蘭州理工基于matlab漢明碼仿真

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1、******************實(shí)踐教學(xué)*******************蘭州理工大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院2014年春季學(xué)期通信系統(tǒng)仿真訓(xùn)練題目：漢明碼的編譯碼設(shè)計(jì)與仿真專業(yè)班級(jí)：通信工程（1）班姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：鄭玉峰成績(jī)：摘要漢明碼是一個(gè)原有數(shù)據(jù)中插入若干校驗(yàn)碼來進(jìn)行錯(cuò)誤檢查和糾正的編碼技術(shù)。錯(cuò)誤碼校驗(yàn)時(shí)，把每個(gè)漢明碼與各自對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)位值相加，如果結(jié)果為偶數(shù)（糾錯(cuò)代碼為0）就是正確，如果為奇數(shù)（糾錯(cuò)代碼為1），則說明當(dāng)前漢明碼所對(duì)應(yīng)的三個(gè)數(shù)據(jù)位中有誤，此時(shí)再通過其他兩個(gè)漢明碼各自的運(yùn)算來確定具體哪個(gè)位出了問題數(shù)字信號(hào)在傳輸過程中，由于受到干擾的影響，碼元波形

2、可能會(huì)被變壞。接收端收到后可能發(fā)生錯(cuò)誤判決。由乘性干擾引起的碼間串?dāng)_，可以采用均衡的辦法糾正，而加性干擾的影響可以采用差錯(cuò)控制的措施來解決。應(yīng)運(yùn)差錯(cuò)控制的需要，已成為信道傳輸過程中抗干擾的有效手段，其中較為成熟的編碼方法如漢明碼、奇偶校驗(yàn)碼、循環(huán)冗余碼等編碼技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、電子通信、控制等各個(gè)領(lǐng)域。漢明碼是線性分組碼，它能糾正一個(gè)錯(cuò)碼和檢測(cè)兩個(gè)錯(cuò)碼，在原編碼的基礎(chǔ)上附加一部分代碼，使其滿足糾錯(cuò)碼的條件，由于線性碼的編碼和譯碼容易實(shí)現(xiàn)，且編碼效率較高，所以至今仍是應(yīng)用最廣泛的一類碼關(guān)鍵字：數(shù)字信號(hào)、MATLAB線性分組碼、漢明碼目錄一、引言1二、設(shè)計(jì)原理22.1

3、漢明碼的構(gòu)造原理22.2監(jiān)督矩陣H32.3生成矩陣G42.4校正子（伴隨式）S5三、漢明碼編碼的設(shè)計(jì)73.1編碼流程圖73.2漢明碼編碼程序設(shè)計(jì)7四、漢明碼的譯碼器的設(shè)計(jì)84.1漢明碼譯碼方法84.2譯碼流程圖104.3漢明碼譯碼程序的設(shè)計(jì)10五、漢明碼編譯碼程序的編譯及仿真波形11六、總結(jié)15七、參考文獻(xiàn)16附錄17一、引言MATLAB是由美國(guó)Mathworks公司發(fā)布的主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必

4、須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。其中，MATLAB通信工具箱是一套用于在通信領(lǐng)域進(jìn)行理論研究、系統(tǒng)開發(fā)、分析設(shè)計(jì)和仿真的專業(yè)化工具軟件包。MATIAB通信工具箱由兩大部分組成：通信系統(tǒng)功能函數(shù)庫和SIMULINK通信系統(tǒng)仿真模型庫。MATLAB通信系統(tǒng)功能函數(shù)庫由七十多個(gè)函數(shù)組成，每個(gè)函數(shù)有多種選擇參數(shù)、函數(shù)功能覆蓋了現(xiàn)代通信系統(tǒng)的各個(gè)方面。這些函數(shù)包括：信號(hào)源產(chǎn)生函數(shù)、信源編碼／解碼函數(shù)、糾錯(cuò)控制編碼／解碼函數(shù)、調(diào)制／解調(diào)函數(shù)

5、（基帶和通帶）、濾波器函數(shù)、傳輸信道模型函數(shù)（基帶和通帶）、TDMA、FDMA、CDMA函數(shù)、同步函數(shù)、工具函數(shù)等。以糾錯(cuò)控制編解碼函數(shù)為例：函數(shù)庫提供了線性分組碼、漢明碼、循環(huán)碼、BCH碼、里德一索洛蒙碼（REED—SOLOMON）、卷積碼等6種糾錯(cuò)控制編碼，每種編碼又有編碼、解碼、矢量輸入輸出、序列輸輸出等四種形式的函數(shù)表達(dá)。本文提出一種采用漢明碼的伴隨式譯碼方法。在介紹原理的基礎(chǔ)上，通過對(duì)（7?，4）漢明碼的設(shè)計(jì)及生成矩陣、校驗(yàn)矩陣用MATIAB語言編寫，并使用MATIAB軟件進(jìn)行仿真驗(yàn)證，使其在虛擬信道中輸入一系列碼組，實(shí)現(xiàn)對(duì)錯(cuò)誤碼字的糾正并顯示出該碼組在編譯碼

6、時(shí)的伴隨式、差錯(cuò)圖案、發(fā)碼和收碼、及糾正后的碼字等。進(jìn)而說明漢明碼譯碼的快速性，并進(jìn)而分析它的糾錯(cuò)特點(diǎn)及其在電子、通信等領(lǐng)域上的應(yīng)用。17二、設(shè)計(jì)原理2.1漢明碼的構(gòu)造原理線性分組碼是一類重要的糾錯(cuò)碼，應(yīng)用很廣泛。在（n，k）分組碼中，若監(jiān)督碼元是按線性關(guān)系模2相加而得到的，則稱其為線性分組碼。一般來說，若漢明碼長(zhǎng)為n，信息位數(shù)為k，則監(jiān)督位數(shù)r=n-k.若希望用r個(gè)監(jiān)督位構(gòu)造出r個(gè)監(jiān)督關(guān)系式來指示一位錯(cuò)碼的n種可能位置，則要求或現(xiàn)在以(7,4)分組碼為例來說明線性分組碼的特點(diǎn)。設(shè)其碼字，前4位是信息元，后3位是監(jiān)督元，可用下列線性方程組來描述該分組碼產(chǎn)生監(jiān)督元：顯然，

7、這3個(gè)方程是線性無關(guān)的。代入上述公式可得(7,4)碼的全部碼組，如表1所示表1（7，4）漢明碼的全部碼組信息位a6a5a4a3監(jiān)督位a2a1a0信息位a6a5a4a3監(jiān)督位a2a1a0000000010001110001011100110000101011010010001111010110010100110110000101011011101010011001111101000111000111111117由上表可知：（7，4）漢明碼的最小碼距=3，它能糾1位錯(cuò)或檢2位錯(cuò)。由此可見，漢明碼是能夠糾正單個(gè)錯(cuò)誤的線性分組碼，其特點(diǎn)是：最小碼