无线网络技术教程习题答案 金光

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？ 2 答： 4 d L 10lg dB 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。
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《无线网络技术教程—原理、应用与仿真实验》 （第 1 版）部分习题答案
第二章 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 频段，无线电频谱和波段的划分如下表所示。 频段范围(含上限 序号 频段名称 波段名称 不含下限) 1 3Hz ~30Hz 极低频(ELF) 极长波 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 超低频(SLF) 特低频(ULF) 甚低频(VLF) 低频(LF) 中频(MF) 高频(HF) 甚高频(VHF) 特高频(UHF) 超高频(SHF) 极高频(EHF) 至高频 30Hz ~300Hz 300Hz ~3000Hz 3KHz~30KHz 30KHz~300KHz 300KHz~3000KHz 3MHz~30MHz 30MHz~300MHz 300MHz~3GHz 3GHz~30GHz 30GHz~300GHz 300GHz~3000GHz 超长波 特长波 甚长波 长波 中波 短波 超短波 分米波 厘米波 毫米波 丝米波 微 波
#=================================== # 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"
;# time of simulation end
#=================================== # Initialization #=================================== #Create a ns simulator set ns [new Simulator] #Open the NS trace file set tracefile [open 2.10.tr w]
《无线网络技术教程—原理、应用与仿真实验》 （第 1 版）部分习题答案
第一章 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。
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$ns trace-all $tracefile #Open the NAM trace file set namfile [open 2.10.nam w] $ns namtrace-all $namfile #=================================== # Nodes Definition #=================================== #Create 4 nodes set n0 [$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 connection set tcp0 [new Agent/TCP] $ns attach-agent $n0 $tcp0 set sink1 [new Agent/TCPSink] $ns attach-agent $n3 $sink1 $ns connect $tcp0 $sink1 $tcp0 set packetSize_ 1500 #Setup a UDP connection set udp2 [new Agent/UDP]
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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++、MATLAB 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。
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
$ns attach-agent $n1 $udp2 set null3 [new Agent/Null] $ns attach-agent $n3 $null3 $ns connect $udp2 $null3 $udp2 set packetSize_ 1500
FTP, 1~9s S 10Mbps,队列 50,双向,10ms 5Mbps,50 双向,10ms R A 10Mbps,队列 50,双向,10ms
V
CBR, 4~7s
答：参考代码： #=================================== # Simulation parameters setup #=================================== set val(stop) 10.0