《数据通信与计算机网络》补充习题参考答案1解析.doc

1、数据通信与计算机网络补充题题介第二章1 在一个 n 层的网络系统中，每层协议分别要求加上 Hi 字节长的报头。若送往该网络的应用 数据长度为 A 字节，问在物理媒体的带宽中有多少百分比是用来传输有效应用数据的？解： 每层协议要求加上H i字节的报头n层的网络系统中，增加的开销为 又 应用数据长度为A字节ni1传输有效应用数据的有效的带宽占 niHA1第三章1对于带宽为 4KHz 的信道，若用 8 种不同的物理状态来表示数据，信噪比为 30db，试问按奈奎斯特定理，最大限制的数据速率是多少？按香农定理最大限制的数据速率是多少？解：按奈奎斯特定理 C = 2Hlog2NN = 8， H = 4KH

2、Z C = 24 kbps按香农定理， C = Hlog2（1+S/N）信噪比为30db，30db = 10 log S/N H = 4KHZ10/3SC = H log 2（1+1000）= 40 kbps2对于带宽为 6MHz 的信道，若用 4 种不同的状态来表示数据，在不考虑热噪声的情况下，该信道的最大数据传输速率是多少？解：按奈奎斯特定理：C = 2Hlog2NN = 4， H = 6MHZC = 26MHZlog 24 = 24 Mbps3某调制解调器同时使用幅移键控和相移键控，采用 0、/2、 和 3/2 四种相位，每种相位又都有两个不同的幅度值，问波特率为 1200 的情况下数据

3、速率是多少？ 同时使用幅移键控和相移键控解：有 4种相位，每个相位又有2个幅度3,0N = 4 2 = 8 B = 1200 baudS = Blog 2N = 3600 bps4信道带宽为 3KHz，信噪比为 30db，每个信号两种状态，则每秒能发送的比特数不会超过多少？解：按香农定理：信噪比为 30db， H = 3KHZ 103NSC = Hlog2（1+1000） = 30 kbps按奈奎斯特定理 C = 2Hlog2NN = 2， H = 3KHZ C = 6 kbps所以该信道每秒能发送的比特数不会超过6 kbit。5采用 8 种相位、每种相位各有两种幅度的 PAM 调制方法，问在

4、 1200Baud 的信号传输速率 下能达到的数据传输速率为多少？解：N = 82 = 16 种，B = 1200 BandS = Blog 2N = 4800 bps6 采用每种相位各有两种幅度的 PAM 调制方法，在带宽为 8KHz 的无噪信道上传输数字信号，若要达到 64Kbps 的数据速率，问至少要多少种不同的相位？解：按奈奎斯特定理：H = 8KHZ，C = 64 kbpsC = 2Hlog2N N = 16每种相位各有两种幅度 N/2 = 8种相位答至少要8种不同相位7数据速率为 1200bps，采用无校验、1 位停止位的异步传输，问 1 分钟内最多能传输多少个汉字（双字节）？解：

5、异步传输汉字时，每个汉字占二个群；数据位为8位，采用无校验，1位停止位，1位起始位每分钟可传输的汉字数 3602)18(0sbp所以1分钟内最多能传输汉字3600个。8.分别用标准曼彻斯特编码和差分曼彻斯特编码画出 1011001 的波形图。解：数据为 1011001v 1 0 1 1 0 0 1全宽码 t 曼彻斯特码差分曼彻斯 特码 9 采用曼彻斯特编码的 10Mbps 局域网的波特率是多少？解：采用曼彻斯编码时，在最坏情况下，一位二进制比特需要有二次跳变，所以10Mbps局域网的波特率为 10Mbps *2 = 20 Mbaud10 信源以字节（8 比特）为单位传输数据，若数据速率为 B(

6、bps)，对下列两种情况分别计算有效数据传输速率：（1） 异步串行传输，不用校验位、使用 1 位停止位；（2） 同步串行传输，每帧包含 48 位控制位和 4096 位数据位。解：（1）异步传输: (传输数据位最多时)以字节为单位，8位数据，不用校验，1位起始位，1位停止位 B8.0（2）同步传输：每帧包含48位控制位和4096位数据位 9.4809611 在相同数据速率下，分别采用异步协议和同步协议传输大批量数据，问两者的传输效率之比约为百分之几？解：在相同数据速率B下，传输大批量数据时异步传输的效率最多为 B8.01同步传输的效率为接近于1B两者的传输效率之比为 8.01.B12 对于带宽为

7、 4KHz 的语音信号，采用量化级别为 128 的 PCM 方法编码，问所产生的二进制位起码要用多大传输速率的信道才能传输？解：语音信号带宽为4KHZ，所以采样频率为 24KHZ = 8KHZ 即每秒采样8000次每次间隔时间为125us，量化级为128，故每次采样要用七位二进制来表示所以数据速率为7bit8KHZ = 56 kbps或 7bit / 125us = 56 kbps13 分别计算 T1 载波和 E1 载波的编码效率和开销率。解：T 1载波:每帧由24路声音，每路声音7位数据，1位控制，每帧1位标志编码效率为 87.01936248开销率为 .5.0193E1载波：每帧由30路声

8、音，每路声音8位数据，每帧有8位同步，8位控制编码效率为 9375.0264830开销为 5.26114 若要在采用两种物理状态传输的 50 Kbps 信道上传输 1.544Mbps 的 T1 载波，问信道的信噪比至少要多少?解：在两种物理状态下传输50 kbps，即C1 = 2Hlog2N N = 2，C 1 = 50 kbpsH = 25 KHZ现要传输1.544 Mbps的T1载波C2 = H log2（1+S/N ） C2 = 1.544 Mbpsleg 2（1+S/N）= 61.76 S/N = 2 61.76-1信噪比为 dbNS9.185lg015 对于交换网定义如下参数：N 两

9、个给定站点间转接的节点数；L 报文长度( 比特 ) ；B 链路上的数据传输速率（ bps） ；P 每个分组的长度( 比特 ) ；H 每个分组的开销( 比特 ) ；S 电路交换或虚电路分组交换的呼叫建立时间( 秒) ；D 每个转接点的转接延迟时间 ( 秒) 。M 两个节点之间的传播延迟时间( 秒) 。假设不需要确认，请分别计算电路交换、报文交换、虚电路分组交换和数据报分组交换的端到端延迟时间。解：（1）电路交换，有电路的建立时间，报文传输延迟和传播延迟时间T电路交换 = （M为两站点之间的传播延迟）NBLS)1(（2）报文交换，无电路的建立时间，但采用存贮转发T报文交换 = D)()分组交换：分

10、组个数 X个分组（可能最后一个分组中数据量不足P-H）记 为HPL最后一个分组长度为 L-（x -1）（P-H）+H 记为 Y（3）虚电路分组交换：有虚电路的建立时间，延迟时间可为T虚电路交换 = 虚电路的建立时间 + 第一个分组的到达时间 + 后续分组的到达时间 BypxDNMBS)2()(（4）数据报分组交换：无虚电路的建立时间T数据报交换 = 第一个分组的到达时间 + 后续分组的到达时间BypxBPN)2()(116 若两个端系统之间有三个转接点，要传送的报文为 4800bits，所有链路上的数据速率为 10Mbps，若采用虚电路分组交换技术，呼叫建立的时间为 0001 秒，每个分组的最

11、大长度为 1200bits，每个分组要有 40bits 的开销，每个转换点的处理时延为 00002 秒。两个站点之间的传播时延为 000001 秒，试计算从端到端的延迟时间。解：每个分组的最大长度为 1200bits，每个分组要有 40bits 的开销,所以每个分组只能携带1160bits 数据。分组个数为 X=480011604.1 个，为 5 个分组。最后一个分组长度为 Y=L-（x -1）（P-H）+H=200bits 呼叫建立的时间为 S=0001 秒=1ms；每个转换点的处理时延为 D=00002 秒=02ms；两个站点之间的传播时延为 M=000001 秒=001ms；N=3；B=

12、10Mbps=10bit/sT虚电路交换 = 虚电路的建立时间 + 第一个分组的到达时间 + 后续分组的到达时间 BypxDNMBS)2()(1=2.5ms17 若在相隔 1000 公里两地之间要传送 3K 位的数据。可以通过地面电缆以 4.8kbps 的数据速率传送或通过卫星信道以 50kbps 的数据速率传送，问从开始发送到接受方收到全部数据为止用那种方式传送时间较短？解：地面电缆：T = 传输延迟 + 传播延迟 usmkbps/2018.433=625 ms + 5 ms = 630 ms卫星信道：卫星的单向传播延迟时间约为270msT = 传输延+ 传播延迟skbp703= 60ms

13、+ 270ms = 330ms所以用卫星信道传送的时间较短。18 一个简单的电话系统由二个终端局和一个长途局组成，每个终端局用 1MHZ 的全双工中继线连到长途局，平均每台电话机在 8 小时的工作日中使用 4 次，每次通话平均持续6 分钟，其中 10%的通话是长途电话局。 （即经过长途局的） ，若设每路话音带宽为4KHZ，问每个终端局能够支持的电话机最多台数是多少？解：按频分多路 个子信道25041KHZM按时分多路 个用户%68可支持的电话机的最多台数为250200 = 50000台19 假如你训练你的急救用狗，方法是传送一个装有三片软盘的盒子，每个盘片上存有250，000 字节的信息，不管

14、你在那里，狗都能以 18 公里/小时的速度跑到你跟前，问在什么距离范围内，狗的数据传输率比电路交换的数据传输率 300 bps 高？解： （设距离为X 公里）bpsxit30/18/253小 时公 里公 里10683 smsit20 若某运载工具能以每小时 80 公里的速度一次传递 10 盒 8mm 的磁带，每盒 3 盘带，每盘带容量为 7GB。问在什么距离范围内，该运载工具的数据传输率比 155M b/s 的 ATM网络要高？解：设距离为Y公里MbpsyGB15/80/731小 时公 里公 里240368069 m21 某信道误码率为 10-5，每帧长度为 10 000 bits,试问：a)

15、 若差错都是单个错，则在该信道上传送的帧的平均出错率是多少？b) 若差错大多为突发错，平均突发长度为 100bits，则在该信道上传送的帧的平均出错率是多少？解：P e = 10-5，每帧长度为 104 bit（1）若为单个错： Ne = 1 N = 10 5pe有多少个帧： 帧的错误率为10%个1045（2）若为突发错：Ne = 100 bit 7ePN有多少帧 个帧，但突发错误可能影响一个帧，也可能影响二个帧；1047所以帧的平均错误率为 或 102第四章1已知生成多项式为：X 4+ X3+ X2+1，求信息位 1010101 的 CRC 码。解：生成多项式g (x) = x4+x3+x2

16、+1对应的二进制位串为11101(r = 4)信息位1010101对立的二进制多项式为 k (x)求 的余式 )(4xgk111010111101 1010101000011101余式r (x) = x3 + 1 100001001 1110111011C (x) = x4k (x) + r (x) 1110111000 对应的CRC码为 11101101001110110101011001 10012 已知（7，3）循环码的校验关系式为：C6+C3+C2+C1=0C5+C2+C1+C0=0C6+C5+C1=0C5+C4+C0=0求该循环码的生成多项式 G（X）和信息码 110 的余式 r(x

17、)？解：在（7，3）循环码中前 k-1 位为 0 的信息位是 001，即有 C6 C5 C4 C3 C2 C1 C00 0 1 X X X X代入校验方程组： C6+C3+C2+C1=0 C3=1；C5+C2+C1+C0=0 C2=1；C6+C5+C1=0 C1=0；C5+C4+C0=0 C0=1；生成多项式对应的二进制位串为 0011101(r = 4)；生成多项式为 g (x) = x4+x3+x2+1信息位110对立的二进制多项式为 k (x)求 的余式 )(4xgk10111101 110 0000111 01余式r (x) = x3+ 1 101001001 111011001C (

18、x) = x4k (x) + r (x) 对应的CRC码为 1101001 3.设有一个（7，3）码，其生成多项式 G（X）=x 4+x3+x2+1,当传输信息为 101 时，求循环冗余码。解：生成多项式g (x) = x4+x3+x2+1对应的二进制位串为11101(r = 4)信息位101对立的二进制多项式为 k (x)求 的余式 )(4xgk11111101 101000011101余式r (x) = x + 1 100100011 1110111110C (x) = x4k (x) + r (x) 111010011 对应的CRC码为 1010011 4设信息为 7 位，冗余位为 4

19、位，生成多项式 G（X）=x 4+x3+1，试计算传输信息为 1011001和 1101001 的 CRC 编码。解：生成多项式g (x) = x4+x3 +1对应的二进制位串为11001(r = 4)信息位1011001对立的二进制多项式为 k (x)求 的余式 )(4xgk110101011001 1011001000011001余式r (x) = x3 +x 111101010 1100111110C (x) = x4k (x) + r (x) 1100111100 对应的CRC码为 11001101010110011010 信息位1101001对立的二进制多项式为 k (x)10010

20、0111001 1101001000011001余式r (x) = 1 110100001 1100111000C (x) = x4k (x) + r (x) 110010001 对应的CRC码为 110100100015若发送窗口尺寸为 4，在发送 3 号帧并收到 2 号帧的确认帧后，发送方还可发几帧？请给出可发帧的序号。解：发送窗口尺寸为4，即不必等待确认帧的到来，最多可连续发送4个帧。发送了3号帧，即前面一共发送了 0，1，2，3号4个帧。收到了2号帧的确认帧，即表示0号，1号，2号帧均已收妥，故发送窗口可删除0号，1号，2号帧，即还留下一个帧：3号帧；所以发送方还可以发送3个帧，可发送

21、帧的序号为4号，5号和6号帧。6若窗口序号位数为 3，发送窗口尺寸为 2，采用 Go-back-N 法，请画出由初始态出发相继下列事件发生时的发送及接收窗口图：发送帧 0、发送帧 1、接收帧 0、接收确认帧 0、发送帧2、帧 1 接收出错、帧 1 确认超时、重发帧 1、接收帧 1、发送帧 2、接收确认帧 1。解：窗口序号位数为3，即占三位二进制，帧序号为07；采用G0back N法，发送窗口为2，接收窗口为1，即可以连续发送2个帧，而接收为顺序接收。解：窗口序号位数为3，即占三位二进制，帧序号为07；采用G0back N法，发送窗口为2，接收窗口为1，即可以连续发送2个帧，而接收为顺序接收。初

22、态 发 0 发 1 收 0 接收确认 0 发 2发送窗口 同左0 1236 74513 20 10 1 125接受窗口 同左 同左 同左 同左帧 1 接收错 帧 1 确认超时 重发 1 接收帧 1 重发 2 接收确认 1发送窗口 同前 同左接受窗口 同左 同左 同左 同左7若帧序号位数为 3，窗口尺寸为 2，采用选择重发协议，请画出由初始态出发相继下列事件发生时的发送及接收窗口图：发送帧 0、发送帧 1、接收帧 0、接收确认帧 0、发送帧 2、接收否定确认帧 1、接收帧 2、重发帧 1、接收帧 1、接收确认帧 2。解：窗口序号位数为3，即占三位二进制，帧序号为07；采用选择重发协议，发送窗口为

23、2，接收窗口为2，即可以连续发送2个帧，而接收为不按顺序接收。初态 发 0 发 1 接收帧 0 接收确认帧 0 发 2 发送窗口 同左 接受窗口 同左 同左 同左 同左 接收否定确认帧 1 接收帧 2 重发 1 接收帧 1 接收确认帧 2发送窗口 同左 同左接受窗口 同左 同左 同左或8若 BSC 帧数据段中出现下列字符串：“ABCDE”0 15 4 3 26 7 0 123121212 21237 0562140 0 1 1 121 120312123问字符填充后的输出是什么？解：BSC帧数据段中出现下列字符串：“ABCDE”字符填充后为： “ABCDE”9HDLC 帧数据段中出现下列比特串

24、： “010000011111110101111110”问比特填充后的输出是什么？解：HDLC帧数据段中出现下列比特串： “010000011111110101111110”比特填充后为: “01000001111101101011111010”10一个信道的数据速率为 4Kbps,单向传播延迟时间为 20ms，问帧在什么范围内，才能使停等协议的效率至少是 50%？解：题中未提确认帧，即确认帧很短，可以忽略，不占时间停等协议的信道利用率为B = 4 kbps ；R = 20 msRBLBU2 L160bit%50答：帧长要大于等于160 bit11一个信道的数据速率为 1Mbps，往返传播延迟

25、时间为 4ms，帧长度为 1000 比特，帧的顺序号用三位，并假设确认不采用捎带方式，并且不占时间，问若不考虑差错重发和帧头所造成的信道损失时，采用选择重发协议，信道可能达到的最大有效利用率是多少？ 解：确认方式：单独的确认帧，帧长为L （不采用捎带方式）单独的确认帧，帧长很短，可以忽略，不占时间； L=0 （不采用捎带方式）采用捎带方式，帧长为数据帧，故为L帧的顺序号为三位，故最大帧序号为 Smax = 231 = 7；又因为采用选择重发协议，信道上发送方的发送窗口的最大尺寸为序号范围的一半，即 231 = 4信道的最大利用率： L=1000bit；2R = 4 ms ；B=1MbpsRBLU4 %8051403312使用后退 n 协议在 3000km 长的 1.544Mbps 的 T1 干线上发送 64 字节的帧，若信号传播速度是 6s/km,问帧的顺序号应有多少位？解：设帧的顺序号为n位，则后退n协议的发送窗口的最大尺寸为 Smax = 2 n1 = m 即可连续发送m个帧，并设确认帧不占时间 (L=0)后退n协议的信道利用率 要使U为最大,即接近于1BVDm2