分布式控制系统(DSC)10-第二章-DCS课件-4

1、课前提问课前提问 1 1、自由竞争式基本思路、控制方案、自由竞争式基本思路、控制方案 2 2、载波监听多路访问具体算法、载波监听多路访问具体算法 3 3、退避算法、退避算法第二章第二章 DCSDCS网络网络2.52.5数据通信技术数据通信技术 数据：定义为有意义的实体。数据涉及到事物的形式，而信息涉及的是这些数据的内容和解释。 信号和信号发送：信号是数据的电磁或电子编码，信号发送是指沿传输介质传播信号的动作。 传输：指传播和处理信号的数据通信。第二章第二章 DCSDCS网络网络（1）差错的种类 白噪声：主要由传输介质或电子电路中分子的热运动产生。白噪声具有随机性，由它引起的差错为随机差错；某一

2、个码元的出错与前后码元是否出错无关。 突发噪声(干扰)：这种噪声是由外界干扰造成的，它的持续时间可能很长，这类噪声可能影响多位数据，呈突发状态，因此所产生的数据传输错误为突发差错。2.5.2.5.1 1差错控制差错控制 （2 2）种类）种类减小或消除差错的两种途径：减小或消除差错的两种途径： 改善通信线路的性能，包括电气性能和机械性能，但受到经济与技术限制； 采用抗干扰编码，把错码检出，接收端纠正误码，提高传输线路的性能。 例：A、B可用0、1来表示；00、11来表示；00、111等，说明冗余码。第二章第二章DCSDCS网络网络第二章第二章DCSDCS网络网络（3 3）差错控制方式差错控制方式

3、 前向纠错 自动重发请求 综合使用前两种方法（4 4）常用检错码常用检错码 奇偶校验码循环冗余校验码（CRC）（Cyclic Redundancy Check Code）第二章第二章 DCSDCS网络网络 编码规则编码规则: :首先将所要传送的信息分组，在各组信息码后面附加冗余码(称校验码)，组成码字，由码字组成码组，使该组码字中“l”的个数成为偶数或奇数，如果使码字中“l”的个数为偶数，则称偶校验码，如果使码字中“l”的个数为奇数，则称奇校验码。 译码规则：译码规则： 接收端对收到的码字进行检查，若“1”的个数符合编码规则则认为正确，否则认为传输出错。2.5.2.5.2 2 奇偶校验码奇偶校

4、验码 例 为下列字符的传送编制奇（偶）校验码。第二章第二章DCSDCS网络网络ABCDEFGHIJB11010101010B20110011001B30001111000B40000000111B50000000000B60000000000B71111111111b8奇110100110偶001011001 奇偶校验码是一种最常见的检错编码，它分为 （1）垂直奇（偶）校验 （2）水平奇（偶）校验 （3）水平垂直校验（即方阵码）。 奇偶校验方法简单，但检错能力差，一般只适用于通信要求较低的环境。第二章第二章DCSDCS网络网络第二章第二章 DCSDCS网络网络CRC码：Cyclic Redun

5、dancy Check Code (n，k)码：将待传送的k位信息码和r位校验码组成的n位码字（n = k + r）的集合。 在2n个码字中，有2k个长为n的不同码字的集合称为分组码(n，k)。 码的检错能力与附加校验码的位数有关，一般，附加校验码数愈多，检错能力愈强。另外，检错能力还与产生校验码的规则有关。 若(n-k)个校验码中的每一位都由k个信息码中某几位线性模2加得到，这种码就称为线性分组码，简称线性码。2.5.2.5.3 3 循环冗余校验码（循环冗余校验码（CRCCRC）（1）CRC检错码的工作原理 CRC码检错方法是将要发送的数据比特序列当作一个多项式f(x)系数，在发送方用首发双

6、发预先约定的多项式G(x)去除，求得一个余数多项式。将余数多项式家到数据多项式之后发送到接收端。接收端用同样的生成多项式G(x)去除接收数据多项式，得到计算机余数多项式。如果计算机余数多项式与接收余数多项式相同，则表示传输无差错，由发送方重发数据，直至正确为止。 CRC码检错能力强，实现容易，是目前应用最广的检错码编码方法之一，其工作原理如下图所示。第二章第二章DCSDCS网络网络第二章第二章DCSDCS网络网络（2）CRC生成多项式G(x) CRC-12： CRC-16： CRC-CCITT： CRC-32：生成多项式G(x)的结构及检错效果是要经过严格的数学分析与实验后确定的。 1)(23

7、1112xxxxxxG第二章第二章DCSDCS网络网络 1)(21516xxxxG 1)(51216xxxxG 1)(2457810111216222632xxxxxxxxxxxxxxG（3）CRC校验的工作过程描述 1) 发送端，将发送数据多项式 ，其中k为生成多项式的最高幂值，例如CRC-12的最高幂值为12，则发送 ；对于二进制乘法来说， 的意义是将发送数据比特序左移12位，用来存入余数； 2）将 除以生成多项式G(x),得： 式中R(x)为余数多项式； kxxf)(第二章第二章DCSDCS网络网络 12)(xxf 12)(xxf kxxf)( )()()()()(xGxRxQxGxxf

8、k 3) 将 作为整体，从发送端通过通信信道传到接收端； 4)接收端对接收数据多项式 采用同样的运算，即 求得计算余数多项式； )()(xRxxfk第二章第二章DCSDCS网络网络 )()()()()(xGxRxQxGxxfk? ? )(xR第二章第二章DCSDCS网络网络 5)接收端根据计算余数多项式 是否等于接收余数多项式 来判断是否出现传输错误。实际的CRC校验码生成是采用二进制模块二算法，即减法不减位，加法不进位。这是一种异或操作。 ?)(xR（4）CRC校验生成过程实例 1)发送数据比特序列为110011(6比特)； 2)生成多项式比特序列为11001(5比特，K=4)； 3)将发送

9、数据比特序列乘以24，那么产生的乘机应为1100110000； 4)将乘积应用生成多项式比特序列去除，按模二算法应为： 第二章第二章DCSDCS网络网络第二章第二章DCSDCS网络网络 )(1001110011000011001)(100001100111001)()(100001xRxxfxGxQk求得余数比特序列为求得余数比特序列为10011001； 5)将余数比特序列加到乘积中得：1100111001 6)如果在数据传输过程中没有发生传输错误，那么接收端接收到的带有CRC校验码的接收数据比特序列一定能被相同的生成多项式整除，即第二章第二章DCSDCS网络网络第二章第二章DCSDCS网络网络 0110011100111001110011100111001100001应用中，CRC校验码生成与校验过程可用软件或硬件方法实现。目前很多通信超大规模集成电路芯片可实现CRC校验码的生成与检验功能。第二章第二章DCSDCS网络网络2.5.42.5.4数据通信协议数据通信协议 协议的概念和体系结构 开放系统互连OSI模型 国际标准化组织(ISO：International Standard Organizat