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奇偶校验码,奇偶校验码原理是什么?

2010年03月17日 17:39 www.elecfans.com 作者:佚名 用户评论(0

奇偶校验码,奇偶校验码原理是什么?

奇偶校验码是奇校验码和偶校验码的统称,是一种最基本的检错码。它是由n-1位信息元和1位校验元组成,可以表示成为(n,n-1)。如果是奇校验码,在附加上一个校验元以后,码长为n的码字中“1”的个数为奇数个;如果是偶校验码,在附加上一个校验元以后,码长为n的码字中“1”的个数为偶数个。设:如果一个偶校验码的码字用A=[an-1,an-2,…,a1,a0]表示,则:

image: bk064553j-1.jpg

式中 为校验元,“+”为模二和(以后也这样表示,请注意)。式(1)通常被称为校验方程。利用式(1),由信息元即可求出校验元。另外,如果发生单个(或奇数个)错误,就会破坏这个关系式,因此通过该式能检测码字中是否发生了单个或奇数个错误。

奇偶校验码是一种有效地检测单个错误的方法,之所以将注意力集中在检(或纠)单个错,这主要是因为码字中发生单个错误的概率要比发生2个或多个错误的概率大得多。例如,n = 5的码字,如果码字中各码元的错误是互相独立,误码率为10-4,则错1、2、3、4和5位的概率分别为:5×10-4、10-7、10-11、10-16和10-20。由此可见,要检(或纠)错误,首先要解决单个错误,这样才抓住了主要矛盾。一般情况下用上述偶校验码来检出单个错误,检错效果是令人满意的,不仅如此,奇偶校验码的编码效率很高,R=(n-1)/n,随n增大而趋近于1。下面就给出以码长n=5为例,利用表1列出全部偶校验码字.

在数字信息传输中,奇偶校验码的编码可以用软件实现,也可用硬件电路实现。图8-4(a)就是码长为5的偶校验码编码器。从图中可以看到,4位码元长的信息组,串行送入四级移位寄存器(输入定时缓冲器),同时经模二运算得到校验元,存入输出缓冲器末级,编码完成即可输出码字。接收端的检错电路如图1(b)所示。当一个接收码组B完全进入五级移存器内时,开关S立即接通,从而得到检错信号M=b4+b3+b2+b1+b0。如果接收码组B无错,B=A,则M=0;如果接收码组B有单个(或奇数个)错误,则M=1。

image: bk064553j-2.jpg

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行列校验码

行列校验码又称作水平垂直一致校验码或二维奇偶校验码,有时还被称为矩阵码。它不仅对水平(行)方向的码元,而且还对垂直(列)方向的码元实施奇偶校验。一般L×m个信息元,附加L+m+1个校验元,由L+1行,m+1列组成一个(Lm+L+m+1,Lm)行列校验码的码字。表8-2就是(66,50)行列校验码的一个码字(L=5,M=10),它的各行和各列对l的数目都实行偶数校验。可以逐行传输,也可以逐列传输。译码时分别检查各行、各列的校验关系,判断是否有错。

image: bk064553j-4.jpg

这种码有可能检测偶数个错误。因为每行的校验位虽然不能用于检测本行中的偶数个错码,但按列的方向就有可能检测出来。可是也有一些偶数错码不可能检测出,例如,构成矩形的四个错码就检测不出来。

这种二维奇偶校验码适于检测突发错码。因为这种突发错码常常成串出现,随后有较长一段无错区间,所以在某一行中出现多个奇数或偶数错码的机会较多,这种方阵码适于检测这类错码。前述的一维奇偶校验码一般只适于检测随机错误。

由于方阵码只对构成矩形四角的错码无法检测,故其检错能力较强。一些试验测量表明,这种码可使误码率降至原误码率的百分之一到万分之一。

二维奇偶校验码不仅可用来检错,还可用来纠正一些错码。例如,当码组中仅在一行中有奇数个错误时,则能够确定错码位置,从而纠正它。

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恒比码

恒比码又称作等重码,这种码的码子中1和0的位数保持恒定比例。由于每个码字的长度是相同的,若1、0恒比,则码字必等重。

若码长为n,码重为w,则此码的码字个数为image: bk064553j-5.jpg。该码的检错能力较强,除对换差错(1和0成对的产生错误)不能发现外,其它各种错误均能发现。

目前我国电传通信中普遍采用3:2码,该码共有image: bk064553j-6.jpg个许用码字,用来传送10个阿拉伯数字,如表8-3所示。这种码又称为5中取3数字保护码。因为每个汉字是以四位十进制数来代表的,所以提高十进制数字传输的可靠性,就等于提高汉字传输的可靠性。实践证明,采用这种码后,我国汉字电报的差错串大为降低。

image: bk064553j-7.jpg

目前国际上通用的ARQ电报通信系统中,采用3:4码即7中取3码,这种码共有个许用码字,93个禁用码字。35个许用码字用来代表不同的字母和符号。实践证明,应用这种码,使国际电报通信的误码率保持在以10-6下。

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