计算机网络与数据通信

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1、计算机网络与数据通信第4章差错控制与校验4.1差错控制技术差错的定义通过通信信道后接收的数据与发送的数据不一致的现象称为传输差错差错产生的原因数据信号与噪声的叠加导致接收电路在电平判决时出现错误4.1差错控制技术差错控制技术－－差错控制编码发送端：在发送数据之前，先按照某种规则在数据位之外附加上一定的冗余位后再发送，称为差错控制编码过程。接收端：收到编码后，利用相同的规则对信息位和冗余位之间的关系进行检测，判断传输过程中是否发生差错。噪声种类差错类型解决办法白噪声（信道固有）随机差错提高信道的信噪比冲击噪声（外界）突发差错－差错类型及解决办法4.1差

2、错控制技术错误处理方法差错控制技术编码规则现存方法检错法（通知发送者重发该信息）反馈重发技术（检错编码）检错码奇偶校验循环冗余校验码纠错法（接收方纠正错误而无须重发）前向纠错技术（纠错编码）纠错码海明码卷积码BCH码传输错误处理方法反馈重发技术停—等协议：发送方发送一块数据后，就停止发送动作，开始计时，等待接收方的反馈结果。发送方仅当收到正确的接收确认之后，才继续发送后继块数据；如果接到否定确认，或者计时器超时，重新传送本数据块。特点半双工方式进行通信控制简单，易于实现。传输效率低。反馈重发技术滑动窗口协议：发送方一次连续发送多块数据（称为窗口尺寸）

3、；接收方对每块数据进行差错分析，如果发现错误，立即反馈给发送方；接收方可对接收到的多个正确的数据块进行一次性确认；发送方根据反馈的结果，重发指定的数据块，或重发指定数据块及其之后的所有数据块。特点：通信双方以全双工方式进行通信控制复杂。传输效率高。尤其对信道质量好、差错率低的情况。4.2检错码4.2.1奇偶校验将数据分组，每一组数据后附加一个校验位，使得该组数据(包括校验位)中1的个数为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)。三种方式：垂直奇偶校验水平奇偶校验水平垂直奇偶校验不能完全检测突发错误：两个相同值的比特位同时变为相反的值只有在所有列都发送完毕后，错

4、误才能够完全检测出来，而且接收方可能不知道哪个列是不正确，只有重发所有列，对于单个错误，会给通信设备增加很大负担垂直奇偶校验编码规则对一组字符各对应位（垂直方向）加校验位构成校验单元位数字0123456789C10101010101C20011001100C30000111100C40000000011C51111111111C61111111111C70000000000偶C00110100110奇1001011001水平奇偶校验编码规则以一组字符中对应位（水平方向）作为校验单元进行奇偶校验位数字0123456789偶校验C1010101010

5、11C200110011000C300001111000C400000000110C511111111111C611111111111C700000000000水平垂直奇偶校验编码规则将前面两种校验方式相结合而成位数字0123456789偶校验C101010101011C200110011000C300001111000C400000000110C511111111111C611111111111C700000000000偶校验011010011014.2检错码4.2.2循环冗余校验码（CRC）把要发送的数据看成是一个多项式的系数数据为bn-1bn

6、-2…b1b0(其中为0或1)，则其对应的多项式为bn-1Xn-1+bn-2Xn-2+…+b1X+b0例如：数据“10010101”可以写为多项式X７+X4+X2+1。循环冗余校验方法的原理(1)设要发送的数据对应的多项式为P(x)。(2)发送方和接收方约定一个生成多项式G(x)，设该生成多项式的最高次幂为r。(3)在数据块的末尾添加r个0，则其相对应的多项式为M(x)=XrP(x)。（左移r位）(4)用M(x)除以G(x)，获得商Q(x)和余式R(x)，则M(x)=Q(x)×G(x)+R(x)。(5)令T(x)=M(x)+R(x)，采用模2运算（异

7、或运算），T(x)所对应的数据是在原数据块的末尾加上余式所对应的数据得到的。(6)发送T(x)所对应的数据。(7)设接收端接收到的数据对应的多项式为T’(x)，将T’(x)除以G(x)，若余式为0，则认为没有错误，否则认为有错。即若T’(x)=T(x)，则T’(x)/G(x)=(Q(x)×G(x)+R(x)+R(x))/G(x)=Q(x)+2R(x)/G(x)余式为0。若T’(x)≠T(x)，余式不为0。例：信息码:110011生成码:11001循环冗余校验方法举例循环冗余校验方法举例已知：信息码:110011信息多项式:K(X)=X5+X4+X+1

8、生成码:11001生成多项式:G(X)=X4+X3+1(r=4)求：循环冗余码和码字。解：1)(X5+X4+