奇偶校验和循环冗余校验
fec方法
fec方法
FEC（前向纠错）是一种在数字通信中用于检测和纠正错误的技术。
它通过在发送的数据中添加冗余信息，使接收端能够检测并纠正一定数量的错误。
以下是一些常见的FEC方法：
1. 奇偶校验（Parity Check）：最简单的FEC方法之一。
在每个数据块中添加一个奇偶校验位，以确保总的位数中包含奇数（奇校验）或偶数（偶校验）个“1”。
这样，接收端可以检测出单一比特的错误。
2. 循环冗余检测（Cyclic Redundancy Check，CRC）：使用多项式除法来生成冗余校验码。
接收端使用相同的多项式进行除法运算，如果检测到余数非零，则表明数据可能存在错误。
CRC 主要用于检测错误，而不是纠正错误。
3. 海明码（Hamming Code）：一种能够检测和纠正单一比特错误的FEC方法。
通过在数据中添加冗余位，构建出不同的海明码，以便在接收端检测和纠正错误。
4. RS码（Reed-Solomon Code）：一种广泛用于数据通信和存储系统中的强大FEC方法。
RS码可以纠正多个错误，并且在应对噪声和丢失数据方面表现得比一些其他方法更好。
5. Turbo码和LDPC码：这是一些高级的FEC方法，特别在无线通信和卫星通信中得到广泛应用。
它们使用迭代解码算法，通
过多次迭代来提高纠错性能。
选择适当的FEC方法取决于通信环境、带宽要求、可靠性需求等因素。
通常，在设计通信系统时，会根据具体的应用场景选择最适合的FEC方法。
c语言中的校验方法
c语言中的校验方法【引言】在计算机科学中，数据校验是一种重要的技术，可以确保数据的正确性和完整性。
在C语言编程中，校验方法被广泛应用于各种场景，以防止数据损坏或丢失。
本文将介绍C语言中的几种校验方法，并探讨其在实际编程中的应用。
【C语言中的校验方法概述】C语言提供了多种校验方法，以下列举了几种常见的校验方法：1.奇偶校验：奇偶校验是一种简单且常用的校验方法。
它通过计算数据中1的个数来判断数据是否正确。
奇数校验要求数据中1的个数为奇数，偶数校验则要求数据中1的个数为偶数。
2.循环冗余校验（CRC）：CRC是一种基于二进制多项式的校验方法。
发送方计算数据多项式与数据位的异或结果，并将结果作为校验码添加到数据末尾。
接收方在接收到数据后，同样计算数据多项式与数据位的异或结果，若与接收到的校验码相同，则认为数据正确。
3.哈希校验：哈希校验是一种基于哈希函数的校验方法。
哈希函数将数据映射为一个固定长度的哈希值，发送方和接收方使用相同的哈希函数计算数据的哈希值，比较结果以判断数据是否正确。
4.编码校验：编码校验是一种基于编码理论的校验方法。
发送方将数据编码为多个码字，并在码字之间添加校验位。
接收方在接收到码字后，检查校验位以判断数据是否正确。
【校验方法在C语言编程中的应用】校验方法在C语言编程中有广泛的应用，以下列举了几个典型场景：1.文件传输校验：在文件传输过程中，可以使用奇偶校验或CRC校验来确保数据的正确性。
发送方计算文件的校验码，并将校验码附加到文件末尾。
接收方在接收到文件后，计算校验码以确保文件在传输过程中未被篡改。
2.数据库校验：在数据库系统中，可以使用哈希校验来确保数据的完整性。
当插入或更新数据时，计算数据的哈希值并存储。
在查询数据时，再次计算哈希值，若与存储的哈希值相同，则认为数据正确。
3.网络通信校验：在网络通信中，可以使用编码校验来确保数据的正确传输。
在发送数据包时，添加校验位并设置校验范围。
数据通信中的错误检测与纠正方法
数据通信中的错误检测与纠正方法标题：数据通信中的错误检测与纠正方法引言：随着信息技术的快速发展和普及，数据通信在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色。
然而，由于多种原因，数据在传输过程中可能会出现错误。
为了确保数据的准确和完整性，错误检测和纠正方法变得至关重要。
本文将介绍常见的数据通信中的错误检测与纠正方法，并分步骤详细说明每种方法的原理和应用。
一、奇偶校验（Parity Check）1. 原理：奇偶校验是一种简单的错误检测方法。
通过在传输的数据中添加一个奇偶位，使得传输的数据中“1”的个数为奇数或偶数。
接收方在接收到数据后进行奇偶校验，如果奇偶位与接收到的数据中“1”的个数不一致，则认为数据传输出现错误。
2. 应用：常用于低速数据传输和简单通信协议，如串口通信和电子邮件。
二、循环冗余检验（Cyclic Redundancy Check，CRC）1. 原理：CRC是一种基于多项式除法的错误检测方法。
发送方需要选择一个生成多项式，并使用该多项式对待发送数据进行除法运算，得到余数后附加在数据后一起发送。
接收方将接收到的数据再次进行除法运算，如果余数为0，则认为数据传输正确。
2. 应用：常用于高速数据传输和网络通信，如以太网和无线通信。
三、海明码（Hamming Code）1. 原理：海明码是一种具有纠错能力的编码方式。
将待发送的数据按照一定规则进行编码，使得接收方能够检测并纠正一定数量的错误位。
海明码通过在数据中添加冗余位实现纠错功能。
2. 应用：常用于存储介质（如硬盘）和数字通信系统，如磁盘驱动器和无线传感器网络。
四、重复发送与确认应答1. 原理：重复发送与确认应答是一种简单有效的纠错方法。
发送方将数据分成多个块，并连续发送给接收方，接收方在接收到每个数据块后进行确认应答。
如果发送方未收到确认应答或者接收到错误的确认应答，将重新发送相同的数据块。
2. 应用：常用于无线通信和流媒体传输，如实时视频和音频传输。
差错检测的方法
差错检测的方法差错检测是用于检测数据在传输或处理过程中产生的错误的一种技术。
以下是一些常见的差错检测方法：1. 奇偶校验：奇偶校验是一种基于二进制数的校验方法。
它根据一组二进制位中1和0的个数进行校验。
奇校验要求字符代码中的1的个数为奇数，而偶校验则要求1的个数为偶数。
2. 方块校验：方块校验是在奇偶校验的基础上，在一批字符之后增加一个方块校验字符，使每一纵向位代码中的1的个数为奇数或偶数。
3. 循环冗余校验（CRC）：CRC是一种广泛应用于数据传输和存储的校验方法。
它通过生成一个多项式，将发送数据的多项式除以生成多项式，得到一个余数多项式。
接收端使用同样的方法计算余数多项式，与传送的余数多项式进行比较，若结果相同，则表示传输无误；否则表示传输有误。
4. 反馈重发方法：反馈重发方法是一种基于错误纠正的差错检测方法。
当发送端发现错误时，会重新发送错误帧。
接收端收到错误帧后，要求发送端重新发送数据，直到正确无误。
5. 停止等待方式：停止等待方式是一种基于应答的差错检测方法。
发送端发送数据后，等待接收端的应答。
若接收端正确接收数据，则返回确认；若发现错误，则返回重传请求。
发送端根据接收到的应答判断数据是否传输正确。
6. 连续工作方式：连续工作方式是一种不停止发送数据的差错检测方法。
当发现错误时，发送端会回拉到错误处，重新发送错误部分。
7. 拉回式方式：拉回式方式是一种在连续工作方式的基础上进行差错检测的方法。
当发现错误时，发送端会回拉到错误处，重新发送错误部分。
这些方法可以根据实际应用场景和需求进行选择，以实现对数据传输过程中错误的检测和纠正。
数字校验算法
数字校验算法数字校验算法是一种用于验证数据完整性和准确性的数学算法。
它通过对数据进行计算和比较，确定数据是否被篡改或损坏。
数字校验算法广泛应用于计算机网络、数据传输以及存储系统等领域，保证数据的可靠性和安全性。
本文将介绍几种常见的数字校验算法及其原理。
一、奇偶校验算法奇偶校验算法是最简单的数字校验算法之一。
它通过在数据位中添加一个奇偶位来确保数据的正确性。
具体操作是在数据中添加一个位，使得数据位和奇偶位的总位数为奇数或偶数。
接收端通过计算数据位和奇偶位的总位数是否为奇数或偶数来判断数据是否正确。
如果总位数不匹配，则说明数据传输中发生了错误。
二、循环冗余校验算法循环冗余校验算法（CRC）是一种常用的数字校验算法。
它通过对数据进行多项式的除法运算来生成校验码。
发送端首先将数据和生成多项式进行除法运算，得到余数作为校验码，然后将数据和校验码一起发送。
接收端将接收到的数据和生成多项式进行除法运算，如果余数为0，则说明数据传输正确；如果余数不为0，则说明数据传输错误。
三、哈希校验算法哈希校验算法是一种基于哈希函数的数字校验算法。
它通过对数据进行哈希运算，得到一个固定长度的校验值。
发送端将数据和校验值一起发送，接收端对接收到的数据进行相同的哈希运算，并将得到的校验值与接收到的校验值进行比较。
如果两者相同，则说明数据传输正确；如果不同，则说明数据传输错误。
四、消息认证码算法消息认证码算法（MAC）是一种常用的数字校验算法。
它通过对数据进行加密和认证来确保数据的完整性和真实性。
发送端使用密钥对数据进行加密和认证，并将加密后的数据和认证标签一起发送。
接收端使用相同的密钥对接收到的数据进行解密和认证，并将得到的认证标签与接收到的认证标签进行比较。
如果两者相同，则说明数据传输正确；如果不同，则说明数据传输错误。
五、数字签名算法数字签名算法是一种常用的数字校验算法。
它通过使用私钥对数据进行加密和签名，确保数据的完整性、真实性和不可抵赖性。
校验码的3种计算方法
校验码的3种计算方法
校验码是一种用于检测数据传输或存储过程中是否出现错误的技术。
以下是三种常见的校验码计算方法：
1. 奇偶校验(Parity Check):奇偶校验是一种简单的校验码计算方法，它通过检查数据的奇偶性来判断数据是否正确。
如果数据的位数为奇数，则在末尾添加一个校验位，该位的值为0或1,取决于数据的最后一位是否为0。
如果数据的位数为偶数，则在末尾添加两个校验位，每个校验位的值都为0或1,取决于数据的最后一位是否为0。
2. 循环冗余校验(CRC):循环冗余校验是一种更复杂的校验码计算方法，它使用多项式除法和生成多项式来计算校验码。
生成多项式是一个固定长度的多项式，通常为2的n次方减1,其中n是数据位数的二进制表示中最高位的位置。
在计算校验码时，将数据与生成多项式进行异或运算，然后将结果取反并加到生成多项式的系数中。
最后得到的结果就是校验码。
3. 海明码(Hamming Code):海明码是一种基于循环冗余校验的纠错码，它可以在接收端检测到传输中的错误并进行纠正。
海明码使用多个校验位来表示数据，每个校验位都是一个独立的多项式。
在发送端，将数据和所有校验位一起发送给接收端。
接收端首先计算出所有校验位的值，然后将这些值与接收到的数据进行比较。
如果发现任何一位不匹配，则说明传输中出现了错误，接收端可以使用已知的纠错规则来纠正错误并重新发送正确的数据。
数据链路层技术中的错误检测与纠正方法
数据链路层技术是计算机网络中重要的一环，用于确保数据在物理介质上的可靠传输。
而错误检测与纠正方法是数据链路层技术中的关键部分，它能够帮助我们准确判断传输过程中是否出现了错误，并采取相应的措施进行纠正。
一、奇偶校验奇偶校验是最简单的一种错误检测方法，它通过在数据中加入一个校验位，使得数据中1的个数（或者0的个数）为奇数（或者偶数）。
在接收端，通过比较校验位和接收到的数据中1的个数，判断数据是否发生了错误。
这种方法适用于只能发现奇数位错误的场景，但对于多位错误的检测效果较差。
二、循环冗余校验（CRC）循环冗余校验是一种常见的错误检测方法，它通过对数据进行多项式除法来生成冗余校验码。
发送端将数据和冗余校验码一同发送，接收端通过对接收到的数据进行同样的多项式除法运算，如果余数为0，则认为数据传输正确。
但是，循环冗余校验无法进行纠正，只能检测错误，所以在实际应用中通常需要与其他纠错方法结合使用。
三、海明码海明码是一种常见的错误检测和纠正方法，它能够检测和纠正多位错误。
通过对数据进行编码，插入一定数量的冗余位，使得数据满足一定的校验规则。
发送端与接收端都知晓这个校验规则，在接收到数据后，通过比较接收到的数据和校验规则，可以检测出错误的位，并利用冗余位纠正这些错误。
海明码已经广泛应用于存储、通信等领域，具有较强的弥补错误能力。
四、前向纠错码（FEC）前向纠错码是一种能够在接收端纠正错误的编码技术。
发送端根据一定的纠错算法，对数据进行编码，然后发送给接收端。
接收端通过对接收到的数据进行解码，即使在接收到有部分错误的数据时，也能仍然能够正确恢复原始数据。
前向纠错码通常能够处理一定数量的错误位，但也存在着纠错能力限制的问题。
总结：数据链路层技术中的错误检测与纠正方法在保障数据传输可靠性方面起着重要作用。
奇偶校验、循环冗余校验能够发现错误，但不能纠正；海明码可以检测和纠正多位错误，是比较常用的方法；而前向纠错码在纠正错误方面具有更强的能力。
各种校验码校验算法分析
各种校验码校验算法分析校验码校验算法是一种用于数据传输或存储中验证数据完整性和准确性的技术，它能够检测出数据在传输或存储过程中是否发生了错误或损坏，从而确保数据的可靠性。
在实际应用中，校验码校验算法广泛应用于通信、网络传输、存储和数据处理等领域，其设计和选择对数据可靠性和安全性至关重要。
常见的校验码校验算法包括奇偶校验码、循环冗余校验码（CRC）、校验和、哈希校验码等。
下面将对这几种常见的校验码校验算法进行详细分析：1.奇偶校验码：奇偶校验码是最简单的一种校验码校验算法，它通过检测数据中的奇偶位来判断数据是否正确。
在奇偶校验中，通常规定数据中的位数为偶数个或奇数个，如果数据中出现奇数个1，则在校验位中加上1，使总的1的数量为偶数；如果数据中出现偶数个1，则在校验位中加上0，使总的1的数量仍为偶数。
在数据传输或存储中，接收方会通过比较校验位和数据位的和是否为偶数来判断数据的正确性。
奇偶校验码虽然简单易实现，但只能检测出奇数个错误位（例如一个错误的位），并不能检测出多个错误位或连续错误的情况。
因此，奇偶校验码一般用于对数据传输的基本错误进行检测。
2.循环冗余校验码（CRC）：CRC是一种基于多项式除法的校验码校验算法，它通过对数据进行特定的多项式运算来计算出校验码。
接收方在收到数据后，也会对数据进行相同的多项式运算，然后比较计算出的校验码与发送方发送的校验码是否一致，从而判断数据是否正确。
CRC校验码具有较高的检错能力和容错率，能够有效地检测出多个位错误和定位错误的位置，因此广泛应用于计算机网络传输、磁盘存储、通信协议等领域。
3.校验和：校验和是一种简单的校验码校验算法，它通过对数据中所有位进行求和操作来计算出校验码。
接收方在接收到数据后，也会对数据进行相同的求和操作，然后比较计算出的校验和与发送方发送的校验和是否一致，从而判断数据是否正确。
校验和算法比较简单，计算速度较快，但只能检测出简单的错误情况，对于复杂的错误或多位错误检测能力有限。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
曼彻斯特编码
差错控制和流量控制（1）
确保可靠传输
反馈确认 超时重传 帧编号（区分原始帧和重传帧）
流量控制
基于反馈的流量控制 基于速率的流量控制（限制发送方传输数据的速率）
流量控制
流量控制（Flow Control） 决定帧在什么时候可以或不可以被发送，什么时 候这些帧可以被第二次发送。 确保帧能够精确和有序地到达目的地。 典型情况下，流量控制是发送方、接收方某些连 续层次的多个实体交互作用的结果，例如OSI模 型中数据链路层和网络层的交互关系。 流量控制也存在于较高层协议如TCP，实际上流 量控制存在于不同的模型以及不同的层之间。
成帧方法
字节计数法 字节填充的标志字节法 比特填充的标志比特法 物理层编码违例法
成帧方法-字节计数法
成帧方法--标志字节填充法（1）
以特殊字符表征帧的起始和结束，并以 一个专门字段来标明帧内的字节数。
典型实例是DEC公司的数字数据通信报
协
议
DDCMP（Digital
Data
Communications Message Protocol）。
透明传输策略：“0”插入法
帧首
数据
帧尾
01111110
01111101101111100
填充位 “0”比特插入删除技术
01111110
成帧方法-物理层编码违例法
借用一些违法编码序列来定界帧的起始与终止， 局域网IEEE 802标准中就采用了这种方法。违 法编码法不需要任何填充技术，便能实现数据 的透明性。
成帧方法-标志字节填充法（2）
用特殊的字符作为帧头和帧尾，起始字符 DLE STX，结 束字符DLE ETX，接收方一旦丢失了帧信息，只要查找 DLE STX就可重新确定帧边界。字符填充局限于8位字符 和ASCII字符传送。 透 明 传 输 策 略 ： 当 数 据 中 含 有 DLE 时 ， 在 DLE 前 面 加 上 DLE
检错纠错的基本原理
在被传送的信息中附加一些冗余信息，使信息传 输码元和冗余传输码元两者之间建立某种校验监督 关系，当传输过程产生错误时，在接收端可利用监 督关系进行检测并予以纠正。这种检纠错的能力是 用信息量的冗余度来换取的。
码距和检纠错能力的关系 编码效率
码距和检纠错能力的关系
码重：指码字中非零码元的数目，即“1”的 个数。码字（C表示）由许多码元组成，码 字中码元的个数称为码长（n表示）。
纠错码
4种不同的纠错编码 海明码 二进制卷积码 里德所罗门码 低密度奇偶效验码
纠错码---海明码
设计一种编码方案 每个码字有m个报文位和r个校验位，n=m+r,可以纠正所有 的单个错。 共有2n种符号表示。 其中合法报文（2m个） 任意一个合法报文，发生单个错（n位中的任一位都有可 能），可能造成n个与合法报文的距离是1的非法码字 因此编码方案中，n必须满足 （n+1）2m<=2n
码距：也称海明距离（Hamming distance ），是一个码组中任意两码字之间对应位上 码元取值不同的数目。用d表示，即
n 1
d (ci , c j ) (cip c jp ) p0
意义—任意两个码字的海明距离为d,则需要d个一位错误 才能将一个码字变成另一个码字。
编码方案的检错和纠错能力与海明距的关系
数据链路层的服务与功能（2）
路由器的数据链路层示意
数据链路层的服务与功能（3）
3种可能的服务
无确认无连接—当错误率很低,恢复留给高层,对实时通信 很适合.绝大多数局域网采用，以太网
有确认无连接—每一帧都要独立确认，超时重发,使用于 不可靠信道,如无线系统，WiFi
有确认有连接—建立连接（初始化变量和计数器）、传 输一个或多个帧、释放连接。为网络层进程提供了可靠 的位流.
差错控制方法
利用检纠错码进行差错控制的常用方式 自动请求重发（ARQ）方式 前向纠错（FEC）方式 混合纠错（HEC）方式
自动请求重发（ARQ）方式
发送端发送出可以发现错误的码字 接收端译码,若检测到错误，则主动向
发送端发出请求，要求重发以便纠错。
这种系统要求有反馈信道且发送端和接收 端都有缓存器。
为了检测d个错误，需用距离为d+1的编码方案 ，因为d个1位错误不可能将一个有效码字变成另 一个有效码字。接收到无效码字，就知道发生了 传输错误。 为了纠正d个错误，需要一个距离为2d+1的编 码方案，即使发生了d位错误，还是原来的码字 离它最近。从而可以唯一的确定原来的码字。
若码组中用于纠t个错，同时检e个错，则距离 d≥e+t+1，其中e>t
同步字符
帧首
数据
帧尾
传输帧 SYNETX
填充字符 字符填充
成帧方法 --PPP协议采用字节填充方案
成帧方法--标志位填充法
帧的起始和结束都用一个特殊的位串 “01111110”，称为标记（flag）。在面向二进 制位的同步串型通信中常使用带位填充的首尾标 志格式，如HDLC 。
第3章 数据链路层
数据链路层的服务与功能 成帧方法 差错控制与流量控制 差错检测和纠正 基本数据链路层协议--滑动窗口机制 数据链路层协议实例
数据链路层的服务与功能（1）
使用物理层提供的服务在通信信道上发送和接收比特。完成 功能包括：
向网络层提供一个定义良好的服务接口 处理传输错误 调节数据流，确保慢速的接收方不会被快速的发送方淹没
正错误； 在错码较多、超出纠正能力但尚能检测时，
采用自动请求重发方式，请求发送端重传，直 到正确接收为止。
该方式大大提高了通信的可靠性。
差错检测和纠正
前向纠错（FEC）利用纠错码 反馈重传 利用检错码 纠错码的冗余量>检错码的冗余量
对信道质量较好的有线链路一般都用检错码 对信道质量较差的无线链路采用纠错码 纠错码出现在物理层、链路层和高层多个层次 检错码更是经常应用于链路层、网络层和传输层
前向纠错（FEC）方式
发送端发出的码字是具有一定纠错能力的码字。 接收端译码后不仅可以发现错码，而且能够判断
错码所在的位置并自动纠正。
这种方法不需反馈信道，实时性好，传输效率较 高，但纠错编码方法和设备较复杂。
混合纠错（HEC）方式
结合使用ARQ方式和FEC方式。 在传输错码较少且接收端能纠正时，自动纠