现代通信技术-信息网络基础复习题

现代通信技术思考题

1、阐述典型的信息网络（通信网）的结构组成，信息网络所涉及

的基本理论问题。

答:信息网络主要包括业务网、传送网、支撑网等，典型的信息网络结构由高速骨干网、局域网、卫星通信网、移动网等通过路由器、光纤等设备连接到互联网。

信息网络涉及的基本理论问题包括：信息网络的基本构成、点对点传输协议、网络时延模型、多址技术、路由算法、异构网融合等。

2、基本的交换网络的分析，ATM信元与分组的区别，ATM的AAL

是如何支持不同种类的业务的。

答：1）、分组交换是为适应计算机通信而发展起来的一种先进通信手段，它以X.25

建议为基础，可以满足不同速率、不同型号终端与终端、终端与计算机、计算机与计算机间以及局域网间的通信，实现数据库资源共享。分组交换网是数据通信的基础网，利用其网络平台可以开发各种增值业务。分组交换网的突出优点是可以在一条电路上同时开放多条虚电路，为多个用户同时使用，网络具有动态路由功能和先进的误码纠错功能，网络性能最佳。

2）、ATM信元大小固定，一般分组大小不定，均是用来传输数据。

3）、从上层收到信息后，AAL 将数据分割成ATM 信元；从ATM 层收到信息后，AAL 必须重新组合数据形成一个上层能够辨识的格式。上述操作称之为分段与重组（SAR），它是AAL 的主要任务。

A 类――恒定比特率（CBR）服务：AAL1 支持恒定比特率的面向连接服务。这种服务的例子包括64K 速率语音、固定速率的非压缩视频和专用数据网络的专线。

B 类――可变比特率（VBR）服务：AAL2 支持可变比特率的面向连接服务，但其发送需要有限延时。这种服务的例子包括压缩包语音或视频。对于接收方要重组原始的非压缩语音或视频来说，发送的有限延时是很必要的。

C 类――面向连接的数据服务：用于面向连接的文件传输和数据网络应用程序，该程序中在数据传输前已预先设置好连接。这种服务提供可变比特率但不需要为传送过程提供有限延时。有两种AAL 协议支持该类服务，且此两种协议已被合并为一种，即AAL3/4。但由于其十分复杂，AAL5 协议常用来支持该类型的服务。

D 类――无连接数据服务：该服务的例子包括数据报流量，通常也包括数据网络应用程序，在该程序中在数据传输前没有预先设置连接。AAL3/4 或者AAL5 都可用来支持此类服务。

3、分析返回n-ARQ协议中，信道利用率与数据长度的关系，在信道误比特率p b取不同值时采用与书中图2-5相同信道参量的情况下最佳帧长与误比特率p b的关系曲线（取t T=3t f+2t p）。

在组帧技术中如何获得最佳帧长度，K opt与E{M}；开销V与节点j的关系并加以分析。

1）、返回式n－ARQ的基本思路：发端没有收到对方应答的情况下，可以连续发送n个分组，收端仅接收正确顺序的分组，其应答中的RN表示RN以前的所有分组都已正确接收。这里的n是一个重要的参数，叫做滑动窗口宽度。

信道利用率与数据长度的关系

2）、设一帧传输时间为tf，重传一帧时间（包括传输时间、处理时间、传输时延和等待应答时间）tT，一帧正确传输概率为p，正确传输一帧时间

在发送节点处于饱和状态下，吞吐量最大值为

归一化最大吞吐量为

设数据一帧长度为lf比特=ld比特数据+lh控制信息，设信道误比特率为pb，在随机错误的信道条件下，数据帧的差错率或误帧率pfr为

Prf=1-（1-pb）lf，当pb很小的时候，上式可近似为pfr~~lf * pb <<1，

设信道容量为C，则信道真正用于有用信道传输的效率为

，其中p=1-pfr，C=lf/tf=ld+lh/tf；当（a-1）Pfr<<1时，可近似

此时t T=3t f+2t p，代入方程

4、分析TCP中的差错与流量控制，一个TCP连接使用256Kbit/s，其端到端的时延为128ms，经测试，发现吞吐量只有120Kbit/s，求窗口的大小。再设TCP的拥塞窗口长度为18KB，网络发生了超时，TCP使用慢启动，加速递减和拥塞避免，此时报文段的最大长度为1KB，讨论拥塞窗口从最小值经过6次变化后是怎样的。

5、讨论两个M/M/1队列相连后系统的状态概率，假设该系统的到达过程是到达率为λ的Poisson过程，且两个队列的服务时间相互独

立，服务时间与到达过程相互独立。

6、在一个分组传输系统中，各分组到达过程是到达率为λ的Poisson 过程，分组长度服从指数分布，其均值是1/μ，如将m个分组流统计复接在高速信道上，即将输入到达率提高m倍，并将信道速率提高m倍（即服务时间为1/mμ），这样，就等同于将m个平行的低速传输的信道统计复接在一个高速信道上，试分析上述情况下的传输时延。

7 分析在ALOHA协议中，为什么会出现稳定平衡点和不稳定平衡点？重传概率对系统性能所带来的影响？

对于随机多址协议，主要关心两个方面的问题：一是稳态情况下系统的通过率和时延性；二是网络的稳定性。

8 考虑最短路由和最佳路由的出发点与本质问题。

路由算法：为不同的源节点和目的节点对（SD）选择一条传输路径；在路由选好后，将用户的消息正确地送到目的节点。

最短路由：出发点为提高传输效率，理论基础为图论，采用Bellman-Ford算法。

最佳路由：出发点是使网络的成本最低，基于平均时延最佳化，常用的方法就是迭代，通过怎样计算最佳路由，分析最佳路由的特性。

9 NGN的发展的思路与实质问题。

1）、NGN应是PSTN、移动通信网和分组网（ATM/IP）的融合，未来网络应在统一的分组网上支持各种业务。泛指一个不同于目前一代的、大量采用创新技术、以IP为中心，同时可以支持语音、数据和多媒体业务的融合网络，一方面，NGN不是现有电信网和IP网的简单延伸和叠加，而应是两者融合的结果，所涉及的也不仅仅是单项节点技术和网络技术，而使整个网络的框架，是一种整体网络解决方案。另一方面：NGN的出现和发展不是革命，而是演进，即在继承现有的网络优势基础上实现的平滑过渡。NGN将是以软交换为核心，光联网和分组传送技术为基础的开放式融合网络

2）、实质：从传统的电路交换网到分组网的转换，实质仍为以ATM/IP特别是Ip