分散控制課設(shè)分散控制差錯(cuò)控制技術(shù)分析設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上科技學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告（2012 - 2013 年度第 1 學(xué)期）名 稱：分散控制系統(tǒng)與現(xiàn)場總線技術(shù) 題 目：分散控制系統(tǒng)差錯(cuò)控制技術(shù)分析設(shè)計(jì)院 系：動力工程系班 級：自動化09K1學(xué) 號：6 學(xué)生姓名：秦術(shù)員指導(dǎo)教師：李大中設(shè)計(jì)周數(shù)： 1 成 績：日期： 2013 年 1月 17 日專心-專注-專業(yè)分散控制系統(tǒng)與現(xiàn)場總線技術(shù)課程設(shè)計(jì)任 務(wù) 書一、目的與要求1通過本課程設(shè)計(jì)教案環(huán)節(jié)，使學(xué)生加深對所學(xué)課程內(nèi)容的理解和掌握；2結(jié)合工程問題，培養(yǎng)提高學(xué)生查閱文獻(xiàn)、相關(guān)資料以及組織素材的能力；3培養(yǎng)鍛煉學(xué)生結(jié)合工程問題獨(dú)立分析思考和解決問題的能力；4要求學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)課程的基

2、本理論和設(shè)計(jì)方法，根據(jù)工程問題和實(shí)際應(yīng)用方案的要求，進(jìn)行方案的總體設(shè)計(jì)和分析評估；5報(bào)告原則上要求依據(jù)相應(yīng)工程技術(shù)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)、制圖、分析和撰寫等。二、主要內(nèi)容1每個(gè)學(xué)生依據(jù)個(gè)人情況選擇課程設(shè)計(jì)題目；2分散控制系統(tǒng)抗干擾技術(shù)與安全可靠性措施綜述；3分散控制系統(tǒng)工程應(yīng)用方案設(shè)計(jì)分析；4現(xiàn)場總線技術(shù)發(fā)展應(yīng)用綜述；5基于現(xiàn)場總線技術(shù)的工程應(yīng)用方案設(shè)計(jì)分析；6分散控制系統(tǒng)差錯(cuò)、容錯(cuò)控制技術(shù)設(shè)計(jì)分析；7工程師站、操作員站功能應(yīng)用綜述；8現(xiàn)場控制站工程應(yīng)用控制方案設(shè)計(jì)分析；8SOE、事故追憶技術(shù)分析綜述；9分散控制系統(tǒng)接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)與可靠性分析；10分散控制系統(tǒng)電源安全供電系統(tǒng)配置方案綜述。三、進(jìn)度計(jì)劃序號

3、設(shè)計(jì)內(nèi)容完成時(shí)間備注1選擇課程設(shè)計(jì)題目，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料2013年1月14日2文獻(xiàn)資料的學(xué)習(xí)根據(jù)所選題目進(jìn)行方案設(shè)計(jì)2013年1月15日3與指導(dǎo)教師討論設(shè)計(jì)內(nèi)容、修改設(shè)計(jì)方案2013年1月16日4撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告2013年1月17日5課程設(shè)計(jì)答辯2013年1月18日四、設(shè)計(jì)成果要求1針對所選題目的國內(nèi)外應(yīng)用發(fā)展概述；2課程設(shè)計(jì)正文內(nèi)容，包括設(shè)計(jì)方案、硬件電路和軟件流程，以及綜述、分析等；3課程設(shè)計(jì)總結(jié)或結(jié)論以及參考文獻(xiàn)；4要求設(shè)計(jì)報(bào)告規(guī)范完整按照華北電力大學(xué)課程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)格式撰寫。五、考核方式分散控制系統(tǒng)與現(xiàn)場總線技術(shù)課程設(shè)計(jì)成績評定依據(jù)如下：1課程設(shè)計(jì)報(bào)告；2獨(dú)立工作能力及設(shè)計(jì)過程的表現(xiàn)；3答

4、辯時(shí)回答問題情況。成績綜合評定分為優(yōu)、良、中、及格、不及格五個(gè)等級。學(xué)生姓名：秦術(shù)員指導(dǎo)教師：李大中2013 年 1 月 17 日一、課程設(shè)計(jì)的目的與要求分散控制系統(tǒng)與現(xiàn)場總線技術(shù)是目前國內(nèi)外工程領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛而有效的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，作為自動化類本科學(xué)生應(yīng)當(dāng)具備和掌握與此相關(guān)的基礎(chǔ)知識、概念和設(shè)計(jì)方法。本課程設(shè)計(jì)是在分散控制系統(tǒng)與現(xiàn)場總線技術(shù)課程結(jié)束之后進(jìn)行的一個(gè)綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)，主要目的是使學(xué)生在課程內(nèi)容學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識和設(shè)計(jì)方法，針對工程應(yīng)用問題能夠進(jìn)行有關(guān)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等內(nèi)容的綜合分析設(shè)計(jì)以及仿真，通過該教案環(huán)節(jié)使學(xué)生進(jìn)一步加深對分散控制系統(tǒng)與現(xiàn)場總線技術(shù)的認(rèn)識和理解

5、，同時(shí)也給學(xué)生提供了一個(gè)實(shí)踐和增加感性認(rèn)識的機(jī)會，為今后從事實(shí)際工作打下一定的基礎(chǔ)。二、設(shè)計(jì)正文1分散控制系統(tǒng)(Distributed Control System , 簡稱DCS)：1.1定義：由多個(gè)(對)以微處理器為核心的過程控制采集站，分別分散地對各部分工藝流程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和控制，并通過數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)與中央控制室各監(jiān)控操作站聯(lián)網(wǎng)，對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視和操作的控制系統(tǒng)。1.2具有如下特點(diǎn)：可靠性高（即危險(xiǎn)分散）。以微處理機(jī)為核心的微型機(jī)比中小型計(jì)算機(jī)的可靠性高，即使一部分系統(tǒng)故障也不會影響全局，當(dāng)管理計(jì)算機(jī)故障時(shí)，各子系統(tǒng)仍能進(jìn)行獨(dú)立的控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理（即結(jié)構(gòu)分散）。系統(tǒng)的輸入、輸出數(shù)據(jù)

6、預(yù)先通過子系統(tǒng)處理或選擇，數(shù)據(jù)傳輸量減小，減輕了微型機(jī)的負(fù)荷，提高了控制速度。由于信息量減小，使編程簡單，修改、變動都很方便。由于控制功能分散，子系統(tǒng)可靠性提高，對管理計(jì)算機(jī)的要求可以降低，對微型機(jī)的要求也可以降低。隨著科技的發(fā)展及計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)控制系統(tǒng)中的普遍應(yīng)用,七十年代中期研制出以多臺微機(jī)為基礎(chǔ)的新型系統(tǒng)DCS（DistributedCOntrolSystem）。DCS的應(yīng)用使工業(yè)控制系統(tǒng)在原來的基礎(chǔ)上大大前進(jìn)了一步。由于DCS具有人機(jī)聯(lián)系方便,對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視,操作、控制功能分散使控制裝置能可靠地運(yùn)行,系統(tǒng)構(gòu)成靈活方便,可擴(kuò)性好,具有完善的自診斷功能,高的性能價(jià)格比,操作簡單、

7、方便等優(yōu)點(diǎn),使其滿足了現(xiàn)代生產(chǎn)的大規(guī)模的生產(chǎn)裝置、復(fù)雜的生產(chǎn)技術(shù)和工藝對控制系統(tǒng)的要求。13其實(shí)質(zhì)：是計(jì)算機(jī)技術(shù)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的一種新型控制技術(shù)。它是由計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號處理技術(shù)、測量控制技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)相互發(fā)展?jié)B透而產(chǎn)生的，既不同于分散的儀表控制系統(tǒng)，又不同于集中式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它是吸收了兩者的優(yōu)點(diǎn)，在它們的基礎(chǔ)上又發(fā)展起來的一門系統(tǒng)工程技術(shù)，具有很強(qiáng)的生命力和顯著的優(yōu)越性。國內(nèi)一般習(xí)慣稱為集散控制系統(tǒng)。它是一個(gè)由過程控制級和過程監(jiān)控級組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計(jì)算機(jī)(Computer)、通訊(Communication)、顯

8、示(CRT)和控制(Control)等4C技術(shù)，處于底層的過程控制級一般由分散的現(xiàn)場控制站、數(shù)據(jù)采集站等就地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制，并通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳送到生產(chǎn)監(jiān)控級計(jì)算機(jī)。生產(chǎn)監(jiān)控級對來自過程控制級的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中操作管理，如各種優(yōu)化計(jì)算、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、故障診斷、顯示報(bào)警等?；痣姀S廠級監(jiān)控信息系統(tǒng) （Supervisory Information System in Plant Level,簡稱SIS）是集過程實(shí)時(shí)監(jiān)測、優(yōu)化控制及生產(chǎn)過程管理為一體的電廠自動化信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過對火電廠生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測和分析，實(shí)現(xiàn)對全廠生產(chǎn)過程的優(yōu)化控制和全廠負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度，在整個(gè)電廠范圍內(nèi)充分發(fā)揮主輔機(jī)設(shè)備的潛力，

9、達(dá)到整個(gè)電廠生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行在最佳工況的目的；同時(shí)該系統(tǒng)提供全廠完整的生產(chǎn)過程歷史/實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，可作為電力公司信息化網(wǎng)絡(luò)的可靠生產(chǎn)信息資源，使公司管理和技術(shù)人員能夠?qū)崟r(shí)掌握各發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)信息及輔助決策信息，充分利用和共享信息資源，提高決策科學(xué)性。2差錯(cuò)控制技術(shù)：21基本概念：控制是在數(shù)字通信中利用方法對傳輸中產(chǎn)生的差錯(cuò)進(jìn)行控制，以提高數(shù)字消息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。2.1.1所謂差錯(cuò)控制，就是對傳輸中出現(xiàn)的差錯(cuò)進(jìn)行檢測和糾正的技術(shù)。差錯(cuò)控制的核心是差錯(cuò)控制編碼技術(shù)，其基本思想就是通過對信息序列作某種變換，使原來彼此獨(dú)立，相關(guān)性很小的信息碼元之間產(chǎn)生某種相關(guān)性（即具備一定的規(guī)律性），從而在接收端就可以通過對

10、該規(guī)律性的檢驗(yàn)判斷并糾正信息碼元在傳輸過程中出現(xiàn)的差錯(cuò)。由數(shù)字傳輸原理可知：終端發(fā)送的數(shù)字信號在經(jīng)信道傳輸過程中，由于信道加性噪聲干擾及信道的帶寬有限特性，使信號傳輸?shù)浇邮斩藭r(shí)產(chǎn)生波形失真而導(dǎo)致抽樣判決結(jié)果錯(cuò)誤，造成誤碼。盡管可以采取碼型變換及均衡放大等措施對信號傳輸失真進(jìn)行預(yù)防和補(bǔ)償，還可以通過選擇調(diào)制解調(diào)方式，擴(kuò)展信道頻帶等手段以盡量減少信道傳輸誤碼率，但若還不能達(dá)到業(yè)務(wù)要求的范圍內(nèi)，就需要考慮采用差錯(cuò)控制技術(shù)。系統(tǒng)運(yùn)行過程中，由于受到各種干擾的影響，各個(gè)部分從輸入至輸出的傳輸過程中，可能出現(xiàn)錯(cuò)誤或差錯(cuò)，而影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。為了提高過程控制的可靠性，往往采用某種差錯(cuò)控制技術(shù)，以便在出現(xiàn)干

11、擾或錯(cuò)誤、差錯(cuò)時(shí)能自動糾正，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。2.1.2差錯(cuò)的特點(diǎn):由于通信線路上總有噪聲存在，噪聲和有用信息中的結(jié)果，就會出現(xiàn)差錯(cuò)。噪聲可分為兩類，一類是熱噪聲，另一類是沖擊噪聲，熱噪聲引起的差錯(cuò)是一種隨機(jī)差錯(cuò)， 亦即某個(gè)碼元的出錯(cuò)具有獨(dú)立性，與前后碼元無關(guān)。沖擊噪聲是由短暫原因造成的，例如電機(jī)的啟動、停止，電器設(shè)備的放弧等，沖擊噪聲引起 的差錯(cuò)是成群的，其差錯(cuò)持續(xù)時(shí)間稱為突發(fā)錯(cuò)的長度。衡量信道傳輸性能的指標(biāo)之一是誤碼率PO。PO=錯(cuò)誤接收的碼元數(shù)/接收的總碼元數(shù)目前普通電話線路中，當(dāng)傳輸速率在6002400bit/s時(shí)，PO在 之間，對于大多數(shù)通信系統(tǒng)，PO在之間，而計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸

12、則要求誤碼率低于。2.1.3差錯(cuò)控制的基本方式:差錯(cuò)控制方式基本上分為兩類，一類稱為“反饋糾錯(cuò)”，另一類稱為“前向糾錯(cuò)”。在這 兩類基礎(chǔ)上又派生出一種稱為“混合糾錯(cuò)”。 (1)反饋糾錯(cuò) 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(cuò)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(cuò)碼時(shí)，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(shí)，立即重發(fā) 已發(fā)生傳輸差錯(cuò)的那部分發(fā)信息，直到正確收到為止。所謂發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)是指在若干接收碼元中 知道有一個(gè)或一些是錯(cuò)的，但不一定知道錯(cuò)誤的準(zhǔn)確位置。圖61給出了“差錯(cuò)控制”的 示意方

13、框圖。 (2)前向糾錯(cuò) 這種方式是發(fā)信端采用某種在解碼時(shí)能糾正一定程度傳輸差錯(cuò)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(cuò)碼，還能夠糾正錯(cuò)碼。在圖61中，除去虛線所框部分就是前 向糾錯(cuò)的方框示意圖。采用前向糾錯(cuò)方式時(shí)，不需要反饋信道，也無需反復(fù)重發(fā)而延誤傳輸 時(shí)間，對實(shí)時(shí)傳輸有利，但是糾錯(cuò)設(shè)備比較復(fù)雜。 (3)混合糾錯(cuò) 混合糾錯(cuò)的方式是：少量糾錯(cuò)在接收端自動糾正，差錯(cuò)較嚴(yán)重，超出自行糾正能力時(shí)，就向 發(fā)信端發(fā)出詢問信號，要求重發(fā)。因此，“混合糾錯(cuò)”是“前向糾錯(cuò)”及“反饋糾錯(cuò)”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(cuò)控制技術(shù)，否則就將事倍功半。 反饋糾錯(cuò)可用于雙向數(shù)據(jù)通

14、信，前向糾錯(cuò)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?yàn)檫@種系統(tǒng)沒有反饋通道。22差錯(cuò)控制技術(shù)分類:2.2.1減額設(shè)計(jì)技術(shù)減額設(shè)計(jì)就是對零件或電子元器件等減額使用，使其工作于比額定值低的應(yīng)力（如機(jī)械應(yīng)力，熱應(yīng)力，電應(yīng)力等）狀態(tài)，以便能補(bǔ)償超常的工作應(yīng)力，以及適應(yīng)零件或元器件因緩慢的物理、化學(xué)變化而造成的性能降低和老化。減額設(shè)計(jì)的途徑是：降低使用應(yīng)力；提高零件或元器件的強(qiáng)度。減額系數(shù)的確定則依靠實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和工作環(huán)境因素。2.2.2自動保護(hù)技術(shù)在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，有可能在環(huán)境干擾下產(chǎn)生瞬時(shí)過載而導(dǎo)致系統(tǒng)故障。過載保護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)在于，這種過載不致導(dǎo)致系統(tǒng)部件的損壞和影響系統(tǒng)的安全性。主要有如下過載

15、保護(hù)措施。1)自動切斷技術(shù)。當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)過載或其他不安全情況時(shí)使系統(tǒng)有關(guān)部分或全部停止運(yùn)行，以保護(hù)系統(tǒng)的安全。在一般電器中廣泛應(yīng)用熔斷器切斷電源；在電力系統(tǒng)中則有各類繼電保護(hù)裝置，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，通過斷路器將故障設(shè)備從電力系統(tǒng)中切除，以保證系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行；在機(jī)械設(shè)備中則有安全銷等。2)阻尼技術(shù)。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行中有過載的物理量時(shí)，限制其通過或?qū)⑵渌p，使其不致影響系統(tǒng)的運(yùn)行或安全。例如，運(yùn)用電感器抑制過電壓，用減震器的阻尼作用減小并部分吸收振動、沖擊能量。3)旁路技術(shù)。把瞬間過載能量或不需要的物理量從旁路泄走。例如，用低阻通路把過載電能旁路到大地；避雷器將雷電能量旁路到大地；電路中的旁路電容，濾掉不

16、需要的信號頻率；液壓與氣動系統(tǒng)的溢流閥等。2.2.3反饋技術(shù)信號在傳輸過程中，由于受到各種干擾的影響，傳輸?shù)捷敵龆藭r(shí)，可能出現(xiàn)錯(cuò)誤。反饋技術(shù)是將系統(tǒng)的輸出通過一定方式反送到系統(tǒng)的輸入端，從而對系統(tǒng)的輸入和再輸出嚴(yán)生影響，直到獲得正確輸出為止。1)反饋校驗(yàn)。在信息技術(shù)中，將輸出端收到的數(shù)據(jù)信號原封不動地回送給輸入端，與原發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，則需重發(fā)。2)檢錯(cuò)重發(fā)。在信息傳輸中，輸出端對收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)檢測，如果有錯(cuò)，則通知輸入端重發(fā)，直到收到正確數(shù)據(jù)為止。為對收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)檢測，需在輸入端對用戶原始數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)控制編碼，如奇偶校驗(yàn)碼， 二維奇偶校驗(yàn)碼（方陣碼），恒比碼，循環(huán)碼等3

17、)反饋控制。將系統(tǒng)輸出的一部分或全部，通過一定的通道反送到輸入端，將被控對象的當(dāng)前狀態(tài)與所希望的狀態(tài)之差轉(zhuǎn)換成控制信號，直到輸出狀態(tài)接近或達(dá)到目標(biāo)值。反饋控制又有自授反饋和測量反饋之分。4)自適應(yīng)控制。具有預(yù)先給定的目標(biāo)，即使環(huán)境變化也能按照目標(biāo)進(jìn)行工作，達(dá)到預(yù)期的效果。2.2.4自動補(bǔ)償技術(shù)采用特殊結(jié)構(gòu)，附加裝置、線路或特殊材料等，抵消規(guī)定工作條件變化所造成的誤差源，以保證設(shè)備的可靠運(yùn)行。例如，各種電子設(shè)備中的補(bǔ)償電路；許多機(jī)械中的誤差補(bǔ)償裝置；運(yùn)用具有溫度補(bǔ)償作用的材料和元件，如用陶瓷作電介材料的特種小型電容器，可有幾種不同的正或負(fù)溫度系數(shù)，與其他電容器組合使用，可得總溫度系數(shù)很小的組合電

18、容。2.2.5軟件抗干擾技術(shù)干擾有可能打亂程序正常的執(zhí)行秩序，使系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生波動或“死機(jī)”。對程序運(yùn)行失常采取的手段是監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)失常，及時(shí)引導(dǎo)系統(tǒng)回到正常軌道上來。常用的抗干擾措施有：設(shè)置軟件陷井；系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視；使用“看門狗”監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)等。2.2.6軟件校錯(cuò)技術(shù)系統(tǒng)硬件常會受到某種干擾而改變系統(tǒng)的控制狀態(tài)，造成控制失靈，可運(yùn)用軟件控制硬件的差錯(cuò)。1)循環(huán)采樣技術(shù)。硬件的控制信息流中，各級的輸入是上一級的輸出或邏輯運(yùn)算的結(jié)果。由于干擾的侵入會破壞這些條件，造成控制失靈。利用軟件的方法，將對控制信號的一次采集改為循環(huán)采樣，從而避免白于偶然的干擾因素造成控制信號的偏差。2)

19、設(shè)置系統(tǒng)控制狀態(tài)單元。通過軟件的方法，可以隨時(shí)查詢輸出系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)信息，當(dāng)干擾破壞了系統(tǒng)控制狀態(tài)后，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)糾正。還可在此基礎(chǔ)上建立自檢程序，使干擾可被實(shí)時(shí)檢測到。3.差錯(cuò)控制系統(tǒng)的組成及其作用原理:3.1系統(tǒng)組成:控制系統(tǒng)的組成及其作用如圖:圖中虛線內(nèi)的部分就是數(shù)字通信中的控制系統(tǒng)。當(dāng)沒有控制時(shí)，輸出的數(shù)字（也稱符號或）序列將直接送住。由于中存在干擾，信道的輸出將發(fā)生。數(shù)字在傳輸中發(fā)生的概率（）是傳輸準(zhǔn)確性的一個(gè)主要指標(biāo)。在數(shù)字通信中給定以后，如果不能滿足要求,就要采取控制。按具體實(shí)現(xiàn)方法的不同,控制可以分為法、反饋重傳法和混合法三種類型。 法 差錯(cuò)控制系統(tǒng)只包含器和。從輸出的數(shù)

20、字序列在器中被編碼(見),然后送往信道。由于器使用的是，可以糾正傳輸中帶來的大部分而使信宿得到比較正確的序列。 反饋重傳法 只利用檢錯(cuò)碼以發(fā)現(xiàn)傳輸中帶來的，同時(shí)在發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)以后通過反向通知發(fā)信端重新傳輸相應(yīng)的一組數(shù)字，以此來提高傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。根據(jù)重傳控制方法的不同，反饋重傳法還可以分成若干種實(shí)現(xiàn)方式。其中最簡單的一種稱為等待重傳方式。采用這種方式時(shí)發(fā)信端每送出一組數(shù)字就停下來等待收信端的回答。這時(shí)信道如未發(fā)現(xiàn)便通過收信端重傳控制器和向發(fā)信端發(fā)出表示正確的回答。發(fā)信端收到后通過發(fā)信端重傳控制器控制傳輸下一組數(shù)字，否則信源會重新傳輸原先那組數(shù)字。 上述兩種方法的主要差別是：不需要，而反饋重傳必須有。

21、利用，而反饋重傳利用檢錯(cuò)碼。一般來講，的實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜，可糾正的少，而檢錯(cuò)碼的實(shí)現(xiàn)比較容易，可發(fā)現(xiàn)的差錯(cuò)也多。帶來的消息延遲是固定的，傳輸消息的也是固定的，而反饋重傳中的消息延遲和消息的都會隨重傳頻度的變化而變化。不要求對控制，而反饋重傳要求信源可控。經(jīng)的被傳消息的準(zhǔn)確性仍然會隨著干擾的變化而發(fā)生很大變化，而經(jīng)反饋重傳的被傳消息的準(zhǔn)確性比較穩(wěn)定，一般不隨干擾的變化而變化。因此，兩者的適用場合很不相同。 混合法 在干擾較大時(shí)，單用反饋重傳會因不斷重傳而使消息的下降過多，而僅用又不能保證足夠的準(zhǔn)確性，這時(shí)兩者兼用比較有利，這就是混合法。此法所用的是一種既能糾正部分又能發(fā)現(xiàn)大部分差錯(cuò)的碼。首先糾正那些

22、可以糾正的，只對那些不能糾正但能發(fā)現(xiàn)的差錯(cuò)才要求重傳，這會大大降低重傳的次數(shù)。同時(shí)，由于碼的檢錯(cuò)能力很強(qiáng)，最后得到的數(shù)字消息的準(zhǔn)確性是比較高的。3.2作用:控制已經(jīng)成功地應(yīng)用于和。在中一般用或級連碼進(jìn)行，而在中一般用進(jìn)行反饋重傳。此外，控制技術(shù)也廣泛應(yīng)用于，其具體實(shí)現(xiàn)方法大致有兩種：利用由硬件自動糾正產(chǎn)生的差錯(cuò)；利用檢錯(cuò)碼在發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)后通過指令的重復(fù)執(zhí)行或程序的部分返回以消除差錯(cuò)。 3.3差錯(cuò)控制功能:通信系統(tǒng)必須具備發(fā)現(xiàn)(即檢測)差錯(cuò)的能力，并采取措施糾正之，使差錯(cuò)控制在所能允許的盡可能小的范圍內(nèi)，這就是差錯(cuò)控制過程，也是數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能之一。接收方通過對差錯(cuò)編碼(奇偶校驗(yàn)碼或CRC碼)的

23、檢查，可以判定一幀在傳輸過程中是否發(fā)生了差錯(cuò)。一旦發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)，一般可以采用反饋重發(fā)的方法來糾正。這就要求接受方收完一幀后，向發(fā)送方反柜一個(gè)接收是否正確的信息，使發(fā)送方據(jù)此做出是否需要重新發(fā)送的決定。發(fā)送方僅當(dāng)收到接收方以正確接收的反饋信號后才能認(rèn)為該幀已經(jīng)正確發(fā)送完畢，否則需要重發(fā)直至正確為止。物理信道的突發(fā)噪聲可能完全“淹沒”一幀，即使得整個(gè)數(shù)據(jù)幀或反饋信息幀丟失，這將導(dǎo)致發(fā)送方永遠(yuǎn)收不到接受方發(fā)來的信息，從而使傳輸過程停滯。為了避免出現(xiàn)這種情況，通常引入計(jì)時(shí)器(Timer)來限定接收方發(fā)回方反柜消息的時(shí)間間隔，當(dāng)發(fā)送方發(fā)送一幀的同時(shí)也啟動計(jì)時(shí)器，若在限定時(shí)間間隔內(nèi)未能收到接收方的反柜信息，即

24、計(jì)時(shí)器超時(shí)(Timeout)，則可認(rèn)為傳出的幀以出錯(cuò)或丟失，就要重新發(fā)送。由于同一幀數(shù)據(jù)可能被重復(fù)發(fā)送多次，就可能引起接收方多次收到同一幀并將其遞交給網(wǎng)絡(luò)層的危險(xiǎn)。為了防止防止發(fā)生這種危險(xiǎn)，可以采用對發(fā)送的幀編號的方法，即賦予每幀一個(gè)序號，從而使接收方能從該序號來區(qū)分是新發(fā)送來的幀還是已經(jīng)接受但又重發(fā)來的幀，以此來確定要不要將接收到的幀遞交給網(wǎng)絡(luò)層。數(shù)據(jù)鏈路層通過使用計(jì)數(shù)器和序號來保證每幀最終都能被正確地遞交給目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)層一次。4誤碼控制：4.1誤碼控制基本原理：我們先舉一個(gè)日常生活中的實(shí)例。如果你發(fā)出一個(gè)通知：“明天14：0016：00開會”，但在通知過程中由于某種原因產(chǎn)生了錯(cuò)誤，變成“明天1

25、0：0016：00開會”。別人收到這個(gè)錯(cuò)誤通知后由于無法判斷其正確與否，就會按這個(gè)錯(cuò)誤時(shí)間去行動。為了使收者能判斷正誤，可以在發(fā)通知內(nèi)容中增加“下午”兩個(gè)字，即改為：“明天下午14：0016：00開會”， 這時(shí)，如果仍錯(cuò)為：“明天下午10：0016：00開會”，則收到此通知后根據(jù)“下午”兩字即 可 判斷出其中“10：00”發(fā)生了錯(cuò)誤。但仍不能糾正其錯(cuò)誤，因?yàn)闊o法判斷“10：00”錯(cuò)在何處，即無法判斷原來到底是幾點(diǎn)鐘。這時(shí)，收者可以告訴發(fā)端再發(fā)一次通知，這就是檢錯(cuò)重發(fā)。為了實(shí)現(xiàn)不但能判斷正誤(檢錯(cuò))，同時(shí)還能改正錯(cuò)誤(糾錯(cuò))，可以把發(fā)的通知內(nèi)容再增 加“兩個(gè)小時(shí)”四個(gè)字，即改為：“明天下14：0

26、016：00兩個(gè)小時(shí)開會”。這樣，如果其 中“14：00”錯(cuò)為“10：00”，不但能判斷出錯(cuò)誤，同時(shí)還能糾正錯(cuò)誤，因?yàn)槠渲性黾拥摹?兩個(gè)小時(shí)”四個(gè)字可以判斷出正確的時(shí)間為14：0016：00”。 通過上例可以說明，為了能判斷傳送的信息是否有誤，可以在傳送時(shí)增加必要的附加判斷數(shù) 據(jù)；如果又能糾正錯(cuò)誤，則需要增加更多的附加判斷數(shù)據(jù)。這些附加數(shù)據(jù) 在不發(fā)生誤碼的情況之下是完全多余的，但如果發(fā)生誤碼，即可利用被傳信息數(shù)據(jù)與附加數(shù) 據(jù)之間的特定關(guān)系來實(shí)現(xiàn)檢出錯(cuò)誤和糾正錯(cuò)誤，這就是誤碼控制編碼的基本原理。具體地說 就是：為了使信源代碼具有檢錯(cuò)和糾錯(cuò)能力，應(yīng)當(dāng)按一定的規(guī)則在信源編碼的基礎(chǔ)上增加 一些冗余碼元

27、(又稱監(jiān)督碼)，使這些冗余碼元與被傳送信息碼元之間建立一定的關(guān)系，發(fā)信 端完成這個(gè)任務(wù)的過程就稱為誤碼控制編碼；在收信端，根據(jù)信息碼元與監(jiān)督碼元的特定關(guān) 系，實(shí)現(xiàn)檢錯(cuò)或糾錯(cuò)，輸出原信息碼元，完成這個(gè)任務(wù)的過程就稱誤碼控制譯碼(或解碼)。 另外，無論檢錯(cuò)和糾錯(cuò)，都有一定的誤別范圍，如上例中，若開會時(shí)間錯(cuò)為“16：0018：0 0”，則無法實(shí)現(xiàn)檢錯(cuò)與糾錯(cuò)，因?yàn)檫@個(gè)時(shí)間也同樣滿足附加數(shù)據(jù)的約束條件，這就應(yīng)當(dāng)增 加更多的附加數(shù)據(jù)(即冗余)。我們已知，信源編碼的中心任務(wù)是消去冗余，實(shí)現(xiàn)碼率壓縮， 可是為了檢錯(cuò)與糾錯(cuò)，又不得不增加冗余，這又必然導(dǎo)致碼率增加，傳輸效率降低；顯然這 是個(gè)矛盾。我們分析誤碼控制

28、編碼的目的，正是為了尋求較好的編碼方式，能在增加冗余不 太多的前提下來實(shí)現(xiàn)檢錯(cuò)和糾錯(cuò)。 再者，經(jīng)過信源編碼，如果傳送信道容量與信源碼率相匹配，而且 信道內(nèi)引入的噪聲較小，則誤碼率一般是很低的。例如，當(dāng)信道的信雜比超過20dB時(shí)，二元 單極性碼的誤碼率低于，即誤碼率只分之一，故通過信道編碼實(shí)現(xiàn)檢錯(cuò) 和糾錯(cuò)是可以做到的。4.2誤碼控制編碼的分類：隨著數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展，研究開發(fā)了各種誤碼控制編碼方案，各自建立在不同的數(shù)學(xué)模型 基礎(chǔ)上，并具有不同的檢錯(cuò)與糾錯(cuò)特性，可以從不同的角度對誤碼控制編碼進(jìn)行分類。 按照誤碼控制的不同功能，可分為檢錯(cuò)碼、糾錯(cuò)碼和糾刪碼等。檢錯(cuò)碼僅具備識別錯(cuò)碼功能 而無糾正錯(cuò)碼功

29、能；糾錯(cuò)碼不僅具備識別錯(cuò)碼功能，同時(shí)具備糾正錯(cuò)碼功能；糾刪碼則不僅 具備識別錯(cuò)碼和糾正錯(cuò)碼的功能，而且當(dāng)錯(cuò)碼超過糾正范圍時(shí)可把無法糾錯(cuò)的信息刪除。 按照誤碼產(chǎn)生的原因不同，可分為糾正隨機(jī)錯(cuò)誤的碼與糾正突發(fā)性錯(cuò)誤的碼。前者主要用于產(chǎn)生獨(dú)立的局部誤碼的信道，而后者主要用于產(chǎn)生大面積的連續(xù)誤碼的情況，例如磁帶數(shù)碼 記錄中磁粉脫落而發(fā)生的信息丟失。 按照信息碼元與附加的監(jiān)督碼元之間的檢驗(yàn)關(guān)系可分為線性碼與非線性碼。如果兩者呈線性 關(guān)系，即滿足一組線性方程式，就稱為線性碼；否則，兩者關(guān)系不能用線性方程式來描述， 就稱為非線性碼。 按照信息碼元與監(jiān)督附加碼元之間的約束方式之不同，可以分為分組碼與卷積碼。在

30、分組碼 中，編碼后的碼元序列每n位分為一組，其中包括k位信息碼元和r位附加監(jiān)督碼元，即n=k+r ，每組的監(jiān)督碼元僅與本組的信息碼元有關(guān)，而與其他組的信息碼元無關(guān)。卷積碼則不同， 雖然編碼后碼元序列也劃分為碼組，但每組的監(jiān)督碼元不但與本組的信息碼元有關(guān)，而且與前 面碼組的信息碼元也有約束關(guān)系。 按照信息碼元在編碼之后是否保持原來的形式不變，又可分為系統(tǒng)碼與非系統(tǒng)碼。在系統(tǒng)碼中，編碼后的信息碼元序列保持原樣不變，而在非系統(tǒng)碼中，信息碼元會改變其原有的信號序列。由于原有碼位發(fā)生了變化，使譯碼電路更為復(fù)雜，故較少選用。 根據(jù)編碼過程中所選用的數(shù)字函數(shù)式或信息碼元特性的不同，又包括多種編碼方式。對 于某種具體的數(shù)字設(shè)備，為了提高檢錯(cuò)、糾錯(cuò)能力，通常同時(shí)選用幾種誤碼控制編碼方式。 在表61中，列出了常見的幾種誤碼控制編碼方式。以下，以線性分組碼為例，對幾種簡單 的編碼方式進(jìn)行介紹。5.差錯(cuò)控制對分散控制系統(tǒng)的影響：生產(chǎn)的發(fā)展對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定供電提出了越來越高的要求，由于聯(lián)網(wǎng)步伐的加快