通信网络差错控制技术详解

1.差错控制

在信息传输过程中，各种各样的干扰可能造成传输错误。这些错误轻则会使数据发生变化，重则会导致生产过程事故。必须采取一定的措施来检测错误并纠正错误，检错和纠错统称为差错控制。

2.传输错误及可靠性指标

在通信网络上传输的信息是二进制信息，它只有0和1两种状态。如果把0误传为1，或者把1误传为0就是传输错误。该错误包括以下两类：

①突发错误：由突发噪声引起的，其特征是误码连续成片出现。

②随机错误：由随机噪声引起的，它的特征是误码与其前后的代码是否出错无关。

DCS的传输速率一般在0.5～100 Mbps。传输速率越大，每一位二进制代码（又称码元）所占用的时间就越短，波形就越窄，抗干扰能力就越差，可靠性就越低。误码率是指通信系统所传输的总码元数中发生差错的码元数所占的比重（取统计平均值），即

式中：Pe为误码率；Pw为出错的码元数；Pt为传输的总码元数。

误码率越低，通信系统的可靠性就越高。在DCS中，常用每年出现多少次误码来代替误码率。对大多数DCS来说，这一指标为每年0.01次到4次。(www.xing528.com)

3.反馈重发纠错方式

在发送端，首先要对所发送的数据进行某种运算，产生能检测错误的帧校验序列，然后把校验序列与数据一起发往对方。在接收端，根据事先约定的编码运算规则及校验序列，检查数据在传输过程中是否有出错，并通过反馈信道把判决结果发回发送端。发送端收到的反馈信号若标明传送有错，则发送端重发数据，直到接收端返回信号标明接收正确为止。自动重传请求（ARQ）方式中，必须有一个反馈信道，并且只用于点对点的通信方式。检错编码的方法很多，常用的有奇偶校验码和循环冗余校验码。

1）奇偶检验

奇偶检验是在传递字节后附加1位校验位。该校验位根据字节内容取1或0。奇校验时传送字节与校验位中“1”的数目之和为奇数。偶校验时传送字节与校验位中“1”的数目之和为偶数。接收端按同样的校验方式对收到的信息进行校验。如发送时规定为奇校验时，若收到的字符及校验位中“1”的数目之和为奇数，则认为传输正确，否则，认为传输错误。

2）循环冗余码校验

在传输的信息中按照规定附加一定数量的冗余位。有了冗余位，真正有用的代码数就少于所能组合成的全部代码数。当代码在传输过程中出现错误，并且使接收到的代码与有用的代码不一致时，说明发生了错误。为了提高检错和纠错能力，可以在信息后面按一定规则附加若干个冗余位，使信息的合法状态之间有很大差别，一种合法信息错误成另一种合法信息的可能性就会大大减小。

循环冗余码由硬件电路配合软件进行编码和译码，编码是发送端在信息码的后面按一定的规则附加冗余码组成传输码组的过程，译码是在接收端按相同规则检测和纠错的过程。

在DCS中应用较多的是循环冗余码（Cyclic Redundancy Code，CRC）校验方法。