数据通信原理第四章 差错控制(一)
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(学时: 50 )数据通信原理课程是面向电子信息工程、网络工程等专业开设的一门必修的专业基础课程,是该专业的主干课程,共 50 学时, 3.0 学分,其中实验课程 10 学时。
本课程在电子信息工程专业教学计划中是一门专业基础课程,又是一门专业的数字信号传输的理论课,它是为满足通信领域对应用人材的需要而设置的。
通过本课程的学习,为以后学习计算机通信网络和计算机通信接口技术等后继课程打下必备的基础,并且为以后从事计算机通信工作提供一定的技术支持。
1.基本要求通过本课程的学习,要求学生掌握数据通信的构成原理和工作方式;掌握数据信号的传输理论:基带传输和频带传输;掌握差错控制的基本原理和工作方式,理解常用差错控制码的构成原则;理解数据交换的原则,掌握分组交换的基本内容,了解分组交换网的构成。
本课程是一门原理性的课程,要求学生掌握数据通信较完整的概念和构成。
2.基本方法本课程的教学方式和方法主要以课堂讲授为主,并以课堂讨论和习题课为辅。
1.授课教材《数据通信原理》詹仕华主编,中国电力出版社(2022 年第 1 版)。
2.主要参考书目《数据通信技术教程》蒋占军编著,机械工业出版社(2022 年第 2 版)。
《数据通信原理》毛京丽等编著,北京邮电大学出版社(2000 年第二版);《数据通信原理》杨世平等编著,国防大学出版社(2001 年第一版);《现代通信原理》钱学荣编,清华大学出版社(1999 年)。
本课程共 3.0 学分,总教学共 50 学时,具体学时分配如下表:各章节内容学时数第一章:绪论 4第二章:数据通信基础知识 6第三章:数据信号的基带传输 8第四章:数据信号的频带传输 8第五章:差错控制与信道编码 8第六章:物理层接口与传输控制规程 2第七章:分组交换数据网 4实验 10第一章绪论(4 学时)1、目的要求:本章介绍数据通信有关的重要概念和定义,要求理解数据通信系统的构成、数据传输速率、方式、质量和信道容量的基本内容。
差错控制概述1。
差错的概念所谓差错,就是在通信接收端收到的数据与发送端实际发出的数据出现不一致的现象.2。
差错类型通信信道的噪声分为热噪声和冲击噪声两种。
由这两种噪声分别产生两种类型的差错,随机差错和突发差错.热噪声是由传输介质导体的电子热运动产生的,它的特点是:时刻存在,幅度较小且强度与频率无关,但频谱很宽,是一类随机噪声。
由热噪声引起的差错称随机差错。
此类差错的特点是:差错是孤立的,在计算机网络应用中是极个别的。
与热噪声相比,冲击噪声幅度较大,是引起传输差错的主要原因。
冲击噪声的持续时间要比数据传输中的每比特发送时间要长,因而冲击噪声会引起相邻多个数据位出错。
冲击噪声引起的传输差错称为突发差错。
常见的突发错是由冲击噪声(如电源开关的跳火、外界强电磁场的变换等)引起,它的特点是:差错呈突发状,影响一批连续的bit(突发长度)。
计算机网络中的差错主要是突发差错。
通信过程中产生的传输差错,是由随机差错和突发差错共同构成的.3。
误码率数据传输过程中可用误码率Pe来衡量信道数据传输的质量,误码率是指二进制码元在数据传输系统中出现差错的概率,可用下式表达:4。
差错控制差错控制是指在数据通信过程中能发现或纠正差错,将差错限制在尽可能小的允许范围内。
差错检测是通过差错控制编码来实现的;而差错纠正是通过差错控制方法来实现的。
差错控制编码差错控制编码的原理是:发送方对准备传输的数据进行抗干扰编码,即按某种算法附加上一定的冗余位,构成一个码字后再发送。
接收方收到数据后进行校验,即检查信息位和附加的冗余位之间的关系,以检查传输过程中是否有差错发生。
差错控制编码分检错码和纠错码两种,检错码是能自动发现差错的编码,纠错码是不仅能发现差错而且能自动纠正差错的编码。
衡量编码性能好坏的一个重要参数是编码效率R:其中,n表示码字的位长,k表示数据信息的位长,r表示冗余位的位长.计算机网络中常用的差错控制编码是奇偶校验码和循环冗余码。
第一章概述1、数据通信——依照通信协议,利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信息;2、传输代码常用的传输代码有:·国际5号码IA5(7单位代码)——ASCII码(常在后面加1位奇偶校验码)·国际电报2号码ITA2(5单位代码)·EBCDIC码(8单位代码)·信息交换用汉字代码(7单位代码)3、数据通信系统的构成●数据终端设备DTE·数据输入、输出设备——数据数据信号·传输控制器-—主要执行与通信网络之间的通信过程控制(即传输控制),包括差错控制、终端的接续控制、传输顺序控制和切断控制等(完成这些控制要遵照通信协议)。
●数据电路·传输信道——为数据通信提供传输通道·数据电路终接设备(DCE)(《综合练习习题与解答》简答题第2题)-—是DTE与传输信道之间的接口设备,其主要作用是将来自DTE的数据信号进行变换,使之适合信道传输。
当传输信道为模拟信道时,DCE是调制解调器(MODEM),发送方将DTE送来的数据信号进行调制,将其频带搬移到话音频带上(同时变成模拟信号)再送往信道上传,收端进行相反的变换。
当传输信道是数字信道时,DCE是数字接口适配器,其中包含数据服务单元与信道服务单元。
前者执行码型和电平转换、定时、信号再生和同步等功能;后者则执行信道均衡、信号整形等功能。
●中央计算机系统主机——进行数据处理通信控制器(又称前置处理机)——用于管理与数据终端相连接的所有通信线路,其作用与传输控制器相同.●数据电路与数据链路的关系——数据链路由数据电路及两端的传输控制器组成.●只有建立了数据链路通信双方才能有效、可靠地进行数据通信。
4、信道类型物理实线电话网传输信道;数字数据传输信道;5、传输损耗传输衰减=网络的输入端功率—输出端功率;传输损耗:;信噪比:;6、计算机通信网包含数据通信网;计算机通信网不等于计算机网络,前者明显地参与管理;7、数据传输方式●并行传输与串行传输(按代码传输的顺序分)1、并行传输概念—-并行传输指的是数据以成组的方式,在多条并行信道上同时进行传输。
差错控制系统的组成与作用原理引言差错控制系统是一种用于检测和纠正数据传输过程中产生的错误的技术。
在数据通信中,数据经常会受到不同因素的干扰,如噪声、干扰信号等,这些干扰可能导致传输过程中的数据错误。
差错控制系统的作用就是通过增加冗余信息和使用纠错码等手段,实现检测和纠正数据传输中产生的错误,提高数据传输的可靠性和正确性。
组成差错控制系统主要由以下几个组成部分组成:1.冗余信息生成器:冗余信息是指在数据传输过程中添加的额外的、用于检测和纠正错误的信息。
冗余信息生成器负责在数据传输前生成相应的冗余信息,并将其与原始数据一同传输。
2.接收端:接收端负责接收传输过来的数据和冗余信息,并进行相应的差错控制处理。
它主要包括错误检测和纠正的算法和逻辑。
3.纠错码生成器:纠错码是一种特殊的编码方式,通过在数据中添加纠错码实现检测和纠正错误。
纠错码生成器负责根据接收到的数据和冗余信息计算纠错码,并将其添加到原数据中进行传输。
4.错误检测和纠正算法:差错控制系统使用一些特定的算法来检测和纠正数据传输中的错误。
常见的算法包括循环冗余检验(CRC)、海明码(Hamming Code)等。
作用原理差错控制系统主要通过以下原理来实现检测和纠正传输过程中的错误:1.冗余信息检验:差错控制系统通过在原始数据中添加冗余信息的方式来检测错误。
接收端根据接收到的数据和冗余信息计算得到一个校验和,然后将计算得到的校验和与传输过程中接收到的冗余信息进行比较。
如果两者一致,说明传输过程中没有错误;如果不一致,说明传输过程中存在错误。
2.纠错码校验:差错控制系统通过使用纠错码来检测和纠正错误。
纠错码是一种特殊的编码方式,能够在数据中添加一些冗余信息以实现错误的检测和纠正。
接收端会根据接收到的数据和冗余信息计算得到纠错码,并与传输过程中接收到的纠错码进行比对。
如果两者一致,说明传输过程中没有错误;如果不一致,说明传输过程中存在错误。
差错控制系统的作用原理可以简单总结为:通过增加冗余信息和使用纠错码等技术手段,实现数据传输过程中错误的检测和纠正,提高数据传输的可靠性和正确性。
数据通信原理数据通信原理是指通过传输介质将数据从一个地点传递到另一个地点的过程。
在数据通信中,数据被分割为一系列的数据包,并通过网络传输到目的地。
数据通信原理主要涉及以下几个方面:1.调制解调:调制解调是将要传输的数据从数字信号转换为模拟信号的过程,然后将模拟信号传输到接收方后再进行解调还原为数字信号。
调制的目的是将数字信号转换为适合传输的频率范围内的模拟信号,解调则是将接收到的模拟信号转换为可供使用的数字信号。
2.传输介质:数据通信中使用的传输介质有多种,包括电缆、光纤、无线信号等。
不同的传输介质具有不同的特点和适应场景,如电缆传输适合短距离高带宽传输,光纤传输适合长距离高速传输等。
3.编码和解码:为了提高数据传输的可靠性和效率,数据在传输过程中会进行编码和解码。
编码将原始数据转换为特定编码格式,使其具备一定的容错能力,能够纠正一定数量的传输错误;解码则是将接收到的编码数据转换为原始数据。
4.传输协议:数据通信中使用的传输协议规定了数据在网络中的传输方式和规则。
常见的传输协议包括TCP/IP协议,用于互联网传输;以太网协议,用于局域网传输等。
5.差错控制:在数据通信过程中,可能会因为传输噪声、干扰等原因导致数据传输错误。
差错控制技术可用于检测和纠正传输过程中的错误,常见的差错控制技术包括奇偶校验、CRC校验等。
6.流量控制:为了保证数据传输的平稳进行,需要对数据的传输速度进行控制。
流量控制技术可用于调节发送方的传输速度,防止接收方无法及时处理数据导致的数据丢失或堆积等问题。
7.路由选择:在数据通信中,如果传输路径有多个选择,需要选择最佳的传输路径。
路由选择技术可用于确定数据传输的最佳路径,提高数据传输的效率和稳定性。
数据通信原理包括调制解调、传输介质、编码和解码、传输协议、差错控制、流量控制和路由选择等方面的内容,对于数据的可靠传输和高效传输起着重要的作用。