5.2差错控制基本方法

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。

4.2 二进制循环码编码器二进制循环码编码器（Binary Cyclic Encoder ）用来产生一个(),n k 系统循环码（即信息位不变，监督们附加在信息位的后面），其中21,3m n m =-≥。

二进制循环码编码器模块的输入信号是一个k 维行向量，输出信号是n 维行向量。

二进制循环码编码器模块及其参数设置对话框如图。

图4-4 二进制循环编码器模块图4-5 二进制循环编码器参数设置对话框二进制循环码编码器模块可以由用户自己指定下一个生成多项式，也可以由MATLAB 自动产生下一个生成多项式，这是通过调用MATLAB 函数cyclpoly(n,k,’min’)实现的。

二进制循环码编码器模块有两个参数。

Codeword length N （码字长度）循环编码的码字长度，它等于二进制循环码编码器产生的输出信号的长度。

Message length K,or generator polynomial （信息位长度/生成多项式）。

当本参数被设置为一个标量时，它表示信息位的长，即二进制循环码编码器输入信号的长度，这时候由MATLAB 自动产生一个生成多项式；当本参数设置为一个二进制向量时，它表示二进制循环码的生成多项式。

4.4 二进制循环码解码器二进制循环码解码器（Binary cyclic Decoder ）用于对二进制系统循环码进行解码，它的输入信号是一个长度为n 的向量，其中21,3m n m =-≥根据生成多项式还原得到长度为k 的二进制序列。

二进制循环码解码器模块及其参数设置对话框如图所示。

图4-9 二进制循环码解码器参数设置对话框图4-10 二进制循环码解码器模块与二进制循环码编码器模块一样，二进制循环码解码器模块中的生成多项式既可以由用户自己指定，也可以由MATLAB自动产生。

值得注意的是，解码器中的生成多项式应该与编码器中的生成多项式保持一致。

二进制循环码解码器模块有两个参数。

Codeword length N（码字长度）循环编码的码字长度，它等于二进制循环码解码器输入信号的长度。

射频识别技术第五讲RFID系统数据完整性5.0 前言RFID系统是一个开放的无线系统，外界的各种干扰容易使数据传输产生错误，同时数据也容易被外界窃取，因此需要有相应的措施，使数据保持完整性和安全性。

本章内容5.1 差错控制5.2 数据传输中的防碰撞问题5.3 RFID中数据完整性的实施策略5.4 小结数据传输的完整性存在哪些问题？RFID系统中，数据传输的完整性存在两个方面问题：1、外界的各种干扰可能使数据传输产生错误；2、多个应答器同时占用信道使发送数据产生碰撞。

运用数据检验（差错检测）和防碰撞算法可分别解决这两个问题。

本章内容5.1 差错控制5.2 数据传输中的防碰撞问题5.3 RFID中数据完整性的实施策略5.4 小结差错控制是一种保证接收数据完整、准确的方法。

在数字通信中，差错控制利用编码方法对传输中产生的差错进行控制，以提高数字消息传输的准确性。

1.差错分类（1）随机错误（2）突发错误2.差错的衡量指标误码率（Bit Error Ratio，BER）是衡量在规定时间内数据传输精确性的指标。

3.差错控制的基本方式差错控制编码可以分为检错码和纠错码。

检错码能自动发现差错的编码；纠错码不仅能发现差错，而且能自动纠正差错的编码。

（1）反馈纠错（ARQ）（2）前向纠错（FEC）（3）混合纠错检错重发中，在发送端加入少量的监督码元，在接收端根据编码规则对收到的信号进行检查，当发现有错码是，即向发送端发出询问信号，要求重发。

发送端收到询问信号后，立即重发，直到信息正确接收为止。

混合纠错是ARQ和FEC的结合，设计思想是对出现的错误尽量纠正，纠正不了则通过重发来消除差错。

4.误码控制的基本原理（块码原理）为了使信源代码具有检错和纠错的能力，应当按照一定的规则在信源编码的基础上增加一些冗余码元(又称为监督码元)，使这些冗余码元与被传送信息码元之间建立一定的关系。

在收信端，根据信息码元与监督码元的特定关系，可以实现检错或纠错。

差错控制的概念
差错控制呀，这可真是个超级重要的概念呢！就好像我们在生活中走路，有时候会不小心绊一下，但我们会赶紧调整步伐，不至于摔倒，这其实就是一种差错控制呀。

在通信领域，差错控制就像是一位细心的守护者。

它要确保信息在传输过程中不会出现错误，不然那可就乱套啦！想想看，如果我们发送的信息都变得乱七八糟，那还怎么交流呢？
差错控制的方法有很多呢。

比如说，它可以像一个严格的检查官，对传输的数据进行逐一核对，一旦发现有错误，马上采取措施纠正。

这就好比我们写作业，写完后要认真检查一遍，把错误都找出来改正。

还有纠错码，这可真是个神奇的东西。

它就像是给信息穿上了一层保护衣，让信息在传输过程中即使遇到一些干扰也能保持完整。

这就像我们给珍贵的物品包上一层保护膜，让它不容易受到损坏。

差错控制不是可有可无的哦，它是至关重要的呀！没有它，我们的通信世界将会变得混乱不堪。

难道不是吗？我们现在能够顺畅地打电话、上网、发送信息，都要归功于差错控制呀！
它就像一座坚固的桥梁，连接着信息的发送方和接收方，让信息能够准确无误地传递。

要是没有差错控制，那这座桥可能就会摇摇晃晃，随时都可能坍塌。

在这个信息爆炸的时代，差错控制更是不可或缺的。

我们每天都要处理大量的信息，如果这些信息都是错误的，那我们岂不是要被误导啦？所以呀，差错控制真的是太重要啦，它让我们的信息世界变得有序、可靠。

总之，差错控制是通信领域中非常关键的一部分，它确保了信息的准确性和可靠性，让我们能够安心地享受信息带来的便利。

我们真的应该好好感谢差错控制这个默默守护我们的“小天使”呀！。

第六章差错控制第六章差错控制1 差错控制的基本概念1.1 差错的特点由于通信线路上总有噪声存在，噪声和有⽤信息中的结果，就会出现差错。

噪声可分为两类，⼀类是热噪声，另⼀类是冲击噪声，热噪声引起的差错是⼀种随机差错，亦即某个码元的出错具有独⽴性，与前后码元⽆关。

冲击噪声是由短暂原因造成的，例如电机的启动、停⽌，电器设备的放弧等，冲击噪声引起的差错是成群的，其差错持续时间称为突发错的长度。

衡量信道传输性能的指标之⼀是误码率po。

po=错误接收的码元数/接收的总码元数⽬前普通电话线路中，当传输速率在600~2400bit/s时，po在之间，对于⼤多数通信系统，po在之间，⽽计算机之间的数据传输则要求误码率低于。

1.2 差错控制的基本⽅式差错控制⽅式基本上分为两类，⼀类称为“反馈纠错”，另⼀类称为“前向纠错”。

在这两类基础上⼜派⽣出⼀种称为“混合纠错”。

(1)反馈纠错这种⽅式在是发信端采⽤某种能发现⼀定程度传输差错的简单编码⽅法对所传信息进⾏编码，加⼊少量监督码元，在接收端则根据编码规则收到的编码信号进⾏检查，⼀量检测出(发现)有错码时，即向发信端发出询问的信号，要求重发。

发信端收到询问信号时，⽴即重发已发⽣传输差错的那部分发信息，直到正确收到为⽌。

所谓发现差错是指在若⼲接收码元中知道有⼀个或⼀些是错的，但不⼀定知道错误的准确位置。

图6－1给出了“差错控制”的⽰意⽅框图。

オ(2)前向纠错这种⽅式是发信端采⽤某种在解码时能纠正⼀定程度传输差错的较复杂的编码⽅法，使接收端在收到信码中不仅能发现错码，还能够纠正错码。

在图6－1中，除去虚线所框部分就是前向纠错的⽅框⽰意图。

采⽤前向纠错⽅式时，不需要反馈信道，也⽆需反复重发⽽延误传输时间，对实时传输有利，但是纠错设备⽐较复杂。

(3)混合纠错混合纠错的⽅式是：少量纠错在接收端⾃动纠正，差错较严重，超出⾃⾏纠正能⼒时，就向发信端发出询问信号，要求重发。

因此，“混合纠错”是“前向纠错”及“反馈纠错”两种⽅式的混合。

计算机网络差错控制方法在通信系统中，应用比较广泛的差错控制方法是自动重发请求法（Automatic Repeat for request，ARQ）。

自动重发请求法是在发送端将需要发送的数据帧附加一定的冗余检错码，一并发出；接收端则根据检错码对数据帧进行差错检测，若发现错误，就返回请求重发的应答，发送端收到请求重发的应答后，便重新发送该数据帧。

ARQ方法仅需要返回少量控制信息，便能够有效地确认所发数据帧是否正确被接收。

ARQ方法包括空闲重发请求和连续重发请求两种基本的实现方法。

1．空闲重发请求空闲重发请求方法也称停-等ARQ法，是指发送端每发送一数据帧后，就要停下来等待接收端的确认信息帧返回，当接收端确认正确接收后，发送端继续发送下一数据帧。

空闲重发请求方法的实现过程是：发送端每次仅向接收端发送一个数据帧，并将该帧作为待确认的数据帧保存在缓冲存储器中，此时，启动发送计时器。

若接收端接收到无差错数据帧，则向发送端返回确认信息帧，发送端接收端确认信息帧后，将计时器清零，向接收端发送下一数据帧，并将保存在缓冲存储器中的前一待确认的数据帧清除。

若接收端接收到有差错的数据帧，丢弃有差错的数据帧，没有返回确认信息帧，则发送端无法接收到确认信息帧。

等待一定时间（计时器超时），则重新发送保存在缓冲存储器中的待确认数据帧。

在空闲重发请求方法中，接收端和发送端仅需要设置一个数据帧的缓冲存储空间，便能够有效地实现数据重发并确保接收端接收的数据无差错。

其主要的优点是所需要的缓冲存储空间最小。

2．连续重发请求连续重发请求方法是指发送端发完一个数据帧后，不用等待接收端的确认信息帧，而连续发送若干个数据帧。

该方法需要在发送端设置一个较大的缓冲存储空间，用来存放若干待确认的数据帧。

当发送端接收到某数据帧的确认信息帧后，便可以将该待确认的数据帧从缓冲存储器中删除。

其具体实现方式有拉回连续ARQ方式和选择重发ARQ方式。

拉回连续ARQ（Go-Back-N ARQ）Go-Back-N ARQ的基本原理是，当接收端检测到出错的数据帧后，要求发送端重发最后一个正确接收的数据帧之后的所有未被确认的数据帧。