卷积码实验报告(C++)

一、实验名称：卷积码

二、实验环境

软件环境：Windows 2000，Microsoft Visual C++6.0

硬件环境：P4，2.4GHz，256内存，IBM-PC及兼容机

三、实验目的

了解卷积码的编码原理，给定基本监督矩阵，导出一致监督矩阵、基本生成矩阵、一致生成矩阵，能够通过监督矩阵或生成矩阵编出截断码或非截断码。

四、实验过程与实验结果

源程序：

#include

#include

using namespace std;

class JuanjiCode{

private:

int i,j,t;

int n0,k0,r0,m;

int **h,**H,**g,**G;

//实现编码所需变量

int code;

string Info_str,Code_str;

int total_num,extra_num;

public:

void Initializing();

void Trans_h_to_H();

void Trans_h_to_g();

void Print_g();

void Trans_g_to_G();

void Print_G();

//编码

void Before_Encoding();//编码前的准备

int Check(string);

void Encoding();

};

/**********************初始化模块**********************/

void JuanjiCode::Initializing()

{

cout<<"请输入码字长n0=";

cin>>n0;

cout<<"请输入信息元个数k0=";

cin>>k0;

cout<<"请输入关联长度m=";

cin>>m;

//监督元个数

r0=n0-k0;

//动态分配存储单元

h=new int*[r0];

for(i=0;i

h[i]=new int[m*n0];

cout<<"请输入（"<

for(i=0;i

for(j=0;j

cin>>h[i][j];

//检测，输出h

cout<<"您输入的基本监督矩阵h["<

for(i=0;i

{

for(j=0;j

{

cout<

if((j+1)%n0==0)

cout<<" ";

}

cout<

}

cout<

//动态分配存储单元

H=new int*[m*r0];

for(i=0;i

H[i]=new int[m*n0];

g=new int*[m*k0];

for(i=0;i

g[i]=new int[n0];

G=new int*[m*k0];

for(i=0;i

G[i]=new int[m*n0];

}

//由基本监督矩阵h导出一致监督矩阵H并打印输出

void JuanjiCode::Trans_h_to_H()

{

cout<<"该卷积码对应的一致监督矩阵H["<

for(t=0;t

{

for(i=0;i

{

for(j=0;j<(t+1)*n0;j++)

{

H[t*r0+i][j]=h[i][(m-t-1)*n0+j];

cout<

if((j+1)%n0==0)

cout<<" ";

}

cout<

}

cout<

}

}

//由基本监督矩阵h导出基本生成矩阵g并打印输出

void JuanjiCode::Trans_h_to_g()

{

for(t=0;t

{

for(i=0;i

{

for(j=0;j

{

if(j>=k0)

g[k0*t+i][j]=h[j-k0][t*n0+i];

else

{

if(t==m-1&&i==j)

g[k0*t+i][j]=1;

else

g[k0*t+i][j]=0;

}

}

}

}

Print_g();

}

void JuanjiCode::Print_g()

{

cout<<"该卷积码对应的基本生成矩阵g["<

for(i=0;i

{

for(j=0;j

{

cout<

}

if((i+1)%k0==0)

cout<

cout<

}

}

//由基本生成矩阵g导出一致生成矩阵G并打印输出

void JuanjiCode::Trans_g_to_G()

{

for(t=0;t

{

for(i=0;i

{

for(j=0;j

{

if(i<(t+1)*k0)

G[i][t*n0+j]=g[(m-(t+1))*k0+i][j];

else

G[i][t*n0+j]=0;

}

}

}

Print_G();

}

void JuanjiCode::Print_G()

{

cout<<"该卷积码对应的一致生成矩阵G["<

for(i=0;i

{

for(j=0;j

{

if(j

cout<<" ";//为0的块不输出

else

cout<

if((j+1)%n0==0)

cout<<" ";

}

if((i+1)%k0==0)

cout<

cout<

}

}

/**********************编码模块**********************/

//利用一致生成矩阵G及基本生成矩阵g编码

void JuanjiCode::Before_Encoding()//编码前的准备

{

C: int flag;

cout<<"请输入待编码的0、1信息序列："<

cin>>Info_str;

flag=Check(Info_str);

if(!flag)

{

cout<<"您输入的信息序列含除0、1外的其他字符，请重新输入!"<

goto C;

}

else

{

if(total_num

{

cout<<"您输入的信息元个数不足，无法进行编码，请重新输入!"<

goto C;

}

else if(total_num%k0!=0)

{

cout<<"您输入的信息序列存在冗余，无法进行编码，请重新输入!"<

goto C;

}

}

}

int JuanjiCode::Check(string Info_str)

{

int flag=1;

total_num=0;

for(i=0;Info_str[i]!='\0';i++)

{

if(!(Info_str[i]=='0'||Info_str[i]=='1'))

{

flag=0;

break;

}

total_num++;//统计输入的0、1的数目

}

return flag;

}

void JuanjiCode::Encoding()

{

Before_Encoding();

Code_str="";

//前m个码组通过一致生成矩阵G编出

for(i=0;i

{

code=0;

for(j=0;j

{

if(Info_str[j]=='1')

code+=G[j][i];

else

code+=0;

}

if(code%2==0)

Code_str+='0';

else

Code_str+='1';

}

//其余的码组由基本生成矩阵编出

extra_num=total_num/k0-m;

for(t=0;t

{

for(i=0;i

{

code=0;

for(j=(t+1)*k0;j<(m+t+1)*k0;j++)

{

if(Info_str[j]=='1')

code+=g[j-(t+1)*k0][i];

else

code+=0;

}

if(code%2==0)

Code_str+='0';

else

Code_str+='1';

}

}

//输出截短码组

cout<<"经编码后，得到如下序列："<

for(i=0;i

{

cout<

if((i+1)%n0==0)

cout<<" ";

}

cout<<"..."<

}

/**********************主函数**********************/

void main()

{

JuanjiCode J_Code;

char choice=' ';

int flag=0;

cout<<"\n";

while(choice!='3')

{

C: cout<<" "<<"*************************卷积码简易编码器*************************\n";

cout<<" "<<"1.初始化"<<" "<<"2.编码"<<" "<<"3.退出\n";

cout<<"请输入您要操作的步骤：";

cin>>choice;

if(choice=='1')

{

if(!flag){//初次执行初始化操作

flag=1;

}

J_Code.Initializing();

J_Code.Trans_h_to_H();

J_Code.Trans_h_to_g();

J_Code.Trans_g_to_G();

}

else if(choice=='2')

{

if(!flag)

{

cout<<"操作错误!请执行初始化操作后再进行本操作!"<

goto C;

}

//编码

J_Code.Encoding();

}

else if(choice=='3')

{

exit(0);//退出

}

else//如果选了选项之外的就让用户重新选择

{

cout<<"您没有输入正确的步骤，请重新输入!"<

}

cout<

}

}

运行结果：

1、首先输入建立（n0,k0,m）码，输入基本监督矩阵，导出一致监督矩阵、基本生成矩阵、一致生成矩阵

2、编码：用一致生成矩阵编出截断码，用基本生成矩阵编剩余部分

注：输入的待编码序列应为k0的Z倍，且Z应为整数且Z不小于m。

3、退出