分布式控制系统(DSC)10-第二章-DCS课件-4.ppt

课前提问,1、自由竞争式基本思路、控制方案2、载波监听多路访问具体算法3、退避算法,第二章 DCS网络,2.5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 DCS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2.5.1差错控制,（2）种类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DCS网络,第二章DCS网络,（3）差错控制方式 前向纠错 自动重发请求 综合使用前两种方法（4）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 DCS网络,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： 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 奇偶校验码,[例] 为下列字符的传送编制奇（偶）校验码第二章DCS网络,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DCS网络,第二章 DCS网络,CRC码：Cyclic Redundancy 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2.5.3 循环冗余校验码（CRC）,（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DCS网络,,第二章DCS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第二章DCS网络,（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；,第二章DCS网络,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；,第二章DCS网络,第二章DCS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DCS网络,第二章DCS网络,求得余数比特序列为1001；,5)将余数比特序列加到乘积中得：11001110016)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DCS网络,第二章DCS网络,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DCS网络,2.5.4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 Organization)，1977年建立了一个分委员会来专门研究这样一种体系结构，1980年提出了开放系统互连参考模型(OSI：Open System Interconnection reference model) OSI被定义为：“系统之间为了相互交换信息所共同使用的一组标准化规则”。

第二章DCS网络,谢谢,。