求海明码概述.
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2013-07-15
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海明码
1.海明码的概念
海明码是一种可以纠正一位差错的编码。它是利用在信息位为k位,增加r位冗余位,构成一个n=k+r位的码字,然后用r个监督关系式产生的r个校正因子来区分无错和在码字中的n个不同位置的一位错。它必需满足以下关系式:
2^r>=n+1 或 2^r>=k+r+1
海明码的编码效率为:
R=k/(k+r)
式中 k为信息位位数
r为增加冗余位位数
2.海明码的生成与接收
方法一:
1)海明码的生成。
例1.已知:信息码为:"0010"。海明码的监督关系式为:
S2=a2+a4+a5+a6
S1=a1+a3+a5+a6
S0=a0+a3+a4+a6
求:海明码码字。
解:1)由监督关系式知冗余码为a2a1a0。
2)冗余码与信息码合成的海明码是:"0010a2a1a0"。
设S2=S1=S0=0,由监督关系式得:
a2=a4+a5+a6=1
a1=a3+a5+a6=0
a0=a3+a4+a6=1
因此,海明码码字为:"0010101"
2)海明码的接收。
例2.已知:海明码的监督关系式为:
S2=a2+a4+a5+a6
S1=a1+a3+a5+a6
S0=a0+a3+a4+a6
接收码字为:"0011101"(n=7)
求:发送端的信息码。
解:1)由海明码的监督关系式计算得S2S1S0=011。
2)由监督关系式可构造出下面错码位置关系表:
S2S1S0
000
001
010
100
011
101
110
111
错码位置
无错
a0
a1
a2
a3
a4
a5
a6
3)由S2S1S0=011查表得知错码位置是a3。
4)纠错--对码字的a3位取反得正确码字:"0 0 1 0 1 0 1"
5)把冗余码a2a1a0删除得发送端的信息码:"0010"
方法二:(不用查表,方便编程)
1)海明码的生成(顺序生成法)。
例3.已知:信息码为:" 1 1 0 0 1 1 0 0 " (k=8)
求:海明码码字。
解:1)把冗余码A、B、C、…,顺序插入信息码中,得海明码
码字:" A B 1 C 1 0 0 D 1 1 0 0 "
码位: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
其中A,B,C,D分别插于2k位(k=0,1,2,3)。码位分别为1,2,4,8。
2)冗余码A,B,C,D的线性码位是:(相当于监督关系式)
A->1,3,5,7,9,11;
B->2,3,6,7,10,11;
C->4,5,6,7,12;(注 5=4+1;6=4+2;7=4+2+1;12=8+4)
D->8,9,10,11,12。
3)把线性码位的值的偶校验作为冗余码的值(设冗余码初值为0):
A=∑(0,1,1,0,1,0)=1
B=∑(0,1,0,0,1,0)=0
C=∑(0,1,0,0,0) =1
D=∑(0,1,1,0,0) =0
4)海明码为:"1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0"
2)海明码的接收。
例4.已知:接收的码字为:"1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0"(k=8)
求:发送端的信息码。
解:1)设错误累加器(err)初值=0
2)求出冗余码的偶校验和,并按码位累加到err中:
A=∑(1,0,1,0,1,0)=1 err=err+20=1
B=∑(0,0,0,0,1,0)=1 err=err+21=3
C=∑(1,1,0,0,0) =0 err=err+0 =3
D=∑(0,1,1,0,0) =0 err=err+0 =3
由err≠0可知接收码字有错,
3)码字的错误位置就是错误累加器(err)的值3。
4)纠错--对码字的第3位值取反得正确码字:
"1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0"
5)把位于2k位的冗余码删除得信息码:"1 1 0 0 1 1 0 0"
1.海明码的概念
海明码是一种可以纠正一位差错的编码。它是利用在信息位为k位,增加r位冗余位,构成一个n=k+r位的码字,然后用r个监督关系式产生的r个校正因子来区分无错和在码字中的n个不同位置的一位错。它必需满足以下关系式:
2^r>=n+1 或 2^r>=k+r+1
海明码的编码效率为:
R=k/(k+r)
式中 k为信息位位数
r为增加冗余位位数
2.海明码的生成与接收
方法一:
1)海明码的生成。
例1.已知:信息码为:"0010"。海明码的监督关系式为:
S2=a2+a4+a5+a6
S1=a1+a3+a5+a6
S0=a0+a3+a4+a6
求:海明码码字。
解:1)由监督关系式知冗余码为a2a1a0。
2)冗余码与信息码合成的海明码是:"0010a2a1a0"。
设S2=S1=S0=0,由监督关系式得:
a2=a4+a5+a6=1
a1=a3+a5+a6=0
a0=a3+a4+a6=1
因此,海明码码字为:"0010101"
2)海明码的接收。
例2.已知:海明码的监督关系式为:
S2=a2+a4+a5+a6
S1=a1+a3+a5+a6
S0=a0+a3+a4+a6
接收码字为:"0011101"(n=7)
求:发送端的信息码。
解:1)由海明码的监督关系式计算得S2S1S0=011。
2)由监督关系式可构造出下面错码位置关系表:
S2S1S0
000
001
010
100
011
101
110
111
错码位置
无错
a0
a1
a2
a3
a4
a5
a6
3)由S2S1S0=011查表得知错码位置是a3。
4)纠错--对码字的a3位取反得正确码字:"0 0 1 0 1 0 1"
5)把冗余码a2a1a0删除得发送端的信息码:"0010"
方法二:(不用查表,方便编程)
1)海明码的生成(顺序生成法)。
例3.已知:信息码为:" 1 1 0 0 1 1 0 0 " (k=8)
求:海明码码字。
解:1)把冗余码A、B、C、…,顺序插入信息码中,得海明码
码字:" A B 1 C 1 0 0 D 1 1 0 0 "
码位: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
其中A,B,C,D分别插于2k位(k=0,1,2,3)。码位分别为1,2,4,8。
2)冗余码A,B,C,D的线性码位是:(相当于监督关系式)
A->1,3,5,7,9,11;
B->2,3,6,7,10,11;
C->4,5,6,7,12;(注 5=4+1;6=4+2;7=4+2+1;12=8+4)
D->8,9,10,11,12。
3)把线性码位的值的偶校验作为冗余码的值(设冗余码初值为0):
A=∑(0,1,1,0,1,0)=1
B=∑(0,1,0,0,1,0)=0
C=∑(0,1,0,0,0) =1
D=∑(0,1,1,0,0) =0
4)海明码为:"1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0"
2)海明码的接收。
例4.已知:接收的码字为:"1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0"(k=8)
求:发送端的信息码。
解:1)设错误累加器(err)初值=0
2)求出冗余码的偶校验和,并按码位累加到err中:
A=∑(1,0,1,0,1,0)=1 err=err+20=1
B=∑(0,0,0,0,1,0)=1 err=err+21=3
C=∑(1,1,0,0,0) =0 err=err+0 =3
D=∑(0,1,1,0,0) =0 err=err+0 =3
由err≠0可知接收码字有错,
3)码字的错误位置就是错误累加器(err)的值3。
4)纠错--对码字的第3位值取反得正确码字:
"1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0"
5)把位于2k位的冗余码删除得信息码:"1 1 0 0 1 1 0 0"
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