基于matlab的(7[1].4)汉明码编译码仿真
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东北大学秦皇岛分校电子信息系
综合课程设计
基于matlab的(7,4)汉明码编译仿真
专业名称通信工程
班级学号4090719
学生姓名何云瑞
指导教师李雅珍
设计时间2011.12.19~2012.1.4
课程设计任务书
专业:通信工程学号:409719 学生姓名(签名):
设计题目:(7,4)汉明码的编码、译码仿真
一、设计实验条件
电子信息创新实验室
二、设计任务及要求
1.了解、掌握汉明码编码、译码原理;
2.用仿真软件对(7.4)汉明码进行编码、译码仿真;
3.画出编码后、译码后的信号波形图。
三、设计报告的内容
1.设计题目与设计任务(设计任务书)
2.前言(绪论)(设计的目的、意义等)
3.设计主体(各部分设计内容、分析、结论等)
4.结束语(设计的收获、体会等)
5.参考资料
四、设计时间与安排
1、设计时间:2周
2、设计时间安排:
熟悉实验设备、收集资料:天
设计图纸、实验、计算、程序编写调试:天
编写课程设计报告:天
答辩:天
目录
摘要....................................................................................................................................................................... I 1.引言. 0
2.设计原理 (1)
2.1汉明码编码原理 (1)
2.2汉明码纠错原理 (3)
3.程序与SIMULINK仿真 (5)
3.1程序 (5)
3.1.1程序函数介绍 (5)
3.1.2 主程序 (5)
3.1.3调试结果 (6)
3.2 SIMULINK仿真 (7)
3.2.1 SIMULINK电路图 (7)
3.2.2 m 文件程序 (8)
3.2.3 模块参数设置 (8)
3.2.3仿真波形 (10)
3.2.4仿真结果分析 (14)
4.总结 (15)
参考文献 (16)
摘要
汉明码(Hamming Code)是一种能够自动检测并纠正一位错码的线性纠错码,即SEC (Single Error Correcting)码,用于信道编码与译码中,提高通信系统抗干扰的能力。
本文主要利用MATLAB中SIMULINK通信系统仿真模型库进行汉明码建模仿真,并调用通信系统功能函数进行编程,绘制时域波形,频谱及误码率与信噪比关系曲线图。在此基础上,对汉明码的性能进行分析,得出结论。
关键词:MATLAB 汉明码SIMULINK 性能
1.引言
MATLAB(Matrix Laboratory,矩阵实验室)是Mathwork公司推出的一套高效率的数值计算和可视化软件。其中,MATLAB通信工具箱是一套用于在通信领域进行理论研究、系统开发、分析设计和仿真的专业化工具软件包。MATIAB通信工具箱由两大部分组成:通信系统功能函数库和SIMULINK通信系统仿真模型库。
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。这些函数包括:信号源产生函数、信源编码/解码函数、纠错控制编码/解码函数、调制/解调函数(基带和通带)、滤波器函数、传输信道模型函数(基带和通带)、TDMA、FDMA、CDMA函数、同步函数、工具函数等。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SIMULINK通信系统仿真模型库中,整个通信系统的流程图被概括为:信号的产生与输出、编码与解码、调制与解调。在SIMULINK中,通信系统仿真的一般模型如图1所示。
图1通信系统仿真模型
2.设计原理
2.1汉明码编码原理
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)
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
6543210
a a a a a a a 来表示这7个码元,用
123s s s 的
值表示3个监督关系式中的校正子,则123s 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 36430
s 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2a 、1a 、0a 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1s 、2s 、3s 的值为0(表示编成的码组中应无错码)