通信调度试题及参考答案

通信调度试题及参考答案一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1.在通信网中，负责建立、监控和释放通信连接，并管理网络资源的功能属于（）。A.交换功能B.传输功能C.调度功能D.终端功能2.下列关于电路交换与分组交换的描述中，错误的是（）。A.电路交换采用静态复用，分组交换采用动态复用B.电路交换适用于实时业务，分组交换适用于突发业务C.电路交换有呼叫建立过程，分组交换也有类似的连接建立过程（如虚电路）D.电路交换链路利用率低，分组交换链路利用率高3.在排队论模型中，M/M/1系统的含义是（）。A.负指数分布到达、定长服务时间、1个服务员B.负指数分布到达、负指数分布服务时间、1个服务员C.泊松分布到达、定长服务时间、无限个服务员D.负指数分布到达、负指数分布服务时间、无限个服务员4.某通信系统的信道容量为C，信噪比为S/N，带宽为A.无限增大带宽B.无限增大信噪比C.无限增大信号功率D.减小噪声功率5.在IP网络中，用于实现流量工程和负载均衡的协议通常指的是（）。A.OSPFB.BGPC.MPLSD.RIP6.传统的电话交换网中，控制信令与用户语音信息（）。A.在同一信道中传输B.在不同信道中传输C.随机占用信道D.通过光纤传输7.下列调度算法中，可能导致低优先级进程“饥饿”现象的是（）。A.轮转调度B.先来先服务调度C.优先级调度D.公平队列调度8.在分组交换网络中，衡量网络拥塞程度的重要指标是（）。A.误码率B.吞吐量C.时延D.丢包率9.5GNR（NewRadio）中，为了支持不同的业务场景，采用了灵活的参数集，下列哪项不是其调度考虑的核心因素？（）A.时隙结构B.载波间隔C.循环前缀长度D.调制方式的多普勒频移10.在DiffServ（区分服务）模型中，对数据包进行分类和标记通常发生在网络的（）。A.核心路由器B.边缘路由器C.汇聚路由器D.接入服务器11.令牌桶流量整形算法中，若令牌桶深度为C，令牌产生速率为ρ，则突发数据长度B必须满足（）。A.BB.BC.BD.B12.下列关于ErlangB公式（用于计算呼损）的假设条件，错误的是（）。A.话务源数量无限B.话务量服从泊松分布C.呼损发生后，呼叫立即清除D.存在呼叫等待队列13.在TCP协议的拥塞控制机制中，当发生超时，发送方的拥塞窗口cwnd将设置为（）。A.1MSSB.ssthresh（慢启动阈值）C.ssthresh/2D.cwnd/214.在光纤通信系统中，波分复用（WDM）技术的主要目的是（）。A.提高单波长传输速率B.增加光纤传输容量C.降低光纤衰减D.增强信号抗干扰能力15.下列路由协议中，属于链路状态协议的是（）。A.RIPB.IGRPC.OSPFD.BGP16.在软交换体系中，负责媒体流处理和传输的功能实体是（）。A.软交换设备B.应用服务器C.媒体网关D.信令网关17.通信网中的“过载控制”主要目的是（）。A.提高信道利用率B.防止网络拥塞崩溃C.加快数据转发速度D.降低误码率18.在无线资源调度中，正交频分多址（OFDMA）技术的优势在于（）。A.抗多径衰落能力强B.频谱效率低C.功率控制简单D.同步要求低19.某排队系统平均到达率为λ，平均服务率为μ，系统服务强度ρ的计算公式为（）。A.λB.μC.λD.λ20.在网络性能评估中，Jitter（抖动）通常指的是（）。A.数据包传输的总时间B.数据包到达时间间隔的变化量C.数据包丢失的概率D.网络带宽的波动二、多项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的。全部选对得2分，选错得0分）1.通信调度系统的主要设计目标包括（）。A.提高网络资源利用率B.保证业务的服务质量C.实现网络负载均衡D.降低网络建设成本2.下列属于QoS（服务质量）性能指标的有（）。A.带宽B.时延C.丢包率D.抖动3.在移动通信系统中，下行链路调度算法常见的有（）。A.最大载干比算法B.轮询算法C.比例公平算法D.最短处理时间优先算法4.造成网络拥塞的可能原因包括（）。A.网络带宽不足B.处理器处理能力有限C.缓存空间不足D.存在路由环路5.MPLS（多协议标签交换）网络中的核心路由器主要负责（）。A.IP路由查表B.标签交换C.标签压入D.标签弹出6.关于流量监管和流量整形，下列说法正确的有（）。A.流量监管限制流出速率，超出速率的包丢弃B.流量整形限制流出速率，超出速率的包缓存C.两者都常使用令牌桶算法D.两者都常使用漏桶算法7.数据通信网中的拓扑结构主要包括（）。A.网状网B.星型网C.总线型网D.环型网8.下列关于虚电路和数据报的描述，正确的有（）。A.虚电路需要建立连接B.数据报无需建立连接C.虚电路中分组按序到达D.数据报中每个分组独立路由9.在5G网络切片中，不同切片对资源的需求差异主要体现在（）。A.带宽B.时延C.连接数D.可靠性10.常见的排队规则包括（）。A.FIFO（先进先出）B.LIFO（后进先出）C.PQ（优先级队列）D.WFQ（加权公平队列）三、判断题（本大题共10小题，每小题1分，共10分。正确的打“√”，错误的打“×”）1.在分组交换网络中，只要增加带宽，就可以完全消除网络拥塞。（）2.Little定律（L=3.TCP协议是面向连接的可靠传输协议，UDP协议是无连接的不可靠传输协议。（）4.在OSPF协议中，区域0（Area0）必须存在，且通常作为骨干区域。（）5.电路交换网络中，一旦建立连接，信道资源就完全被该连接占用，直至连接拆除。（）6.令牌桶算法既可以用于流量整形，也可以用于流量监管。（）7.无线网络中的调度不需要考虑信道状态信息，因为无线信道是恒参信道。（）8.ErlangC公式用于计算有等待队列系统的呼叫等待概率。（）9.SDN（软件定义网络）架构将控制平面和数据平面分离，有利于实现更灵活的全局调度。（）10.死锁在通信网络调度中是不可能发生的。（）四、填空题（本大题共10小题，每小题1分，共10分）1.在通信网中，若某系统在单位时间内进入的业务量为λ，完成的业务量为μ，则系统稳定性条件是λ______μ（填“>”、“<”或“=”）。2.最基本的排队模型假设是顾客到达服从________分布，服务时间服从________分布。3.在TCP/IP模型中，负责端到端可靠传输的层次是________层。4.在路由选择算法中，基于距离向量的算法容易产生________问题。5.为了解决IP地址短缺问题，引入了________技术。6.在ATM（异步传输模式）中，信息传输的基本单位是________。7.衡量通信系统有效性的指标是________，衡量可靠性的指标是________。8.在5GNR中，调度的基本时间单位是________。9.常用的流量控制机制中，滑动窗口协议中的窗口大小决定了发送方在收到确认前可以发送的________。10.在DiffServ模型中，IP包头中的________字段用于标记PHB（逐跳行为）。五、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分）1.简述电路交换、报文交换和分组交换的主要区别。2.请解释“慢启动”和“拥塞避免”在TCP拥塞控制中的作用及算法流程。3.什么是综合业务数字网（ISDN）？它分为哪几种接口？4.简述MPLS（多协议标签交换）的工作原理及其在流量工程中的优势。5.解释无线资源管理（RRM）中的功率控制和接入控制的作用。六、计算分析题（本大题共3小题，每小题10分，共30分）1.排队论计算设有一个单服务员的排队系统，顾客到达服从泊松分布，平均到达率为λ=4人/分钟；服务时间服从负指数分布，平均服务率为(1)计算系统的空闲概率。(2)计算系统中的平均顾客数。(3)计算顾客在系统中的平均逗留时间。(4)计算顾客排队的平均等待时间。2.通信容量计算已知一个高斯白噪声信道，带宽B=4MHz(1)计算噪声功率N。(2)利用香农公式计算该信道的理论极限容量C。(3)若信噪比S/N保持不变，但带宽3.ErlangB计算某通信基站有10条业务信道。已知忙时话务量A=(1)请写出ErlangB公式的基本形式（用B((2)若系统允许的呼损率为1，请估算该系统是否满足要求（需说明判断依据或通过递推公式简单计算说明趋势，注：可使用(A)=七、综合应用题（本大题共1小题，共30分）场景描述：假设你是一家大型电信公司的网络架构师，负责为公司新建的5G传输承载网设计QoS调度方案。该网络需要承载以下几类关键业务：1.eMBB业务（增强型移动宽带）：如4K/8K高清视频流，要求高带宽，对时延敏感度中等。2.uRLLC业务（超高可靠低时延通信）：如自动驾驶控制信号、远程手术，要求极低时延（<10ms）、极高且抖动极小。3.mMTC业务（海量机器类通信）：如智能抄表、环境传感器数据，特点是海量小包，对时延不敏感，但连接密度大。网络拓扑：核心层采用Mesh组网，汇聚层和接入层采用环形组网。核心路由器接口速率为100G，汇聚为10G，接入为1G/10G混合。问题：1.调度策略选择：针对上述三类业务，你会分别推荐哪种队列调度算法（如PQ、WFQ、CBWFQ等）？请详细说明理由，包括如何保证uRLLC业务的低时延，同时防止eMBB业务饿死mMTC业务。（10分）2.拥塞管理：在网络发生拥塞时，如何配置丢弃策略（如尾丢弃、WRED）来保护关键业务？请描述WRED（加权随机早期检测）的工作原理及其在避免TCP全局同步中的作用。（10分）3.流量监管与整形：在接入层边缘，需要对不同用户的流量进行限制。假设一个企业用户购买了100Mbps的专线，其中承诺突发流量（CBS）为200KB，超额突发流量（EBS）为400KB。请画出基于双速率三色标记的流量监管逻辑框图，并解释当突发流量超过CBS但未超过EBS时，数据包应被标记为什么颜色？（10分）参考答案一、单项选择题1.C2.C（分组交换中的数据报方式无连接建立过程）3.B4.A5.C6.B（共路信令）7.C8.D（丢包率是拥塞最直接的表征）9.D10.B11.B12.D（ErlangB是损失制系统，无等待队列）13.A14.B15.C16.C17.B18.A19.A20.B二、多项选择题1.ABC2.ABCD3.ABC4.ABCD5.B（LSR只负责标签交换，LER负责压入/弹出）6.ABC7.ABCD8.ABCD9.ABCD10.ABCD三、判断题1.×（拥塞还涉及节点处理能力和缓存）2.√3.√4.√5.√6.√7.×（无线信道是时变衰落信道，需考虑信道状态）8.√9.√10.×（资源分配不当可能导致死锁）四、填空题1.<2.泊松；负指数3.传输4.计数到无穷大5.NAT（网络地址转换）6.信元7.传输速率；误码率8.时隙9.最大数据量10.DSCP五、简答题1.答：电路交换：在通信开始前必须建立专用的物理通路，整个通信期间通路独占，通信结束后拆除。优点是实时性强，时延小；缺点是线路利用率低，建立连接有开销。报文交换：采用存储-转发机制，整个报文一次性转发。优点是线路利用率高，无需建立连接；缺点是节点需要大缓存，转发时延大，不适合实时通信。分组交换：将报文分割成较小的分组进行存储-转发。优点是缓冲区管理灵活，转发时延小于报文交换，可靠性高（可纠错重传），是目前数据网的主流。2.答：慢启动：用于在连接建立初期或超时重传后探测网络可用带宽。cwnd从1个MSS开始，每收到一个ACK，cwnd增加1个MSS（指数增长），直到达到ssthresh。拥塞避免：当cwnd达到ssthresh后，进入拥塞避免阶段。此时cwnd不再指数增长，而是每经过一个RTT，cwnd增加1个MSS（线性增长/加法增大），旨在缓慢逼近网络容量，避免造成拥塞。3.答：ISDN是由数字交换机和数字传输通道组成的电信网，能提供端到端的数字连接，用来承载包括话音和非话音在内的多种业务。主要接口类型包括：基本速率接口（BRI）：2B+D，速率144kbps（2个64kbpsB信道+1个16kbpsD信道），主要用于家庭或小企业。基群速率接口（PRI）：30B+D（E1标准，速率2.048Mbps）或23B+D（T1标准，速率1.544Mbps），主要用于企业接入。4.答：工作原理：MPLS在IP包头前插入固定长度的标签。入口LER（标签边缘路由器）根据IP路由查找FIB，压入标签并转发；核心LSR（标签交换路由器）只根据标签进行快速交换（查LFIB）；出口LER弹出标签，恢复IP包转发。优势：1.转发速度快（查标签比查最长前缀匹配IP路由快）。2.支持流量工程（TE），可显式路由（ER-LSP），强制流量走特定路径，避免网络拥塞。3.支持VPN等业务，易于实现QoS保证。5.答：功率控制：目的是补偿无线信道衰落，调整发射功率以保证接收端信噪比（SINR）满足解调要求，同时最小化对同频小区的干扰（尤其是上行干扰），提升系统容量。接入控制：目的是防止系统过载。当新用户请求接入时，网络评估当前资源（功率、码道、带宽等）是否充足，以及新用户的接入是否会降低已有用户的QoS。只有满足条件才允许接入，否则拒绝。六、计算分析题1.解：这是一个M/M/1模型。已知λ=4，系统服务强度ρ=(1)系统空闲概率：=(2)系统中的平均顾客数：=(3)顾客在系统中的平均逗留时间：=(4)顾客排队的平均等待时间：=2.解：(1)计算噪声功率N：N(2)计算信道容量C（香农公式）：C信噪比SClC(3)若带宽B减小一半，即=2MH=信道容量也将减小一半。3.解：(1)ErlangB公式（呼损公式）：B其中n为电路数，A为话务量。(2)计算判断：已知n=10,A=注：这里进行趋势估算或关键步计算。(由于A=6远小于我们计算几步：(...随着n增大，分母增长快于分子，迅速减小。当n=10,A=结论：该系统在6Erl话务量下，呼损率远小于1%，完全满足要求。七、综合应用题1.调度策略选择：uRLLC业务：推荐使用PQ（优先级队列）或LLQ（低延迟队列）。理由：uRLLC业务对时延极其敏感。PQ采用严格优先级，只要uRLLC队列有包，就优先发送，可确保最低的排队时延和抖动。为了防止高优先级队列饿死低优先级队列，通常在LLQ中配置严格的流量限制。eMBB业务：推荐使用WFQ（加权公平队列）或CBWFQ（基于类的加权公平队列）。理由：eMBB业务需要高带宽，但允许一定的时延波动。WFQ可以根据权重公平分配剩余带宽，保证在uRLLC不占用时，eMBB能获得大部分带宽，且不同eMBB用户之间按权重公平。mMTC业务：推荐使用CBWFQ配置较低权重，或使用PQ作为最低优先级（但在WFQ体系下）。理由：mMTC对时延不敏感，应作为尽力而为（BE）类处理。将其权重设低，确保在uRLLC和eMBB流量充足时才占用带宽，从而保证关键业务质量。防饿死机制：在PQ队列（uRLLC）上