4.1 差错产生与差错控制方法
2017-04-05 14:22:33 0 举报AI智能生成
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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 差错产生与差错控制方法
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
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
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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