通信网络基础 (李建东 盛敏 )课后习题答案

1.1答：通信网络由子网和终端构成（物理传输链路和链路的汇聚点），常用的通信网络有A TM 网络，X.25分组数据网络，PSTN ，ISDN ，移动通信网等。

1.2答：通信链路包括接入链路和网络链路。

接入链路有：（1）Modem 链路，利用PSTN 电话线路，在用户和网络侧分别添加Modem 设备来实现数据传输，速率为300b/s和56kb/s ；（2）xDSL 链路，通过数字技术，对PSTN 端局到用户终端之间的用户线路进行改造而成的数字用户线DSL ，x 表示不同的传输方案；（3）ISDN ，利用PSTN 实现数据传输，提供两个基本信道：B 信道（64kb/s ），D 信道（16kb/s 或64kb/s ）；（4）数字蜂窝移动通信链路，十几kb/s ～2Mb/s ；（5）以太网，双绞线峰值速率10Mb/s,100Mb/s 。

网络链路有：（1）X.25提供48kb/s ，56kb/s 或64kb/s 的传输速率，采用分组交换，以虚电路形式向用户提供传输链路；（2）帧中继，吞吐量大，速率为64kb/s ，2.048Mb/s ；（3）SDH （同步数字系列），具有标准化的结构等级STM-N ；（4）光波分复用WDM ，在一根光纤中能同时传输多个波长的光信号。

1.3答：分组交换网中，将消息分成许多较短的，格式化的分组进行传输和交换，每一个分组由若干比特组成一个比特串，每个分组都包括一个附加的分组头，分组头指明该分组的目的节点及其它网络控制信息。

每个网络节点采用存储转发的方式来实现分组的交换。

1.4答：虚电路是分组传输中两种基本的选择路由的方式之一。

在一个会话过程开始时，确定一条源节点到目的节点的逻辑通路，在实际分组传输时才占用物理链路，无分组传输时不占用物理链路，此时物理链路可用于其它用户分组的传输。

会话过程中的所有分组都沿此逻辑通道进行。

而传统电话交换网PSTN 中物理链路始终存在，无论有无数据传输。

1.5答：差别：ATM 信元采用全网统一的固定长度的信元进行传输和交换，长度和格式固定，可用硬件电路处理，缩短了处理时间。

为支持不同类型的业务，ATM 网络提供四种类别的服务：A,B,C,D 类，采用五种适配方法：AAL1～AAL5,形成协议数据单元CS-PDU ，再将CS-PDU 分成信元，再传输。

1.7答：OSI 模型七个层次为：应用层，表示层，会话层，运输层，网络层，数据链路层，物理层。

TCP/IP 五个相对独立的层次为：应用层，运输层，互联网层，网络接入层，物理层。

它们的对应关系如下：OSI 模型 TCP/IP 参考模型1.10解：()()Y t t X +=π2cos 2()()Y Y X cos 22cos 21=+=π()[]10212211=⨯+⨯=X E ;()()()YY X t X cos 22cos 212=+==π()()[]()()[][][]22102114 cos 4cos 2cos 21022221=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯==⋅==Y E Y Y E X X E t X t X E1.11解：()()[]()()()0cos 2cos =+=⋅+==⎰⎰+-+-θθπθθθππππd t w A d f t w A t X E t m cc X()()()[]()()[]()()[]τθπτθτθθθτθττππππc c c c c c X w Ad w w t w A d f t w A t w A t X t X E t t R cos 221cos 22cos 21 cos cos ,22=⋅+++=⋅++⋅+=+=+⎰⎰+-+-[]()+∞<==20)(22A R t X E X显然，()t X的均值为常数，相关函数仅与时差τ有关，且为二阶矩过程，所以该随机过程是广义平稳的。

()()()0sin cos ..cos cos 2.. sin sin cos cos 2..cos 21..===-=+=∞→-∞→-∞→-∞→⎰⎰⎰T w T w A m i l tdt w T Am i l dt t w t w T A m i l dt t w A T mi l t X c c T T T c T TTc c T T T cT θθθθθ()()()()[]()[]ττθτθτθτc TT c c c T TTc c T w A dt w w t w T A mi l dtt w t w T A m i l t X t X cos 21cos 22cos 4.. cos cos 2..222=++=+++=+⎰⎰-∞→-∞→ 故()t X的均值和相关函数都具有各态历经性，()t X 是各态历经过程。

1.12解：定义：称计数过程(){}0,≥t t N 是参数为()0 >λλ的Poisson 过程，如果：（1）()00=N；（2）(){}0,≥t t N 是平稳的独立增量过程；（3）()t N t, 0≥∀服从参数为t λ的Poisson 分布，()()() ,2,1,0 !===-k e k t k t N P tk λλ()[]()()()()!1!!111≥=⋅⋅=-⋅===-∞=--∞=-∞=-∑∑∑t t e e t k t e t e k t k e k t k t N E t t k k tk t k k t k λλλλλλλλλλλ()()[]()[]()[]22t N E t N E t N D t D N -==()[]()()()()[]()()()[]()[]()()()()()()()tt t e e t t k t e t t e k t k k t N E t N t N E t N t N t N E t N E t t k k tk t k λλλλλλλλλλλλλ+=+=+-⋅⋅=+-⋅=+-=+-=-∞=--∞=-∑∑2222202 !2!1 11()()()t t t t t D N λλλλ=-+=∴22不妨设t s≤，则()()()[]()()()()()()()[]()()()()()()[]()[]()[]()()()[]()[]()[]()()()t s st s st s s s t s s N E s N D s N t N E s N E s N E s N t N N s N E s N s N t N N s N E t N s N E t s R N ,min 0 0,222222λλλλλλλλλ+=+=++-=++-=+--=+--==()() ,min , 2t s st t s R N λλ+=∴1.13 解：由(){}0,≥t t N 是强度为λ的poisson 过程及题设知，(){}0,≥t t Y 和(){}0,≥t t Z 是一零初值的平稳的独立增量过程。

又0>∀t，()()()()()()()()()()()[]()()()[]()2,1,0!!1!!1!1!0==-=--=-======-∞=-∞=∞=----∞=∑∑∑∑k e k pt m t p ek pt k i t p e k pt p p C e i t i t N k t Y P i t N P k t Y P pt k m m tk ki ki k i tk k i k k it i i λλλλλλλλλλ即0>∀t，()(),^pt t Y λπ故(){}0,≥t t Y 是强度为λp 的poisson 过程。

()()()()()()()()()()()()()()()()()()()2,1,0 !1!!1 !!11!10=-=-=--=-======--∞=-∞=∞=----∞=∑∑∑∑k e k t p m pt ek t p k i pt e k t p p p C e i t i t N k t Z P i t N P k t Z P tp k m mtk ki k i ki tk k i k k it i i λλλλλλλλλλ即0>∀t，()()(),1^t p t Z -λπ故(){}0,≥t t Z 是强度为()λp -1的poisson 过程。

1.14解： ()()() ,2,1,0 !===-k e k t k t N P tk λλ3=λ（1）()() 04124--===e e N Pt t＝λ（2）定理：设(){}0,≥t t N 是参数为()0 >λλ的Poisson 分布，{} ,2,1,=n n τ是其到达时间序列，则() ,2,1=n n τ服从Γ分布，即n τ的概率密度函数为：()()() 0 00 !11⎪⎩⎪⎨⎧<≥-=--t t n t et f n t n λλλτ ()t t e e t f λτλ--==∴33 1()()0 1001≥-=-=--==--∞---⎰⎰t ee d e d et F tt tt λλτλτλττλττλ()0 1331≥-=-=t e t F t λτ1.15解：知道过程现在的条件下，其“将来”的分布不依赖于“过去”。

状态转移图如下：3> 当甲有三个球时，状态转移图如下：一步转移概率矩阵如下：⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛01009/19/49/4009/49/49/100104> 当甲有四个球时，状态转移图如下：5>1.16解：Prim —Dijkstra ：Kruskal ：2.1答：有三种，分别是面向字符，面向比特，采用长度计数的组帧技术，其中采用长度计数的组帧方式开销最小。

2.2答：接收字符串为：C0 C0 10 36 87 DB DC DB DC DC DD DB DD C0 7C 8D DC DB DC C0 恢复为： 第一帧：空 . 第二帧： 7C 8D DC C02.3答：插入后：011011111 0 0011111 0 101011111 0 11111 0 01111010 恢复：01111110 11111 0 110011111 0 011111 0 11111 0 1100 01111110 Flag Flag 1011111 02.4答：在接收端，收到015后，如果下一位是“0”，就将该“0”删去，如果是“1”，就表示一帧结束。

按此规则： 011 011111 0 111111 011111 0 1 01111110 015 015 Flag 2.5答：该码的最小距离为4。

2.6解：()()()324345734411D D D D D D D D D D D D S D++++=++=++=33456733456724 0001D DD D D D D D D D D D D D D +++++++++++()()D g D S D 4 ∴余数为 3D2.7证明：（1）已知()()()()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅=+D g D mainder D g D D mainder D C L i L i i Re Re 一个任意的数据多项式()∑-=----=++++=10112211K i i i K K K K D S S D S DS DS D S其CRC 多项式()()()()()()()∑∑∑-=+-=-==⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅=101010Re Re Re K i i i L i K i i L K i i i L D C S D g D S mainder D g D D S mainder D g D D S mainder D C（2）将()()()()()i i L i L i C D C DC D C111+++=-- 代入到()()()∑-==1K i i i D C S D C中，得()()()()[]()()()()i K i i i K i i L i L K i i L i L K i i K i i i L i L i C S D C S DC SD C S C D C D C S D C 01011022101110100111 ∑∑∑∑∑-=-=---=---=-=--++++=+++=又有()012211C D C D C D C D C L L L L ++++=----对应可得()L j C S C K i i j i j <≤=∑-=0 12.8在这种情况下，由于时延的影响，分组B 出错却导致分组C 重发，最终分组B 丢失。