多媒体复习要点答案1

1、提示：针对要点，复习课本、课件、作业；考试时，要带计算器；-一、填空题30分（15题x2分）；1、色度学：研究彩色的计量和计算的科学称为色度学。电视信号扫描原理：1、帧的概念在彩色显像管上显示的一幅图像，称为一帧。要保证人眼产生视觉暂留的运动效果，帧频为25帧/秒；一帧图像，由两个场扫（奇数行扫描、偶数行扫描）构成；场频，是帧频的两倍；2、场扫描与行扫描场扫描：电子枪在显示屏上的一次由上而下、由左至右的完整的扫描运动，称为一个场扫描；场频：50场/秒；行扫描：电子枪在显示屏上的据行扫描运动，称为行扫描；分为：奇数行扫描、偶数行扫描。彩色全电视制式信号；pal彩色电视制式中采用yuv模型来表示彩

2、色图像。y：亮度信号，相当于黑白电视信号。u：蓝色色差信号，cb=u=0.493（b-y）。v：红色色差信号，cr=v=0.877（r-y）。目前世界上主要的彩色电视制式：ntsc、pal和secam。我国采用的是pal制，而ntsc制是pal制的基础。2、信源的最大离散熵定理；当信源符号出现的概率相等时，信源具有最大熵，每个符号携带的平均信息量最大。熵（h）：各个符号信息量 i 的统计平均，是从统计平均的角度反映信源的一个总体特征。3、霍夫曼编码的原理；对于离散无记忆信源，只要各符号出现的概率不相等，该信源就还有冗余存在，还可以进一步压缩。霍夫曼(huffman)编码是一种无损压缩编码方法。

3、它是一种概率平衡的思想。按信源符号出现的概率大小进行排序。出现概率大的符号分配短码, 反之，出现概率小的符号分配长码。这样可以确保编码序列中的每个符号等概率出现，从而满足最大离散熵定理。4、视频数据的压缩编码；编码器的工作原理：1、图像信号的预处理；2、运动估值与补偿；视频信号并不是逐帧单独压缩、传送，只有其中一部分帧是这样传送，对于那些剩余的帧，只发送实际图像和预测图像的差值（dfd）；3、dct变换；4、量化；5、从二维矩阵到一维序列的转换（游程编码）；6、熵编码；7、速率控制。5、常用的qos服务参数；吞吐量、传输延时、延时抖动、错误率，都是常用的qos参数；同步容限，也常称为同步 qo

4、s参数6、分组交换的面向连接；面向连接方式：两个终端之间必须首先建立起网络连接，即网络接纳了呼叫并给予连接，然后才能开始信息的传送；传输结束后，还必须发出拆连的请求，网络释放连接；如：电话应用。无连接方式：一个终端向另一个终端传送数据包，并不需要事先得到网络许可，而网络也只是把每个数据包作为独立的个体进行传送。如：分组交换的数据报模式。数据报模式：为了将同一信道的不同信源的数据包区分开来，每一个数据包的包头中都含有信宿的标识，网络根据信宿的标识通过软件找到合适的路由，把数据包正确地送至目的地。如：以太网、ip网。虚电路模式：两个通信终端在通信之前必须通过网络建立逻辑连接，连接建立后，信源发送的

5、数据包均通过该路径顺序地传送到信宿，不需要临时找路由；通信完成后拆除连接。如：atm网。7、传统的局域网的mac协议；（1）以太网的mac协议，称为：csma-cd（2）mac协议的工作流程：某站点先检测总线上的信号，是否空闲；如果空闲，则发送一个数据帧（以太网帧）；如果不空闲，则等待一个随机时间后，再检测总线状态、发送一个数据帧（以太网帧）；多个站点的数据发生碰撞（冲突）时，各自等待不同的一段时间后、再检测总线状态和发送数据；（3）连接以太网网段的桥和路由器则以“存储-转发”的方式工作；（4）传统以太网的吞吐量为10mb/s，高速以太网可达100mb/s ；8、ipv4、ipv6的地址构成；

6、ipv4的ip地址，为32位，包含两部分：一部分为子网的网络标识符（net-id）；另一部分，为该子网内的主机标识符（host-id） ；有：a（子网容量大）、b （子网容量中） 、c （子网容量小）三种主类地址，d、e两种次类地址。ipv6的地址为128位，用“：”号隔开的16进制数表示，而 ipv4的地址为32位，用“：”号隔开的10进制数表示；ipv6的地址中各网络层次（如：网络、子网）占据的位数不像ipv4那样固定，而是根据各级网络的实际需要和规模设定；ipv6的地址，分为：单播地址（一对一）、多播地址（一对多）和任播地址（一种可提高寻径效率的特殊的单播），三种地址由ipv6地址的格式

7、前缀fp来区分。前缀，因特网注册，服务提供商，网点id， 子网id， 接口id9、构建宽带ip网络常见的叠加模型；主要集中在（atm、sdh、波分复用等）传输层面。10、 网络的iso参考模型与tcp/ip模型的对比；osi 7层 应用层-包含大量人们普遍需要的协议表示层-用于完成某些特定功能会话层-允许不同机器上的用户之间建立会话关系传输层-实现网络中不同主机上的用户进程之间可靠的数据通信网络层-完成网络中主机间的报文传输数据链路层-如何在不可靠的物理线路上进行数据的可靠传输物理层-完成相邻结点之间原始比特流的传输tcp/ip 4层应用层-处理高层协议传输层-在源结点和目的结点的两个进程实体

8、之间提供可靠的,端到端的数据传输互连网层-处理上层发送请求,处理输入数据报,处理icmp报文网络接口层-涉及分组与网络接口11、ipv6的数据包头的重要的功能域；ipv6的基本包头（40字节），（1）版本：ip协议版本号，为 6 ；（2）业务优先等级：根据业务延时的不同要求，分为两种： 需要进行拥塞控制的业务，如：高可靠性数据的传输，tcp信源在收不到接收端发回的握手确认信号时，会自动重发； 不需要进行拥塞控制的业务，如：实时数据的传输；（3）流标识：专门为传输多媒体业务设计，用于标识同一信源发送的具有不同处理要求的多个数据流；流标识和业务优先等级密切相关。路由器会根据每个包头的流标识和源ip

9、地址，来识别特定的数据流，并结合指定的业务优先等级来进行相应的处理，以保障该流需要的qos质量；（4）净荷长度：除基本包头（及扩展头）之外的数据长度 ；（5）下一包头：紧跟在基本包头后面的扩展包头的类型；（6）段数上限：由信源规定一个数据包所允许的路径分段总数；每经过一个路由器就减1，减到0时，路由器自动把该数据包丢弃；（7）源地址、目的地址；12、多址接入技术；频分多址（fdma）：在fdma中，信道可利用的总宽带被分成m个互不重叠的子带，每一个终端可以利用分配给它的一个字带连续地传送信息。时分多址（tdma）：在tdma中，各个终端轮流使用整个信道。将信道的使用时间划分为周期，在每一个td

10、ma周期中又划分m个时隙。码分多址（cdma）：与fdma和tdma中各终端在不同频段或不同时间上占用信道不同，在cdma中，各个站同时占用信道的整个频带。13、第二代移动通信技术gsm；第二代移动通信网使用数字技术，而接入方式上则分为tdma和cdma两大类。采用tdma的欧洲标准为gsm。北美标准为is系列（is-54/136）；我国的第二代系统采用了gsm和cdma两种标准。14、第三代移动通信标准；td-scdma；wcdma;edge；第三代移动通信系统将会以宽带cdma系统为主，所谓cdma，即码分多址技术。15、三网融合；三网（通信网、计算机网、广播电视网）的融合，将统一到一个框

11、架（ip网技术）下实现，各种业务都基于ip网提供16、ip协议的主要功能；一方面，完成传输层数据包（如：atm帧sdh帧）和ip报文（ ip包）之间的转换；另一方面，为ip报文（ ip包） 的传送选择路由；17、连续媒体数据的ldu流的播放不间断的条件；（1）基于内容的约束关系；（2）空域约束关系；（3）时域约束关系；在3种约束关系（内容、空域、时域）中，时域特征是最重要的一种。当时域特征遭到破坏时，用户就可能遗漏或误解多媒体数据所要表达的信息内容。18、人眼的掩蔽效应；由于人眼的视觉惰性，当背景亮度变化越剧烈时，人眼对于对比度的反应灵敏度就越低；19、动态调整码流速率的原理；动态适应量：某个

12、宏块实际使用的量化步长是由参考量化参数qj和该宏块图像的活跃程度（亮度变化的剧烈程度）这两个因素决定； 20、实时传输层协议rtp的原理：实时传输层协议rtp是由iete的音频/视频传输工作组设计的实时传输协议，并已被包括国际电联在内的其他国际标准化组织所接受，成为ip网多媒体系统广泛采用的实时媒体传输层协议。rtp报文的重要的功能域：标记域，时间戳域，序列号域，二、选择题20分（5题x4分）1、对于令牌环通信协议；（1）令牌环网的mac协议，由ieee802.5标准所规定；（2） mac协议的工作流程： 令牌，只沿环向一个方向传播； 数据每经过一站，该站就将数据暂存一下，检测令牌状态后，再决

13、定是否转发到下一站； a站想要发送数据，必须等待令牌到达本站； （如果令牌为忙，则只转发数据到下一站；如果令牌为闲，则在令牌中附上本站数据和信宿地址（如：b站），并发送数据； ） b站收到令牌，检测到令牌为“忙”，且信宿地址为自己，则复制数据，并将令牌的一个特殊的控制标志置为“已复制”； a站再次收到令牌，检测到b站已复制数据，则删除a站的数据，并将令牌置为“闲”；（3）连接令牌环网网段的桥和路由器以“存储-转发”的方式工作；（4）传统令牌环网的吞吐量为4mb/s，或16mb/s ；2、ipv4的缺陷；传统的ip网设计，未考虑qos保障，也未考虑计费问题；路由器一般采用“存储-转发”机制，由于

14、没有资源预留机制，传输延时会存在抖动（路由器届时会向信源发送网络暂时拥塞的指示）；网络会丢弃过剩的数据包，而不通知终端；在动态均衡路由负荷的某种协议下，到达接收端的数据包顺序可能会得不到保证；3、ipv6对ipv4的改进；（1）虽然ipv6的包头（40字节）比ipv4 （20字节）长，但其中的域的数目却大大减少了，大多数选项字段包含在扩展包头中，由于路由器不对扩展包头进行处理，因此， ipv6对包头的处理更快；（2）ipv6只允许信源端对数据进行分段，如果段长（包长）大于传输路径上允许的最大传输单元mtu的长度， ipv6 不像ipv4那样对包进行拆分，只是简单地要求路由器将该包丢弃，并向信源

15、端发送一个（“长度超出”的）出错信号。 ipv6的路由器不对包拆分，可以提高它的传输速率；（3） ipv6 的地址结构分了更多的层次， ipv6 的寻径协议可以根据不同长度的前缀进行寻径（前缀匹配），这大大减小了中间节点路由选择表（寻径表）的规模，加快了寻径速度；（4）通过流标识和业务优先等级，来识别和保障不同的数据流的qos质量；（5） ipv4在包头中没有什么安全机制，安全措施只能在应用层实施，而 ipv6 提供了ip层的安全机制，便于建立多层安全网络；该机制包括认证机制和私有机制两方面；认证机制，由认证扩展头实现，负责保证所接收到的数据包确实来自包头所指示的信源，并且没有在传送过程中被替

16、换；私有机制，由净荷安全封装扩展头实现，使得通信节点能够对所传输的信息加密，不会泄露给第3方；4、对于实时传输层协议rtp及其控制协议rtcp；5、对于atm；（1）atm信元；atm是一种快速分组交换技术，它的数据包（信元）长度固定，这可以简化算法，便于通过硬件实现快速交换，及纠错编码；tm信元的信元长度为53字节，其中5个字节为信元头，48个字节为数据；（2）atm的虚连接；atm 是一种面向连接的技术， 终端或网关通过atm的虚通道进行连接；两个网络系统之间要建立相互间的通信时，需要事先通知中间介质的服务需求和流量参数。两个终端或网关之间的多个虚通道构成虚路径。 atm的优点；（1）at

17、m网可以实现数据的高速交换；atm 节点的主要工作就是读信头。（2）atm网具有一定的流量控制能力，可以确保qos质量；（3）atm为异步传送，允许信元的到达时刻是不规则的，这样给信源很大的灵活性；6、对于局域网的csma-cd通信协议；（1）以太网的mac协议，称为：csma-cd；（2） mac协议的工作流程： 某站点先检测总线上的信号，是否空闲； 如果空闲，则发送一个数据帧（以太网帧）； 如果不空闲，则等待一个随机时间后，再检测总线状态、发送一个数据帧（以太网帧）； 多个站点的数据发生碰撞（冲突）时，各自等待不同的一段时间后、再检测总线状态和发送数据；（3）连接以太网网段的桥和路由器则以

18、“存储-转发”的方式工作；（4）传统以太网的吞吐量为10mb/s，高速以太网可达100mb/s ；7、对于第三代移动通信标准；第三代移动通信系统，为基于ip网的无线分组交换方式，接入方式以cdma为主；典型的数据率为：室内静止时2mb/s，室外低速和高速时分别为384kb/s与128kb/s；国外标准有cdma2000，wcdma，我国标准为td-scdma ，中国联通采用wcdma ；td-scdma ，采用tdd（时分双工）模式， cdma2000，wcdma 均为fdd（频分双工）模式；fdd，采用分离的两个对称频带分别进行上行、下行传输，对于非对称的分组交换数据业务（如：查询业务），频

19、带利用率比较低；tdd（时分双工），采用同一频带，进行上行、下行传输，上下行各自占有不同的时隙；由于时隙分配的灵活性，tdd特别适合于非对称的分组交换数据业务，可以提高频带利用率；8、对于x.25、帧中继和atm； 帧中继 pac（x.25分组交换）是一个面向连接的分组交换网，是对pac（x.25的分组交换）的一个发展；可以使用x.25的帧结构；是早期的分组交换网；动态复用，在网络的下二层工作，直接和网关、路由器相连；采用pvc（永久虚连接，类似专线连接）交换方式（atm借鉴了帧中继的虚路径技术）；动态复用，在网络的下三层工作，可以直接和终端相连；采用svc（交换虚连接）及pvc（永久虚连接）

20、交换方式；q.922协议，协议简化，支持变长帧的快速包交换协议；x.25协议，协议相对复杂，传输速率慢；只检错（检到错误帧就丢掉，不通知），流量控制简单；检错重发、流量控制；帧中继，传输效率较高，在骨干网领域有广泛的应用；但同atm相比，它过于简单，缺乏成熟全面的qos保障；9、对于吉比特以太网；吉比特以太网，是以太网发展的一个新阶段，大量地采用以太网交换机，改变了传统以太网共享介质引起的传输低效距短的问题，它的传输速率达1gb/s甚至10gb/s 或更高，可以作为lan的骨干网、城域网，甚至广域网；吉比特以太网继承了传统以太网的许多特性，如：帧结构、最小最大帧长、高层协议（tcp/ip，ne

21、tware）等等，对于10mb/100mb以太网表现出良好的兼容性。系统结构；全双工工作方式；吉比特以太网的物理层；以太网帧的帧结构及qos保障措施；（三）简答题30分（5题x6分） 1、简述tcp协议的功能及特点； 答：tcp的功能：tcp为位于两台主机的两个进程之间的全双工比特流的交换提供可靠的串行通信的通道，或称虚电路；tcp的特点：（1）面向连接的传输；（2）端到端的通信； （3）高可靠性，确保传输数据的正确性，不出现丢失或乱序；（4）全双工方式传输；（5）采用字节流方式，即以字节为单位传输字节序列；（6）紧急数据传送功能。2、简述rtcp的主要功能；答：rtcp是一个控制协议，它的报

22、文不携带用户数据，只携带与会话有关的控制信息。rtcp的主要功能，一是发送端通过接收端周期性地反馈回来的rtcp报文检测通信质量；二是在多方会话中，与会话各方通过交换rtcp报文获得系统时钟信息、监测通信质量、了解参加会话的用户数，以及实现简单的会话控制功能。3、简述fdma、tdma、cdma等多址接入的工作原理； 1.频分多址（fdma）：信道可利用的总带宽被分为m个互不重叠的子频带，每一个终端可利用分配给它的子频带连续地传送信息。2时分多址（tdma）：在tdma 中，各个终端轮流使用整个信道。将信道使用时间划分成周期，在每个tdma周期又划分出m个时隙；一个用户终端可以在所分配的时隙中

23、周期地传送信息。3、码分多址（cdma）：在cdma 中，各个站（终端）同时占用整个信道的频带。各个站发送信号的区别在于它们由不同的伪随机码扩频产生，接收站只有使用正确的伪随机码码字，进行相干解扩，才能接收到所想要的发送端的信号。4、简述下一代移动通信网的特点； （1）高速移动环境下，传输速率达20100mb/s，低速或静止时，为1gb/s；（2）无线资源管理调配灵活，支持用户速率动态变化（10kb/s100mb/s）；（3）数据业务上升为主导，利用ip网进行业务传输；（4）支持业务分类的qos机制；（5）更高的频率利用率和功率效率；5、简述ipv6的ip层的安全机制； 该机制包括认证机制和私

24、有机制两方面； 认证机制，由认证扩展头实现，负责保证所接收到的数据包确实来自包头所指示的信源，并且没有在传送过程中被替换； 私有机制，由净荷安全封装扩展头实现，使得通信节点能够对所传输的信息加密，不会泄露给第3方；6、简述udp协议的功能及特点； （1）udp的功能是，将需要在主机间交换的数据加上简单的头信息，形成udp报文，同时检查数据的校验和，然后将udp报文封装到ip报文的数据区，向ip网传送。（2） udp的特点： udp是无连接的，提供类似于ip协议的无连接的数据报文传输，具有资源消耗小，处理速度快的优点。 udp提供面向事务的简单不可靠信息传送服务 ，允许一定的丢包、次序颠倒；通常

25、音频视频和普通数据在传送时使用udp较多，聊天用的icq和qq就是使用的udp协议。 udp协议简单、高效，能够支持多播和广播，适合于传送实时多媒体数据，但报文丢失、次序颠倒、流量及拥塞控制，需要在高层协议中解决；7、简述rsvp资源预留协议；a.发送端在会话开始的时候先发送“路径”（path）消息，该消息途经各路由器到达接收端。path消息中包含发端信息。b. 接收端收到path消息后，沿原路径返回一个“预留” （reserve）消息。 reserve消息中包含接收端信息。c. 网络路由器在回传reserve消息时，根据自己资源情况作出应答。d.路由器预留的资源只维持一段时间，发端和收端必须

26、周期地发送path-reserve 消息来保持预留状态，否则资源将被释放。8、简述ipv4的地址构成？域名服务器dns？地址分析协议arp？ 答：ipv4的ip地址，为32位，包含两部分：一部分为子网的网络标识符（net-id）；另一部分，为该子网内的主机标识符（host-id） ；域名系统dns：是因特网采取的层次化的命名机制，即，将名字空间划分成若干部分，每一部分授权给某个机构管理；该机构还可以继续划分、继续授权给下一级分支机构管理。地址分析协议arp：由于不同的物理子网有各自的地址命名方式，因此，当ip报文跨越子网传输时，需要将ip地址翻译成适当的子网的物理地址9、简述三网融合的概念，及

27、下一代网络框架的特点； 答：三网的融合，将统一到一个框架（ip网技术）下实现，各种业务都基于ip网提供；下一代网络框架（1）是包交换的网络，所有的业务通过ip提供；（2）具有qos机制；（3）与业务有关的功能独立于底层与传输有关的技术；（4）能够让用户自由地通过有线和无线宽带网络接入他们想要的业务；（5）支持固定终端和移动终端，为用户提供无处不在的一致服务；10、简述tcp协议中的滑动窗口机制；为了有效地进行传输和流量控制， tcp采用了滑动窗口机制；由于发送方不必每发一个分组就停下来等待确认，因此该机制可以加速数据的传输。 每台运行tcp协议的计算机有两个滑动窗口：发送端的滑动窗口和接收端的

28、滑动窗口； 发送端的滑动窗口中的数据，看作一个分组数据； 滑动窗口中的数据可以连续发送，不要等待确认信号（ack） 发送端的滑动窗口的移动，需要等待接收端窗口的确认号ack （ ack ，是接收端告知发送方期望收到的下一个分组数据字节的最小序列号）； 发送端的滑动窗口，可以移动到确认号ack处，继续进行下一个分组的发送；三、计算题20分1、熵计算，霍夫曼编码的题目；10分1.设离散信源输出2个符号的序列，这两个符号从符号集a=0,1中随即选取，并且p(1)=0.8，p(0)=0.2，（1）若这2个符号的条件概率为p(0/1)=0.4，求该信源的序列熵。（2）若该信源是无记忆的，求该信源的序列熵

29、，并与（1）的结果进行比较。（认为事件“0/0”“1/1”不会出现；）解：设x=s1=“0”， s2=“1”, y= t1=“0” ， t2=“1”;（1）序列熵 而即： 序列熵：（2）信源无记忆习题3-15设有一离散无记忆信源：（1）计算该信源的熵；（2）为该信源构造一霍夫曼码，并计算平均码长及编码效率。（3）为什么该码得编码效率小于1？试总结在什么情况下，霍夫曼码的编码效率能够达到1？（提示：符号携带的信息量是多少？表示的码字的码长是多少？）解：（1）信源的熵为：（2）霍夫曼编码（3）计算霍夫曼编码的平均码长、编码效率；霍夫曼编码的平均码长：霍夫曼编码的编码效率：2、多媒体同步的题目；10

30、分6-6.再下图所示的具有全局时钟的实时多媒体系统中，发送端将压缩后的每一帧图像打在一个包中传送，每个包的包头有表示该包发送时间的时间截t(i),i=1,2,3。 发送 d 缓存 解码（1） 保证接收端连续播放的条件是什么？（2） 若网络传输延时d（i）min，max，为保证播放的连续性，接收端应该在什么时候开始播放？其缓存器应为多大？与公式6-8和公式6-9表示的结果有什么相同和不同？（3） 假设网络传输延时d为一符合正态分布的随机变量，其均值为，方差为在保证连续播放概率99%的条件下，接收端应该在什么时候开始播放（用解析式表达）？解：（1）保证接收端连续播放的条件：接收端解码重建结果保持发送端原始信号的时间约束关系