无线网络技术教程习题答案-金光

《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1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。《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2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。序号频段名称频段范围(含上限不含下限)波段名称1极低频(ELF)3Hz~30Hz极长波2超低频(SLF)30Hz~300Hz超长波3特低频(ULF)300Hz~3000Hz特长波4甚低频(VLF)3KHz~30KHz甚长波5低频(LF)30KHz~300KHz长波6中频(MF)300KHz~3000KHz中波7高频(HF)3MHz~30MHz短波8甚高频(VHF)30MHz~300MHz超短波9特高频(UHF)300MHz~3GHz分米波微波10超高频(SHF)3GHz~30GHz厘米波11极高频(EHF)30GHz~300GHz毫米波12至高频300GHz~3000GHz丝米波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。2410lgdLdB《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32.6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。答：参考代码：#===================================#Simulationparameterssetup#===================================setval(stop)10.0;#timeofsimulationend#===================================#Initialization#===================================#Createanssimulatorsetns[newSimulator]#OpentheNStracefilesettracefile[open2.10.trw]SARV10Mbps,队列50,双向,10ms10Mbps,队列50,双向,10ms5Mbps,50双向,10msFTP,1~9sCBR,4~7s《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4$nstrace-all$tracefile#OpentheNAMtracefilesetnamfile[open2.10.namw]$nsnamtrace-all$namfile#===================================#NodesDefinition#===================================#Create4nodessetn0[$nsnode]setn1[$nsnode]setn2[$nsnode]setn3[$nsnode]#===================================#LinksDefinition#===================================#Createlinksbetweennodes$nsduplex-link$n0$n210.0Mb10msDropTail$nsqueue-limit$n0$n250$nsduplex-link$n1$n210.0Mb10msDropTail$nsqueue-limit$n1$n250$nsduplex-link$n2$n35.0Mb10msDropTail$nsqueue-limit$n2$n350#Givenodeposition(forNAM)$nsduplex-link-op$n0$n2orientright-down$nsduplex-link-op$n1$n2orientright-up$nsduplex-link-op$n2$n3orientright#===================================#AgentsDefinition#===================================#SetupaTCPconnectionsettcp0[newAgent/TCP]$nsattach-agent$n0$tcp0setsink1[newAgent/TCPSink]$nsattach-agent$n3$sink1$nsconnect$tcp0$sink1$tcp0setpacketSize_1500#SetupaUDPconnectionsetudp2[newAgent/UDP]《无线网络技术教程—原理、应用与仿真实验》（第1版）部分习题答案5$nsattach-agent$n1$udp2setnull3[newAgent/Null]$nsattach-agent$n3$null3$nsconnect$udp2$null3$udp2setpacketSize_1500#===================================#ApplicationsDefinition#===================================#SetupaFTPApplicationoverTCPconnectionsetftp0[newApplication/FTP]$ftp0attach-agent$tcp0$nsat1.0$ftp0start$nsat9.0$ftp0stop#SetupaCBRApplicationoverUDPconnectionsetcbr1[newApplication/Traffic/CBR]$cbr1attach-agent$udp2$cbr1setpacketSize_1000$cbr1setrate_1.0Mb$cbr1setrandom_null$nsat4.0$cbr1start$nsat7.0$cbr1stop#===================================#Termination#===================================#Definea'finish'procedureprocfinish{}{globalnstracefilenamfile$nsflush-traceclose$tracefileclose$namfileexecnam2.10.nam&exit0}$nsat$val(stop)finish$nsrun《无线网络技术教程—原理、应用与