差错控制的概念

2.3.1　差错控制的概念

在进行数据传输时，采用一定的方法发现差错并纠正差错的过程称为差错控制。常用的差错控制的方法有四种：前向纠错（FEC）、检错重发（ARQ）、反馈校验（IRQ）和混合纠错（HEC）。

1.前向纠错

前向纠错方式是指发送端对信息码元进行编码处理，使发送的码组具备纠错能力。接收端接收到该码组后，通过译码能自动发现并纠正传输中出现的错误，如图2-6（a）所示。

2.检错重发

检错重发方式是指发送端对信息码元进行编码处理，使发送的码组具备检错能力，接收端接收到该码组后，仅能发现错误但无法纠正，当检测出错误时，则通过反向信道通知发送端重发，发送端将信息重发一次，直至接收端确认收到正确信息为止，如图2-6（b）所示。

常用的检错重发系统有三种类型：停止等待ARQ、连续ARQ和选择重发ARQ。

（1）停止等待ARQ

停止等待ARQ也称空闲ARQ，是最简单的ARQ系统。在该系统中，每发送一个分组信息就停止并等待接收端的应答信号。若发送端收到接收端发回的确认信号，则发送端开始发送下一个分组；否则重发此分组信息。

（2）连续ARQ

连续ARQ方式需要系统两端同时发送信息，发送端发送信息数据，接收端发送应答信号。发送端通过前向信道连续发送分组信息而不等待反向信道的应答信号。每当发送端收到否认信号就退回到有错码组并重发此码组和以后的全部码组以保护码组的自然顺序。为实现重发有错码组，可给每个码组分配一个顺序；还可以根据传输延迟在重发的消息和收到的否认应答之间设置一个固定的间隔，使发送端根据收到的否认应答时间决定从哪个分组开始重发。

当信道较好，检测到的有错码组较少时，连续ARQ的传输效率很高。它的主要缺点是需要一定的缓冲器容量。

（3）选择重发ARQ

选择重发方式是连续ARQ的变种，在发送端仅重发接收出错的特殊码组。该系统在信道差错率高时性能较好。由于该系统不能保证总是以正常顺序接收码组，所以需要复杂的控制逻辑和大容量的缓冲器，而且在应答信号中还必须标明出错码组，从而增加了系统的复杂性。

3.反馈校验

反馈校验方式是指接收端将收到的信息码原封不动地转发回发送端，并与发送的码元相比较，若发现错误，则发送端再次发送此信息码，如图2-6（c）所示。

4.混合纠错

混合纠错码是前向纠错方式和检错重发方式的结合，如图2-6（d）所示。在ARQ系统中包含一个FEC子系统，其中ARQ可提供很低的不可检测误码率，而FEC子系统可以尽量减少重发次数。

图2-6　常用的差错控制方式

常用差错控制方式的优劣势比较如表2-6所示。

表2-6　常用差错控制方式的优劣势比较