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错误检测与汉明码

错误校正码通过添加冗余位,增加有效数据表示之间的差异。 只能保证有限数量的错误能够被检测或纠正。

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错误检测与纠正
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意义与机制

校验(parity)检查数字中 1 的位数是否满足指定的偶数或奇数条件。 知道校验错误与知道需要修正的哪位不同,是不同的概念。

汉明(7,4) 将四位数据位和三位校验位组合成七位。 通过对多个校验结果形成的校验子,可以确定单个位错误的位置。

关系与条件

收到的比特序列 r 的该综合征被计算为 Hrᵀ,使用二进制算术。 假设单比特错误,则指示综合征的位置翻转,将恢复原始序列。

基本的汉明(7, 4)码并不能保证纠正两个位错误。简单的奇偶校验也可能无法检测到位翻转的偶数个。

观察实验中需要注意的事物

汉明码利用校验位的组合确定单比特错误的位置。

汉明(7,4) 仅保证单比特纠错。 两个比特的错误可能被错误地修正。 校验码检测奇数错误。

关键关系与符号

Hamming(7,4) · syndrome = H rᵀ

符号及公式中使用的单位
符号含义单位
H校验矩阵二进制矩阵
r收到的比特序列7 bit
校验子检查结果组合二进制向量

工作实例

如果简单的校验下,有多少个比特位发生翻转?

它可以检测错误 · 汉明校验可以检测单个比特错误。

常见误解

  • 将指示症状的位翻转,并不能保证从任意数量的错误中恢复。

通过实验探索这个概念

参考文献

OpenStax ·《计算机科学导论》(英文)