武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院施詩(shī)《機(jī)車(chē)網(wǎng)絡(luò)控制》課程網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)——差錯(cuò)控制方法目錄CONTENTS

反饋請(qǐng)求重發(fā)ARQ一

向前糾錯(cuò)FEC二

混合糾錯(cuò)HEC三一、自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)ARQ反饋重發(fā)機(jī)制反饋重發(fā)的機(jī)制：當(dāng)接收方檢出錯(cuò)誤的幀時(shí)，首先將該幀丟棄，然后接收方給發(fā)送方反饋信息請(qǐng)求對(duì)方重發(fā)相應(yīng)的幀。反饋重發(fā)也被稱(chēng)為自動(dòng)請(qǐng)求重傳（AutomaticRepeatRequest，簡(jiǎn)稱(chēng)ARQ）。ARQ通過(guò)使用確認(rèn)和超時(shí)這兩個(gè)機(jī)制，在不可靠服務(wù)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)可靠的信息傳輸。如果發(fā)送方在發(fā)送后一段時(shí)間之內(nèi)沒(méi)有收到確認(rèn)幀，它通常會(huì)重新發(fā)送。ARQ包括停止等待ARQ協(xié)議和連續(xù)ARQ協(xié)議。一、反饋請(qǐng)求重發(fā)ARQ停止等待ARQ協(xié)議發(fā)送端時(shí)間接收端數(shù)據(jù)幀DATA0接收端接收并返回確認(rèn)幀確認(rèn)幀ACK數(shù)據(jù)幀DATA1接收端接收并返回確認(rèn)幀確認(rèn)幀ACK在停止-等待方式中，發(fā)送方每發(fā)送一幀后就等待應(yīng)答，只有接收到一個(gè)應(yīng)答（ACK）后，才發(fā)送下一個(gè)幀，直到發(fā)送方發(fā)送一個(gè)傳輸結(jié)束幀。若未收到應(yīng)答發(fā)送方就重發(fā)該幀。幀傳輸正常情況一、自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)ARQ停止等待ARQ協(xié)議幀破壞造成數(shù)據(jù)重傳數(shù)據(jù)幀DATA0出錯(cuò)接收端出錯(cuò)并返回否認(rèn)幀否認(rèn)幀NAK重新發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)幀DATA0確認(rèn)幀ACK發(fā)送端接收端一、自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)ARQ停止等待ARQ協(xié)議數(shù)據(jù)幀DATA0數(shù)據(jù)幀DATA0丟棄重復(fù)幀，返回確認(rèn)幀確認(rèn)幀ACK超時(shí)丟失重傳確認(rèn)幀ACK丟棄確認(rèn)幀丟失情況一、自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)ARQ停止等待ARQ協(xié)議發(fā)送端接收端數(shù)據(jù)幀DATA0數(shù)據(jù)幀DATA0接收端接收并返回確認(rèn)幀確認(rèn)幀ACK超時(shí)丟失重傳幀丟失情況一、自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)ARQ連續(xù)ARQ協(xié)議一、自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)ARQ連續(xù)ARQ協(xié)議的特點(diǎn)是發(fā)送端在發(fā)送一個(gè)幀后，不是停下來(lái)等待確認(rèn)幀的到來(lái)，而是可以連續(xù)再發(fā)送多個(gè)幀，幀的個(gè)數(shù)取決于發(fā)送方的發(fā)送能力和接收端的接收能力。在連續(xù)發(fā)送的多個(gè)幀中，可能會(huì)有一個(gè)或多個(gè)幀出現(xiàn)傳輸差錯(cuò)。針對(duì)這種情況，連續(xù)ARQ分別采用了兩種不同的處理方式，即拉回方式和選擇性重傳方式。NAK2拉回方式連續(xù)ARQ協(xié)議一、自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)ARQ發(fā)送端接收端數(shù)據(jù)幀DATA0接收DATA0,返回確認(rèn)幀ACK0數(shù)據(jù)幀DATA1數(shù)據(jù)幀DATA2數(shù)據(jù)幀DATA3數(shù)據(jù)幀DATA4ACK0接收DATA1,返回確認(rèn)幀ACK1ACK1DATA2出錯(cuò),返回否認(rèn)幀NAK2出錯(cuò)緩存DATA3數(shù)據(jù)幀DATA2重傳緩存DATA4ACK3ACK4數(shù)據(jù)幀DATA5數(shù)據(jù)幀DATA6確認(rèn)DATA2，返回ACK2ACK2確認(rèn)DATA5，返回ACK5ACK5二、前向糾錯(cuò)FEC前向糾錯(cuò)(FEC，F(xiàn)orwordError-Correction)方式。發(fā)送端發(fā)送能夠糾正錯(cuò)誤的碼，接收端收到信碼后自動(dòng)地糾正傳輸中的錯(cuò)誤。其特點(diǎn)是單向傳輸，實(shí)時(shí)性好，但譯碼設(shè)備較復(fù)雜優(yōu)點(diǎn)：它不需要反饋信道，能用于一點(diǎn)發(fā)送多點(diǎn)接收的組播或廣播通信中，而ARQ方式則不行；另外發(fā)送和接收端都不必設(shè)數(shù)據(jù)緩沖器，適合于實(shí)時(shí)通信的要求。缺點(diǎn)：糾錯(cuò)碼的糾錯(cuò)能力是有限的，從而降低了數(shù)據(jù)傳輸效率；如何選擇冗余碼以達(dá)到最佳的糾錯(cuò)能力與最高的傳輸效率也是很困難的；另外，前向糾錯(cuò)所需的設(shè)備比反饋重發(fā)要復(fù)雜一些。這種方式具有突出的優(yōu)點(diǎn)，編碼/譯碼器易于大規(guī)模集成電路化，無(wú)論在軍用通信還是在常用的通信中都有廣泛的應(yīng)用前景。三、混合糾錯(cuò)HEC混合糾錯(cuò)(HEC，HybridError-Correction)方式是FEC和ARQ方式的結(jié)合。發(fā)送端發(fā)送具有自動(dòng)糾錯(cuò)同時(shí)又具有檢錯(cuò)能力的碼。接收端收到碼后，檢查差錯(cuò)情況，如果錯(cuò)誤在碼的糾錯(cuò)能力范圍以?xún)?nèi)，則自動(dòng)糾錯(cuò)，如果超過(guò)了碼的糾錯(cuò)能力，但能檢測(cè)出來(lái)，則經(jīng)過(guò)反饋信道請(qǐng)求發(fā)送端重發(fā)。這種方式具有自動(dòng)糾錯(cuò)和檢錯(cuò)重發(fā)的優(yōu)點(diǎn)，可達(dá)到較低的誤碼率，因此近年來(lái)得到廣泛應(yīng)用。另外，按照噪聲或干擾的變化規(guī)律，可把信道分為三類(lèi)：隨機(jī)信道、突發(fā)信道和混合信道。恒參高斯白噪聲信道是典型的隨機(jī)信道，其中差錯(cuò)的出現(xiàn)是隨機(jī)的，而且錯(cuò)誤之間是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的。具有脈沖干擾的信道是典型的突發(fā)信道，錯(cuò)誤是成串成群出現(xiàn)的，即在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)大