差错控制基本方法和编码要求

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特性(包括收、发滤波器和信道的特性)不理想引起的码 间串扰。 噪声是影响数据传输质量的主要因素。 根据产生的原因可以将噪声分为四类:热噪声、交调噪声、 串音和脉冲噪声四类。
(2)噪声的类型
热噪声
是由带电粒子在导电介质中的布朗运动引起的,它存在于 任何工作在绝对零度以上的电路或系统中。
热噪声属于高斯白噪声,其概率密度函数满足正态分布统 计特性,同时它的功率谱密度函数是均匀分布的(常数)。
(4)如何解决传输差错问题
1. 提高物理信道的质量,尽量避免和减少差 错:
采用电缆屏蔽措施和适当的调制解调方法 设置中继设备对信号进行整理再生和放大 加大发射功率,降低接收设备本身的噪声,以
提高信噪比
2. 提高数据的健壮性,有效地进行检错和纠 错:
采用信道编码技术,为数据信息增加冗余编码,
第十章 差错控制
1. 为什么要进行差错控制 2. 差错控制的基本方法 3. 差错控制编码的基本概念 4. 常用的简单编码 5. 常用的线性分组码
差错控制的基本工作方式
自动反馈重发方式ARQ
发端发送检错码,收端收到信码后能够检查出错 误。
前向纠错方式FEC
发端发送能够纠正错误的码,收端收到信码后自 动地纠正传输中的错误。
前向纠错法:
编/解码相对复杂,且编码的效率很低,但是无需专门的反馈信道。 主要应用于没有反馈信道的场合,或用于线路传播时间很长、要求重发在经
济上不切实际的的场合。 由于形成纠错码要求较多的冗余信息,当信道质量较好时,也影响了传输的
效率。
混合纠错法:
(4)信息反馈法
信息反馈法记作IRQ (Information Repeat Request )
接收方把收到的信息代码全部送回发送方, 由发送方进行差错检验。
发送方若发现传输差错,则重发信息代码, 直至不再发现差错为止。
几种差错控制方法比较
自动反馈重传法:
使用的编/解码设施比较简单,如果信道的质量差或干扰严重,则可能经常进 入重发状态而影响通信效率。
冲击噪声持续的时间通常大于数据传输中每比特的 发送时间,因而会引起相邻的多个数据位出错,从 而导致突发差错。
有差错的信道类型
按照噪声或干扰的变化规律,可把信道分为三类: 随机信道:
恒参高斯白噪声信道是典型的随机信道,其中差错的出现是 随机的,而且错误之间是统计独立的。 突发信道: 具有脉冲干扰的信道,是典型的突发信道。错误是成串成群 出现的,即在短时间内出现大量错误。 混合信道: 短波信道和对流层散射信道是混合信道的典型例子,随机差 错和成串的突发差错都占有相当比例。
常用的反馈重传方式有:
发送-等待ARQ(停—等协议)
连续发送ARQ(滑动窗口协议)
选择重传ARQ
发送方
抗干扰编码 应答信号
接收方
(2)前向纠错法FEC
前向纠错方式记作FEC(Forword Error Correction)。 发送方按照一定的编码规则处理待发信息,构成具有
纠正错误能力的代码(纠错码)发往传输信道; 接收方根据编码规则,检查传输差错,并自动加以纠
收方判决传输中无错误产生,并通过反向信道把判决结果反 馈给发方;
发方根据反馈的结果决定是否执行重传动作,如果接收方未 正确接收,则重传信息(出错重传)
在规定的时间内,发方若未能收到应答信号(称为超时),则可 以认为传输出现差错,进而执行重传动作(超时重传)。
主要的反馈重传方式
反馈重传方式的特点是译码设备简单,对突发错误和信道干 扰较严重时有效;但实时性差,主要在计算机数据通信系统 中得到应用。
脉冲噪声也称为冲击噪声,它将引起一连串的数据比特出 错,它是数据传输差错的主要根源。
脉冲噪声产生的干扰很难消除,只能采用差错控制的方法 来实现可靠传输。
(3)差错的类型
随机差错
指数据单元中的单比特差错。 它通常由传输信道的热噪声引起。
突发差错
指数据单元中的两个或两个以上的比特发生成串密 集性的差错,第一个错误比特到最后一个错误比特 之间的位数称为突发长度。
差错控制基本方法和编码要求
1. 为什么要进行差错控制 2. 差错控制的基本方法 3. 差错控制编码的基本概念 4. 常用的简单编码 5. 常用的线性分组码
(1)差错产生的原因
数据通信系统的基本任务是高效率而无差错地传送数据。 数据信号在通信线路中传输时,难免受到来自信道内部和
外部的干扰,从而引起信号的失真,导致数据传输错误。 传输出错的原因:一是信道的加性噪声;二是由于传输总
噪声的类型
串音 是一个通路的信号在相邻的另一个通路引
起的干扰现象。这是由于信号线路之间的 电磁感应引起的有害耦合。 为了消除线路之间的有害耦合,可以将每 一对线拧成一定扭绞节距的线缆。
噪声的类型
脉冲噪声
是由于电火花或其他原因造成的突发振幅很大、持续时间 比间隔时间短得多的离散脉冲耦合到信号通路中的干扰。
混合纠错方式HEC
是FEC和ARQ方式的结合。
信息反馈方式IF
是不用编码的差错控制方式。
(1)自Fra Baidu bibliotek反馈重发ARQ
自动反馈重发记作ARQ (Automatic Repeat Request ),又称 自动请求重传方式。
发方按照一定的编码规则处理待发信息,构成具有检错能力 的编码,发往传输信道;
热噪声的特点是:时刻存在、不可排除、幅度较小、强度 与频率无关,但频谱很宽,是一类随机的噪声。
噪声的类型
交调噪声
是一种附加的频率干扰。 由于通信系统的非线性,将导致进入通信系统的不同频率
的信号在系统的输出端产生这些频率之间的差频信号或倍 频信号及其组合,这就是交调噪声。 对于交调噪声可以通过适当的调制技术,人为地校正系统 的非线性部分得到补偿。
正。 其特点是单向传输,实时性好,但译码设备较复杂。
(3)混合纠错法
混合纠错方式记作HEC(Hybrid Error Correction)是FEC和ARQ方式的结合。
发方发送具有一定纠错能力同时又具有检 错能力的编码。
收方收到编码后,检查差错情况,如果错 误在编码的纠错能力范围以内,则自动纠 错,否则经过反馈信道请求发方重发。
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