差錯(cuò)控制概述

差錯(cuò)控制在數(shù)字通信中利用編碼方法對(duì)傳輸中產(chǎn)生的差錯(cuò)進(jìn)行控制，以提高傳輸正確性和有效性的技術(shù)。差錯(cuò)控制包括差錯(cuò)檢測(cè)、前向糾錯(cuò)(FEC)和自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā);(ARQ)。根據(jù)差錯(cuò)性質(zhì)不同，差錯(cuò)控制分為對(duì)隨機(jī)誤碼的差錯(cuò)控制和對(duì)突發(fā)誤碼的差錯(cuò)控制。隨機(jī)誤碼指信道誤碼較均勻地分布在不同的時(shí)間間隔上;而突發(fā)誤碼指信道誤碼集中在一個(gè)很短的時(shí)間段內(nèi)。有時(shí)把幾種差錯(cuò)控制方法混合使用，并且要求對(duì)隨機(jī)誤碼和突發(fā)誤碼均有一定差錯(cuò)控制能力。一種保證接收的數(shù)據(jù)完整、準(zhǔn)確的方法。因?yàn)閷?shí)際電話線總是不完善的。數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中可能變得紊亂或丟失。為了捕捉這些錯(cuò)誤，發(fā)送端調(diào)制解調(diào)器對(duì)即將發(fā)送的數(shù)據(jù)執(zhí)行一次數(shù)學(xué)運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果連同數(shù)據(jù)一起發(fā)送出去，接收數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào)器對(duì)它接收到的數(shù)據(jù)執(zhí)行同樣的運(yùn)算，并將兩個(gè)結(jié)果進(jìn)行比較。如果數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中被破壞，則兩個(gè)結(jié)果就不一致，接收數(shù)據(jù)的調(diào)制解調(diào)器就申請(qǐng)發(fā)送端重新發(fā)送數(shù)據(jù)。差錯(cuò)分類通信過(guò)程中的差錯(cuò)大致可分為兩類：一類是由熱噪聲引起的隨機(jī)錯(cuò)誤;另一類是由沖突噪聲引起的突發(fā)錯(cuò)誤。突發(fā)性錯(cuò)誤影響局部，而隨機(jī)性錯(cuò)誤影響全局。

總的方法1、前向糾錯(cuò)。實(shí)時(shí)性好，單工通信采用。2、自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求(ARQ)。強(qiáng)調(diào)檢錯(cuò)能力，不要求有糾錯(cuò)能力，雙向通道采用。3、混合糾錯(cuò)。上述兩種方式的綜合，但傳輸設(shè)備相對(duì)復(fù)雜。

分類方法差錯(cuò)檢測(cè)是差錯(cuò)控制的基礎(chǔ)。能糾錯(cuò)的碼首先應(yīng)具有差錯(cuò)檢測(cè)能力，而只有在能夠判定接收到的信號(hào)是否出錯(cuò)才談得上是否要求對(duì)方重發(fā)出錯(cuò)消息。具有差錯(cuò)檢測(cè)能力的碼不一定具有差錯(cuò)糾正能力。由于差錯(cuò)檢測(cè)并不能提高信道利用率，所以主要應(yīng)用于傳輸條件較好的信道上做為誤碼統(tǒng)計(jì)和質(zhì)量控制的手段。自動(dòng)請(qǐng)示重發(fā)ARQ和前向糾錯(cuò)FEC是進(jìn)行差錯(cuò)控制的兩種方法。在ARQ方式中，接收端檢測(cè)出有差錯(cuò)時(shí)，就設(shè)法通知發(fā)送端重發(fā)，直到正確的碼字收到為止。ARQ方式使用檢錯(cuò)碼，但必須有雙向信道才可能將差錯(cuò)信息反饋到發(fā)送端。同時(shí)，發(fā)送方要設(shè)置數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，用以存放已發(fā)出的數(shù)據(jù)以便于重發(fā)出錯(cuò)的數(shù)據(jù)。在FEC方式中，接收端不但能發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)，而且能確定二進(jìn)制碼元發(fā)生錯(cuò)誤的位置，從而加以糾正。FEC方式使用糾錯(cuò)碼，不需要反向信道來(lái)傳遞請(qǐng)示重發(fā)的信息，發(fā)送端也不需要存放以務(wù)重發(fā)的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)。但編碼效率低，糾錯(cuò)設(shè)備也比較復(fù)雜。差錯(cuò)控制編碼又可分為檢錯(cuò)碼和糾錯(cuò)碼。檢錯(cuò)碼只能檢查出傳輸中出現(xiàn)的差錯(cuò)，發(fā)送方只有重傳數(shù)據(jù)才能糾正差錯(cuò);而糾錯(cuò)碼不僅能檢查出差錯(cuò)而且能自動(dòng)糾正差錯(cuò)，避免了重傳。一般的檢錯(cuò)碼有：奇偶校驗(yàn)碼、循環(huán)冗余碼。在實(shí)際通信網(wǎng)中，往往在不同的應(yīng)用場(chǎng)合采用不同的差錯(cuò)控制技術(shù)。前向糾錯(cuò)主要用于信道質(zhì)量較差、對(duì)傳輸時(shí)延要求較嚴(yán)格的有線和無(wú)線傳輸當(dāng)中;差錯(cuò)檢測(cè)往往用于傳輸質(zhì)量較高或進(jìn)行了前向糾錯(cuò)后的通路的監(jiān)測(cè)管理之中>自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)則多用于象計(jì)算機(jī)通信等對(duì)時(shí)延要求不高但對(duì)數(shù)據(jù)可靠性要求非常高的文件傳輸之中。

差錯(cuò)控制方法

誤碼率誤碼率Pe=接受的錯(cuò)誤碼元數(shù)/接受的總碼元數(shù)采取的措施有兩種：提高線路電氣特性、采用差錯(cuò)控制技術(shù)

差錯(cuò)控制常用的差錯(cuò)控制方法是在數(shù)據(jù)中加入差錯(cuò)控制編碼，在所要發(fā)送的信息位之前按照某種規(guī)則加上一定的冗余位，構(gòu)成一個(gè)碼字再傳送。通常有反饋重傳技術(shù)、前向糾錯(cuò)技術(shù)：1)反饋重傳技術(shù)發(fā)送端在信息位中加入檢錯(cuò)碼，接收端收到碼字后利用檢錯(cuò)碼對(duì)信息位進(jìn)行檢錯(cuò)，如正確則發(fā)回?zé)o錯(cuò)信號(hào)，開始傳送下一信息位，如不正確則發(fā)回有錯(cuò)信號(hào)，發(fā)送端重發(fā)信息，直到接收端確認(rèn)無(wú)誤為止。2)前向糾錯(cuò)技術(shù)發(fā)送端發(fā)送能夠糾錯(cuò)的數(shù)據(jù)，接收端收到數(shù)據(jù)后不僅能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，還能自動(dòng)糾正傳輸中的錯(cuò)誤，優(yōu)點(diǎn)是不需要反饋信道，但設(shè)備復(fù)雜。