行動通訊網路|兩天考前複習包

先看結論

考試範圍依你提供的老師說法:第 3、6、9、10 章。現有資料有四份講義共 185 頁,兩份附解答小考共 10 大題、6 頁。最值得先讀的是這 10 題,然後補講義章末 HW;不要從 185 頁第一頁開始平均讀。

這是依現有小考推估的讀書優先序,不代表已知道考卷。 未見歷屆大考,無法估命中率或保證分數。原小考括號配分有加總超過 100% 的情況,以下只拿來辨認老師重視的得分點,不推算整張考卷權重。

已把檔案分為「01_考試講義」「02_小考與解答」「03_其他章節_本次範圍外」「04_課務資料」。Excel 是名單與講義報告分配,沒有放進複習範圍;原內容未改,改名對照及 SHA256 在根目錄 CSV。

大概會考什麼?

優先序 題目與形式 證據/回查位置(PDF頁碼)
A 必練 快衰落 vs 慢衰落:比較+畫圖 小考3&6第1題;Ch03 p.13、15、17、21、34
A 必練 ISI:多重路徑、延遲、下一符碼+畫圖 小考3&6第2題;Ch03 p.26–29、33
A 必練 Pure / Slotted ALOHA:2T→T、比較圖 小考3&6第3題;Ch06 p.20–25、45
A 必練 RTS/CTS:時序圖、CTS/ACK時間、SIFS 小考3&6第4題;Ch06 p.37–43、47
A 必練 無線為何不直接使用CSMA/CD 小考3&6第5題;Ch06 p.27–28
A 必練 到外地沒有業者/無漫遊協議/只有衛星 小考9&10第1題;Ch09 p.42
A 必練 Attachment points=gateway routers 小考9&10第2題;Ch09 p.43
A 必練 DHCP動態配址及位址重用 小考9&10第3題;Ch10 p.40–41、58
A 必練 IPv6 Flow Label與資源需求 小考9&10第4題;Ch10 p.45–46、59
A 必練 Dijkstra:逐輪表格+最短路徑 小考9&10第5題;Ch10 p.52–56
B 次優先 未在小考出現的章末HW Ch03 p.33–34;Ch06 p.46;Ch09 p.42;Ch10 p.58、60
C 有時間再補 講義內其他觀念與公式 下方「防改題」清單

小考已有多題和章末HW重合:Ch03 P3.4/3.9、Ch06 P6.2/6.17、Ch09 P9.2/9.8、Ch10 P10.6/10.23。這支持先練小考與章末題的策略。

要花多少時間?

以下是專心讀書的淨時間,不含吃飯、通勤、休息。先用20分鐘閉卷試做快慢衰落、ALOHA、RTS/CTS、DHCP、Dijkstra五項;會算、會畫、說得出理由才算會。

你的起點 建議淨時間 目標
上課有懂,五項至少會四項 6–8小時 10題重做+補弱點
看過但忘很多,約會二至三項 10–12小時 建議採用下方兩天計畫
幾乎從零,最多會一項 14–16小時 每天7–8小時淨讀;先守住A級題
真的只剩4小時 4小時急救 只能先練舊題,改題覆蓋不足

建議兩天計畫:共11小時,另加考前30分鐘

每段採約50分鐘讀+10分鐘休息;每天實際需保留約6.5–7小時。若安排不下,先刪C級補充。

時間 工作 做完的判準
第1天 20分 五項閉卷診斷 列出不會的題目
第1天 70分 Ch03快慢衰落、ISI 不看答案畫兩張圖並標軸、尺度
第1天 110分 Ch06 ALOHA、CSMA、RTS/CTS 能從零算出10α、119α,且每項有理由
第1天 45分 Ch09兩題小考+HLR/VLR、handoff 兩題各用三到四句說完整
第1天 55分 Ch10 DHCP、IPv6、Dijkstra入門 能說出flow label,懂逐輪更新
第1天 30分 合書回想當天內容 把錯的關鍵字寫成一頁
第2天 75分 Dijkstra原題+改一個邊權重重算 表格、前驅、路徑三者一致
第2天 75分 10題閉卷模擬 有圖就真的畫,計算列算式
第2天 45分 對答案、補錯題 能指出漏掉的給分點
第2天 75分 B級HW與防改題清單 每個觀念可口述30–60秒
第2天 60分 第二次回想+只重做錯題 10題均能獨立作答
考前 30分(另計) 最後一頁速記+四種圖 不再開新章節

四小時急救版:Ch03兩圖35分、ALOHA30分、RTS/CTS+CD45分、Ch09兩題20分、DHCP/IPv620分、Dijkstra50分、閉卷回想40分。

十題作答包

1|Fast fading vs Slow fading

可直接寫: Fast fading is caused by multipath propagation and varies over several centimeters. Slow fading is caused by shadowing and varies over several tens of meters.

中文理解:同一訊號沿不同路徑抵達,疊加造成快速起伏;建築物等遮蔽則讓局部平均訊號強弱緩慢改變。依本課講義的空間尺度作答。

圖一定要有: 橫軸Distance,縱軸Signal strength (dB);快衰落畫密集起伏並標several cm;慢衰落畫寬緩起伏並標several 10 m。可在慢變曲線上疊快變曲線。原小考圖占40%,沒標尺度會扣分。參照Ch03 p.13和小考第1頁。

2|什麼是ISI?

可直接寫: Intersymbol interference occurs when delayed multipath components of one symbol arrive during the next symbol interval and interfere with the next symbol.

因果鏈:多重路徑 → 路徑長度不同 → 到達時間不同(delay spread)→ 前一符碼的尾巴落入下一符碼 → 判決出錯。符碼時間愈短,固定延遲愈容易跨越邊界,因此限制可用傳輸速率。

畫圖: 橫軸Time,標0、T、2T;畫原符碼在0到T,再畫延遲ΔT的副本在ΔT到T+ΔT;圈出T到T+ΔT落進下一符碼的部分,標ISI。老師原圖用正負符碼相消示意;不要只畫兩個完全分離的脈衝。圖占40%,缺X軸會扣分。Ch03 p.26–29。

3|Slotted ALOHA為何較好?

可直接寫: Slotted ALOHA allows transmission only at slot boundaries. It eliminates partial collisions and reduces the vulnerable period from 2T to T, thereby increasing throughput.

比較 Pure ALOHA Slotted ALOHA
何時傳 任何時刻 只在slot起點
同步 不需共同slot時鐘 需要slot同步
易受碰撞期間 2T T
吞吐量 S = G exp(-2G) S = G exp(-G)
最佳負載 G = 0.5 G = 1
最大吞吐量 1/(2e) ≈ 0.184 1/e ≈ 0.368

G是每個封包時間的平均傳送嘗試數,包含重傳。只有最大吞吐量恰好變兩倍,不能說所有G下都固定兩倍。小考原題主要要原因和兩張圖;公式可防計算改題。

畫Pure:目標封包A在[t,t+T],其他封包若起於(t−T,t+T)便可能重疊,標易受傷期間2T。畫Slotted:分隔等長slot,封包對齊邊界;同一slot才碰撞,標T。Ch06 p.21–25。

4|RTS/CTS時序計算:本次最值得練的算題

已知單程傳播延遲α、SIFS=α、DIFS=3α、RTS=CTS=5α、DATA=100α。t=0定義為開始等待DIFS;最早情況不另加隨機退避。題目問「開始送」CTS和ACK。

事件 時刻(單位α) 怎麼得到
A開始RTS 3 DIFS
A送完RTS 8 3+5
B收完RTS 9 8+傳播1
B開始CTS 10 9+SIFS1
B送完CTS 15 10+5
A收完CTS 16 15+傳播1
A開始DATA 17 16+SIFS1
A送完DATA 117 17+100
B收完DATA 118 117+傳播1
B開始ACK 119 118+SIFS1

(a) tCTS = DIFS + RTS + α + SIFS = 3α+5α+α+α = 10α。

(b) tACK = tCTS + CTS + α + SIFS + DATA + α + SIFS = 119α。

(c) SIFS < DIFS,使CTS/ACK與已預約的DATA能優先接續,避免其他等待DIFS的站台搶進來。

(d) SIFS不能設為0,因收發模式切換和處理需要非零時間。

時序圖必畫: A、B兩條時間軸,RTS A→B、CTS B→A、DATA A→B、ACK B→A;箭頭要表現傳播延遲;標DIFS及三段SIFS。沒有圖原題扣30%。不要把119α誤寫為A收到ACK的時間:題目未給ACK長度,無法算完整交換結束時間。Ch06 p.42–43、47。

變形自測:若DATA改為80α,B何時開始ACK?99α。一般式為 DIFS + RTS + CTS + DATA + 3×傳播延遲 + 3×SIFS。

5|為何無線不用有線CSMA/CD?

考卷關鍵字: path loss、shadowing、multipath fading,使接收功率不固定,不能靠有線課堂示意的「雙倍電壓」可靠辨識碰撞,所以改採CSMA/CA預先減少碰撞,配合ACK判斷是否成功。

照小考例子理解:兩個原本5V的訊號,各經無線衰減成2.5V,加起來仍可能是5V,不能從幅度直接判定有幾個人傳。這是老師的簡化示例;作答核心是無線接收強度受通道影響,碰撞偵測不可靠。另可補充傳送時自己的強訊號會遮住遠方弱訊號、hidden terminal。CA仍可能碰撞,並非保證無碰撞。

6|到新區域,手機有哪些選擇?

依老師小考情境作答:

  1. 沒有任何服務業者(包含衛星):無法使用該地行動通訊服務。
  2. 當地業者與原業者無協議:向當地業者申辦/註冊,例如預付SIM;手機必須支援相同通訊技術與頻段。只寫「開漫遊」未交代協議問題並不完整。
  3. 只有衛星電話服務:原一般行動電話無法直接使用;可購買相容衛星電話並訂閱服務。

這是原題的相容性假設;考試照題意說明,不自行換成別的手機功能情境。Ch09 p.42。

7|Attachment points有什麼用?

可直接寫: Attachment points are gateway routers that route packets into and out of a network and support routing within the backbone network.

三個給分點:gateway routers/跨網路進出封包/backbone routing。不要只回答基地台或Wi-Fi AP。Ch09 p.43。

8|DHCP及動態配址

可直接寫: DHCP stands for Dynamic Host Configuration Protocol. A DHCP server dynamically assigns IP addresses to hosts. Addresses can be reused by different hosts at non-overlapping times, improving address utilization and reducing manual configuration errors.

主機需要連線時向伺服器取得位址及網路參數,例如IP、mask、gateway、DNS。重點是不同時間重用;同一網路內同一時間不能把同一IP分給兩台主機。DHCP改善位址使用效率,不會把IPv4的32位元變長。Ch10 p.40–41、58。

9|IPv6如何支援資源分配?

依課堂答案寫: IPv6 uses the Flow Label field in the header to identify a flow for special packet handling. This supports resource needs of real-time audio and video, such as bandwidth, buffers and processing resources.

兩段不能漏:Flow Label欄位+即時音訊/視訊及其資源需求。Ch10 p.46另列Flow Label為20 bits。理解上,標籤可協助辨認並處理同一資料流,不是填了標籤就自動保證頻寬;原題採講義的資源分配敘述。Ch10 p.45–46、59。

10|Dijkstra(OSPF)完整練習

小考原圖的無向邊:u–w=3、u–x=5、u–v=7、w–x=4、w–v=3、w–y=8、x–y=7、x–z=9、v–y=4、y–z=2。可先照邊表畫圖再做。

三步:①固定起點u;②選尚未固定且D最小的節點;③只更新未固定鄰居:D(a) = min(D(a), D(b)+c(b,a)),改善才換前驅p(a)。重複直到全部固定。D是「從u出發的總成本」,不是只看新一條邊。

輪次 已固定N′ D(v),p(v) D(w),p(w) D(x),p(x) D(y),p(y) D(z),p(z)
0 u 7,u 3,u 5,u ∞ ∞
1 u,w 6,w 固定3 5,u 11,w ∞
2 u,w,x 6,w 固定3 固定5 11,w 14,x
3 u,w,x,v 固定6 固定3 固定5 10,v 14,x
4 u,w,x,v,y 固定6 固定3 固定5 固定10 12,y
5 u,w,x,v,y,z 固定6 固定3 固定5 固定10 固定12
目的地 最短路徑 成本 u的下一跳
w u→w 3 w
x u→x 5 x
v u→w→v 6 w
y u→w→v→y 10 w
z u→w→v→y→z 12 w

最易錯:經x到y是5+7=12,大於現有11,不更新;經v到y是6+4=10才更新。p(z)=y是前驅;從u到z的下一跳是w,兩者不同。

變形自測:只把v–y從4改為9,其他不變。答案:y成本11,路徑u→w→y;z成本13,路徑u→w→y→z。一定要自己重跑表,不能只背3、5、6、10、12。

B級:剩餘HW,防老師換成相鄰題

章末題 答題核心
Ch03 P3.3 無LOS怎麼收到? 反射reflection、繞射diffraction、散射scattering,讓訊號經其他路徑抵達
Ch03 P3.10 自由空間vs地面 自由空間理想無障礙;地面障礙造成上述三種機制與額外衰落
Ch06 P6.10 CD vs CA CD偵測碰撞後中止;CA在傳之前盡量避免碰撞
Ch06 P6.13 CW怎麼選? 競爭節點/負載多→較大CW降低同槽機率;負載輕→較小CW減少等待
Ch09 P9.9 無線本就廣播,為何multicast? 無線廣播只限無線涵蓋範圍;multicast依群組路由,可送到超出單一發射端範圍的成員
Ch10 P10.2 OSI vs TCP/IP 本課採OSI七層、TCP/IP五層;TCP/IP application涵蓋OSI application、presentation、session
Ch10 P10.7 連線導向vs無連線 前者先建立連線/handshake,例如TCP;後者可直接送,例如UDP,不需建立連線的開銷

OSI由上到下:Application、Presentation、Session、Transport、Network、Data Link、Physical。本課TCP/IP:Application、Transport、Network、Data Link、Physical。寫本課的五層版本。

C級:有餘力才補的觀念

以下只是依講義內容挑的防改題點,沒有小考直接證據。

閉卷自測(先遮住上面答案)

  1. 畫快慢衰落,標兩軸、成因、距離尺度。
  2. 用圖說明delay spread何時造成ISI。
  3. 畫Pure/Slotted易受碰撞期間,說明為何2T變T。
  4. 默寫RTS→CTS→DATA→ACK,算10α、119α;DATA改80α再算一次。
  5. 用path loss/shadowing/multipath回答無線CD問題。
  6. 外地三種情境,各給一個完整答案。
  7. Attachment points三個給分關鍵字是什麼?
  8. DHCP怎麼省位址?能同時給兩台同一IP嗎?
  9. IPv6哪個欄位支援哪種資料流需求?
  10. 從邊表獨立算Dijkstra,寫每輪D與p,最後列路徑。

自評每題0/1/2分:0=不會,1=要提示或漏圖/理由,2=能獨立完整寫。至少17/20,且RTS/CTS及Dijkstra都2分,再去補C級。這是自訂練習門檻,不是考試分數預測。

最後一頁速記

多徑→快衰落(cm);遮蔽→慢衰落(數十m)。多徑延遲跨到下個symbol→ISI。

Pure:2T、G exp(-2G)、0.184;Slotted:T、G exp(-G)、0.368、需同步。

DIFS→RTS→傳播→SIFS→CTS→傳播→SIFS→DATA→傳播→SIFS→ACK。CTS=10α,ACK開始=119α。SIFS0因收發切換。

Gateway=跨網路+骨幹;DHCP=動態配址+不同時間重用;IPv6=Flow Label+即時影音資源需求。

Dijkstra:挑最小未固定→加入N′→更新鄰居總成本與前驅。原題w3、x5、v6、y10、z12。

交卷前:圖有軸嗎?距離或時間尺度有標嗎?算題有列傳播延遲嗎?回答有原因嗎?

資料依據與限制

內容依本資料夾四份指定章節講義與兩份附解答小考整理;所有頁碼均指PDF頁序。原小考的圖、標註及Dijkstra解答已逐頁檢視;原始PDF保留於對應資料夾,可回查。沒有額外查網路,也沒有把課堂簡化敘述當作現行產品支援狀況。