計算機網(wǎng)絡(luò)通信中實時差錯控制技術(shù)研究

摘 要：自我國經(jīng)濟發(fā)展以來，科技技術(shù)不斷提升，以科技技術(shù)為基礎(chǔ)的新型業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，對計算機網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量要求越來越高，并且對數(shù)據(jù)傳輸速度要求也不斷提升，增加了計算機網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)很難正確對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，為此采用實時差錯控制技術(shù)能夠在較大程度上解決數(shù)據(jù)傳輸問題，對計算機網(wǎng)絡(luò)通信的正常運行尤為重要。

關(guān)鍵詞：計算機；網(wǎng)絡(luò)通信；實時差錯控制技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.094

0 前言

人類經(jīng)濟的發(fā)展帶動科學(xué)技術(shù)的不斷革新，也極大提高人們生活質(zhì)量，計算機網(wǎng)絡(luò)融入于人們生活中的各個角落，使網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁堵的情況發(fā)生，比如數(shù)據(jù)傳輸超時、傳輸錯誤以及傳輸誤差等問題，數(shù)據(jù)包丟失會對數(shù)據(jù)的解壓與接收質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。采用實時差錯控制技術(shù)能夠有效提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，并提高數(shù)據(jù)傳輸速度，給人們生活帶來更大便利。

1 實時差錯方式類別

（1）FEC差錯控制。網(wǎng)絡(luò)在實施數(shù)據(jù)傳輸時，無法保證傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，需通過數(shù)據(jù)編碼對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以保證其準(zhǔn)確性[1]。FEC差錯控制在使用數(shù)據(jù)編碼傳輸時，接收者能夠通過譯碼器進(jìn)行錯誤的糾正，此種方法在廣播消息傳輸中應(yīng)用較為廣泛。

（2）HEC糾錯方式。HEC糾錯也叫混合糾錯，主要是有兩種方法進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)募m錯，分別是前向糾錯與重傳反饋，其中在進(jìn)行糾錯時需要通過傳輸?shù)腻e誤情況來判斷并糾正。此外，發(fā)送端與接收端兩者在糾錯時無分工限制，能夠進(jìn)行協(xié)調(diào)工作。

（3）ARQ糾錯方式。ARQ糾錯具有較強的反饋機制，也叫重傳反饋，主要將發(fā)送端的信息進(jìn)行編碼處理，再發(fā)送給接收端，在接受過程中若出現(xiàn)數(shù)據(jù)不正確，能夠?qū)㈠e誤反饋到發(fā)送端并重發(fā)。ARQ糾錯最大優(yōu)點是數(shù)據(jù)傳輸具有較高準(zhǔn)確性，但重發(fā)率相對增加。

2 實時差錯檢測方法

（1）奇偶校驗。奇偶校驗是實時差錯檢測中使用頻率較高的檢測碼，主要是在數(shù)據(jù)后附加信息，根據(jù)附加數(shù)字的奇偶進(jìn)行判斷，若碼字中出現(xiàn)奇數(shù)個錯誤，易對差錯進(jìn)行檢測，反之則無法檢測，因此只能檢測奇數(shù)個錯誤[2]。

（2）CRC校驗。CRC有較強的檢錯能力，在所有檢測方法中有較高的知名度，主要是進(jìn)行不同區(qū)域的校驗，在進(jìn)行編碼過程中，會由一段具體長度的數(shù)據(jù)生成不同長度的校驗碼，并與信息同時傳輸至接收端。

（3）校驗和。檢驗和主要是指在對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時，進(jìn)行校驗的一組數(shù)據(jù)項的總和，此數(shù)據(jù)可以是字符串或者數(shù)字[3]。此種檢測方法相對較為簡單，是通過對數(shù)據(jù)進(jìn)行求和而得，并傳輸于接收端，但是校驗和會出現(xiàn)各數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)相同情況，無法保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。

3 編碼方式分類

（1）分組碼。分組碼主要是對信息實施編碼，并將數(shù)據(jù)通過校驗元進(jìn)行檢測，保證數(shù)據(jù)正確性，且每組校驗元與其他組數(shù)據(jù)無關(guān)。此外，信息位數(shù)目與碼長的比值叫做分組碼碼率，由于分組碼結(jié)構(gòu)各異，分為非循環(huán)碼與循環(huán)碼。

（2）卷積碼。卷積碼對數(shù)據(jù)實施劃分得到一段數(shù)據(jù)，卷積碼與分組碼有一定差異，編碼后的校驗元不但與信息元有關(guān)，而且與n段信息元有關(guān)。卷積碼可以對編碼過程實施描述，但解碼過程較為復(fù)雜。

4 實時差錯方案分析與能效分析

（1）前向糾錯方案分析。 前向糾錯技術(shù)主要是通過信道編碼將通信數(shù)據(jù)符號建立成不同信息集合的文件，在傳輸過程中根據(jù)自身規(guī)律進(jìn)行差錯檢測，同時準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)差錯位置并實施糾正。前向糾錯技術(shù)具有較高糾錯效率，如果出現(xiàn)通信錯誤，不需要重新發(fā)送，只需通過編碼進(jìn)行糾正，大大降低了傳輸時間，同時還能夠在系統(tǒng)中構(gòu)建廣播通信過程，并將數(shù)據(jù)在同一時段發(fā)送于不同發(fā)送端，被通信廣泛使用。但是接收端不能對傳出數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，只能翻譯結(jié)果并傳輸。此外，若在通信過程中信道差，編碼在運行時會大量耗能，大大增加了運行成本。

（2）自動重傳方案分析。自動重傳技術(shù)主要使用在傳輸數(shù)據(jù)錯誤時檢測過程中，當(dāng)檢測到錯誤時自動發(fā)送重新傳輸指令，發(fā)送端收到指令后自動消除錯誤數(shù)據(jù)，但是在較大程度上浪費了原始數(shù)據(jù)[4]。此外，此種技術(shù)主要采用雙向通信方法，通過編碼器接收信息，在編碼時再通過緩沖儲存器對信息進(jìn)行保存，并由不同路徑對信息進(jìn)行解碼，再把檢測正確的數(shù)據(jù)傳輸至重發(fā)控制器，最后消除無用數(shù)據(jù)。自動重傳技術(shù)主要通過對數(shù)據(jù)的重新傳輸，達(dá)到數(shù)據(jù)傳輸時的準(zhǔn)確性，具有操作簡單，運行成本較低并且數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確等優(yōu)點。

（3）混合自動請求重傳方案分析?；旌献詣诱埱笾貍骷夹g(shù)和前向糾錯技術(shù)形成較為完整的技術(shù)體系，在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸過程中，前段首先進(jìn)入前向糾錯系統(tǒng)，由信道編碼進(jìn)行錯誤糾正，主要目的是減少重傳次數(shù)，如果接收器無法實施解碼，需要將重傳機制進(jìn)行開啟?；旌献詣诱埱笾貍骷夹g(shù)能夠有效彌補其他兩種技術(shù)缺點，并發(fā)揮各自優(yōu)勢，在接收端與發(fā)送端都可以進(jìn)行編碼糾錯，并且實施自動檢測，如果檢測信息正確則發(fā)送端反饋已成功接收，反之則進(jìn)行對數(shù)據(jù)實施重新發(fā)送，以達(dá)到最優(yōu)傳輸。然而，如果通信良好，依然需要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時的糾錯程序，在一定程度上會造成能源浪費。

5 結(jié)語

綜上所述，由于人們生活需要通過計算機來完成，對數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性與傳輸速度要求越來越高，在某些傳輸過程中難免會出現(xiàn)傳輸錯誤以及傳輸超時等情況，這就需要對網(wǎng)絡(luò)通信實施實時差錯控制技術(shù)，不但有較為完整的編碼方法，而且還能對服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行評估，以保證差錯控制系統(tǒng)的正常運行，由此可以看出，實時差錯控制技術(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò)通信中越來越重要。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙冬，張夢宇，尹鴻鹍.計算機網(wǎng)絡(luò)通信中實時差錯控制技術(shù)分析[J].通訊世界，2016（15）：120-121.

[2]呂志恒.剖析網(wǎng)絡(luò)通訊實施差錯控制技術(shù)[J].數(shù)碼世界， 2017（06）：133.

[3]萬曉燕，陳姍.CRC算法在計算機網(wǎng)絡(luò)通信中的應(yīng)用策略探究[J]. 信息系統(tǒng)工程，2016（05）：144.

[4]郭銳，王美潔，王杰.基于縮短極化碼的MLC NAND Flash差錯控制技術(shù)研究[J].電子與信息學(xué)報，2017（07）：1658-1665.

作者簡介：法代東（1987-），男，回族，山東濟南人，本科學(xué)士，中級網(wǎng)絡(luò)工程師，研究方向：網(wǎng)絡(luò)通訊、網(wǎng)絡(luò)編碼。