2.9 差错控制

2.9.1 差错产生的原因与差错类型

传输差错是指通过通信信道后接收数据与发送数据不一致的现象。当数据从信源出发,由于信道总是有一定的噪声存在,因此在到达信宿时,接收信号是信号与噪声的叠加。在接 收端,接收电路在取样时刻荆断信号电平,如果噪声对信号叠加的结果在最后电平判决时出 现错误,就会引起传输数据的错误。

信道噪声分为热噪声与冲击噪声两类。热噪声由传输介质导体的电子热运动产生。热噪 声的特点是:时刻存在,幅度较小,强度与频率无关,但频谱很宽,是一类随机噪声。冲击 噪声由外界电磁干扰引起,与热噪声相比,冲击噪声幅度较大,是引起传输差错的主要原因。冲击噪声持续时间与数据传输中每比特的发送时间相比,可能较长,因而冲击噪声引起相邻的多个数据位出错,所引起的传输差错为突发错。通信过程中产生的传输差错由随机错与突发错共同构成。

2.9.2差错检验与校正

1. 奇偶校验

奇偶校验也称为垂直冗余校验(VRC),它是以字符为单位的校验方法。一个字符由8位组成,低7位是信息字符的ASCII码,最高位叫奇偶校验位。该位中放“1” 或放“0”是按照这样的原则:使整个编码中“1”的个数成为奇数或偶数,如果整个编码中,“1” 的个数为奇数一键u盘装系统则叫“奇校验”;“1” 的个数为偶数则叫“偶校验”。

校验的原理是:如果采用奇校验,发送端发送一个字符编码(含校验位共8位)中,“1”的个数一定为奇数个,在接收端对8个二进位中的“1”的个数进行统计,若统计“1”的个数为偶数个,则意味着传输过程中有1位(或奇数位)发生差错。事实上,在传输中偶然1位出错的机会最多,故奇偶校验法经常采用,但这种方法只能检查出错误而不能纠正错误。http://www.upzxt.com

2. 方块校验(水平垂直冗余校验LRC)

这种方法是在VRC校验的基础上,在一批字符传送之后,另外增加一个称为“方块校验字符”的检验字符,方块校验字符的编码方式是使所传输字符代码的每二纵向位代码中的 “1”的个数成为奇数(或偶数)。例如,欲传送6个字符代码及其奇偶校验位和方块校验字符如下,其中均采用奇校验:

奇偶校验位

字符1

1001100

0

字符2

1000010

1

字符3

1010010

0

字符4

1001000

1

字符5

1010000

1

字符6

1000001

1

方块校验字符(LRC)

1111010

0

采用这种校验方法,如果有二进位传输出错,不仅从一行中的VRC校验中反映出来,同时也在纵列LRC校验中得到反映,有较强的检错能力。不但能发现所有一位、二位或三位的错误,而且可以自动纠正差错,xp用u盘装系统使误码率降低2～4个数量级,广泛用于通信和某些计算机外部设备中。

3. 循环冗余校验CRC(Cycle Redundancy Check)

这是一种较为复杂的校验方法,它不产生奇偶校验码,而是将整个数据块当成一个连续的二进制数据。从代数的角度可看成是一个报文码多项式。在发送时将报文码多项式用另一个多项式来除,这后一个多项式叫做生成多项式,国际电报电话咨询委员会推荐的生成多项 式 (CRC_CCITT)为 。在报文发送时,将相除结果的余数作为校验码附在报文之后发送出去(校验位有16位)。接收时先对传送过来的码字用同一个生成多项式去除,若能除尽即余数为0,说明传输正确;若除不尽说明传输有差错,可要求发送方重新发送一次。采用CRC校验,它们能查出所有的单位错和双位错,以及所有具有奇数位的差错和所有长度小于16位的突发错误,能查出99%以上17位、18位或更长位的突发性错误。其误码率比方块码还可降低1～3个数量级,故得到了广泛采用。