5.2差错控制基本方法

5.2 差错控制基本方法

差错控制方法

1、概念

香农“通信的数学理论”

利用差错控制编码来控制传

输系统的传输差错的方法。

2、分类

☐自动请求重发（ARQ：Automatic Repeat Request）方式；☐前向纠错（FEC：Forword Error Correction）方式；

☐混合纠错（HEC：Hybrid Error Correction）方式；

☐信息反馈（IRQ：Information Repeat Request）方式；

☐

纠错码

纠错码不仅能发现错误, 而且能

自动纠正错误。如果使用纠错码进行差错控制，就可以使用前向纠错(FEC)方式和混合纠错(HEC)方式；

☐

检错码

检错码只能发现错误, 而不能纠

正错误，自动请求重发ARQ 使用的正是检错码；

☐

自动请求重发(ARQ)方式

工作过程：利用检错编码，接收端判断是否传错，并反馈给发送端，数据错误则请求重发出错的码组。

☐

前向纠错(FEC)方式

工作过程：利用纠错编码, 接收端译码器能发现错误并能准确地判断差错的位置，从而自动纠正它们。

☐

混合纠错(HEC)方式

工作过程：接收端译码器收到码组后, 首先检验传输差错的情况，如果差错在纠错能力以内，则自动

进行纠错。如果错误超过了纠错能力，则给发送端反馈信息，请求重发出错的码组。

☐

混合纠错( HEC)方式的特点：

(1)可以降低FEC 的复杂性;

(2)

改善ARQ 的信息连贯性差,通信效率低的缺点;

(3)

HEC 方式可以使误码率达到很低,

在卫星通信中得到较多的应用。

☐

前向纠错(FEC)方式的特点：

(1)自动纠错实时性好，但译码设备复杂；

(2)

无需反馈通道, 特别适用于单点向多点同时传送的方式;

(3)纠错码需要较大的冗余度, 传输效率低;

(4)

纠错码应与信道特性相配合, 对信道的适应性差。

1、工作原理

利用检错编码，接收端能发现错误但是不能进行纠正，从而要求发送端重新发送一遍信息。

发送端接收端

无错码

有错码

2、发送端判断

接收端根据校验序列的编码规则判断是否传错，并把判断结果通过反馈通道传送给发送端。

判断结果有3种情况：

☐肯定确认——ACK；

☐否定确认——NAK；

☐超时重发：如果在规定时间内没有收到确认信号，则认为信息丢失或确认信息丢失必须重新发送；

工作原理

110101010011101001

000000

缓冲区

数据帧

信道传输

000000接收端…

…

101010101011

误码

正确

…

☐一个数据帧进入缓冲区；

☐

数据发送后，发送端等待接收端确认指令；

☐如果收到NAK 指令则重新发送缓冲区数据；

☐

直到收到ACK 指令后，清空缓冲区数据帧，进行下一数据的传输；

101010

工作原理

缓冲区

信道传输

000000

接收端

…

☐定时器

☐

发送端每发送一帧都会启动定时器，在规定时间内还没有收到应答信号。则执行超时重发，解决信息帧丢失的问题；

…

101010101010

工作原理

缓冲区

信道传输

接收端

…

☐确认帧丢失

☐

如果发送信息无差错，而确认帧丢失，超时后发送端重发，接收端则会出现重复帧；

☐

解决办法：给数据帧添加头部序号，当收到重复帧，把该帧丢弃，并

发送一个ACK 确认，进行下一数据的传输。

…

01(帧序号)101010

01(帧序号)101010

01(帧序号)101010

连续式ARQ

四

概念及分类

☐概念：发送端维持着一个一定大小的发送窗口，位于发送窗口内的所有数据帧连续发送出去，中途不需要等待接收端的确认。

☐根据数据帧出现误码后重发机制的不同进行分类：

退回N帧ARQ

选择重发ARQ

工作原理01234567891011121314150123456789101112131415

发端

收端00W T =5

W R =1123451

2346789

工作原理

正确传输时（数据与确认帧均无差错）：

☐发送端连续发送,直到收到第一帧的返回帧为止;

☐发送端存有重发表中数据的备份;

☐发送端重发表中数据先进先出;

☐接收端对每一个正确收到的数据帧返回一个ACK 帧;

☐每一个数据帧包含一个惟一序号,该序号在相应的ACK 帧中返回; ☐接收端保存一个接收序列表,它包含最后正确收到的数据帧的序号; ☐当收到相应数据帧的ACK, 发送端从重发表中删除该数据帧。

工作原理

数据帧出现差错时：

☐接收端立即返回一个相应的未正确接收的否定确认（NAK）;

☐接收端同时清除出错后的所有帧，直到收到下一个正确帧才能继续正常工作;

☐发送端收到否定确认,立即执行回退重发, 从重发表中尚未确认的第一帧开始重新发送；

☐对每一个出错的数据帧,接收端都产生相应的NAK, 否则若正好NAK( N)丢失或出错,将产生死锁, 即发送端不停地发送新的帧,同时等待对第N帧的确认, 而接收端不停地清除后继的帧;