第十章檢錯(cuò)與糾錯(cuò)·差錯(cuò)控制-檢錯(cuò)和糾錯(cuò)是指對(duì)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行錯(cuò)誤檢測(cè)和錯(cuò)誤糾正,以及發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤而不能及時(shí)糾正錯(cuò)誤,但能加以適當(dāng)處置的某些方法檢測(cè)和糾正差錯(cuò)的三種基本方法:①時(shí)間冗余法;②設(shè)備冗余法;③數(shù)據(jù)冗余法?！げ铄e(cuò)控制的基本思想:通過對(duì)信號(hào)碼元序列作某種變換,使得原來彼此獨(dú)立、無相關(guān)性的信號(hào)碼元之間產(chǎn)生某種規(guī)律性或相關(guān)性,從而在接收端可根據(jù)這種規(guī)律性來檢測(cè)甚至糾正傳輸序列中可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。Valadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyL10-1引言檢錯(cuò)和糾錯(cuò)的原理·糾錯(cuò)編碼之所以具有檢錯(cuò)和糾錯(cuò)能力,是因?yàn)樵谛畔⒋a之外附加了監(jiān)督碼。監(jiān)督碼不荷載信息,它的作用是用來監(jiān)督信息碼在傳輸中有無差錯(cuò),對(duì)用戶來說是多余的,最終也不傳送給用戶,但它提高了傳輸?shù)目煽啃?。但?監(jiān)督碼的引入,降低了信道的傳輸效率。一般來說,引入監(jiān)督碼元越多,碼的檢錯(cuò)、糾錯(cuò)能力越強(qiáng),但信道的傳輸效率下降也越多。Valadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyL差錯(cuò)控制方式ARQ(Automaticrepeatrequest能夠發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的碼應(yīng)答信號(hào)n檢錯(cuò)重發(fā)(ARQFECF。(b)前向糾錯(cuò)(FFC以糾正和發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的碼HEC(HybridErrorCorrection)(c)混合糾錯(cuò)檢錯(cuò)(IEC數(shù)據(jù)信息RQ(InformationRepeatrequest)(d)信息反饋(RQ)Valadononry.chAsposeslidesforNET4odientPalvetonoCreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyL差錯(cuò)控制方式(續(xù)1)1.檢錯(cuò)重發(fā)檢錯(cuò)重發(fā)簡稱ARQ。這種差錯(cuò)控制方式在發(fā)送端對(duì)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行分組編碼加入一定多余碼元使之具有一定的檢錯(cuò)能力,成為能劬夠發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的碼組。接收端收到碼組后按一定的規(guī)則進(jìn)行有無差錯(cuò)的判決并把判決結(jié)果通過反向信道送回發(fā)送端,如有差錯(cuò),發(fā)送端把前面發(fā)出的信息重新傳送一次,直到接收端認(rèn)為正確接收到信息為止。在具體實(shí)現(xiàn)檢錯(cuò)重發(fā)系統(tǒng)時(shí),通常有3種形式,即停發(fā)等候重發(fā)、返回重發(fā)和選擇重發(fā)(1)停發(fā)等候重發(fā)(2)返回重發(fā)(3)選擇重發(fā)Valadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyL差錯(cuò)控制方式(續(xù)12.前向糾錯(cuò)表示前向糾錯(cuò)(簡稱FEC方式。前向糾錯(cuò)系統(tǒng)中,發(fā)送端的信道編碼器將輸入數(shù)據(jù)序列變換成能夠糾正錯(cuò)誤的碼,接收端的譯碼器根據(jù)編碼規(guī)律檢驗(yàn)出錯(cuò)誤的位置并自動(dòng)糾正3.混合糾錯(cuò),檢錯(cuò)混合糾錯(cuò)檢錯(cuò)方式是前向糾錯(cuò)方式和檢錯(cuò)重發(fā)方式的結(jié)合。4.信息反饋信息反饋方式(簡稱IRQ)又稱回程校驗(yàn)。接收端收到數(shù)據(jù)信息后,同時(shí)將該組數(shù)據(jù)信息經(jīng)反饋信道送回發(fā)送端。發(fā)送端將送回來的數(shù)據(jù)信息與原發(fā)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行對(duì)照比較,如果完全一樣,則認(rèn)為傳輸接收無差錯(cuò),可繼續(xù)發(fā)送新的數(shù)據(jù);如果兩者不一致,則判斷為傳輸接收有差錯(cuò),發(fā)送端應(yīng)控制重發(fā)?；爻绦ｒ?yàn)具有設(shè)備簡單、實(shí)現(xiàn)容易的優(yōu)點(diǎn),但信道利用率下降50%Valadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyL回程校驗(yàn)示意圖信息源發(fā)信機(jī)正向信道收信機(jī)輸出設(shè)備發(fā)送緩沖器回程信息判別結(jié)果反饋信道比較判別Valadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyL數(shù)據(jù)信號(hào)序列錯(cuò)誤可歸納為兩種類型:O隨機(jī)性錯(cuò)誤,(主要由起伏噪聲所引起,其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)信號(hào)序列中前后出錯(cuò)位分布較分散且彼此沒有一定的關(guān)系;②突發(fā)性錯(cuò)誤,主要由脈沖聲所引起,其特點(diǎn)是出錯(cuò)位分布較集中,且前后出錯(cuò)位之間具有某種相關(guān)性。ochangedto1000000SentReceivedSingle-biterroLengthofbursterror(8bits)Sent00000|010000CorruptedbitsReceivedValadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyL10-2塊編碼Figure10.3ThestructureofencoderanddecoderelveEncodeMessageMessageCorrectorGeneratorCheckerUnreliabletransmissionMessageandredundancyReceivedinformationValadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyLFigure10.5Datawordsandcodewordsinblockcodingkbitskbitskbits2kDatawords,eachofkbitsnbitsnbitsnbits2Codewords,eachofnbits(only2ofthemarevalid)Inblockcoding,wedivideourmessageintoblocks,eachofkbits,calleddatawords.Weaddrredundantbitstoeachblocktomakethelengthn=k:Theresultingn-bitblocksarecalledcodewordsValadononry.chAsposeslidesforNET4odientPEvaluationonly.CreatedwithAsposeSlidesforNET4.0dientProfilo71Copyright2019-2019AsposePtyLFigure10.6ProcessoferrordetectioninblockcodingReceiverkbitsDatawordDatawordkbitsExtractGeneratorCheckeDiscardreliabletransmissionn