有关计算机网络通信中实时差错控制技术浅析

有关计算机网络通信中实时差错控制技术浅析

　　科学技术的发展带动了计算机网络技术的发展，人们的日常生产生活已经离不开计算机网络的帮助。但是由于网络拥堵和网络带宽的问题，在数据传输的过程中很容易发生超时、比特传输错误以及丢包等传输误差。数据包丢失不仅会影响数据的解压，还会对信息的接收质量产生很大的影响。计算机网络中的实时差错直接就影响到了网络的服务质量，甚至对人们的生产和生活造成影响。
　　1 实时差错控制方式的分类
　　1）fec差错控制。在数据传输中，很难对传输数据的准确性进行保证，数据编码通过对数据的处理，保证了数据在传输中的准确性。fec差错控制也可以称之为前向纠错，在使用该种方法传输时，数据的接收者可以直接通过译码器来对传输的错误纠正。该种纠错方式特别适用于广播消息的传输，但是其同时具有效率低和冗余度较大的缺点；2）hec纠错方式。hec纠错也可以称为混合纠错，该种纠错方式是重传反馈和前向纠错两种办法的综合使用。在hec纠错方式中，纠错的工作可以根据数据传输的错误情况来判断由接收端还是发送端来进行错误的纠正。接收端和发送端在进行数据的纠错方面没有明显的分工限制，两者可以进行数据处理之间的协作。因此，混合纠错模式不仅综合了重传反馈和前向纠错的优点，还降低了数据的误码率，其使用的范围将会更加的广泛；3）arq纠错方式。arq纠错方式具有反馈机制，因此也可称作重传反馈，它主要是对发送端传来的数据进行编码，将编码数据发送到接收端，接收端如果发现数据中的错误，则可以将数据反馈到发送端，由发送端对数据的结果来进行重发。wWW.lw881.com重传反馈具有传输准确的优点，但同时还具有重发率较高和使用信道率较低的缺点；4）信息反馈。信息反馈是一种传统的差错纠正方式，它是指在接收端在收到数据之后，将数据重新发送给发送端，由发送端来对数据进行检验确认，在此基础上来对错误进行检查。信息反馈具有反馈时间过长和信道使用率较低的缺点，在当今计算机技术快速发展的大背景下，该种控制方式不利于差错控制技术发展，它被利用的范围将越来越窄。
　　2 差错检测方法概述本文由论文联盟http://收集整理
　　1）crc校验。crc校验也叫循环冗余校验码，它在数据通信中利用广泛，技术人员可以任意选定校验字段和信息字段的长度，具有纠错能力强、知名度高以及应用广泛的特点。crc校验的原理是在k位的信息码之后拼接r位校验码，编码的整个长度是n位。该种校验属于分块的校验，在编码的过程中会生成一段校验码，并将原信息与校验码一同发送到接收端；
　　2）奇偶校验。奇偶校验主要是对代码的传输正确性进行校验，技术人员要对二进制代码中的“1”的个数进行统计，个数为偶数的是偶校验，个数为奇数的则为奇校验，系统在出现奇数个错误时很容易被检查出来，奇偶校验在实时差错控制中得到广泛应用。奇偶校验虽然具有一定便利性，但它不具有定位功能，假设数据码是偶数个的话，奇偶校验就很难检查出其中的错误。因此，奇偶校验仅仅能检测奇数个的错误，纠错的效果不是很好，仅仅适用于异步的数据传输；
　　3）检验和。检验和是指在数据通信领域和数据处理的过程中，用来进行校验的一组数据项的总和，这些数据既可以是其它可以看作为数据的字符串，也可以是数字。检验和的作业流程是求数据的总和，将数据总和作为校验码发送到计算机网络接收端，具有便于操作的特点。但是检验和很难对所传数据的准确性进行保证，如果对所传数据的准确性要求不是特别高，则可以使用该种差错检测方法。
　　3 编码方式的分类
　　1）卷积码。计算机网络通信中实时差错控制技术进行编码的原因就是明确接收数据的正确与否，在错误的情况下可以使接收端对错误进行纠正。卷积码早在1955年被提出，是指将编码数据按照一定长度划分，划分的数据在编码之后会得到较长的数据。卷积码的独特特点在于其进行编码之后的校验元不仅与本段信息元有关，还与前段的信息元相关。在通常情况下，虽然卷积码分组码信息数要高于每段信息数，但是卷积码可以形成矩阵来与校验矩阵对它编码的过程进行相关的描述。此外，卷积码解码的过程很复杂，卷积码还可以进一步的划分为非线性码和线形码，如果信息元与校验元之间存在线形关系便为线形码，反之则为非线形码。线形码具有较好的实现功能，其在计算机网络通信的实时差错控制中使用的更为广泛；2）
　　分组码。分组码是指将信源信息按照独立分组来进行编码和处理，它是一种重要的纠错码。分组码是指将信息编码，由此产生的多余码元对相关数据检验，以此来确定数据的准确与否，其中每组校验元只与该组的数据相关。在编译数据中，分组码码率是指信息位数目与码长比值，校验方程则是用来表示校验与数据之间关系的公式。此外，按照分组码结构的不同，分组码还有循环码和非循环码的划分，循环码在计算机网络实时差错控制方面的研究已经日趋成熟，使用的也较为广泛；3）常见的编码方法。循环码是线形分组码中的一类，有循环移位的特征，循环码最重要的是rs码和bch码，两者都有较好纠错能力。计算机通信领域对于循环码的研究较早，有关的循环码技术也比较成熟。（1）rs码。 rs码是向前纠错的编码，对校正数据产生的各种多项式有效。编码是首先要在多点上对多项式来求冗余，其后将其存储或者是传输。rs码具有很强的纠错能力，但是由于rs码传输中存在延时现象，如果对网络传输的实时性要求较高，则不能使用该种编码方式；（2）bch码。该种编码方式是特别严密的一种数学结构，也是被学者研究的比较透彻和深入的线形分组码，经过半个多世纪的发展，关于bch码的研究已经相当成熟。bch码可以对数字通信中的二进制数据进行简化并进行网络传输，在传输过程中，bch码还可以依靠数学来对二进制数据进行证明，结论是通过两个正整数来计算的二进制bch码，在这种情况下可以纠正一些随机的错误。因此，rs码和bch码作为循环码的两种基本方式，具有很好的差错控制效果，两者的应用也是比较广泛的。