什么是海明码(提出者Richard Hamming )
海明码是一种多重(复式)奇偶检错系统,用于检错和纠错。
如何确定校验码
其实计算海明校验码的值只需三步:
-
对于原始数据信息位m,计算得出需要的k位校验码
- 如何确定最小的校验位数 k k k
假设原有信息为 m m m位,则和校验位加起来长度有 m + k m+k m+k.校验位数k可以确定 $2^k $个状态,这些状态中必有一个其所有奇偶测试都是真的,于是剩下 2 k − 1 2^k-1 2k−1 种状态。所以通过 2 k − 1 > = m + k 2^k-1>=m+k 2k−1>=m+k 可以算出 k k k
如原始信息为0110 1110 8位 2 k − 1 > = 8 + k 2^k-1>=8+k 2k−1>=8+k导出 k = 4 k=4 k=4
- 如何确定最小的校验位数 k k k
-
海明校验码是放在2的幂次位上的,如 1,2,4,8,16…等
-
计算校验码
来一波例子,假设原始信息为
位置 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
原始信息位 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
第一步
计算出K=4
第二步
确定校验码的位置在1 ,2 ,4,8位置上
则新的信息位:
位置 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
新的信息位 | 0 | 1 | 1 | 0 | H8 | 1 | 1 | 1 | H4 | 0 | H2 | H1 |
第三步
计算校验位的值,也是最为关键的一步
位置 | 二进制码 |
---|---|
1 | 0001 |
2 | 0010 |
3 | 0011 |
4 | 0100 |
5 | 0101 |
6 | 0110 |
7 | 0111 |
8 | 1000 |
9 | 1001 |
10 | 1010 |
11 | 1011 |
12 | 1100 |
海明码 | 出现的位置 | 对应位置上的值异或 | 结果 |
---|---|---|---|
H1 | 3,5,7,9,11 | 0⊕1⊕1⊕0⊕1 | 1 |
H2 | 3,6,7,10,11 | 0⊕1⊕1⊕1⊕1 | 0 |
H4 | 5,6,7,12 | 1⊕1⊕1⊕0 | 1 |
H8 | 9,10,11,12 | 0⊕1⊕1⊕0 | 0 |
最终的信息位为
位置 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
最终信息位 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
校验码H8H4H2H1 = 0101
接收端如何检验和纠错呢
假设 0110 0111 1001 ->传输为 0111 0111 1001
0111 0111 1001 按上文重新算出校验码:H8H4H2H1=1100
出错的位数:原信息的校验码⊕出错后信息校验码
0101⊕1100=1001 转化为10进制就是第9位 属于出错位
今天的文章海明校验码详解分享到此就结束了,感谢您的阅读。
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