数据通信原理3新.ppt

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1、第三章差错控制本章首先讨论差错控制的基本概念及原理，然后详细介绍几种简单的差错控制编码、汉明码、循环码，并具体分析了线性分组码的一般特性，接着探讨了卷积码的相关内容，最后介绍简单的差错控制协议。3.1差错控制的基本概念及原理3.1.1差错控制的基本概念1.差错分类:随机差错、突发差错随机差错又称独立差错，它是指那些独立地、稀疏地和互不相关地发生的差错。突发差错是指一串串，甚至是成片出现的差错，差错之间有相关性，差错出现是密集的。例：数据序列101100011101××××××××这一串为突发差错（中间

2、可能有不错的码）例1发送数据序列：10010111001接收数据序列：11111001110差错序列：01101110111“0”表示没错；“1”表示有错2.差错控制的基本思路差错控制的基本思路是：在发送端被传送的信息码序列（本身无规律）的基础上，按照一定的规则加入若干监督码元后进行传输，这些加入的码元与原来的信息码序列之间存在着某种确定的约束关系。在接收数据时，检验信息码元与监督码元之间的既定的约束关系，如该关系遭到破坏，则收端可以发现传输中的错误，乃至纠正错误。此过程叫信息码+监督码=码组r+k=

3、n差错控制编码或纠错编码或信道编码3.差错控制方式检错重发ARQ前向纠错FEC混合纠错检错HEC信息反馈IRQ（1）检错重发(ARQ)（自动重发请求）①ARQ的思路ARQ是在发送端对数据序列进行分组编码，加入一定监督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。②ARQ的重发方式ARQ有3种重发方式，即停发等候重发，

4、返回重发和选择重发。三种重发方式a.停止等待协议当重发方式采用停发等候重发时，应该遵循停止等待协议。停止等待协议规定：发送端每发送一个数据帧（对应一个码组）就暂停下来，等待接收端的应答。接收端收到数据帧进行差错检测，若数据帧没错，就向发送端返回一个确认帧ACK，发送端再发送下一个数据帧；若接收端检验出数据帧有错，就向发送端返回一个否认帧NAK，发送端重发刚才所发数据帧，直到没错为止。b.连续ARQ协议连续ARQ协议的重发方式是返回重发，即发送端从出错数据帧及以后的各帧都要重发。c.选择重发ARQ协议选

5、择重发ARQ协议的重发方式是选择重发，即发送端只重发出错数据帧。停止等待(协议算法)重发数据帧在实际链路上传输有四种情况，如图所示。③ARQ的优缺点需反向信道，实时性差编码效率较高译码设备较简单（2）前向纠错（FEC）（自动纠错）①FEC的思路前向纠错系统中，发送端的信道编码器将输入数据序列变换成能够纠正错误的码，接收端的译码器根据编码规律检验出错误的位置并自动纠正。②FEC的优缺点●不需要反向信道，实时性好。●缺点是所选择的纠错码必须与信道的错码特性密切配合，否则很难达到降低错码率的要求；●译码设

6、备复杂；而要求附加的监督码也较多，传输效率就低。(3)混合纠错检错（HEC）①HEC的思路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。在这种系统中，发送端发出同时具有检错和纠错能力的码，接收端收到码后，检查错误情况，如果错误少于纠错能力，则自行纠正；如果干扰严重，错误很多，超出纠正能力，但能检测出来，则经反向信道要求发端重发。②HEC的优缺点混合纠错检错方式在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，因而近年来，在数据通信系统中采用较多。(4)信息反馈（IRQ）①IRQ的思路信息反

7、馈方式(IRQ)在发送端不进行纠错编码，接收端把收到的数据序列全部由反向信道送回发端，发端自己比较发送的数据序列与送回的数据序列，从而发现是否有错误，并把认为错误的数据序列的原数据再次传送，直到发端没有发现错误为止。②IRQ的优缺点●这种方式的优点是不需要纠错、检错的编译器，设备简单。●缺点是需要和前向信道相同的反向信道，实时性差。●发送端需要一定容量的存储器以存储发送码组，环路时延越大，数据速率越高，所需存储容量越大。练习差错控制方式中不需反向信道的是实时性最好的是不需信道编译码器的是用得最多的是前

8、向纠错FEC前向纠错FEC信息反馈IRQ混合纠错检错HEC3.1.2差错控制的基本原理1.差错控制的原理传两个消息（1）发1位码1→00→1无纠检错能力（2）发2位码11→1000→01可检错1位（3）发3位码111000可纠错1位可检错2位收发两端约定，当收到两个以上的1时，认为发的是111；当收到两个以上的1时，认为发的是000。111→110000→001若无以上约定，111000→110纠错编码之所以具有检错和纠错能力，是因为在信息码之外附加了监