摘要:按照差错控制编码的不同功能,可以将其分为检错码、纠错码和纠删码。检错码仅能检测误码;纠错码则兼有纠错和检错能力,当发现不可纠正的错误时可以发出错误指示。纠删码则不仅具备识别错码和纠正错码的功能,而且当错码超过纠正范围时可把无法纠错的信息删除。
按照差错控制编码的不同功能,可以将其分为检错码、纠错码和纠删码。检错码仅能检测误码;纠错码则兼有纠错和检错能力,当发现不可纠正的错误时可以发出错误指示。纠删码则不仅具备识别错码和纠正错码的功能,而且当错码超过纠正范围时可把无法纠错的信息删除。
信息码元又称信息序列或信息位,这是发端由信源编码后得到的被传送的信息数据比特,通常以k表示。由信息码元组成的信息组为:M = (mk-1,mk-2,…m0)。在二元码情况下,每个信息码元m的取值只有0或1,故总的信息码组数共有m个,即不同信息码元取值的组合共有2m组。
监督码元又称监督位或附加数据比特,这是为了检纠错码而在信道编码时加入的判断数据位 .通常以r表示,即为: n = k + r或r = n-k.
两个码组对应位置上取值不同(1或0)的位数,称为码组的距离,简称码距,又称汉明距离,通常用d表示。 例如:000与101之间码距d = 2;000与111之间码距d=3.各码组之间距离最小值称为最小码距,通常用dmin表示。码距又称汉明距。它表征了各码字之间的差异程度,若dmin越大,分组码字之间差别越大,则发BG大游官方网站生差错的概率越小,纠、检错的能力超强,实际上dmin与分组码的纠、检错能力存在以下关系:
奇偶校验码是最简单的检错码,由于实现起来比较容易而被广泛采用。这种码的校验关系可以用一个简单的方程来表示。设要传送比特信息为C1C2C3C4C5,其中Ci取值0或1.
算式中的加法是模2加。上式的右边等于零称为偶校验,此时等式的右边含偶数个1;等于1就是奇校验,则含奇数个.
在接收端,将收到C1,C2,…,C6比特进行累加,检查其是否符合式的关系。如果收到的码组符合奇偶校验关系,则认为传输没有错。实际上,它是可能错的。因为,如果偶数位发生错误,则接收端根据奇偶校验关系仍然认为没有错误。奇偶校验码可以发现所有奇数个错误。在上例中,信息位数k=5,码组位数n=6,所以编码率Rc=5/6.奇偶校验码的编码率可以做得很高。
要计算汉明校验码,首先要知道汉明码是放置在二的幂次位上的,即1,2,4,8,16…,而对于信息位为m的原始数据,需加入k位的校验码,它满足m+k+12k.然后根据监督表达式,计算出校验位,并依次填充到相应的校验位。校验位与信息位的校验关系也分奇校验与偶校验两种。例如:以信息码101101100,并采用偶校验,如图所示:
例: 使用海明码进行纠错,7位码长(X7X6X5X4X3X2X1),其中4位数据,监督关BG大游官方网站系式为:
CRC码利用循环码的误码检测特性进行误码检测,它是从循环差错控制编码中分出的一类检错码。循环码的已编码码字可被生成多项式g(x)整除。接收端可以利用这一特点进行检错,若收码字不能被g(x)整除,则有错。由(n,k)循环码可以导出循环冗余检错码CRC-m这种表示方式,其中m=n-k.常用CRC-m编码的生成多项式列于表7.10.
要计算CRC校验码,需根据CRC生成多项进行。例如:原始报文为 ,其生成多项式为:X4+X3+X+1.在计算时,是在原始报文的后面添加若干个0(个数为生成多项式的较高次幂数,它也是最终校验位的位数。上式中,校验位数应该为4)作为被除数,除以生成多项式所对应的二进制数(由生成多项式的幂次决定,此题中除数应该为11011),最后使用模除,得到的余数为校验码,如下式所示:
要检查信息是否传输错误,只需用待检查的信息码除以生成式,如果能够整除,说明传输无误,否则,传输错误,但CRC并不能自动纠错,通常是请求重传。
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