海明码

时间:2021-05-02

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:         2r>=n+1 或 2r>=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:(按教科书) 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 a0a1a2a3a4a5a6

    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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