淺談差錯(cuò)控制在通信領(lǐng)域中的運(yùn)用

91180部隊(duì)11分隊(duì) 賈鑫鐸

淺談差錯(cuò)控制在通信領(lǐng)域中的運(yùn)用

91180部隊(duì)11分隊(duì) 賈鑫鐸

通信系統(tǒng)必須具備發(fā)現(xiàn)(即檢測(cè))差錯(cuò)的能力，并采取措施糾正之，使差錯(cuò)控制在所能允許的盡可能小的范圍內(nèi)，這就是差錯(cuò)控制過(guò)程，也是數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能之一。

差錯(cuò)；噪聲；隨機(jī)誤碼；突發(fā)誤碼；檢錯(cuò)碼；糾錯(cuò)碼

作為一名從事多年基層工作的老通信兵，如何做好讓黨和人民放心的“傳達(dá)兵”，在每一次信息傳送過(guò)程中，做到次次無(wú)差錯(cuò)，回回都及時(shí)，并且管理好自己手中的通信裝備，成了我們這些基層工作者每天工作的首要事項(xiàng)，隨著近年來(lái)，通信裝備日新月異的升級(jí)和換代的頻繁，要加強(qiáng)自身業(yè)務(wù)能力水來(lái)及不斷學(xué)習(xí)新的通信裝備技術(shù)，但百密總有一疏，在我們工作及日常訓(xùn)練中，也經(jīng)常或多或少碰到所謂“通信差錯(cuò)”。

一、通信差錯(cuò)產(chǎn)生的成因

為什么會(huì)出現(xiàn)這個(gè)“差錯(cuò)”呢，那我們就不得不先說(shuō)說(shuō)，何謂“差錯(cuò)”，所謂“差錯(cuò)”就是在數(shù)字通信中利用編碼方法在傳輸中產(chǎn)生的隨機(jī)誤碼和突發(fā)誤碼。而這兩種誤碼為何會(huì)在通信過(guò)程中出現(xiàn)呢，那我就要給大家講講這“差錯(cuò)”誤碼，

我大體把它分為兩大類(lèi)：①類(lèi)是由于熱噪聲引發(fā)的隨機(jī)錯(cuò)誤；②類(lèi)是由于沖突噪聲引發(fā)的突發(fā)性錯(cuò)誤。由此可以看出通信差錯(cuò)產(chǎn)生的原由了，它是數(shù)據(jù)從信源出發(fā)，經(jīng)過(guò)通信信道時(shí)，由于通信信道總是有一定的噪聲存在，因此在到達(dá)信宿時(shí)，接收信號(hào)是信號(hào)與噪聲的疊加。在接收端，接收電路在取樣時(shí)判斷信號(hào)電平。如果噪聲對(duì)信號(hào)疊加的結(jié)果在電平判斷時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤，就會(huì)引起通信數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤。 究其原因就可以追述到熱噪聲和沖擊噪聲上。通過(guò)在日常接觸通信過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)這些奇怪的現(xiàn)象：通信傳輸過(guò)程中的突發(fā)性錯(cuò)誤最多會(huì)影響局部一些地區(qū)通信傳送；而隨機(jī)性錯(cuò)誤卻會(huì)給通信傳輸帶來(lái)致命打擊。那么如何在我們?nèi)粘９ぷ骷把菥氈泻侠?、有效避免此?lèi)“差錯(cuò)”的發(fā)生帶來(lái)的損失及如何能更好的控制這些“差錯(cuò)”呢？這也是我們基層工作者殛待需要解決的問(wèn)題。

表一 差錯(cuò)控制編碼分類(lèi)及作用

二、通信過(guò)程中數(shù)據(jù)傳輸是導(dǎo)致差錯(cuò)產(chǎn)生的原因

在通信技術(shù)急速發(fā)展的今天，通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)的完美結(jié)合，已成為集無(wú)線終端、有線網(wǎng)絡(luò)和各種新型數(shù)據(jù)終端為一體的高智能、高效率，多媒體綜合通信手段。從宏觀上來(lái)看，通信系統(tǒng)必須具備發(fā)現(xiàn)(即檢測(cè))差錯(cuò)的能力，并采取措施糾正之，使差錯(cuò)控制在所能允許的盡可能小的范圍內(nèi)，這就是差錯(cuò)控制過(guò)程，也是數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能之一。數(shù)據(jù)鏈路層通過(guò)使用計(jì)數(shù)器和序號(hào)來(lái)保證每幀最終都能被正確地遞交給目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)層一次。據(jù)我多年的摸索中發(fā)現(xiàn)，從通信差錯(cuò)性質(zhì)的角度來(lái)分析其成因，差錯(cuò)控制分為對(duì)隨機(jī)誤碼的差錯(cuò)控制和對(duì)突發(fā)誤碼的差錯(cuò)控制。隨機(jī)誤碼指信道誤碼較均勻地分布在不同的時(shí)間間隔上；而突發(fā)誤碼指信道誤碼集中在一個(gè)很短的時(shí)間段內(nèi)。有時(shí)把幾種差錯(cuò)控制方法混合使用，并且要求對(duì)隨機(jī)誤碼和突發(fā)誤碼均有一定差錯(cuò)控制能力。差錯(cuò)控制編碼在我的日常工作經(jīng)常會(huì)大量使用，下面我來(lái)扼要的介紹下差錯(cuò)控制編碼（見(jiàn)表一）。

三、通信差錯(cuò)的解決方法及手段

在日常工作中發(fā)現(xiàn)通信差錯(cuò)時(shí)，通常我們是用如下3種方法來(lái)應(yīng)付出現(xiàn)的通信傳輸差錯(cuò)的：

①肯定應(yīng)答

所謂的肯定應(yīng)答就是當(dāng)對(duì)方接收器對(duì)收到我方的幀校驗(yàn)無(wú)誤后要在快速的送回肯定應(yīng)答信號(hào)ACK，這時(shí)我方發(fā)送器收到肯定應(yīng)答信號(hào)后確認(rèn)無(wú)誤碼后方可繼續(xù)發(fā)送后續(xù)幀。

②否定應(yīng)答重發(fā)

所謂的否定應(yīng)答就是當(dāng)對(duì)方接收器收到我方一個(gè)幀經(jīng)較驗(yàn)后如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，則送回一個(gè)否定應(yīng)答信號(hào)NAK。發(fā)送器必須重新發(fā)送出錯(cuò)幀。

③超時(shí)重發(fā)

發(fā)送器發(fā)送一個(gè)幀時(shí)就開(kāi)始計(jì)時(shí)。在一定時(shí)間間隔內(nèi)沒(méi)有收到關(guān)于該幀的應(yīng)答信號(hào)，則認(rèn)為該幀丟失并重新發(fā)送。在我們基層日常訓(xùn)練時(shí)通常采用反饋檢測(cè)和自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求(ARQ)兩種基本方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

此外，我們?nèi)粘９ぷ骷坝?xùn)練時(shí)，還有若干類(lèi)常用的差錯(cuò)控制手段，如在跳頻系統(tǒng)中的常用的糾錯(cuò)編碼技術(shù)，有漢明碼、BCH碼、trellis碼、RS碼、Golay碼等。此外，還可以把不同的編碼方法結(jié)合在一起，取長(zhǎng)補(bǔ)短，進(jìn)行聯(lián)合編碼。在快跳頻方式下，還可以運(yùn)用重發(fā)大數(shù)判決來(lái)克服跳頻頻段內(nèi)的快衰落。

四、差錯(cuò)控制在通信系統(tǒng)存在的現(xiàn)實(shí)意義

在日常工作中，還有另外一種差錯(cuò)因素存在，由于人員業(yè)務(wù)不熟悉及緊張等原因?qū)е聶C(jī)器操作失誤，這就要求我們從事這項(xiàng)工作的官兵，在平時(shí)多下功夫，勤能補(bǔ)拙，多向業(yè)務(wù)精湛的老兵學(xué)習(xí)，提高通信質(zhì)量，減少誤碼率發(fā)生。雖然通信系統(tǒng)的有效性和可靠性是一對(duì)矛盾的統(tǒng)一體，同時(shí)做到完美是不現(xiàn)實(shí)的，具體表現(xiàn)為若要提高系統(tǒng)的可靠性，可能引起有效性的下降；若要提高系統(tǒng)的有效性，則有可能引起可靠性的下降。因此通常需要根據(jù)實(shí)際要求有所側(cè)重，互相兼顧達(dá)到矛盾的統(tǒng)一。如在滿(mǎn)足一定可靠性指標(biāo)下，盡量提高消息的傳輸速度；或者，在維持一定有效性指標(biāo)下，盡量提高消息的傳輸質(zhì)量。

[1]朱磊．通信網(wǎng)絡(luò)的可靠數(shù)據(jù)傳輸控制策略研究與實(shí)現(xiàn)[D]．電子科技大學(xué),2009．

[2]黃菲．ATM通信方式的差錯(cuò)控制討論[J]．電子制作,2012(11)．

[3]王朋飛．基于混沌系統(tǒng)與跳頻技術(shù)的數(shù)字水印方法研究[D]．華僑大學(xué),2006．

[4]李淵淵．自適應(yīng)頻率控制技術(shù)的研究[D]．東南大學(xué),2001．

[5]張玉星．分布式數(shù)字網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]．電子科技大學(xué),2009．