朱志良全套配套课件通信概论 ch7.ppt

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1、第7章数据通信与通信网软件工程研究所7.1数据通信电报电话的出现，使得人们在异地之间可以借助于电信网进行书面的和实时的信息交流。计算机的出现和广泛应用，使得计算机与计算机之间或计算机与其终端之间需要进行信息的沟通。计算机中的信息是以二进制数“1”和“0”表示的，它代表着文字、符号、数码、图象和声音等，这就是数据信息。所谓数据通信就是按照通信协议，利用传输技术在功能单元之间传递数据信息，从而实现计算机与计算机之间、计算机与其终端之间以及其它数据终端设备之间进行信息交换的一种通信技术。7.1.1数据通信的基本概

2、述7.1数据通信数据通信系统是通过数据电路将分布在远地的数据终端设备与计算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统。比较典型的数据通信系统主要由数据终端设备、数据电路、计算机系统三部分组成，如下图所示。7.1.2数据通信系统的组成7.2差错控制由于数字信号在传输过程中经常受到干扰致使信号码元波形变坏，故传输到接收端后可能发生错误判决。由信道中乘性干扰引起的码间干扰，通常可以采用均衡的办法纠正，而加性干扰的影响则要通过其他途径解决。通常，在设计数字通信系统时，首先应从合理地选择调制、解调方法以及发

3、送功率等方面考虑。若采取上述措施仍难以满足要求，则要考虑采用本节所述的差错控制编码了。7.2.1差错控制方式7.2差错控制常用的差错控制方式主要有三种：检错重发（AutomaticRepeatRequest简称ARQ）、前向纠错（ForwardErrorCorrection简称FEC）和混合纠错（HybridErrorCorrection简称HEC），它们的系统构成如下图所示。7.2.1差错控制方式7.2差错控制1．按照差错控制编码的不同功能，可以将其分为检错码、纠错码和纠删码。检错码仅能检测误码；纠错码仅

4、可纠正误码；纠删码则兼有检错和纠错能力，当发现不可纠正的错误时可以发出错误指示或者简单地删除出现不可纠正错误的信息段落。2．按照信息码元和附加的监督码元之间的函数关系可以分为线性码和非线性码。若信息码元与监督码元之间的关系为线性关系，即满足一组线性方程式，则称为线性码。反之，若两者不存在线性关系，则称为非线性码。3．按照信息码元和监督码元之间的约束方式不同可以分为分组码和卷积码。在分组码中，编码后的码元序列每n位为一组，其中k个是信息码元，r个是监督码元（r＝n－k）。7.2.2差错控制编码分类7.2差错控

5、制4．按照信息码元在编码后是否保持原来的形式不变，可划分为系统码和非系统码。在差错控制编码中，通常信息码元和监督码元在分组内有确定的位置，一般是信息码元集中在码组前k位，而监督码元集中在后r＝n－k位（有时两者倒过来放置）。5．按照纠正错误的类型不同，可分为纠正随机错误码和纠正突发错误码。前者主要用于发生随机独立错误的信道，而后者则用于对付以突发错误为主的信道。7.2.2差错控制编码分类7.2差错控制首先，我们以一个遥控电器设备电源通断的简单问题为例，说明检错与纠错编码的基本原理。对于这种典型的通断式开关量

6、传输，采用以下三种方式，其编码性能有较大差异。1．很容易会想到用1个比特编码的“0”和“1”。分别代表“关”和“开”两种指令编码。可是，如果传输中出现差错，必然导致误动作。显然，这种编码没有多余的信息量可以利用，无法发现传输差错。2．若在1比特编码后附加1位码元，则2位编码可以代表四种状态，而我们只用其中的00代表“关”，11代表“开”，这两个码组称为许用码，其特点是该编码的两位码元值相同，且两个指令编码间对应码元值相异；而01和10为禁用码，不准使用。若收到了禁用码01和10，肯定是传输出现差错，但究竟发

7、出的是00还是11则无法肯定。所以，这样的编码只有检错的功能。7.2.3检错和纠错的基本原理7.2差错控制3．若再附加1位码元，即3位编码，本应有8种状态，但仍以000和111作为代表“关”和“开”指令的许用码，其特点是该编码的三位码元值均相同，且两个指令编码间对应码元值相异；其他六种编码为禁用码。假如接收到禁用码101，可视为111传错了一位或000传错了两位。如传输中确实只出现1位随机错误（出现1位随机错误一般比出现2位随机错误的概率大），可以肯定发送的是111“开”指令，就可以确定误码位置并予以纠正。

8、然而，不能排除后一种可能，此时，只能检测出现错误，无法确定发送的到底是000还是111编码，故该编码具有“检2纠1”的功能。7.2.3检错和纠错的基本原理7.2差错控制1．奇偶监督码这是一种最简单的检错码，又称奇偶校验码，在计算机数据传输中得到广泛应用。其编码规则是：首先将要传送的信息分成组，然后将各位二元信息及附加监督位用模2和相加。选择正确的监督位，保证模2和结果为0（偶校验）或1（奇校验）。2．水平奇偶监督