第章数字数据通信技术.ppt

数字数据通信技术 本章内容 6.1 异步和同步传输 6.1 异步和同步传输 6.1 异步和同步传输 6.1 异步和同步传输 6.1 异步和同步传输 6.2 差错类型 6.3 差错检测 6.3 差错检测 6.3 差错检测 6.3 差错检测 6.3 差错检测 6.3 差错检测 6.4 差错纠正 6.4 差错纠正 6.4 差错纠正 * * 通信教研室 孙景芳 6.1、异步和同步传输 6.2、差错类型 6.3、差错检测 6.4、差错纠正 数字数据的接收包括对收到的信号进行每次一个比特的取样，并判断其二进制的过程。该过程存在两个问题： (1) 由于各种传输损伤可能会损毁信号，导致偶然性差错的出现； (2) 时序问题：接收器为了对收到的信号进行正确取样，必须了解接收到的比特在什么时间到达，以及会持续多长时间。 实现同步有两种常用的方式：异步传输和同步传输。 异步传输 策略：不传输无中断的长比特流，以避免时序上的问题，数据的传输是一次一个字符，其中每个字符的长度从5比特到8比特不等。因此只需在每个字符内保持时序正确或都说同步就可以了。在每个新字符开始，接收器都有机会重新取得同步。 异步传输 特点： (1) 简单 (2) 便宜 (3) 额外开销大 同步传输 使用同步传输时，比特块以稳定的比特流的形式传输，没有起始位和停止位。 同步传输以帧的形式进行传输，每帧的构成包括实际的数据、前同步码、后同步码以及控制信息。每个数据块以一个前同步码的比特模式开始，并用一个后同步码的比特模式结束。另外，数据块中还附加了其他一些带有控制信息的比特，它们用于数据链路控制过程。帧的具体格式取决于所使用的数据链路控制过程。 在数字传输系统中，若一个比特在发送出去和被接收到之间这段过程中发生改变，就出现了差错。可能的差错有两类：单比特差错和突发性差错。 单比特差错：是一种孤立的差错状态，它只改变一个比特，并不影响邻近的其他比特。可能由白噪声引起。 长度为B的突发性差错指的是连续的B比特序列中第一个和最后一个比特，以及任意多个中间比特都接收不正确。可能是由冲激噪声引起的，也可能是由移动无线环境中的信号衰落引起民的。数据率越高，突发性差错的影响就越大。 奇偶校验 最简单的差错检测机制就是在数据块的末尾附加奇偶校验比特。其典型的例子就是字符的传输，它为每个7比特的IRA字符附加一个奇偶校验比特。在选择奇偶校验比特的值时，要使整个字符中1的个数为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)。 注意：如果有两个(或任意偶数个)比特因错误而翻转，那么就会出现检测不到的差错。一般情况下，偶校验用于同步传输，而奇校验用于异步传输。 使用奇偶校验并不是十分安全，因为噪声脉冲的长度经常足以破坏一个以上的比特，特别是在数据率较高的情况下。 循环冗余校验 循环冗余校验(CRC)是一种最常用也最有效的差错检测码。具体为：给定一个k比特的比特块，或者说报文，发送器会生成一个(n-k)比特的比特序列，称为帧检验序列(FCS)，这个比特序列要使最后得到的含有n比特的帧可以被一些预先设定的数值整除。然后，接收器用同样的数值对接收到的帧进行除尘运算，如果结果没有余数，则认为没有差错。 循环冗余校验 例6.4　 1、给定报文　D=1010001101（10比特） 　 　 预定比特序列P=110101（6比特） 帧检验序列R=由计算得出（5比特） 　　　　因此，n=15, k=10且(n-k)=5。 2、报文乘以25得到101000110100000 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 R P 2n-kD Q 3、得到的数值除以P即： 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1