通信技術(shù)基礎(chǔ)第6章ppt課件

1、第二部分第二部分 數(shù)據(jù)通訊數(shù)據(jù)通訊第六章 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通訊技術(shù) 宋娟軟件學(xué)院123445內(nèi)容要點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸 同步同步 異步異步數(shù)據(jù)傳輸并行傳輸串行傳輸串行傳輸同步和異步傳輸 回絕傳輸無(wú)中斷的長(zhǎng)比特流，防止時(shí)序的問(wèn)題！ 同一時(shí)間傳輸?shù)淖址麛?shù)據(jù) 5 至 8 比特 定時(shí)在每個(gè)字符內(nèi)堅(jiān)持 每個(gè)字符都要求重新獲得同步異步傳輸異步傳輸異步-過(guò)程定時(shí)過(guò)失的影響 簡(jiǎn)單廉價(jià)簡(jiǎn)單廉價(jià) 但是但是 每個(gè)字符至少要求每個(gè)字符至少要求2-3個(gè)額外開(kāi)銷(xiāo)個(gè)額外開(kāi)銷(xiāo) (overhead=20%) 為了獲得更高的效率為了獲得更高的效率 , 運(yùn)用不同方式的同運(yùn)用不同方式的同步即：步即： synchronous transmiss

2、ion.異步優(yōu)缺陷 傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊沒(méi)有起始和終止位 時(shí)鐘必需同步 可以運(yùn)用單獨(dú)的時(shí)鐘線路，發(fā)送器定期在每個(gè)比特時(shí)間發(fā)送一個(gè)短脈沖信號(hào)，作為時(shí)鐘。 如RS232 有利于短間隔傳輸 蒙受傳輸損傷 (for long distances) 在數(shù)據(jù)中嵌入時(shí)鐘信息 Manchester encoding(digital) Carrier frequency (analog)同步傳輸 必需指示數(shù)據(jù)塊的起始和終了 運(yùn)用 前同步碼preamble 和 后同步碼postamble 比異步效率更高 (lower overhead) Example: HDLC 48 bits control information、

3、preamble and postamble Each data blocks 1000 characters overhead=48/(8x1000+48)x100%=0.6%同步-數(shù)據(jù)塊級(jí)幀同步過(guò)失類(lèi)型過(guò)失類(lèi)型過(guò)失控制方法 檢錯(cuò)重發(fā)：接納端在接納信號(hào)中檢測(cè)出誤碼時(shí)，通知發(fā)送端重發(fā)，直到正確收到為止。檢錯(cuò)只能知道接納碼元中包含某些錯(cuò)誤，但不知道誤碼的準(zhǔn)確位置。采用檢錯(cuò)重發(fā)需求具備雙向通道； 前向糾錯(cuò)：接納端不但能檢錯(cuò)，還能糾錯(cuò)，對(duì)于二進(jìn)制，即能知道誤碼的位置從而糾正。不需求反響信道，實(shí)時(shí)性好，但是設(shè)備復(fù)雜。 通常檢錯(cuò)和糾錯(cuò)相結(jié)合，當(dāng)出現(xiàn)少量誤碼并在接納端可以糾正時(shí)，用前向糾錯(cuò)法，當(dāng)錯(cuò)碼較多超

4、越糾正才干，但尚能檢測(cè)是，就用檢錯(cuò)重發(fā)法。相關(guān)概念 Pb比特過(guò)失率BER：接納到一個(gè)過(guò)失比特的概率，由信道特性決議； P1無(wú)比特過(guò)失的幀到達(dá)的概率； P2有比特過(guò)失，但沒(méi)檢測(cè)出來(lái)的概率，也稱(chēng)為剩余過(guò)失率； P3有比特過(guò)失，而且都檢測(cè)出來(lái)的概率； 在沒(méi)有運(yùn)用檢錯(cuò)手段的情況下，P3=0； P2=1-P1 Pb越大，幀長(zhǎng)越長(zhǎng)，P1越小，所以需求運(yùn)用過(guò)失控制技術(shù)！1(1)FbPP過(guò)失檢測(cè) 奇偶校驗(yàn) 最簡(jiǎn)單的過(guò)失檢測(cè)機(jī)制，在數(shù)據(jù)塊的末尾加奇偶校驗(yàn)位，使得整個(gè)字符中“1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)或偶數(shù)。 典型的例子：字符的傳輸 可以檢測(cè)一個(gè)或奇數(shù)個(gè)誤碼，但是不能檢錯(cuò)兩個(gè)或偶數(shù)個(gè)誤碼 不平安性 噪聲脈沖的長(zhǎng)度經(jīng)常破壞一個(gè)

5、以上的比特奇偶校驗(yàn)CRC 最常用最有效的方法，具有更強(qiáng)的檢錯(cuò)才干 給定一個(gè) k bits 數(shù)據(jù)塊，發(fā)送器生成一個(gè)n-k位比特序列 (FCS) 必需使最后得到的含有n個(gè)比特的幀可以被預(yù)先設(shè)定的整數(shù)整除 接納器將接納到的幀用同樣的整數(shù)進(jìn)展除法運(yùn)算 沒(méi)有余數(shù)就闡明沒(méi)有錯(cuò)誤。CRC 3種等價(jià)的表達(dá)方式 模2運(yùn)算 多項(xiàng)式 數(shù)字邏輯 運(yùn)用無(wú)進(jìn)位的二進(jìn)制加法運(yùn)用無(wú)進(jìn)位的二進(jìn)制加法 The exclusive-OR(XOR)異或操作異或操作 定義如下定義如下: T=要發(fā)送的要發(fā)送的n位幀位幀, for nk MD=k-bit 數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊, T中前中前k位位 F=n-k位位bit FCS, T中后中后n-k位

6、位 P=n-k+1 位的特定比特序列位的特定比特序列; 它是預(yù)定的除數(shù)它是預(yù)定的除數(shù) predetermined divisor2n kTDF2n kDRQPP2nkTDRPPRRQQPP2n kTDR2n kDPRTn-kn-k+1多項(xiàng)式 將一切的值表示為一個(gè)虛擬變量X的多項(xiàng)式，系數(shù)均為二進(jìn)制，與二進(jìn)制數(shù)值中的每一位相對(duì)應(yīng)。 例：D=110011，可以將其寫(xiě)為D(x)=X5+X4+X+1, P=11001,P(x)=X4+X3+1; CRC 過(guò)程可以描畫(huà)為如下 例子, M=110011 M(X)=X5+ X4 +X+1 P=11001 P(X)=X4+ X3 +1()()()()()()()

7、()n kn kXM XR XQ XP XP XT XXM XR X1)()(3434783XXXXXXXPXMX誤碼的表現(xiàn)方式 過(guò)失方式(過(guò)失圖樣)E： 任何一個(gè)比特位和1異或，都會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn)； 字段中每個(gè)過(guò)失的位置標(biāo)為1; 假設(shè)出現(xiàn)錯(cuò)碼E0，當(dāng)Tr可以被P整除，即E可以被P整除時(shí)，錯(cuò)碼無(wú)法檢錯(cuò)，這種概率是比較小的。rTTE 只需選擇適宜的P(x),就可以保證出現(xiàn)的以下錯(cuò)誤類(lèi)型無(wú)法被P(x)整除，也就是說(shuō)可以檢測(cè)出錯(cuò)誤： 一切的單個(gè)比特過(guò)失，只需P(x)含有一個(gè)以上的非零項(xiàng)； 一切的雙比特過(guò)失，只需P(x)是本原多項(xiàng)式，具有最大指數(shù)LCRC長(zhǎng)度為L(zhǎng)，幀長(zhǎng)度為2L-1； 任何奇數(shù)個(gè)過(guò)失，只需P(x)含有因式X+1； 恣意突發(fā)錯(cuò)誤，當(dāng)突發(fā)錯(cuò)誤長(zhǎng)度小于等于CRC的長(zhǎng)度n-k規(guī)范多項(xiàng)式數(shù)字邏輯 CRC的編碼過(guò)程和檢錯(cuò)過(guò)程可以經(jīng)過(guò)除法電路實(shí)現(xiàn)； 除法電路可以由反響移位存放器實(shí)現(xiàn)，對(duì)于一個(gè)最高指數(shù)為(n-k)的多項(xiàng)式除數(shù)P(x)： 用(n-k)位存放器實(shí)現(xiàn)； 最多需求(n-k)個(gè)異或門(mén)； 異或門(mén)能否存在對(duì)應(yīng)于多項(xiàng)式除數(shù)中的每一項(xiàng)為哪一項(xiàng)否存在，除了項(xiàng)1和X(n-k)數(shù)字邏輯 例：數(shù)據(jù)為1010001101，D(X)=X9+X7+X3+X2+1 除數(shù)為11