差错控制的最常用的方法

1. 何谓差错控制差错控制有哪几种

差错控制,是系统对传输的数据的一种验证机制.它主要对传输的数据进行验证,看是否在传输过程中出错,如果出错就提示系统将数据丢失,否则接受相应数据.
差错控制方法
1.误码率
误码率Pe=接受的错误码元数/接受的总码元数
采取的措施有两种：提高线路电气特性、采用差错控制技术
2.差错控制
常用的差错控制方法是在数据中加入差错控制编码，在所要发送的信息位之前按照某种规则加上一定的冗余位，构成一个码字再传送。
通常有反馈重传技术、前向纠错技术：
1)反馈重传技术
发送端在信息位中加入检错码，接收端收到码字后利用检错码对信息位进行检错，如正确则发回无错信号，开始传送下一信息位，如不正确则发回有错信号，发送端重发信息，直到接收端确认无误为止。
2)前向纠错技术
发送端发送能够纠错的数据，接收端收到数据后不仅能自动发现错误，还能自动纠正传输中的错误，优点是不需要反馈信道，但设备复杂。

2. 差错控制的差错控制方式

1、前向纠错。实时性好，单工通信采用。
2、自动重发请求（ARQ）。强调检错能力，不要求有纠错能力，双向通道采用。
3、混合纠错。上述两种方式的综合，但传输设备相对复杂。
差错检测是差错控制的基础。能纠错的码首先应具有差错检测能力，而只有在能够判定接收到的信号是否出错才谈得上是否要求对方重发出错消息。具有差错检测能力的码不一定具有差错纠正能力。由于差错检测并不能提高信道利用率，所以主要应用于传输条件较好的信道上做为误码统计和质量控制的手段。
自动请示重发ARQ和前向纠错FEC是进行差错控制的两种方法。
在ARQ方式中，接收端检测出有差错时，就设法通知发送端重发，直到正确的码字收到为止。ARQ方式使用检错码，但必须有双向信道才可能将差错信息反馈到发送端。同时，发送方要设置数据缓冲区，用以存放已发出的数据以便于重发出错的数据。
在FEC方式中，接收端不但能发现差错，而且能确定二进制码元发生错误的位置，从而加以纠正。FEC方式使用纠错码，不需要反向信道来传递请示重发的信息，发送端也不需要存放以务重发的数据缓冲区。但编码效率低，纠错设备也比较复杂。
差错控制编码又可分为检错码和纠错码。
检错码只能检查出传输中出现的差错，发送方只有重传数据才能纠正差错；而纠错码不仅能检查出差错而且能自动纠正差错，避免了重传。
演播的检错码有：奇偶校验码、循环冗余码。
在实际通信网中，往往在不同的应用场合采用不同的差错控制技术。前向纠错主要用于信道质量较差、对传输时延要求较严格的有线和无线传输当中；差错检测往往用于传输质量较高或进行了前向纠错后的通路的监测管理之中>自动请求重发则多用于象计算机通信等对时延要求不高但对数据可靠性要求非常高的文件传输之中。

3. 在数据链路层中,差错控制的两种基本方法是

差错控制
用以使发送方确定接收方是否正确收到了由它发送的数据信息的方法称为反馈差错控制。通常采用反馈检测和自动重发请求（ARQ）两种基本方法实现。

反馈检测法
反馈检测法也称回送校验或“回声”法，主要用于面向字符的异步传输中，如终端与远程计算机间的通信，这是一种无须使用任何特殊代码的错误检测法。双方进行数据传输时，接收方将接收到的数据（可以是一个字符，也可以是一帧）重新发回发送方，由发送方检查是否与原始数据完全相符。若不相符，则发送方发送一个控制字符（如DEL）通知接收方删去出错的数据，并重新发送该数据；若相符，则发送下一个数据。反馈检测法原理简单、实现容易，也有较高的可靠性，但是，每个数据均被传输两次，信道利用率很低。一般，在面向字符的异步传输中，信道效率并不是主要的，所以这种差错控制方法仍被广泛使用。

自动重发法
（ARQ法）：实用的差错控制方法，应该既要传输可靠性高，又要信道利用率高。为此让发送方将要发送的数据帧附加一定的冗余检错码一并发送，接收方则根据检错码对数据帧进行错误检测，若发现错误，就返回请求重发的答，发送方收到请求重发的应答后，便重新传送该数据帧。这种差错控制方法就称为自动请求法(Automatic Repeat reQuest)，简称ARQ法。ARQ法仅返回很少的控制信息，便可有效地确认所发数据帧是否被正确接收。ARQ法有若干种实现方案，如空闲重发请求(Idle RQ)和连续重请求(Continuous RQ)是其中最基本的两种方案。
空闲重发请求
(Idle RQ)：空闲重发请求方案也称停等(stop-and -wait)法，该方案规定发送方每发送一帧后就要停下等待接收方的确认返回，仅当接收方确认正确接收后再继续发送下一帧。空闲重发请求方案的实现过程如下： 发送方每次仅将当前信息帧作为待确认帧保留在缓冲存储器中。当发送方开始发送信息帧时，随即启动计时器。 当接收方检测到一个含有差错的信息帧时，便舍弃该帧。当接收方收到无差错的信息帧后，即向发送方返回一个确认帧。 若发送方在规定时间内未能收到确认帧(即计时器超时)，则应重发存于缓冲器中待确认信息帧。若发送方在规定时间内收到确认帧，即将计时器清零，继而开始下一帧的发送。从以上过程可以看出，空闲RQ方案的收、发双方仅须设置一个帧的缓冲存储空间，便可有效地实现数据重发并保证收接收方接收数据不会重份。空闲RQ方案最主要的优点就是所需的缓冲存储空间最小，因此在链路端使用简单终端的环境中被广泛采用。
连续重发请求
(Continuous RQ)：连续重发请求方案是指发送方可以连续发送一系列信息帧，即不用等前一帧被确认便可发送下一帧。这就需要一个较大的缓冲存储空间（称作重发表），用以存放
数据链路层图3-2
数据链路层图3-2
若干待确认的信息帧。每当发送站收到对某信息帧的确认帧后，便从重发表中将该信息帧删除。所以，连续RQ方案的链路传输效率大大提高，但相应地需要更大的缓冲存储空间。连续RQ方案的实现过程如下：发送方连续发送信息帧而不必等待确认帧的返回。发送方在重发表中保存所发送的每个帧的拷贝。重发表按先进先出(FIFO)队列规则操作。接收方对每一个正确收到的信息帧返回一个确认帧。每一个确认帧包含一个唯一的序号，随相应的确认帧返回。接收方保存一个接收次序表，它包含最后正确收到的信息帧的序号。当发送方收到相应信息帧的确认帧后，从重发表中删除该信息帧。当发送方检测出失序的确认帧(即第n号信息帧和第n+2号信息帧的确认帧已返回，而n+1号的确认帧未返回)后，便重发未被确认的信息帧。实际操作过程中，两节点间采用双工方式将确认帧插在双方的发送信息帧中来传送的。上面的连续RQ过程是假定在不发生传输差错的情况下描述的。如果差错出现，如何进一步处理可以有两种策略，即Go-back-N和选择重发。 Go-back-N是当接收方检测出失序的信息帧后，要求发送方重发最后一个正确接收的信息帧之后的所有未被确认的帧，或者当发送方发送了n帧后，若发现该n帧的前一帧在计时器超时后仍未返回其确认信息，则该帧被判定为出错或丢失。对接收方来说，因为这一帧出错，就不能以正确的序号向它的高层递交数据，对其后发送来的n帧也可能都不能接收而丢弃，因此，发送方发现这种情况，就不得不重新发送该出错帧及其后的n帧，这就是Go-back-N(退回N)法名称的由来。Co-back-N法操作过程如图3-2所示。图中假定发送完8号帧后，发现2号帧的确认返回在计时器超时后还未收到，则发送方只能退回从2号帧开始重发。Go-back-N可能将已正确传送到目的方的帧再传一遍，这显然是一种浪费。另一种更好的策略是当接收方发现某帧出错后，其后继续送来的正确的帧虽然不能立即递交给接收方的高层，但接收方仍可收下来，存放在一个缓冲区中，同时要求发送方重新传送出错的那一帧，一旦收到重新传来的帧后，就可与原已存于缓冲区中的其余帧一并按正确的顺序递交高层。这种方法称为选择重发(Selective repeat)，其工作过程如图3-3所示。图中2号帧的否认返回信息NAK2要求发送方选择重发2号帧。显然，选择重发减少了浪费但要求接收方有足够大的缓冲区容量。

4. 差错编码控制的方式主要有四种

常用的差错控制方式主要有三种：检错重发（简称ARQ）、前向纠错（简称FEC）和混合纠错（简称HEC）。

1.检错重发

这种方式中，发送端经编码后发出能够发现错误的码，接收端收到后经检验如果发现传输中有错误，则通过反向信道把这一判断结果反馈给发送端。然后，发送端把前面发出的信息重新传送一次，直到接收端认为已正确地收到信息为止。

常用的检错重发系统有三种，即停发等候重发、返回重发和选择重发。

2.前向纠错

前向纠错系统中，发送端经编码发出能够纠正错误的码，接收端收到这些码组后，通过译码能自动发现并纠正传输中的错误。前向纠错方式不需要反馈信道，特别适合于只能提供单向信道的场合。由于能自动纠错，不要去检错重发，因而延时小、实时性好。为了使纠错后获得低误比特率，纠错码应具有较强的纠错能力。但纠错能力愈强，则译码设备愈复杂。前向纠错系统的主要缺点就是设备较复杂。

3.混合纠错方式

是前向纠错方式和检错重发方式的结合。在这种系统中发送端不但有纠正错误的能力，而且对超出纠错能力的错误有检测能力。遇到后一种情况时，通过反馈信道要求发送端重发一遍。混合纠错方式在实时性和译码复杂性方面是前向纠错和检错重发方式折中。

(4)差错控制的最常用的方法扩展阅读：

差错控制系统中使用的信道编码可以有多种。

按照差错控制编码的不同功能，可以将其分为检错码、纠错码和纠删码。检错码仅能检测误码；纠错码仅可纠正误码；纠删码则兼有纠错和检错能力，当发现不可纠正的错误时可以发出错误只是或者简单地删除不可纠正错误的信息段落。

按照信息码元和附加的监督码元之间的检验关系可以分为线性码和非线性码。若信息码元与监督码元之间的关系为线性关系，即满足一组线性方程式，则称为线性码。反之，若两者不存在线性关系，则称为非线性码。

5. 常用的差错控制编码方法有哪些

常用的差错控制编码方法有：奇偶校验、恒比码、矩阵码、循环冗余校验码、卷积码、Turbo码。

1、奇偶校验

奇偶校验是一种校验代码传输正确性的方法。根据被传输的一组二进制代码的数位中“1”的个数是奇数或偶数来进行校验。采用奇数的称为奇校验，反之，称为偶校验。

采用何种校验是事先规定好的。通常专门设置一个奇偶校验位，用它使这组代码中“1”的个数为奇数或偶数。若用奇校验，则当接收端收到这组代码时，校验“1”的个数是否为奇数，从而确定传输代码的正确性。

2、恒比码

恒比码一般指定比码 。

定比码是指一组码中1和0的码元个数成一定比例的一种编码。换言之，它是选用比特序列中1和0码元之比例为定值，所以又称为恒比码。定比码是一种常用的检错码。

3、矩阵码

矩阵码属二维条码的一种，是将图文和数据编码后，转换成一个二维排列的多格黑白小方块图形。

矩阵式二维条形码是以矩阵的形式组成，在矩阵相应元素位置上，用点(Dot)的出现表示二进制的 “1”，不出现表示二进制的 “0”，点的排列组合确定了矩阵码所代表的意义。其中点可以是方点、圆点或其它形状的点。矩阵码是建立在电脑图像处理技术、组合编码原理等基础上的图形符号自动辨识的码制，已较不适合用“条形码”称之。

4、循环冗余校验码

循环冗余校验码（CRC），简称循环码，是一种常用的、具有检错、纠错能力的校验码，在早期的通信中运用广泛。循环冗余校验码常用于外存储器和计算机同步通信的数据校验。奇偶校验码和海明校验码都是采用奇偶检测为手段检错和纠错的(奇偶校验码不具有纠错能力)，而循环冗余校验则是通过某种数学运算来建立数据位和校验位的约定关系的。

5、卷积码

卷积码将k个信息比特编成n个比特，但k和n通常很小，特别适合以串行形式进行传输，时延小。卷积码的纠错性能随m的增加而增大，而差错率随N的增加而指数下降。在编码器复杂性相同的情况下，卷积码的性能优于分组码。

6、Turbo码

Turbo码是Claude.Berrou等人在1993年首次提出的一种级联码。Turbo码有一重要特点是其译码较为复杂，比常规的卷积码要复杂的多，这种复杂不仅在于其译码要采用迭代的过程，而且采用的算法本身也比较复杂。这些算法的关键是不但要能够对每比特进行译码，而且还要伴随着译码给出每比特译出的可靠性信息，有了这些信息，迭代才能进行下去。

(5)差错控制的最常用的方法扩展阅读：

差错控制编码是指在实际信道上传输数字信号时，由于信道传输特性不理想及加性噪声的影响，所收到的数字信号不可避免地会发生错误。

为了在已知信噪比的情况下达到一定的误比特率指标，首先应合理设计基带信号，选择调制、解调方式，采用频域均衡和时域均衡，使误比特率尽可能降低，但若误比特率仍不能满足要求，则必须采用信道编码，即差错控制编码。

差错控制编码的基本做法是：在发送端被传输的信息序列上附加一些监督码元，这些多余的码元与信息码元之间以某种确定的规则相互关联（约束）。接收端按照既定的规则检验信息码元与监督码元之间的关系，一旦传输过程中发生差错，则信息码元与监督码元之间的关系将受到破坏，从而可以发现错误，乃至纠正错误。研究各种编码和译码方法正式差错控制编码所要解决的问题。