[英]Hamming code check parity
我不確定我是否為我編寫的check Parity bit函數正確計算了奇偶校驗位。 codeWord的長度為11個字符,具有4個奇偶校驗位和7個數據位。 實現看起來不錯嗎?
void parityCheck(char* codeWord) {
int parity[4] = {0}, i = 0, diffParity[4] = {0}, twoPower = 0, bitSum = 0;
// Stores # of 1's for each parity bit in array.
parity[0] = (codeWord[2] - 48) + (codeWord[4] - 48) + (codeWord[6] - 48) + (codeWord[8] - 48) + (codeWord[10] - 48);
parity[1] = (codeWord[2] - 48) + (codeWord[5] - 48) + (codeWord[6] - 48) + (codeWord[9] - 48) + (codeWord[10] - 48);
parity[2] = (codeWord[4] - 48) + (codeWord[5] - 48) + (codeWord[6] - 48);
parity[3] = (codeWord[8] - 48) + (codeWord[9] - 48) + (codeWord[10] - 48);
// Determines if sum of bits is even or odd, then tests for difference from actual parity bit.
for (i = 0; i < 4; i++) {
twoPower = (int)pow((double)2, i);
if (parity[i] % 2 == 0)
parity[i] = 0;
else
parity[i] = 1;
if ((codeWord[twoPower-1] - 48) != parity[i])
diffParity[i] = 1;
}
// Calculates the location of the error bit.
for (i = 0; i < 4; i++) {
twoPower = (int)pow((double)2, i);
bitSum += diffParity[i]*twoPower;
}
// Inverts bit at location of error.
if (bitSum <= 11 && bitSum > 0) {
if ((codeWord[bitSum-1] - 48))
codeWord[bitSum-1] = '0';
else
codeWord[bitSum-1] = '1';
}
實現看起來不錯嗎?
這在很大程度上取決於您對“良好”的衡量。 我可以確認它確實可以完成工作,因此至少是正確的。 您的代碼非常冗長,因此很難檢查其正確性。 我將執行以下操作:
int parity_check(int codeWord) {
int parity = 0, codeWordBit, bitPos;
for (bitPos = 1; bitPos <= 11; ++bitPos) {
codeWordBit = ((codeWord >> (bitPos - 1)) & 1);
parity ^= bitPos*codeWordBit;
}
if (parity != 0) {
if (parity > 11)
return -1; // multi-bit error!
codeWord ^= 1 << (parity - 1);
}
return codeWord;
}
我將整個代碼字視為一個整數,而不是數字字符序列,這樣效率更高得多。
查閱Wikipedia的表 ,我看到該表的列構成了序列1…11的二進制表示。每個代碼字位正好影響該列中提到的那些奇偶校驗位,因此我將代碼字位(為零)或一個),將其乘以該列的位模式以獲得該模式或零,然后將其與當前奇偶校驗位模式進行異或。 這樣的結果是零代碼字位不會改變任何東西,而非零代碼字位會翻轉所有關聯的奇偶校驗位。
由於位模式是從1開始的,而使用右移技巧的位位置是從0開始的,因此必須小心。 因此,我必須減去一個,然后向右移該數量,然后提取最低有效數字,以獲得codeWordBit
。
使用我的實現作為參考,我能夠(通過完整的枚舉)驗證您的代碼是否工作相同。
您的代碼通過了我構想的測試用例后,在AFAIK上運行良好。 進行了一些簡化,但OP功能未更改。 進行了一些經典的簡化,以便於查看。
void parityCheck(char* cW) {
int parity[4] = { 0 }, i = 0, diffParity[4] = { 0 }, twoPower = 0, bitSum = 0;
// Stores # of 1's for each parity bit in array.
parity[0] = (cW[2] - '0') + (cW[4] - '0') + (cW[6] - '0') + (cW[8] - '0') + (cW[10] - '0');
parity[1] = (cW[2] - '0') + (cW[5] - '0') + (cW[6] - '0') + (cW[9] - '0') + (cW[10] - '0');
parity[2] = (cW[4] - '0') + (cW[5] - '0') + (cW[6] - '0');
parity[3] = (cW[8] - '0') + (cW[9] - '0') + (cW[10] - '0');
// Determines if sum of bits is even or odd, then tests for difference from actual parity bit.
for (i = 0; i < 4; i++) {
//twoPower = (int) pow((double) 2, i);
twoPower = 1 << i;
//if (parity[i] % 2 == 0) parity[i] = 0; else parity[i] = 1;
parity[i] &= 1; // Make 0 even, 1 odd.
if ((cW[twoPower - 1]-'0') != parity[i])
diffParity[i] = 1;
}
// Calculates the location of the error bit.
for (i = 0; i < 4; i++) {
// twoPower = (int) pow((double) 2, i);
twoPower = 1 << i;
bitSum += diffParity[i] * twoPower;
}
// Inverts bit at location of error.
if (bitSum <= 11 && bitSum > 0) {
if ((cW[bitSum - 1]-'0'))
cW[bitSum - 1] = '0';
else
cW[bitSum - 1] = '1';
}
}
void TestP(const char * Test) {
char buf[100];
strcpy(buf, Test);
parityCheck(buf);
printf("'%s' '%s'\n", Test, buf);
}
int main(void) {
TestP("00000000000");
TestP("10011100101");
TestP("10100111001");
}
如果OP發布了測試模式,這將很有用。
這是我的實現。 有用。 公眾可以免費免費使用它。
我在“單錯誤糾正,雙錯誤檢測”中使用了縮寫“ secded”。 如果需要,可以將其重新連接為“三重錯誤檢測器”。 確實,其中的一小部分已被拆分,其余的是漢明7,4-但是我將這些方法命名為我所做的工作。
這里的“字符串”不是以NUL結尾的,而是計算在內。 這段代碼摘自用C語言編寫的Python模塊。這就是您看到的字符串類型的來源。
這里的關鍵是要意識到只有16個漢明7,4碼。 我用一些Python代碼計算了secded_of_nibble(),不幸的是我不再擁有了。
static const unsigned char secded_of_nibble[] =
{ 0x0, 0xd2, 0x55, 0x87, 0x99, 0x4b, 0xcc, 0x1e, 0xe1, 0x33, 0xb4, 0x66, 0x78, 0
xaa, 0x2d, 0xff };
int fec_secded_encode_cch_bits(const char * strIn, const int cchIn, char * strOu
t, const int cchOut)
{
assert( cchIn * 2 == cchOut);
if( cchIn * 2 != cchOut)
return 0;
if (!strIn || !strOut)
return 0;
int i;
for (i = 0; i < cchIn; i ++)
{
char in_byte = strIn[i];
char hi_byte = secded_of_nibble[(in_byte >> 4) & 0xf];
char lo_byte = secded_of_nibble[in_byte & 0xf];
strOut[i * 2] = hi_byte;
strOut[i * 2 + 1] = lo_byte;
}
return 1;
}
char bv_H[] = {0x9, 0xA, 0xB, 0xC, 0xD, 0xE, 0xF, 0x8};
char val_nibble(char ch)
{
return ((ch & 0x20) >> 2) | ((ch & 0xE) >> 1);
}
char correct_nibble(char ch)
{
char nibble = 0;
int i = 0;
for (i = 0; i < 8; i++)
if (ch & (1 << (7-i)))
nibble ^= bv_H[i];
return nibble;
}
void apply_correct(char nib_correct, char * pbyte, int * pcSec, int *pcDed)
{
if (0 == nib_correct)
return;
if (nib_correct & 0x8)
{
(*pcSec) ++;
int bit = (8 - (nib_correct & 0x7)) & 0x7;
/* fprintf(stderr, "bit %d, %02X\n", bit, 1 << bit);*/
(*pbyte) ^= (1 << bit);
}
else
{
(*pcDed) ++;
}
}
int fec_secded_decode_cch_bits
(
const char * strIn,
const int cchIn,
char * strOut,
const int cchOut,
int * pcSec,
int * pcDed
)
{
assert( cchIn == cchOut *2);
if( cchIn != cchOut * 2)
return 0;
if (!strIn || !strOut)
return 0;
int i;
for (i = 0; i < cchOut; i ++)
{
char hi_byte = strIn[i * 2];
char lo_byte = strIn[i * 2 + 1];
char hi_correct = correct_nibble(hi_byte);
char lo_correct = correct_nibble(lo_byte);
if (hi_correct || lo_correct)
{
apply_correct(hi_correct, &hi_byte, pcSec, pcDed);
apply_correct(lo_correct, &lo_byte, pcSec, pcDed);
/* fprintf(stderr, "Corrections %x %x.\n", hi_correct, lo_correct);*/
}
char hi_nibble = val_nibble(hi_byte);
char lo_nibble = val_nibble(lo_byte);
strOut[i] = (hi_nibble << 4) | lo_nibble;
}
return 1;
}
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