速率 但每个码元携带的比特数量没有给出 所以信道的信息传输速率无法计算 换算 码元与比特 电视频道的带宽是6MHz 如果使用4级数字信号 每秒能发送多少比特 假定无噪声信道 解答 利用奈奎斯特计算码元传输速率 2 6 12Baut利用4级数字信号 可知 每个码元代表2比特 则总的信息传输速率 2 12 24bps 2 3香农和奈奎斯特的适用条件 如果在一条3kHz的信道上发送一个二进制信号 该信道的信噪比为20dB 则最大的数据传输速率是多少 解题思路 香农考虑到噪声是量化噪声 量化噪声一般产生于模拟信号转数字信号时 此题不考虑香农 要学会剔除无关条件 解答如下 最大的码元传输速率 2 3kHz 6Baut由于传输的是二进制基带信号 因此 最大的信息传输速率 最大的码元传输速率 6bps 2 4香农和T1原理 在50kHz线路上使用T1载波 需要多大的信噪比 解题思路 理解T1原理 会推算出T1的速率 1 544Mbps已知速率 1 544Mbps 和带宽 50kHz 利用香农公式反推信噪比 93分贝 2 8奈奎斯特的使用 奈奎斯特适用于光纤吗 还是仅仅适用于铜线 解题原理 利用傅立叶分析得到的奈奎斯特 是一个适用所有介质的数学原理 解答如下 乃奎斯特定理是一个数学性质 不涉及技术定理 该定理表示 如果你有一个函数 它的傅立叶频谱不包含高于f的正弦或余弦 那么以2f的频率采样该函数 就可以获取该函数所包含的全部信息 因此 该定理适合所有介质 学会看星座图 计算速率what syourconstellationdiagram 掌握课后习题2 22 2 23 2 25 2 26 2 21调制解调器的星座图 如下图所示 调制解调器的星座图有2个坐标点 0 1 0 2 请问这个调制解调器使用的是相位调制还是幅度调制 解答思路 2个坐标点 相位总是0 使用了2种振幅 是直接的幅度调制 AM 调制解调器的星座图 如下图所示 调制解调器的星座图有以下几个坐标点 1 1 1 1 1 1 和 1 1 请问具备这些参数的调制解调器在1200Baut上可达到多少bps 解答思路 四个坐标点 表示每个码元可携带2个bit 因此信息传输速率 2倍的码元传输速率 1200 2 2400bps 调制解调器的星座图 一个全双工QAM 64的调制解调器使用多少个频率 解答如下 两个 一个用于上行 一个用于下行 调制机制本身仅使用振幅和相位 频率没有被调制 2 24调制解调器的速率 一个使用DMT的ADSL系统将3 4可用数据信道分配了下行链路 它在每个通道上都使用QAM 64调制 那么下行链路的容量是多少 解答如下 总共有256个通道 除去6个用于POTS的通道 再除去用于控制的2个信道 剩下248个用于数据 如果通道中3 4用于下行 那么有186个用于下行 ADSL调制在4000波特上进行 因此使用QAM 64 每波特6位 186个通道中的每一个都是24000bps 因此下行带宽 4 464Mbps 2 25FDM原理 有10个信号 每个需要4000Hz 它们使用FDM被复用到单个信道 问该复用通道所需的最小带宽是多少 假定警戒是400Hz宽 解题思路理解FDM原理10个信号 需要9个警戒带4000 10 400 9 43600Hz 2 28速率换算 比较以下两种情况下一个无噪声4kHz信道的最大信息传输速率 使用每次采样产生2bit的模拟信号编码 使用T1PCM系统 解题思路在两种情况下 根据乃奎斯特定理 采用速率为每秒8000次 每秒采样产生2bit的模拟信号情况下 每次采样发送2bit信息 则最大的信息传输速率 2 8000 16000bps 对于T1 每个采样周期发送7bit的数据 最大的信息传输速率 7 8000 56000bps 几种系统的速率计算 一个信号在4kHz的无噪声信道上以数字方式进行传输 每125us采样一次 请问 按照以下的编码方式 每秒钟实际发送多少bit CCITT2 048Mbps 有4bit相对信号值的DPCM 增量调制解题思路CCITT2 048Mbps标准用32个8bit数据样本组成一个125us的基本帧 30个信道用于传信息 2个信道用于传控制信息 在每一个4KHz信道上发送的数据率 8 8000 64Kbps DPCM是一种压缩传输信息量的方法 它发送的不是每一次抽样的二进制编码值 而是两次抽样的差值二进制编码 现在相对差值是4bit 所以对应4KHz信道的实际发送的比特速率 4 8000 32Kbps 增量调制只需要1bit就可以表示一次抽样的结果 因此 对应4KHz信道的实际发送的比特速率 1 8000 8Kbps 2 36理解三种交换方式的原理 请比较一下在一个电路交换网络中和一个 负载较轻的 分组交换网络中 沿着K跳动路径发送一个X位消息的延迟情况 电路建立时间为s秒 每一条的传播延迟为d秒 分组的大小为p位 数据传输率为bbps 在什么条件下分组网络的延迟比较短 Cont 使用电路交换 t s时完成电路建立t s x b最后一个bit发完t s x b kd最后一个bit到达接收端使用分组交换 t x b最后一个bit发完t x b k 1 p b kd最后一个bit到达接收端x b k 1 p b kd k 1 p b 2 37理解分组交换 假定用户数据为xbit 将以一系列分组的形式在一个分组交换的网络中沿着一条包含了k跳的路径向前传输 每个分组包含pbit数据和hbit的头部 这里x p h 线路的信息传输速率为bbps 传播延迟忽略不计 请问什么样的p值使总延迟最小 分组总的数量为x p个 传送信息总量为 p h x p t p h x pb最后一个bit发完t p h x pb k 1 p h b最后一个bit到达接收端总时间T p h x pb k 1 p h b 对T求导 T hx bp2 k 1 bp hx k 1 1 2 附加题 如下图主机A和B都通过10Mbps的链路连接到交换机S上 每条链路上的传播延迟都是20us S是一个存储转发交换机 在它接收完一个分组后35us开始转发收到的分组 试着计算把10000比特从A发送到B需要的总时间 10000比特作为单个的分组把10000比特划分成两个独立的分组背靠背的发送出去 附加题 理解线路传输的时间安排和计算方法 解题原理 从t 0开始发送分组 然后依次计算 作为单个分组发送每条链路的发送延迟 10000 10Mbit s 1000us 总的时间 2 1000 2 20 35 2075us当作为两个分组发送时 下面是发生的步骤 T 0 开始T 500a完成分组1的发送 开始发送分组2 T 520分组1从s开始前往bT 1000a完成了分组2的发送 T 1055 分组2从s开始发送T 1075 分组2的第一位开始到达b T 1575 分组2的最后1位到达B总的时间 2 500 20 35 500 20 1575 2 44理解CDMA技术