汉明码检纠错课程设计报告.docx

I摘要通信技术与人们的生活越来越紧密,对通信技术的仿真和研究使复杂的通信过程变得简单直观化。文中对编码通信中汉明码的编译码原理进行了分析,并用Matlab语言仿真,不但简化了学生的学****过程,提高了教学效果,而且激发了其学****兴趣。差错控制技术可以提高信息传输的准确性。该技术采用可靠的,有效的信道编码方法来实现的。纠错码是一种差错控制技术,目前已广泛应用于各种通信系统和计算机系统中,纠错编码主要用于数字系统的差错控制,对于保证通信、存储、媒体播放和信息转移等数字传递过程的质量有着重要意义,是通信、信息类科知识结构中不可缺少的一部分。 关键字:仿真、MATLAB、汉明码目录一、前言 3二、设计主体 6三、汉明码编码的设计 83、2编码流程图 8四、汉明码的译码器的设计 94、1汉明码译码方法 11五、汉明码编译码程序及仿真波形 12六、总结 16七、参考文献 17附录 18一、前言MATLAB通信系统功能函数库由七十多个函数组成,每个函数有多种选择参数、函数功能覆盖了现代通信系统的各个方面。信道编码是人为地按照一定的规则加入人工剩余,从而使信息传输中的差错率降低,甚至达到无错传输的一种提高信息系统可靠性的编码方法,是现代通信系统广泛采用的一种差错控制措施。以纠错控制编解码函数为例:函数库提供了线性分组码、汉明码、循环码、BCH码、里德一索洛蒙码(REED—SOLOMON)、卷积码等6种纠错控制编码,每种编码又有编码、解码、矢量输入输出、序列输入输出等四种形式的函数表达。在信道编码中,有一类所谓汉明码,在理论上已十分成熟,并且在通信实践中已被广泛使用。本文简述了汉明码的编码方法、译码方法做一简述,并给出相应的Matlab计算程序。二、,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,则要求或下面以(7,4)汉明码为例说明原理: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。我们用来表示这7个码元,用的值表示3个监督关系式中的校正子,则的值与错误码元位置的对应关系可以规定如表1所列。表1校正子和错码位置的关系错码位置错码位置001101010110100111011000无错码则由表1可得监督关系式:S1=a6⊕a5⊕a4⊕a2(2) S2=a6⊕a5⊕a3⊕a1(3)S3=a6⊕a4⊕a3⊕a0(4)在发送端编码时,信息位的值决定于输入信号,因此它们是随机的。监督位、、应根据信息位的取值按监督关系来确定,即监督位应使式(2)~式(4)中、、的值为0(表示编成的码组中应无错码)a6⊕a5⊕a4⊕a2=0a6⊕a5⊕a3⊕a1=0a6⊕a4⊕a3⊕a0=0(5)式(5)经过移项运算,接触监督位a2=a6⊕a5⊕a4a1=a6⊕a5⊕a3a0=a6⊕a4⊕a3(6)式(5)其等价形式为:1110100110**********a6a5a4a3a2a1a0=000(7)式(6)还可以简记为H∙AT=0T或A∙HT=0其中H=1110100110**********A=a6a5a4a3a2a1a0P=1**********Ir=1000100010=000所以有H=PIr式(6)等价于a2a1aa=a6a5a4a31**********=a6a5a4a3Q(10)其中Q为P的转置,即式(10)表示,信息位给定后,用信息位的行矩阵乘矩阵Q就产生出监督位。我们将Q的左边加上一个k×k阶单位方阵,就构成一个矩阵GG=IkQ=1000111010011000101010001011(12)G称为生成矩阵,因为由它可以产生整个码组,即有a6a5a4a3a2a1a0=a6a5a4a3∙G(13)或者A=a6a5a4a3∙G(14)式(13)(本文中即A)后在信道中传输,由于信道中噪声的干扰,可能由于干扰引入差错,使得接收端收到错码,因此在接收端进行汉明码纠错,以提高通信系统的抗干扰能力及可靠性。一般来说接收码组与A不一定相同。若设接收码组为一n列的行矩阵B,即B=a6a5a4a3a2a1a0(15)则发送码组和接收码组之差为B-A=E(16)E就是传输中产生的错码行矩阵E=e6e5e4e3e2e1e0(17)若ei=0,表示接收码元无错误,若ei=1,则表示该接收码元有错。式(16)可改写成B=A+E(18)若E=0,即接收码组无错