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1、差错控制的常用方法自动请求重发(ARQ)停发等待重发返回重发选择重发前向纠错(FEC)混合纠错(HEC)反馈检验(IRQ)自动请求重发优点:译码设备简单,对突发错误和信道干扰较严重时比较有效。缺点:需要反馈信道,实时性差。前向纠错优点:使用纠错码和单向信道,发送端无需设置缓冲器。缺点:设备复杂、成本高。混合纠错特点:实时性和译码复杂性方面是前向纠错和检错重发方式的折衷,可达到较低的误码率,较适合于环路延迟大的高速数据传输系统。反馈校验优点:设备简单,可以纠正任何错误缺点:会引入较大的时延。纠错编码通过对信息序列作某种变换,
2、使原来彼此独立、互不相关的信息码元产生某种规律性(相关性),从而在接收端根据这种规律性来检查,进而纠正传输信号序列中的差错。纠错编码基本原理变换的方法不同就构成了不同的编码。引入差错编码控制后,实际传输的信息序列=信息码元+监督码元,称为码组。监督码(元):为了使信息码元产生某种规律性,可按照某种规则在用户信息序列中插入一定数量的新码元,这种新码元叫监督码(元)。信息码(元):发送用户端欲发送的信息序列,本来彼此独立,互不相关;由用户控制,最终也交给接收用户。差错控制编码的基本原理就是:在保持信息位数不变(信息码元)情况下
3、,采用增加码长的方法来降低误码率。例:传输A和B两个消息。①用一位二进制数表示:“0”—A;“1”—B传输过程中出现错码,接收端无法发现,无检错和纠错能力。②用两位二进制数“00”—A“11”—B称为许用码组“01”和“10”未定义,为禁用码组。S:00D:00√01×10×S:11D:11√表示附加一位监督码以后码组具有了检测1位错码,但因译码器不能判别哪位是错码,不具备纠正错码的能力;且无法检测错2位错码。③用三位二进制数“000”—A“111”—B称为许用码组“001”、“010”、“011”、“100”“101”、
4、“110”皆是禁用码组S:000D:000√001×010×011×100×101×110×111√表明附加两个监督码元以后码组具备检测1位和2位错码的能力;并且具备纠正一位错码的能力,即3位码组中有2个或3个“0”/“1”码,则判为“000”/“111”。但无法纠正两位出错和检测3位出错的能力。④总结:(信息码+监督码=码组)构成的信息序列通过降低信息传输速率来提高传输的可靠性(降低误码率)。11分组码=信息位+监督位分组码符号:(n,k)其中,n-码组总长度,k-信息码元数目。r=n–k-监督码元数目。分组码的一般结构
5、:分组码的参数:码重:码组内“1”的个数码距:两码组中对应位取值不同的位数,又称汉明距离最小码距(d0):各码组间的最小距离k个信息位r个监督位an-1an-2...arar-1an-2...a0t码长n=k+r分组码的结构纠错能力与码距关系码距的几何意义:以n=3的编码为例一般而言,码距是n维空间中单位正多面体顶点之间的汉明距离。(0,0,0)(0,0,1)(1,0,1)(1,0,0)(1,1,0)(0,1,0)(0,1,1)(1,1,1)a2a0a1为了检测e个随机错误,则要求码组的最小距离距为为了纠正t个随机错误,则
6、要求码组的最小距离为纠正t个随机错码,同时检测e个随机错误,则要求码组的最小距离为(e≥t)常用的简单编码奇偶校验码:增加一位监督码来使得码组中“1”的个数保持奇数(奇校验)或偶数(偶校验)。分为:垂直奇偶校验;水平奇偶校验;水平垂直奇偶校验。群计数码:监督码元附加在信息码元之后,每一个监督码元在数值上表示其对应的信息码元中“1”的个数。恒比码:每个码组中均包含相同数目的“1”和“0”,即数目之比是一定的,所以也叫定比码。正反码:监督码元与信息码元位数相同,但根据信息码元中“1”的数目不同,监督码元与信息码元完全相同或相反
7、。代数码-利用代数关系式产生监督位的编码线性分组码-代数码的一种,其监督位和信息位的关系由线性代数方程决定汉明码-一种能够纠正一个错码的线性分组码校正子:在偶数监督码中,计算实际上就是计算并检验S是否等于0。S称为校正子监督关系式:线性分组码纠错基本原理中,S只有两种取值,故只能表示有错和无错,而不能进一步指明错码的位置。若此码组长度增加一位,则能增加一个监督关系式。这样,就能得到两个校正子。两个校正子的可能取值有4种组合,即00,01,10,11,故能表示4种不同的信息。若用其中一种组合表示无错码,则还有其他3种组合可以
8、用于指明一个错码的3种不同位置。从而可以有纠错能力。一般而言,若有r个监督关系式,则r个校正子可以指明一个错码的(2r–1)个不同位置。当校正子可以指明的错码位置数目等于或大于码组长度n时,才能够纠正码组中任何一个位置上的错码,即要求汉明码例:要求设计一个能够纠正1个错码的分组码(n,k),给定的码组中