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第4讲 差错检测与校正 课时授课计划 课 程 内 容 内容： 同步的基本概念 海明码 循环冗余码 目的与要求： 掌握帧同步的基本概念； 掌握海明码编码原理； 掌握循环冗余码编码原理； 重点与难点： 重点：循环冗余码、海明码； 难点：循环冗余码。 课堂讨论： 海明码？ 循环冗余码？ 现代教学方法与手段： 投影 PowerPoint幻灯课件 复习（提问）： PCM的工作过程？ 常用的物理层联网设备有哪些？ 第3章 数据链路层 3.1 差错检测与校正 3.2 数据链路层的功能 为什么需要数据链路层？ 物理层未解决的问题： 位流传输过程中不可避免会出现差错。（电磁干扰，线路问题） 数据收发之间的速率匹配问题(不同设备处理速度不同) 数据链路层的功能 实现两个相邻的机器间的无差错的传输。 利用物理层提供的原始比特流传输服务，向网络层提供可靠的数据传输服务。 数据链路层的问题 如何识别相邻的机器 --编址与寻址 如何实现可靠的数据传输 --差错控制和流量控制 如何识别数据流的开始与结束 --成帧 成 帧 数据链路层所传送的不再是原始的比特流，而应具备相应的语法和语义，以达到可靠传输的功能。 数据链路层将从网络层接收的分组（Packet)组成帧后传送给物理层，通过物理层传送到对方的数据链路层。 帧：数据链路层规定最小的数据传送逻辑单位 数据链路层协议要规定帧的类型与格式 类型包括控制信息帧与数据信息帧等，格式则规定帧所包含的域）。 帧的基本组成—域 帧定界（开始与结束） 地址字段（用于寻址） 帧类型（或长度/控制）字段 数据 帧校验字段（差错控制） 帧的示意图 上图只是帧的一般组成，不同的数据链路层协议所规定的帧格式可能会与其存在微小的区别。 帧的地址 帧的定界 首尾界符法 每一帧以ASCII字符序列DLE STX开始，以DLE ETX结束。 DLE为Data Link Escape 的缩写，STX意味着Start of Text， ETX代表 End of Text。 其缺点是成帧完全依赖于8位字符 字符填充 在首尾界符法中，由于数据中可能会出现DLE STX或DLE ETX，从而干扰帧的正常定界 字符填充法可用于解决上述问题。即发送端在数据中所遇到的DLE前再插入一个附加的DLE，而接收端则忽略两个连续DLE的前一个。 首尾标记法 每一帧使用一个特殊的位模式作为开始和结束标记。 该位模式又称为flag 位模式允许数据帧包含任意个数的比特，也允许每个字符采用任意比特的编码。 位填充 在首尾标记法中，由于数据中可能会出现与标记相同的位串，从而干扰帧的正常定界 位填充法可用于解决上述问题。即发送端在数据中若遇到5个连续的“1”时，则在其后自动插队入一个“0”。该技术简称“逢五1插0”；接收端则忽略5个连续的“1”后面的“0”，简称“逢五1删0” 。 字符计数法 在帧头中使用一个字段来标明帧内的字符数，通常该字段称为帧长字段。 如果发生传输错误，则可能更改帧长的值，从而导致帧的同步出现问题。 该方法通常与上述其他方法结合使用。 差错检测与校正 基本概念 常用的简单差错控制编码 海明码 循环冗余码 基本概念 差错：指通过通信信道后接收数据与发送数据不一致的现象 产生差错原因： 热噪声----〉 随机错误 冲击噪声--〉 突发错误 基本概念 误码率： 纠错码：发现并纠正错误 检错码：发现错误，但不能自动纠正错误需要通过反馈重发来纠错 编码效率 基本概念 差错控制的编码方式： 自动请求重发ARQ(automatic request for repeat) 向前纠错FEC(Foeward Error Correcytion) 常用的简单差错控制编码 水平奇偶校验： 　　在面向字符的数据传输中，在每个字符的7位信息码后附加一个校验位0或1，使整个字符中“1”的个数构成奇数个（奇校验）或偶数个（偶校验）。 垂直奇偶校验： 　　　也叫组校验，在发送字符块的末尾附加一个校验字符，且该字符中的第i位是针对所有字符的第i位所进行的校验。 垂直水平奇偶校验 　　　垂直奇偶校验和水平奇偶校验技术的综合。对每个字符作垂直校验，对整个字符块作水平校验。 奇校验的例子 海明码 1. 海明码 (1)海明距离及意义 ※ 两个码字中不同的位数的个数称为海明距离,简称H距离 1 0 0 0 1 0 0 1