1、计算机网络应用教程计算机网络应用教程第第2 2章章 数据通信技术数据通信技术1ppt课件第第2章章 数据通信技术数据通信技术数据通信系统1数据传输的基本形式2数据编码与信号调制技术3数据传输方式4数据交换技术5差错控制与差错检测方法62ppt课件第第2章章 数据通信技术数据通信技术数据通信系统1数据传输的基本形式2数据编码与信号调制技术3数据传输方式4数据交换技术5差错控制与差错检测方法63ppt课件2.1.1 模拟数据与数字数据模拟数据与数字数据1. 数据和信息数据和信息通信是为了交换信息（通信是为了交换信息（Information）。信息的载体可以是）。信息的载体可以是数字、文字、语音、图
2、形和图像，常称它们为数据数字、文字、语音、图形和图像，常称它们为数据（Data）。数据是对客观事实进行描述与记载的物理符号。）。数据是对客观事实进行描述与记载的物理符号。信息是数据的集合、含义与解释。信息是数据的集合、含义与解释。4ppt课件2.1.1 模拟数据与数字数据模拟数据与数字数据2. 模拟数据与数字数据模拟数据与数字数据数据：模拟数据和数字数据。模拟数据取连续值，数字数数据：模拟数据和数字数据。模拟数据取连续值，数字数据取离散值。据取离散值。信号：模拟信号和数字信号。模拟信号是随时间连续变化信号：模拟信号和数字信号。模拟信号是随时间连续变化的信号，这种信号的某种参量，如幅度、频率或相
3、位等可的信号，这种信号的某种参量，如幅度、频率或相位等可以表示要传送的信息；数字信号是离散信号。如图以表示要传送的信息；数字信号是离散信号。如图2-1所示。所示。5ppt课件2.1.2 通信系统与数据通信系统通信系统与数据通信系统1. 基本概念基本概念信源：指产生和发送信息的一端。信源：指产生和发送信息的一端。信宿：指接收信息的一端。信宿：指接收信息的一端。信源与信宿通过通信线路（即两节点间连线称为链路）进信源与信宿通过通信线路（即两节点间连线称为链路）进行通信的。行通信的。信道：是指两地间传输数据信号的通路，即信号的传输通信道：是指两地间传输数据信号的通路，即信号的传输通道，包括传输媒体和通
4、信设备。道，包括传输媒体和通信设备。通路：是指从信源到信缩的一串节点和通信连线。通路：是指从信源到信缩的一串节点和通信连线。物理信道和逻辑信道：物理信道是指用来传送信号或数据物理信道和逻辑信道：物理信道是指用来传送信号或数据的物理通路，它由传输介质及有关通信设备组成。逻辑信的物理通路，它由传输介质及有关通信设备组成。逻辑信道也是网络上的一种通路，在信号的接收和发送之间不仅道也是网络上的一种通路，在信号的接收和发送之间不仅存在一条物理上的传输介质，还在节点内部实现了其他存在一条物理上的传输介质，还在节点内部实现了其他“连接连接”，通常把这些，通常把这些“连接连接”称为逻辑信道。称为逻辑信道。6p
5、pt课件2.1.2 通信系统与数据通信系统通信系统与数据通信系统2. 数据通信系统的基本结构数据通信系统的基本结构如图如图2-2所示，数据通信系统包括信源、信宿和信道。所示，数据通信系统包括信源、信宿和信道。数据通信系统也可以看成是这样三个基本组成部分：数据通信系统也可以看成是这样三个基本组成部分：数据终端设备数据终端设备DTE、数据电路终端设备、数据电路终端设备DCE和传输信道。和传输信道。DTE：是数据通信系统的输入和输出设备，其主要功能是完：是数据通信系统的输入和输出设备，其主要功能是完成数据的输入与输出、数据处理和存储以及通信控制等。成数据的输入与输出、数据处理和存储以及通信控制等。D
6、CE：是数据信号的变换设备，其作用是在电信传输网络能：是数据信号的变换设备，其作用是在电信传输网络能提供的信道特性和质量的基础上实现正确的数据传输，并实提供的信道特性和质量的基础上实现正确的数据传输，并实现收发之间的同步。现收发之间的同步。7ppt课件2.1.2 通信系统与数据通信系统通信系统与数据通信系统3. 模拟通信系统模拟通信系统如图如图2-3所示，模拟通信系统是指传输模拟信号的数据通信系统，所示，模拟通信系统是指传输模拟信号的数据通信系统，通常由信源、调制器、信道、解调器、信宿以及噪声组成。通常由信源、调制器、信道、解调器、信宿以及噪声组成。8ppt课件2.1.2 通信系统与数据通信系
7、统通信系统与数据通信系统4. 数字通信系统数字通信系统如图如图2-4所示，数字通信系统是指传输数字信号的数据通信系统，所示，数字通信系统是指传输数字信号的数据通信系统，由信源、信源编码器、信道编码器、调制器、信道、解调器、信由信源、信源编码器、信道编码器、调制器、信道、解调器、信道译码器、信源译码器、信宿、噪声源组成。道译码器、信源译码器、信宿、噪声源组成。9ppt课件2.1.2 通信系统与数据通信系统通信系统与数据通信系统5. 通信信道的分类通信信道的分类(1) 按传输介质分类按传输介质分类有线信道：是指使用有形的媒体作为传输介质的信道有线信道：是指使用有形的媒体作为传输介质的信道。无线信道
8、：是指以电磁波在空间传播方式传送信息的信道无线信道：是指以电磁波在空间传播方式传送信息的信道。(2) 按传输信号类型分类按传输信号类型分类模拟信道：是指能传输模拟信号的信道模拟信道：是指能传输模拟信号的信道。数字信道：是指能传输离散数字信号的信道数字信道：是指能传输离散数字信号的信道。(3) 按使用方式分类按使用方式分类专用信道：是指一种连接于用户设备之间的固定电路，通常是由专用信道：是指一种连接于用户设备之间的固定电路，通常是由电信部门或国家建立的电信部门或国家建立的。公用信道：也即公共交换信道，是指一种通过交换机转接、为大公用信道：也即公共交换信道，是指一种通过交换机转接、为大量用户提供服
9、务的信道量用户提供服务的信道。10ppt课件2.1.3 带宽与信道容量带宽与信道容量信道带宽：信道带宽：是指信道中传输的信号在不失真的情况下所占用的频是指信道中传输的信号在不失真的情况下所占用的频率范围，即信道频带，用赫兹率范围，即信道频带，用赫兹Hz表示，信道带宽是由信道的物表示，信道带宽是由信道的物理特性所决定的。理特性所决定的。信道容量：信道容量：是指单位时间内信道上所能传输的最大比特数，用比是指单位时间内信道上所能传输的最大比特数，用比特特/秒（秒（bit/s或或bps）表示。）表示。1. 数据传输速率数据传输速率(1) 数据传输速率数据传输速率每秒传输二进制信息的位数，单位为位每秒传
10、输二进制信息的位数，单位为位/秒，记作秒，记作bps或或b/s。计算公式：计算公式：S=1/Tlog2N(bps).式中式中T为一个数字脉冲信号的宽度（全宽码）或重复周期（归零为一个数字脉冲信号的宽度（全宽码）或重复周期（归零码）单位为秒；码）单位为秒；N为一个码元所取的离散值个数。为一个码元所取的离散值个数。11ppt课件2.1.3 带宽与信道容量带宽与信道容量(2) 信号传输速率信号传输速率单位时间内通过信道传输的码元数，单位为波特，记作单位时间内通过信道传输的码元数，单位为波特，记作Baud。计算公式：计算公式：B=1/T (Baud). .式中式中 T为信号码元的宽度，单位为秒。为信号
11、码元的宽度，单位为秒。信号传输速率，也称码元速率、调制速率或波特率。信号传输速率，也称码元速率、调制速率或波特率。由、式得：由、式得：S=Blog2N (bps).或或B=S/log2N (Baud).【例例2-1】采用四相调制方式，即采用四相调制方式，即N=4，且，且T=833x10-6秒，则秒，则S=1/Tlog2N=1/(833x10-6)log24=2400 (bps)B=1/T=1/(833x10-6)=1200 (Baud)12ppt课件2.1.3 带宽与信道容量带宽与信道容量2. 信道容量信道容量(1) 信道容量表示一个信道的最大数据传输速率，单位：位信道容量表示一个信道的最大数
12、据传输速率，单位：位/秒秒(bps)信道容量与数据传输速率的区别是，前者表示信道的最大数据传输信道容量与数据传输速率的区别是，前者表示信道的最大数据传输速率，是信道传输数据能力的极限，而后者是实际的数据传输速率。速率，是信道传输数据能力的极限，而后者是实际的数据传输速率。像公路上的最大限速与汽车实际速度的关系一样像公路上的最大限速与汽车实际速度的关系一样。(2) 离散的信道容量离散的信道容量奈奎斯特（奈奎斯特（Nyquist）无噪声下的码元速率极限值）无噪声下的码元速率极限值B与信道带宽与信道带宽H的关系：的关系：B=2H (Baud).奈奎斯特公式奈奎斯特公式-无噪信道传输能力公式无噪信道传
13、输能力公式：C=2Hlog2N (bps).式中式中 H为信道的带宽，即信道传输上、下限频率的差值，单位为为信道的带宽，即信道传输上、下限频率的差值，单位为Hz；N为一个码元所取的离散值个数为一个码元所取的离散值个数。13ppt课件2.1.3 带宽与信道容量带宽与信道容量【例例2-2】普通电话线路带宽约普通电话线路带宽约3kHz，则码元速率极限值，则码元速率极限值B=2H=23k=6kBaud。若码元的离散值个数若码元的离散值个数N=16，则最大数据传输速率，则最大数据传输速率C=23klog216=24kbps。(3) 连续的信道容量连续的信道容量香农公式香农公式-带噪信道容量公式：带噪信道
14、容量公式：C=Hlog2(1+S/N) (bps) .式中式中S为信号功率，为信号功率，N为噪声功率，为噪声功率，S/N为信噪比，通常把信噪比为信噪比，通常把信噪比表示成表示成10lg(S/N)分贝（分贝（dB）。）。【例例2-3】已知信噪比为已知信噪比为30dB，带宽为，带宽为3kHz，求信道的最大数据，求信道的最大数据传输速率。传输速率。 10lg(S/N)=30 S/N=1030/10=1000 C=3klog2(1+1000)30k bps14ppt课件2.1.3 带宽与信道容量带宽与信道容量3. 误码率误码率 误码率是二进制数据位传输时出错的概率，它是衡量数据通信误码率是二进制数据位
15、传输时出错的概率，它是衡量数据通信系统在正常工作情况下的传输可靠性的指标。在计算机网络中，一系统在正常工作情况下的传输可靠性的指标。在计算机网络中，一般要求误码率低于般要求误码率低于10-6，若误码率达不到这个指标，可通过差错控，若误码率达不到这个指标，可通过差错控制方法检错和纠错。制方法检错和纠错。误码率公式：误码率公式：Pe=Ne/N.式中式中Ne为其中出错的位数；为其中出错的位数；N为传输的数据总数为传输的数据总数。15ppt课件第第2章章 数据通信技术数据通信技术数据通信系统1数据传输的基本形式2数据编码与信号调制技术3数据传输方式4数据交换技术5差错控制与差错检测方法616ppt课件
16、2.2.1 模拟传输与数字传输模拟传输与数字传输1. 模拟传输模拟传输 模拟传输是一种不考虑其内容的模拟信号传输方式。在传输过模拟传输是一种不考虑其内容的模拟信号传输方式。在传输过程中，信号由于噪声的干扰和能量的损失总会发生畸变和衰减。在程中，信号由于噪声的干扰和能量的损失总会发生畸变和衰减。在模拟传输中，每隔一定的距离就要通过放大器来放大信号的强度，模拟传输中，每隔一定的距离就要通过放大器来放大信号的强度，但在放大信号的强度的同时也放大了由噪声引起的信号失真。传输但在放大信号的强度的同时也放大了由噪声引起的信号失真。传输距离增大，失真越来越大。距离增大，失真越来越大。 2. 数字传输数字传输
17、 数字传输关心的是信号的内容。不论传输的是数字信号或模拟数字传输关心的是信号的内容。不论传输的是数字信号或模拟信号，只要它代表了信号，只要它代表了0和和1变化模式的数据，就可以采用数字传输。变化模式的数据，就可以采用数字传输。在数字传输中，每隔一定的距离要采用转发器来代替。转发器可以在数字传输中，每隔一定的距离要采用转发器来代替。转发器可以通过阈值判别等手段，识别并恢复其原来的通过阈值判别等手段，识别并恢复其原来的0和和1变化的模式，并变化的模式，并重新产生一个新的完全消除了衰减和畸变的信号传输出去。这样多重新产生一个新的完全消除了衰减和畸变的信号传输出去。这样多级的转发不会累积噪声引起的失真
18、。级的转发不会累积噪声引起的失真。17ppt课件2.2.2 基带传输与频带传输基带传输与频带传输1. 基带传输基带传输在数据通信中，由计算机或终端等数字设备直接发出的二进制数字在数据通信中，由计算机或终端等数字设备直接发出的二进制数字信号形式称为方波，即信号形式称为方波，即“1”或或“0”，分别用高（或低）电平或低，分别用高（或低）电平或低（或高）电平表示，人们把方波固有的频带称为基带（理论上基带（或高）电平表示，人们把方波固有的频带称为基带（理论上基带信号的频谱是从信号的频谱是从0到无穷大），方波电信号称为基带信号。到无穷大），方波电信号称为基带信号。 2. 频带传输频带传输频带传输技术是先
19、利用调制器把二进制数字信号调制成模拟信号，频带传输技术是先利用调制器把二进制数字信号调制成模拟信号，传到接收端时，再经过解调器把模拟信号还原成二进制的数字信号。传到接收端时，再经过解调器把模拟信号还原成二进制的数字信号。频带传输的基本模型如图频带传输的基本模型如图2-5所示。所示。18ppt课件2.2.3 宽带传输宽带传输宽带是指具有比话音信道（宽带是指具有比话音信道（4kHz）的带宽更宽的信道。）的带宽更宽的信道。带宽和宽带的区别：带宽是传输的频率；宽带是传输的信道。带宽和宽带的区别：带宽是传输的频率；宽带是传输的信道。使用宽带技术进行传输的系统称为宽带传输系统。宽带传输数使用宽带技术进行传
20、输的系统称为宽带传输系统。宽带传输数据允许在同一信道上进行数字信息和模拟信息的服务。据允许在同一信道上进行数字信息和模拟信息的服务。局域网中的数据传输系统可以使用基带传输和宽带传输两种方局域网中的数据传输系统可以使用基带传输和宽带传输两种方式，他们的区别在于数据传输速率不同。式，他们的区别在于数据传输速率不同。19ppt课件第第2章章 数据通信技术数据通信技术数据通信系统1数据传输的基本形式2数据编码与信号调制技术3数据传输方式4数据交换技术5差错控制与差错检测方法620ppt课件2.3.1 数字数据的数字信号编码数字数据的数字信号编码 1. 不归零编码不归零编码 2. 曼彻斯特编码曼彻斯特编
21、码 3. 差分曼彻斯特编码差分曼彻斯特编码如图如图2-6是数字数据是数字数据“011101001”的的NRZ编码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码。编码、曼彻斯特编码、差分曼彻斯特编码。21ppt课件2.3.2 数字数据的模拟信号编码数字数据的模拟信号编码为了利用廉价的公共电话交换网实现计算机之间的远程通信，为了利用廉价的公共电话交换网实现计算机之间的远程通信，必须将发送端的数字信号变换成能够在公共电话网上传输的音必须将发送端的数字信号变换成能够在公共电话网上传输的音频信号，经传输后再在接收端将音频信号逆变换成对应的数字频信号，经传输后再在接收端将音频信号逆变换成对应的数字信号。实现数字信号与模
22、拟信号互换的设备称作调制解调器信号。实现数字信号与模拟信号互换的设备称作调制解调器（Modem）。如图）。如图2-7所示。所示。22ppt课件2.3.2 数字数据的模拟信号编码数字数据的模拟信号编码幅移键控法幅移键控法ASK频移键控法频移键控法FSK相移键控法相移键控法PSK1. 调制方式调制方式可分别简称为调幅、调频、调相，如图可分别简称为调幅、调频、调相，如图2-8所示。所示。23ppt课件2.3.2 数字数据的模拟信号编码数字数据的模拟信号编码音频音频Modem基带基带Modem无线无线Modem2. 调制解调器的分类调制解调器的分类(1) 按应用环境分类按应用环境分类(2) 按传输速率
23、分类按传输速率分类低速低速Modem中速中速Modem高速高速Modem(3) 按功能先进性分类按功能先进性分类人工拨号人工拨号Modem自动拨号自动拨号/自由应答式自由应答式Modem智能智能Modem(4) 按调制方式分类按调制方式分类频移键控频移键控Modem相移键控相移键控Modem相位幅度调制相位幅度调制Modem24ppt课件2.3.3 模拟数据的数字信号编码模拟数据的数字信号编码模拟数据数字化的主要方法是脉冲编码调制（模拟数据数字化的主要方法是脉冲编码调制（Pulse Code Modulation，PCM），如图），如图2-9所示。所示。1. 脉码调制脉码调制PCM脉码调制是对
24、连续变化的模拟信号进行周期性采样，利用脉码调制是对连续变化的模拟信号进行周期性采样，利用有有效信号最高频率或其带宽倍的采样频率。效信号最高频率或其带宽倍的采样频率。采样定理表达公式采样定理表达公式：Fs(1/Ts)2Fmax或或Fs2Bs式中式中Ts为采样周期。为采样周期。Fs为采样频率为采样频率。Fmax为原始信号的最高频率为原始信号的最高频率。Bs（=Fmax-Fmin）为原始信号的带宽）为原始信号的带宽。25ppt课件2.3.3 模拟数据的数字信号编码模拟数据的数字信号编码2. 模拟信号数字化的三步骤模拟信号数字化的三步骤抽样量化量化编码编码26ppt课件第第2章章 数据通信技术数据通信
25、技术数据通信系统1数据传输的基本形式2数据编码与信号调制技术3数据传输方式4数据交换技术5差错控制与差错检测方法627ppt课件2.4.1 串行传输和并行传输串行传输和并行传输1. 串行通信串行通信计算机中用计算机中用8位二进制代码表示一个字符。串行通信的传送原位二进制代码表示一个字符。串行通信的传送原理如图理如图2-11所示。所示。2. 并行通信并行通信并行通信的特点是在通信过程中，收发双方之间必须建立并行并行通信的特点是在通信过程中，收发双方之间必须建立并行的多条通信信道。并行通信的传送原理如图的多条通信信道。并行通信的传送原理如图2-12所示。所示。28ppt课件2.4.2 同步传输和异
26、步传输同步传输和异步传输1. 异步传输方式异步传输方式2. 同步传输方式同步传输方式29ppt课件2.4.3 单工、半双工和全双工通信单工、半双工和全双工通信 1. 单工通信方式单工通信方式 2. 半双工通信方式半双工通信方式 3. 全双工通信方式全双工通信方式单工通信是最简单的，也是通信效率最低的。全双工通信是最单工通信是最简单的，也是通信效率最低的。全双工通信是最复杂的，其通信效率最高。双向通信比较复杂，特别是在网络复杂的，其通信效率最高。双向通信比较复杂，特别是在网络上。协议必须确保信息能被正确而有序地接收，并允许设备有上。协议必须确保信息能被正确而有序地接收，并允许设备有效地进行通信。
27、网络设备中集线器是半双工的，多数交换机都效地进行通信。网络设备中集线器是半双工的，多数交换机都是全双工的。早期的网卡是半双工的，现在的网卡多数是全双是全双工的。早期的网卡是半双工的，现在的网卡多数是全双工的。工的。30ppt课件2.4.4 多路复用传输多路复用传输多路复用技术就是把许多个单个信号在一个信道上同时传输的多路复用技术就是把许多个单个信号在一个信道上同时传输的技术。如图技术。如图2-16所示。频分多路复用所示。频分多路复用FDM、时分多路复用、时分多路复用TDM、波分多路复用、波分多路复用WDM和码分多路复用和码分多路复用CDM是四种最常用是四种最常用的多路复用技术。的多路复用技术。
28、31ppt课件2.4.4 多路复用传输多路复用传输1. 频分多路复用频分多路复用FDM在物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需带宽情况下，可在物理信道的可用带宽超过单个原始信号所需带宽情况下，可将该物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同将该物理信道的总带宽分割成若干个与传输单个信号带宽相同（或略宽）的子信道，每个子信道传输一路信号，这就是频分（或略宽）的子信道，每个子信道传输一路信号，这就是频分多路复用。多路复用。32ppt课件2.4.4 多路复用传输多路复用传输2. 时分多路复用时分多路复用TDM 时分多路复用时分多路复用 TDM技术，将一条物理信道按时间分成若干个技术，将一条物
29、理信道按时间分成若干个时间片轮流地分配给多个信号使用。每一时间片由复用的一个时间片轮流地分配给多个信号使用。每一时间片由复用的一个信号占用，这样，就可以在一条物理信道上传输多个数字信号。信号占用，这样，就可以在一条物理信道上传输多个数字信号。TDM分为同步时分复用分为同步时分复用STDM、异步时分复用、异步时分复用ATDM。33ppt课件2.4.4 多路复用传输多路复用传输3. 波分多路复用波分多路复用WDM波分多路复用波分多路复用WDM主要用于全光纤网组成的通信系统，即光主要用于全光纤网组成的通信系统，即光的频分复用，即把光波长分割复用，在一根光纤中同时传输多的频分复用，即把光波长分割复用，
30、在一根光纤中同时传输多波长光信号的技术。其实现方法是：在发送端将不同的光信号波长光信号的技术。其实现方法是：在发送端将不同的光信号组合起来通过光纤进行传输，而在接收端将其复原。组合起来通过光纤进行传输，而在接收端将其复原。34ppt课件2.4.4 多路复用传输多路复用传输4. 码分多路复用码分多路复用CDM码分多路复用码分多路复用CDM又称为码分多址又称为码分多址CDMA，是一种共享信道的，是一种共享信道的方法，每个用户可在同一时间使用同样的频带进行通信，但使方法，每个用户可在同一时间使用同样的频带进行通信，但使用的是基于码型的分割信道的方法，即每个用户分配一个地址用的是基于码型的分割信道的方
31、法，即每个用户分配一个地址码，各个码型互不重叠，通信各方之间不会相互干扰，且抗干码，各个码型互不重叠，通信各方之间不会相互干扰，且抗干扰能力强。扰能力强。码分多路复用主要用于无线通信系统，特别是移动通信系统。码分多路复用主要用于无线通信系统，特别是移动通信系统。35ppt课件第第2章章 数据通信技术数据通信技术数据通信系统1数据传输的基本形式2数据编码与信号调制技术3数据传输方式4数据交换技术5差错控制与差错检测方法636ppt课件根据网络拓扑结构，通信子网又可分广播通信网和交换通信网。根据网络拓扑结构，通信子网又可分广播通信网和交换通信网。图图2-20所示的通信子网为交换通信网所示的通信子网
32、为交换通信网。37ppt课件2.5.1 电路交换电路交换电路交换又叫线路交换。电路交换又叫线路交换。经由电路交换而实现的通信包括三个经由电路交换而实现的通信包括三个阶段：阶段： 线路建立阶段数据传输阶数据传输阶段段线路拆除阶段线路拆除阶段图图2-21来说明电路交换方式下通信三阶段的工作过程。来说明电路交换方式下通信三阶段的工作过程。38ppt课件2.5.2 报文交换报文交换报文交换属存储转发交换方式，不要求交换网为通信双方预先报文交换属存储转发交换方式，不要求交换网为通信双方预先建立一条专用数据通路，也就不存在建立线路和拆除线路的过建立一条专用数据通路，也就不存在建立线路和拆除线路的过程。用图
33、程。用图2-22来说明。来说明。39ppt课件2.5.3 分组交换分组交换1. 数据报传输分组交换数据报传输分组交换40ppt课件2.5.3 分组交换分组交换2. 虚电路传输分组交换虚电路传输分组交换为建立虚电路的呼叫过程称为虚呼叫（为建立虚电路的呼叫过程称为虚呼叫（Virtual Calling），通），通过虚呼叫建立起来的逻辑通路称为虚拟电路（过虚呼叫建立起来的逻辑通路称为虚拟电路（Virtual Circuit），简称虚电路或虚通路。），简称虚电路或虚通路。41ppt课件第第2章章 数据通信技术数据通信技术数据通信系统1数据传输的基本形式2数据编码与信号调制技术3数据传输方式4数据交换技
34、术5差错控制与差错检测方法642ppt课件2.6.1 差错与差错控制差错与差错控制1. 差错产生的原因差错产生的原因传输中的差错都是由噪声引起的。传输中的差错都是由噪声引起的。随机热噪声随机热噪声冲击噪声冲击噪声2. 差错控制方法差错控制方法检错码检错码纠错码纠错码43ppt课件2.6.2 奇偶校验码奇偶校验码1. 垂直奇偶校验的特点及编码规则垂直奇偶校验的特点及编码规则如图如图2-26所示为垂直奇偶校验的规则，所示为垂直奇偶校验的规则，垂直方向增加冗余位。运算规则见表垂直方向增加冗余位。运算规则见表2-1。44ppt课件2.6.2 奇偶校验码奇偶校验码2. 水平奇偶校验的特点及编码规则水平奇
35、偶校验的特点及编码规则如图如图2-27所示为水平奇偶校验的规则，所示为水平奇偶校验的规则，水平方向增加冗余位。运算规则见表水平方向增加冗余位。运算规则见表2-2。45ppt课件2.6.2 奇偶校验码奇偶校验码3. 水平垂直奇偶校验的特点及编码规则水平垂直奇偶校验的特点及编码规则如图如图2-28为水平为水平垂直垂直奇偶校验的规则，奇偶校验的规则，运算规则见表运算规则见表2-3。46ppt课件2.6.3 循环冗余码循环冗余码1. CRC的工作方法的工作方法在发送端产生一个循环冗余码，附加在信息位后面一起发在发送端产生一个循环冗余码，附加在信息位后面一起发送到接收端，接收端收到的信息按发送端形成循环
36、冗余码同样送到接收端，接收端收到的信息按发送端形成循环冗余码同样的算法进行校验，若有错，需重发。的算法进行校验，若有错，需重发。2. 循环冗余码的工作原理循环冗余码的工作原理循环冗余码循环冗余码CRC在发送端编码和接收端校验时，都可以利用事在发送端编码和接收端校验时，都可以利用事先约定的生成多项式先约定的生成多项式G(X)来得到，来得到，K位要发送的信息位可对应位要发送的信息位可对应于一个（于一个（k-1）次多项式）次多项式K(X)，r位冗余位则对应于一个（位冗余位则对应于一个（r-1）次多项式次多项式R(X)，由，由r位冗余位组成的位冗余位组成的n=k+r位码字则对应于一个位码字则对应于一个
37、（n-1）次多项式）次多项式T(X)=XrK(X)+R(X)。47ppt课件2.6.3 循环冗余码循环冗余码48ppt课件2.6.3 循环冗余码循环冗余码49ppt课件2.6.4 海海明码明码1. 海明码的概念海明码的概念海明码是一种可以纠正一位差错的编码。它是利用在信息海明码是一种可以纠正一位差错的编码。它是利用在信息位为位为k位，增加位，增加r位冗余位，构成一个位冗余位，构成一个n=k+r位的码字，然后用位的码字，然后用r个监督关系式产生的个监督关系式产生的r个校正因子来区分无错和在码字中的个校正因子来区分无错和在码字中的n个个不同位置的一位错。它必需满足以下关系式不同位置的一位错。它必需
38、满足以下关系式：r=n+1 或或 2r=k+r+1式中式中 k为信息位位数，为信息位位数，r为增加冗余位位数为增加冗余位位数。 2. 海明码的生成与接收海明码的生成与接收(1) 方法一：（按教科书）方法一：（按教科书） 1) 海明码的生成海明码的生成50ppt课件2.6.4 海海明码明码51ppt课件2.6.4 海海明码明码2) 海明码的接收海明码的接收52ppt课件2.6.4 海海明码明码(2) 方法二：（不用查表，方便编程方法二：（不用查表，方便编程） 1) 海明码的生成（顺序生成法海明码的生成（顺序生成法）。）。【例例2-8】已知：已知：信息码为：信息码为： 11001100 （k=8）
39、求：海明码码字。求：海明码码字。解：解： 把冗余码把冗余码A、B、C、，顺序插入信息码中，得海明码：，顺序插入信息码中，得海明码：码字：码字： A B 1 C 1 0 0 D 1 1 0 0 码位：码位： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12其中其中A、B、C、D分别插于分别插于2k位（位（k=0,1,2,3）。码位分别为）。码位分别为1，2，4，8。53ppt课件2.6.4 海明码海明码 冗余码冗余码A，B，C，D的线性码位是：（相当于监督关系式）的线性码位是：（相当于监督关系式）A-1,3,5,7,9,11B-2,3,6,7,10,11C-4,5,6,7,12（注（注 5=
40、4+1；6=4+2；7=4+2+1；12=8+4）D-8,9,10,11,12 把线性码位的值的偶校验作为冗余码的值（设冗余码把线性码位的值的偶校验作为冗余码的值（设冗余码初值为初值为0）：）：A=(0,1,1,0,1,0)=1B=(0,1,0,0,1,0)=0C=(0,1,0,0,0)=1D=(0,1,1,0,0)=0 海明码为：海明码为：10111000110054ppt课件2.6.4 海明码海明码 2) 海明码的接收。海明码的接收。 【例例2-9】已知：已知：接收的码字为：接收的码字为：100110001100（k=8） 求：发送端的信息码。求：发送端的信息码。 解：解： 设错误累加器（
41、设错误累加器（err）初值）初值=0。 求出冗余码的偶校验和，并按码位累加到求出冗余码的偶校验和，并按码位累加到err中：中：A=(1,0,1,0,1,0)=1err=err+20=1B=(0,0,0,0,1,0)=1err=err+21=3C=(1,1,0,0,0)=0err=err+0 =3D=(0,1,1,0,0)=0err=err+0 =355ppt课件2.6.4 海海明码明码 由由err0可知接收码字有错。可知接收码字有错。 码字的错误位置就是错误累加器（码字的错误位置就是错误累加器（err）的值）的值3。 纠错纠错-对码字的第对码字的第3位值取反得正确码字：位值取反得正确码字：101110001100。 把位于把位于2k位的冗余码删除得信息码：位的冗余码删除得信息码：11001100。56ppt课件机械工业出版社机械工业出版社57ppt课件
