什么是差错控制?

[拼音]：chacuo kongzhi

[外文]：error control

在数字通信中利用编码方法对传输中产生的差错进行控制，以提高数字消息传输的准确性。差错控制系统的组成及其作用原理如图。图中虚线内的部分就是数字通信中的差错控制系统。当没有差错控制时，信源输出的数字（也称符号或码元）序列将直接送住信道。由于信道中存在干扰，信道的输出将发生差错。数字在传输中发生差错的概率（误码率）是传输准确性的一个主要指标。在数字通信中信道给定以后，如果误码率不能满足要求，就要采取差错控制。按具体实现方法的不同，差错控制可以分为前向纠错法、反馈重传法和混合法三种类型。

差错控制系统只包含信道编码器和译码器。从信源输出的数字序列在信道编码器中被编码(见信道编码)，然后送往信道。由于信道编码器使用的是纠错码，译码器可以纠正传输中带来的大部分差错而使信宿得到比较正确的序列。

只利用检错码以发现传输中带来的差错，同时在发现差错以后通过反向信道通知发信端重新传输相应的一组数字，以此来提高传输的准确性。根据重传控制方法的不同，反馈重传法还可以分成若干种实现方式。其中最简单的一种称为等待重传方式。采用这种方式时发信端每送出一组数字就停下来等待收信端的回答。这时信道译码器如未发现差错便通过收信端重传控制器和反向信道向发信端发出表示正确的回答。发信端收到后通过发信端重传控制器控制信源传输下一组数字，否则信源会重新传输原先那组数字。

上述两种方法的主要差别是：

（1）前向纠错不需要反向信道，而反馈重传必须有反向信道。

（2）前向纠错利用纠错码，而反馈重传利用检错码。一般来讲，纠错码的实现比较复杂，可纠正的差错少，而检错码的实现比较容易，可发现的差错也多。

（3）前向纠错带来的消息延迟是固定的，传输消息的速率也是固定的，而反馈重传中的消息延迟和消息的传输速率都会随重传频度的变化而变化。

（4）前向纠错不要求对信源控制，而反馈重传要求信源可控。

（5）经前向纠错的被传消息的准确性仍然会随着信道干扰的变化而发生很大变化，而经反馈重传的被传消息的准确性比较稳定，一般不随干扰的变化而变化。因此，两者的适用场合很不相同。

在信道干扰较大时，单用反馈重传会因不断重传而使消息的传输速率下降过多，而仅用前向纠错又不能保证足够的准确性，这时两者兼用比较有利，这就是混合法。此法所用的信道编码是一种既能纠正部分差错又能发现大部分差错的码。信道译码器首先纠正那些可以纠正的差错，只对那些不能纠正但能发现的差错才要求重传，这会大大降低重传的次数。同时，由于码的检错能力很强，最后得到的数字消息的准确性是比较高的。

差错控制已经成功地应用于卫星通信和数据通信。在卫星通信中一般用卷积码或级连码进行前向纠错，而在数据通信中一般用分组码进行反馈重传。此外，差错控制技术也广泛应用于计算机，其具体实现方法大致有两种：

（1）利用纠错码由硬件自动纠正产生的差错；

（2）利用检错码在发现差错后通过指令的重复执行或程序的部分返回以消除差错。

参考书目

R.W.汉明著，朱雪龙译：《编码和信息理论》，科学出版社，北京，1984。(R. W. Hamming， Coding and Information Theory， Prentice-Hall， Englewood Cliffs，New Jersey，1980.)