知识点7-1 差错控制方式.
合集下载
自考计算机网络原理典型题(卷子)
自考计算机网络原理典型题（卷子）《计算机网络原理》计算应用题一、数据通信技术（1）知识点1．数据传输速率（比特率）的定义及公式：每秒传输的二进制位数。
r=1/t*log2n（1）按nyquist定理最小管制的数据速率就是多少？（2）若信噪比为30db，按shannon定理最大限制的数据速率是多少？5．设立利用12mhz的取样频率对信号展开取样，若定量级为4，先行排序表面化并无噪声信道中的数据传输速率和所需的信道频宽。
（建议写下排序过程）对于带宽为4khz的语音信号，采用量化级为128的脉码调制编码，问所产生的二进制位起码要用多n如果在信道上发送一比特二进制信号所需时间位0.05ms，那么通信信道的数据传输速率为__________。
2、码元速率（信号传输速率、调制速率、波特率）的定义及公式：b=1/tr=b*log2信号传输速率为1200baud，每个码元可行4种线性状态，该信号的数据传输速率为__________。
3、奈奎斯特公式：b=2hc=2h*log2n每赫兹带宽的理想低通信道的最高码元传输速率为每秒__________个码元。
普通电话线路带宽约3khz，则码元速率极限值为_________。
4、香农公式：c=h*log2(1+s/n)分贝公式：10log10(s/n)10lgs/n5、取样定理：取样频率大于等同于信号频率的2倍。
6、数据编码的三过程：取样、定量、编码7、量化与编码位数的关系：量化级别=以2为底编码位数次幂8、调幅、调频、调相小传输速率的信道就可以传输？设信号的采样量化级为256，若要使数据传输速率达到64kbps，试计算出所需的无噪声信道的带宽和信号调制速率。
(要求写出计算过程)使用脉码调制方法对模拟信号展开编码，每次取样采用256个定量级展开定量，若数据传输速率为64kbps，那么每秒钟取样的次数就是多少次？6.采用8种相位，每种相位各有4种幅度的pam调制方法，问在2400波特的信号传输速率下，能达到的数据传输率是多少?某调制解调器同时采用幅移键控和相移键控，使用0、兀/2、兀和3/2兀四种增益，每种增益又都存有两个相同的幅值，反问在波特率为1200的情况下数据速率就是多少？设有一调制解调器波特率为9600baud，采用pam调制技术，共有6种相位，其中2种相位每个相位各有2个幅度，则数据传输速率为多少？当采用1位校验位、2位停止位、8位数据位的异步传输时，该调制解调器的有效速率为多少？第1页共9页（2）典型题1．对于频宽为6mhz的信道，若用8种相同的状态则表示数据，在不能考量热噪声的情况下，该信道每秒最多能传送的位数为多少？若电视信道的带宽为6mhz，假定无噪声并使用4电平的数字信号，每秒钟能发送的比特数不会超过多少？2．对于频宽为3khz的信道，若存有8种相同的物理状态去则表示数据，信噪比为20分贝，反问按奈斯特定理最大限制的数据速率是多少？3．若要在一条50khz的信道上传输1.544mbps的之下载波，信噪比至少为多少？4．对于带宽为3khz的信道，若有8种不同的物理状态来表示数据，请问：二、曼彻斯特与三种技术（1）知识点1、标准曼彻斯特：滑动在中间，0、1看看前半；差分曼彻斯特：翻转在中间，0、1看起点，有跳是0，无跳是12、三种调制技术：调频：0低频，1高频；调幅：0无幅，1有幅；皮斯基：00二者，1180°3、三种复用技术：频分多路复用、时分多路复用和波分多路复用技术的同时实现条件及工作原理。
HARQ技术简介
•2021/6/7
•3
差错控制技术简介
差错控制编码的种类有很多，大体上分为2种： 检错码和纠错码。
检错码是在接收端根据监督关系进行检查，并发 现错误。纠错码是在接收端除发现错误外，还能进 行自动纠正错误。
常见的检错码：恒比码、奇偶校验码， CRC码。在纠错码中应用最广泛的是代数码， 它包括线性分组码、循环码、BCH码。
以上分析说明：HARQ和FEC更适 图3 ARQ 、FEC、type-I HARQ的吞吐量对比
应无线信道多径衰落的情况。在信道
状态较好的状态下，三者的吞吐量性
能差别不大。
•2021/6/7
•22
•2021/6/7
•23
特点：
第一类HARQ在接收端不进行任何合 并，每次收到的数据包直接译码。这 种方法信令开销小，解码简单。对传 错的数据帧只是单纯的丢弃，没能充 分利用其中的有用信息。
•2021/6/7
•13
HARQ定义及过程
第二类HARQ：
又称为完全增量冗余（IR）的重传机制。这种机制下，错误的数据 包不会被丢弃，而是在接收端先缓存起来，与重传的数据包进行合 并之后再进行解码。
相比第一类HARQ，实现第二类HARQ需要更多的存储器，结构 复杂，但对于吞吐量的改善明显。
•2021/6/7
•15
HARQ定义及过程
第三类HARQ： 是完全增量冗余重传机制(IR)的改进。在该机制中，每次的重传 是可以自行解码的，这一点与第二类HARQ不同。对于每次发送 的数据包采用互不删除方式，各个数据包既可以单独译码，也可 以合成一个具有更大冗余信息的编码包进行合并译码。
•2021/6/7
•9
差错控制技术简介
FEC（前向纠错）
几种简单的差错控制编码
常用
二维奇偶监督码（矩阵码）
生成规则： 许用码组写成一行（包括信息码和1 位监督码）， 设共有m 行。第 m+1 行为按列增加的监督码。（构成 监督码行）
3
例：二维偶数监督码
按行
a2 a1 a0 000
输入， 0 1 1
按列 1 0 1
a a 1 n1
1 n2
a01
通式
a a 2 n1
2 n2
a0 组恰好可用来表示10个阿拉伯数字。用4位阿拉伯数字表示 一个汉字。
在无线电报通信中，广泛采用的是 7/3恒比码，这种码 组中总是有3个“1”。共有7!/(3！4!)=35种许用码组，它 们可用来代表26个英文字母及其他控制符号。
上页7
5）方阵码除了在行列上的错码都为偶数时，无法检测 外，其余均能检测
上页6
2.恒比码
在恒比码中，每个码组均含有相同数目的“1”(和“0”)。 这种码在检测时，只要判断接收码组中“1”的数目是否正 确，就能判断有无错误。
P286表8-1中的保护电码，每个码组的长度为5，其中恒 有3个“1”，称为5/3恒比码。用于我国的汉字电传编码。
输出 1 1 0
000
监督码
a a m n1
m n2
a0m
cn1 cn2
c0
1）设 测。
a1 n1
和 a01
发生错码，按行无法检测出有错，而按列可检
2）当 an11 a01 同时出错，则按行按列均不能检测出有错。
anm1 a0 m
3) 能检测突发性错码；适用于突发信道。
5
突发性错码
4）若仅一行有奇数个错码时，可通过列确定错码位置 并纠正。
通信原理
知识点：
第7章差错控制编码
第7章 差错控制编码
7.2.2 行列监督码（二维奇偶校验码）
行列监督码（又称二维奇偶校验码、方阵码），它是垂直奇 偶校验与水平奇偶校验的组合，其发现差错的能力很强。这 种码是将若干码字排列成矩阵，在每行和每列的末尾均加监 督码(奇监督或偶监督)。
例如
1100101100010100110001011000011001110101…… 为用户要发送的信息序列，现将每8个码元分成一 组编成方阵，对方阵的行与列都进行偶数监督，则 在发送端编成如表7-1所示的方阵。
息码为10101，码后的码字为1010110101； 当信息码有偶数个“1”时，则监督码是信息码的反码，如
信息码为11011，则编码后的码字为1101100100。
第7章 差错控制编码
监督码的解码规则如下：
解码时先将接收码组中信息码和监督码对应码位模2相加， 得到一个合成码。 若接收的信息码中有奇数个“1”，则此合成码就是检验 码； 若接收的信息码中有偶数个“1”，则校验码为合成码的 反码。 观察校验码中“1”的个数，就能判决信码是否有错并纠 正错误。
信道中差错的类型：
随机差错：由随机噪声导致，表现为独立的、稀疏 的和互不相关发生的差错。
突发差错：相对集中出现，即在短时段内有很多错 码出现，而在其间有较长的无错码时间段，例如由 脉冲干扰引起的错码或信道特性产生的衰落等。
第7章 差错控制编码
7.1.2 差错控制方式 常用的差错控制方式：
➢ 检错重发（ARQ）
7.1.3 纠错码的分类
1）按差错控制编码的功能分：检错码、纠错码 2）按信息码与监督码间的检验关系分：
线性码、非线性码 3）按信息码与监督码间的约束关系分：分组码、卷积码 4）按信息码的编码前后的形式分：系统码、非系统码 5）按信道差错类型分：随机纠错码、突发纠错码 6）按用于差错编码的数学方法分：
差错控制
3.1.4 差错控制编码原理
2．码重和码距的概念
（1）码重 在信道编码中，定义码组中非零码元的数目为码组的重量， 简称码重。 （2）码距与汉明距离 把两个码组中对应码位上具有不同二进制码元的个数定义为 两码组的距离，简称码距。 而在一种编码中，任意两个许用码组间的距离的最小值，称 为这一编码的汉明（Hamming）距离，用dmin来表示。
3.1 差错控制的基本概念
3.1.3 差错控制方式
2．前向纠错（FEC） 前向纠错（Forward Error Correcting，FEC）方式。前向纠 错系统中，发送端的信道编码器将输入数据序列按某种规 则变换成能够纠正错误的码，接收端的译码器根据编码规 律不仅可以检测出错码，而且能够确定错码的位置并自动 纠正。 这种方式的优点是不需要反馈信道，也不存在由于反复重 发而延误时间，实时性好。其缺点是要求附加的监督码较 多，传输效率低，纠错设备比检错设备复杂。
c2 = c6 ⊕ c5 ⊕ c4 c1 = c6 ⊕ c5 ⊕ c3 c = c ⊕ c ⊕ c 6 4 3 0
3.2 常用的差错控制编码
3.2.2 线性分组码及汉明码
（2）线性分组码的监督矩阵和生成矩阵
表3-5 （7，4）线性分组码的编码表
信息位 c6 c5 c4 c3 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 监督位 c2 c1 c0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 信息位 c6 c5 c4 c3 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 监督位 c2 c1 c0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1
信令系统：7号与1号信令
2014-9-30 4
市 话 接 续 信 令 传 送 流 程 图
挂机
2014-9-30
5
信令如何分类？
按信令使用的技术分：
1.带内信令：信令在话音频带内(300-3khz)传输
2.随路信令：与语音信息采用同一信道或通道传送的 信令。对于PCM30/32，随路信令占用TS16，每话路 信令用4bit码来表示。这样有什么问题？ 3.共路信令：是局间信令方式的一种，是将信令通路 和语音通路分开，将若干条话路的信令集中在一条专 用于传送信令的通道上传输，这条信令通道叫做信令 信道数据链路。
互控过程分为4拍进行：
1）发送端记发器发出一个前向信号。 2）接收端接收并识别前向信号后，立即回送一个后向信 号给发端，表示已收到该前向信号。
3）发端接收并识别后向信号后，立即停发前向信号，表 示后向信号已收到。
4）接收端识别出前向信号已停发，立即停发后向信号， 2014-9-30 发端识别到后向信号停发，就可发送下一个前向信号
2014-9-30 11
信 号 音 的 含 义 及 其 结 构 （ 一 ）
2014-9-30
12
信 号 音 的 含 义 及 其 结 构 （ 二 ）
2014-9-30
13
局间信令
我国正在使用的局间信令有两种：中国NO.1信令 (随路信令)和中国NO.7信令(共路信令)。 中国NO.1信令
包括线路信号/监视信号和记发器信号两部分。
多频编码方式：记发器信号可以分为前向信号(用于传 递地址和控制指示等信息)和后向信号(用于证实和控制)。 前向信号采用6选2的方式，可组成15种信号，后向信号 2014-9-30 18 采用4选2的方式，可组成6种信号。
市 话 接 续 信 令 传 送 流 程 图
挂机
2014-9-30
5
信令如何分类？
按信令使用的技术分：
1.带内信令：信令在话音频带内(300-3khz)传输
2.随路信令：与语音信息采用同一信道或通道传送的 信令。对于PCM30/32，随路信令占用TS16，每话路 信令用4bit码来表示。这样有什么问题？ 3.共路信令：是局间信令方式的一种，是将信令通路 和语音通路分开，将若干条话路的信令集中在一条专 用于传送信令的通道上传输，这条信令通道叫做信令 信道数据链路。
互控过程分为4拍进行：
1）发送端记发器发出一个前向信号。 2）接收端接收并识别前向信号后，立即回送一个后向信 号给发端，表示已收到该前向信号。
3）发端接收并识别后向信号后，立即停发前向信号，表 示后向信号已收到。
4）接收端识别出前向信号已停发，立即停发后向信号， 2014-9-30 发端识别到后向信号停发，就可发送下一个前向信号
2014-9-30 11
信 号 音 的 含 义 及 其 结 构 （ 一 ）
2014-9-30
12
信 号 音 的 含 义 及 其 结 构 （ 二 ）
2014-9-30
13
局间信令
我国正在使用的局间信令有两种：中国NO.1信令 (随路信令)和中国NO.7信令(共路信令)。 中国NO.1信令
包括线路信号/监视信号和记发器信号两部分。
多频编码方式：记发器信号可以分为前向信号(用于传 递地址和控制指示等信息)和后向信号(用于证实和控制)。 前向信号采用6选2的方式，可组成15种信号，后向信号 2014-9-30 18 采用4选2的方式，可组成6种信号。
第七讲 - 差错控制与差错检测v3
Deliver to upper 把正确帧 交给上层
r.seq==frame_expected
发送肯定确认
s.ack=1-frame_expected; to_physical_layer(&s);
Send ACK
to_network_layer(&); inc(frame_expected);
数据帧用交叉的0和1 表示 确认帧也用 ACK0/ACK1表示
丢弃ACK0 超时重发
F0
ACK1
F1
ACK0
损坏
F1
ACK0
R丢弃重 复帧
优点：实现简单 缺点：效率低
T
R
9
Copyright ©2015 YAN Wei. All rights reserved.
流量控制机制保证 传输双方能力上的 匹配。 差错控制将一条不 可靠的线路变得尽 可能可靠。
3
Copyright ©2015 YAN Wei. All rights reserved.
差错概述
正确传输
1
传输出错
1 2 1 2
丢失
2
1
3 3
time
3
2 3
停等式协议的实例1
协议2：基于理想化信道的传输控制
假设 信道不会出错 双方进行单工通信 接收方的缓冲区和处理能力都有限
from_network_layer(&buffer)：从网络层获得需要传输的数据 to_network_layer(&)：将收到的数据往上交给网络层 from_physical_layer(&r)：接收入境帧 to_physical_layer(&s)：发送一个帧 wait_for_event(&event)：等待event的发生
数字通信原理与技术(王兴亮)第 7 章 差错控制编码
第 7 章 差错控制编码
第 7 章 差错控制编码
7.1 概述 7.2 常用的几种简单分组码 7.3 线性分组码 7.4 循环码 7.5 卷积码 *7.6 网格编码调制
第 7 章 差错控制编码
7.1 概 述
7.1.1 信道编码
在数字通信中，根据不同的目的，编码可分为信源编码和
信道编码。信源编码是为了提高数字信号的有效性以及为了使
G [Ik Q ]
1 1 Q 1 0
1 1 1 0 T P 0 1 1 1
第 7 章 差错控制编码
7.3.3 伴随式(校正子)S
设发送码组A=［an-1,an-2,…,a1,a0］，在传输过程中可能发生 误码。接收码组B=［bn-1,bn-2,…,b1,b0 ］，则收发码组之差定义 为错误图样E， 也称为误差矢量， 即
为 0。此时，可以纠正单个错误，或者该码可以检出两个错误。
第 7 章 差错控制编码
码的最小距离d0 直接关系着码的检错和纠错能力；任
一(n,k)分组码，若要在码字内:
(1) 检测e个随机错误，则要求码的最小距离d0≥e+1; (2) 纠正t个随机错误， 则要求码的最小距离d0≥2t+1; (3) 纠正t个同时检测e(≥t)个随机错误，则要求码的最小
a n 1 a n 2 a 1 a 0 0
奇监督码情况相似， 只是码组中“1”的数目为奇数， 即 满足条件
a n 1 a n 2 a 0 1
而检错能力与偶监督码相同。 奇偶监督码的编码效率R为
R ( n 1) / n
第 7 章 差错控制编码
的恒比码，即每个码组的长度为 5，其中 3 个“1”。这时可能
第 7 章 差错控制编码
7.1 概述 7.2 常用的几种简单分组码 7.3 线性分组码 7.4 循环码 7.5 卷积码 *7.6 网格编码调制
第 7 章 差错控制编码
7.1 概 述
7.1.1 信道编码
在数字通信中，根据不同的目的，编码可分为信源编码和
信道编码。信源编码是为了提高数字信号的有效性以及为了使
G [Ik Q ]
1 1 Q 1 0
1 1 1 0 T P 0 1 1 1
第 7 章 差错控制编码
7.3.3 伴随式(校正子)S
设发送码组A=［an-1,an-2,…,a1,a0］，在传输过程中可能发生 误码。接收码组B=［bn-1,bn-2,…,b1,b0 ］，则收发码组之差定义 为错误图样E， 也称为误差矢量， 即
为 0。此时，可以纠正单个错误，或者该码可以检出两个错误。
第 7 章 差错控制编码
码的最小距离d0 直接关系着码的检错和纠错能力；任
一(n,k)分组码，若要在码字内:
(1) 检测e个随机错误，则要求码的最小距离d0≥e+1; (2) 纠正t个随机错误， 则要求码的最小距离d0≥2t+1; (3) 纠正t个同时检测e(≥t)个随机错误，则要求码的最小
a n 1 a n 2 a 1 a 0 0
奇监督码情况相似， 只是码组中“1”的数目为奇数， 即 满足条件
a n 1 a n 2 a 0 1
而检错能力与偶监督码相同。 奇偶监督码的编码效率R为
R ( n 1) / n
第 7 章 差错控制编码
的恒比码，即每个码组的长度为 5，其中 3 个“1”。这时可能
- 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)。
7.1.1 检错重
接收 端
1
发
从码 组2开始 重发 6 2 3 4 5 6 2 3 4 5 6 2 7 8 9 10 11 12 13 14 15
NAK 接收 端 1 2 3 4 5 (c)
重发 码组2 6 2 7 8 9 10 11 12
发现 错误
图7.2 ARQ差错控制系统工作原理
第7章
纠错编码
第7章 纠错编码
7.1 差错控制方式 7.2 纠错编码的基本原理
7.3 常用的简单编码
7.4 线性分组码
7.5 卷积码
习题与思考题
第7章
纠错编码
7.1 差错控制方式
常用的差错控制方式主要有三种： 检错重发（ARQ）、 前向纠错
（FEC）和混合纠错（HEC, ）。
发端 能够发现错误的码 应答信号 (a) 发端 可以发现和纠正错误的码 应答信号 (c) 收端 收端 发端 可以纠正错误的码 应答信号 (b) 收端
重发方式的折衷。
图7.1 差错控制方式的系统构成 (a) 检错重发； (b) 前向纠错； (c) 混合纠错
第7章
纠错编码
TW 发送 端 1 ACK TI 2 3 NAK 2 (a) TW 发送 端 1 2 3 4 5 NAK 接收 端 1 2 3 4 5 6 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3 发现 错误 码组 3
(a) 停发等候重发； (b) 返回重发； (c) 选择重发
第7章
纠错编码
7.1.2 前向纠错
在前向纠错系统中， 发送端经编码发出能够纠正错误的码， 接
收端收到这些码组后， 通过译码能自动发现并纠正传输中的错误。 前向纠错方式不需要反馈信道， 特别适合于只能提供单向信道的场 合。 由于该系统能自动纠错， 不要求检错重发， 因而具有延时小， 实时性好等特点。 7.1.3 混合纠错 混合纠错方式是前向纠错方式和检错重发方式的结合。 在这种 系统中， 发送端不但有纠正错误的能力， 而且对超出纠错能力的错 误有检测能力。 遇到后一种情况时， 通过反馈信道要求发送端重发 一遍。 混合纠错方式在实时性和译码复杂性方面是前向纠错和检错