数据通信基础之差错控制技术.ppt

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1、数据通信基础差错控制技术产生差错的原因及控制1、出现差错的必然性外部电磁场的干扰由传输导体内部电子热运动产生的热噪声2、避免出错的方法提高通信系统的通信质量检测错误并加以纠正检错常用的方法是在发送数据时加入校验码网络世界有你有我差错控制方法检测与纠正时间冗余法设备冗余法数据冗余法对数据块进行某种抗干扰编码检错码&纠错码奇偶校验码循环冗余校验码(CRC)海明码（R.Hamming)网络世界有你有我奇偶校验码奇偶检验码是通过增加冗余位来使得码字中“1”的个数保持为奇数或偶数的编码方法。它在通信中使用时又可以分为垂直奇偶检验、水平奇偶检验和水平垂直奇偶检验等类型。垂直奇偶检验编码效率

2、为:R=p÷（p+1）。奇偶检验方法能检测出每列中的所有奇数个位的错，但检测不出偶数个位的错。对于突发错误来说，奇数位错与偶数位错的概率接近于相等，因而对差错的漏检率接近于1/2。水平奇偶检验编码效率是R=q÷（q+1）对各个信息段的相应位横向进行编码，对应每一行产生一个奇偶检验冗余位;不能在发送过程中边产生奇偶检验冗余位，边插入发送，而必须等要发送的完整信息块到齐后，才能产生冗余位，一定要使用记忆寄存器。网络世界有你有我奇偶校验码同时进行水平奇偶检验和垂直奇偶检验就构成了水平垂直奇偶检验它能检测出所有3位或3位以下的错误奇数位错、突发长度≤p+1的突发错以及很大一部分偶数位错

3、。其还可以纠正部分差错，例如仅在某一行和某一列中有奇数位错时，就能确定错误的位置就在该行和该列的交叉处，从而得以纠正。另外，当某一行出现偶数个错时，虽然水平检验不能发现，但在其垂直检验中还是可能被查出。只有当有错的各行和各列中出错位数均为偶数时，才不可能被发现。网络世界有你有我奇偶校验码在实际的数据通信中，垂直奇偶检验主要用于异步传输，通常情况下一列对应一个字符。当采用ASCII编码时，P=7，其结果就是在7位表示字符的数据位上再附加第8位的奇偶位。例如，字符A用ASCII码表示为1000001，采用偶检验，第8位应该是0。水平检验码则是用于同步传输，通常是把一群字符作为一个块

4、传送，字符之间没有时间间隔（同步传输）结果产生一个附加的字符跟在块的后面。通常人们还把这种水平检验编码称作块检验码（BCC），把所附加的字符叫做块检验字符。网络世界有你有我CRC循环冗余码（CRC-CyclicRedundancyCode）在计算机网络中用的最广泛，漏检率低，便于实现。CRC码又称多项式码。任何一个由二进制数位串组成的代码都可以和一个只含有0和1两个系数的多项式建立一一对应的关系：一个K位帧可以看成是从XK-1到X0的K次多项式的系数序列，这个多项式的阶数为K-1，高位（最左边）是XK-1项的系数，下一位是XK-2的系数，依次类推。例如，1011011有7位，表

5、示成多项式是X6+X4+X3+X+1；而多项式X5+X4+X2+X对应的位串是110110。f(x)=X6+X4+X3+X+1系数对应1011011g(x)=X5+X4+X2+X系数对应110110网络世界有你有我CRCK位信息（k-1）次多项式K（x）R位冗余位（r-1）次多项式R（x）N=K+R（n-1）次多项式T（x）T（x）=xrK(x)+R（x）信息位1010001K（x）=X6+X4+1冗余位1101R（x）=X3+X2+1码字10100011101T（x）=X10+X8+X4+X3+X2+1由信息位产生冗余位的过程，就是已知K（x）求R（x）CRC中，可以通过找到

6、一个特定的r次多项式G（x）来实现。网络世界有你有我CRC利用CRC进行检错的过程可简单描述为：在发送端根据要传送的k位二进制码序列，以一定的规则产生一个校验用的r位监督码(CRC码)，附在原始信息后边，构成一个新的二进制码序列数共k+r位，然后发送出去。在接收端，根据信息码和CRC码之间所遵循的规则进行检验，以确定传送中是否出错。这个规则，在差错控制理论中称为“生成多项式”。生成多项式的最高幂次项系数是固定的1。除法电路可以完成得到余式的编码操作。网络世界有你有我CRC算法如下：设G（x）为r阶，在帧的末尾附加r个零，使帧为k+r位，则其对应的多项式是xrK(x);按模2除法

7、用对应G（x）的位串去除对应xrK(x)的位串;按模2减法从对应于xrK(x)的位串减去余数（总是等于或小于r位）。结果就是要传送的带检验和的帧，叫多项式T（x）。网络世界有你有我CRCG（x）xrK(x)网络世界有你有我CRCG（X）由协议规定CRC-12：x12+x11+x3+x2+x+1CRC-16：x16+x15+x2+1CRC-CCITT：x16+x12+x5+1CRC-32：x32+x26+x23+x22+x16+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1网络世界有你有