略谈计算机通信中的传输控制技术

略谈计算机通信中的传输控制技术略谈计算机通信中的传输控制技术所谓计算机通信，就是指将信息通过一种数据通信的形式，在计算机和计算机之间或者计算机和终端设备之间进展传递的一种方式。计算机通信是通信技术和现代计算机技术相交融的产物，在许多领域如信息处理系统、情报检索系统、军队指挥自动化系统和武器控制系统等得到了非常广泛的应用。1数据传输技术1.1SA技术SA技术是一种总线争用技术，其中文释义为载波监听多路访问。SA技术的任何节点都没有特定的发送时间，任何节点都可以随机向总线发送数据；在有多个节点同时向总线发送数据时，就会通过一套规那么来定义向总线发送的优先顺序。SA规定：任何准备向总线发送数据的节点，都要先检测总线是否空闲，假设空闲那么可以发送数据。假设总线忙，那么要等待一段时间后重新检测总线是否空闲。有三种退避算法可以监听总线以决定是否发送：1-坚持算法、P-坚持算法和不坚持算法。SA技术有很多优点，比方实现简单、响应及时，但是随机争用信道使得数据的延时有了很大的不确定性。1.2集中式令牌技术集中式令牌技术也是一种时间触发的介质访问控制机制。这种技术的原理是：由内部的任务调度表来决定总线上的哪一个节点拥有总线仲裁权，然后该节点获得信道的使用权，将缓存的信息发送到总线上。2过失控制技术在数据传输的过程中，难免会产生过失，因此采用何种的过失控制技术，直接影响了计算机通信的传输控制。数据在传输的过程中通过物理层，最先到达数据链路层。通过某种方式，传输的数据会被进展过失检验，系统会丢弃查出的出错的数据郑所以数据链路层往往可以比其他各层更早地感知丧失数据包，并且可以更快地做出反响。2.1产生过失原因衰减是指信号在传输过程将会有部分能转化为热能或者被传输介质吸收，造成信号强度不断减弱;在远间隔通信时不可无视应在适当位置设立转发器来增加强度。失真是指信号在传输过程中波形发生的变化。根据产生的原因不同分为两类:振幅失真，由信号不同的频率的分量产生不同的衰减所造成;延迟失真，由各频率分量的传播速度不一致所造成。噪声是指信号在传输过程中插入进来不希望有的信号，根据产生原因分为4类:热噪声，由带电粒子在导电介质中的分子热运动造成，绝对存在无法被消除的;交调噪声，通信系统的一些非线性因素造成的不同频率的分量互相叠加后对信号本身的影响;串音，不同信道中的信号由于电磁辐射造成的干扰;脉冲噪声，由一些无法预知的因素如电火花、雷电等耦合到信号通路中的非连续尖峰脉冲引起的干扰。2.2过失控制过失控制是一种在可能情况下尽力恢复被破坏的数据的方法，同时在数据通信网络中利用过失控制技术实现对网络数据流的调节，以防止网络的拥塞。在计算机通信技术中常采用的过失控制方法:后向过失控制(BE)、前向过失控制(FE)和混合过失控制(HE)。应用后向过失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，对各个数据块进展检错编码。接收方，利用过失检测技术，假设检测到接收到的数据发生过失，那么利用反向通道恳求发送方重发出错的数据块，这一机制也称作自动恳求重发(ARQ)。ARQ有两种根本的形式:空闲ARQ和连续ARQ。空闲ARQ:也叫停顿等待ARQ，是最根本的后向纠错方案。利用过失检测，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，假设包正确合法，接收方回送确认(AK)信息给发送方，否那么，回送否认(NAK)信息给对方。发送方一般在发送数据包的同时，启动一个定时器，假设在定时范围内收到AK，就发送下一个数据包，否那么假设超时或收到NAK信号，发送方重发已经发送的包。连续ARQ:抑制了空闲ARQ停顿等待的缺点，它允许发送方在收到确认前连续发送假设干个分组，接收方也允许连续接收假设干个分组，因此必须对分组进展编号，一般利用一种叫滑动窗口的技术对数据传输双方进展同步和控制。接收方收到数据包后，一般回送应答信号(AK或NAK)，假设发送方在规定时间内，没有收到AK，一般要通过下面两种方式来启动重传机制。一种是返回N(GBN:G_Bak_N)包方式，一旦接收方检测到有错，就简单丢弃其后收到的所有数据包，发送方退回到出错的数据包开始重传;另一种方式是选择性重传(SR:SeletiveRe-peat)，发送方只重传出错的数据包，效率相对GBN来说有所进步，但是它要求接收方要维持一个较大的缓冲区保存出错包后收到的正确的包，控制机制也复杂的多。利用前向过失控制，仅需要进展单工通信。但是，它需要对数据进展冗余编码，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些错误。FE的关键就是进展纠错编码，常用的纠错编码包括:1)海明码:海明码是一种(n，k)的线性分组码，其中码字长度n=2-1，信息位长k=n-(3)，其校验位为位，故其最小间隔为3，根据海明定理，海明码可纠正1位错。从这一思路出发，再增加校验位，其检错和纠错才能会进一步进步，要纠正n比特的突发错误，其最小间隔至少为2n+1。2)卷积码:由EliasP于1955年最早提出，其校验码不仅与当前码组有关，而且与前一码组有关，每一个监视码对其前后分组具有连环监视的作用。常用的编码器含有移位存放器和模2加法器。模2加法器的输入来自部分存放器的输出，输出作为编码器的输出。其解码过程比较复杂，主要采用概率译码算法，常用的有维特比(Viterbi)译码和序列译码方法，在数据通信中维特比译码有着广泛应用。3)Glay码:它是一种将12比特信息编码成23比特码组的循环编码方法，表示为(23，12);其最小间隔为din=7，因此能纠正3位的突发错。译码过程可通过软件或硬件方法实现，软件解码过程复杂，但能提供较好的译码性能。Glay码在低时延和短码字场合很适用，经常使用在实时通信和播送通信中。4)RS码:交织RS码应用在高性能视频通信中。编码过程通过填充一个二维数组(12847tets)来实现，每行128个8位组，其中包括124个8位组的数据和4个8位组的冗余校验数据。编码时，每次写入一列47个8位组，重复124次将数据块填满，此后，每次按行填入校验数据完成编码。这一编码方法可以纠正2个单元或重建4个单元的数据，并且要求两组交织使用的缓冲区，才能支持同时进展读写同步进展编码的过程，否那么一