《差错控制》PPT课件

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1、差错控制(信道编码)差错控制的方式采用检错码的差错控制采用纠错码的差错控制不用编码的差错控制关于帧或分组顺序的差错控制*网络基础数据通信中的实际情况*网络基础通信信道中的噪声通信信道中的噪声分为热噪声和冲击噪声。热噪声是由传输媒体的电子热运动产生的,其特点是时刻存在,幅度小,干扰强度与频率无关,但频谱很宽,属于随机噪声。由热噪声引起的差错属于一种随机差错。冲击噪声是由外界电磁干扰引起的,与热噪声相比,冲击噪声的幅度较大,是引起差错的主要原因。冲击噪声持续时间与数据传输中每个比特的发送时间相比,可能较长,因而冲击噪声引起的相邻多个数据位出错呈突发性。冲击噪声引起的传

2、输差错称为突发差错。信道分类按照噪声或干扰的变化规律,可把信道分为三类:随机信道:恒参高斯白噪声信道是典型的随机信道,其中差错的出现是随机的,而且错误之间是统计独立的。突发信道:具有脉冲干扰的信道,是典型的突发信道。错误是成串成群出现的,即在短时间内出现大量错误。混合信道*网络基础差错产生的原因在通信过程中出现的传输差错,是由随机差错和突发差错共同构成的,而造成差错可能的原因包括:在数据通信中,信号在物理信道上的线路本身的电气特性随机产生的信号幅度、频率、相位的畸形和衰减;电气信号在线路上产生反射噪声的回波效应;相邻线路之间的串线干扰;大气中的闪电、电源开关的跳火

3、、自然界磁场的变化以及电源的波动等外界因素。*网络基础差错的控制在数据通信中,原发送信息,不具备抗干扰性能,如果引入冗余度后,就可以使新的码组具有一定的抗干扰能力。例如,两个码元构成四种码组00、01、10、11,无法检错,而使用三个码元,有用码组为000、011、101和110;目前差错控制常采用冗余编码方案,检测和纠正信息传输中产生的错误。冗余编码思想就是:把要发送的有效数据在发送时按照所使用的某种差错编码规则加上控制码(冗余码),当信息到达接收端后,再按照相应的校验规则检验收到的信息是否正确。差错控制的基本工作方式前向纠错方式FEC发端发送能够纠正错误的码,

4、收端收到信码后自动地纠正传输中的错误。特点是单向传输,实时性好,但译码设备较复杂。检错重发方式ARQ发端发送检错码,收端收到信码后能够检查出错误。混合纠错方式HEC是FEC和ARQ方式的结合。信息反馈方式IF收端将接收的消息原封不动地送回发端,由发端将反馈信息和原发送信息进行比较,发现错误进行重发,其优点是方法和设备简单,无需纠(检)错编译系统。*网络基础差错控制的基本工作方式对于不同类型的信道,应采用不同的差错控制技术,否则就将事倍功半。 检错重发可用于双向数据通信,前向纠错则用于单向数字信号的传输,例如广播数字电视系统,因为这种系统没有反馈通道。检错重发(A

5、RQ)典型系统检错重发方式的原理方框图常用的检错重发系统有三种,即停发等候重发、返回重发和选择重发。*网络基础检错重发(ARQ)1、检错重发(ARQ)(1)思路发送端对数据序列进行分组编码,加入一定的码元使之具有一定的检错能力,成为能够发现错误的码组。接收端收到码组后,按一定规则对其进行有无错误的判别,并把判决结果(应答信号)通过反向信道送回发送端。如有错误,发送端把前面发出的信息重新传送一次,直到接收端认为已正确接收到信息为止。(2)重发方式(3种形式):·停发等候重发·返回重发·选择重发*网络基础停止等待协议在停止等待ARQ方式中,发送端在发送完一个数据帧后,

6、要等待接收端返回的应答信息,若应答为确认信息(ACK)时,发送端才可以继续发送下一个数据帧;若应答为不确认帧(NAK)时,发送端需要重发这个数据帧。停止等待ARQ协议非常简单,由于是一种半双工的协议,因此系统的通信效率低。*网络基础连续ARQ协议工作原理发送方发完一帧后,不必停下来等待对方的应答,可以连续发送若干帧;如果在发送过程中收到接收方的肯定应答,可以继续发送;若收到对其中某一帧的否认帧,则使用某种ARQ方式重发数据;优点连续发送提高了信道利用率;连续ARQ协议包括选择ARQGo-Back-NARQ*网络基础ARQ*网络基础选择ARQ与Go-Back-N的比

7、较采用选择ARQ方式时,由于接收到的数据帧有可能是乱序的,因此,接收端必须提供足够的缓存先将每个数据帧保存下来,然后对数据帧重新排序。但由于该方式仅重发出错的数据帧,因此,信道利用率高。对于Go-Back-N方式,接收到的数据帧是按顺序排列的,因而接收端不需要太多的缓存,但由于发送端要将出错数据之后的已发送数据帧重新发送,致使信道利用率相对较低。*网络基础*网络基础三种重发方式的比较停发等候重发返回重发选择重发发送方式停止等待发送连续发送连续发送传输效率最低比较高最高控制方法简单比较简单比较复杂缓冲存储器发送端有发送端有发送和接收端都要求有成本低比较低比较高*网络

8、基础ARQ

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