(13)-4.2 差錯控制計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

差錯控制1.差錯及類型在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中產(chǎn)生傳輸差錯主要由隨機差錯和突發(fā)差錯共同構(gòu)成。熱噪聲:傳輸媒體的電子熱運動產(chǎn)生，是隨機噪聲引起隨機差錯。特點是隨機存在、幅度小、與頻率無關(guān)、單碼元出錯。沖擊噪聲:由外界電磁干擾引起，主要有脈沖干擾、信號衰落、瞬時中斷造成突發(fā)性錯誤。特點是幅度大、持續(xù)時間長、成批碼元出錯。差錯控制2.差錯控制的基本方法差錯控制是指在通信過程中能有效地檢測出錯誤并進行糾正,從而提高通信質(zhì)量。常用下面兩種差錯控制方案。(1)糾錯編碼方案。(2)檢錯編碼方案。（容易實現(xiàn)）差錯控制差錯控制的目的保證幀正確，按序送交上層。在接收方能夠判斷接收的數(shù)據(jù)是否正確，若錯誤還可能要恢復(fù)錯誤。差錯控制的方法自動糾錯機制檢錯反饋重發(fā)機制差錯控制的基本方法3.差錯控制編碼（1）奇偶校驗碼（最基本的檢錯碼）在數(shù)據(jù)后填加一個奇偶位（paritybit） 例：使用偶校驗（“1”的個數(shù)為偶數(shù)） 10110101——>101101011 10110001——>101100010若接收方收到的字節(jié)奇偶結(jié)果不正確，就可以知道傳輸中發(fā)生了錯誤。差錯控制1位奇偶校驗：增加1位校驗位，可以檢查奇數(shù)位錯誤。1011010010110101偶校驗：保證1的個數(shù)為偶數(shù)個，例如：奇校驗：保證1的個數(shù)為奇數(shù)個，例如：數(shù)據(jù)位校驗位數(shù)據(jù)位校驗位考慮二維奇偶校驗，是否可以進行糾錯？奇偶校驗碼舉例（2）循環(huán)冗余校驗（CRC碼，多項式編碼）一種被廣泛采用的多項式編碼。所謂多項式碼，就是將二進制形式的碼元看作是僅具有“0”或“1”兩種取值的多項式的系數(shù)，k個碼元看做是k項多項式xk-1+…+x0表達式的系數(shù)。例如110001對應(yīng)的多項式是x5+x4+1,而多項式x5+x4+1對應(yīng)的代碼為110001。差錯控制生成多項式G(x)：發(fā)方、收方事前約定；生成多項式的高位和低位必須為1生成多項式必須比傳輸信息對應(yīng)的多項式短。CRC校驗基本思想CRC碼（即校驗和）加在幀尾，使帶CRC碼的幀的多項式能被G(x)除盡；接收方接收時，用G(x)去除它，若有余數(shù)，則傳輸出錯。差錯控制CRC校驗碼計算方法設(shè)原始數(shù)據(jù)D為k位二進制位模式如果要產(chǎn)生n位CRC校驗碼，事先選定一個n+1位二進制位模式G(稱為生成多項式，收發(fā)雙方提前商定)，G的最高位為1將原始數(shù)據(jù)D乘以2n（相當(dāng)于在D后面添加n個0），產(chǎn)生k+n位二進制位模式，用G對該位模式做模2除，得到余數(shù)R（n位，不足n位前面用0補齊）即為CRC校驗碼原始數(shù)據(jù)DCRC校驗碼發(fā)送數(shù)據(jù)k

位n

位k+n

位CRC校驗?zāi)芰Γ耗軝z測出少于n+1位的突發(fā)錯誤接收端如何計算？典型檢錯碼—循環(huán)冗余校CRCCRC校驗碼計算示例D=

1010001101n=5G=110101或G=x5+x4+x2+1R=01110實際傳輸數(shù)據(jù)：101000110101110

1101010110

G→

110101101000110100000

←

2nD

110101

111011

110101

111010

110101

111110

110101

101100

110101

110010

110101

01110

←

R檢錯碼—循環(huán)冗余校驗CRCCRC的校驗?zāi)芰軓?，既能檢測隨機差錯，也能