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錯誤偵測與漢明碼

錯誤更正碼利用額外位元增加各種有效資料之間的差異。能保證偵測與更正的錯誤數有其上限。

相關實驗:錯誤偵測與糾正 →
錯誤偵測與糾正
錯誤偵測與糾正實驗場景 →

意義與機制

同位檢查確認位元中 1 的個數是否符合指定的偶數或奇數條件。知道資料有誤,與知道應更正哪個位元,是不同的事。

漢明(7,4) 將四位資料位和三位檢查位組合成七位。 透過對多個檢查結果形成的徵狀碼,可以確定單個位錯誤的位置。

關係與條件

對接收序列 r,以二進位運算計算 Hrᵀ,得到徵狀碼。在只有一個位元錯誤的條件下,翻轉對應位置的位元以還原原始資料。

基本的漢明(7, 4)碼並不能保證糾正兩個位錯誤。簡單的同位檢查也可能無法檢測到位翻轉的偶數個。

觀察實驗中需要注意的事物

漢明碼利用檢查位的組合確定單位元錯誤的位置。

漢明(7,4) 僅保證單位元糾錯。 兩個位元的錯誤可能被錯誤地修正。 檢查碼檢測奇數錯誤。

關鍵關係與符號

Hamming(7,4) · syndrome = H rᵀ

符號及公式中使用的單位
符號含義單位
H同位檢查矩陣二進位矩陣
r收到的位元序列7 bit
徵狀碼檢查結果組合二進位向量

透過範例確認

如果簡單的檢查下,有多少個位元位發生翻轉?

它可以檢測錯誤 · 漢明檢查可以檢測單個位元錯誤。

常見誤解

  • 翻轉徵狀碼指出的位元,並不保證能還原任意數量的錯誤。

透過實驗探索這個概念

參考文獻

OpenStax ·《電腦科學導論》(英文)