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4.1 差错产生与差错控制方法

2017-04-05 14:22:33   0  举报

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4.1差错产生与差错控制

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大纲/内容

4.1.1 设计数据链路层的原因

设计数据链路层的主要目的

在有差错的物理线路的基础上

采取差错检测、差错控制与流量控制等方法

将有差错的物理线路改进成无差错的数据链路

向网络层提供高质量的数据传输服务

从参考模型的角度来看，物理层以上的各层都有改善数据传输质量的责任，数据链路层是最重要的一层

4.1.2 差错产生的原因和差错类型

信号的传输差错

数据信号在物理线路中传输过程中一定会因为噪声、干扰等原因出现错误

传输错误是正常且不可避免的

但是一定要控制在一个允许的范围内

差错产生的原因和差错类型<br>

热噪声

电子热运动

引起随机差错

冲击噪声

外界电磁干扰

引起突发差错

是差错的主因

4.1.3 误码率的定义

误码率：二进制比特在传输过程中被传错的概率Pe = Ne/N

其中N为传输的二进制比特总数，Ne为被传错的比特数

电话线传输速率在300~2400bps时，平均误码率在10-4~10-6间

电话线传输速率在4800~9600bps时，平均误码率在10-2~10-4间

误码率是衡量数据传输系统正常工作状态下传输可靠性的参数

4.1.4 检错码与纠错码

检错码

为每个传输单元加上一定的冗余信息，接收端可以根据这些冗余信息发现传输差错

不能确定是哪一位或哪些位出错，并且自己不能够自动纠正传输差错

实现容易、使用广泛<br>

纠错码

为每个传输单元加上足够多的冗余信息

以便接收端能够发现

并能够自动纠正传输差错

实现困难

可以用检错码检错，再借助重传机制纠错

4.1.5 循环冗余编码工作原理

循环冗余编码 (Cyclic Redundancy Code，CRC) 工作原理

生成多项式G(x)

经过严格数学分析与实验后确定

双方预先约定

K+1位（已知）

计算：余数R(x)

即作为检验码

K位（G(x)位数-1

模二运算，即异或

加不进位

减不借位

CRC-接收方验证

收到的数据M’（ f’(x) * xK + R’’(x) ）是否能被G(x)整除

若余数为零，非常接近概率 1地认为帧传输没有差错

否则，丢弃

CRC-国际标准中的生成多项式

CRC-12

G（x）= x12+x11+x3+x2+x+1

CRC-16

G（x）= x16+x15+x2+1

CRC-CCITT

G（x）= x16+x12+x5+1

CRC-32

G（x）= x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+ x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1

CRC-举例

要点：

1、模二运算

2、消除高位

3、余数k位

某G(x) = x4 + x3 + 1 = 1×x4 + 1×x3 + 0×x2 + 0×x1 + 1×x0<br>即：11001

待发送数据：110011

发出的数据：1100111001

接收方检错：1100111001 ÷ 11001 = 0 (无差错)

CRC-检错能力

能检查出全部单个错

能检查出全部离散的二位错

能检查出全部奇数个错

能检查出全部长度小于等于K位的突发错

能以[1-(1/2)K-1]的概率检查出长度为(K+1)位的突发错

如果K=16

能全部检查出小于或等于16 位的所有的突发差错

能以1-(1/2)16-1=99.997％的概率检查出长度为17位的突发错，漏检概率为0.003%

4.1.6 差错控制机制

一旦发现错误，通常采用自动重传请求（Automatic Repeat-reQuest，ARQ）方法来纠正

协议规定了最大重发次数

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