数据通信与网络09-错误检测与纠正-3
通信技术中的错误检测和纠正方法
通信技术中的错误检测和纠正方法在现代高速通信领域中，信息的准确传输至关重要。
然而，在数据传输过程中，由于噪声、干扰和其他因素的存在，数据中可能会出现错误。
为了保证数据的完整性和可靠性，在通信技术中使用了错误检测和纠正方法。
本文将介绍一些常用的错误检测和纠正方法，包括奇偶校验、循环冗余校验（CRC）和海明码。
首先，奇偶校验是一种简单但有效的错误检测方法。
在奇偶校验中，每个数据字节的最后一位被用来表示该字节中1的个数是奇数还是偶数。
例如，如果一个数据字节中有奇数个1，则该字节的最后一位为1，否则为0。
在接收端，接收到的数据将被重新计算奇偶校验位，并与发送端发送的奇偶校验位进行比较。
如果两者不一致，则说明数据在传输过程中发生了错误。
然而，奇偶校验只能检测错误，而无法纠正错误。
为了解决这个问题，循环冗余校验（CRC）被广泛应用于通信技术中。
CRC使用多项式除法来生成一个校验码，该校验码与发送的数据一起传输。
在接收端，接收到的数据经过同样的多项式除法，并将生成的校验码与发送端发送的校验码进行比较。
如果两者一致，则数据传输没有错误。
如果校验码不一致，则说明数据在传输过程中发生了错误。
CRC 能够检测和纠正多个位的错误，而且具有较低的错误率。
除了CRC，海明码是另一种常用的错误检测和纠正方法。
海明码是一种有冗余位的错误检测和纠正编码技术。
在发送端，数据通过添加冗余位来构建海明码。
这些冗余位表示了数据位中的硬错误，并用于纠正错误。
在接收端，接收到的数据经过海明码检验，如果有错误被检测到，接收端将使用海明码中的冗余位来识别和纠正错误。
海明码可以纠正单个位的错误，并能检测和纠正多个位的错误。
总结来说，在通信技术中，错误检测和纠正方法起到了保证数据传输可靠性的重要作用。
奇偶校验是一种简单但有限的错误检测方法，可以检测错误但无法纠正错误。
循环冗余校验（CRC）通过生成校验码来检测和纠正多个位的错误，具有较低的错误率。
而海明码则是一种冗余编码技术，能够纠正单个位的错误，并能检测和纠正多个位的错误。
通信协议中的错误检测与纠正技术
通信协议中的错误检测与纠正技术在通信领域中，错误检测与纠正技术起着至关重要的作用。
由于传输媒介的限制或设备的故障，通信过程中可能会出现数据传输错误。
为了确保数据能够正确可靠地传输，通信协议中引入了错误检测与纠正技术。
本文将详细介绍通信协议中常见的错误检测与纠正技术及其步骤。
一、奇偶校验奇偶校验是一种简单但常用的错误检测技术。
它通过统计数据传输位中1的个数来确定校验位的值，从而实现错误检测功能。
步骤：1. 发送方根据数据位的值计算出校验位的值（奇数校验时校验位为1的个数为奇数，偶数校验时校验位为1的个数为偶数）。
2. 发送方将原始数据和校验位组合后发送给接收方。
3. 接收方根据接收到的数据和校验位计算出校验位的值，并与接收到的校验位进行比较。
4. 如果接收方计算出的校验位与接收到的校验位不一致，则说明传输过程中发生了错误。
二、海明码海明码是一种常用的错误检测和纠正技术。
通过添加冗余信息来检测和纠正数据传输中的错误。
步骤：1. 发送方将需要传输的数据分成若干组，并按照海明码规则，添加冗余位。
2. 发送方将带有冗余位的数据发送给接收方。
3. 接收方根据接收到的数据进行海明码计算，提取冗余位。
4. 如果计算出的冗余位与接收到的冗余位不一致，则说明传输过程中发生了错误，并进行纠正。
5. 如果无法纠正错误，接收方将请求发送方重新发送数据。
三、循环冗余校验（CRC）循环冗余校验是广泛应用于计算机网络和存储设备中的错误检测技术。
它通过在发送方和接收方之间进行多项式的运算来检测和纠正数据传输中的错误。
步骤：1. 发送方根据多项式生成循环冗余校验码，并将校验码附加到数据帧后面。
2. 发送方将带有循环冗余校验码的数据帧发送给接收方。
3. 接收方根据接收到的数据帧和多项式进行除法运算，并计算出余数。
4. 如果余数为0，则说明传输过程中没有错误发生；如果余数不为0，则说明传输过程中发生了错误，并进行纠正。
5. 如果无法纠正错误，接收方将请求发送方重新发送数据。
通信电子中的数字信号差错检测与纠正技术
通信电子中的数字信号差错检测与纠正技术随着数字通信技术不断地发展和完善，数字信号的传输效率和信道容量得到了大幅提升，然而，数字信号在传输过程中仍然会出现各种差错，这些差错使得数字信号无法被准确地恢复。
为了解决这一问题，通信电子领域中涌现出了一种技术，即数字信号差错检测与纠正技术。
数字信号差错检测有什么作用？数字信号差错检测是一种能有效检测数字信号在传输过程中发生错误的技术。
其可以在接收端检测到从发送端到接收端之间出现的差错，从而对这些差错进行纠正。
数字信号差错检测可以检测出位错、帧错、跳变、噪声等一系列的问题，为保证数字信号的传输质量提供了保障。
关于数字信号差错检测的原理数字信号差错检测的原理主要是通过在发送端增加一些冗余信息来实现的。
这些冗余信息也被称为检验位，用于检测数据的正确性。
一旦接收到发生错误的数字信号，接收端就可以根据检验位的信息推测出数字信号存在错误的区域，并进行差错纠正操作。
目前，数字信号差错检测技术主要有以下几种：1. 奇偶校验码(Error Detection Code)奇偶校验码是在传输数据所对应的代码后，再增加一位“校验位”，校验位的值取决于实际数据中1的数量，如果实际数据中1的数量是偶数，则校验位设为0；否则设为1。
接收端在接受到数据之后，会对数据的每一个位和校验位进行比对，如果发现不匹配的情况，则说明发生了差错。
2. 循环冗余校验码(Cyclic Redundancy Check)循环冗余校验码是在传输数据中附加几个冗余位，然后对这些数据进行CRC算法的计算，将余数附加到数码流（即帧）中。
接收端接收到帧时，同样进行CRC计算，比较结果来判断帧是否在传输过程中发生了差错。
3. Hamming码(Error Correction Code)大多数检错方法只能检测错误，无法进行纠正。
但是，Hamming码是一种可以纠正单字节差错的方法。
Hamming码的核心在于利用冗余位与数据位之间的对应关系，可以通过比对冗余位和数据位的关系，来纠正位错。
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。
通信技术中的错误检测与纠正技术
通信技术中的错误检测与纠正技术在日常生活中，我们不可避免地与通信技术打交道。
从电话通话到上网冲浪，通信技术的发展使得人们可以更加便捷地进行沟通和信息交流。
然而，由于电磁干扰、传输介质噪声以及硬件故障等因素的存在，通信过程中难免会出现错误。
为了解决这个问题，通信技术中使用了错误检测与纠正技术，确保数据的可靠传输。
错误检测是一个重要的通信技术领域，其目的是通过检测数据传输中的错误，提供可靠的数据传输服务。
常见的错误检测技术包括循环冗余校验（CRC）和奇偶校验。
循环冗余校验是一种广泛用于数据通信的具有强大检错能力的技术。
它的原理是在发送端将数据进行循环冗余校验编码，添加一定数量的冗余位，然后发送给接收端。
接收端在接收到数据后，也进行相同的计算，将计算得到的结果与发送端传输的冗余位进行比较。
如果结果一致，说明数据传输没有错误；如果不一致，则说明数据传输过程中出现错误，需要重新传输。
奇偶校验是一种简单而常用的错误检测技术。
它的原理是在每个传输的数据位后添加一个校验位，使得数据位和校验位的总数为奇数或偶数。
接收端在接收到数据后，再次计算数据位和校验位的总和。
如果结果为奇数，则说明数据传输过程中出现错误；如果结果为偶数，则说明数据传输没有错误。
除了错误检测技术，通信技术还使用了纠正技术，能够检测出错误，并在一定的程度上改正这些错误。
纠正技术主要包括海明编码和重试机制。
海明编码是一种有很强纠错能力的编码方法，广泛应用于存储和通信系统中。
它通过增加冗余编码位实现错误检测和纠正。
发送端在发送数据之前，根据一定的规则对数据进行编码。
接收端在接收到数据后，根据规定的规则对数据进行解码。
如果发现数据有错误，接收端可以通过纠错编码位来纠正错误。
重试机制是一种通过重新发送数据来纠正错误的技术。
在通信过程中，如果检测到有错误发生，接收端可以向发送端发送一个请求，要求重新发送数据。
发送端接收到请求后会重新发送数据，直到接收端正确接收为止。
数据链路层错误检测与纠正
D->8,9,10,11,12。
3)把线性码位的值的偶校验作为冗余码的值( 设冗余码初值为0)： A=∑(0,1,1,0,1,0)=1
“无差错接受”是指：“凡是接受的帧（即不包括 丢弃的帧），我们都能以非常接近于 1 的概率认 为这些帧在传输过程中没有产生差错”。
也就是说：“凡是接受的帧都没有传输差错”（有 差错的帧就丢弃而不接受）。
要做到“可靠传输”（即发送什么就收到什么）就 必须再加上确认和重传机制。
海明码的实现和特点
检测出差错
只要得出的余数 R 不为 0，就表示检测 到了差错。
但这种检测方法并不能确定究竟是哪一 个或哪几个比特出现了差错。
一旦检测出差错，就丢弃这个出现差错 的帧。
只要经过严格的挑选，并使用位数足够 多的除数 P，那么出现检测不到的差错 的概率就很小很小。
应当注意
仅用循环冗余检验 CRC 差错检测技术只能做到 无差错接受(accept)。
帧检验序列 FCS
在数据后面添加上的冗余码称为帧检验 序列 FCS (Frame Check Sequence)。
循环冗余检验 CRC 和帧检验序列 FCS 并不等同。
CRC 是一种常用的检错方法，而 FCS 是 添加在数据后面的冗余码。
FCS 可以用 CRC 这种方法得出，但 CRC 并非用来获得 FCS 的惟一方法。
设S2=S1=S0=0,由监督关系式得： a2=a4+a5+a6=1 a1=a3+a5+a6=0 a0=a3+a4+a6=1
通信技术如何进行错误检测与纠正
通信技术如何进行错误检测与纠正在现代社会中，通信技术的重要性日益凸显。
无论是在个人生活中的手机通话、互联网上的数据传输，还是企业间的远程会议、电子邮件等，准确高效地进行通信至关重要。
然而，在信息传输过程中可能会发生各种错误，如信号干扰、数据丢失等，这些错误可能会对通信产生严重的影响。
为了确保信息的准确传输，通信技术需要使用错误检测与纠正的方法。
错误检测是一种通过一定的方法，对传输过程中的信息进行监测，以确定是否存在错误的过程。
常见的错误检测方法包括纵向奇偶校验、循环冗余校验（CRC）等。
纵向奇偶校验是一种简单的错误检测方法，它通过对每个字节或字符中的位进行奇偶校验来检测错误。
具体来说，对于每个字节或字符，将其中的位进行奇偶校验，即统计其中1的个数，如果1的个数是奇数，则为奇校验；如果1的个数是偶数，则为偶校验。
在接收端，将接收到的信息进行校验，如果校验结果与发送端一致，则可以认为信息传输没有出错。
循环冗余校验（CRC）是一种更为常用的错误检测方法。
它通过对传输的数据进行除法计算生成一个余数，并将该余数添加到原始数据后面作为校验码一起传输。
接收端在接收到数据后，对其进行再次除法运算，如果余数为0，则说明数据没有出错。
除了错误检测，通信技术还需要使用错误纠正的方法来自动修复错误的信息。
常见的错误纠正方法包括海明码和重传机制。
海明码是一种通过编码技术来实现错误纠正的方法。
它通过在原始数据中添加额外的冗余信息，使得接收端在接收到数据后能够检测并修复其中的错误。
海明码的原理是通过对数据进行分段，每段添加一定数量的冗余位，使得接收端可以根据这些冗余位的变化来确定并纠正错误。
海明码具有较高的错误纠正能力，可以在传输过程中纠正多达两位的错误。
重传机制是常用的错误纠正方法之一。
它通过在数据传输过程中引入确认和重传的机制来修复错误。
具体来说，发送端在传输每个数据包后会等待接收端的确认信息，如果接收端没有收到正确的数据包，就会发送一个请求重传的信息给发送端，然后发送端会重新发送丢失或错误的数据包。
通信协议中的错误检测与纠正
通信协议中的错误检测与纠正随着通信技术的发展，我们越来越依赖于各种通信协议来进行数据传输。
然而，由于传输过程中会遇到各种问题，如噪声、干扰等，数据传输的正确性成为一个重要的考虑因素。
为了保证数据传输的可靠性，通信协议中的错误检测与纠正技术应运而生。
本文将介绍一些常见的错误检测与纠正技术，并分析它们的优缺点。
1. 奇偶校验奇偶校验是最简单的错误检测技术之一。
它基于一个简单的原理：在每个数据块中添加一个奇偶位，使得整个数据块中的1的个数为偶数或奇数。
接收方在接收到数据后，重新计算奇偶位，如果接收到的奇偶位与重新计算得到的奇偶位不一致，则说明数据出现了错误。
优点：简单、易实现；缺点：只能检测出奇数个位错误，无法纠正错误。
2. 循环冗余校验（CRC）CRC是一种流行的错误检测技术，广泛应用于计算机网络和存储系统中。
CRC 通过在数据块的末尾添加一组校验位，使得整个数据块在传输过程中不断被除以一个固定的多项式进行“除法”。
接收方在接收到数据后，同样对接收到的数据块进行除法运算，如果余数为0，则说明数据没有出现错误。
优点：能够检测出大部分错误，并且纠正出现错误的位置；缺点：CRC的效率和纠错能力受多项式的选择和数据块长度的影响。
3. 海明码（Hamming Code）海明码是一种可以纠正错误的编码技术。
它通过将数据块进行编码，添加冗余位来检测和纠正错误。
编码过程中，对于每个数据位，会根据一定规则计算出冗余位的值。
在接收端，通过计算冗余位和数据位的奇偶性，可以检测出错误的位置，并进行纠正。
优点：能够纠正多个位的错误，并具有较高的纠错能力；缺点：相比于其他技术，海明码的编解码复杂度较高。
4. 奇偶校验矩阵奇偶校验矩阵是一种检测和纠正错误的高级技术。
它通过对数据进行编码，并构建一个奇偶校验矩阵，用于检测和纠正错误。
在接收方，通过对接收到的数据和奇偶校验矩阵进行矩阵乘法，可以检测出错误的位置，并进行纠正。
优点：能够检测和纠正多个位的错误，并具有较高的纠错能力；缺点：奇偶校验矩阵的构建和矩阵乘法运算复杂度较高。
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Their presence allows the receiver to detect or correct corrupted bits.
9.2.1 Redundancy
Using redundant bits to check the accuracy of a data unit
9.2.1 Redundancy
9.1.3 Burst error
突发差错大多发生在串行传输时。
～通常噪声持续时间比位持续时间长，这就是说当噪声影 响数据时就会影响一组比特。 影响的位数依赖于数据速率和噪声持续时间。
例如，如果发送数据速率是1Kbps ,1/100s的噪声将影 响10个比特;如果速率是1Mbps，同样的噪声影响10000性质： 1、不被x除尽； 2、可被x+1除尽。
第一个条件保证检测出所有长度等于多项式阶数的 突发差错；第二个条件保证检测出所有影响奇数位 的突发差错。
9.2.4.4 Polynomials(多项式)
高性能多项式所需具备的特性： 1、至少包含两项； 2、x0项的系数应该是1； 3、应该不能整除xt+1(t为2到n-1之间)； 4、应该有因子x+1。
9.2.4 Cyclic Redundancy Check (CRC)
CRC generator and checker
9.2.4 Cyclic Redundancy Check (CRC)
在循环冗余校验中使用的冗余比特是将数据单元除以一 个预定的除数后产生的，余数就是循环冗余校验码(CRC 码)。 只有以下两个特性的CRC码才是合法的: 必须比除数至少少一位；
A multiple-bit error is when two or more nonconsecutive(不连续的) bits in the data unit have changed.
9.1.3 Burst error
A burst error means that two or more consecutive (连续的) bits in the data unit have changed.
It can detect multiple-bit or burst error only if the total number of errors is odd.
9.2.2 VRC (Vertical Redundancy Check)
Even parity VRC concept
9.2.3 LRC (Longitudinal Redundancy Check)
例如有两个数据单元11110000 以及11000011。如果在 每个数据单元的第一个和最后一个位臵的比特被改变， 将数据单元变成01110001和01000010，那么LRC就无法 检测出这些差错。
9.2.4 Cyclic Redundancy Check (CRC)
The third and most powerful of the redundancy checking techniques is the CRC. Unlike VRC and LRC which based on addition, CRC is based on binary division. 在CRC中，在数据单元末尾附加一串冗余比特，称作循环冗余 校验码或循环冗余校验余数，使得整个数据单元可以被另一 个预定的二进制数所整除。 到达目的地后，用同一个数去除整个数据单元。如果不产生 余数，则认为数据单元是完整正确的，从而接受该数据单元； 有余数意味着数据单元被破坏，因此拒绝接受该数据单元。
9.2.3 LRC (Longitudinal Redundancy)
LRC (Longitudinal Redundancy)
(data unit)
(纵向冗余校验码)
9.2.3 LRC (Longitudinal Redundancy)
LRC enormously increases the likelihood of detecting multiple-bit and burst errors. However, there is one pattern of errors that remains elusive.
9.1 Types of Errors
Whenever bits flow from one point to another, they are subject to unpredictable changes because of interference.
9.1.1 Single-bit error
A better approach is the two-dimensional parity check. In this method, the data word is organized in a table (rows and columns).
在纵向冗余校验中，将一个数据块划分成几行，并将校 验位组成的冗余行添加到整个数据块中。
9.2.4.1 Reliability
CRC will detect all possible errors except those that change the bit value of a block of code by exactly the value of the divisor. Popular CRC divisors use 13,17, and 33 bits, bringing the likelihood of an undetected error almost to zero.
在附加到数据串末尾后必须形成可以被除数整除的比特 序列。
9.2.4 Cyclic Redundancy Check (CRC)
The process of deriving the CRC:
Step 1: a string of n bits 0s is appended to the end of the data unit. (The number n is one less than the number of bits in the predetermined divisor, which is n+1 bits.) Step 2: the newly elongated data unit is divided by the divisor using a process called binary division. (The remainder resulting from this division is CRC.) Step 3: The CRC of n bits derived in step 2 replaces the appended 0s at the end of the data unit.
If two bits in one data unit are damaged and two bits in exactly the same positions in another data unit are also
damaged, the LRC checker will not detect an error.
Four types of redundancy checks are used in data communications.
VRC (Vertical Redundancy Check, 垂直冗余校验) LRC (Longitudinal Redundancy, 纵向冗余校验) CRC (Cyclical Redundancy Check, 循环冗余校验)
A single-bit error is the same for us as a burst error.
9.2.1 Redundancy
The central concept in detecting or correcting errors is redundancy. To be able to detect or correct errors, we need to send some extra bits with our data. These redundant bits are added by the sender and removed by the receiver.
Checksum(校验和)
VRC、LRC、CRC在物理层实现，数据链路层使用；校验和应用于 更高的OSI层次。
9.2.2 VRC (Vertical Redundancy Check)
VRC(垂直冗余校验)often called parity check (奇偶 校验): odd parity or even parity In this technique, a redundant bit, called a parity bit(校验位), is appended to every data unit so that the total number of 1s in the unit become either even or odd. VRC can detect all single-bit errors.
9.2.4.4 Polynomials(多项式)
The relationship of a polynomial to its corresponding binary representation:
Chapter 9 ERROR DETECTION AND CORRECTION