信道编码实验
信道编码实验报告
信道编码实验报告引言：信道编码是一种常用的通信技术，用于增强数据传输的可靠性和效率。
通过在发送端对数据进行编码，并在接收端进行解码，可以有效地纠正或检测在信道传输过程中产生的错误。
本实验旨在研究不同的信道编码方法，并分析它们在不同信道条件下的性能。
一、实验目的：1.了解信道编码的概念和基本原理；2.掌握常用的信道编码方法和相关算法；3.通过实验验证不同信道编码方法的性能；4.分析信道编码在不同信道条件下的适用性。
二、实验原理：1.信道编码概述：信道编码主要分为前向纠错编码（Forward Error Correction, FEC）和自动重传请求（Automatic Repeat reQuest, ARQ）两类。
其中，FEC方法通过在数据流中引入冗余信息，使接收端能够检测和纠正一定数量的错误。
而ARQ方法则是通过接收端向发送端发送请求进行重传，从而实现数据的可靠传输。
2.常用的信道编码方法：在实验中，我们主要研究了以下几种常用的信道编码方法：（1）奇偶校验编码：奇偶校验编码是最简单的一种编码方式，它通过在数据末尾添加一个校验位来实现错误检测。
若校验位与数据位中的奇偶性不一致，则认为出现错误。
（2）海明码编码：海明码是一种通过添加冗余位来实现错误检测和纠正的编码方法。
通过在数据位中插入冗余位，接收端可以检测到并纠正一定数量的错误。
（3）卷积码编码：卷积码是一种递归线性均匀的编码方法，通过引入冗余信息来增强信号的可靠性。
它具有较好的纠错性能，广泛应用于无线通信领域。
三、实验过程：1.实验环境准备：在实验中，我们使用了Matlab软件进行信道编码的仿真实验。
通过编写相应的算法和程序，可以模拟不同的信道编码方法，并分析它们的性能。
2.编写奇偶校验编码程序：首先，我们编写了奇偶校验编码的程序，通过向数据流中添加校验位实现错误检测。
然后，对不同的信道条件进行仿真实验，并记录不同错误率下的传输性能。
3.编写海明码编码程序：接下来，我们编写了海明码编码的程序，通过插入冗余位实现错误检测和纠正。
信道编码实验
实验报告册课程：通信系统原理教程实验：信道编码实验班级：姓名:学号:指导老师:日期:实验五：信道编码实验一、实验目的：1、了解信道编码的分类，理解线性分组码的特点2、掌握线性分组码的编码的过程3、理解据线性分组码求最小码距和编码效率 二、实验原理：k 位信息组+(n-k)监督元->n 位码组码长：码字中码元的个数，通常用n 表示。
码重：码字中“1”码元的数目，通常用W 表示。
码距：两个等长码字之间对应码元不同的数目，通常用d 表示。
两个码字对应位模2 相加得到的新码组的重量就是这两个码字之间的距离。
码的码距：码字集合中两两码字之间距离的最小值称为码的最小距离，通常用d0表示。
它决定了一个码的纠、检错能力，是一个极为重要的参数。
编码效率：信息码元数与码长之比，通常用nk =η表示。
如（7，3）分组码，码字用][0123456a a a a a a a A =表示，监督码元与信息码元之间的关系可用如下线性方程组表示：⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧++=+=++=+=4505614562463a a a a a a a a a a a a a线性分组码的封闭性：码字集中任意两个码字对应位模2加后得到的组合仍然是该码字集中的一个码字。
因此，线性分组码的最小码距必等于码字集中非全0码字的最小重量。
0,),()(min 0≠∈=i k n A A W d i i线性分组码的典型生成矩阵为：][T k P I G =其中k I 是k k ⨯的单位矩阵。
生成矩阵可以由监督矩阵确定⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=0111110110101110001G 由生成矩阵生成的码是系统码: G M A ⋅=， 如]001[=M 时，通过生成矩阵求得的码字为：码元[]01111000111110110101110001]001[=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⋅=A ；三、实验程序：% 信道编码.m clearx=[0 1 1];%设码元为010 Q=[1 1 1 0;0 1 1 1;1 1 0 1]; G=[eye(3),Q]; y=mod(x*G,2);plot(y ,'linewidth',2); xlabel('信息元'); grid on;title('010码元加上四位监督元的(7,3)线性分组码，为011 1010'); 实验结果：codes = 01 110 1 0；其余的码元用同样的方法都可以编出，全部码字表格如下：码字=信息元X[ ]+监督元E[ ]实验结论：通过实验，理论计算与MatlAB 编程都能达到实验要求的结果，证明实验过程的正确性，说明达到实验的预期目的。
通信系统中的信道编码及解码技术探究
通信系统中的信道编码及解码技术探究在现代的通信系统中，信道编码及解码技术是至关重要的一环。
信道编码是通过对信息进行编码，增加冗余性，从而提高信息传输的可靠性和抗干扰能力。
解码则是将接收到的编码信息进行恢复，使其能够被正确地解读和利用。
1. 信道编码的基本原理信道编码的基本原理是通过对信息进行冗余编码来提高抗干扰能力。
在传输信息的过程中，由于信道噪声和干扰等因素，会导致信息传输错误。
冗余编码在发送端对信息进行编码，增加冗余性，从而使接收端能够更容易地检测和纠正错误。
常用的信道编码技术有奇偶校验码、循环冗余检验码（CRC）、海明码等。
其中，奇偶校验码通过在数据中增加一位校验位，使得数据位的值总数保持为奇数或偶数，从而可以检测出单个错误位。
循环冗余检验码则是通过在数据末尾增加一定的冗余位，使接收端能够根据冗余位的计算结果来判断是否存在错误位。
海明码则可以检测和纠正多个错误位，提高了信道编码的可靠性。
2. 信道解码的基本原理信道解码是将接收到的编码信息恢复成原始信息的过程。
解码过程是编码过程的逆过程，需要根据编码时所采用的编码规则和算法进行解码操作。
在解码过程中，最常用的方法是采用硬判决和软判决两种策略。
硬判决是将接收到的信号直接判定为发送端发送的最近的编码值，适用于信噪比较高的情况。
而软判决则是根据接收到的信号的强度等特征，通过一定的算法来判定发送端可能发送的编码值，适用于信噪比较低的情况。
此外，还有一些先进的信道解码技术，如迭代解码技术、Turbo码和LDPC码等。
迭代解码技术是通过多次迭代计算来不断优化解码过程，提高解码的准确性和性能。
Turbo码和LDPC码是近年来发展起来的一种高效的信道编码和解码技术，能够在较低的信噪比下实现接近香农极限的性能。
3. 信道编码和解码技术在通信系统中的应用信道编码和解码技术在现代通信系统中得到了广泛的应用。
在无线通信领域，信道编码和解码技术可以有效提高信号的抗噪声和抗干扰能力，提高传输的可靠性和覆盖范围。
数字通信_信道编码
信道编码实验人：学号：07302443一、实验目的1、加深对信道编码的理解，了解信道编码的作用2、进一步掌握基带信号检测和判决和最佳判决理论3、熟悉至少一种信道编码的编码及译码过程，分析信道编码后的误码率的变化4、掌握信噪比和误码率之间的关系和相互影响5、学习使用MATLAB，C/C++等进行实验仿真二、实验要求1、用MA TLAB,，C/C++等语言在计算机进行通信系统模拟。
2、提交完整源程序以及结果图，并要求结合课堂知识根据结果推出结论（每个设计报告10页以上）。
3、不得抄袭。
三、实验内容第一部分：利用线性分组码或卷积码进行信道编码仿真条件：1 信道输入:s(t), s(t)可以取为MPSK 信号2 考虑常数AWGN信道3 噪声设为n(t)4 信道输出为y(t)=ks(t)+n(t)仿真要求：1 利用线性分组码或者卷积码进行信道编码2 画出SER VS SNR的结果图，SNR取0－25dB第二部分：设计交织＋纠错结合的信道编码仿真条件：1 信道输入信号s(t);s(t)可以取为MPSK 信号,s(t)的抽样速率为10kb/s.2 考虑理想化衰落信道，如图1所示3 噪声设为n(t)4 信道输出为y(t)=k(t)*s(t)+n(t)仿真要求：1 设计交织＋纠错结合的信道编码。
2 画出SER VS SNR的结果图，SNR取0－25dB3 比较有无交织在SNR变化情况下的结果。
4 改变衰落时间t的值，取t=2ms, t=5ms，观察并画出结果。
图一理想化衰落信道示意图四、实验原理第一部分：线性分组码线性分组码是一类奇偶校验码，它可以由前面提到的（n，k）形式表示。
编码器将一个k比特的信息分组（信息矢量）转变成一个更长的由给定元素符号集组成的n比特编码分组（编码矢量）。
汉明（7，4）码是一种线性分组码，使用生成矩阵实现从信息矢量到编码矢量的转换，采用监督矩阵和伴随式的检测实现解码和检错纠错。
第二部分：卷积编码卷积码由3个整数n，k，K描述，这里k/n也表示分组码的编码效率（每编码比特所含的信息）；K是约束长度，表示在编码移位寄存器中k元组的级数。
信道编码实验报告
无线通信基础课程设计报告（信道编码）小组成员：指导老师：完成时间：无线通信系统课程设计报告实验摘要：数字信号在传输中往往由于各种原因，使得在传送的数据流中产生误码，从而使接收端产生图象跳跃、不连续等现象。
信道编码通过对数码流进行相应的处理，使系统具有一定的检错和纠错能力，可极大地避免码流传送中误码的发生。
提高数据传输可靠性，降低误码率是信道编码的任务。
实验名称：信道编码实验目标：本实验的目标是领会信道编码的基本思想。
并通过比较有无信道编码模块的不同系统误码率性能，感受信道编码技术对于提高系统性能的重要意义。
实验原理：打开“Channel_Coding_74.vi”前面板如图1所示，打开程序框图并理解参与信道编码的整个数据流。
程序包含上下两个独立的部分如图2所示，下面部分是生成误码率曲线如图1(b)，其结构和上面部分类似，你只需要关注上面部分程序即可；上面部分代码大致可由做7个模块组成，每一模块完成一项功能。
你负责的是这个实验的“编码和解码”功能。
这些模块为：1、读取图片LabVIEW提供了一个能够读取JPEG格式的图像并输出图像数据的模块。
提供的还原像素图.vi完成图像数据到一维二进制数据的转换（图像数据→十进制二维数组→二进制一维数组），输出信源比特流。
(a)实验操作部分(b)误码率曲线图1 前面板2、信道编码我们的下一个目标是对信源比特流进行信道编码。
信道编码方案很多，线性分组码、卷积码、LDPC码等等；这里我们采用简单的（7，4）线性分组码。
图2 程序框图线性分组码是一类重要的纠错码。
在（n ，k ）线性分组码中，常用到能纠正一位错误的汉明码。
其主要参数如下：码长：21mn =-； 信息位：21mk m =--； 校验位：m n k =-； 最小距离： d = 3； 纠错能力： t = 1；本次实验需要用到的是(7,4)分组码，属系统码，前四位为信息位，后三位为冗余位。
3、BPSK 调制上一步得到的是二进制的信息比特流，需要采用一定的调制方案，将二进制的信息比特映射成适合信道传输的符号。
信道编码实验
实验报告册课程:通讯系统原理教程实验: 信道编码实验评语：成绩：签名：日期：实验五：信道编码实验一、实验目的：1、了解信道编码的分类，理解线性分组码的特点2、掌握线性分组码的编码的过程3、理解据线性分组码求最小码距和编码效率二、实验原理：k 位信息组+(n-k)监督元->n 位码组码长：码字中码元的个数，通常用n 表示。
码重：码字中“1”码元的数目，通常用W 表示。
码距：两个等长码字之间对应码元不同的数目，通常用d 表示。
两个码字对应位模2 相加得到的新码组的重量就是这两个码字之间的距离。
码的码距：码字集合中两两码字之间距离的最小值称为码的最小距离，通常用d0表示。
它决定了一个码的纠、检错能力，是一个极为重要的参数。
编码效率：信息码元数与码长之比，通用nk =η表示。
常如（7，3）分组码，码字用][0123456a a a a a a a A =表示，监督码元与信息码元之间的关系可用如下线性方程组表示： ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧++=+=++=+=4505614562463a a a a a a a a a a a a a线性分组码的封闭性：码字集中任意两个码字对应位模2加后得到的组合仍然是123456700.10.20.30.40.50.60.70.80.91码元010码元加上四位监督元的(7,3)线性分组码，为011 1010该码字集中的一个码字。
因此，线性分组码的最小码距必等于码字集中非全0码字的最小重量。
0,),()(min 0≠∈=i k n A A W d i i线性分组码的典型生成矩阵为：][T k P I G =其中k I 是k k ⨯的单位矩阵。
生成矩阵可以由监督矩阵确定⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=011110010110101110001G 由生成矩阵生成的码是系统码: G M A ⋅=，如]001[=M 时，通过生成矩阵求得的码字为： []0111100011110010110101110001]001[=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⋅=A 三、实验程序：% 信道编码.mclearx=[0 1 1];%设码元为010Q=[1 1 1 0;0 1 1 1;1 1 0 1];G=[eye(3),Q];y=mod(x*G ,2);plot(y,'linewidth',2); xlabel('信息元'); grid on;title('010码元加上四位监督元的(7,3)线性分组码，为011 1010');实验结果：codes = 0 1 1 1 0 1 0；其余的码元用同样的方法都可以编出，全部码字表格如下：码字=信息元X[ ]+监督元E[ ]实验结论：通过实验，理论计算与MatlAB 编程都能达到实验要求的结果，证明实验过程的正确性，说明达到实验的预期目的。
CDMA编码实验_长春理工大学
实验二CDMA编码1、实验题目：CDMA编码2、实验内容：（1）随机生成5个互不正交的8位码片M1、M2、M3、M4、M5。
（2）分别求出与M1、M2、M3、M4、M5所有正交的8位码片。
3、实验报告内容：（1）CDMA信道复用原理。
（2）随机生成的的5个互不正交的码片M1、M2、M3、M4、M5。
（3）获取与某个码片正交的全部码片的算法。
（4）记录与M1正交的码片数量及10个与M1正交的码片，不足10个的记录全部码片，互为反码的记为一个。
（5）记录与M2正交的码片数量及10个与M2正交的码片，不足10个的记录全部码片，互为反码的记为一个。
（6）记录与M3正交的码片数量及10个与M3正交的码片，不足10个的记录全部码片，互为反码的记为一个。
（7）记录与M4正交的码片数量及10个与M4正交的码片，不足10个的记录全部码片，互为反码的记为一个。
（8）记录与M5正交的码片数量及10个与M5正交的码片，不足10个的记录全部码片，互为反码的记为一个。
比较与M1、M2、M3、M4、M5正交的码片总数并简单分析原因。
代码如下：会用vector就行/* ***********************************************Author :guanjunCreated Time :2015-11-10 8:32:49File Name :2.cpp************************************************ */#include <iostream>#include <cstring>#include <cstdlib>#include <stdio.h>#include <algorithm>#include <vector>#include <stdlib.h>#include <time.h>using namespace std;bool cmp(int a,int b){return a>b;}//8位最多10000000char * to8bit(int value){char *restr=(char *)malloc (9*sizeof(char));for(int i=0;i<8;i++){bool k=0x80&(value<<i);if(k)restr[i]='1';else restr[i]='0';}restr[8]='\0';return restr;}//判断正交bool judge(char *x,char *y){int t=0;for(int i=0;i<8;i++){if(x[i]==y[i])t++;}if(t==4)return true;return false;}vector<int>M;vector<int>v[6];vector<int>delet_num;int main(){#ifndef ONLINE_JUDGE//freopen("in.txt","r",stdin);#endiffreopen("out.txt","w",stdout);//输出数据在out.txt中vector<int>va;for(int i=0;i<=255;i++)va.push_back(i);srand(time(NULL));int num=1;while(va.size()>0){int index=0;//要删除的元素的下标int tmp=rand()%va.size();char *a;char *b;int m=va[tmp];//产生的随机马片a=to8bit(m);for(int i=0;i<va.size();i++){b=to8bit(i);if(judge(a,b)){//与随机的马片m正交v[num].push_back(i);//记录与当前马片正交的，同时在va中删除这些马片delet_num.push_back(i);}}sort(delet_num.begin(),delet_num.end(),cmp);for(int i=0;i<delet_num.size();i++){//删除va中与m正交的马片index=delet_num[i];va.erase(va.begin()+index);}//存入与当前马片正交的马片理论上我们可以算出是70个v[num].clear();for(int i=0;i<=255;i++){if(judge(a,to8bit(i)))v[num].push_back(i);}num++;M.push_back(m);if(num==6)break;delet_num.clear();}cout<<"随机产生的互不相交的8位码片为"<<endl;for(int i=0;i<M.size();i++){printf("M%d %s\n",i+1,to8bit(M[i]));}for(int i=1;i<=5;i++){printf("与M%d正交的码片\n",i);for(int j=0;j<v[i].size();j++){cout<<to8bit(v[i][j])<<" ";if((j+1)%10==0)cout<<endl;}}return 0;}输出的结果在out.txt中提示：C84 =70。
信道编码方案设计
信道编码方案设计一、实验目的1、理解信道编码的思想，掌握信道编码的编程实现原理及技术。
2、学习并理解信道编码的根本目的、技术要求与基本目标等基本概念；掌握线性分组码的物理含义、数学基础及检纠错原理；掌握循环码的码型特点、检纠错能力、编译码方法及基本技术；二、实验原理信道编码是为了提高通信的可靠性而采取的一种编码策略。
信道编码的核心基础是纠错编码理论，是在信息码后面附加上一些监督码，以便在接收端发现和纠正误码。
信道是信号从信源传送到信宿的通路。
由于信道有干扰，使得传送的数据流(码流)中产生误码。
误码的处理技术有纠错、交织、线性内插等。
信道编码的目的是提高信息传输或通信的可靠性。
信道编码的任务是降低误码率，使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力，提高数据传输效率。
道编码的过程是在源数据码流中加插一些码元，达到在接收端进行检错和纠错的目的。
在带宽固定的信道中，总的传送码率是固定的，由于信道编码增加了数据量，其结果只能是以降低传送有用信息码率为代价了。
三、实验步骤1、传送二进制码“0”的概率P0=0.6,"1"的概率p1=1-p0。
2、利用单极性基带信号传输，从判决输入端观测，用电平s0=0传输“0”，用电平s1=A传输“1”，信道中的噪声是加性的零均值高斯噪声，方差为柯西的平方，3、在最佳门限电平判决下传输误码率Pe与A2/柯西平方下的曲线。
4、每一个给定噪声方差下仿真传输序列长度为105bit,四、实验程序clear;s0=0;s1=5;p0=0.6;%信源概率p1=1-p0;A2_over_sigma2_dB=-5:0.5:20;%仿真信噪比范围A2_over_sigma2=10.^(A2_over_sigma2_dB./10);sigma2=s1^2./A2_over_sigma2;N=1e5;for k=1:length(sigma2)X=(randn(1,N)>p0);n=sqrt(sigma2(k)).*randn(1,N);xi=s1.*X+n;C_opt=(s0+s1)/2+sigma2(k)/(s1-s0)*log(p0./p1);y=(xi>C_opt);err(k)=(sum(X-y~=0))./N;endsemilogy(A2_over_sigma2_dB,err,'>r');hold on;for k=1:length(sigma2)C_opt=(s0+s1)./2+sigma2(k)./(s1-s0).*log(p0./p1); pe0=0.5-0.5*erf((C_opt-s0)/(sqrt(2*sigma2(k)))); pe1=0.5+0.5*erf((C_opt-s1)/(sqrt(2*sigma2(k)))); pe(k)=p0*pe0+p1*pe1;endsemilogy(A2_over_sigma2_dB,pe);%理论误码率曲线xlabel('A^2^sigma^2(dB)');ylabel('错误率p_e');legend('实际误码率','理论误码率');五、实验结果六、分析讨论通过这次实验，是我更加深刻的理解了信道编码的目的，并懂得了误码率的重要意义，此次实验matlab仿真较为简单，但是在画图方面有一定难度，最终我利用semilogy函数和两种不同的线性及颜色将理论误码率和实际误码率清晰的呈现在了同一张图上。
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实验五信道编码实验
实验目的：1、学习并理解信道编码的根本目的、技术要求与基本目标等基本概念；
2、学习并理解信道编码的根本目的、技术要求与基本目标等基本概念；掌握线性分组码的物理涵义、数学基础及检纠错原理；掌握循环码的码型特点、检纠错能力、编译码方法及基本技术；
3、学会使用MATLAB工具检纠错模拟与分析。
实验仪器：MATLAB软件，PC机
实验原理（概括性文字叙述、主要公式、电路图等）
如果说信源编码的目的是为了提高信号传输的有效性的话，那么信道编码则是为了提高通信的可靠性而采取的一种编码策略。
信道编码的核心基础是纠错编码理论，是在信息码后面附加上一些监督码，以便在接收端发现和纠正误码。
数字通信系统简化模型
编码信道：包括信道编码器、实际信道、信道译码器。
该模型是研究信道纠错编码和译码的模型，集中研究通信可靠性。
通信可靠性问题：消息通过信道传输的时候，如何选择编码方案来减少差错。
首先与信道统计特性有关，其次与编码方法、译码方法也有关系。
信道是信号从信源传送到信宿的通路。
由于信道有干扰，使得传送的数据流(码流)中产生误码。
误码的处理技术有纠错、交织、线性内插等。
信道编码的目的是提高信息传输或通信的可靠性。
信道编码的任务是降低误码率，使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力，提高数据传输效率。
信道编码的过程是在源数据码流中加插一些码元，达到在接收端进行检错和纠错的目的。
在带宽固定的信道中，总的传送码率是固定的，由于信道编码增加了数据量，其结果只能是以降低传送有用信息码率为代价了。
降低误码率：在传输的信息码之中按一定规律产生一些附加数字，经信道传输，在传输中若码字出现错误，收端能利用编码规律发现码的内在相关性受到破坏，从而按一定的译码规则自动纠正或发现错误，降低误码率。
实验内容及数据处理：
利用MATLAB仿真二进制码在离散信道无记忆信道中传输产生的误码率，设传送二进制码“0”的概率P0=0.6,"1"的概率p1=1-p0。
利用单极性基带信号传输，从判决输入端观测，用电平s0=0传输“0”，用电平s1=A传输“1”，信道中的噪声是加性的零均值高斯噪声，方差为柯西的平方，求在最佳门限电平判决下传输误码率Pe与A2/柯西平方下的曲线，每一个给定噪声方差下仿真传输序列长度为105bit,仿真程序代码如下：
clear;
s0=0;s1=5;
p0=0.6;%信源概率
p1=1-p0;
A2_over_sigma2_dB=-5:0.5:20;%仿真信噪比范围
A2_over_sigma2=10.^(A2_over_sigma2_dB./10);
sigma2=s1^2./A2_over_sigma2;
N=1e5;
for k=1:length(sigma2)
X=(randn(1,N)>p0);
n=sqrt(sigma2(k)).*randn(1,N);
xi=s1.*X+n;
C_opt=(s0+s1)/2+sigma2(k)/(s1-s0)*log(p0./p1);
y=(xi>C_opt);
err(k)=(sum(X-y~=0))./N;
end
semilogy(A2_over_sigma2_dB,err,'o');hold on;
for k=1:length(sigma2)
C_opt=(s0+s1)./2+sigma2(k)./(s1-s0).*log(p0./p1);
pe0=0.5-0.5*erf((C_opt-s0)/(sqrt(2*sigma2(k))));
pe1=0.5+0.5*erf((C_opt-s1)/(sqrt(2*sigma2(k))));
pe(k)=p0*pe0+p1*pe1;
end
semilogy(A2_over_sigma2_dB,pe);%理论误码率曲线
xlabel('A^2^sigma^2(dB)');
ylabel('错误率p_e');
legend('实际误码率','理论误码率');
实验结论及误差分析：
其仿真结果如上所示，采用蒙特卡罗仿真计算统计误码率。
仿真曲线自变量为5~20dB,步进为0.5dB.。