差錯控制的最常用的方法

1. 何謂差錯控制差錯控制有哪幾種

差錯控制,是系統對傳輸的數據的一種驗證機制.它主要對傳輸的數據進行驗證,看是否在傳輸過程中出錯,如果出錯就提示系統將數據丟失,否則接受相應數據.
差錯控制方法
1.誤碼率
誤碼率Pe=接受的錯誤碼元數/接受的總碼元數
採取的措施有兩種：提高線路電氣特性、採用差錯控制技術
2.差錯控制
常用的差錯控制方法是在數據中加入差錯控制編碼，在所要發送的信息位之前按照某種規則加上一定的冗餘位，構成一個碼字再傳送。
通常有反饋重傳技術、前向糾錯技術：
1)反饋重傳技術
發送端在信息位中加入檢錯碼，接收端收到碼字後利用檢錯碼對信息位進行檢錯，如正確則發回無錯信號，開始傳送下一信息位，如不正確則發回有錯信號，發送端重發信息，直到接收端確認無誤為止。
2)前向糾錯技術
發送端發送能夠糾錯的數據，接收端收到數據後不僅能自動發現錯誤，還能自動糾正傳輸中的錯誤，優點是不需要反饋信道，但設備復雜。

2. 差錯控制的差錯控制方式

1、前向糾錯。實時性好，單工通信採用。
2、自動重發請求（ARQ）。強調檢錯能力，不要求有糾錯能力，雙向通道採用。
3、混合糾錯。上述兩種方式的綜合，但傳輸設備相對復雜。
差錯檢測是差錯控制的基礎。能糾錯的碼首先應具有差錯檢測能力，而只有在能夠判定接收到的信號是否出錯才談得上是否要求對方重發出錯消息。具有差錯檢測能力的碼不一定具有差錯糾正能力。由於差錯檢測並不能提高信道利用率，所以主要應用於傳輸條件較好的信道上做為誤碼統計和質量控制的手段。
自動請示重發ARQ和前向糾錯FEC是進行差錯控制的兩種方法。
在ARQ方式中，接收端檢測出有差錯時，就設法通知發送端重發，直到正確的碼字收到為止。ARQ方式使用檢錯碼，但必須有雙向信道才可能將差錯信息反饋到發送端。同時，發送方要設置數據緩沖區，用以存放已發出的數據以便於重發出錯的數據。
在FEC方式中，接收端不但能發現差錯，而且能確定二進制碼元發生錯誤的位置，從而加以糾正。FEC方式使用糾錯碼，不需要反向信道來傳遞請示重發的信息，發送端也不需要存放以務重發的數據緩沖區。但編碼效率低，糾錯設備也比較復雜。
差錯控制編碼又可分為檢錯碼和糾錯碼。
檢錯碼只能檢查出傳輸中出現的差錯，發送方只有重傳數據才能糾正差錯；而糾錯碼不僅能檢查出差錯而且能自動糾正差錯，避免了重傳。
演播的檢錯碼有：奇偶校驗碼、循環冗餘碼。
在實際通信網中，往往在不同的應用場合採用不同的差錯控制技術。前向糾錯主要用於信道質量較差、對傳輸時延要求較嚴格的有線和無線傳輸當中；差錯檢測往往用於傳輸質量較高或進行了前向糾錯後的通路的監測管理之中>自動請求重發則多用於象計算機通信等對時延要求不高但對數據可靠性要求非常高的文件傳輸之中。

3. 在數據鏈路層中,差錯控制的兩種基本方法是

差錯控制
用以使發送方確定接收方是否正確收到了由它發送的數據信息的方法稱為反饋差錯控制。通常採用反饋檢測和自動重發請求（ARQ）兩種基本方法實現。

反饋檢測法
反饋檢測法也稱回送校驗或「回聲」法，主要用於面向字元的非同步傳輸中，如終端與遠程計算機間的通信，這是一種無須使用任何特殊代碼的錯誤檢測法。雙方進行數據傳輸時，接收方將接收到的數據（可以是一個字元，也可以是一幀）重新發回發送方，由發送方檢查是否與原始數據完全相符。若不相符，則發送方發送一個控制字元（如DEL）通知接收方刪去出錯的數據，並重新發送該數據；若相符，則發送下一個數據。反饋檢測法原理簡單、實現容易，也有較高的可靠性，但是，每個數據均被傳輸兩次，信道利用率很低。一般，在面向字元的非同步傳輸中，信道效率並不是主要的，所以這種差錯控制方法仍被廣泛使用。

自動重發法
（ARQ法）：實用的差錯控制方法，應該既要傳輸可靠性高，又要信道利用率高。為此讓發送方將要發送的數據幀附加一定的冗餘檢錯碼一並發送，接收方則根據檢錯碼對數據幀進行錯誤檢測，若發現錯誤，就返回請求重發的答，發送方收到請求重發的應答後，便重新傳送該數據幀。這種差錯控制方法就稱為自動請求法(Automatic Repeat reQuest)，簡稱ARQ法。ARQ法僅返回很少的控制信息，便可有效地確認所發數據幀是否被正確接收。ARQ法有若干種實現方案，如空閑重發請求(Idle RQ)和連續重請求(Continuous RQ)是其中最基本的兩種方案。
空閑重發請求
(Idle RQ)：空閑重發請求方案也稱停等(stop-and -wait)法，該方案規定發送方每發送一幀後就要停下等待接收方的確認返回，僅當接收方確認正確接收後再繼續發送下一幀。空閑重發請求方案的實現過程如下： 發送方每次僅將當前信息幀作為待確認幀保留在緩沖存儲器中。當發送方開始發送信息幀時，隨即啟動計時器。 當接收方檢測到一個含有差錯的信息幀時，便舍棄該幀。當接收方收到無差錯的信息幀後，即向發送方返回一個確認幀。 若發送方在規定時間內未能收到確認幀(即計時器超時)，則應重發存於緩沖器中待確認信息幀。若發送方在規定時間內收到確認幀，即將計時器清零，繼而開始下一幀的發送。從以上過程可以看出，空閑RQ方案的收、發雙方僅須設置一個幀的緩沖存儲空間，便可有效地實現數據重發並保證收接收方接收數據不會重份。空閑RQ方案最主要的優點就是所需的緩沖存儲空間最小，因此在鏈路端使用簡單終端的環境中被廣泛採用。
連續重發請求
(Continuous RQ)：連續重發請求方案是指發送方可以連續發送一系列信息幀，即不用等前一幀被確認便可發送下一幀。這就需要一個較大的緩沖存儲空間（稱作重發表），用以存放
數據鏈路層圖3-2
數據鏈路層圖3-2
若干待確認的信息幀。每當發送站收到對某信息幀的確認幀後，便從重發表中將該信息幀刪除。所以，連續RQ方案的鏈路傳輸效率大大提高，但相應地需要更大的緩沖存儲空間。連續RQ方案的實現過程如下：發送方連續發送信息幀而不必等待確認幀的返回。發送方在重發表中保存所發送的每個幀的拷貝。重發表按先進先出(FIFO)隊列規則操作。接收方對每一個正確收到的信息幀返回一個確認幀。每一個確認幀包含一個唯一的序號，隨相應的確認幀返回。接收方保存一個接收次序表，它包含最後正確收到的信息幀的序號。當發送方收到相應信息幀的確認幀後，從重發表中刪除該信息幀。當發送方檢測出失序的確認幀(即第n號信息幀和第n+2號信息幀的確認幀已返回，而n+1號的確認幀未返回)後，便重發未被確認的信息幀。實際操作過程中，兩節點間採用雙工方式將確認幀插在雙方的發送信息幀中來傳送的。上面的連續RQ過程是假定在不發生傳輸差錯的情況下描述的。如果差錯出現，如何進一步處理可以有兩種策略，即Go-back-N和選擇重發。 Go-back-N是當接收方檢測出失序的信息幀後，要求發送方重發最後一個正確接收的信息幀之後的所有未被確認的幀，或者當發送方發送了n幀後，若發現該n幀的前一幀在計時器超時後仍未返回其確認信息，則該幀被判定為出錯或丟失。對接收方來說，因為這一幀出錯，就不能以正確的序號向它的高層遞交數據，對其後發送來的n幀也可能都不能接收而丟棄，因此，發送方發現這種情況，就不得不重新發送該出錯幀及其後的n幀，這就是Go-back-N(退回N)法名稱的由來。Co-back-N法操作過程如圖3-2所示。圖中假定發送完8號幀後，發現2號幀的確認返回在計時器超時後還未收到，則發送方只能退回從2號幀開始重發。Go-back-N可能將已正確傳送到目的方的幀再傳一遍，這顯然是一種浪費。另一種更好的策略是當接收方發現某幀出錯後，其後繼續送來的正確的幀雖然不能立即遞交給接收方的高層，但接收方仍可收下來，存放在一個緩沖區中，同時要求發送方重新傳送出錯的那一幀，一旦收到重新傳來的幀後，就可與原已存於緩沖區中的其餘幀一並按正確的順序遞交高層。這種方法稱為選擇重發(Selective repeat)，其工作過程如圖3-3所示。圖中2號幀的否認返回信息NAK2要求發送方選擇重發2號幀。顯然，選擇重發減少了浪費但要求接收方有足夠大的緩沖區容量。

4. 差錯編碼控制的方式主要有四種

常用的差錯控制方式主要有三種：檢錯重發（簡稱ARQ）、前向糾錯（簡稱FEC）和混合糾錯（簡稱HEC）。

1.檢錯重發

這種方式中，發送端經編碼後發出能夠發現錯誤的碼，接收端收到後經檢驗如果發現傳輸中有錯誤，則通過反向信道把這一判斷結果反饋給發送端。然後，發送端把前面發出的信息重新傳送一次，直到接收端認為已正確地收到信息為止。

常用的檢錯重發系統有三種，即停發等候重發、返回重發和選擇重發。

2.前向糾錯

前向糾錯系統中，發送端經編碼發出能夠糾正錯誤的碼，接收端收到這些碼組後，通過解碼能自動發現並糾正傳輸中的錯誤。前向糾錯方式不需要反饋信道，特別適合於只能提供單向信道的場合。由於能自動糾錯，不要去檢錯重發，因而延時小、實時性好。為了使糾錯後獲得低誤比特率，糾錯碼應具有較強的糾錯能力。但糾錯能力愈強，則解碼設備愈復雜。前向糾錯系統的主要缺點就是設備較復雜。

3.混合糾錯方式

是前向糾錯方式和檢錯重發方式的結合。在這種系統中發送端不但有糾正錯誤的能力，而且對超出糾錯能力的錯誤有檢測能力。遇到後一種情況時，通過反饋信道要求發送端重發一遍。混合糾錯方式在實時性和解碼復雜性方面是前向糾錯和檢錯重發方式折中。

(4)差錯控制的最常用的方法擴展閱讀：

差錯控制系統中使用的信道編碼可以有多種。

按照差錯控制編碼的不同功能，可以將其分為檢錯碼、糾錯碼和糾刪碼。檢錯碼僅能檢測誤碼；糾錯碼僅可糾正誤碼；糾刪碼則兼有糾錯和檢錯能力，當發現不可糾正的錯誤時可以發出錯誤只是或者簡單地刪除不可糾正錯誤的信息段落。

按照信息碼元和附加的監督碼元之間的檢驗關系可以分為線性碼和非線性碼。若信息碼元與監督碼元之間的關系為線性關系，即滿足一組線性方程式，則稱為線性碼。反之，若兩者不存在線性關系，則稱為非線性碼。

5. 常用的差錯控制編碼方法有哪些

常用的差錯控制編碼方法有：奇偶校驗、恆比碼、矩陣碼、循環冗餘校驗碼、卷積碼、Turbo碼。

1、奇偶校驗

奇偶校驗是一種校驗代碼傳輸正確性的方法。根據被傳輸的一組二進制代碼的數位中「1」的個數是奇數或偶數來進行校驗。採用奇數的稱為奇校驗，反之，稱為偶校驗。

採用何種校驗是事先規定好的。通常專門設置一個奇偶校驗位，用它使這組代碼中「1」的個數為奇數或偶數。若用奇校驗，則當接收端收到這組代碼時，校驗「1」的個數是否為奇數，從而確定傳輸代碼的正確性。

2、恆比碼

恆比碼一般指定比碼 。

定比碼是指一組碼中1和0的碼元個數成一定比例的一種編碼。換言之，它是選用比特序列中1和0碼元之比例為定值，所以又稱為恆比碼。定比碼是一種常用的檢錯碼。

3、矩陣碼

矩陣碼屬二維條碼的一種，是將圖文和數據編碼後，轉換成一個二維排列的多格黑白小方塊圖形。

矩陣式二維條形碼是以矩陣的形式組成，在矩陣相應元素位置上，用點(Dot)的出現表示二進制的 「1」，不出現表示二進制的 「0」，點的排列組合確定了矩陣碼所代表的意義。其中點可以是方點、圓點或其它形狀的點。矩陣碼是建立在電腦圖像處理技術、組合編碼原理等基礎上的圖形符號自動辨識的碼制，已較不適合用「條形碼」稱之。

4、循環冗餘校驗碼

循環冗餘校驗碼（CRC），簡稱循環碼，是一種常用的、具有檢錯、糾錯能力的校驗碼，在早期的通信中運用廣泛。循環冗餘校驗碼常用於外存儲器和計算機同步通信的數據校驗。奇偶校驗碼和海明校驗碼都是採用奇偶檢測為手段檢錯和糾錯的(奇偶校驗碼不具有糾錯能力)，而循環冗餘校驗則是通過某種數學運算來建立數據位和校驗位的約定關系的。

5、卷積碼

卷積碼將k個信息比特編成n個比特，但k和n通常很小，特別適合以串列形式進行傳輸，時延小。卷積碼的糾錯性能隨m的增加而增大，而差錯率隨N的增加而指數下降。在編碼器復雜性相同的情況下，卷積碼的性能優於分組碼。

6、Turbo碼

Turbo碼是Claude.Berrou等人在1993年首次提出的一種級聯碼。Turbo碼有一重要特點是其解碼較為復雜，比常規的卷積碼要復雜的多，這種復雜不僅在於其解碼要採用迭代的過程，而且採用的演算法本身也比較復雜。這些演算法的關鍵是不但要能夠對每比特進行解碼，而且還要伴隨著解碼給出每比特譯出的可靠性信息，有了這些信息，迭代才能進行下去。

(5)差錯控制的最常用的方法擴展閱讀：

差錯控制編碼是指在實際信道上傳輸數字信號時，由於信道傳輸特性不理想及加性雜訊的影響，所收到的數字信號不可避免地會發生錯誤。

為了在已知信噪比的情況下達到一定的誤比特率指標，首先應合理設計基帶信號，選擇調制、解調方式，採用頻域均衡和時域均衡，使誤比特率盡可能降低，但若誤比特率仍不能滿足要求，則必須採用信道編碼，即差錯控制編碼。

差錯控制編碼的基本做法是：在發送端被傳輸的信息序列上附加一些監督碼元，這些多餘的碼元與信息碼元之間以某種確定的規則相互關聯（約束）。接收端按照既定的規則檢驗信息碼元與監督碼元之間的關系，一旦傳輸過程中發生差錯，則信息碼元與監督碼元之間的關系將受到破壞，從而可以發現錯誤，乃至糾正錯誤。研究各種編碼和解碼方法正式差錯控制編碼所要解決的問題。