差错控制编码的基本方式简介

常用的差错控制编码方式有四种：自动请求重发（ARQ）、前向纠错（FEC）、混合纠错（HEC）和反馈检验（IRQ）。

1.自动请求重发

自动请求重发是计算机网络中较常采用的差错控制方法。其原理是：发送端将要发送的数据附加上一定的冗余检错码一并发送，接收端则根据检错码对数据进行差错检测，如果发现差错，则接收端返回请求重发的信息，发送端在收到请求重发的信息后，再重新发送一次数据，如果没有发现差错，则发送下一个数据。这种方法的优点是译码设备简单，对突发错误和信道干扰较严重的情况比较有效。缺点是需要反馈信道，实时性差。自动请求重发的原理如图10-2-1 所示。

图10-2-1　自动请求重发示意

自动请求重发方式又分为三种情况：停发等待重发、返回重发和选择重发。

1）停发等待重发

在这种方式中，不论接收端收到的信息是否正确，都需要接收端回发反馈信号，并且发送端只有收到接收端的确认信号，才会发送下一个信号。其原理如图 10-2-2 所示。其中ACK是确认信号，NAK是否认信号。该方式的特点是系统简单，时延长。

图10-2-2　停发等待重发示意

2）返回重发

在这种方式中，发送端不需要接收到ACK确认信号后才发送下一个信号，而是不停地发送。当发送端收到接收端回发的 NAK 信号后，将重发错误码组以后的所有码组。该方式的特点是系统较为复杂，时延减小。其原理如图 10-2-3 所示。

图10-2-3　返回重发示意

3）选择重发(www.xing528.com)

在这种方式中，发送端不停地发送信号，当发送端收到接收端回发的NAK信号后，将只重发错误码组。该方式的特点是系统复杂，时延最小。其原理如图 10-2-4 所示。

图10-2-4　选择重发示意

2.前向纠错

前向纠错的原理：发送端将要发送的数据附加上一定的冗余纠错码一并发送，接收端则根据纠错码对数据进行差错检测，如果发现差错，由接收端进行纠正。这种检测方法的优点是使用纠错码和单向信道，发送端无须设置缓冲器。缺点是设备复杂、成本高。其原理如图10-2-5 所示。

图10-2-5　前向纠错示意

3.混合纠错

混合纠错方式是FEC和ARQ方式的结合，其原理是：发送端发送具有检错和纠错能力的码，接收端收到该码后，首先检查差错情况。如果错误发生在该码的纠错能力范围内，则自动进行纠错，如果超过了该码的纠错能力，但能检测出来，则经过反馈信道请求发送端重发。混合纠错方式在实时性和译码复杂性方面是前向纠错和检错重发方式的折中，可达到较低的误码率，较适合于环路延迟大的高速数据传输系统。其原理如图10-2-6 所示。

图10-2-6　混合纠错示意

4.反馈检验

反馈检验的原理：接收端将收到的信息原封不动地回送给发送端，发送端将此回送的信码与原发送的信码进行比较。如果发现错误，则发送端再重新发送一次。这种检验方式需要双向信道，设备简单，可以纠正任何错误，但缺点是会引入较大的时延。其原理如图 10-2-7所示。

图10-2-7　反馈检验示意