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如何使用奇偶校验码进行数据校验?

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:表1-5-2 二元域运算规则奇偶校验码是分组码。它是在一组信息码元之后附加一位监督码元,组成一组满足奇校验关系或偶校验关系的码组。当附加的监督码元使码组中“1”的个数为偶数时,称为偶校验码,即偶校验码码组中的码元满足下面的约束关系S=an-1⊕an-2⊕…表1-5-3显示了对两位信息码元进行奇偶校验编码的结果。奇校验码和偶校验码均可检测奇数个误码。偶校验码与奇校验码有同样的检纠错的能力。

如何使用奇偶校验码进行数据校验?

分组码是信道编码后的序列可分为n个码元一组,其中k个码元是信息码,r=n-k个码元是附加的监督码元。在分组编码中,监督码元仅与本组的信息码元有约束关系。

分组码常用(nk)来表示,它是将k位信息码元,经编码后形成n位一组的输出序列(n>k),其中附加的r=n-k位是监督码元,其编码效率R=k/n。分组码中的监督码元只与本组中的信息码元有监督约束关系。输入的k位信息组合共有2k个不同的形式,编码器输出也只需对应这2k个输入形式输出2k个不同的码组即可。但由n二进制数组成的序列组合,共有2n个不同的形式,因此,(nk)分组编码就是从这2n个二进制数组合中,挑选出2k个作为编码的输出码组(也称为许用码组或码字),其余的(2n-2k)个则是禁用码组。当信道编码输出的码字在信道中传输时,产生的误码就可能使原来的许用码组变为禁用码组,这时接收端就可判断出此码组中有误码,但误码也可能使一个许用码组变为另一个许用码组,这时,接收端就无法判断出有误码。分组码的检、纠错能力与码组中附加的监督码元个数有关,当r越大,禁用码组越多,误码使许用码组变为禁用码组的可能性越大,则编码的检、纠错能力越强,但同时,附加的与传输信息无关的码元个数增加了,因此,在实际应用中要折中考虑数据率和差错控制编码的检纠错能力。

从代数学的角度,每个二进制码组可以看成是只有0和1两个元素的二元域中的n重。所有二元n重的集合称为二元域上的一个矢量空间。二元域上只有两种运算,即加和乘,所有运算结果也必定在同一个二元集合中。在二元域中加和乘的运算规则见表1-5-2。

表1-5-2 二元域运算规则

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奇偶校验码是分组码。它是在一组信息码元之后附加一位监督码元,组成一组满足奇校验关系或偶校验关系的码组。当附加的监督码元使码组中“1”的个数为偶数时,称为偶校验码,即偶校验码码组中的码元满足下面的约束关系

S=an-1an-2⊕…⊕a0

式中,a0是监督位;其他n-1个码元为信息码元。(www.xing528.com)

an-1an-2⊕…⊕a0=0 (1-5-4)当附加的监督码元使码组中“1”的个数为奇数时,称为奇校验码,则奇校验码码组中的码元满足关系为

an-1an-2⊕…⊕a0=1 (1-5-5)

式(1-5-4)和式(1-5-5)也称为监督关系式。

奇偶校验码的编码率为R=(n-1)/n

表1-5-3显示了对两位信息码元进行奇偶校验编码的结果。码组中的前两位是信息位,与原信息码完全相同,第三位是监督位。奇校验码和偶校验码均可检测奇数个误码。在接收端,译码器将码组中各码元相加(模2和),若结果满足监督关系式,则判断无误码,反之,则认为有误码。例如,若接收端收到一个奇校验码的码组序列为1100101,由于,1+1+1+0+1+0+1=0,不满足奇校验码的约束关系式(1-5-5),由此可判断此码组中有误码,但无法判断出是哪一位发生了错误,因此,奇校验码是检错码,无纠错的能力。偶校验码与奇校验码有同样的检纠错的能力。

表1-5-3 奇偶校验码

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