海明码纠错码
差错控制
数据传输汇总出现错误不可避免,因此需要才用差错控制方法。数据通信中常用的办法是检错和纠错。
检错:接收方知道有差错发生,但不知道是怎样的擦错,向发送方请求重传。
纠错:接收方知道有擦错发生,而且知道是怎样的擦错。
擦错空值原理:传输l位,加入r位冗余(某种算法定义),接收方收到进行计算比较。
奇偶校验
奇偶校验是最常用的检错方法,能检出一位错位。
原理:在7位ASCII码后增加一位,使码字中1的个数成奇数(奇校验)或偶数(偶校验)。
奇校验:整个校验码(有效信息位和校验位)中“1”的个数位奇数1011010【1】
偶校验:整个校验码(有效信息位和校验位)中“1”的个数位偶数1011010【0】
海明码
海明码是通冗余数据位来检测和纠正差错的编码方式。
海明距离(码距):两个码字之间不同的比特数
海明码编码(1)
海明码编码方法(2)
AI解答
海明码是一种广泛应用于数据传输和存储中的纠错码,由Richard Hamming于1950年提出。它的基本原理是在数据位之间插入校验位,通过这些校验位来检测和纠正错误。海明码的纠错能力与其最小码距有关,最小码距是指编码系统中两个不同编码之间二进制位数的最小值[2]。海明码通过在数据中插入冗余位(校验位),使得接收方能够检测到并纠正单个位错误[8][21]。
具体来说,海明码的工作原理包括以下几个步骤:首先,将有效信息按某种规律分成若干组,每组安排一个校验位进行奇偶性测试[1][3]。然后,产生多位检测信息,并从中得出具体的出错位置[1]。最后,通过对错误位取反(即原来是1就变成0,原来是0就变成1)来将其纠正[1]。这种方法不仅能够检测出二位同时出错的情况,还能自动恢复一位出错位的正确值,因此被称为自动纠错[5]。
海明码的实现原理是,在数据编码中加入几个校验位,并把数据的每一个二进制位分配在几个奇偶校验组中。当某一位出错后,就会引起有关的几个校验组的值发生变化,这样不但可以发现出错,还能指出是哪一位出错[6]。如果信道特性不好,出现的错误通常不是一位,这时海明码可能无法有效工作[7][23][26]。
海明码的设计关键技术在于合理地把每个数据位分配到r个校验组中,以确保能发现码字中任何一位出错;若要实现纠错,还要求能指出是哪一位出错,对出错位求反则得到纠正[28]。例如,使用(7, 4)海明码将数据编码成7位码字时,发送的码字在传输过程中可能会发生变化,接收端通过计算奇偶校验位来检测出错误的比特位,并翻转错误的比特位以恢复原始数据[16]。
总的来说,海明码是一种有效的校验方法,通过增加少数几个校验位,就能检测和纠正错误,特别适用于信道特性比较好的环境中[5][7]。
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