网络基础:数据通信技术之差错控制编码
cac55 2024-09-29 09:21 19 浏览 0 评论
引言
大家好，昨天我们学习了差错控制所采用的四种方式，接下来我们要学习的是差错控制编码。
文章目录
3.差错控制编码
3.差错控制编码
根据纠检测能力差错控制编码可以分为检错码和纠错码。
检测码仅仅具备检测差错的能力，实际应用的检测码有很多，包括奇偶校验码、循环冗余码等等。其中奇偶校验码编码很简单，检测能力有限，但是它的应用却很广泛，比如冗余串行通信、硬盘校验等；循环冗余码检错能力比较强，主要应用于数据链路层传输中，比如在广泛使用的以太网中，数据帧内所采用就是循环容易码来进行差错检测。
纠错码具备纠错能力，典型的代表是汉明码，有的教材中翻译成海明码，编码规则并不复杂，采用的约束关系是异或运算。
奇偶校验码
首先一起来认识一下奇偶校验码，刚刚我们提到奇偶校验码属于检错码，仅仅具有检测差错的能力，它的编码规则很简单，对于一维的奇偶校验码只需要在所传数据后面附加一位监督，使得数据位和监督位中，总共包含奇数个1或者偶数个1。
举一个简单的例子，假设在串行通信中要传送的比特序列是1011001，一共是七位，包含了4个1。如果说选择奇校验方式为了保证加入校验位以后总共包含奇数个1，所以说校验位也必须为1。这样构造完整的奇偶校验编码的就是10110011。如果选择偶校验方式，为了确保偶数个1，校验位,必须为零，从而形成偶检验编码是10110010。
相信从这个例子中，大家可以体会到奇偶校验码确实很简单。编码规则简单也决定了这种编码的检测能力很有限，显然它只能检测出所有的1位或者奇数位出错，无法检测出偶数个错。比如如果数据中有两位同时出错，并不会改变原来数据中包含1的数量，到底是奇数还是偶数，也就不能检测出错误。当然为了提高检测能力，有些系统会采用二维既有校验码，在每一行和每一列上都引入了奇偶校验位。
循环冗余码
我们要介绍的第二种典型的检测码是循环冗余码，这种编码在以太网中广泛使用，用来检测数据帧的完整性。那么循环冗余码具有哪些特性？它对应的编码和解码规则又分别是什么？
首先循环冗余码简称CRC，是一种特殊的线性分组码。线性码是指信息位和监督位满足一组线性方程的编码，分组码是指监督位仅仅监督本码组中的信息位，与其他的码组没有关系。在这个名称中循环二字反映了这种编码具有循环的特性，具体而言是指各个许用码组中的码元循环左移若干次，最左端移到最右端所得到的码组仍然是一个许用码组，当然全零码组除外，右移也是如此，另外循环冗余码具有很强的检测能力，对应编解码器不太复杂，这也是它得以广泛应用的原因。
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