(13)-4.2 差錯(cuò)控制計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)

差錯(cuò)控制1.差錯(cuò)及類(lèi)型在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中產(chǎn)生傳輸差錯(cuò)主要由隨機(jī)差錯(cuò)和突發(fā)差錯(cuò)共同構(gòu)成。熱噪聲:傳輸媒體的電子熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生，是隨機(jī)噪聲引起隨機(jī)差錯(cuò)。特點(diǎn)是隨機(jī)存在、幅度小、與頻率無(wú)關(guān)、單碼元出錯(cuò)。沖擊噪聲:由外界電磁干擾引起，主要有脈沖干擾、信號(hào)衰落、瞬時(shí)中斷造成突發(fā)性錯(cuò)誤。特點(diǎn)是幅度大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、成批碼元出錯(cuò)。差錯(cuò)控制2.差錯(cuò)控制的基本方法差錯(cuò)控制是指在通信過(guò)程中能有效地檢測(cè)出錯(cuò)誤并進(jìn)行糾正,從而提高通信質(zhì)量。常用下面兩種差錯(cuò)控制方案。(1)糾錯(cuò)編碼方案。(2)檢錯(cuò)編碼方案。（容易實(shí)現(xiàn)）差錯(cuò)控制差錯(cuò)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(cuò)誤還可能要恢復(fù)錯(cuò)誤。差錯(cuò)控制的方法自動(dòng)糾錯(cuò)機(jī)制檢錯(cuò)反饋重發(fā)機(jī)制差錯(cuò)控制的基本方法3.差錯(cuò)控制編碼（1）奇偶校驗(yàn)碼（最基本的檢錯(cuò)碼）在數(shù)據(jù)后填加一個(gè)奇偶位（paritybit） 例：使用偶校驗(yàn)（“1”的個(gè)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(cuò)誤。差錯(cuò)控制1位奇偶校驗(yàn)：增加1位校驗(yàn)位，可以檢查奇數(shù)位錯(cuò)誤。1011010010110101偶校驗(yàn)：保證1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)個(gè)，例如：奇校驗(yàn)：保證1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)個(gè)，例如：數(shù)據(jù)位校驗(yàn)位數(shù)據(jù)位校驗(yàn)位考慮二維奇偶校驗(yàn)，是否可以進(jìn)行糾錯(cuò)？奇偶校驗(yàn)碼舉例（2）循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC碼，多項(xiàng)式編碼）一種被廣泛采用的多項(xiàng)式編碼。所謂多項(xiàng)式碼，就是將二進(jìn)制形式的碼元看作是僅具有“0”或“1”兩種取值的多項(xiàng)式的系數(shù)，k個(gè)碼元看做是k項(xiàng)多項(xiàng)式xk-1+…+x0表達(dá)式的系數(shù)。例如110001對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式是x5+x4+1,而多項(xiàng)式x5+x4+1對(duì)應(yīng)的代碼為110001。差錯(cuò)控制生成多項(xiàng)式G(x)：發(fā)方、收方事前約定；生成多項(xiàng)式的高位和低位必須為1生成多項(xiàng)式必須比傳輸信息對(duì)應(yīng)的多項(xiàng)式短。CRC校驗(yàn)基本思想CRC碼（即校驗(yàn)和）加在幀尾，使帶CRC碼的幀的多項(xiàng)式能被G(x)除盡；接收方接收時(shí)，用G(x)去除它，若有余數(shù)，則傳輸出錯(cuò)。差錯(cuò)控制CRC校驗(yàn)碼計(jì)算方法設(shè)原始數(shù)據(jù)D為k位二進(jìn)制位模式如果要產(chǎn)生n位CRC校驗(yàn)碼，事先選定一個(gè)n+1位二進(jìn)制位模式G(稱(chēng)為生成多項(xiàng)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(gè)0），產(chǎn)生k+n位二進(jìn)制位模式，用G對(duì)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(bǔ)齊）即為CRC校驗(yàn)碼原始數(shù)據(jù)DCRC校驗(yàn)碼發(fā)送數(shù)據(jù)k

位n

位k+n

位CRC校驗(yàn)?zāi)芰Γ耗軝z測(cè)出少于n+1位的突發(fā)錯(cuò)誤接收端如何計(jì)算？典型檢錯(cuò)碼—循環(huán)冗余校CRCCRC校驗(yàn)碼計(jì)算示例D=

1010001101n=5G=110101或G=x5+x4+x2+1R=01110實(shí)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(cuò)碼—循環(huán)冗余校驗(yàn)CRCCRC的校驗(yàn)?zāi)芰軓?qiáng)，既能檢測(cè)隨機(jī)差錯(cuò)，也能