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差错控制的基本概念及基本工资方式

时间:2019-11-07 16:08 作者:admin 分享到:
          数据通信要求信息传输具有高度的可靠性,即要求误码率足够低。然而,数据信号在传输过程中不可避免地会发生差错,即出现误码。造成误码的原因很多,但主要可以归结为以下两个方面。
          (1 ) 由于信道不理想造成的符号间 干扰:由于信道不理想使得接收波形畸变(乘性干扰),在接收 端采样判决时会造成码间干扰,若 此干扰严重则 导致误码。这种原因造成的误码可通过均衡的方法进行改善以至消除。
         ( 2 ) 噪声对信号的干扰:信 道等噪声(加性干扰)叠加在接收波形上,对接收端信号的判决造成影响,如果噪声干扰严重时也会导致误码。消除噪声干扰产生误码的方法就是进行差错控制。
差错控制的核心 是抗干扰编码,即差错控制编码,简称纠错编码,也称信道编码。
        数据信号在信道中传输会受到各种不同的噪声干扰。噪声大致可分为两大类,即随机噪声和脉冲噪声,随机噪声引起传输中的随机差错   ,包括热噪声、散弹噪声和传输媒介引起的噪声等;脉冲噪声引进传输中的突发差错  ,包括雷电、开关引起的噪声等。
         随机差错误差又称独立差错,它是指那些独立地、稀疏地和互不相关地发生的 差错。存在这种差错的信道称为无记忆信道 或随机信道。
         突发差错是指一串串,甚至是成片出现的差错 ,差错之间有相关性,差错出现是密集的。例如,传输的数据序列为 00000000 … ,由千噪声干扰,接收端收到的数据序列为01110100••• , 其中 11101 为一串互相关联的错误 ,即一个突发错误。突发长度即为第一个错误与最后一个错误之间的长度(中间可能有少数不错的码),本例中突发长度等于5。
         产生突发错误的信道称为记忆信道或突发信道。
         实际信道是复杂的,所出现的错误也不 是单一的,而是随 机和突发错误并存的,只不过有的信道以某种错误为主而已,这两类错误形式并存的信道称为组合信道或复合信道。
         差错控制的基本工作方式
        常用的差错控制方式有 4 种:检错重发( ARQ ) 、前向纠错( FEC汃混合纠错检销( HEC) 和信息反馈( IRQ) 。它们的系统构成如图所示。
图     差错控制方式的4 种类型
        检错重发( Automatic Repeat Request, ARQ ) 又称自动请求重发方式(图 ( a) ) 。由发送端发出能够发 现错误的码,由接收端判决传输中有无错误产生,如果发现错误,则通过方向信道把这一判决结果反馈给发送端,然后,发送端将错误 的信息再次重发,从而达到正确传输的目的。其特点是需要反馈信道,译码设备简单,对突发错误和信道干扰较严重时有效,但实时性差,主要应用在计算机数据通 信中。
        2) 前向纠错
       前向纠错( Forward Error Correction, FEC ) 又称自动纠错(图( b ) ) 。发送端发送的是具有一定纠错能力的纠错码,接收端接收码字中不 超过纠错能力范围的差错自动进行纠正。其优点是不需要反馈信道,但如果要纠正大量错误,必然要求编码时插入较多的监督码元 ,因此编码效率低,译码电路复杂。
        3) ) 混合纠错检错
混合纠错方式( Hybrid Error — Connec tion , HEC) ( 图 ( C ) ) 是 FEC 和 ARQ方式的结合。发送端发送具有自动纠错同时又具有检错能力的码  。接收端收到码后,检查错误情况 ,如果错误在码的纠错范围内,则自动纠错;如果超出了码的纠错能力,但能检测出来,则经过反馈信道请求发送端重发。这种方式具有自动纠错和检错重发的优点,误码率低,因此,近年来得到广泛应用 。
        4) ) 信息反馈
        信息反馈( Informa tion Repea t Request , IRQ ) 又称为回程校验(图 2. 22(d)), 在发送端不进行纠错编码 ,接收端收到信息后,不管有无差错通过反向信道反馈到发送端,在发送端与原信息码比较,若有差错,则 将原有差错的部分重发,直到发送端没有发现错误为止。这种方式的优点是不需要纠错、检错的编译码器,设备简单; 缺点是需要和前向信道相同的反向信道,实时性差,并且发送端需要一定容量的存 储器以存储发送码组。

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