《計算機網(wǎng)絡技術(shù)基礎教程》 課件 單元2.5 數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟铄e檢測與校正

單元2單元2數(shù)據(jù)通信基礎2.5

數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟铄e檢測與校正了解數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯的原因。了解數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟铄e校驗方式。掌握奇偶校驗方法。掌握循環(huán)冗余校驗碼方法。學習目標內(nèi)容梳理差錯控制，在數(shù)字通信中利用編碼方法對傳輸中產(chǎn)生的差錯進行控制，以提高數(shù)字消息傳輸?shù)臏蚀_性。為了確保無差錯地傳輸，必須具有檢錯和糾錯的功能。數(shù)據(jù)傳輸中出現(xiàn)差錯有多種原因，一般分成內(nèi)部因素和外部因素：內(nèi)部因素有噪音脈沖、脈動噪音、衰減、延遲失真等；外部因素有電磁干擾、太陽噪音、工業(yè)噪音等。2.5.1數(shù)據(jù)出現(xiàn)差錯的原因內(nèi)部因素噪音脈沖、脈動噪音、衰減、延遲失真等外部因素電磁干擾、太陽噪音、工業(yè)噪音等2.5.2常見校驗方式常見校驗方式奇偶校驗循環(huán)冗余碼校驗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(jù)被傳輸?shù)囊唤M二進制代碼的數(shù)位中“1”的個數(shù)，是奇數(shù)或偶數(shù)來進行校驗。采用奇數(shù)的稱為奇校驗，反之，就稱為偶校驗。采用何種校驗是事先規(guī)定好的，通常設置校驗位，用它約定代碼中“1”的個數(shù)為奇數(shù)或偶數(shù)。采用奇偶校驗時，若其中兩位同時發(fā)生跳變，則會發(fā)生沒有檢測出錯誤的情況。2.5.2.1奇偶校驗1.奇偶校驗采用奇偶校驗時，若其中兩位同時發(fā)生跳變，則會發(fā)生沒有檢測出錯誤的情況。1）校驗方法奇校驗：就是讓原有數(shù)據(jù)序列中（包括要加上的一位）1的個數(shù)為奇數(shù)。如1000110（0），必須添0，這樣原來有3個1已經(jīng)是奇數(shù)了，所以添上0之后1的個數(shù)還是奇數(shù)。偶校驗：就是讓原有數(shù)據(jù)序列中（包括要加上的一位）1的個數(shù)為偶數(shù)。如1000110（1）必須加1，這樣原來有3個1要想1的個數(shù)為偶數(shù)，就只能添1了。2.5.2.1奇偶校驗2.循環(huán)冗余碼校驗（CRC）循環(huán)冗余碼（CyclicRedundancyCode,CRC）又稱為多項式碼。CRC的工作方法是在發(fā)送端產(chǎn)生一個冗余碼，附加在信息位后面一起發(fā)送到接收端，接收端收到的信息按發(fā)送端形成循環(huán)冗余碼同樣的算法進行校驗，如果發(fā)現(xiàn)錯誤，則通知發(fā)送端重發(fā)。這種編碼對隨機差錯和突發(fā)差錯均能進行嚴格的檢查。2.5.2.2循環(huán)冗余碼校驗（CRC）2.循環(huán)冗余碼校驗（CRC）CRC利用除法（模2除法）及余數(shù)的原理來作差錯檢測。在發(fā)送端，將要發(fā)送的原始數(shù)據(jù)比特序列當作一個多項式K(X)的系數(shù)，發(fā)送時雙方預先約定一個生成多項式G(X)，生成多項式的最高次冪即為循環(huán)冗余碼的位數(shù)，冗余碼位數(shù)為r，因此冗余碼（CRC碼）為R(X)=Xr*K(X)/G(X)，把冗余碼附加到原始數(shù)據(jù)多項式之后一同發(fā)送到接收端，即要發(fā)送的碼字為T(X)==Xr*K(X)+R(X)。接收端用接收到的數(shù)據(jù)除以同樣的G(X)，若余數(shù)為“0”，就表示接收的數(shù)據(jù)正確，若余數(shù)不為“0”，則表明數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^程中出錯。2.5.2.2循環(huán)冗余碼校驗（CRC）2.循環(huán)冗余碼校驗（CRC）例題：待傳輸?shù)脑紨?shù)據(jù)比特序列為110011，生成多項式G(X)=X4+X，求要傳送的碼字以及冗余碼。（1）原始數(shù)據(jù)序列可表示為多項式K(X)=X5+X4+X+1，生成多項式G(X)的最高次冪為4，即循環(huán)冗余碼的位數(shù)r=4。因此冗余碼（CRC碼）為R(X)=X4*K(X)/G(X)=X4*(X5+X4+X+1)/(X4+X)=(X9+X8+X5+X4)/(X4+X)通過模2除法計算得知：冗余碼為1010，即R(X)=X3+X。（2）要發(fā)送的碼字：T(X)=Xr*K(X)+R(X)=X4*(X5+X4+X+1)+(X3+X)=X9+X8+X5+X4+X3+X即要發(fā)送的碼字為1100111010。2.5.2.2循環(huán)冗余碼校驗（CRC）循環(huán)冗余校驗碼的檢錯能力有以下特點：2.5.2.2循環(huán)冗余碼校驗（CRC）