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循环码实验报告

循环码实验报告
循环码实验报告

课程名称:信息论与编码

课程设计题目:循环码的编码和译码程序设计指导教师:

系别:专业:

学号:姓名:

合作者

完成时间:

成绩:评阅人:

一、实验目的:

1、通过实验了解循环码的工作原理。

2、深刻理解RS 码构造、RS 编译码等相关概念和算法。

二、实验原理

1、RS 循环码编译码原理与特点

设C 使某线性分组码的码字集合,如果对任C c c c C n n ∈=--),,,(021 ,它的循环

移位),,,(1032)

1(---=n n n c c c c C

也属于C ,则称该

码为循环码。

该码在结构上有另外的限制,即一个码字任意循环移位的结果仍是一个有效码字。其特点是:(1)可以用反馈移位寄存器很容易实现编码和伴随式的计算;(2)由于循环码有很多固有的代数结构,从而可以找到各种简单使用的译码办法。

如果一个

线性码具有以下的属性,则称为循环码:如果n 元组

},,,{110-=n c c c c 是子空间S 的一个码字,则经过循环移位得到的},,,{201)1(--=n n c c c c 也

同样是S 中的一个码字;或者,一般来说,经过j 次循环移位后得到的

},,,,,,,{11011)(---+--=j n n j n j n j c c c c c c c 也是S 中的一个码字。

RS 码的编码系统是建立在比特组基础上的,即字节,而不是单个的0和1,因此它是非二进制BCH 码,这使得它处理突发错误的能力特别强。 码长:12-=m

n

信息段:t n k 2-= (t 为纠错符号数) 监督段:k n t -=2 最小码段:12+=t d

最小距离为d 的本原RS 码的生成多项式为:g(x)=(x-α)(x -α2)(x -α3)…(x -αd -2) 信息元多项式为::m(x)=m0+m1x+m2x2+…+mk -1xk-1

循环码特点有:

1)循环码是线性分组码的一种,所以它具有线性分组的码的一般特性,且具有循环性,纠错能力强。 2)循环码是一种无权码,循环码编排的特点为相邻的两个数码之间符合卡诺中的邻接条件,即相邻数码间只有一位码元不同,因此它具有一个很好的优点是它满足邻接条件,没有瞬时错误(在数码变换过程中,在速度上会有快有慢,中间经过其他一些数码形式,即为瞬时错误)。

3)码字的循环特性,循环码中任一许用码经过牡环移位后,所得到的码组仍然是许用码组。

对所有的i=0,1,2,……k -1,用生成多项式g(x)除n k i

x

-+,有:

)()()(x b x g x a x

i i i

k n +=+- (2—7) 式中)(x b i 是余式,表示为:

0,1,11,)(i i k n k n i i b x b x b x b ++=---- (2—8)

因此,)(x b x i k n ++-是g(x)的倍式,即)(1

x b x i k n ++-是码多项式,由此得到系统形式的生成矩阵为:

(2—9)

它是一个k ?n 阶的矩阵。

同样,由G ?T H =0可以得到系统形式的一致校验矩阵为:

(2—10)

已知(7,4)循环码的生成多项式和校验多项式分别为:1)(3++=x x x g ,

1)(24+++=x x x x h 。写得其生成矩阵和校验矩阵分别为:

2、编码原理:

有信息码构成信息多项式

01

1)(m x m x m k k ++=-- ,其中最高幂次为k-1; 用k

n x -乘以信息多项式m(x),得到的)(x m x

k

n -,最高幂次为n-1,该过程相当于把信息码

?

?

??

?

????

???=1101000011010000110100001101G ??

??

?

?????=101110001011100010111H ??????

???

???=------------0,01,01,00,1,21,20,11,11,10000010001b b b b b b b b b G k n x k k k n k k k k n k

?

?

???

?

??????=------------1000100010

,00

,20

,11,01,21,11,01

,21,1

b b b b b b b b b H

k k k k k n k n k k n k

1

-k m ,

2

-k m ,……,1m ,

m )移位到了码字德前k 个信息位,其后是r 个全为零的监

督位;

用g(x)除)(x m x k n -得到余式r(x),其次数必小于g(x)的次数,即小于(n-k ),将此r(x)加于信息位后做监督位,即将r(x)于

)(x m x k

n -相加,得到的多项式必为一码多项式。

1)有信息码构成信息多项式m(x)=m k-1x k-1+``````m 0 其中高幂次为k-1。

2)用x n-k 乘上信息多项式m(x),得最高幂次为n-1,做移位。 3)用g(x)除x n-k m(x)和到余式r(x)。 编码过程流程图:

3、译码原理:

1) 有接收到的y(x)计算伴了随式s(x)。 2) 根据伴随式s(x)找出对应的估值错误图样。

3) 计算c^(x)=y(x)+e^(x),得估计码字。若c^(x)= c(x),则译码正确,否则错误。

由于g(x) 的次数为n - k 次,g(x) 除E(x) 后得余式(即伴随式)的最高次数为n-k-1次,故S(x) 共有2n-k 个可能的表达式,每一个表达式对应一个错误格式。可以知道(7,4)循环码的S(x) 共有2(7-4) = 8个可能的表达式,可根据错误图样表来纠正(7,4)循环码中的一位错误。

解码过程流程图:

4、纠错能力:

由于循环码是一种线性分组码,所以其纠检错能力与线性分组码相当。而线性分组码的最小距离可用来衡量码的抗干扰能力,那么一个码的最小距离就与它的纠检错能力有关。

初始化

由R(x)确定S(x):

S(x)=0,无误码误

由S(x)确定错误图样E(x) 纠错)()()(X R X E x c +=

存储c(x)

定理: 对于任一个),(k n 线性分组码,若要在码字内 (1) 检测个错误,要求码的最小距离1+≥e d ;

(2) 纠正个错误,要求码的最小距离12+≥t d ;

(3) 纠正个错误同时检测

个错误,则要求1++≥e t d ;

循环码的译码分检错译码与纠错译码两类。在无记忆信道上,对码字c ,差错图案e 和接收向量

r 的多项式描述为

)()()

(x e x c x r +=

定义)(x r 的伴随多项式为)(x s

1

12210))

((mod )()(--++++==r r x s x s x s s x g x r x s

由于)),((mod 0)()()

(x g x g x a x c ==所以

))()(mod ()(x g x e x s =

由此可见,0)

(≠x s 则一定有差错产生,或说满足0))()(mod (≠x g x e 的差错图样

)(x e 产生,它满足0))()(mod (=x g x e 。

循环码的检错译码即是计算)(x s 并判断是否为0

三、实验分析

1、实验测试结果,包括译码结果、误码率与信噪比之间的关系、生成多项式

理想状态下,对信号随机的提取,编码器输入为1000001110001000,

通过encode函数后,因为加入了监督码,信号变得复杂密集,

编码输出为1011000101001110110001011000

通过译码输出为1000001110001000,与编码输入一致。说明循环码的检错和纠错能力性能好。输出多项式为:g(x)=(x+a) (x+a2) (x+a3)=a6+a5x+a4x+a3x2+ a3x +a2x+x3

以randint函数重新做一个输入信号并进行编码,结果与上例相似,输入与输出一致。

由上面所有的图可以发现,编码器输入信号并不完全相同,因为对信号的提取是随机的,所以码元也是随机的,信号经过编码器后,因为要加入监督码,所以波形变得更加密集了。信号经过译码后,波形和编码器输入信号大致相同,说明循环码的检错和纠错能力可以。

信噪比与误码率的关系比较,从图中可看出,当信噪比在20以内时,误码率相对比较大,最高达到0.45以上,而当SNR大于20后,信噪比保持很稳定。下面是误码率的数字显示:

2、实验过程遇到的问题及解决方法

刚开始并没有注意到运用循环码时可用上简便的Matlab自带函数,一直苦恼怎么进行纠错编码及解码,然后查找资料,收集了与循环码相关的函数(部分如下:)

1)encode函数

功能:编码函数

语法:code=encode(msg,N,K,method,opt)

说明:用method指定的方法完成纠错编码。其中msg代表信息码元,是一个K列矩阵,N是编码后的码字长度;K是信息位的长度;opt是有些编码方式需要的参数。

2)decode函数

功能:译码函数

语法:msg=decode(code,N,K,method,opt1,opt2,opt3,opt4);

说明:这个函数对接收到的码字进行译码,恢复出原始的信息,译码参数和方式必须和编码时采用的严格相同。它对接收到的码字,按method指定的方式进行译码;opt1,…,opt4是可选项的参数。

3)cyclpoly函数

功能:生成循环码的生成多项式。

语法:p=cyclpoly(N,K);

p=cyclpoly(N,K,fd_flag);

说明:从p=cyclpoly(N,K)中可找到一个给定码长N和信息位长度K生成多项式p,注意不是任意

给定一个多项式都可以作为生成多项式。

4)randint函数

功能:引起一致地分布的任意整数矩阵

语法:out = randint(m)

out = randint(m,n)

out = randint(m,n,rg)

out = randint(m,n,rg,state)

在进行误码率与信噪比之间的关系编程后,Matlab一直显示

其后才发现原来没有对加噪后的信号进行整形输出,于是加入for循环以四舍五入对信号进行整形设定。

for i=1:100

for a=1:k+1

if noisycode(i,a)<0.5

noisycode(i,a) = 0;

else

noisycode(i,a) = 1;

end

end

end

四、RS码在现代通信系统中的应用

RS编码起源于1960年MIT Lincoln实验室,经历了数十年的发展,RS码成为了研究最详尽,分析最透彻,应用最广泛,研究成果最多的码类之一。

1、在井下通信中的应用:由于井下空间小,供电系统布置受到很大局限,电磁干扰现象也很严重,通过选择合适的信道编码方式是抗干扰措施之一,可有效消除干扰,而由于RSce纠正t个m位的二进制错误会符号,而不管这t\个错误会符号是连续出现的还是离散出现,因此RS很适用于存在突发错误信道中,如井下工作,对系统码率的降低和可靠性的提高起重要作用。

井下采煤机与通信系统的硬件框图

2、RS码在PDS水声通信技术的应用

水声通信技术信道是随机时变空变的,其多途扩展产生的码间干扰直接影响到了水声通信的质量。而RS是一种扩展的非二进制BCH码,具有与PDS通信相结合的优势。

3、RS 码在无线高保真音频传输系统中的应用

在无线音频传输中, 如果传输的数据出现误码, 则会在播放时出现噪声或者啸叫声, 所以想要确保得到高保真的音频, 控制无线传输的误码率是必须的, 通常采用重传和纠错编码两种方法。重传机制对无线信道的带宽要求更高, 这里采用RS 纠错编码的方法来控制误码率。

五、实验程序

1、循环码编码与解码Matlab源程序(实验以(7,4)循环码进行分析)

m = 3;

n = 2^m-1; %定义码长

k = n-m; %信息位长

msg = randint(k*4,1,2); %随机提取信号,引起一致地分布的任意整数矩阵subplot(2,2,1)

stem(msg)

title('编码器输入信号')

p=cyclpoly(n,k) %循环码生成多项式,n=7,k=4

code = encode(msg,n,k,'cyclic',p); %编码函数,对信号进行差错编码

subplot(2,2,2)

stem(code)

title('编码器输出信号')

recode=decode(code,n,k,'cyclic',p) %对信号进行译码,对接收到的码字进行译码,恢复

出原始的信息,译码参数和方式必须和编码时采用

的严格相同

subplot(2,2,3)

stem(recode)

title('译码器输出信号')

t=-1:0.01:1;

x=recode; %将recode赋值给x,并进行长度与fft设定N=length(x);

fx=fft(x);

df=100/N;

n=0:N/2;

f=n*df;

subplot(2,2,4);

plot(f,abs(fx(n+1))*2/N); grid;

title('频谱图')

2、误码率与信噪比之间的关系程序(以(3,2)循环码进行测试)

m = 2;

n = 2^m-1; %定义码长

k = n-m; %信息位长

Fs=40; %系统采样频率

Fd=1; %码速率

N=Fs/Fd;

M=2; %进制数

for SNRpBit=1:100;%信噪比

SNR=SNRpBit/log2(M);

%制造100个信息组,每组k位

msg = randint(100,k,[0,1]);

code = encode(msg,n,k,'cyclic/binary');

%加入噪声

%在已调信号中加入高斯白噪声

noisycode=awgn(code,SNR-10*log10(0.5)-10*log10(N),'measured',[],'dB');

%将浮点数转化为二进制,波形整形过程

for i=1:100

for a=1:k+1

if noisycode(i,a)<0.5

noisycode(i,a) = 0;

else

noisycode(i,a) = 1;

end

end

end

%译码

newmsg = decode(noisycode,n,k,'cyclic');

%计算误码率

[number,ratio]=biterr(newmsg,msg);

result(SNRpBit)=ratio;

disp(['The bit error rate is',num2str(ratio)]);

end

%不同信噪比下循环码经过加性高斯白噪声信道的误码率

figure(1)

stem(result);

title('循环码在不同信噪比下的误码率')

legend('误码率','*')

xlabel('信噪比');

ylabel('在加性高斯白噪声下的误码率');

六、实验感想

好像在做这个实验时,一直拖一直拖,到最后都快没时间了才查资料看例子,在这次基于MATLAB的通信原理课程设计中,通过查找了大量的循环码理论知识和MA TLAB仿真应用的书籍之后,开始调试程序,并进一步了解MA TLAB编程的关键字的运用,查阅资料之后进行不断的修正和更改,得出最终的结果。

这次MATLAB课程设计不仅仅加深了对课程理论知识的了解,并更加熟悉了计算机语言,软件的应用。并让我了解,学习知识不仅仅只在课本上,还有更多更广的渠道获得更宽广的知识。

七、参考文献

[1]徐明远,邵玉斌MATLAB仿真在通信与电子工程中的应用.西安:西安电子科技大学学出版社,2005.6

[2]唐向宏,岳恒立,郑雪峰MA TLAB及在电子信息类课程中的应用(第二版).北京:电子工业出版社,2009.6

基于MATLAB的循环码实验报告

课程名称:信息论与编码 课程设计题目:循环码的编码和译码程序设计指导教师: 系别:专业: 学号:姓名: 合作者 完成时间: 成绩:评阅人:

一、实验目的: 1、通过实验了解循环码的工作原理。 2、深刻理解RS 码构造、RS 编译码等相关概念和算法。 二、实验原理 1、RS 循环码编译码原理与特点 设C 使某 线性分组码的码字集合,如果对任C c c c C n n ∈=--),,,(021 ,它的循环 移位),,,(1032)1(---=n n n c c c c C 也属于C ,则称该 码为循环码。 该码在结构上有另外的限制,即一个码字任意循环移位的结果仍是一个有效码字。其特点是:(1)可以用反馈移位寄存器很容易实现编码和伴随式的计算;(2)由于循环码有很多固有的代数结构,从而可以找到各种简单使用的译码办法。 如果一个 线性码具有以下的属性,则称为循环码:如果n 元组 },,,{110-=n c c c c 是子空间S 的一个码字,则经过循环移位得到的},,,{201)1(--=n n c c c c 也 同样是S 中的一个码字;或者,一般来说,经过j 次循环移位后得到的 },,,,,,,{11011)(---+--=j n n j n j n j c c c c c c c 也是S 中的一个码字。 RS 码的编码系统是建立在比特组基础上的,即字节,而不是单个的0和1,因此它是非二进制BCH 码,这使得它处理突发错误的能力特别强。 码长:12-=m n 信息段:t n k 2-= (t 为纠错符号数) 监督段:k n t -=2 最小码段:12+=t d 最小距离为d 的本原RS 码的生成多项式为:g(x)=(x-α)(x -α2)(x -α3)…(x -αd -2) 信息元多项式为::m(x)=m0+m1x+m2x2+…+mk -1xk-1 循环码特点有: 1)循环码是线性分组码的一种,所以它具有线性分组的码的一般特性,且具有循环性,纠错能力强。 2)循环码是一种无权码,循环码编排的特点为相邻的两个数码之间符合卡诺中的邻接条件,即相邻数码间只有一位码元不同,因此它具有一个很好的优点是它满足邻接条件,没有瞬时错误(在数码变换过程中,在速度上会有快有慢,中间经过其他一些数码形式,即为瞬时错误)。 3)码字的循环特性,循环码中任一许用码经过牡环移位后,所得到的码组仍然是许用码组。

实验6 BCH循环码的编码与译码的matlab实现

实验6 BCH循环码的编码与译码 一、实验内容 用VC或Matlab软件编写循环BCH码的编码与译码程序。利用程序对教科书的例题做一个测试。 二、实验环境 1.计算机 2.Windows 2000 或以上 3.Microsoft Visual C++ 6.0 或以上 4.Matlab 6.0或以上 三、实验目的 1.通过BCH循环码的编码与译码程序的编写,彻底了解并掌握循环BCH的编码与译码原理 2.通过循环BCH码的编码与译码程序的编写,提高编程能力。 四、实验要求 1.提前预习实验,认真阅读实验原理以及相应的参考书。 2.对不同信道的进行误码率分析。特别是对称信道,画出误码性能图。即信道误码率与循环汉明码 之间的关系。 3.认真填写实验报告。 五、实验原理 1.循环BCH的编码与译码原理(略) 2.循环BCH的程序实现。 六、实验步骤 bch_en_decode.m文件 function bch_en_decode() code=bch155 code=code+randerr(5,15,1:3); code=rem(code,2); code=gf(code) %随机产生1-3位错误 decode=debch155(code) end function decode=debch155(code) code=gf(code); M=4; code = gf(code.x,M); [m , n]=size(code);decode=[]; code1=[]; for i=1:m ;code1=code(i,:); M=code1.m;T2=6;N=15; S = code1* ((gf(2,M,code1.prim_poly)).^([N-1:-1:0]'*([1:T2]))); LambdaX = gf([1 zeros(1,T2)],M,code1.prim_poly);

信息论与编码实验报告.

本科生实验报告 实验课程信息论与编码 学院名称信息科学与技术学院 专业名称通信工程 学生姓名 学生学号 指导教师谢振东 实验地点6C601 实验成绩 二〇一五年十一月二〇一五年十一月

实验一:香农(Shannon )编码 一、实验目的 掌握通过计算机实现香农编码的方法。 二、实验要求 对于给定的信源的概率分布,按照香农编码的方法进行计算机实现。 三、实验基本原理 给定某个信源符号的概率分布,通过以下的步骤进行香农编码 1、将信源消息符号按其出现的概率大小排列 )()()(21n x p x p x p ≥≥≥ 2、确定满足下列不等式的整数码长K i ; 1)(l o g )(l o g 22+-<≤-i i i x p K x p 3、为了编成唯一可译码,计算第i 个消息的累加概率 ∑ -== 1 1 )(i k k i x p p 4、将累加概率P i 变换成二进制数。 5、取P i 二进制数的小数点后K i 位即为该消息符号的二进制码。 四、源程序: #include #include #include #include #include using namespace std; int main() { int N; cout<<"请输入信源符号个数:";cin>>N; cout<<"请输入各符号的概率:"<

int i,j; for(i=0;i

数据结构堆栈与队列实验报告

实验二堆栈和队列 实验目的: 1.熟悉栈这种特殊线性结构的特性; 2.熟练并掌握栈在顺序存储结构和链表存储结构下的基本运算; 3.熟悉队列这种特殊线性结构的特性; 3.熟练掌握队列在链表存储结构下的基本运算。 实验原理: 堆栈顺序存储结构下的基本算法; 堆栈链式存储结构下的基本算法; 队列顺序存储结构下的基本算法; 队列链式存储结构下的基本算法; 实验内容: 第一题链式堆栈设计。要求 (1)用链式堆栈设计实现堆栈,堆栈的操作集合要求包括:初始化StackInitiate(S),非空否StackNotEmpty(S),入栈StackiPush(S,x),出栈StackPop(S,d),取栈顶数据元素StackTop(S,d); (2)设计一个主函数对链式堆栈进行测试。测试方法为:依次把数据元素1,2,3,4,5入栈,然后出栈并在屏幕上显示出栈的数据元素; (3)定义数据元素的数据类型为如下形式的结构体, Typedef struct { char taskName[10]; int taskNo; }DataType; 首先设计一个包含5个数据元素的测试数据,然后设计一个主函数对链式堆栈进行测试,测试方法为:依次吧5个数据元素入栈,然后出栈并在屏幕上显示出栈的数据元素。 第二题对顺序循环队列,常规的设计方法是使用対尾指针和对头指针,对尾指针用于指示当前的対尾位置下标,对头指针用于指示当前的対头位置下标。现要求: (1)设计一个使用对头指针和计数器的顺序循环队列抽象数据类型,其中操作包括:初始化,入队列,出队列,取对头元素和判断队列是否为空; (2)编写主函数进行测试。 程序代码: 第一题: (1)源程序"LinStack.h"如下: #define NULL 0 typedef struct snode { DataType data; struct snode *next; } LSNode; /*(1)初始化StackInitiate(LSNode ** head) */ void StackInitiate(LSNode ** head) /*初始化带头结点链式堆栈*/

实验6 循环码的软件编、译码实验

实验六循环码的软件编、译码实验 一、实验目的 (1)通过实验了解循环码的工作原理。 (2)了解生成多项式g(x)与编码、译码的关系。 (3)了解码距d与纠、检错能力之间的关系。 (4)分析(7.3)循环码的纠错能力。 二、实验要求 用你熟悉的某种计算机高级语言或单片机汇编语言,编制一(7,3)循环码的编、译码程序,并改变接受序列R(x)和错误图样E(x),考查纠错能力情况。 设(7,3)循环码的生成多项式为:g(x)=x4+x3+x2+1 对应(11101)(1)按编、译码计算程序框图编写编、译码程序 (2)计算出所有的码字集合,可纠的错误图样E(x)表和对应的错误伴随式表。 (3)考查和分析该码检、纠一、二位错误的能力情况。 (4)整理好所有的程序清单,变量名尽量用程序框图所给名称,并作注释。 (5) 出示软件报告. 三、实验设计原理 循环码是一类很重要的线性分组码纠错码类,循环码的主要优点是编、译码器较简单,编码和译码能用同样的反馈移存器重构,在多余度相同的条件下检测能力较强,不检测的错误概率随多余度增加按指数下降。另外由于循环码具有特殊的代数结构,使得循环码的编、译码电路易于在微机上通过算法软件实现。 1、循环码编码原理 设有一(n,k)循环码,码字C=[C n-1…C r C r-1…C0],其中r=n-k。码字多项式为: C (x ) = C n-1x n-1+ C n-2x n-2+… +C1x+C0。 码字的生成多项式为: g(x)= g r-1x r-1+g r-2x r-2+…+g1x+g0 待编码的信息多项式为:m(x)=m K-1x K-1+…+m0 x n-k.m(x)=C n-1x n-1+…+C n-K x n-K

信息论与编码实验报告材料

实验报告 课程名称:信息论与编码姓名: 系:专 业:年 级:学 号:指导教 师:职 称:

年月日 目录 实验一信源熵值的计算 (1) 实验二Huffman 信源编码. (5) 实验三Shannon 编码 (9) 实验四信道容量的迭代算法 (12) 实验五率失真函数 (15) 实验六差错控制方法 (20) 实验七汉明编码 (22)

实验一信源熵值的计算 、实验目的 1 进一步熟悉信源熵值的计算 2 熟悉Matlab 编程 、实验原理 熵(平均自信息)的计算公式 q q 1 H(x) p i log2 p i log2 p i i 1 p i i 1 MATLAB实现:HX sum( x.* log2( x));或者h h x(i)* log 2 (x(i )) 流程:第一步:打开一个名为“ nan311”的TXT文档,读入一篇英文文章存入一个数组temp,为了程序准确性将所读内容转存到另一个数组S,计算该数组中每个字母与空格的出现次数( 遇到小写字母都将其转化为大写字母进行计数) ,每出现一次该字符的计数器+1;第二步:计算信源总大小计算出每个字母和空格出现的概率;最后,通过统计数据和信息熵公式计算出所求信源熵值(本程序中单位为奈特nat )。 程序流程图: 三、实验内容 1、写出计算自信息量的Matlab 程序 2、已知:信源符号为英文字母(不区分大小写)和空格输入:一篇英文的信源文档。输出:给出该信源文档的中各个字母与空格的概率分布,以及该信源的熵。 四、实验环境 Microsoft Windows 7

五、编码程序 #include"stdio.h" #include #include #define N 1000 int main(void) { char s[N]; int i,n=0; float num[27]={0}; double result=0,p[27]={0}; FILE *f; char *temp=new char[485]; f=fopen("nan311.txt","r"); while (!feof(f)) { fread(temp,1, 486, f);} fclose(f); s[0]=*temp; for(i=0;i='a'&&s[i]<='z') num[s[i]-97]++; else if(s[i]>='A'&&s[i]<='Z') num[s[i]-65]++; } printf(" 文档中各个字母出现的频率:\n"); for(i=0;i<26;i++) { p[i]=num[i]/strlen(s); printf("%3c:%f\t",i+65,p[i]); n++; if(n==3) { printf("\n"); n=0; } } p[26]=num[26]/strlen(s); printf(" 空格:%f\t",p[26]);

队列实验报告

一.实验项目名称 循环队列和链式队列的创建 二、实验目的 1、掌握队列的特点 (先进先出 FIFO) 及基本操作 ,如入队、出队等, 2、队列顺序存储结构、链式存储结构和循环队列的实现,以便在 实际问题背景下灵活应用。 三、实验内容 1.链式队列的实现和运算 2.循环队列的实现和运算 四、主要仪器设备及耗材 VC++6.0 运行环境实现其操作 五.程序算法 (1)循环队列操作的算法 1>进队列 Void enqueue (seqqueue &q, elemtype x) { if ((q.rear+1)%maxsize = = q.front) cout<< ” overflow”; else { q.rear=(q.rear+1)%maxsize; // 编号加 1 或循环回第一个单元 q.queue[q.rear]=x; } } 2>出队列 Void dlqueue(seqqueue &q ) { if (q.rear= =q.front)cout<< ” underflow”; else q.front =(q.front+1)%maxsize; } 3>取对头元素

elemtype gethead(seqqueue q ) { if(q.rear= =q.front) { cout<<” underflow;” return NULL;} else return q.queue[(q.front+1)%maxsize]; //front 指向队头前一个位置 } 4>判队列空否 int empty(seqqueue q ) { if (q.rear= =q.front) else return 0; reurn 1; } (2).链队列操作的算法 1>.链队列上的初始化 void INIQUEUE( linkqueue&s) {link *p; p=new link; p->next=NULL;//p 是结构体指针类型,用 s.front=p;//s 是结构体变量,用. s.rear=p;//头尾指针都指向头结点 -> } 2>.入队列 void push(linkqueue &s, elemtype x) { link*p;//p 是结构体指针类型,用-> p=new link; p->data=x; p->next=s.rear->next;//s 是结构体变量,用s.rear->next=p; s.rear=p;//插入最后 . } 3>判队空 int empty( linkqueue s ) {if (s.front= =s.rear) return 1; else return 0; } 4>.取队头元素 elemtype gethead( linkqueue s ) { if (s.front= =s.rear) else retuen return NULL; s.front->next->data; }

信息论与编码实验报告

实验一 绘制二进熵函数曲线(2个学时) 一、实验目的: 1. 掌握Excel 的数据填充、公式运算和图表制作 2. 掌握Matlab 绘图函数 3. 掌握、理解熵函数表达式及其性质 二、实验要求: 1. 提前预习实验,认真阅读实验原理以及相应的参考书。 2. 在实验报告中给出二进制熵函数曲线图 三、实验原理: 1. Excel 的图表功能 2. 信源熵的概念及性质 ()()[] ()[]())(1)(1 .log )( .) ( 1log 1log ) (log )()(10 , 110)(21Q H P H Q P H b n X H a p H p p p p x p x p X H p p p x x X P X i i i λλλλ-+≥-+≤=--+-=-=≤≤? ?????-===??????∑ 单位为 比特/符号 或 比特/符号序列。 当某一符号xi 的概率p(xi)为零时,p(xi)log p(xi) 在熵公式中无意义,为此规定这时的 p(xi)log p(xi) 也为零。当信源X 中只含有一个符号x 时,必有p(x)=1,此时信源熵H (X )为零。 四、实验内容: 用Excel 和Matlab 软件制作二进熵函数曲线。根据曲线说明信源熵的物理意义。 (一) Excel 具体步骤如下: 1、启动Excel 应用程序。 2、准备一组数据p 。在Excel 的一个工作表的A 列(或其它列)输入一组p ,取步长为0.01,从0至100产生101个p (利用Excel 填充功能)。

3、取定对数底c,在B列计算H(x) ,注意对p=0与p=1两处,在B列对应位置直接输入0。Excel中提供了三种对数函数LN(x),LOG10(x)和LOG(x,c),其中LN(x)是求自然对数,LOG10(x)是求以10为底的对数,LOG(x,c)表示求对数。选用c=2,则应用函数LOG(x,2)。 在单元格B2中输入公式:=-A2*LOG(A2,2)-(1-A2)*LOG(1-A2,2) 双击B2的填充柄,即可完成H(p)的计算。 4、使用Excel的图表向导,图表类型选“XY散点图”,子图表类型选“无数据点平滑散点图”,数据区域用计算出的H(p)数据所在列范围,即$B$1:$B$101。在“系列”中输入X值(即p值)范围,即$A$1:$A$101。在X轴输入标题概率,在Y轴输入标题信源熵。 (二)用matlab软件绘制二源信源熵函数曲线 p = 0.0001:0.0001:0.9999; h = -p.*log2(p)-(1-p).*log2(1-p); plot(p,h) 五、实验结果

数据结构-队列实验报告

《数据结构》课程实验报告 一、实验目的和要求 (1)熟悉C语言的上机环境,进一步掌握C语言的结构特点。 (2)掌握队列的顺序表示和实现。 二、实验环境 Windows7 ,VC 三、实验内容及实施 实验三:队列 【实验要求】 构建一个循环队列, 实现下列操作 1、初始化队列(清空); 2、入队; 3、出队; 4、求队列长度; 5、判断队列是否为空; 【源程序】 #include #define MAXSIZE 100 #define OK 1; #define ERROR 0; typedef struct { int *base; int front; int rear; }SqQueue;//队列的存储结构 int InitQueue(SqQueue &Q) {

Q.base=new int[MAXSIZE]; Q.front=Q.rear=0; return OK; }//队列的初始化 int EnQueue(SqQueue &Q,int e) { if((Q.rear+1)%MAXSIZE==Q.front) return ERROR; Q.base[Q.rear]=e; Q.rear=(Q.rear+1)%MAXSIZE; return OK; }//队列的入队 int DeQueue(SqQueue &Q,int &e) { if(Q.front==Q.rear) return ERROR; e=Q.base[Q.front]; Q.front=(Q.front+1)%MAXSIZE; return OK; }//队列的出队 int QueueLength(SqQueue &Q) { int i; i=(Q.rear-Q.front+MAXSIZE)%MAXSIZE; return i; }//求队列长度 void JuQueue(SqQueue &Q) { if(Q.rear==Q.front) printf("队列为空"); else printf("队列不为空"); }//判断队列是否为空 void QueueTraverse(SqQueue &Q)

(7,4)循环码的编码和译码

(7,4)循环码的编码译码 编码的实验原理: 根据循环码的代数性质建立系统编码的过程,可以把消息矢量用如下多项式表示: 要编码成系统循环码形式,把消息比特移入码字寄存器的最右边k 位,而把监督比特加在最左边的n-k 个中,则要用k n x -乘以m(x)得到 k n x - m(x)= k n x - m(x)= q(x) g(x)+ p(x),其中p(x)可以表示为 p(x)= ,则p(x)+ k n x - m(x) = + 另U(x)= p(x)+ k n x - m(x),则U=(0p ,1p ,2p ,·,1--k n p ,0m ,1m ,·,1-k m )。 本实验根据以上原理,用matlab 实现书上例6.8系统形式的循 环码,生成多项式为g(x)= (7,4)循环码的编码的程序如下:clear; clc; a=[1 0 1 1]; %高次项系数在前的生成多项式 Gx=[1 0 1 1]; %将数组a 的高位依次放在数组Data 的低位 Data=zeros(1,7); Data(1)=a(4); Data(2)=a(3); Data(3)=a(2); Data(4)=a(1); %Data 除以Gx 得到余数Rx [Qx,Rx]=deconv(Data,Gx); 12211...)(m x m x m x m x m k k k k ++++=----k n k n n k n k x m x m x m x m -+-----++++0112211 (011) 1...p x p x p k n k n +++----0 111...p x p x p k n k n +++----k n k n n k n k x m x m x m x m -+-----++++0112211 (3) 1x x ++

信息论实验报告

游程编码实现有效性提高的原理及通用编码的思想 康乐203201505020 摘要:信源编码的目的是提高信息传输效率,其思想是去除消息中的冗余成分。在无失真的信源编码中,根据信源的统计特性进行编码称为统计编码,而在信源统计特性未知的情况下,就需要一种新的编码方法,称之为通用编码。本文对统计编码中的游程编码进行了分析,说明其有效性,给出其具有有效性的原理论述,对游程编码的截断效应进行了仿真;同时分析了通用编码的存在性与构造方法,还以字典码为例进行了仿真。 关键词:信源编码游程编码通用编码字典码 一、信源编码概述 通信的根本问题是将信源的输出在接收端精确的或近似的重现出来。为此需要解决两个问题。其一是信源的输出应如何描述,及如何计算它产生的信息量;其二是如何表示信源的输出,即信源编码问题。由于信源可以根据信息输出的形式分为离散信源和连续信源,因此信源编码也就可以分为离散信源和连续信源。 根据通信的要求,可以将信源编码分为无失真信源编码和限定失真的信源编码。若要求精确的重现信源的输出,就要保证信源产生的

全部信息无损的传递给信宿,这时的信源编码就是无失真信源编码。许多实际情况下,并不要求完全精确地复制出信源的输出,而且在有干扰的情况下,这也是不可能的。一般对信源-信宿要定出可接收准则或保真度准则,这就是限定失真的信源编码。 离散信源的输出可以用如下符号序列表示: 21012,,,,,U U U U U -- 其中l U 表示在第l 时刻产生的符号,l 为整数。l U 为一随机变量,它 在有限字母集{}1,k A a a =中选取。如果使用D 字母的集合 {}1,d B b b =作为码表,那么如果组成码字的码符号数目相等,我们就称之为等长编码,否则称之为非等长编码。 非等长编码则可以根据编码是否依赖信源的统计特性分为统计编码与通用编码。 二、 游程编码 2.1 游程编码概念 游程编码(RLC, Run Length Coding ),又称“运行长度编码”或“行程编码”,是一种统计编码,该编码属于无损压缩编码,是栅格数据压缩的重要编码方法。 游程编码中的游程是指字符序列中各个字符连续重复出现而形成的字符串长度,编码方法是将字符序列映射成字符串长度和位置的标志序列,那么对于M 元序列: 011{,,,}M u u u -

信息论与编码实验报告

信息论与编码实验报告-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

实验一关于硬币称重问题的探讨 一、问题描述: 假设有N 个硬币,这N 个硬币中或许存在一个特殊的硬币,这个硬币或轻 或重,而且在外观上和其他的硬币没什么区别。现在有一个标准天平,但是无刻度。现在要找出这个硬币,并且知道它到底是比真的硬币重还是轻,或者所有硬币都是真的。请问: 1)至少要称多少次才能达到目的; 2)如果N=12,是否能在3 次之内将特殊的硬币找到;如果可以,要怎么称? 二、问题分析: 对于这个命题,有几处需要注意的地方: 1)特殊的硬币可能存在,但也可能不存在,即使存在,其或轻或重未知; 2)在目的上,不光要找到这只硬币,还要确定它是重还是轻; 3)天平没有刻度,不能记录每次的读数,只能判断是左边重还是右边重,亦或者是两边平衡; 4)最多只能称3 次。 三、解决方案: 1.关于可行性的分析 在这里,我们把称量的过程看成一种信息的获取过程。对于N 个硬币,他们 可能的情况为2N+1 种,即重(N 种),轻(N 种)或者无假币(1 种)。由于 这2N+1 种情况是等概率的,这个事件的不确定度为: Y=Log(2N+1) 对于称量的过程,其实也是信息的获取过程,一是不确定度逐步消除的过程。 每一次称量只有3 种情况:左边重,右边重,平衡。这3 种情况也是等概率 的,所以他所提供的信息量为: y=Log3 在K 次测量中,要将事件的不确定度完全消除,所以 K= Log(2N+1)/ Log3 根据上式,当N=12 时,K= 2.92< 3 所以13 只硬币是可以在3 次称量中达到

试验 --循环队列的基本操作及应用

数据结构实验报告 ----试验三循环队列的基本操作及应用 一、问题描述: 熟悉并掌握循环队列的相关操作,自己设计程序,实现循环队列的构造、清空、销毁及队列元素的插入和删除等相关操作。 二、数据结构设计: #define MAXQSIZE 10 //最大队列长度 struct SqQueue { QElemType *base; //初始化动态分配存储空间 Int front; // 头指针,若队列不空,只想对列头元素 int rear; //尾指针,若队列不空,指向队列尾元素的 //下一个位置 }; 三、功能设计: 程序中所涉及到的函数如下: Status InitQueue(SqQueue &Q) //构造一个空队列Q Status DestroyQueue(SqQueue &Q) //销毁队列Q,Q不再存在 Status ClearQueue(SqQueue &Q) //将Q清为空队列 Status QueueEmpty(SqQueue Q) //若队列Q为空队列,则 //返回TRUE,否则返回FALSE int QueueLength(SqQueue Q) //返回Q的元素个数,即队列长度Status GetHead(SqQueue Q,QElemType &e)//若队列不空,则用e返回Q的对 //头元素,并返回OK,否则返回ERROR Status EnQueue(SqQueue &Q,QElemType e)//插入元素e为Q的新的队尾元素Status DeQueue(SqQueue &Q,QElemType &e)//若队列不空,则删除Q的队头 //元素,用e返回其值,并返回 //OK,否则返回ERROR Status QueueTraverse(SqQueue Q,void(*vi)(QElemType))//从队头到队尾依次 //对队列Q中每个元素调用函数 //vi()。一旦vi失败,则操作失败四、源程序: // c1.h (程序名) #include #include #include // malloc()等 #include // INT_MAX等 #include // EOF(=^Z或F6),NULL

卷积码实验报告

卷积码实验报告 篇一:卷积码实验报告 实验五信道编解码() 本章目标 掌握数字频带传输系统调制解调的仿真过程掌握数字频带传输系统误码率仿真分析方法 5.1实验目的 1. 使用MATLAB进行卷积码编/译码器的仿真。 2. 熟练掌握MATLAB软件、语句。 3. 了解卷积码编/译码器的原理、知识。 5.2实验要求 1. 编写源程序、准备测试数据。 2. 在 MATLAB环境下完成程序的编辑、编译、运行,获得程序结果。如果结果有误, 应找出原因,并设法更正之。 5.3 实验原理 (一)卷积码编码器 1. 连接表示 卷积码由3个整数n,k,N描述。k/n也表示编码效率(每编码比特所含的信 N称为约束长度,息量);但n与线性分组码中的含义不同,不再表示分组或码子长度; 表示在编码移位寄存器中k元组的级数。卷积码不同于分组码的一个重要特征就是编码器的记忆性,即卷积码编码过程中产生的n元组,不仅是当前输入k元组的函数,而且

还是前面N?1个输入k元组的函数。实际情况下,n和k经常取较小的值,而通过N的变化来控制编码的能力和复杂性。 下面以图1中的卷积码编码器为例介绍卷积码编码器。该图表示一个约束长度 K?3的(2,1)卷积译码器,模2加法器的数目为n?2,因此,编码效率k/n?1/2。 在每个输入比特时间上,1位信息比特移入寄存器最左端的一级,同时将寄存器中原有比特均右移一级,接着便交替采样两个模2加法器,得到的码元就是与该输入比特相对应的分支字。对每一个输入信号比特都重复上述采样过程。 图1卷积码编码器(编码效率1/2,K?3) 用于描述反馈移位寄存器实现循环码时所使用的生成多项式也可用户描述卷积码编码器的连接。应用n个生成多项式描述编码的移位寄存器与模2加法器的连接方式,n个生成多项式分别对应n个模2加法器,每个生成多项式不超过K?1阶。仍以图 1中的编码器为例,用生成多项式g1(X)代表上方连接,g2(X)代表下方连接,则有: g1(X)?1?X?X2g2(X)?1?X 2 多项式中的最低阶项对应于寄存器的输入级。输出序

信息论实验报告

实验报告 学院:专业:班级: 姓名:学号:实验日期: 实验名称: 实验一:唯一可译码判别准则的代码实现 实验二:霍夫曼编码的代码实现 实验目的: 实验一: 1.进一步熟悉唯一可译码判别准则; 2.掌握C 语言字符串处理程序的设计和调试技术。 实验二: 1.进一步熟悉Huffman 编码过程; 2.掌握C 语言递归程序的设计和调试技术。 实验仪器: 装有visual studio 2010 的电脑一台 实验原理: 实验一: 根据唯一可译码的判别方法,利用数据结构所学的知识,定义字符串数据类型并利用指针进行编程来实现算法。 算法:1、考察 C 中所有的码字,若Wi 是Wj 的前缀,则将对应的后缀作为一个尾随后缀码放入集合Fi+1 中; 2、考察C 和Fi 俩个集合,若Wi ∈C 是Wj∈F 的前缀或Wi ∈F 是Wj∈C 的前缀,则将相应的后缀作为尾随后缀码放入集合Fi+1 中; 3、F=∪Fi 即为码C 的尾随后缀集合; 4、若F 中出现了C 中的元素,算法终止,返回假(C 不是唯一可译码);否

则若F 中没有出现新的元素,则返回真。 实验二: 1.将q 个信源符合按概率大小递减排列; 2.用“0,1”码符号分别代表概率最小的两个信源符号,并将这两个概率最小的信源符号合并成一个,从而得到只包含q-1 个符号的新信源,称为缩减信源s 1; 3.把缩减信源s1的符号仍按概率大小递减次序排列,再将其最后两个概率最小的信源符号分别用“0”和“1”码符号表示,并且合并成一个符号,这样又形成了q-2 个信源符号的缩减信源s 2; 4.依次继续下去,直至信源符号最后只剩下两个信源符号为止,将这最后两个信源符号分别用二元码符号“0”和“1”表示; 5.然后从最后一级缩减信源开始,进行回溯,就得到各信源符号所对应的码符号序列,即对应的码字。 实验内容与步骤: 实验一: 1.已知:信源符号数和码字集合C; 2.输入:任意的一个码,码字的个数和每个具体的码字在运行时从键盘输入; 3.输出:判决(是唯一可译码/不是唯一可译码);循环(若继续判决则输入1 循环判决,否则输入0 结束运行)。 实验二: 1. 输入:信源符号个数r、信源的概率分布P; 2. 输出:每个信源符号对应的Huffman 编码的码字。 实验数据: 实验一源代码: #include #include char c[100][50]; char f[300][50]; int N,sum=0; int flag; void patterson(char c[],char d[]) { int i,j,k; for(i=0;;i++)

循环码

实验、循环码编译码系统 一、 实验目的: 1、熟悉循环码的编译码原理; 2、掌握Quartus Ⅱ开发软件的运用,在该软件下熟练的运用多种输入方式完成各种电路设计的要求; 3、初步掌握VHDL 语言,能够运用该语言编写简单的程序,完成设计要求; 4、熟悉对PLD 的下载和仿真,学会观察测试结果的正确性; 5、学会运用各方面知识,设计并实现一个系统。 二、 实验要求: 使用Quartus Ⅱ软件,用m 序列发生器作为信号源设计循环码编译码,速率可自定,并在实验箱上调试出编码和译码波形,比较信号源和译码后的信号波形。 三、实验设备: Quartus II 软件、Modelsim 软件、FPGA 实验箱、微机1台、示波器1台 四、实验原理: 1、 循环码的编码 循环码最大的特点就是码字的循环特性,所谓循环特性是指:循环码中任一许用码组经过循环移位后,所得到的码组仍然是许用码组。若(1n a - 2n a -…… 1a 0a )为一循环码组,则(2n a - 3n a -……0a 1n a -)、(3n a - 4n a -……1n a - 2n a -)、……还是许用码组。也就是说,不论是左移还是右移,也不论移多少位,仍然是许用的循环码组。表1-2给出了一种(7,3)循环码的全部码字。 可以将循环码码组用代数多项是来表示,这个多项式被称为码多项式,对于表1-2中的任一码组可以表示为: 654326543210()A x a x a x a x a x a x a x a =++++++ (1-4) 表1-2一种(7,3)循环码的全部码字

在码多项式运算中采用按模运算法则。若一任意多项式F (x )被一个n 次多项式N (x )除,得到商式Q (x )和一个次数小于n 的余式R (x ),也就是: ()() ()()() F x R x Q x N x N x =+ (1-5) 则可以写为:F (x )≡R (x )(模N (x ))。 这时,码多项式系数仍按模2运算,即只取值0和1,假设:计算x 4+x 2+1除以x 3+1的值可得: 42233 11 11 x x x x x x x ++++=+++ (1-6) 循环码的生成多项式和生成矩阵:(全0码字除外)称为生成多项式,用g (x )表示。 可以证明生成多项式g (x )具有以下特性: (1)g (x )是一个常数项为1的r=n-k 次多项式; (2)g (x )是1n x +的一个因式; (3)该循环码中其它码多项式都是g (x )的倍式。 一旦生成多项式g (x )确定以后,该循环码的生成矩阵就可以确定,进而该循环码的所有码字就可以确定。 以表1-2的(7,3)循环码为例,来构造它的生成矩阵和生成多项式,这个循环码主要参数为,n =7,k =3,r =4。从表中可以看到,其生成多项式可以用第1码字构造: 421()()1g x A x x x x ==+++ (1-7) 2643253242()()()()1x g x x x x x G x xg x x x x x g x x x x ???? +++???? ==+++????????+++???? (1-8) 一个较简单的系统循环码编码方法:设要产生(n ,,k )循环码,m (x )表示信息多项式,则其次数必小于k ,而()n k x m x -?的次数必小于n ,用()n k x m x -?除以g (x ), 可得余数r (x ),r (x )的次数必小于(n-k ),将r (x )加到信息位后作监督位,就得到了系统 循环码。下面就将以上各步处理加以解释。 (1)用n k x -这一运算实际上是把信息码后附加上(n-k )个“0”。例如,信息码为110, 它相当于2 ()m x x x =+。当n-k =7-3=4时,65()n k x m x x x -?=+,它相当于1100000。而希望的到得系统循环码多项式应当是()()()n k A x x m x r x -=?+。 (2)求r (x )。由于循环码多项式A (x )都可以被g (x )整除,也就是:

信息论霍夫曼编码

信息论与编码实验报告 课程名称:信息论与编码 实验名称:霍夫曼编码 班级: 学号: 姓名:

实验目的 1、熟练掌握Huffman编码的原理及过程,并熟练运用; 2、熟练运用MATLAB应用软件,并实现Huffman编码过程。 一、实验设备 装有MATLAB应用软件的PC计算机。 二、实验原理及过程 原理: 1、将信源符号按概率从大到小的排列,令P (X1)>=P(X2)>=P(X3)......P(Xn) 2、给两个概率最小的信源符号P(Xn-1)和P(Xn)各分配一个码位“0”和“1”,将这两个信源符号合并成一个新符号,并用这两个最小的概率之和作为新符号的概率,结果得到一个只包含(n-1)个信源符号的新信源。称为信源的第一次缩减信源,用S1表示。 3、将缩减信源S1的符号仍按概率从大到小顺序排列,重复步骤2,得到只含(n-2)个符号的缩减信源S2. 4、重复上述步骤,直至缩减信源只剩两个符号为止,此时所剩两个符号的概率之和必为1。然后从最后一级缩减信源开始,依编码路径向前返回,就得到各信源符号所对应的码字。 过程: 用MATLAB编写代码实现Huffman编码其程序为: %哈夫曼编码的MA TLAB实现(基于0、1编码):

clc; clear; A=[0.3,0.2,0.1,0.2,0.2];信源消息的概率序列 A=fliplr(sort(A));%按降序排列 T=A; [m,n]=size(A); B=zeros(n,n-1);%空的编码表(矩阵) for i=1:n B(i,1)=T(i);%生成编码表的第一列 end r=B(i,1)+B(i-1,1);%最后两个元素相加 T(n-1)=r; T(n)=0; T=fliplr(sort(T)); t=n-1; for j=2:n-1%生成编码表的其他各列 for i=1:t B(i,j)=T(i); end K=find(T==r); B(n,j)=K(end);%从第二列开始,每列的最后一个元素记录特征元素在

matlab(7-4)汉明码和(7-4)循环码的编程设计

二、创新实验设计 创新实验一:(7,4)汉明码的编码与译码实现 1、实验目的 实现(7,4)汉明码的编码与译码,通过这次实验不但加深了对汉明码编码和译码原理了解,而且对线性分组码有所了解。 2、实验原理 线性分组码的构造方法比较简单、理论较为成熟,应用比较广泛。汉明码是一种能够纠正一个错码的效率比较高的线性分组码,下面以(7,4)码为例就汉明码的编码与译码分别进行介绍: (1)编码原理 一般来说,若汉明码长为n ,信息位数为k ,则监督位数r=n-k 。若希望用r 个监督位构造出r 个监督关系式来指示一位错码的n 种可能位置,则要求 21r n -≥或211r k r -≥++ (1) 设汉明码(n,k )中k=4,为了纠正一位错码,由式(1)可知,要求监督位数r ≥3。若取r=3,则n=k+r=7。这样就构成了(7,4)码。用6543210 a a a a a a a 来表 示这7个码元,用 123 s s s 的值表示3个监督关系式中的校正子,则 123 s s s 的值与 错误码元位置的对应关系可以规定如表1所列。 表2.1 校正子和错码位置的关系 则由表1可得监督关系式: 16542 s a a a a =⊕⊕⊕ ()2 26531s a a a a =⊕⊕⊕ ()3 36430s a a a a =⊕⊕⊕ ()4 在发送端编码时,信息位6543 a a a a 的值决定于输入信号,因此它们是随机的。 监督位 2 a 、 1 a 、 a 应根据信息位的取值按监督关系来确定,为使所编的码中无

错码,则123,,S S S 等于0,即 654265316 43000(5)0 a a a a a a a a a a a a ⊕⊕⊕=?? ⊕⊕⊕=??⊕⊕⊕=? 方程组(5)可等效成如下矩阵形式 6543210111010001101010010110010a a a a a a a ?? ???? ????????????=???????????????? ???????? (6) 式(6)可简化为0T T HA =,H 为监督矩阵,则由式(6)可得到监督矩阵 11101001101010=[P I ] (7)1011001r H ?? ??=?? ???? M 因为生成矩阵'=[I Q]=[I ]k k G P M ,所以由(7)得生成矩阵G 如下: []k 10001 1101001 10[']00101010001011k G I Q I P ????? ?===?? ? ??? 然后利用信息位和生成矩阵G 相乘产生整个码组,即有 [][]65432106543=(8)A a a a a a a a a a a a G = 其中A 为整个码组矩阵,6543a a a a 是信息位。 根据上述原理可以得到(7,4)汉明码的整个码组。 (2)译码与检错、纠错原理 当数字信号编码成汉明码后,由于信道噪声的存在,使得经过信道后的汉明码会发生差错,使得接收端接收到错码,因此需要多错码进行纠正,以提高通信系统的抗干扰能力及可靠性。下面分析纠错译码原理。 设B 为接收码组,它是一行7列的矩阵,即1234567=[]B b b b b b b b ,B 中可能含有

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