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  • 差错控制
    2021-06-23 01:11:15

    摘要 通信技术的发展和新业务的不断出现对计算机网络通信系统的服务质量和数据的传输速度提出了更高的要求,数据交换量的迅速增加也加重了计算机网络的通信负担,网络很难对所有的数据进行完全正确的传输,网络通信中的实时差错控制技术显得尤为重要。本文对实时差错控制的分类和检测方法进行了分析,并在此基础上提出网络通信实时差错的控制方式。

    关键词 网络通信;实时差错;控制技术;计算机

    中图分类号TN9 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)79-0221-02

    科学技术的发展带动了计算机网络技术的发展,人们的日常生产生活已经离不开计算机网络的帮助。但是由于网络拥堵和网络带宽的问题,在数据传输的过程中很容易发生超时、比特传输错误以及丢包等传输误差。数据包丢失不仅会影响数据的解压,还会对信息的接收质量产生很大的影响。计算机网络中的实时差错直接就影响到了网络的服务质量,甚至对人们的生产和生活造成影响。

    1 实时差错控制方式的分类

    1)FEC差错控制。在数据传输中,很难对传输数据的准确性进行保证,数据编码通过对数据的处理,保证了数据在传输中的准确性。FEC差错控制也可以称之为前向纠错,在使用该种方法传输时,数据的接收者可以直接通过译码器来对传输的错误纠正。该种纠错方式特别适用于广播消息的传输,但是其同时具有效率低和冗余度较大的缺点;2)HEC纠错方式。HEC纠错也可以称为混合纠错,该种纠错方式是重传反馈和前向纠错两种办法的综合使用。在HEC纠错方式中,纠错的工作可以根据数据传输的错误情况来判断由接收端还是发送端来进行错误的纠正。接收端和发送端在进行数据的纠错方面没有明显的分工限制,两者可以进行数据处理之间的协作。因此,混合纠错模式不仅综合了重传反馈和前向纠错的优点,还降低了数据的误码率,其使用的范围将会更加的广泛;3)ARQ纠错方式。ARQ纠错方式具有反馈机制,因此也可称作重传反馈,它主要是对发送端传来的数据进行编码,将编码数据发送到接收端,接收端如果发现数据中的错误,则可以将数据反馈到发送端,由发送端对数据的结果来进行重发。重传反馈具有传输准确的优点,但同时还具有重发率较高和使用信道率较低的缺点;4)信息反馈。信息反馈是一种传统的差错纠正方式,它是指在接收端在收到数据之后,将数据重新发送给发送端,由发送端来对数据进行检验确认,在此基础上来对错误进行检查。信息反馈具有反馈时间过长和信道使用率较低的缺点,在当今计算机技术快速发展的大背景下,该种控制方式不利于差错控制技术发展,它被利用的范围将越来越窄。

    2 差错检测方法概述

    1)CRC校验。CRC校验也叫循环冗余校验码,它在数据通信中利用广泛,技术人员可以任意选定校验字段和信息字段的长度,具有纠错能力强、知名度高以及应用广泛的特点。CRC校验的原理是在K位的信息码之后拼接R位校验码,编码的整个长度是N位。该种校验属于分块的校验,在编码的过程中会生成一段校验码,并将原信息与校验码一同发送到接收端;

    2)奇偶校验。奇偶校验主要是对代码的传输正确性进行校验,技术人员要对二进制代码中的“1”的个数进行统计,个数为偶数的是偶校验,个数为奇数的则为奇校验,系统在出现奇数个错误时很容易被检查出来,奇偶校验在实时差错控制中得到广泛应用。奇偶校验虽然具有一定便利性,但它不具有定位功能,假设数据码是偶数个的话,奇偶校验就很难检查出其中的错误。因此,奇偶校验仅仅能检测奇数个的错误,纠错的效果不是很好,仅仅适用于异步的数据传输;

    3)检验和。检验和是指在数据通信领域和数据处理的过程中,用来进行校验的一组数据项的总和,这些数据既可以是其它可以看作为数据的字符串,也可以是数字。检验和的作业流程是求数据的总和,将数据总和作为校验码发送到计算机网络接收端,具有便于操作的特点。但是检验和很难对所传数据的准确性进行保证,如果对所传数据的准确性要求不是特别高,则可以使用该种差错检测方法。

    3 编码方式的分类

    1)卷积码。计算机网络通信中实时差错控制技术进行编码的原因就是明确接收数据的正确与否,在错误的情况下可以使接收端对错误进行纠正。卷积码早在1955年被提出,是指将编码数据按照一定长度划分,划分的数据在编码之后会得到较长的数据。卷积码的独特特点在于其进行编码之后的校验元不仅与本段信息元有关,还与前段的信息元相关。在通常情况下,虽然卷积码分组码信息数要高于每段信息数,但是卷积码可以形成矩阵来与校验矩阵对它编码的过程进行相关的描述。此外,卷积码解码的过程很复杂,卷积码还可以进一步的划分为非线性码和线形码,如果信息元与校验元之间存在线形关系便为线形码,反之则为非线形码。线形码具有较好的实现功能,其在计算机网络通信的实时差错控制中使用的更为广泛;2)

    分组码。分组码是指将信源信息按照独立分组来进行编码和处理,它是一种重要的纠错码。分组码是指将信息编码,由此产生的多余码元对相关数据检验,以此来确定数据的准确与否,其中每组校验元只与该组的数据相关。在编译数据中,分组码码率是指信息位数目与码长比值,校验方程则是用来表示校验与数据之间关系的公式。此外,按照分组码结构的不同,分组码还有循环码和非循环码的划分,循环码在计算机网络实时差错控制方面的研究已经日趋成熟,使用的也较为广泛;3)常见的编码方法。循环码是线形分组码中的一类,有循环移位的特征,循环码最重要的是RS码和BCH码,两者都有较好纠错能力。计算机通信领域对于循环码的研究较早,有关的循环码技术也比较成熟。(1)RS码。 RS码是向前纠错的编码,对校正数据产生的各种多项式有效。编码是首先要在多点上对多项式来求冗余,其后将其存储或者是传输。RS码具有很强的纠错能力,但是由于RS码传输中存在延时现象,如果对网络传输的实时性要求较高,则不能使用该种编码方式;(2)BCH码。该种编码方式是特别严密的一种数学结构,也是被学者研究的比较透彻和深入的线形分组码,经过半个多世纪的发展,关于BCH码的研究已经相当成熟。BCH码可以对数字通信中的二进制数据进行简化并进行网络传输,在传输过程中,BCH码还可以依靠数学来对二进制数据进行证明,结论是通过两个正整数来计算的二进制BCH码,在这种情况下可以纠正一些随机的错误。因此,RS码和BCH码作为循环码的两种基本方式,具有很好的差错控制效果,两者的应用也是比较广泛的。

    4 计算机网络实时差错控制质量评估

    如上所述,实时差错控制是利用编码的方法来对网络通信中的数据进行实时的控制,以此来提高数字传输的准确性。实时差错控制技术具有多种编码方式,不同的网络通信可以根据要求来选择合适的编码方式。实时差错控制系统在设计完成之后,便需要对实时差错系统的质量进行评估,以此来判断技术能否满足用户的要求。

    1)参数的选取。在对计算机网络通信系统进行评价的时候,可以将参数作为重要参考,这些参数包括了差错控制系统使用前后的信道的使用效率、误组率、数据传输的速度以及传输延时等,其中最重要的参数是实时性数据传输速度以及关系着数据传输准确性的相关误码率。在差错控制技术的质量评估中,一般常用的参数是误组率,误组率主要是指传输数据中错误字数和数据传输的总字数。技术人员通过对实时差错控制技术使用前后的对比就可以对系统性能作出判断,因为这反映了系统传输可靠性与准确性的高低。此外,在对系统的可靠性进行评估的过程中,系统使用前后的误组率也是一个重要的参数,它可以用来反映使用实时差错控制系统对数据传输的改善与提高作用。

    2)通用率的确定。计算机通信网络实时差错控制系统在数据传输中的速度也是系统性能评价的重要指标,它反映了数据传统的实时性和效率性,一般使用的参数包括数据传输的延迟时间和通过率。数据传输延迟时间指数据传输从数据发送端到数据的接收端所需要的时间,由信道导致的延迟是网络通信中常见的,虽然传输的时间比较确定,但是数据在纠错时、解码时以及进行数据重发时所延迟的时间是难以确定的。此外,通过率是指系统传送接收端信息与传输总数量在单位时间内的比值,在不使用实时差错控制系统时,其的比值为1,而在使用该控制系统以后,如果是两者之间的比值接近1,说明网络通信系统的性能良好。因此,在使用实时差错控制系统来提高计算机网络通信系统的性能时,不仅要对编码的方式和方法进行选择,在编码完成之后还要对差错控制技术的优劣性进行系统的评价。

    5 结论

    现代社会的生产和生活都需要借助计算机网络来完成,在计算机网络日益发达的今天,人们对数据传输的准确性和传输的速度要求越来越高,数据传输不仅要保证实时,还要保证准确。网络通信中的实时差错控制不仅有完备的编码方式和编码方法,还通过质量评估来保证了差错控制系统的性能良好,实时差错控制技术在计算机网络通信中的作用也越来越明显。

    参考文献

    [1]王重英.基于网络通信的实时差错控制[J].商洛学院学报,2010(5).

    [2]王楠.计算机网络通信中实时差错控制技术[J].信息通信,2011(3).

    [3]王晓萍,任欣.无线通信网中的差错控制技术[J].无线电通信技术,2009(4).

    [4]徐书欣,王永乐.网络通信中差错控制技术的应用与研究[J].牡丹江教育学院学报,2011(3).

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    差错控制编码,差错控制编码工作原理是什么

    差错控制编码也称为纠错编码。在实际信道上传输数字信号时,由于信道传输特性不理想及加性噪声的影响,接收端所收到的数字信号不可避免地会发生错误。为了在已知信噪比情况下达到一定的比特误码率指标,首先应该合理设计基带信号,选择调制解调方式,采用时域、频域均衡,使比特误码率尽可能降低。但实际上,在许多通信系统中的比特误码率并不能满足实际的需求。此时则必须采用信道编码(即差错控制编码)才能将比特误码率进一步降低,以满足系统指标要求。

    差错控制随着差错控制编码理论的完善和数字电路技术的飞速发展,信道编码已经成功地应用于各种通信系统中,并且在计算机、磁记录与各种存储器中也得到日益广泛的应用。差错控制编码的基本实现方法是在发送端将被传输的信息附上一些监督码元,这些多余的码元与信息码元之间以某种确定的规则相互关联(约束)。接收端按照既定的规则校验信息码元与监督码元之间的关系,一旦传输发生差错,则信息码元与监督码元的关系就受到破坏,从而接收端可以发现错误乃至纠正错误。因此,研究各种编码和译码方法是差错控制编码所要解决的问题。 编码涉及到的内容也比较广泛,前向纠错编码(FEC)、线性分组码(汉明码、循环码)、理德-所罗门码(RS码)、BCH码、FIRE码、交织码,卷积码、TCM编码、Turbo码等都是差错控制编码的研究范畴。本章只对其中的某些问题作粗略的介绍,并对相关内容进行仿真。

    信道错误模式:

    传输信道中常见的错误有以下三种:

    随机错误:错误的出现是随机的,一般而言错误出现的位置是随机分布的,即各个码元是否发生错误是互相独立的,通常不是成片地出现错误。这种情况一般是由信道的加性随机噪声引起的。因此,一般将具有此特性的信道称为随机信道。

    突发错误:错误的的出现是一连串出现的。通常在一个突发错误持续时间内,开头和末尾的码元总是错的,中间的某些码元可能错也可能对,但错误的码元相对较多。这种情况如移动通信中信号在某一段时间内发生衰落,造成一串差错;汽车发动时电火花干扰造成的错误;光盘上的一条划痕等等。这样的信道我们称之为突发信道。

    混合错误:既有突发错误又有随机差错的情况。这种信道称之为混合信道。

    差错控制方式:

    1、检错重发方式(ARQ)

    2、前向纠错方式(FEC)

    3、混合纠错检错方式(HEC)

    4、反馈校验方式(IRQ)

    1、检错重发方式(ARQ)。

    采用检错重发方式,发端经编码后发出能够发现错误的码,接收端收到后经检验如果发现传输中有错误,则通过反向信道把这一判断结果反馈给发送端。然后,发送端把信息重发一次,直到接收端确认为止。采用这种差错控制方法需要具备双向通道,一般在计算机数据通信中应用。检错重发方式分为三种类型,如图所示。图中ACK是确认信号,NAK是否认信号。

    (1)停发等待重发,发对或发错,发送端均要等待接收端的回应。特点是系统简单,时延长。

    (2)返回重发,无ACK信号,当发送端收到NAK信号后,重发错误码组以后的所有码组,特点是系统较为复杂,时延减小。

    (3)选择重发。无ACK信号,当发送端收到NAK信号后,重发错误码组,特点是系统复杂,时延最小。

    2、前向纠错方式(FEC)。

    发送端经编码发出能纠正错误的码,接收端收到这些码组后,通过译码能发现并纠正误码。前向纠错方式不需要反馈通道,特别适合只能提供单向信道的场合,特点是时延小,实时性好,但系统复杂。但随着编码理论和微电子技术的发展,编译码设备成本下降,加之有单向通信和控制电路简单的优点,在实际应用中日益增多。

    3、混合纠错检错方式(HEC)。

    混合纠错检错方式是前向纠错方式和检错重发方式的结合,发送端发出的码不但有一定的纠错能力,对于超出纠错能力的错误要具有检错能力。这种方式在实时性和复杂性方面是前向纠错和检错重发方式的折衷,因而在近年来,在数据通信系统中采用较多。

    4、反馈校验方式(IRQ)。

    反馈校验方式(IRQ)又称回程校验。收端把收到的数据序列全部由反向信道送回发送端,发送端比较发送数据与回送数据,从而发现是否有错误,并把认为错误的数据重新发送,直到发送端没有发现错误为止。

    优点:不需要纠错、检错的编译器,设备简单。

    缺点:需要反向信道;实时性差;发送端需要一定容量的存储器。IRQ方式仅适用于传输速率较低、数据差错率较低的控制简单的系统中。

    差错控制编码的基本原理:

    我们以重复编码来简单地阐述差错编码在相同的信噪比情况下为什么会获得更好的系统性能。假设我们发送的信息0、1(等概率出现),采用2PSK方式,我们知道最佳接收的系统比特误码率为:

    现假设

    (即平均接收1000个中错一个)。

    如果我们将信息0编码成00,信息1编码成11,仍然采用上述系统,则在接收端可以作以下判断:如果发送的是00,而收到的是01或10,此时我们知道发生了差错,要求发送端重新传输,直到传送正确为止,只有当收到11时,我们才错误地认为当前发送的是1。因此在这种情况下发生译码错误的概率是

    ;同理,如果发送的是11,只有收到00时才可能发生错误译码,因此在这种情况下发生译码错误的概率也是

    。所以采用00、11编码的系统比特误码率为

    ,即10-6。系统的性能将明显提高。

    在上例中,将0、1采用00000、11111编码,在接收端我们用如下的译码方法,每收到5个比特译码一次,采用大数判决,即5个比特中0的个数大于1的个数则译码成0,反之译码成1;不采用ARQ方式。那么,我们看到这种编码方式就变成了纠错编码。

    由于传输错误当接收端收到11000,10100,10010,10001,01100,01010,01001,00110,00101,00011中的任何一种时,都可以自动纠正成00000。

    差错控制编码的分类:

    根据差错控制编码的功能不同分为:检错码、纠错码、纠删码(兼检错、纠错)。

    根据信息位和校验位的关系分为:线性码和非线性码。

    根据信息码元和监督码元的约束关系分为:分组码和卷积码。分组码是将k个信息比特编成n个比特的码字,共有2k个码字。所有2k个码字组成一个分组码。传输时前后码字之间毫无关系。卷积码也是将k个信息比特编成n个比特,每个比特不但与本码的其它比特关联,而且与前面m个码段的比特位也相互关联。该码的约束长度为(m+1)•n比特。

    纠错编码的有关名词:

    前面我们说到:分组码将k个比特编成n个比特一组的码字(码组),经常将分组码记为(n,k)码。由于输入有2k种组合,因此(n,k)码应该有2k个码字。

    码重、码距

    码重:码字中1的个数。如码字11000的码重为2。

    码距:两个码字C1与C2之间不同的比特数(又称为汉明距)。如1100与1010的码距为2。

    最小码距

    是码的一种属性,如(n,k)码中任何两个码字C1与C2之间的码距的最小值,用dmin表示。码的最小码距决定了码的纠错、检错性能。

    1、为了检测e个错误,要求最小码距dmin ≥e+1

    2、为了纠正t个错误,要求最小码距dmin ≥2t+1

    3、为了纠正t个错误,同时检测e个错误,要求最小码距dmin ≥t+e+1 (e>t)

    展开全文
  • 差错控制编码技术

    2015-06-30 13:32:01
    所以通过差错控制编码(又称信道编码)这一环节,对数码流进行相应的处理,使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力,可极大地避免码流传送中误码的发生。 DMR协议中使用到的信道编码有Hamming (7,4,3)、Hamming (15,11...
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    本文主要介绍TCP的窗口、差错控制、流量控制、拥塞控制相关知识。

    1. 差错控制

    tcp发送的报文交给IP协议进行传输,而IP协议只能提供尽力而为的服务,所以在传输过程中发生错误是不可避免的事情。为支持可靠的传输,所以提供了差错控制。
    差错控制 主要是通过差错检测,确认和重传方式实现。

    1.1滑动窗口

    首先介绍一个十分重要的概念 ,滑动窗口。TCP协议是使用以字节为单位的滑动窗口协议来进行发送、接收、确认和重传。通过该窗口来跟踪和记录发送字节的状态,从而达到差错控制。
    接收方有一个接收缓存,对其设置一个接收窗口,窗口值等于接收缓存可以继续接收字节流的大小。接收窗口的大小取决于接收方根据接收缓存剩余的空间大小、应用程序读取字节流的速度。
    发送方有一个发送缓存,针对该缓存设置了发送窗口,发送方能够利用TCP连接发送字节流的大小取决于发送窗口的大小。发送窗口的大小取决于拥塞窗口和接收窗口的大小( min(拥塞窗口,接收窗口))

    如图发送端:
    在这里插入图片描述
    字节流有上述四种状态。 发送窗口等于第二类+第三类窗口字节数之和. 可用窗口的大小等于第3类状态字节数。

    1. 如果一切正常,TCP发送可用窗口内的数据, 上图第3类数据变为已发送但没有确认。 滑动窗口向左移动,从序号35的字节 又变成了 尚未发送但接收方已准备的数据。

    2. 当发送过去的数据 收到 接收方的确认后,上图中第2类数据 变为已发送且被确认的数据,刺死滑动窗口继续向左移动。

    1.2 重传

    当接收方收到字节流序号不连续时,可以进行选择性重传。 只重发丢失的数据。
    至于何时重传,通过重传定时器来设定。

    每当发送一个报文后,启动一个重传定时器,如果在倒计时为0还没有收到数据,进行重传。由于流量和传输延迟等原因,重传定时器的间隔 需要 动态变更。它是一种自适应的。
    计算重传时间公式:Timeout = bRTT. b是一个>1的常量加权因子。 RTT为估算的往返时间。推荐b=2.
    RTT= a
    旧RTT + (1-a)*最新的RTT测量值。 a决定了RTT对延时的反应速度,a接近于1时,短暂的延迟变化对RTT影响不大,a接近于0时,对RTT的变化特别敏感。

    2. 流量控制

    流量控制是针对于TCP连接双方的,目的是控制发送方的速率,使之不超过接收方的接收速率。

    2.1 通知窗口

    他的核心实现就是 接收方对接收到的报文进行确认时,通知发送端自己还可以接收多少字节(接收窗口大小,也叫通知窗口). 发送端根据这个情况就会修改自己的发送窗口,进行适配。
    当通知窗口为0时,也叫零窗口通告,此时发送端不在继续发送报文直至接收到非零通告为止。

    当接收方应用程序接收数据,导致接收缓冲区有位置了,此时接收方会主动通知发送端最新的通告窗扣大小。
    考虑到一种情况,收到零通告后,发送端不再发送数据直至收到新的非零通告,如果新的非零通告报文丢失,发送端会一直不能发送数据,考虑至此,发送端在收到零通告后设立了一个坚持定时器,到期后发送一个探测报文 ,用于查询最新的通告窗口大小。 坚持定时器的时间和重传定时器的时间一样,每次加倍和复位直至阈值(60s).

    2.2 Clark算法和Nagle算法

    当接收方处于零空间时,如果新空出1B数据,就会通知发送端,为了这1B字节,发送多次报文确认,得不偿失,所以设计出Clark算法, 让接收方等待一段时间,有够多的接收缓存接收一个较长的报文,再通知发送端。

    Nagle算法类似,当发送端多次从应用程序接收到1B的发送数据, 如果每次都单独发送这1B的数据,每次附带40B的代价(IP报头和TCP报头等消耗)。 为了解决这个问题,设计Nagle算法,第一 报文链路中最多只有一个1未被确认的小分组。 如果链路中有小分组,再从应用程序收到小分组信息时,暂时缓存,直到达到发送窗口的1/2或最大报文数MMS时,再一次性作为整个报文进行发送

    3.拥塞控制

    流量控制的重点放在点到点链路的局部控制中,拥塞控制的重点放在进入整个网络报文总量的全局控制中。

    假设带宽只有2Mb/s, 发送端速率为10Mb/s, 这时造成大量报文丢失,造成拥塞。

    何为拥塞呢,在慢开始和拥塞避免重,网络是否出现拥塞 是根据路由器是否丢弃分组来确定的。

    为了进行拥塞控制,TCP规定了如下策略: 慢开始、拥塞避免、 快重传和快速恢复。

    3.1 慢开始和拥塞避免

    慢开始是一种试探着逐步增大拥塞窗口的做法,按二进制指数增长方式逐步扩大拥塞窗口。
    慢开始指数增长有个阈值,当达到阈值后,为了不那么快真正拥塞,改为线性增长,使拥塞窗口缓慢增长这就是拥塞避免。

    在这里插入图片描述
    上图中慢开始阈值为16,达到阈值后可以线性增长,知道出现超时,此时将新的慢开始阈值设为超时时窗口值的一般,然后从新从慢开始开始新的一轮。

    3.2 快重传和快恢复

    在慢开始和拥塞控制的基础上,又提出新的算法,快重传和快恢复。
    基于慢开始和拥塞控制的算法。假设连续发送报文M1-M7。 中途只有M3报文丢失,按照之前的机制,此时处于拥塞。 这样是不对的,新的算法规定。 在收到M1.M2后,如果后续收到M4。 标明M3已经丢失,此时最多需要3次通知发送端需要重传M3。 这就是快重传。

    对发送端来说,每次收到这个消息时,都会减少拥塞窗口的值(减半),执行拥塞避免算法。这就是快恢复

    在这里插入图片描述
    上图蓝色标注,每次减半。

    展开全文
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    差错控制随着差错控制编码理论的完善和数字电路技术的飞速发展,信道编码已经成功地应用于各种通信系统中,并且在计算机、磁记录与各种存储器中也得到日益广泛的应用。差错控制编码的基本实现方法是在发送端将被传输的信息附上一些监督码元,这些多余的码元与信息码元之间以某种确定的规则相互关联(约束)。接收端按照既定的规则校验信息码元与监督码元之间的关系,一旦传输发生差错,则信息码元与监督码元的关系就受到破坏,从而接收端可以发现错误乃至纠正错误。因此,研究各种编码和译码方法是差错控制编码所要解决的问题。 编码涉及到的内容也比较广泛,前向纠错编码(FEC)、线性分组码(汉明码、循环码)、理德-所罗门码(RS码)、BCH码、FIRE码、交织码,卷积码、TCM编码、Turbo码等都是差错控制编码的研究范畴。本章只对其中的某些问题作粗略的介绍,并对相关内容进行仿真。

    信道错误模式:

    传输信道中常见的错误有以下三种:

    随机错误:错误的出现是随机的,一般而言错误出现的位置是随机分布的,即各个码元是否发生错误是互相独立的,通常不是成片地出现错误。这种情况一般是由信道的加性随机噪声引起的。因此,一般将具有此特性的信道称为随机信道。

    突发错误:错误的的出现是一连串出现的。通常在一个突发错误持续时间内,开头和末尾的码元总是错的,中间的某些码元可能错也可能对,但错误的码元相对较多。这种情况如移动通信中信号在某一段时间内发生衰落,造成一串差错;汽车发动时电火花干扰造成的错误;光盘上的一条划痕等等。这样的信道我们称之为突发信道。

    混合错误:既有突发错误又有随机差错的情况。这种信道称之为混合信道。

    差错控制方式:

    1、检错重发方式(ARQ)

    2、前向纠错方式(FEC)

    3、混合纠错检错方式(HEC)

    4、反馈校验方式(IRQ)

    1、检错重发方式(ARQ)。

    采用检错重发方式,发端经编码后发出能够发现错误的码,接收端收到后经检验如果发现传输中有错误,则通过反向信道把这一判断结果反馈给发送端。然后,发送端把信息重发一次,直到接收端确认为止。采用这种差错控制方法需要具备双向通道,一般在计算机数据通信中应用。检错重发方式分为三种类型,如图所示。图中ACK是确认信号,NAK是否认信号。

    (1)停发等待重发,发对或发错,发送端均要等待接收端的回应。特点是系统简单,时延长。

    (2)返回重发,无ACK信号,当发送端收到NAK信号后,重发错误码组以后的所有码组,特点是系统较为复杂,时延减小。

    (3)选择重发。无ACK信号,当发送端收到NAK信号后,重发错误码组,特点是系统复杂,时延最小。

    2、前向纠错方式(FEC)。

    发送端经编码发出能纠正错误的码,接收端收到这些码组后,通过译码能发现并纠正误码。前向纠错方式不需要反馈通道,特别适合只能提供单向信道的场合,特点是时延小,实时性好,但系统复杂。但随着编码理论和微电子技术的发展,编译码设备成本下降,加之有单向通信和控制电路简单的优点,在实际应用中日益增多。

    3、混合纠错检错方式(HEC)。

    混合纠错检错方式是前向纠错方式和检错重发方式的结合,发送端发出的码不但有一定的纠错能力,对于超出纠错能力的错误要具有检错能力。这种方式在实时性和复杂性方面是前向纠错和检错重发方式的折衷,因而在近年来,在数据通信系统中采用较多。

    4、反馈校验方式(IRQ)。

    反馈校验方式(IRQ)又称回程校验。收端把收到的数据序列全部由反向信道送回发送端,发送端比较发送数据与回送数据,从而发现是否有错误,并把认为错误的数据重新发送,直到发送端没有发现错误为止。

    优点:不需要纠错、检错的编译器,设备简单。

    缺点:需要反向信道;实时性差;发送端需要一定容量的存储器。IRQ方式仅适用于传输速率较低、数据差错率较低的控制简单的系统中。

    差错控制编码的分类:

    根据差错控制编码的功能不同分为:检错码、纠错码、纠删码(兼检错、纠错)。

    根据信息位和校验位的关系分为:线性码和非线性码。

    根据信息码元和监督码元的约束关系分为:分组码和卷积码。分组码是将k个信息比特编成n个比特的码字,共有2k个码字。所有2k个码字组成一个分组码。传输时前后码字之间毫无关系。卷积码也是将k个信息比特编成n个比特,每个比特不但与本码的其它比特关联,而且与前面m个码段的比特位也相互关联。该码的约束长度为(m+1)?n比特。

    纠错编码的有关名词:

    前面我们说到:分组码将k个比特编成n个比特一组的码字(码组),经常将分组码记为(n,k)码。由于输入有2k种组合,因此(n,k)码应该有2k个码字。

    码重、码距

    码重:码字中1的个数。如码字11000的码重为2。

    码距:两个码字C1与C2之间不同的比特数(又称为汉明距)。如1100与1010的码距为2。

    最小码距

    是码的一种属性,如(n,k)码中任何两个码字C1与C2之间的码距的最小值,用dmin表示。码的最小码距决定了码的纠错、检错性能。

    1、为了检测e个错误,要求最小码距dmin ≥e+1

    2、为了纠正t个错误,要求最小码距dmin ≥2t+1

    3、为了纠正t个错误,同时检测e个错误,要求最小码距dmin ≥t+e+1 (e>t)

    展开全文
  • 浅析差错控制技术在串行通信协议中的应用,用于对串行通信的数据进行误码检验,纠错,有很多实用的方法,值得借鉴。希望有帮助。。。。
  • 介绍了差错控制目的、差错控制技术、纠错、重传、前向纠错码等知识
  • 资源名:差错控制传输特性的测量与表达_通信信号的测量与表达_MATLAB仿真在现代通信中的应用_差错控制传输 资源类型:matlab项目全套源码 源码说明: 全部项目源码都是经过测试校正后百分百成功运行的,如果您下载后...
  • 差错控制

    千次阅读 2018-11-28 22:28:26
    因此,必须考虑怎样发现和纠正信号传输中的差错。通信过程中出现的差错可大致分为两类:一类是由热噪声引起的随机错误;另一类是由冲击噪声引起的突发错误。通信线路中的热噪声是由电子的热运动产生的,香农关于噪声信道...
  • 最常用的差错控制方法有奇偶校验法、循环冗余校验法和汉明码等。这些方法用于识别数据是否发生传输错误,并且可以启动校正措施,或者舍弃传输发生错误的数据,要求重新传输有错误的数据块。  1. 奇偶校验法  ...
  • 以科技技术为基础的新型业务的出现,对计算机网络通信系统服务质量要求越来越高,并且对数据传输速度要求也不断提升,增加了计算机网络通信负担,导致网络很难正确对所有数据进行传输,为此采用实时差错控制技术能够...
  • 差错控制编码》(原书第2版)在第一版的基础上进行了彻底的修订和更新.包括了过去20年间该领域所有的重要新发展。《差错控制编码》(原书第2版)增加了线性分组码的网格、基于可靠性的线性分组码软判决译码算法。基于...
  • 差错控制(检错、纠错) 流量控制&可靠传输 1.差错控制 差错来源 差错控制 (1)检错编码 奇偶校验码 CRC(循环冗余码) (2)纠错编码——海明码 步骤 海明距离 示例: () () 1. ...

空空如也

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