逐題讀懂：英文原題、中文翻譯、名詞解釋、推理過程與完整作答。兩份小考全部10大題，包含第4題的四個小題。 每題先讀「這題要你做什麼」，再理解原因，最後練下方的考卷寫法與附圖。從不熟到能閉卷作答，建議安排4～6小時；不需要把每段解說都背下來。
What is the differences between fast fading and slow fading (draw a figure 40%)?
「快衰落與慢衰落有什麼差別？請畫圖說明。」你要比較形成原因、訊號隨位置變化的尺度，並把差異畫出來。只翻譯fast＝快、slow＝慢，沒有解釋原因與尺度，答題不完整。
Fading（衰落）就是接收到的訊號強度上下變動。想像你拿著手機走路，發射端沒改變，但你站的位置變了，收到的訊號也可能變強或變弱。
Multipath（多重路徑）： 同一訊號有些直接到達，有些先碰到牆壁、車子再反射到達。這些副本疊在一起，有時互相增強、有時互相抵銷。移動一小段距離就可能改變疊加結果，因此出現細密的快變起伏。
Shadowing（遮蔽）： 你走到建築物後方，整體平均訊號變弱；再走離遮蔽區，平均訊號回升。相較於上面公分尺度的起伏，它在較長的距離尺度上變化。
第一句寫快衰落：多徑造成，數公分尺度。第二句寫慢衰落：遮蔽造成，數十公尺尺度。接著畫圖，縱軸都是訊號強度、橫軸都是距離，分別標出尺度。
本課用空間尺度區分快慢衰落，這題照老師的分類回答。「數公分／數十公尺」是移動距離，不是訊號能傳多遠，也不是衰落持續幾秒。
縱軸：接收訊號強度（dB）；橫軸：手機移動距離。曲線形狀是示意，不必照著每個波峰畫。下面兩圖橫軸尺度不同，因此都畫成差不多寬。
畫圖順序：①兩張圖都畫好座標軸；②快衰落畫密集、不規則的起伏，標「多重路徑、數公分」；③慢衰落畫寬緩起伏，標「遮蔽、數十公尺」。考卷不必標沒有依據的精確dB值。
不是雜訊：圖上畫的是有用訊號經過通道後，接收強度怎麼變。雜訊是額外混入的干擾。實際接收訊號可以同時有快、慢衰落：近看有細碎起伏，拉遠看局部平均值又有較寬緩的變化。第一題分兩圖，是為了把兩個尺度分開說清楚。
考卷中文答案：快衰落是由多重路徑傳播造成，接收訊號強度會在數公分的移動距離內快速起伏。慢衰落是由建築物等障礙物的遮蔽造成，接收訊號的局部平均強度會在數十公尺的距離尺度上緩慢變化。
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。
What is the intersymbol interference (ISI) (draw a figure 40%)?
「什麼是符碼間干擾？請畫圖說明。」要交代前一個符碼為什麼會影響下一個符碼，不能只把ISI展開成英文名稱。
Symbol（符碼）是傳送的一個訊號單位，每個符碼占一段時間T。可以先想成接收器每隔T秒就判斷一次你送來什麼。
Delay spread（延遲擴展）是同一個訊號經過不同路徑後，到達時間散開：短路徑先到、長路徑後到。若前一符碼的晚到副本，已經落進接收下一符碼的時間，就形成ISI。
假設第一個符碼原本在0～1 ms，第二個符碼在1～2 ms。第一個符碼有一份副本晚0.3 ms到，它便占0.3～1.3 ms。其中1～1.3 ms已進入第二個符碼的時段，接收器在讀第二個符碼時還混到第一個的訊號。
圖上要讓人看出「原符碼」「延遲副本」「下一符碼邊界T」「重疊區域」。原解答畫的是相消情況，但ISI也可能以其他疊加方式干擾，核心是跨符碼重疊。
多重路徑 → 不同到達時間 → 前一符碼的延遲訊號在下一符碼期間到達 → 干擾下一符碼判斷。再畫圖、標時間軸。不是泛指不同使用者同時傳送造成的碰撞。
考卷中文答案：符碼間干擾是指：多重路徑造成前一個符碼的訊號延遲到達，落入下一個符碼的時間區間，干擾下一個符碼的接收與判斷。
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。
How does slotted ALOHA improve the throughput as compared to pure ALOHA? Explain (50%). Plot figures for the contention period of pure ALOHA and slotted ALOHA (50%).
「相較於Pure ALOHA，Slotted ALOHA如何改善吞吐量？解釋原因，並分別畫出兩者的競爭／易受碰撞期間。」原題主要是解釋＋兩張圖，不只是背最大吞吐量。
Packet是封包；T是一個封包從開始到送完所需的時間。Throughput（吞吐量）是實際成功送出的量；發了很多卻一直碰撞，不算高吞吐量。Slot（時槽）是大家共用的等長時間格子，本題每格長T。
把目標封包A設成在t開始、t＋T結束。另一個長T的封包B，如果在t之前不久開始，它的尾巴會撞到A的開頭；如果在t之後、A結束之前開始，它的開頭會撞到A的尾巴。
因此，B的開始時間只要落在t−T到t＋T之間就可能碰撞，區間長度是(t＋T)−(t−T)＝2T。這個2T是「別人開始傳送的危險時間範圍」，不是A需要傳2T。
大家只能在時槽邊界開始，每個封包剛好占一格。前一槽的封包在這一槽開始前已結束；下一槽的封包在這一槽結束後才開始。只有同一槽有其他人一起傳才會碰撞，所以不再有跨槽的部分重疊，危險期間縮短成一槽T。
「沒有部分碰撞」不等於「沒有碰撞」：兩個封包同槽開始，仍會整包相撞。先寫這個因果，再畫兩圖；若題目追加計算，才使用下方吞吐量公式。
考卷中文答案：分槽式ALOHA只允許封包在時槽起點開始傳送，因此不會發生部分重疊的碰撞，使易受碰撞期間由2T縮短為T，進而提高吞吐量。
| 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。
Suppose the propagation delay is α, SIFS is α, DIFS is 3α, and RTS and CTS are 5α, respectively for CSMA/CA with RTS/CTS. Draw the figure in the class notes (no figure ⇒ minus 30%).
(a) What is the earliest time for the receiver to send the CTS message?
(b) If data packet is 100α long, what is the shortest time for the receiver to send the ACK signal?
(c) Explain why SIFS is kept smaller than DIFS period.
(d) Can you make SIFS = 0? Explain.
已知傳播延遲、各段等待時間與控制封包長度，畫出RTS/CTS交換流程，再求：(a)接收端最早何時開始傳CTS；(b)資料傳送需要100α時，接收端最早何時開始傳ACK；(c)為何SIFS比DIFS短；(d)SIFS可否設為0。
| 名詞 | 白話意思 | 這題中的作用 |
|---|---|---|
| Source／Node A | 傳送資料的一方 | 先送RTS，之後送DATA |
| Receiver／Destination／Node B | 接收資料的一方 | 回CTS，收完DATA後回ACK |
| RTS：Request To Send | 我想傳，能不能傳？ | A送給B的請求 |
| CTS：Clear To Send | 可以，請傳 | B回給A的許可 |
| DATA | 真正要送的資料 | 本題傳送時間100α |
| ACK：Acknowledgment | 我收到了 | B收完資料後的確認 |
| DIFS | 搶用媒體前的等待間隔 | 一開始先等3α |
| SIFS | 同一次交換內較短的接續間隔 | CTS、DATA、ACK之前各等α |
| Propagation delay | 訊號在空間中走到對方的時間 | 每次單程都要加α |
傳送時間＝把整個封包送上通道花多久；RTS長5α，就是送完整個RTS要5α。傳播時間＝訊號從A走到B還要多久；本題再花α。因此A開始RTS後，要過5α＋α，B才收完整個RTS。
α只是題目用來表示時間的單位，不需要知道它到底是幾微秒。例如α若是2 μs，10α就是20 μs；此題直接用α作答即可。
依老師解答，t＝0是開始等DIFS的時刻，最早情況不另加退避。B要等到RTS全部收完，再等SIFS，才能開始CTS。因此(a)是四段相加。求(b)時，從CTS開始一路接著加到ACK開始，不要把已算過的DIFS與RTS再加一次。
「開始送ACK」不等於「ACK送完」或「A收到ACK」。題目沒給ACK長度，不必也不能自行加一個ACK傳送時間。下面的逐事件表就是你要練的加法過程。
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。
有線乙太網路CSMA/CD多重存取為何不能用在無線的環境，而要另外CSMA/CA？
要解釋為什麼有線可用的碰撞偵測，在無線環境不可靠，再說明因此採取的策略。只寫「有線用CD、無線用CA」是在重述題目，沒有回答原因。
CSMA：Carrier Sense Multiple Access，多個站台共享通道，傳之前先聽有沒有人正在傳。CD：Collision Detection，偵測到碰撞就停止傳送。CA：Collision Avoidance，用等待、退避等方式，在傳之前盡量降低碰撞機率。
兩個站台可能同時覺得通道空閒，一起開始傳；在無線中，兩個發送端也可能互相聽不到，卻同時干擾同一個接收端。因此只靠傳前先聽不能保證成功。
在無線環境，離得遠會有path loss、被建物擋住有shadowing、多條路徑疊加有multipath fading，讓「一個人傳」的接收強度就可能差很多。因而不能可靠地從收到的幅度判斷是不是兩個訊號撞在一起。
原小考用「兩個5V各衰減成2.5V，疊加後還是5V」作簡化示意。考卷寫出三種影響與「不能可靠偵測碰撞」，再接「採CA預先降低碰撞，配合ACK確認接收」即可。不要寫成CA能完全消除碰撞。
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。
You have temporarily moved to a new area and you would like to use your cell phone. What alternatives do you have if:
(a) There is no service provider in the area?
(b) There is no agreement between your wireless phone service provider and the service provider in the new area?
(c) The area is covered only by a satellite phone service?
「你暫時搬到一個新地區，想用手機。若出現以下三種情況，各有什麼選擇？」(a)當地沒有業者；(b)原業者和當地業者沒有協議；(c)當地只有衛星電話服務。三個條件分開回答，不要混成一個漫遊答案。
Service provider是提供服務的電信業者。Agreement在這裡指業者之間讓客戶使用對方網路的漫遊協議。Satellite phone service是衛星電話服務，原題假設需要相容衛星設備。
(a)是沒有網路服務可接： 即使手機與SIM正常，當地沒有任何服務業者或涵蓋，也無法使用該地行動服務；換SIM不能憑空產生網路。
(b)是有網路，但你原本的身分不能直接使用： 可改向當地業者申辦，例如預付SIM。但手機還要支援當地使用的通訊技術（例如LTE）與頻段（例如2100 MHz）。「換SIM」解決用戶資格，「技術與頻段相容」解決設備能否通訊，兩者都要交代。
(c)是服務系統不同： 依老師原題的普通手機假設，不能直接接衛星電話網路；可換相容衛星電話並訂閱衛星服務。
直接列(a)(b)(c)，每項一到兩句即可。(b)寫最完整，包含「向當地申辦／預付SIM」「相同技術」「支援頻段」。
依老師小考情境作答：
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。
What is the use of “attachment points” from one network to another network? Explain their significance in wireless network routing?
「網路與另一個網路之間的『接合點』有什麼用途？它們對無線網路路由有何重要性？」這裡要辨認的是跨網路的出入口設備及其封包轉送作用。
Attachment point在這道題的解答指gateway router（閘道路由器）。Routing（路由）就是決定封包接下來送往哪個方向。Backbone（骨幹網路）是連接多個網路、承載網路間傳輸的部分。
想像手機在網路A，要傳資料到網路B的一台主機。封包必須從A的出口離開，經過骨幹，再從B的入口進入。這些連接網路的gateway routers就是本題的attachment points；它們依路由資訊把封包往目的地轉送。
可以用「網路A → Gateway → 骨幹 → Gateway → 網路B」記憶。手機雖然以無線接入，跨網路傳送仍要靠這些路由器。
先定義它是gateway routers，再寫「將封包送入／送出不同網路」，最後寫「支援骨幹網路中的路由」。不要因為看到attachment就只回答Wi-Fi AP，原題指的是跨網路路由的接點。
考卷中文答案：網路接合點是閘道路由器，負責將封包送入或送出不同網路，並支援骨幹網路中的路由與封包轉送。
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。
What is DHCP? How does DHCP support dynamic address allocation?
「什麼是DHCP？它如何支援動態位址分配？」有兩部分：說明DHCP是什麼，再說明IP如何按需要分配、回收與重用。
DHCP全名是Dynamic Host Configuration Protocol（動態主機設定協定）。Host是連上網路的主機，例如電腦。IP address是主機在IP網路中使用的位址。Dynamic allocation表示連線時由伺服器分配，而不是每台永遠手動固定一個位址。
假設伺服器有10個可分配IP，共有30台設備會來使用，但同時最多只有8台上線。就可以把IP按需要租給當時連線的設備。當租約釋放或到期並可重新分配時，這個位址可再給另一台設備，不需要替30台各永久保留一個。
DHCP不會增加IPv4位址總量，而是透過不同時間重用改善使用效率。如果30台真的都要同時上線，10個可用IP也不會因DHCP就變成30個。別把「先後共用」寫成「同時重複使用」。
全名與用途 → 主機需要連線時向伺服器取得IP → 不同時間可重用IP → 節省有限位址、減少手動設定。原小考重點是這個機制，不要求計算，也沒有要求默寫完整DHCP訊息交換。
考卷中文答案：DHCP是動態主機設定協定。當主機需要連線時，由DHCP伺服器動態分配IP位址。位址可在不同時間重新分配給不同主機，提高有限IPv4位址的使用效率，並減少手動設定的錯誤。
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。
IPv6 supports resource allocation. Explain how this is achieved.
「IPv6支援資源分配，這是如何做到的？」要回答哪一個IPv6標頭欄位與它可支援什麼需求。只回答IPv6有128位元位址，沒有答到本題。
Resource（資源）在本題指傳輸需要的頻寬、緩衝空間及處理資源。Flow（資料流）可先理解成相關聯的一串封包，例如同一段即時視訊的封包。Flow Label（資料流標籤）是IPv6標頭中的欄位，用來協助辨識資料流，進行相應的特殊處理。
即時視訊或語音若排隊太久，畫面可能卡頓、對話可能延遲，因此這些封包可能有特殊服務品質需求。依老師答案，Flow Label可用來支援這類資料流的資源需求。
作答分成兩句：第一句「透過IPv6標頭的Flow Label」。第二句「支援即時音訊／視訊需要的頻寬、緩衝及處理資源」。原解答各列一半得分點，因此兩句都要寫。
理解時不要把標籤當成保證：標籤協助識別與處理資料流，實際資源仍需網路機制配合；考卷則依課堂的資源分配敘述回答。
考卷中文答案：IPv6利用標頭中的資料流標籤（Flow Label）辨識需要特殊處理的資料流，以支援即時音訊與視訊所需的頻寬、緩衝空間及處理資源。
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。
Perform Dijkstra’s (OSPF) algorithm on the following example to find paths from u to the other nodes.
「對下圖執行Dijkstra演算法，找出從u到其他所有節點的路徑。」起點固定是u；要找的是到每個目的地的最低總成本，不是找經過全部節點的一條路，也不是只找最少條邊。
圓點u、v、w、x、y、z是節點；線代表能直接走的連結；線旁數字是成本。例如u到w成本3，再從w到v成本3，這條路的總成本是3＋3＝6，比u直接到v的7更便宜。原圖線沒有箭頭，這裡依無向圖計算；線交叉處沒有畫節點，就不能任意轉彎。
| 符號 | 意思 | 本題例子 |
|---|---|---|
| N′ | 已確定最短距離的節點集合 | 開始只有{u} |
| D(v) | 目前知道從u到v最便宜的總成本 | 初始7，經w改善成6 |
| p(v) | 目前最佳路徑上，進入v之前的節點 | 更新後p(v)=w |
| ∞ | 目前尚未找到路徑 | 初始化時y與z沒有直接連到u |
| c(a,b) | a到b這一條邊的成本 | c(w,v)=3 |
第一步： 在尚未固定的節點中，挑D最小的那個，加入N′。注意比較的是從u出發的累積成本。
第二步： 看新固定節點能接到哪些尚未固定的鄰居。假設新固定的是w，則試算「先從u到w，再走w到v」：D(w)＋c(w,v)。
第三步： 新路比較便宜就更新D，也把p改成w；較貴就保留原值。每輪依此重複。此題邊權重非負，固定後不再改。
初始化：從u可直達w=3、x=5、v=7，y=z=∞。最小是w=3，所以先固定w。
經w到v：3＋3＝6，小於7，更新成6、前驅w。經w到x：3＋4＝7，大於5，保留5、前驅u。經w到y：3＋8＝11，小於∞，更新成11、前驅w。這輪結束未固定的最小值是x=5，所以下一輪選x，不能改選v=6。
從目的地往回追p，再反過來寫。例如z的前驅是y，y的前驅是v，v的前驅是w，w的前驅是u，所以路徑是u→w→v→y→z。前驅p(z)=y；從u出發的下一跳是w，兩者回答的是不同問題。
原題要執行演算法，因此考卷建議同時交出逐輪表格與最後路徑，不能只背五個成本數字。下方保留完整原題圖與計算表，請照圖獨立重做一次。
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。
依據：本機「小考_Ch03_Ch06_含解答與配分.pdf」「小考_Ch09_Ch10_含解答與配分.pdf」及對應講義。附圖直接擷取原小考並內嵌，離線開啟即可閱讀。編號1～5對應第一份；6～10對應第二份1～5題。