差错控制的基本方式有哪些?差错控制有哪些分类?
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差错控制已经成功地应用于卫星通信和数据通信,极大程度的保障了正确性。为增进大家对差错控制的认识,本文将对差错控制、差错控制的基本方式和差错控制的分类予以介绍。如果你对差错控制具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。
一、什么是差错控制
差错控制在数字通信中利用编码方法对传输中产生的差错进行控制,以提高传输正确性和有效性的技术。差错控制包括差错检测、前向纠错(FEC)和自动请求重发;(ARQ)。
根据差错性质不同,差错控制分为对随机误码的差错控制和对突发误码的差错控制。随机误码指信道误码较均匀地分布在不同的时间间隔上;而突发误码指信道误码集中在一个很短的时间段内。有时把几种差错控制方法混合使用,并且要求对随机误码和突发误码均有一定差错控制能力。
一种保证接收的数据完整、准确的方法。因为实际电话线总是不完善的。数据在传输过程中可能变得紊乱或丢失。为了捕捉这些错误,发送端调制解调器对即将发送的数据执行一次数学运算,并将运算结果连同数据一起发送出去,接收数据的调制解调器对它接收到的数据执行同样的运算,并将两个结果进行比较。如果数据在传输过程中被破坏,则两个结果就不一致,接收数据的调制解调器就申请发送端重新发送数据。
二、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。
(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。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。
对于不同类型的信道,应采用不同的差错控制技术,否则就将事倍功半。
反馈纠错可用于双向数据通信,前向纠错则用于单向数字信号的传输,例如广播数字电视系统,因为这种系统没有反馈通道。
三、差错控制分类方法
差错检测是差错控制的基础。能纠错的码首先应具有差错检测能力,而只有在能够判定接收到的信号是否出错才谈得上是否要求对方重发出错消息。具有差错检测能力的码不一定具有差错纠正能力。由于差错检测并不能提高信道利用率,所以主要应用于传输条件较好的信道上做为误码统计和质量控制的手段。
自动请示重发ARQ和前向纠错FEC是进行差错控制的两种方法。
在ARQ方式中,接收端检测出有差错时,就设法通知发送端重发,直到正确的码字收到为止。ARQ方式使用检错码,但必须有双向信道才可能将差错信息反馈到发送端。同时,发送方要设置数据缓冲区,用以存放已发出的数据以便于重发出错的数据。
在FEC方式中,接收端不但能发现差错,而且能确定二进制码元发生错误的位置,从而加以纠正。FEC方式使用纠错码,不需要反向信道来传递请示重发的信息,发送端也不需要存放以务重发的数据缓冲区。但编码效率低,纠错设备也比较复杂。
差错控制编码又可分为检错码和纠错码。
检错码只能检查出传输中出现的差错,发送方只有重传数据才能纠正差错;而纠错码不仅能检查出差错而且能自动纠正差错,避免了重传。
一般的检错码有:奇偶校验码、循环冗余码。
在实际通信网中,往往在不同的应用场合采用不同的差错控制技术。前向纠错主要用于信道质量较差、对传输时延要求较严格的有线和无线传输当中;差错检测往往用于传输质量较高或进行了前向纠错后的通路的监测管理之中>自动请求重发则多用于象计算机通信等对时延要求不高但对数据可靠性要求非常高的文件传输之中。
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