数据通信原理第3章.ppt

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1、信号在物理信道中传输时，线路本身电气特性造成的随机噪声、信号幅度的衰减、频率和相位的畸变以及各种外界因素等都会造成信号的失真。信号失真会使传输过程中产生比特差错：1可能会变成0，而0也可能变成1。在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率BER(BitErrorRate)。误码率与信噪比有很大的关系。为了保证数据传输的可靠性，在计算机网络传输数据时，必须采用各种差错控制技术。第3章差错控制1第3章差错控制3.1差错控制基本概念1.概念：差错控制是在数据通信过程中发现或纠正差错并把差错限制在尽可能小的允许范围内的方法和技术。2.基本思路：发送端：在被传送的信息码序列的基础

2、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。该过程称为差错控制编码过程。接收端：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，则在接收端可以发现传输中的错误，乃至纠正错误。该过程为检验过程。用纠(检)错来控制差错的方法来提高数据通信系统的可靠性是以牺牲有效性为代价换取的。23.差错分类信号在传输中的差错除了外界因素外，都是由噪声引起的。随机噪声：包括热噪声、散弹噪声和传输媒介引起的噪声等；随机噪声导致传输中的随机差错；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，也就是随机差错引起

3、的某位码元的差错时孤立的，与前后码元没有关系。脉冲噪声：指突然发生的噪声，这种噪声包括雷电、电源开关等引起的瞬态电信号变化。它是产生差错的主要原因。脉冲噪声幅度大，持续时间短，但在一定的数据速率条件下，仍会影响到一串码元。脉冲噪声呈突发状，由其引起的错差称为突发差错。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。第3章差错控制34.差错控制方式在数据通信系统中，差错控制方式一般可以分为4种类型，如图3-1所示。图3-14种类型差错控制方式第3章差错控制4（1）检错重发检错重发简称（ARQ：自动重发请求）。这种差错控制方式在发送端对数据序列进行分组编码（如数

4、据帧），加入一定多余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的规则进行有无差错的判决并把判决结果通过反向信道送回发送端，如有差错，发送端把前面发出的信息重新传送一次，直到接收端认为正确接收到信息为止。能够实现差错检测和差错恢复以及流量控制的功能。处理传输差错的重发技术有：差错检测技术；确认帧技术；否认帧技术；差错重发技术；超时重发技术。在具体实现检错重发系统时,通常有3种形式,即停等ARQ、退后N帧ARQ和选择重发ARQ。第3章差错控制Stop-and-WaitARQ基本思路：停等ARQ是指发送端发送一帧数据并启动定时器，不能继续发送后续帧，而是等待接收

5、方的确认帧或否认帧。接收端收到数据帧后经过检验如果没有发现差错，则向发送方返回一确认帧（ACK），再处理数据帧并交给上层，发送端收到ACK后认为该帧数据成功传输，取出下一帧再发送；如果接收方经过检验，发现有差错，则向发送端返回一否认帧（NAK），并丢弃出错帧，发送端收到NAK则认为传输出差错，则取出缓冲区里原来的数据进行重发。Stop-and-WaitARQ分为四种情况讨论：a.数据在传输的过程中没有出现差错；b.数据在传输过程中出现差错；c.数据帧丢失情况；d.确认帧（否认帧）丢失的情况。Stop-and-WaitARQ发收ACK0正确发收NAK0错误重发发收重发超时重发正确发收重发正

6、确ACK0超时重发正确重复帧(1)(2)(3)(4)如何处理？？01000000Stop-and-WaitARQ停等ARQ的特点：a.方法设计简单，容易实现；b.数据帧越短，占空比越大，信道利用率越低；数据越长，占空比越小，信道利用率越高，但是出错的概率越大，会出现多次重传，因此传输效率低。发送端每发送一帧数据都要有一个等待时间，称为占空时间。占空时间与传输一帧数据的全部时间的比值，称为占空比。c.停等ARQ是牺牲传输效率来获得通信的可靠性。连续ARQ基本思路：发送端连续地发送一系列的数据帧，而暂时不需要等待前面所发数据帧的确认便发送下一帧。连续ARQ把等待时间利用起来，传输效率大大提高

7、。传输信道是不可靠的，如果已经连续发送到链路上的数据帧中，某一帧数据发生了差错或丢失，在发送端发现已近出现差错之前，很多后续帧就会达到接收端，接收端应当丢弃出错数据帧，同时还必须保证发送顺序交给上层，因此，接收端对后续正确的数据帧处理方式决定了发送端的重发机制，可将连续的ARQ分为退后N帧的ARQ和选择性重发ARQ。Go-back-NFrameARQ012312345发6WT=7012312345收6WR=1丢弃等待1号帧交上层处理