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2021-12-15 09:21:57
编码
function C=HM_code(M) G=[1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1]; G=[eye(4) G]; C=M*G; C=mod(C,2);译码
function D=HM_Dcode(A) H=[1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1]; S=H*A.'; S=mod(S,2); s=[0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1]; index=[4 2 1]*S; e=[7 6 4 5 3 2 1]; %if (index~=0) % A(e(index))=mod(A(e(index))+1,2); %end for k=1:length(index) if (index(k)~=0) A(k,e(index(k)))=mod(A(k,e(index(k)))+1,2); end end D=A;测试
clear all;clc; m=[1 1 1 0]; hm=HM_code(m) hm2=[0 0 0 1 1 1 1]; hm_d=HM_Dcode(hm2)
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位数二进制分别为：
P1: 第1位 001；P2 第2位 010；D1 第3位 011；P3 第4位 100；D2 第5位 101; D3 第6位 110；
其中P1在第一位，二进制001，与二进制编码最后一位为1的位数的数据相异或，即D1和D2
P1=D1⊕D2
P2在第二位，二进制10，与二进制编码倒数第二位为1的位数的数据相异或，即D1 D3
P2=D1⊕D3
P3在第三位，二进制100，与二进制编码倒数第三位为1的位数的数据相异或，即D2 D3
P3=D2⊕D3
假如我们想要传输的数据为0110001100110101，你可能会说用4位校验码就能表示完全表示这个16位数，毕竟24=16，那你就忽略了这三位校验码本身，校验码插入后如下：
如上图:
P0= 异或（0 1 0 0 1 0 1 1 1 1）=0;
P1=异或（0 1 0 0 1 0 1 0 1）=0;
P2=异或（1 1 0 1 0 0 1 0 1）=1;
P3=异或（0 0 1 1 0 0 1）=1;
P4=异或（1 0 1 0 1）=1.
若传输后第11位因噪声翻转为0，则
传输数据为：010011010011001110101；
接收数据为：010011010001001110101；
将校验位与对应的数据位相异或，即可得出错误位，如下：
P4=异或（P4 1 0 1 0 1）=0
P3=异或（P3 0 0 0 1 0 0 1）=1（即异或的数据位有错误，或者说，错误的数据位的倒数第四位为1）
P2=异或（P2 1 1 0 1 0 0 1 0 1）=0
P1=异或（P1 0 1 0 0 0 0 1 0 1）=1（即错误的数据位的倒数第二位为1）
P0=异或（P0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1）=1（即错误的数据位的倒数第一位为1） 得出错误位为：01011，即11.
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最近在复习汉明码，上计算机组成原理的时候学过了，可是老师讲的实在是太水。于是过了好几个月我再次用“人话”来解释什么是汉明码。最讨厌故弄玄虚装腔作势的讲解了，晦涩难懂，根本理解不了= = ，能不能说人话。
不明白的欢迎留言评论哈~
想要理解汉明码首先要知道“奇偶校验”这个东西。这个东西很简单。
我们约定一串编码里1的个数是偶数个，那么这串编码里携带的信息就是对的，否则就是错的。
我们可以在开头对这串编码加一位校验码实现奇偶校验。
for example：
我们想传输10010这串码，那么在传输的时候，就传010010，其中在开头的0就是校验位。
我们想传输10000这串码，那么在传输的时候，就传110000，其中在开头的1就是校验位。
两个例子的1的个数都是偶数。
好了，接下来可以讲汉明码了。
首先汉明码是采用奇偶校验的码。它采用了一种非常巧妙的方式，把这串数字分了组，通过分组校验来确定哪一位出现了错误。
第一个问题，检错原理。
它的原理可以通过一个例子来说明。
因为在传输过程中，最最最可能的是只错一位数据，所以，
汉明码默认一串数据只错一位
我们假设想传这一列数据1234567，我们先把他们分个组（当然怎么分组的我们等会儿再讨论），如图。
转载请标明出处 P1组：1,2,3,4
P2组：2,4,5,7
P3组：3,4,6,7tips：最好把这个图花在你的演算纸上^_^，方便些哦~
我们约定，哪一个组出错了，就给这个组做一个1的标志。
要记得哦，只错一个数据。
比如，这次的情况是，P1组中有一个错了，P2组没错，P3组没错。
嗯，好，现在我们看图，我们看，
P2组里谁都没错，可以排除2,4,5,7这几个数据；
P3组里谁都没错，可以排除3,4,6,7这几个数据；
那么P1组里我们知道是有错的，那经过P2，P3组的对数据的排除，我们很容易知道，是1这个数据有了错误。
好，那么错一个组的情况我们讨论过了，那么错两组的情况呢？
假设P1中有个错了，P2中有个错了，P3全对了
好，同时属于P1和P2而且不属于P3的数据是哪个？对，看图，是2这个数据。
好，那么三个组的情况呢？
同时属于P1、P2、P3组的数据是谁呢？对，是4这个数据。
好，这种分组，这种方式是不是很爽呢？汉明码就是利用了这种分组，这样它就可以很简单地分辨出哪一个数据出错，这种可以检测出数据出错的能力叫做“检错”，一定要和“纠错”分开，检错只能检测到错误不一定能改过来错误，纠错是可以的。
知道那个图的原理就好，现在扔掉它。
下一个问题，校验码的位置。
这是规定，记住它，在采用汉明码的一串数据中，2的i次方的位置上，我们放校验码。
校验码是1，或者是0，使得校验码所在的组的1的个数是偶数。
如图：
绿色的位置是放校验码的地方，1,2,4,8,16……等等，2的i次方的地方。
下一个问题，汉明码是怎么分组的呢？
我们看到，其实有些数据是既在P1组又在P2组的。
怎么分组，这个要记住，没啥原理了哈哈。
要预先做的工作是，
把表示位置的这个数，转化成二进制数。
也就是，
第1个位置，变成第0001个位置；
第2个位置，变成第0010个位置；
第3个位置，变成第0011个位置；
第4个位置，变成第0100个位置；
第5个位置，变成第0101个位置；
第6个位置，变成第0110个位置；
那么，规定来了，
凡是位置符合这种形式的，XXX1，归到P1；
凡是位置符合这种形式的，XX1X，归到P2；
凡是位置符合这种形式的，X1XX，归到P3；
凡是位置符合这种形式的，1XXX，归到P4；
那么显然各个校验码也被分到各个组里面去了，而且，每个组只有一个校验码。（这个，太简单我就不解释了……）
那么组分好了，校验码的值也就确定下来了。（数组内有多少个1就可以了）
好，为了防止你不明白，我举个例子哈。
我们想传这一组码：XX1X101X011
一共11位。
标X的是校验码的位置，我们暂时不知道它的值是多少。
位置在1,3,5,7,9,11的数据进到P1组。（你转换一下这些位置的二进制，就知道他们的位置符合XXX1）
位置在2,3,6,7,10,11的数据进到P2组。（位置符合XX1X）
位置在4,5,6,7的数据进到P3组。（位置符合X1XX）
位置在8,9,10,11的数据进到P4组。（位置符合1XXX）
那么确定了分组，校验码的值也就顺便确定下来了。
这样整个串的码就确定下来了。
现在知道汉明码是怎么分组的了吗？对，通过位置数的性质。
好，下两个问题。
从发送者的角度，我该怎么发用上汉明码的数据呢？
首先我们考虑我们到底要发多少位。假设校验码一共k位，我们想发的原始数据一共n位，要注意我们的校验码也要校验校验码错没错，所以，要校验的一共有k+n位，k位校验码可以检测2^k位的码，但是不能所以，校验码的位数要满足这个公式
,或者说
这样我们就能算出来要用多少校验码了。
其实哈，实际上不用这么麻烦，教科书总是那么复杂。假设你想发101011111，那你就先占下校验位，然后空着的位填你想发的数据就好。
占下1,2,4,8……等等位，看能占下多少位就可以，当然这个手算比较直观啦哈。
好，我假设你填完了，然后分好组，也确定了校验位的值了，那么发送出去啦~
嘟嘟嘟~~~~~~~
我是接收者，我收到了一串汉明码，怎样用汉明码的性质来检错呢？
1.分组，分好P1，P2，P3……
（2020年更正错误，各位看官不好意思了，下面的都是对的。）
2.分别对每个组校验，没有错的给它0，有错的给1.
3.记得第一个问题，汉明码的原理吗？你可能会想，3个组，我们可以画3个圈，可是100个组，这个圈可就太难画了啊！
这里有一个等价的方法，hamming真的太聪明了。
把P从大到小排列起来，得到一串1010，
for example:
组别： P5 P4 P3 P2 P1
标志： 1 0 1 0 1
从大到小排列起来，标志排成了一串一零串。这个数就是出错的数据的位置。
本例中，10101位置上的位错了，换成十进制是第21个位置上的数错了。
然后，我们发现了它错误的位置，又因为它是二进制的，不是0就是1，所以，可以顺便把它纠错。
好了，这样，我就全都讲完了……………………
你可以随便写一串101010101010101010，从接收方的角度，解这一串汉明码，很好玩的。
加油哦~~~
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计算机网络中Hamming（哈明码）的c语言实现
2021-05-21 04:04:38直接贴代码了//============================================================================// Name : Hamming.cpp// Author : wzw// Version :// Copyright : Your copyright notice// Description...展开全文直接贴代码了
//============================================================================
// Name : Hamming.cpp
// Author : wzw
// Version :
// Copyright : Your copyright notice
// Description : Hello World in C++, Ansi-style
//============================================================================
#include
#include
#include
int isRightParity(int,int[]);
void getColumn(int,int,int,int[]);
void getParity(int[],int,int,int[],int[]);//得到数据与校验码组合码
void getCodedMessage(int[],int[],int,int[]);
int isPowerOfTwo(int);
int getParityBit(int);
void getNextParityCode(int,int,int[]);
int main(){
int data_bit; //数据位长
printf("Input The Bits Of Data:/n");
scanf("%d",&data_bit);
int data[data_bit];
for (int i=0;i
printf("Input The %dth Bit/n",i+1);
int temp;
temp=(int)getche()-48;
if((temp==0)||(temp==1)){ //确保输入数据时0或1
data[i]=temp;
printf("/n");
}
else{
printf("/nInput Must Be 0 Or 1/n");
i--;
}
}
printf("The Data To Be Coded Is: ");//显示输入的待传输数据
for(int i=0;i
printf("%d",data[i]);
}
int parity_bit; //校验码位长matrix column;matrix row is parity+data_bit;
parity_bit=getParityBit(data_bit); //根据数据位长选择最短的检验码，返回位长
printf("/nChoose Bits Of Parity Is: %d /n",parity_bit);
int parity_code[parity_bit]; //校验码
int coded_message[parity_bit+data_bit]; //数据和校验码融合之后的数据
getParity(data,data_bit,parity_bit,parity_code,coded_message);
printf("Parity Is: ");
for(int i=0;i
printf("%d",parity_code[i]);
}
printf("/nCoded Message Is: ");
for(int i=0;i
printf("%d",coded_message[i]);
}
printf("/n/nPress Any Key Exit...");
getch();
}
void getColumn(int index,int data_bit,int parity_bit,int column[]){
for(int i=0;i
int parity_row[parity_bit];
getNextParityCode(parity_bit,i,parity_row);
column[i]=parity_row[index];
}
}
void getParity(int data[],int data_bit,int parity_bit,int parity_code[],int coded_message[]){ //计算校验码P
int flag[parity_bit];
int column[data_bit+parity_bit];//矩阵一列
for(int m=0;m
getNextParityCode(parity_bit,m,parity_code);
getCodedMessage(data,parity_code,(parity_bit+data_bit),coded_message);
for(int i=0;i
flag[i]=0;
}
for(int i=0;i
getColumn(i,data_bit,parity_bit,column);
int matrix_product=0;//乘积
for(int j=0;j
matrix_product=matrix_product+coded_message[j]*column[j];
}
if(matrix_product%2==0){
flag[i]=1;
continue;
}
else{
flag[i]=0;
break;
}
}
if(isRightParity(parity_bit,flag)==1){
break;
}
else{
continue;
}
}
}
int isRightParity(int length,int flag[]){
int temp=1;
for(int i=0;i
temp=temp*flag[i];
}
if(temp==1){
return 1;
}
else{
return 0;
}
}
void getCodedMessage(int data[],int parity_code[],int length,int coded_message[]){
int index_data,index_parity;
index_data=index_parity=0;
for(int i=0;i
if(isPowerOfTwo(i+1)==1){
coded_message[i]=parity_code[index_parity];
index_parity++;
}
else{
coded_message[i]=data[index_data];
index_data++;
}
}
}
int isPowerOfTwo(int num){//num is power幂 of 2 or not
int ispoweroftwo;
int i=0;
while(1){
int pow2i=(int)pow(2,(double)i);
if(num
ispoweroftwo=0;
break;
}
else if(num==pow2i){
ispoweroftwo=1;
break;
}
else if(num>pow2i){
i++;
}
}
return ispoweroftwo;
}
void getNextParityCode(int parity_bit,int index,int parity_code[]){//change index+1 to BCD
int temp=index+1;
for(int i=0;i
parity_code[parity_bit-i-1]=temp%2;
temp=temp/2;
}
}
int getParityBit(int data_bit){//get least bit of parity
int paritybit=0;
int power;
while(1){
paritybit++;
power=(int)pow(2,(double)paritybit)-1;
if((paritybit+data_bit)<=power){
break;
}
}
return paritybit;
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