美文网首页
简单理解海明校验码

简单理解海明校验码

作者: hojun | 来源:发表于2018-04-17 23:17 被阅读448次

二进制数据经过传送、存取等环节,会发生误码(1变成0或0变成1),这就有如何发现及纠正误码的问题。所有解决此类问题的方法就是在原始数据(数码位)基础上增加几位校验位。我们常使用的检验码有三种. 分别是奇偶校验码、海明校验码和循环冗余校验码(CRC)。

海明校验码是由RichardHamming于1950年提出、目前还被广泛采用的一种很有效的校验方法。它的实现原理,是在k个数据位之外加上r个校验位,从而形成一个k+r位的新的码字,使新的码字的码距比较均匀地拉大。把数据的每一个二进制位分配在几个不同的偶校验位的组合中,当某一位出错后,就会引起相关的几个校验位的值发生变化,这不但可以发现出错,还能指出是哪一位出错,为进一步自动纠错提供了依据。但是因为这种海明校验的方法只能检测和纠正一位出错的情况。所以如果有多个错误,就不能查出了。

什么是码距?
两个码组对应位上数字的不同位的个数称为码组的距离,简称码距,又称海明(Hamming)距离。例如00110和00100码距为1,12345和13344码距为2,Caus和Daun码距为2。

海明校验码公式(假设为k个数据位设置r个校验位)

2^r-1 ≥ k + r 

公式怎么得出来的呢?
假设有r个校验位,一个位子有0或1两种情况,r个位子就有2r种排列情况,能表示2r种状态。其中一个状态用来表示正确(没有错误发生)的这种情况。其余的2r-1种状态来表示错误发生在哪一位。总共有k+r位,所以2r-1一定要>=总位子k+r。
按照该不等可以得出k与r的对应关系

k值 r值
1 2
2~4 3
5~11 4
12~26 5
27~57 6
58~120 7
... ...

注意:海明校验码是放在2的幂次位上的,即“1,2,4,8,16,32······”

实战求1011的海明码
第一步:求r的值(即校验位数)
直接根据公式代入得:
2^r-1 ≥ 4 + r
2^r-r ≥ 5
得到r最小为3
所以海明码的位数是4+3=7位
第二步:校验位和信息位对号入座
注意: 信息位的位置分配是从高位到低位依次存放
注意: 海明校验码是放在2的幂次位上的

位数|1|2|3|4|5|6|7
:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:|:-:
信息位|||1||1|0|1
校验位|r1|r2||r3|||
第三步:确定校验位的值
校验原则:被校验的海明位的下标等于所有参与校验该为的校验位的下标之和

海明码 海明码下标 校验位组 信息位
1 1 r1
2 2 r2
3 3=2+1 r1,r2 1
4 4 r3
5 5=4+1 r3,r1 1
6 6=4+2 r3,r2 0
7 7=4+3 r3,r2,r1 1

然后将校验码校验的信息位的位置记录下来:

  • r1: 3, 5, 7
  • r2: 3, 6, 7
  • r3: 5, 6, 7

然后做对应信息位的异或运算(异或的运算法则为:0⊕0=0,1⊕0=1,0⊕1=1,1⊕1=0(同为0,异为1))

  • r1: 1 xor 1 xor 1 = 1
  • r2: 1 xor 0 xor 1 = 0
  • r3: 1 xor 0 xor 1 = 0

代入表格得到

位数 1 2 3 4 5 6 7
信息位 1 1 0 1
校验位 1 0 0

注意:按照从低位到高位的排列顺序得到海明码:1010101

相关文章

  • 简单理解海明校验码

    二进制数据经过传送、存取等环节,会发生误码(1变成0或0变成1),这就有如何发现及纠正误码的问题。所有解决此类问题...

  • 关于海明码的原理和计算

    海明(汉明)码是广泛采用的一种有效的校验码,它实际上是一种多重奇偶校验码。 海明码的原理就是在有效信息位中加入几个...

  • 循环冗余校验码(CRC)和海明校验码

    二进制数据经过传送、存取等环节,会发生误码(1变成0或0变成1),就有了如何发现及纠正误码的问题。 验错、纠错、码...

  • 三种校验码

    奇偶校验、海明码、CRC循环冗余校验码 三种校验码比较重要,需要牢记,在计算机网络中用处较大 奇偶校验 根据被传输...

  • 2009年上半年上午真题

    1. 海明校验码是在n个数据位之外增设k个校验位,满足2^k-1>=n+k。 2.非格式化容量 = 面数*磁道数*...

  • 循环冗余校验(CRC)码

    与海明校验码类似,CRC码也是数据通讯中常用的校验方式。CRC 算法的基本思想是将传输的数据当做一个位数很长的数。...

  • GD库——校验码简单封装函数

    前言:下面给出校验码封装函数代码,刚学代码比较简单;具体看gitHub

  • 奇偶校验码和海明码

    当计算机在传送比特数据时,如果有一个比特位出错了该怎么发现?这里有一个前提,计算机在传输一段适当长度的比特数据时,...

  • 海明

    海明比我小,却能和我说到一块儿,记得以前喂兔子,一起割草,一起卖兔。后来,喂兔子不行了,不赚钱了,海明就转行了,学...

  • 数据链路层

    奇偶校验码:只能检查出奇数个比特错误,检错能力为50%。 循环冗余码:发现单比特错误,近似1。 海明码:发现双比特...

网友评论

      本文标题:简单理解海明校验码

      本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/dbdmkftx.html