差错控制编码基本原理

差错控制编码基本原理
以下是差错控制编码的基本原理：
1.编码器：编码器是负责添加冗余码的模块。

它将待发送的数据分割成块，并根据特定的编码规则生成冗余码。

常用的差错控制编码技术包括奇偶校验、循环冗余检验码（CRC）、海明码等。

2.冗余码：冗余码是编码器生成的额外信息，用于检测和纠正差错。

冗余码通常通过对数据进行其中一种计算生成，能提供额外的冗余信息以便于差错检测和纠正。

不同的冗余码具有不同的性能特点，如比特错误检测能力、纠正能力等。

3.传输：编码器将原始数据和冗余码一同发送给接收方。

传输介质可能会引入噪声、干扰和差错，可能会导致数据发生变化。

4.解码器：解码器负责接收和解码接收到的数据。

它使用相同的编码规则对接收到的数据进行解码，并生成相应的冗余码。

5.比较和校验：解码器将解码后的数据和接收到的冗余码进行比较和校验。

如果冗余码与接收到的数据一致，说明数据未发生错误。

否则，说明数据发生了差错。

6.纠错：当解码器检测到差错时，纠错算法会尝试恢复或修正接收到的数据。

纠错的能力取决于所使用的具体差错控制编码技术。

一般来说，能够检测到错误的位数并进行纠正的编码技术能够提供更好的纠错能力。

总结来说，差错控制编码通过添加冗余码在传输数据时提供了差错检测和纠正的能力。

它的基本原理是在发送方使用编码器对数据进行编码，添加冗余码；接收方使用解码器对接收到的数据进行解码，并进行差错检
测和纠正。

不同的差错控制编码技术具有不同的特点，可根据实际需求选择合适的编码技术来提高数据传输的可靠性。

1．垂直奇偶校验码： 编码原理：（1）将整个发送的数据块分为定长为m 的n 个组，一般m 为字符位数或位数的倍数，一组称为一个码字。

（2）每组末位按“1”的个数位奇数或者偶数的规律加一个校验位jr （n j ,3,2,1=），使得每组包括校验位在内“1”的个数为奇数或偶数。

为偶数的称为偶校验，为奇数的称为奇校验。

（ijb 为一个比特位，运算为二进制运算）校验位计算为： 偶校验 mj j j j b b b r +++= 21nj ,3,2,1= 奇校验121++++=mj j j j b b b r nj ,3,2,1=举例说明：每一列代表一个码字：1011111001101偶校验计算的校验位为：0111 奇校验计算的校验位为：1000校验能力：只能检测每列码字中的奇数个错误，所有偶数个错误全部漏检。

实现方法：用硬件和软件均可，可以边发送边产生冗余位，接收时可以边接收边去掉冗余位。

2．水平奇偶校验码 编码原理：（1）将整个发送的数据块分为定长为m 的n 个组，一般m 为字符位数或位数的倍数，一组称为一个码字。

（2）将n 个码字排成一个矩阵，对各个码字相应横向位进行奇偶校验。

（校验位的生成与垂直奇偶校验码生成方式一致）。

偶校验 in i i i b b b r +++= 21m i ,3,2,1= 奇校验 121++++=in i i i b b b r m i ,3,2,1=（3）发送时将所有码字发送完后发送校验位。

举例说明： 奇 偶每一列代表一个码字：1011111001101010 1101校验能力：可以检测各个码字同一位上的奇数位错，对于长度小于或等于m 的突发错误，由于分布在不同行中，可以检测到。

实现方式：用硬件和软件均可，需要借助存储器。

3．水平垂直奇偶校验编码原理：同时进行垂直和奇偶校验。

（过程略）校验能力：冗余度大，具有更强检错能力。

可检验3位以下的全部错误，所有奇数位错，突发长度小于或等于m+1的突发错误以及绝大多数偶数位错。

差错控制编码的基本原理你想啊，在咱们这个信息的世界里，数据就像一个个调皮的小精灵，到处跑来跑去。

可是呢，在传输的过程中，这些小精灵可能就会迷路或者出岔子，就像你给朋友传个小纸条，路上被风吹破了一角啥的。

这时候差错控制编码就像一个超级保镖闪亮登场啦。

差错控制编码呢，其实就是给这些信息小精灵穿上一层特殊的保护衣。

比如说咱们有原始的信息，就像你要送出去的精美小礼物。

这个原始信息可能是一串简单的数字或者字母啥的。

但是直接就这么送出去，它很脆弱的哦。

于是呢，咱们就根据一定的规则，给这个原始信息加上一些额外的东西，这就像是给小礼物包上一层又一层的漂亮包装纸。

这些额外加的东西可不是随便加的，是按照特定的算法来的呢。

打个比方哈，假如咱们的原始信息是“101”，通过差错控制编码的规则，可能就变成了“101110”。

这里面后面的“110”就是咱们给原始信息加上的保护部分。

为啥要这么加呢？这就涉及到它的神奇之处啦。

当这个加了保护衣的信息在传输过程中遇到了干扰，比如说被雷劈了一下信号（当然这是夸张啦），某个数字可能就变了。

如果没有差错控制编码，那接收方收到错误的信息就蒙圈了，根本不知道是啥。

但是有了这个编码就不一样啦。

接收方知道这个编码的规则呀，它就可以根据收到的信息，去检查有没有错误。

就像你朋友收到那个被风吹破一角的纸条，但是因为你之前和他有个小暗号（就像差错控制编码的规则），他就能大概猜出纸条上原来完整的内容。

而且差错控制编码还有不同的类型呢。

有一类叫检错码，这个就像是一个小侦探。

它能发现信息在传输过程中有没有出错，但是它不知道具体哪里错了。

就像你发现小礼物的包装纸破了个洞，你知道有问题，但还不清楚里面的礼物到底坏没坏。

还有一类叫纠错码，这个就更厉害啦，它不但能发现错误，还能把错误给纠正过来。

这就好比你朋友收到纸条，发现有个地方模糊不清，但是根据你们的暗号，他能准确地把模糊的字给还原出来。

在实际的通信系统里，差错控制编码可重要啦。