论文部分内容阅读
摘 要：近几年来，国内科学技术的迅速发展带动了通信事业的进步，也让人们生活、工作和学习方式发生了翻天覆地的变化。可以说，目前人们生活、工作和学习都已经离不开计算机通信技术，但在具体工作中我们经常会遇到因为通信技术的不合理而造成整个网络数据传输缓慢、信息资源拥堵等。面对这些情况，本文就计算机通信中差错检测和控制技术做了研究，以供同行参考。
关键词：计算机；通信；差错；检测技术；控制技术
在这个信息时代背景下，计算机通信技术已经进入到人们生活、生产的方方面面，其伴随社会发展所占地位也必然会再一步提高。但是在实际应用中，我们经常会遇到一些因为通信技术、传输介质以及传输信号等因素而产生的通信差错，极大降低信息传输质量和速度不说，甚至造成信息丢失，给人们工作和生产带来重大损失。因此，为了更进一步的提高计算机通信系统性能，满足人们高稳定性、高效率信息需求，我们有必要对可能出现的通信差错进行分析和控制。
1 计算机通信差错产生原因分析
在当今社会发展中，伴随计算机通信技术研究的不断深入，它的应用范围越来越广泛，已经进入人们生活、工作的方方面面，让人们沟通、交流方式发生了重大变化。但是，因为计算机通信技术本身有着构成复杂、传输媒介特殊的特点，其通信当中所存在的问题也非常多，严重影响了通信效率和质量。面对这些情况分析，其产生的原因主要有以下几个方面：
1.1 信号衰减
在计算机通信数据传输之中，其发出的信号在经过网线、电缆、光线等传输媒介传播之中经常会出现信号因为摩擦力而产生热能散发损耗，也有部分直接被传输介质吸收等，这都会造成信号强度的降低，最终导致在一些传输距离较远的地区出现失真以及失传，最终引起信号差错。
1.2 信号失真
目前我们常说的计算机通信信号失真问题主要可以分为振幅失真和延迟失真两个方面。就这两种因素产生原因而言，它都是因为信号传输的时候出现波形以及频率变化造成的，也有是因为传播速度存在差异而引起的。但是不管是传输之中波形变动还是传输速度差异，其最终结果都会造成声频与音频信号之间出现差异，导致信号失真、失传。
1.3 噪声影响
噪音是当今社会中的常见现象，这种问题不仅会造成环境污染，也是引起计算机信号失真、失传的主要原因之一。究其原因是因为信号在传输的过程中受到声音干扰之后出现热噪声、交掉噪声以及传音等，这些噪音本身是一种带电粒子物质，虽然无法直接对信号构成干扰，但是可以采取措施削弱其所带来的不利影响。而交调噪声则是受非线性因素的影响而使得信号的各种频率分量出现叠加现象而引起，可以通过调整信号频率来避免这种影响。串音多是因为不同信道中传输的信号受到了电磁辐射的影响而引起。脉冲噪音则多为不确定的突发干扰，一般是受雷电等不可预料的因素影响而引起信号通路耦合脉冲而引起。
2 计算机通信中的差错检测技术
2.1 奇偶校验
这是一种较为常用的计算机通信差错检测技术，其主要的利用字符来对信号进行检测，以判断其是否出现差错。一般多用于异步通信发送端。即将需要发送的数据先分成不同字符的集合，并在每个字符后添加一个校验信息，其中原本需要传输的字符为信息码，后缀的校验信息为监督码。将信息码与校验码绑定在一起作为一个数，或为奇数，或为偶数。接收端在接收到传输过来的数据后，按照发送端设置的校验规则来检查奇数或偶数是否出现错误
2.2 分块校验
这是一种基于数据块的差错检测方法，适合于同步通讯.发送端，待发送的数据划分为数据块的集合，对当前每一个要传输的数据块（信息码），根据一定的计算规则，计算出一个附加的校验数据块，紧跟于信息码发送出去.接收端，使用同样的规則进行校验以确定传输是否有错在计算机通信中，典型的分块校验方法有校验和法与循环冗余校验法两种。
3 计算机通信中的差错控制技术
3.1 后向差错控制
应用后向差错控制方法需要一个双向通信信道.发送方，将整个待发送的数据划分为独立的数据块，对各个数据块进行检错编码，接收方，利用差错检测技术，如果检测到接收到的数据发生差错，则利用反向通道请求发送方重发出错的数据块，这一机制也称作自动请求重发（ARQ）.ARQ方法肯定能够修复检测到的差错，但是它也会引起数据传输过程中的不固定时延，囚为数据传输需要收发双方“握手确认”后才能成功。ARQ有两种基本的形式：空闲ARQ和连续ARQ。其中，空闲ARQ也叫停止等待ARQ，是最基本的后向纠错方案，利用差错检测，数据以包的形式在信道中传输，接收方校验收到的带有检错编码的数据包，如果包正确合法，接收方回送确认（ACK）信息给发送方，因此必须对分组进行编号，一般利用一种叫滑动窗口的技术对数据传输双方进行同步和控制.接收方收到数据包后，一般回送应答信号（ACK或NAK），如果发送方在规定时间内，没有收到ACK，就需要启动重传机制。
3.2 前向差错控制
利用前向差错控制，仅需要进行单工通信但是，它需要对数据进行冗余编码，使发送的数据携带足够的冗余信息，以致接收方能准确的定位和纠正通信过程中发生的某迎错误.FFC的关键就是进行纠错编码，常用的纠错编码包括：海明码、卷积码、Golay码、RS码、Turbo码等。
3.3 混合差错控制
HEC将ARQ和FEC方式结合起来，发送端发送不仅能检测错误，而且能够在一定程度内纠正错误的编码；接收端译码器收到码组后，首先检测传输是否有错，如果有错，且差错在码组纠错能力以内自动纠错，否则请求发送器重发在传输过程中能纠错就纠错，不能纠就重发；HEC控制技术降低FEG编译码的复杂性，提高ARC方式信息连贯性。
3.4 三种控制技术的对比
在对上述三种控制技术进行对比分析后可以看出，向后差错控制具有操作简单、延时较长、可靠性高等特点，采用全双工的通信方式，能够广泛应用在计算机通信协议的差错控制中。而前向差错控制则具有操作复杂、延时较短、可靠性更高等特点，采用单工的通信方式，能够在多媒体等要求高速和高性能的实时通信数据中使用。最后的混合差错控制技术则具有操作更复杂，延时更短、可靠性更高等特点，其同样是采用全双工的通信方式，在一定范围内具有较高应用价值，但并不普遍适用于大多数计算机通信的差错控制。三种控制技术各有优点和缺点，在实际的使用过程中需要结合实际需要合理选择，以提高计算机通信的差错控制效果。
结束语
数据要进行可靠传输，必须通过一定的差错检测与控制技术来实现，对于不同服务质量的通信媒体，针对各种信号的特定环境采用不同差错检测与控制解决方案.随着多媒体通信以及基于IP的因特网、移动通讯和新一代网格通讯等技术中通信数据量的急剧增加，对其进行差错检测和控制尤为重要。
参考文献
[1]邝李丹，付孔智.数据通信中实时差错控制的研究[J].科技信息（科学教研），2007（25）.
[2]徐书欣，王永乐.网络通信中差错控制技术的应用与研究[J].牡丹江教育学院学报，2008（3）.
关键词：计算机；通信；差错；检测技术；控制技术
在这个信息时代背景下，计算机通信技术已经进入到人们生活、生产的方方面面，其伴随社会发展所占地位也必然会再一步提高。但是在实际应用中，我们经常会遇到一些因为通信技术、传输介质以及传输信号等因素而产生的通信差错，极大降低信息传输质量和速度不说，甚至造成信息丢失，给人们工作和生产带来重大损失。因此，为了更进一步的提高计算机通信系统性能，满足人们高稳定性、高效率信息需求，我们有必要对可能出现的通信差错进行分析和控制。
1 计算机通信差错产生原因分析
在当今社会发展中，伴随计算机通信技术研究的不断深入，它的应用范围越来越广泛，已经进入人们生活、工作的方方面面，让人们沟通、交流方式发生了重大变化。但是，因为计算机通信技术本身有着构成复杂、传输媒介特殊的特点，其通信当中所存在的问题也非常多，严重影响了通信效率和质量。面对这些情况分析，其产生的原因主要有以下几个方面：
1.1 信号衰减
在计算机通信数据传输之中，其发出的信号在经过网线、电缆、光线等传输媒介传播之中经常会出现信号因为摩擦力而产生热能散发损耗，也有部分直接被传输介质吸收等，这都会造成信号强度的降低，最终导致在一些传输距离较远的地区出现失真以及失传，最终引起信号差错。
1.2 信号失真
目前我们常说的计算机通信信号失真问题主要可以分为振幅失真和延迟失真两个方面。就这两种因素产生原因而言，它都是因为信号传输的时候出现波形以及频率变化造成的，也有是因为传播速度存在差异而引起的。但是不管是传输之中波形变动还是传输速度差异，其最终结果都会造成声频与音频信号之间出现差异，导致信号失真、失传。
1.3 噪声影响
噪音是当今社会中的常见现象，这种问题不仅会造成环境污染，也是引起计算机信号失真、失传的主要原因之一。究其原因是因为信号在传输的过程中受到声音干扰之后出现热噪声、交掉噪声以及传音等，这些噪音本身是一种带电粒子物质，虽然无法直接对信号构成干扰，但是可以采取措施削弱其所带来的不利影响。而交调噪声则是受非线性因素的影响而使得信号的各种频率分量出现叠加现象而引起，可以通过调整信号频率来避免这种影响。串音多是因为不同信道中传输的信号受到了电磁辐射的影响而引起。脉冲噪音则多为不确定的突发干扰，一般是受雷电等不可预料的因素影响而引起信号通路耦合脉冲而引起。
2 计算机通信中的差错检测技术
2.1 奇偶校验
这是一种较为常用的计算机通信差错检测技术，其主要的利用字符来对信号进行检测，以判断其是否出现差错。一般多用于异步通信发送端。即将需要发送的数据先分成不同字符的集合，并在每个字符后添加一个校验信息，其中原本需要传输的字符为信息码，后缀的校验信息为监督码。将信息码与校验码绑定在一起作为一个数，或为奇数，或为偶数。接收端在接收到传输过来的数据后，按照发送端设置的校验规则来检查奇数或偶数是否出现错误
2.2 分块校验
这是一种基于数据块的差错检测方法，适合于同步通讯.发送端，待发送的数据划分为数据块的集合，对当前每一个要传输的数据块（信息码），根据一定的计算规则，计算出一个附加的校验数据块，紧跟于信息码发送出去.接收端，使用同样的规則进行校验以确定传输是否有错在计算机通信中，典型的分块校验方法有校验和法与循环冗余校验法两种。
3 计算机通信中的差错控制技术
3.1 后向差错控制
应用后向差错控制方法需要一个双向通信信道.发送方，将整个待发送的数据划分为独立的数据块，对各个数据块进行检错编码，接收方，利用差错检测技术，如果检测到接收到的数据发生差错，则利用反向通道请求发送方重发出错的数据块，这一机制也称作自动请求重发（ARQ）.ARQ方法肯定能够修复检测到的差错，但是它也会引起数据传输过程中的不固定时延，囚为数据传输需要收发双方“握手确认”后才能成功。ARQ有两种基本的形式：空闲ARQ和连续ARQ。其中，空闲ARQ也叫停止等待ARQ，是最基本的后向纠错方案，利用差错检测，数据以包的形式在信道中传输，接收方校验收到的带有检错编码的数据包，如果包正确合法，接收方回送确认（ACK）信息给发送方，因此必须对分组进行编号，一般利用一种叫滑动窗口的技术对数据传输双方进行同步和控制.接收方收到数据包后，一般回送应答信号（ACK或NAK），如果发送方在规定时间内，没有收到ACK，就需要启动重传机制。
3.2 前向差错控制
利用前向差错控制，仅需要进行单工通信但是，它需要对数据进行冗余编码，使发送的数据携带足够的冗余信息，以致接收方能准确的定位和纠正通信过程中发生的某迎错误.FFC的关键就是进行纠错编码，常用的纠错编码包括：海明码、卷积码、Golay码、RS码、Turbo码等。
3.3 混合差错控制
HEC将ARQ和FEC方式结合起来，发送端发送不仅能检测错误，而且能够在一定程度内纠正错误的编码；接收端译码器收到码组后，首先检测传输是否有错，如果有错，且差错在码组纠错能力以内自动纠错，否则请求发送器重发在传输过程中能纠错就纠错，不能纠就重发；HEC控制技术降低FEG编译码的复杂性，提高ARC方式信息连贯性。
3.4 三种控制技术的对比
在对上述三种控制技术进行对比分析后可以看出，向后差错控制具有操作简单、延时较长、可靠性高等特点，采用全双工的通信方式，能够广泛应用在计算机通信协议的差错控制中。而前向差错控制则具有操作复杂、延时较短、可靠性更高等特点，采用单工的通信方式，能够在多媒体等要求高速和高性能的实时通信数据中使用。最后的混合差错控制技术则具有操作更复杂，延时更短、可靠性更高等特点，其同样是采用全双工的通信方式，在一定范围内具有较高应用价值，但并不普遍适用于大多数计算机通信的差错控制。三种控制技术各有优点和缺点，在实际的使用过程中需要结合实际需要合理选择，以提高计算机通信的差错控制效果。
结束语
数据要进行可靠传输，必须通过一定的差错检测与控制技术来实现，对于不同服务质量的通信媒体，针对各种信号的特定环境采用不同差错检测与控制解决方案.随着多媒体通信以及基于IP的因特网、移动通讯和新一代网格通讯等技术中通信数据量的急剧增加，对其进行差错检测和控制尤为重要。
参考文献
[1]邝李丹，付孔智.数据通信中实时差错控制的研究[J].科技信息（科学教研），2007（25）.
[2]徐书欣，王永乐.网络通信中差错控制技术的应用与研究[J].牡丹江教育学院学报，2008（3）.