差錯控制的基本方式有哪些?差錯控制有哪些分類?
差錯控制已經(jīng)成功地應(yīng)用于衛(wèi)星通信和數(shù)據(jù)通信,極大程度的保障了正確性。為增進(jìn)大家對差錯控制的認(rèn)識,本文將對差錯控制、差錯控制的基本方式和差錯控制的分類予以介紹。如果你對差錯控制具有興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、什么是差錯控制
差錯控制在數(shù)字通信中利用編碼方法對傳輸中產(chǎn)生的差錯進(jìn)行控制,以提高傳輸正確性和有效性的技術(shù)。差錯控制包括差錯檢測、前向糾錯(FEC)和自動請求重發(fā);(ARQ)。
根據(jù)差錯性質(zhì)不同,差錯控制分為對隨機(jī)誤碼的差錯控制和對突發(fā)誤碼的差錯控制。隨機(jī)誤碼指信道誤碼較均勻地分布在不同的時間間隔上;而突發(fā)誤碼指信道誤碼集中在一個很短的時間段內(nèi)。有時把幾種差錯控制方法混合使用,并且要求對隨機(jī)誤碼和突發(fā)誤碼均有一定差錯控制能力。
一種保證接收的數(shù)據(jù)完整、準(zhǔn)確的方法。因為實際電話線總是不完善的。數(shù)據(jù)在傳輸過程中可能變得紊亂或丟失。為了捕捉這些錯誤,發(fā)送端調(diào)制解調(diào)器對即將發(fā)送的數(shù)據(jù)執(zhí)行一次數(shù)學(xué)運(yùn)算,并將運(yùn)算結(jié)果連同數(shù)據(jù)一起發(fā)送出去,接收數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào)器對它接收到的數(shù)據(jù)執(zhí)行同樣的運(yùn)算,并將兩個結(jié)果進(jìn)行比較。如果數(shù)據(jù)在傳輸過程中被破壞,則兩個結(jié)果就不一致,接收數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào)器就申請發(fā)送端重新發(fā)送數(shù)據(jù)。
二、差錯控制的基本方式
差錯控制方式基本上分為兩類,一類稱為“反饋糾錯”,另一類稱為“前向糾錯”。在這 兩類基礎(chǔ)上又派生出一種稱為“混合糾錯”。
(1)反饋糾錯
這種方式在是發(fā)信端采用某種能發(fā)現(xiàn)一定程度傳輸差錯的簡單編碼方法對所傳信息進(jìn)行編碼 ,加入少量監(jiān)督碼元,在接收端則根據(jù)編碼規(guī)則收到的編碼信號進(jìn)行檢查,一量檢測出(發(fā) 現(xiàn))有錯碼時,即向發(fā)信端發(fā)出詢問的信號,要求重發(fā)。發(fā)信端收到詢問信號時,立即重發(fā) 已發(fā)生傳輸差錯的那部分發(fā)信息,直到正確收到為止。所謂發(fā)現(xiàn)差錯是指在若干接收碼元中 知道有一個或一些是錯的,但不一定知道錯誤的準(zhǔn)確位置。
(2)前向糾錯
這種方式是發(fā)信端采用某種在解碼時能糾正一定程度傳輸差錯的較復(fù)雜的編碼方法,使接收 端在收到信碼中不僅能發(fā)現(xiàn)錯碼,還能夠糾正錯碼。除去虛線所框部分就是前 向糾錯的方框示意圖。采用前向糾錯方式時,不需要反饋信道,也無需反復(fù)重發(fā)而延誤傳輸 時間,對實時傳輸有利,但是糾錯設(shè)備比較復(fù)雜。
(3)混合糾錯
混合糾錯的方式是:少量糾錯在接收端自動糾正,差錯較嚴(yán)重,超出自行糾正能力時,就向 發(fā)信端發(fā)出詢問信號,要求重發(fā)。因此,“混合糾錯”是“前向糾錯”及“反饋糾錯”兩種 方式的混合。
對于不同類型的信道,應(yīng)采用不同的差錯控制技術(shù),否則就將事倍功半。
反饋糾錯可用于雙向數(shù)據(jù)通信,前向糾錯則用于單向數(shù)字信號的傳輸,例如廣播數(shù)字電視系統(tǒng),因為這種系統(tǒng)沒有反饋通道。
三、差錯控制分類方法
差錯檢測是差錯控制的基礎(chǔ)。能糾錯的碼首先應(yīng)具有差錯檢測能力,而只有在能夠判定接收到的信號是否出錯才談得上是否要求對方重發(fā)出錯消息。具有差錯檢測能力的碼不一定具有差錯糾正能力。由于差錯檢測并不能提高信道利用率,所以主要應(yīng)用于傳輸條件較好的信道上做為誤碼統(tǒng)計和質(zhì)量控制的手段。
自動請示重發(fā)ARQ和前向糾錯FEC是進(jìn)行差錯控制的兩種方法。
在ARQ方式中,接收端檢測出有差錯時,就設(shè)法通知發(fā)送端重發(fā),直到正確的碼字收到為止。ARQ方式使用檢錯碼,但必須有雙向信道才可能將差錯信息反饋到發(fā)送端。同時,發(fā)送方要設(shè)置數(shù)據(jù)緩沖區(qū),用以存放已發(fā)出的數(shù)據(jù)以便于重發(fā)出錯的數(shù)據(jù)。
在FEC方式中,接收端不但能發(fā)現(xiàn)差錯,而且能確定二進(jìn)制碼元發(fā)生錯誤的位置,從而加以糾正。FEC方式使用糾錯碼,不需要反向信道來傳遞請示重發(fā)的信息,發(fā)送端也不需要存放以務(wù)重發(fā)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。但編碼效率低,糾錯設(shè)備也比較復(fù)雜。
差錯控制編碼又可分為檢錯碼和糾錯碼。
檢錯碼只能檢查出傳輸中出現(xiàn)的差錯,發(fā)送方只有重傳數(shù)據(jù)才能糾正差錯;而糾錯碼不僅能檢查出差錯而且能自動糾正差錯,避免了重傳。
一般的檢錯碼有:奇偶校驗碼、循環(huán)冗余碼。
在實際通信網(wǎng)中,往往在不同的應(yīng)用場合采用不同的差錯控制技術(shù)。前向糾錯主要用于信道質(zhì)量較差、對傳輸時延要求較嚴(yán)格的有線和無線傳輸當(dāng)中;差錯檢測往往用于傳輸質(zhì)量較高或進(jìn)行了前向糾錯后的通路的監(jiān)測管理之中>自動請求重發(fā)則多用于象計算機(jī)通信等對時延要求不高但對數(shù)據(jù)可靠性要求非常高的文件傳輸之中。
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