无线网络技术教程习题解答 金光

1.1如何理解计算机网络在现代社会的作用？答：在现代社会生产生活中，网络技术实现信息的互通和流动，高速完善的网络能使信息更快捷、准确的传输，发挥强大的作用。

网络已成为信息社会的技术命脉和知识经济的发展基础。

1.2请给出计算机网络的整体结构。

答：参考ISO/OSI模型以及TCP/IP模型。

1.3目前的骨干网络大多为光纤传输，部分城市实现了光纤到户，为此是否可以完全用光纤取代所有其他类型的网络？试分析。

答：不能取代所有其他类型的网络。

由于光纤属于有线网络的范畴，无法取代一些只适用于无线网络的应用，如无线传感器网络（WSN）。

1.4 为什么网络协议栈都以分层形式实现？各层主要完成哪些功能？答：网络体系结构是一个复杂的系统，所以采用结构化的方法，将其分解为若干层次设置相应的协议，便于维护和修改。

各层次主要功能参考ISO/OSI模型以及TCP/IP模型。

1.6试分析和比较无线网络和有线网络，可以从传输方式、组网结构等方面进行比较。

答：有线通信的开通必须架设电缆，或挖掘电缆沟或架设架空明线；而架设无线链路则无需架线挖沟，线路开通速度快，将所有成本和工程周期统筹考虑。

无线扩频的投资是相当节省的。

有线通信的质量会随着线路的扩展而急剧下降，如果中间通过电话转接局，则信号质量下降更快，到4、5公里左右已经无法传输高速率数据，或者会产生很高的误码率，速率级别明显降低，而对于无线扩频通信方式，50公里内几乎没有影响，一般可提供从64K到2M 的通信速率。

有线通信铺设时需挖沟架线，成本投入较大，且电缆数量固定，通信容量有限；而无线扩频则可以随时架设，随时增加链路，安装、扩容方便。

1.9为什么现阶段IPv6必须与IPv4共存，而不是直接取代？它们各有什么样的特点？答：由于现阶段大部分互联网用户使用IPv4，若直接升级到IPv6，必须将互联网上所有节点都进行修改，实施起来比较困难，所以使用IPv4/IPv6的形式进行过度，不远的将来，IPv6将会得到全面使用，最终取代IPv4。

IP是TCP/IP协议族中网络层的协议，是TCP/IP协议族的核心协议。

目前IP协议的版本是IPv4，发展至今已经使用了30多年。

IPv4的地址位数为32位，也就是最多有2的32次方的电脑可以联到Internet上。

IPv6是下一版本的互联网协议，也可以说是下一代互联网的协议，IPv6除了一劳永逸地解决了地址短缺问题以外，还考虑了在IPv4中解决不好的其它问题，主要有端到端IP连接、服务质量（QoS）、安全性、多播、移动性、即插即用等。

2.1无线电频谱如何划分？目前手机、PDA 等无线设备使用了哪些频段？答：无线电可用来进行声音和图像广播、气象预报、导航、无线电通信等业务。

根据无线电波传播及使用的特点，国际上将其划分为12个频段，通常的无线电通信只使用其中的第4~12中频采用地波与天波，用于船用通信、业余无线电通信、移动通信和中距离导航等，手机和PDA 就是应用中频。

2.2无线通信已成为承载语音、视频等数据传输的重要手段，采用的无线通信介质各异。

请列举常见的几类，并进行对比。

答：无线网络通信方式主要有三类：⑴无线电波；⑵微波；⑶红外线。

无线电波通信是指利用自由空间（大气层和外层真空）传播的射频频段的电磁波进行的通信，其原理在于导体中电流强弱的改变会产生无线电波。

微波通信是指利用频率为300M —300GHz 之间的电磁波作为传输介质进行通信。

它又可以细分为地面微波通信和卫星微波通信两大类。

红外通信是指以红外线为载体，进行数据传输的通信方式。

2.3假设有一个波长为0.5mm 的微波发射器，最大传输距离为50m ，则其满足最大传输距离的损耗为多大？答： 其中d 是距离，λ是波长，二者单位相同，结果L 为损耗，带入上述计算公式可得结果。

2.5复用技术和多址技术是无线传输中用于提高效率的两种手段，目前已有许多具体的技术实现，是对比常见的4类。

答：目前，常见的复用方式有频分复用（FDM ）、时分复用（TDM ）、码分复用（CDM ）、空分复用（SDM ）等。

多址通信的方式有频分多址（FDMA ）、时分多址（TDMA ）、码分多址（CDMA ）、空分多址（SDMA ）等。

除了这些多址方式以外，其他复用方式也可以用在多址通信中，如极化复用和波分复用等，当然多数情况下需和其它方式综合运用。

2410lg d L dB πλ⎛⎫= ⎪⎝⎭2.6简述信号的调制过程，并对比常见的调制技术。

答：参考教材2.5.1节。

2.7天线技术在无线网络通信中起到了重要的作用，试分析常见天线技术的原理。

答：随着技术发展，天线种类也不断增加，以适合不同频率、用途、场合、要求等情况。

按用途可分为：通信天线、电视天线、雷达天线等。

按工作频段可分为：短波天线、超短波天线、微波天线等。

按方向性可分为：全向天线、定向天线等。

按外形可分为：线状天线、面状天线等。

还有其它一些分类标准。

详细请参考教材2.6.3节。

2.8信号的干扰和损伤在信息传输过程中不可避免，目前已经有相应技术用于缓减或弥补其影响。

常见的信号干扰和损伤有哪些？如何解决？ 答：请参考2.7.1节。

2.9网络仿真技术近年来得到了广泛的应用，目前已有的仿真平台呈多元化趋势。

请列举不少于5钟仿真平台，进行分析对比。

答：网络仿真是一种利用数学建模和统计分析方法模拟网络行为的技术。

通过建立网络设备和网络链路的统计模型，模拟网络流量的传输，从而获取协议设计、网络优化等需要的网络性能数据。

目前网络仿真平台众多，例如OPNET 、N22、OMNet++、MA TLAB 等，具体可以自行列举和比较。

2.10假设有一个4个节点的网络，拓扑和链路的带宽、延迟、队列长度等设置如图。

S 节点设置为FTP+TCP ，工作起始时间在1~9s ；A 节点设置为CBR+UDP ，工作起始时间在4~7s 。

请在NS2中利用OTcl 编程仿真实现该网络。

答：参考代码：#=================================== # Simulation parameters setup #===================================set val(stop) 10.0 ;# time of simulation end#=================================== # Initialization#=================================== #Create a ns simulator set ns [new Simulator]#Open the NS trace fileset tracefile [open 2.10.tr w]FTP, 1~9sCBR, 4~7s$ns trace-all $tracefile#Open the NAM trace fileset namfile [open 2.10.nam w]$ns namtrace-all $namfile#===================================# Nodes Definition#===================================#Create 4 nodesset n0 [$ns node]set n1 [$ns node]set n2 [$ns node]set n3 [$ns node]#===================================# Links Definition#===================================#Createlinks between nodes$ns duplex-link $n0 $n2 10.0Mb 10ms DropTail $ns queue-limit $n0 $n2 50$ns duplex-link $n1 $n2 10.0Mb 10ms DropTail $ns queue-limit $n1 $n2 50$ns duplex-link $n2 $n3 5.0Mb 10ms DropTail $ns queue-limit $n2 $n3 50#Give node position (for NAM)$ns duplex-link-op $n0 $n2 orient right-down $ns duplex-link-op $n1 $n2 orient right-up $ns duplex-link-op $n2 $n3 orient right#===================================# Agents Definition#===================================#Setup a TCP connectionset tcp0 [new Agent/TCP]$ns attach-agent $n0 $tcp0set sink1 [new Agent/TCPSink]$ns attach-agent $n3 $sink1$ns connect $tcp0 $sink1$tcp0 set packetSize_ 1500#Setup a UDP connectionset udp2 [new Agent/UDP]$ns attach-agent $n1 $udp2set null3 [new Agent/Null]$ns attach-agent $n3 $null3$ns connect $udp2 $null3$udp2 set packetSize_ 1500#===================================# Applications Definition#===================================#Setup a FTP Application over TCP connection set ftp0 [new Application/FTP]$ftp0 attach-agent $tcp0$ns at 1.0 "$ftp0 start"$ns at 9.0 "$ftp0 stop"#Setup a CBR Application over UDP connection set cbr1 [new Application/Traffic/CBR]$cbr1 attach-agent $udp2$cbr1 set packetSize_ 1000$cbr1 set rate_ 1.0Mb$cbr1 set random_ null$ns at 4.0 "$cbr1 start"$ns at 7.0 "$cbr1 stop"#===================================# Termination#===================================#Define a 'finish' procedureproc finish {} {global ns tracefile namfile$ns flush-traceclose $tracefileclose $namfileexec nam 2.10.nam &exit 0}$ns at $val(stop) "finish"$ns run第三章3.1无线局域网具有什么样的特点？常见的无线局域网有哪些？答：优点：移动性；灵活性；可伸缩性；经济性。