西安电子科技大学：《通信网络基础》课程教学资源（讲义）第二章 端到端的传输协议 2.2 链路层的差错控制技术

BWc 2.2链路层的差错控制技术 2.2.1差错检测 2.2.2AR0协议 2.2.3最佳帧长 Broadband Wireless Communications Laboratory,Xidian University

Broadband Wireless Communications Laboratory, Xidian University 2 BWC ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈~ ≈ ~ ≈ 2.2 链路层的差错控制技术 2.2.1 差错检测 2.2.2 ARQ协议 2.2.3 最佳帧长

BWc 2.2.1差错检测（1) ■链路层差错检测的目的是：如何有效地发 现一颅数据比特经过物理信道传输后是否 正确。 Broadband Wireless Communications Laboratory,Xidian University

Broadband Wireless Communications Laboratory, Xidian University 3 BWC ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈~ ≈ ~ ≈ 2.2.1 差错检测(1)  链路层差错检测的目的是：如何有效地发 现一帧数据比特经过物理信道传输后是否 正确

BWc 2.2.1差错检测(2) ·常用的检错方法 一奇偶校验 循环冗余校验CRC(Cyclic Redundancy Check) 其基本思路是发端按照给定的规则，在K个信息比 特后面增加L个按照某种规则计算的校验比特；在 接收端对收到的信息比特重新计算L个校验比特。 比较接收到的校验比较和本地重新计算的校验比 特，如果相同则认为传输无误，否则认为传输有 错。 Broadband Wireless Communications Laboratory,Xidian University

Broadband Wireless Communications Laboratory, Xidian University 4 BWC ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈~ ≈ ~ ≈ 2.2.1 差错检测(2)  常用的检错方法 – 奇偶校验 – 循环冗余校验CRC（Cyclic Redundancy Check） 其基本思路是发端按照给定的规则,在K个信息比 特后面增加L个按照某种规则计算的校验比特;在 接收端对收到的信息比特重新计算L个校验比特。 比较接收到的校验比较和本地重新计算的校验比 特，如果相同则认为传输无误，否则认为传输有 错

BWc 1.奇偶校验码(1) ·例： 信息序列长K=3,校验序列长L=4。输入信息比特 为{S1,S2,S3},校验比特为{C1,C2,C3? C4}，校验的规则为 C1=S1⊕S3,C2=S1⊕S2©S3,C3=S1®S2,C4=S2©S3 Broadband Wireless Communications Laboratory,Xidian University

Broadband Wireless Communications Laboratory, Xidian University 5 BWC ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈~ ≈ ~ ≈ 1.奇偶校验码(1)  例： 信息序列长K=3，校验序列长L=4。输入信息比特 为 ｛S1，S2，S3｝，校验比特为 ｛C1，C2，C3， C4｝，校验的规则为 1 1 3 2 1 2 3 3 1 2 4 2 3 C = S ⊕ S ,C = S ⊕ S ⊕ S ,C = S ⊕ S ,C = S ⊕ S

BWc 1.奇偶校验码(2) 表2-1 奇偶校验码 S1 S2 S3 C1 C2 C3 校验规则 0 1 C1=S1⊕S3 C2=S1⊕S2⊕S3 C3=S1⊕S2 C4=S2⊕S3 1 0 1 0 Broadband Wireless Communications Laboratory,Xidian University 6

Broadband Wireless Communications Laboratory, Xidian University 6 BWC ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈~ ≈ ~ ≈ 1.奇偶校验码(2)

BWc 1.奇偶校验码(3) ■例如：设发送的信息比特为{100}，经过奇偶校验 码生成的校验序列为{1110}，则发送的信息序列 为{1001110}。 若经过物理信道传输后，接收的序列为{1011110}， 则本地根据收到的信息比特{101}计算出的校验序列 应为0011}。显然该序列与接收到的校验序列1110} 不同，表明接收的信息序列有错。 Broadband Wireless Communications Laboratory,Xidian University

Broadband Wireless Communications Laboratory, Xidian University 7 BWC ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈~ ≈ ~ ≈ 1.奇偶校验码(3)  例如：设发送的信息比特为{100}，经过奇偶校验 码生成的校验序列为{1110}，则发送的信息序列 为{1001110}。 若经过物理信道传输后，接收的序列为{1011110}， 则本地根据收到的信息比特{101}计算出的校验序列 应为{0011}。显然该序列与接收到的校验序列{1110} 不同，表明接收的信息序列有错

8Wc 1.奇偶校验码(4) ■如果L取1，即C=S,⊕S2⑥S3田⑥Sk为最简单的单 比特的奇偶校验码，它使得生成的码字（信息比 特+校验比特)所含“1”的个数为偶数。该码可 以发现所有奇数个比特错误，但是不能发现任何 偶数个错误。 Broadband Wireless Communications Laboratory,Xidian University

Broadband Wireless Communications Laboratory, Xidian University 8 BWC ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈~ ≈ ~ ≈ 1.奇偶校验码(4)  如果L取1，即 为最简单的单 比特的奇偶校验码，它使得生成的码字（信息比 特+校验比特）所含“1”的个数为偶数。该码可 以发现所有奇数个比特错误，但是不能发现任何 偶数个错误。 K C = S ⊕ S ⊕ S ⊕...⊕ S 1 2 3

Bc 1.奇偶校验码5) 在实际应用奇偶校验码时，每个码字中K个信息比 特可以是输入信息比特流中K个连续的比特，也可以 按一定的间隔（如一个字节）取K个比特。为了提高 检测错误的能力，可将上述两种取法重复使用。 N个比特 001001101110j 0101001110110110011101010 0011101110001 L个校 L个校 1110000001111 验比特 验比特 0010011011101 0011101110001 1110000001111 L个校 L个校 Broadband Wireless Communications Laborator 验比特 fversity 验比特

Broadband Wireless Communications Laboratory, Xidian University 9 BWC ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈~ ≈ ~ ≈ 1.奇偶校验码(5) 在实际应用奇偶校验码时，每个码字中K个信息比 特可以是输入信息比特流中K个连续的比特，也可以 按一定的间隔（如一个字节）取K个比特。为了提高 检测错误的能力，可将上述两种取法重复使用。 0101001110110110011101010 L个校 验比特 L个校 验比特 0010011011101 0011101110001 1110000001111 0010011011101 0011101110001 1110000001111 L个校 验比特 L个校 验比特 N个比特

BWc CRC校验(1) CRC(循环冗余校验)是根据输入比特序列 (SK-1,SK-2,S1,S0) 通过下列CRC算法产生L位的校验比特序列 (CL-1,CL-2,C1,C0） Broadband Wireless Communications Laboratory,Xidian University 10

Broadband Wireless Communications Laboratory, Xidian University 10 BWC ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈~ ≈ ~ ≈ CRC校验（1）  CRC（循环冗余校验）是根据输入比特序列 通过下列CRC算法产生L位的校验比特序列 ( , ,..., , ) 1 2 1 0 S S S S K− K− ( , ,..., , ) CL−1 CL−2 C1 C0

BWc CRC校验(2) ■将输入比特序列表示为下列多项式的系数： S(D)=Sk-1DK-+Sk-2D-2++SD+So 式中：D可以看成为一个时延因子，D对应比特S,所 处的位置。 例如：10101100，SD)=D7+D5+D3+D2 Broadband Wireless Communications Laboratory,Xidian University 11

Broadband Wireless Communications Laboratory, Xidian University 11 BWC ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈ ~ ≈~ ≈ ~ ≈ CRC校验（2）  将输入比特序列表示为下列多项式的系数： 式中：D可以看成为一个时延因子，Di 对应比特 Si 所 处的位置。 1 0 2 2 1 1 S(D) S D S D ... S D S K K K = K + + + + − − − − 例如：10101100，S(D)=D7+D5+D3+D2