【正文】 靠性要求不高而實(shí)時(shí)性要求較高的場(chǎng)合可以采樣這種傳輸方式。在可靠性要求較高而實(shí)時(shí)性要求較低的場(chǎng)合可以使用這種傳輸方式。當(dāng)重傳次數(shù)選擇較低時(shí)，出現(xiàn)傳輸失敗 的結(jié)果。 圖 216 誤碼率為 幀長(zhǎng)為 300 字節(jié)；誤碼率為： ，結(jié)果為：花費(fèi)時(shí)間為 111250ms，重傳次數(shù)為 0。結(jié)果為：花費(fèi)時(shí)間為： 215968ms，重傳次數(shù)為 0。 圖 213 誤碼率為 通信傳輸有效性和可靠性分析實(shí)驗(yàn) 24 結(jié)果為：誤碼率設(shè)置為 時(shí)，最大重傳次數(shù)設(shè)置為 50 時(shí)，提示最大重傳次數(shù)設(shè)置過(guò)小，傳輸中斷。 上圖分別為傳輸 1 字節(jié)， 100字節(jié)， 300， 600字節(jié)時(shí)的測(cè)試結(jié)果圖，可以看出在傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)增大時(shí)，速率先會(huì)上升，而后上升的速度減緩。 3. 檢錯(cuò)重發(fā) ARQ 協(xié)議基本原理 檢錯(cuò)重發(fā) ARQ 協(xié)議是只將出錯(cuò)的幀進(jìn)行重發(fā)，而對(duì)后面送來(lái)的正確幀可以先收下來(lái)放在一個(gè)緩沖區(qū)內(nèi)，待重傳的幀收到后，再一起按正確的順序送往主機(jī)。在接收端，每當(dāng)收到一數(shù)據(jù)幀后，將作如下處理：若收到的數(shù)據(jù)幀經(jīng)檢驗(yàn)后未發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)，且發(fā)送幀號(hào)與接收狀態(tài)變量相符，則將該數(shù)據(jù)幀送往主機(jī)，并修改接收狀態(tài)變量，再向發(fā)送端回送確認(rèn)幀；若收到的數(shù)據(jù)幀經(jīng)檢驗(yàn)后未發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)，但發(fā)送幀號(hào)與接收狀態(tài)變量不相符，則說(shuō)明該幀為重復(fù)幀，應(yīng)丟棄該幀，再向發(fā)送端返回確認(rèn)幀；若收到的數(shù)據(jù)通信傳輸有效性和可靠性分析實(shí)驗(yàn) 17 幀經(jīng)檢驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)，則向發(fā)送端返回否認(rèn)幀，由發(fā)送端進(jìn)行重新發(fā)送。分析各次測(cè)試結(jié)果，從中可以得出什么結(jié)論？ 五．實(shí)驗(yàn)原理 數(shù)據(jù)信息在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)差錯(cuò)的情況是經(jīng)常發(fā)生的，數(shù)據(jù)鏈路層常用的差錯(cuò)控制方法有停止 等待協(xié)議（又叫自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)）、連續(xù) ARQ（自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)， ARQ, Automatic Repeat request）協(xié)議、檢錯(cuò)重發(fā) ARQ 協(xié)議。分析各次測(cè)試結(jié)果，從中可以 得出什么結(jié)論？ 2．在文件傳輸測(cè)試中，傳輸一個(gè)大小為 100kb的文件，誤碼率分別設(shè)為 、 ，幀長(zhǎng)設(shè)為 300 字節(jié)，最大傳輸次數(shù)為 50。 改變兩個(gè)藍(lán)牙模塊之間的距離，增加信道上的金屬障礙物； 改變幀長(zhǎng)，觀察對(duì)文件傳輸速率和誤比特率的影響。 3)統(tǒng)計(jì)通信性能參數(shù)：文件實(shí)際傳輸時(shí)間、文件實(shí)際傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)和重傳次數(shù)。 2)接收方對(duì)收到的包進(jìn)行解碼，如能糾錯(cuò)，即糾正錯(cuò)誤；如能檢出錯(cuò)誤不能糾正，則要求重發(fā)。 2)兩臺(tái)計(jì)算機(jī)各自用串口連接藍(lán)牙模塊，建立連接后測(cè)得實(shí)際速率 VRS232+BT。 數(shù)據(jù)傳輸速率的分析（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信） 通過(guò)無(wú)線(xiàn)信道速率測(cè)試程序，使學(xué)生體會(huì)：無(wú)線(xiàn)信道兩端距離、信道上障礙物 、幀長(zhǎng)對(duì)無(wú)線(xiàn)傳輸速率的影響。 2)陸地和衛(wèi)星通信信道環(huán)境中，各種參數(shù)下最佳幀長(zhǎng)與信道利用率的關(guān)系（點(diǎn)擊主界面圖上的 “ 仿真 1” ）。 軟件： Windows 2021 或 Windows 操作系統(tǒng)， TTP通信傳輸?shù)挠行院涂煽啃苑治鰧?shí)驗(yàn)軟件。 二．實(shí)驗(yàn)設(shè)備與軟件環(huán)境 每?jī)膳_(tái) PC機(jī)為一組，雙方軟、硬件配置相同。 3. 了解檢錯(cuò)重發(fā)（ ARQ）、前向糾錯(cuò)（ FEC）等差錯(cuò)控制原理。 跳頻頻率計(jì)算方案U A P / L A PC L O C K2827 跳頻頻率通信傳輸有效性和可靠性分析實(shí)驗(yàn) 15 實(shí)驗(yàn)二 通信傳輸有效性和可靠性分析實(shí)驗(yàn) 一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1. 了解停止 等待協(xié)議、連續(xù) ARQ 協(xié)議知識(shí)。加密算法 E和解密算法 D也都是公開(kāi)的。 5． 公開(kāi)密鑰密碼體制的一個(gè)重要保障是什么？ 答：公開(kāi)密鑰密碼體制使用不同的加密密鑰與解密密鑰，是一種由已知加密密鑰推導(dǎo)出解密密鑰在計(jì)算上是不可行的密碼體制。下圖為跳頻序列產(chǎn)生的的原理框圖，基本上，輸入為當(dāng)前地址和本地時(shí)鐘，地址輸入由 28位構(gòu)成， 時(shí)鐘輸入由 27 位構(gòu)成，根據(jù)跳頻序列的不同分類(lèi)，地址輸入和時(shí)鐘輸入采取不 同的選擇方案。 3． 在接收端如何對(duì) 2/3FEC碼進(jìn)行譯碼？ 答： 將碼序列輸入到譯碼器中，通過(guò)除法電路來(lái)產(chǎn)生伴隨式得到錯(cuò)誤樣本圖樣，從而生成糾錯(cuò)信號(hào)來(lái)對(duì)每個(gè)碼元進(jìn)行糾錯(cuò)。 2． 包頭的兩種差錯(cuò)控制 1/3FEC 和 HEC，它們的先后順序如何？為什么？ 答：先進(jìn)行 HEC差錯(cuò)控制再進(jìn)行 1/3FEC差錯(cuò)控制，因?yàn)閷?duì)包進(jìn)行 FEC 糾 錯(cuò)的目的是減少重傳的次數(shù)。輸入是本地時(shí)鐘和 28 比特的地址（即全部 LAP 和最小 4 比特 UAP）；輸出是跳頻頻率。跳頻圖案由查詢(xún)?cè)O(shè)備時(shí)鐘、查詢(xún)掃描設(shè)備時(shí)鐘、查詢(xún)接入碼、主設(shè)備時(shí)鐘、主設(shè)備地址等參數(shù)的綜合選擇有關(guān)， 任一參數(shù)改變，跳頻圖案將會(huì)發(fā)生變化。 ④前向糾錯(cuò) 2/3FEC（縮短的 (15,10)漢明碼） 編碼： 圖 17 前向糾錯(cuò) 2/3FEC 編碼圖 譯碼：結(jié)果正確 圖 18 前向糾錯(cuò) 2/3FEC 譯碼圖 分析： LFSR 的初始值都為 0，每 10 個(gè)信息比特編碼成 15 比特的碼字，它可以糾正碼字中所有的單個(gè)錯(cuò)誤和檢測(cè)所有兩個(gè)錯(cuò)誤。 ③前向糾錯(cuò) 1/3FEC 編碼： 圖 15 前向糾錯(cuò) 1/3FEC編碼圖 譯碼：結(jié)果正確 圖 16 前向糾錯(cuò) 1/3FEC校驗(yàn)圖 數(shù)字基帶仿真實(shí)驗(yàn) 6 分析： 1/3 FEC 僅僅是將每個(gè)信息位重復(fù)三次。在接收端，輸入數(shù)據(jù)為 96位的附加 CRC的有效載荷數(shù)據(jù)。若 8 位寄存器的結(jié)果值全為 0，則說(shuō)明包頭信息傳輸正確；反之說(shuō)明包頭信息傳輸錯(cuò)誤，需 重傳。 數(shù)字基帶仿真實(shí)驗(yàn) 4 六．實(shí)驗(yàn)結(jié)果 編碼 : 圖 11 包頭檢錯(cuò)圖 ?校驗(yàn)，結(jié)果正確 圖 12 包頭校驗(yàn)圖 分析：輸入數(shù)據(jù)為 10 位的包頭信息 ,低位先入；輸出數(shù)據(jù)為包頭信息 + HEC，其中包頭信息共 10 位，低位先出， HEC 共 8 位，低位先出。公開(kāi)密鑰算法的特點(diǎn)如下：用加密密鑰 PK 對(duì)明文 X 加密后，再用解密密鑰 SK 解密，即可恢復(fù)出明文 。加密算法 E 和解密算法 D 也都是公開(kāi)的。公開(kāi)密鑰（ public key）密碼體制最主要的特點(diǎn)就是加密和解密使用不同的密鑰，每個(gè)用戶(hù)保存著一對(duì)密鑰 ──公開(kāi)密鑰 PK 和秘密密鑰 SK，因此，這種體制又稱(chēng)為雙鑰或非對(duì)稱(chēng)密鑰密碼體制。公開(kāi)密鑰密碼體制使用不同的加密密鑰與解密密鑰，是一種由已知加密密鑰 推導(dǎo)出解密密鑰在計(jì)算上是不可行的密碼體制。常規(guī)密鑰密碼體制的保密性取決于對(duì)密鑰的保密，而算法是公開(kāi)的。藍(lán)牙加密技術(shù)屬于常規(guī)密鑰密碼體制。如果傳輸中有人竊取， 由于沒(méi)有解密密鑰， 他只能得到無(wú)法理解的密文，從而對(duì)信息起到保密作用。加密密鑰和解密密鑰可以相同也可以不同。 3. 保密通信的基本原理 在通信過(guò)程中，某些信息需要加密。因?yàn)樵谔l通信系統(tǒng)中，接收機(jī)的本地載波要做到與外來(lái)信號(hào)的載波在相位上保持相干是很困難的。因此，時(shí)間同步是跳頻通信的關(guān)鍵技術(shù)。 接收端利用與本地相同的跳頻序列圖案產(chǎn)生跳頻載波序列，若跳變規(guī)律相同時(shí)，經(jīng)過(guò)變頻以后，將得到一個(gè)固定的中頻信號(hào)，即把原來(lái)的頻率跳變解除，這一 過(guò)程稱(chēng)為解跳或去跳。 數(shù)字基帶仿真實(shí)驗(yàn) 3 發(fā)送端在時(shí)鐘控制下，偽碼發(fā)生器產(chǎn)生偽隨機(jī)序列去控制頻率合成器生成跳頻載波序列，稱(chēng)做跳頻圖案。 2. 跳頻的基本原理 跳頻擴(kuò)頻是一種利用載波頻率的跳變來(lái)實(shí)現(xiàn)頻譜展寬的擴(kuò)頻技術(shù)。 2） CRC 碼編碼的基本原理 CRC 碼（即校驗(yàn)和）加在幀尾，使 CRC 碼的幀的多項(xiàng)式能被生成多項(xiàng)式 G(x) 除盡；收方接收時(shí) G(x) 去除它，若有余數(shù)，則傳輸出錯(cuò)。 漢明碼通過(guò)信息碼位與生成矩陣相乘產(chǎn)生相應(yīng)的漢明碼字，其碼長(zhǎng)為 mn=21 ，其中信息碼位長(zhǎng)為 nk=2m1 ，監(jiān)督碼位長(zhǎng)為 r=nk （ n 為漢明 碼長(zhǎng)度， k為信息位長(zhǎng)度）。接收端按照既定的規(guī)則檢驗(yàn)信息碼元與監(jiān)督碼元之間的關(guān)系，一旦傳輸過(guò)程中發(fā)生差錯(cuò)，則信息碼元與監(jiān)督碼元之間的校驗(yàn)關(guān)系將受到破壞，從而可以發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，乃至糾正錯(cuò)誤。差錯(cuò)控制編碼方法是有效降低信道誤碼率的方法之一。 4. 編程實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較分析。 2. 跳 頻實(shí)驗(yàn)：記錄在查詢(xún)狀態(tài)、查詢(xún)掃描狀態(tài)以及連接狀態(tài)下，不同查詢(xún)?cè)O(shè)備時(shí)鐘和數(shù)字基帶仿真實(shí)驗(yàn) 2 接入碼下產(chǎn)生的頻點(diǎn)并加以分析。 3. 數(shù)據(jù)流的加密與解密 1) 藍(lán)牙加密技術(shù)（常規(guī)密鑰密碼體制的加密與解密）； 2) RSA公開(kāi)密鑰密碼體制的加密與解密過(guò)程。 三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1. 藍(lán)牙基帶包的差錯(cuò)控制技術(shù) 1) 包頭檢查 (HEC)，用于保證包的完整性； 2) 數(shù)據(jù)有效載荷信息的循環(huán)冗余校驗(yàn)； 3) 包的前向糾錯(cuò) (FEC)控制。 二．實(shí)驗(yàn)設(shè)備與軟件環(huán)境 本實(shí)驗(yàn)一人一組，其中 硬件： PC機(jī)一臺(tái)。 3. 了解常規(guī)和公開(kāi)密鑰密碼體制的工作原理。數(shù)字基帶仿真實(shí)驗(yàn) 數(shù)字基帶仿真實(shí)驗(yàn) 目錄 實(shí)驗(yàn)一 數(shù)字基帶仿真實(shí)驗(yàn) ............................................ 1 一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .................................................... 1 二．實(shí)驗(yàn)設(shè)備與軟件環(huán)境 .......................................... 1 三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 ...