实验七 汉明码
实验七汉明码编译码实验
一、实验目的
1、掌握线性分组码的编码原理
2、掌握汉明码编码方法
3、了解编码对误码性能的改善
二、实验原理
三、实验分析
1、汉明码的编码输出
编码输出（CH1通道）和延时输出（CH2通道）
分析：延时输出作为输出编码波形的对比观测点是因为编码过程存在延时，而延时输出的延时与编码输出一致，这样就可以根据直接根据输入波形和编码输出的对应得出编码数据。
编码输出（CH1通道）延时输出和（CH2通道）
从后往前读上图为延时输出（直接认为编码输入）为：1010编码输出为：1010010
信息位（a6 a5 a4 a3) 监督位(a2 a1 a0) 信息位（a6 a5 a4 a3) 监督位(a2 a1 a0) 0000 000 1000 111
0001 011 1001 100
0010 101 1010 010
0011 110 1011 001
0100 110 1100 001
0101 101 1101 010
0110 011 1110 100
0111 000 1111 111
分析：读数据时从后往前读，读出7位编码输出，然后得出监督位。进而可以得出监督位的表达式。
2、汉明码的纠错能力
译码输入（CH1通道）和译码输出（CH2通道）
分析：插入一位误码后仍能恢复出原始信号，故汉明码能纠正一个误码。
编码输入时钟（CH1通道）与编码输出时钟（CH2通道）
分析：编码输入时钟为32KHZ，编码输出时钟为56KHZ。32*(7/4)=56KHZ
插错指示（CH1通道）和误码指示（ CH2通道）
分析：能准确的指出误码的位置。
帧同步信号与插错指示
总结：汉明码是一种能纠错一个错误的效率较高的线性编码分组。
3、QPSK 的调制及解调
DIN1（CH1通道）与DOUT （CH2通道）
分析：能解调出调制信号，波形一致，存在一定延时。
原始时钟信号与解调恢复时钟信号
四、实验思考题
1.汉明码编码效率？纠检错与码距的关系。实验中信源传输速率、信道编码以后的速率各是多少？
答：汉明码的编码效率为1
212---r r r 当r 很大时，编码效率趋近于1，所以汉明码是一种高
效率编码；检错10+>e d 纠错120+>e d 其中最小码距为3，故能检测2个错码，纠正一个错码；信源传输速率为，信道编码以后的速率为。
2.结合实验中的数据分析对比QPSK 与2PSK 频带（频谱）利用率
答：PSK 为了提高频带利用率,最有效的办法是使一个码元传输多个比特的信息，而在数字调制中,2PSK 的频谱特性与2ASK 相似，频带利用率与2ASK 相同。QPSK 码元宽度为原信号宽度，2PSK 信号的码元宽度的为1/2原信号宽度，故QPSK 系统的频带利用用高于2PSK 系统。 3.在QPSK 调制解调实验中，载波10.7MHz 无线发射接收，实验过程中可调的参数是什么？在同一个时间实验室内大家都在调节参数，有无相互干扰？请思考分析说明。列举出你知道的复用方式
答：可调的参数为增益和相位；大家都在同一频率，在接收时会互相干扰，发射天线通过激励源给天线施加交变电流，从而辐射出电磁波；接收天线接收空间中的电磁波，在天线上感应电流再传给接收机构处理，多根天线在同时收发，就会改变感应电流和磁场的大小。复用方式：（1）频分复用(FDM ，Frequency Division Multiplexing)就是将用于传输信道的总带宽划分成若干个子频带(或称子信道)，每一个子信道传输1路信号；波分复用(WDM ， Wavelength Division Multiplexing)其本质上是频分复用而已。WDM 是在1根光纤上承载
多个波长(信道)系统，将1根光纤转换为多条“虚拟”纤，当然每条虚拟纤独立工作在不同波长上，这样极大地提高了光纤的传输容量。
（2）码分复用(CDM，Code Division Multiplexing)是靠不同的编码来区分各路原始信号的一种复用方式，主要和各种多址技术结合产生了各种接入技术，包括无线和有线接入。例如在多址蜂窝系统中是码分复用码分复用
（3）时分复用(TDM，Time Division Multiplexing)就是将提供给整个信道传输信息的时间划分成若干时间片(简称时隙)，并将这些时隙分配给每一个信号源使用，每一路信号在自己的时隙内独占信道进行数据传输。时分复用技术的特点是时隙事先规划分配好且固定不变，所以有时也叫同步时分复用。
（4）空分复用(SDM，Space Division Multiplexing)即多对电线或光纤共用1条缆的复用方式。比如5类线就是4对双绞线共用1条缆，还有市话电缆(几十对)也是如此。能够实现空分复用的前提条件是光纤或电线的直径很小，可以将多条光纤或多对电线做在一条缆内，既节省外护套的材料又便于使用。
4、《通信原理实验》课程，总的思考题：
a. 实验做了好几个，有关延迟的问题小结，并结合实际通信系统说说
A、答：在通信的过程中延时是必不可少的。因为调制与解调过程是不可能同时进行的，把信息码调制并发送到解调器上解调是需要一定时间，所以在示波器上观察有延时。
b. 结合实验，说明时钟同步、帧同步、载波同步
答：（1）时钟同步：时钟同步也叫“对钟”。要把分布在各地的时钟对准（同步起来）（2）帧同步：帧同步指的是接收方应当能从接收到的二进制比特流中区分出帧的起始与终止。
（3）载波同步：载波同步又称载波恢复，即在接收设备中产生一个和接收信号的载波同频同相的本地振荡，供给解调器作相干解调用。当接收信号中包含离散的载频分量时，在接收端需要从信号中分离出信号载波作为本地相干载波;这样分离出的本地相干载波频率必然与接收信号载波频率相同，但为了使相位也相同，可能需要对分离出的载波相位作适当的调整。
c. 示波器使用小结
答：示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像，便于人们研究各种电现象的变化过程；利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。我们本学期主要是能从时域和频域分析信号，能观测分析眼图、星座图。
d. 实验的疑惑、困惑
答：时钟同步、帧同步、载波同步、位同步
汉明码编码实验报告
重庆工程学院 电子信息学院 实验报告 课程名称：_ 数据通信原理开课学期：__ 2015-2016/02_ 院（部）: 电子信息学院开课实验室：实训楼512 学生姓名: 舒清清梁小凤专业班级: 1491003 学号: 149100308 149100305
重庆工程学院学生实验报告 课程名 称 数据通信原理实验项目名称汉明码编译实验 开课院系电子信息学院实验日期 2016年5月7 日 学生姓名舒清清 梁小凤 学号 149100308 149100305 专业班级网络工程三班 指导教 师 余方能实验成绩 教师评语： 教师签字：批改时间：
一、实验目的和要求 1、了解信道编码在通信系统中的重要性。 2、掌握汉明码编译码的原理。 3、掌握汉明码检错纠错原理。 4、理解编码码距的意义。 二、实验内容和原理 汉明码编码过程：数字终端的信号经过串并变换后，进行分组，分组后的数据再经过汉明码编码，数据由4bit变为7bit。 三、主要仪器设备 1、主控&信号源、6号、2号模块各一块 2、双踪示波器一台 3连接线若干
四、实验操作方法和步骤 1、关电，按表格所示进行连线 2、开电，设置主控菜单，选择【主菜单】→【通信原理】→【汉明码】。 （1）将2号模块的拨码开关S12#拨为10100000，拨码开关S22#、S32#、S42#均拨为00000000；（2）将6号模块的拨码开关S16#拨为0001，即编码方式为汉明码。开关S36#拨为0000，即无错模式。按下6号模块S2系统复位键。 3、此时系统初始状态为：2号模块提供32K编码输入数据，6号模块进行汉明编译码，无差错插入模式。 4、实验操作及波形观测。 （1）用示波器观测6号模块TH5处编码输出波形。 （2）设置2号模块拨码开关S1前四位，观测编码输出并填入下表中： 五、实验记录与处理（数据、图表、计算等） 校对输入0000，编码0000000 输入0001，编码0001011 输入0010，编码0010101 输入0011，编码0011110 输入0100，编码0100110 输入0101，编码0101101 输入0110，编码0110011输入0111，编码0111000
12.实验心理学 实验报告 河内塔
河内塔 XXX 应用心理学X班 摘要本实验主要通过被试对河内塔游戏的问题解决的过程，记录问题解决的时间，以及圆盘的移动数量，分析被试所用的思维策略，思考在实验过程中遇到的问题，从而找出解决河内塔的最优方法。一般情况下，被试第一一次参与实验的时间比较长，若成功之后一遍一遍做，时间会慢慢缩短。分析可得最好的策略应当是模式策略。实验存在练习效应和疲劳效应，且极易受环境影响。 关键词河内塔问题循环子目标知觉策略模式策略机械记忆策略 1.引言 河内塔问题是问题解决研究中的经典实验。给出柱子1、2、3。在柱1上，有一系列圆盘，自上而下圆盘的大小是递增的，构成金字塔状。要求被试将柱1的所有圆盘移到柱3上去，且最终在柱3上仍构成金字塔排列，规则是每次只能移动一个圆盘，且大盘不可压在小盘之上，可以利用圆柱2。完成河内塔作业的最少移动次数为2的n次方减1，其中n为圆盘的数目。 解决河内塔问题有以下四种常用策略，分别为循环子目标，知觉
策略，模式策略，机械记忆策略 循环子目标思路是要把最大的金字塔移到柱3，就要先把次大的金字塔移到柱2;而要把次大的金字塔移到柱2, 就要先把比它小一层的金字塔移到柱3。依次类推，直到只需要移动最上面的盘为止。这种策略类似计算机的递归，它是内部指导的策略，被试不必看具体刺激，只是把内部目标记在脑中，然后-步步循环执行，直到解决问题。知觉策略:这种策略是刺激指导的策略，根据所看到的情景与目标的关系，排除当前最大的障碍，从而一步步达到目标。 模式策略:也是内部指导的策略，但不涉及目标，而是按-定规则来采取行动。解决河内塔的通用规则是，当圆盘的总数为奇数时，最小的圆盘按1->3->2->1->3->2的顺序移动;当总数为偶数时，按1->2->3->1- >2- >3的顺序移动。 机械记忆策略是将做对的一系列步骤死记硬背下来，但无法创新，不可迁移。 2 对象与方法 2.1 被试 教师教育学院应用心理学班2班同学1名，矫正视力正常，色觉正常。 2.2 仪器 实验仪器为计算机，PsyKey实验平台 2.3 实验材料
实验四 汉明码系统
实验四汉明码系统 一、实验原理和电路说明 差错控制编码的基本作法是：在发送端被传输的信息序列上附加一些监督码元，这些多余的码元与信息之间以某种确定的规则建立校验关系。接收端按照既定的规则检验信息码元与监督码元之间的关系，一旦传输过程中发生差错，则信息码元与监督码元之间的校验关系将受到破坏，从而可以发现错误，乃至纠正错误。 通信原理综合实验系统中的纠错码系统采用汉明码（7，4）。所谓汉明码是能纠正单个错误的线性分组码。它有以下特点： 码长n=2m-1 最小码距d=3 信息码位k=2n-m-1 纠错能力t=1 监督码位r=n-k 这里m位≥2的正整数，给定m后，既可构造出具体的汉明码（n，k）。 汉明码的监督矩阵有n列m行，它的n列分别由除了全0之外的m位码组构成，每个码组只在某列中出现一次。系统中的监督矩阵如下图所示： 1110100 H=0111010 1101001 其相应的生成矩阵为： 1000101 0100111 G= 0010110 0001011 汉明译码的方法，可以采用计算校正子，然后确定错误图样并加以纠正的方法。 图2.4.1和图2.42给出汉明编码器和译码器电原理图。
a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0 a a a a 图2.4.1汉明编码器电原理图 a a a a a a a3 图2.4.2汉明译码器电原理图 表2.4.1 （7，4）汉明编码输入数据与监督码元生成表 a6bit，其次是a5、a4……，最后输出a0位。 汉明编译码模块实验电路功能组成框图见图2.4.4和图2.3.5所示。 汉明编码模块实验电路工作原理描述如下： 1、输入数据：汉明编码输入数据可以来自ADPCM1模块的ADPCM码字，或来自同
人工智能 实验三 汉诺塔的深度有界搜索求解
< 人工智能 > 实验报告 3 一、实验目的： 掌握汉诺塔的深度有界搜索求解算法的基本思想。 二、实验要求： 用C语言实现汉诺塔的深度有界搜索求解 三、实验语言环境： C语言 四、设计思路： 含有深度界限的深度优先搜索算法如下： (1) 把起始节点S放到未扩展节点OPEN表中。如果此节点为一目标节点，则得到一个解。 (2) 如果OPEN为一空表，则失败退出。 (3) 把第一个节点(节点n)从OPEN表移到CLOSED表。 (4) 如果节点n的深度等于最大深度，则转向(2)。 (5) 扩展节点n，产生其全部后裔，并把它们放入OPEN表的前头。如果没有后裔，则转向(2)。 (6) 如果后继节点中有任一个为目标节点，则求得一个解，成功退出；否则，转向(2)。 五、实验代码： #include
long floor; //记录第几层 } node; node queue[362880 / 2 + 1]; //奇偶各一半 long tail, head; long hash[362880 / 32 + 1]; int main() { void Solve(); while (scanf("%ld", &queue[0].map) && queue[0].map) { memset(hash, 0, sizeof(hash)); queue[0].floor = 1; //(根节点)第一层 tail = head = 0; Solve(); printf("max_floor == %d\n", queue[head].floor); printf("total node == %d\n", head + 1); printf("total node in theory [%d]\n", 362880 / 2); } return 0; } void Solve() { node e; long i, map[9], space; long Compress(long *); int V isited(long *); void swap(long &, long &); while (tail <= head) { e = queue[tail++]; for (i=8; i>=0; i--) { map[i] = e.map % 10; if (map[i] == 0) { space = i; } e.map /= 10; } V isited(map); //根节点要置为访问过 if (space >= 3) { //can up swap(map[space - 3], map[space]); if (!Visited(map)) { queue[++head].map = Compress(map); queue[head].floor = queue[tail - 1].floor + 1;
12-C程序设计实验(十二)模版
计算机程序设计基础实验报告 实验十二：实验名称函数(二) 实验地点机房 姓名张三专业班级学号 2 日期 【实验目的】 (1)掌握函数的嵌套调用的方法 (2)掌握函数的递归调用的方法 (3)掌握全局变量和局部变量的概念和用法 【实验要求】 (1)熟练掌握函数的嵌套调用的方法 (2)熟练掌握函数的递归调用的方法 【实验环境】 (1) Microsoft XP操作系统 (2) Microsoft VC++ 6.0 【实验内容】 1．极值问题 题目描述：编写一个函数，其功能是求给定数组中的最小值与最大值的元素。 输入：第一行是测试数据的组数，第二行是数组的大小(n<=10)和数组元素输出：最大值和最小值 样例输入： 2 10 10 15 21 54 87 15 15 12 45 32 5 1 2 3 9 10 样例输出： 87 10 10 1 2．渊子赛马 题目描述： 赛马是一古老的游戏，古代战国时期就有田忌赛马。现在渊子也来赛一赛马。假设每匹马都有恒定的速度，所以速度大的马一定比速度小的马先到终点（没有
意外！！）。不允许出现平局。最后谁赢的场数多于一半(不包括一半)，谁就是赢家(可能没有赢家)。渊子有N(1≤N≤1000)匹马参加比赛。对手的马的数量与渊子马的数量一样，并且知道所有的马的速度。聪明的你编写一个函数，来预测一下这场世纪之战的结果，看看渊子能否赢得比赛。 输入： 输入有多组测试数据。每组测试数据包括3行： 第一行输入N(1≤N≤1000)。表示马的数量。第二行有N个整型数字，即渊子的N匹马的速度。第三行有N个整型数字，即对手的N匹马的速度。当N为0时退出。 输出： 若通过聪明的你精心安排，如果渊子能赢得比赛，那么输出“YES”。否则输出“NO”。 样例输入： 5 2 3 3 4 5 1 2 3 4 5 4 2 2 1 2 2 2 3 1 样例输出： YES NO 提示：参见P160 例7.9 “按值传递参数” 3．进制转换 题目描述：请你用函数递归，输入一个十进制数整数N，将它转换成R进制数输出。 输入： 输入数据包含多个测试实例，每个测试实例包含两个整数N(32位整数)和R （2<=R<=16, R<>10）。输入以文件结束符结束。 输出：
汉明码编译码实验
汉明码编译码实验 一、实验目的 1、掌握汉明码编译码原理 2、掌握汉明码纠错检错原理 二、实验内容 1、汉明码编码实验。 2、汉明码译码实验。 3、汉明码纠错检错能力验证实验。 三、实验器材 LTE-TX-02E通信原理综合实验系统----------------------------------------------模块8 四、实验原理 在随机信道中，错码的出现是随机的，且错码之间是统计独立的。例如，由高斯白噪声引起的错码就具有这种性质。因此，当信道中加性干扰主要是这种噪声时，就称这种信道为随机信道。由于信息码元序列是一种随机序列，接收端是无法预知的，也无法识别其中有无错码。为了解决这个问题，可以由发送端的信道编码器在信息码元序列中增加一些监督码元。这些监督码元和信码之间有一定的关系，使接收端可以利用这种关系由信道译码器来发现或纠正可能存在的错码。在信息码元序列中加入监督码元就称为差错控制编码，有时也称为纠错编码。不同的编码方法有不同的检错或纠错能力。有的编码就只能检错不能纠错。 那么，为了纠正一位错码，在分组码中最少要加入多少监督位才行呢？编码效率能否提高呢？从这种思想出发进行研究，便导致汉明码的诞生。汉明码是一种能够纠正一位错码且编码效率较高的线性分组码。下面我们介绍汉明码的构造原理。 一般说来，若码长为n，信息位数为k，则监督位数r＝n?k。如果希望用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 2r? 1 ≥n 或2r ≥k + r + 1 （14-1）下面我们通过一个例子来说明如何具体构造这些监督关系式。 设分组码(n，k)中k＝4，为了纠正一位错码，由式（14-1）可知，要求监督位数r≥3。若取r=3，则n= k + r =7。我们用α6α5…α0表示这7个码元，用S1、S2、S3表示三个监督关系式中的校正子，则S1 S2 S3的值与错码位置的对应关系可以规定如表14-1所列。 表14-1
(7,4)汉明码编译码系统设计.doc
南华大学电气工程学院 《通信原理课程设计》任务书 设计题目：(7, 4)汉明码编译码系统设计 专业：通信工程 学生姓名: 马勇学号:20114400236 起迄日期:2013 年12月20日~2014年1月3日指导教师:宁志刚副教授 系主任：王彦教授
《通信原理课程设计》任务书
《通信原理课程设计》设计说明书格式 一、纸张和页面要求 A4纸打印；页边距要求如下：页边距上下各为2.5 厘米，左右边距各为2.5厘米；行间距取固定值（设置值为20磅）；字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）。 二、说明书装订页码顺序 (1)任务书 (2)论文正文 (3)参考文献，(4)附录 三、课程设计说明书撰写格式 见范例 引言(黑体四号) ☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆(首行缩进两个字，宋体小四号) 1☆☆☆☆(黑体四号) 正文……(首行缩进两个字，宋体小四号) 1.1（空一格）☆☆☆☆☆☆(黑体小四号) 正文……(首行缩进两个字，宋体小四号) 1.2 ☆☆☆☆☆☆、☆☆☆ 正文……(首行缩进两个字，宋体小四号) 2 ☆☆☆☆☆☆ (黑体四号) 正文……(首行缩进两个字，宋体小四号) 2.1 ☆☆☆☆、☆☆☆☆☆☆，☆☆☆(黑体小四号) 正文……(首行缩进两个字，宋体小四号) 2.1.1☆☆☆，☆☆☆☆☆，☆☆☆☆(楷体小四号) 正文……(首行缩进两个字，宋体小四号) （1）……
图1. 工作波形示意图(图题，居中，宋体五号) ………… 5结论(黑体四号) ☆☆☆☆☆☆(首行缩进两个字，宋体小四号) 参考文献(黑体四号、顶格) 参考文献要另起一页，一律放在正文后，不得放在各章之后。只列出作者直接阅读过或在正文中被引用过的文献资料，作者只写到第三位，余者写“等”，英文作者超过3人写“et al”。 几种主要参考文献著录表的格式为： ⑴专(译)著：[序号]著者.书名（译者）[M].出版地：出版者，出版年：起~止页码. ⑵期刊：[序号]著者.篇名[J].刊名，年，卷号（期号）：起~止页码. ⑶论文集：[序号]著者.篇名[A]编者.论文集名[C] .出版地：出版者，出版者. 出版年：起~止页码. ⑷学位论文：[序号]著者.题名[D] .保存地：保存单位，授予年. ⑸专利文献：专利所有者.专利题名[P] .专利国别：专利号，出版日期. ⑹标准文献：[序号]标准代号标准顺序号—发布年，标准名称[S] . ⑺报纸：责任者.文献题名[N].报纸名，年—月—日（版次）. 附录（居中,黑体四号）
数据结构实验报告汉诺塔
实验报告书 课程名：数据结构 题目：汉诺塔 班级： 学号： 姓名： 评语： 成绩：指导教师： 批阅时间：年月日
一、目的与要求 1）掌握栈与队列的数据类型描述及特点； 2）熟练掌握栈的顺序和链式存储存表示与基本算法的实现； 3）掌握队列的链式存储表示与基本操作算法实现; 4) 掌握栈与队列在实际问题中的应用和基本编程技巧; 4）按照实验题目要求独立正确地完成实验内容（提交程序清单及相关实验数据与运行结果）； 5）认真书写实验报告,并按时提交。 二、实验内容或题目 汉诺塔问题。程序结果：给出程序执行过程中栈的变化过程与圆盘的搬动状态。 三、实验步骤与源程序 源程序： / *编译环境Visual C++6.0 */ #include "stdafx.h" #include
汉明码原理和校验
汉明码编码原理和校验方法 当计算机存储或移动数据时，可能会产生数据位错误，这时可以利用汉明码来检测并纠错，简单的说，汉明码是一个错误 校验码码集，由Bell实验室的R.W.Hamming发明，因此定名 为汉明码。用于数据传送，能检测所有一位和双位差错并纠正 所有一位差错的二进制代码。汉明码的编码原理是：在n位有 效信息位中增加k为检验码，形成一个n+k位的编码，然后把 编码中的每一位分配到k个奇偶校验组中。每一组只包含以为 校验码，组内按照奇偶校验码的规则求出该组的校验位。 在汉明校验码中，有效信息位的位数n与校验位数K满足下列关系： 2^K-1>=n+k. 1. 校验码的编码方法 （1）确定有效信息位与校验码在编码中的位置 设最终形成的n+k位汉明校验码为Hn+k….H2H1,各位的位号按照从右到左的顺序依次为1,2，…，n+k，则每一个检验码Pi所在的位号是2^（i-1），i=1,2,…,k。有效信息位按照原排列顺序依次安排在其他位置上。 假如有七位有效信息位X7X6X5X4X3X2X1=1001101，n=7，可以得出k=4，这样得到的汉明码就是11位，四个校验码P4P3P2P1对应的位号分别是8，4,2,1（即2^3，2^2，2^1，2^0）. 11位汉明码的编码顺序为：
位号 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 编码 X7 X6 X5 P4 X4 X3 X2 P3 X1 P2 P1 (2)将n+k位汉明码中的每一位分到k个奇偶组中。 对于编码中的任何一位Hm依次从右向左的顺序查看其Mk-1…M1M0的 每一位Mj（j=0,1,…,k-1），如果该位为“1”，则将Hm分到第j组.（如：位号是11可表示成二进制1011，第零位一位三位都是1，所以此编码应排在第0组第1组第3组） 把11~1写成4位二进制的形式，分组结果如下： 位号 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 二进制1011 1010 1001 1000 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 编码 X7 X6 X5 P4 X4 X3 X2 P3 X1 P2 P1 第0组X7 X5 X4 X2 X1 P1 第1组X7 X6 X4 X3 X1 P2 第2组 X4 X3 X2 P3 第3组X7 X6 X5 P4 （3）根据分组结果，每一组按照奇或偶校验求出校验位，形成汉明校验码。若采用奇数校验，则每一组中“1”的个数为奇数，反之为偶数。（X7X6X5X4X3X2X1=1001101） 若用奇校验，则 _________________ P1=X7⊕X5⊕X4⊕X2⊕X1=X7⊙X5⊙X4⊙X2⊙X1=0； 同理可得 P2=1 ; P3=1 ; P4=0 将这些校验码与有效信息位一起排列（分别插入到1,2,4,8位），可以
FPGA的汉明码数据传输系统的设计
第２９卷第６期２００９年１２月 西安工业大学学报 ＪｏｕｍａｌｏｆＸｉ’ａ１１ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｖ０１．２９Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．２００９ 文章编号：１６７３—９９６５（２００９）０６—５５９—０６ ＦＰＧＡ的汉明码数据传输系统的设计。 雷斌１，王宁１，仇平２ （１．西安工业大学电子信息工程学院，西安７１００３２；２．电信科学技术第四研究所通信事业部，西安７１００６１） 摘要：为提高数据传输系统的通信准确度，提出了一种基于ＦＰＧＡ的并行、串行数据相互转换的汉明码数据传输系统．系统的数据发送部分对并行的原始数据进行汉明编码，ＰＤＵ格式生成，以及数据并串转换的处理．通过一对Ｉ／Ｏ端口发送和接受串行数据．数据接收部分将接收到的串行数据转换成并行数据；确认得到一组完整的ＰＤＵ格式数据后，如果有必要，对其进行汉明解码纠错，得到正确的原始数据．利用了Ｓｉｍｕｌｉｎｋ分别对未采用汉明码和采用汉明码的系统进行通信仿真．仿真结果表明：采用汉明码可以降低系统９％的错误比例． 关键词：现场可编程门阵列；汉明码；并行串行转换；数据传输 中图号：ＴＰ２７１＋．５文献标志码：Ａ 随着现代信息技术的不断发展，高速信息传输和高可靠性传输成为信息传输的两个主要方面。其中可靠性尤为重要．由于信道状态的恶劣，信号不可避免的会受到干扰而出错．为实现可靠性通信，可以通过两种途径：一种是增加发送信号的功率，提高信号噪声比；另一种是采用编码的方式对信道差错进行控制．前者常常受各种条件——如衰落、噪声和干扰等的限制，不是所有情况都能采用．而建立在香农基础上的编码理论可以解决这个问Ｉ／ｏ以及显著降低系统整体成本的优势【２－４］，可增强系统实用性． 文中正是基于上述考虑，开发了基于ＦＰＧＡ的汉明码数据传输系统，使得数据能够快速可靠的进行传输． １系统整体设计 基于ＦＰＧＡ的汉明码数据传输系统由数据发送部分和数据接收部分两大部分组成．系统硬件设 题［１｜．结合ＦＰＧＡ灵活的器件集成能力，可编程计如图１所示． 汉令ＰＤＵ嗲并汉 明格串串行数据明 编式转解 码 生换码 成 图１系统硬件设计框图 Ｆｉｇ．１Ｂｌｏｃｋｄｉａｇｒ帅ｏｆｓｙｓｔ咖ｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｉｇｎ 数据发送部分的功能如下：①对由１２位操作加入了起始位、空闲位以及停止位；③完成数据的模式的模数转换器（ＡｎａｌｏｇｔｏＤｉｇｉｔａｌＣｏｎｖｅｒｔｅｒ，并串转换，并通过Ｉ／Ｏ口将转换后的串行数据发ＡＩ）Ｃ）产生的原始数据进行汉明编码，生成汉明码送出去． 字；②将经过汉明编码后的数据生成ＰＤＵ格式，数据接收部分的功能如下：①数据还原模块的 ＊收藕日期：２００９一０８—３１ 作者简介：雷斌（１９６６一），男。西安下业大学副教授，主要研究方向为宽带多媒体通信网技术、测控系统、无线通信及ｗｓＮ无线自组织网络．Ｅ＿ｍａｉｌ：ｌｅｉｂｉｎ＠】【ａｔｕ．ｅｄｕ．ｃｏ札 万方数据
汉诺塔问题
实验二知识表示方法 梵塔问题实验 1．实验目的 （1）了解知识表示相关技术； （2）掌握问题规约法或者状态空间法的分析方法。 2．实验内容（2个实验内容可以选择1个实现） （1）梵塔问题实验。熟悉和掌握问题规约法的原理、实质和规约过程；理解规约图的表示方法； （2）状态空间法实验。从前有一条河，河的左岸有m个传教士、m个野人和一艘最多可乘n人的小船。约定左岸，右岸和船上或者没有传教士，或者野人数量少于传教士，否则野人会把传教士吃掉。搜索一条可使所有的野人和传教士安全渡到右岸的方案。 3．实验报告要求 （1）简述实验原理及方法，并请给出程序设计流程图。 我们可以这样分析： （1）第一个和尚命令第二个和尚将63个盘子从A座移动到B座； （2）自己将底下最大的盘子从A移动到C； （3）再命令第二个和尚将63个盘子从B座移动到C；（4）第二个和尚命令第三个和尚重复（1）（2）（3）；以此类推便可以实现。这明显是个递归的算法科技解决的问
题。 （2）源程序清单： #include
int n; printf("input the number of diskes\n"); scanf("%d",&n); hanoi(n,'A','B','C'); } void hanoi(int n,char p1,char p2,char p3) { if(1==n) cout<<"盘子从"< 苏州科技大学天平学院电子与信息工程学院 信道编码课程设计报告 课设名称卷积码编译及译码仿真 学生姓名圣鑫 学号 32 同组人周妍智 专业班级通信1422 指导教师潘欣欲 一、实验名称 基于MAATLAB的卷积码编码及译码仿真 二、实验目的 卷积码是一种性能优越的信道编码。它的编码器和译码器都比较容易实现，同时它具有较强的纠错能力。随着纠错编码理论研究的不断深入，卷积码的实际应用越来越广泛。本实验简明地介绍了卷积码的编码原理和Viterbi译码原理。并在SIMULINK模块设计中，完成了对卷积码的编码和译码以及误比特统计整个过程的模块仿真。最后，通过在仿真过程中分别改变卷积码的重要参数来加深理解卷积码的这些参数对卷积码的误码性能的影响。经过仿真和实测，并对测试结果作了分析。 三、实验原理 1、卷积码编码原理 卷积码是一种性能优越的信道编码，它的编码器和解码器都比较易于实现，同时还具有较强的纠错能力，这使得它的使用越来越广泛。卷积码一般表示为(n,k,K)的形式，即将 k个信息比特编码为 n 个比特的码组，K 为编码约束长度，说明编码过程中相互约束的码段个数。卷积码编码后的 n 各码元不经与当前组的 k 个信息比特有关，还与前 K-1 个输入组的信息比特有关。编码过程中相互关联的码元有 K*n 个。R=k/n 是编码效率。编码效率和约束长度是衡量卷积码的两个重要参数。典型的卷积码一般选 n,k 较小，K 值可取较大(>10)，但以获得简单而高性能的卷积码。 卷积码的编码描述方式有很多种：冲激响应描述法、生成矩阵描述法、多项式乘积描述法、状态图描述，树图描述，网格图描述等。 2、卷积码Viterbi译码原理 卷积码概率译码的基本思路是:以接收码流为基础，逐个计算它与其他所有可能出现的、连续的网格图路径的距离，选出其中可能性最大的一条作为译码估值输出。概率最大在大多数场合可解释为距离最小，这种最小距离译码体现的正是最大似然的准则。卷积码的最大似然译码与分组码的最大似然译码在原理上是一样的，但实现方法上略有不同。主要区别在于:分组码是孤立地求解单个码组的相似度，而卷积码是求码字序列之间的相似度。基于网格图搜索的译码是实现最大似然判决的重要方法和途径。用格图描述时，由于路径的汇聚消除了树状图中的多余度，译码过程中只需考虑整个路径集合中那些使似然函数最大的路径。如果在某一点上发现某条路径已不可能获得最大对数似然函数，就放弃这条路径，然后在剩下的“幸存”路径中重新选择路径。这样一直进行到最后第 L 级(L 为发送序列的长度)。由于这种方法较早地丢弃了那些不可能的路径，从而减轻了译码的工作量，Viterbi 译码正是基于这种想法。对于(n, k, K )卷积码，其网格图中共 2kL 种状态。由网格图的前 K-1 条连续支路构成的路径互不相交，即最初 2k_1 条路径各不相同，当接收到第 K 条支路时，每条路径都有 2 条支路延伸到第 K 级上，而第 K 级上的每两条支路又都汇聚在一个节点上。在Viterbi译码算法中，把汇聚在每个节点上的两条路径的对数似然函数累加值进行比较，然后把具有较大对数似然函数累加值的路径保存下来，而丢弃另一条路径，经挑选后第 K 级只留下2K条幸存路径。选出的路径同它们的对数似然函数的累加值将一起被存储起来。由于每个节点引出两条支路，因此以后各级中路径的延伸都增大一倍，但比较它们的似然函数累加值后，丢弃一半，结果留存下来的路径总数保持常数。由此可见，上述译码过程中的基本操作是，“加-比-选”，即每级求出对数似然函数的累加值，然后两两比较后作出选择。有时会出现两条路径的对数似然函数累加值相等的情形，在这种情况下可以任意选择其中一条作 汉明码编码原理和校验方法 可以利用汉明码来检测并纠错，简单的说，汉明码是一个错误 校验码码集，由Bell实验室的R.W.Hamming发明，因此定名 为汉明码。用于数据传送，能检测所有一位和双位差错并纠正 所有一位差错的二进制代码。汉明码的编码原理是：在n位有 效信息位中增加k为检验码，形成一个n+k位的编码，然后把 编码中的每一位分配到k个奇偶校验组中。每一组只包含以为 校验码，组内按照奇偶校验码的规则求出该组的校验位。 在汉明校验码中，有效信息位的位数n与校验位数K满足下列关系： 2^K-1>=n+k. 1. 校验码的编码方法 （1）确定有效信息位与校验码在编码中的位置 设最终形成的n+k位汉明校验码为Hn+k….H2H1,各位的位号按照从右到左的顺序依次为1,2，…，n+k，则每一个检验码Pi所在的位号是2^（i-1），i=1,2,…,k。有效信息位按照原排列顺序依次安排在其他位置上。 假如有七位有效信息位X7X6X5X4X3X2X1=1001101，n=7，可以得出k=4，这样得到的汉明码就是11位，四个校验码P4P3P2P1对应的位号分别是8，4,2,1（即2^3，2^2，2^1，2^0）. 11位汉明码的编码顺序为： 位号 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 编码 X7 X6 X5 P4 X4 X3 X2 P3 X1 P2 P1 (2)将n+k位汉明码中的每一位分到k个奇偶组中。 对于编码中的任何一位Hm依次从右向左的顺序查看其Mk-1…M1M0的 每一位Mj（j=0,1,…,k-1），如果该位为“1”，则将Hm分到第j组.（如：位号是11可表示成二进制1011，第零位一位三位都是1，所以此编码应排在第0组第1组第3组） 把11~1写成4位二进制的形式，分组结果如下： 位号 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 二进制1011 1010 1001 1000 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 编码 X7 X6 X5 P4 X4 X3 X2 P3 X1 P2 P1 第0组X7 X5 X4 X2 X1 P1 第1组X7 X6 X4 X3 X1 P2 第2组 X4 X3 X2 P3 第3组X7 X6 X5 P4 （3）根据分组结果，每一组按照奇或偶校验求出校验位，形成汉明校验码。若采用奇数校验，则每一组中“1”的个数为奇数，反之为偶数。（X7X6X5X4X3X2X1=1001101） 若用奇校验，则 _________________ P1=X7⊕X5⊕X4⊕X2⊕X1=X7⊙X5⊙X4⊙X2⊙X1=0； 同理可得 P2=1 ; P3=1 ; P4=0 将这些校验码与有效信息位一起排列（分别插入到1,2,4,8位），可以 海明编码实验报告 学科专业：计算机科学与技术 姓名： 学号： 指导教师： 天津工业大学计算机科学与技术学院 二零一零年十二月 一．海明编码原理 海明码是一种可以纠正一位差错发现两位差错的编码。它是利用在信息位为k 位，增加r位冗余位，构成一个n=k+r位的码字，然后用r个监督关系式产生的r个校正因子来区分无错和在码字中的n个不同位置的一位错。它必需满足以下关系式： ２r>=n+1 或 2r>=k+r+1 海明码的编码效率为： R=k/(k+r) 式中 k为信息位位数 r为增加冗余位位数 2.海明码的生成与接收 二．海明编码方法 1）海明码的生成（顺序生成法）。 例3.已知：信息码为：" 1 1 0 0 1 1 0 0 " (k=8) 求：海明码码字。 解：1)把冗余码A、B、C、…，顺序插入信息码中，得海明码 码字:" A B 1 C 1 0 0 D 1 1 0 0 " 码位: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 其中A,B,C,D分别插于2k位(k=0,1,2,3)。码位分别为1,2,4,8。 2)冗余码A,B,C,D的线性码位是：(相当于监督关系式) A->1,3,5,7,9,11； B->2,3,6,7,10,11； C->4,5,6,7,12；(注 5=4+1；6=4+2；7=4+2+1；12=8+4) D->8,9,10,11,12。 3)把线性码位的值的偶校验作为冗余码的值(设冗余码初值为0)： A=∑(0,1,1,0,1,0)=1 B=∑(0,1,0,0,1,0)=0 C=∑(0,1,0,0,0)=1 D=∑(0,1,1,0,0)=0 河海大学计算机及信息工程学院（常 州） 课程设计报告 题目不同信道下汉明码4FSK系统仿真 专业通信工程 学号 0962310312 学生姓名程海粟 指导教师高远 目录 一、实验目的 (3) 二、实验器材 (3) 三、实验内容及原理 (3) （一）汉明码编解码原理 (3) （二）4FSK调制解调原理 (6) （三）三种信道模型简介 (9) （四）程序调用函数介绍……………………………………… 10 四、实验仿真效果图 (12) 五、心得体会 (15) 六、附录 (15) 七、参考文献 (18) 不同信道下汉明码的4FSK 系统仿真 一、实验目的 1、了解熟悉Matlab 仿真软件使用； 2、掌握4进制频移键控（4FSK ）的调制与解调基本原理； 3、掌握Matlab 仿真软件仿真4FSK 的系统设计； 4、熟悉无线通信仿真过程及物理层仿真。 二、实验器材 Matlab 仿真软件。 三、实验内容及原理 （一）汉明码编解码原理 1、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 123 s s s 的值表示3个监督关系式中的校正子，则123 s 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 科信学院 通信系统仿真二级项目设计说明书 （2013/2014学年第二学期） 课程名称：通信系统仿真二级项目 题目：基于M语言的数字通信仿真— 采用Hamming码技术 专业班级：通信工程12-02班 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计周数：1周 设计成绩： 2014年6月25日 目录 1、设计目的和意义 (2) 2、设计原理 (3) 2.1 汉明编码 ................................................. 错误！未定义书签。 2.1.1汉明码编码.................................................................................... 错误！未定义书签。 2.1.2 汉明码的定义： (3) 2.1.3 汉明码的构造特点： (3) 2.1.4 汉明码编码的主要算法 (3) 2.1.5 汉明码的编码原理 (4) 2.1.6 汉明码的纠错原理 (6) 2.2高斯噪声原理................................................ 错误！未定义书签。 3、Matlab仿真实现 (12) 3.1 仿真思路 (12) 3.2仿真详细过程及图形分析 ........................ 错误！未定义书签。 3.3 仿真结果分析 ........................................... 错误！未定义书签。 4、设计心得体会 (21) 5、参考文献 (21) 1、设计目的和意义 技术要求及原始数据： 1）对数字通信系统主要原理和技术进行研究，包括Hamming编码技术和高斯噪声信道原理等。 2）建立完整的基于Hamming码技术的通信系统仿真模型。 3）对系统进行仿真、分析。 主要任务： 1）建立数字通信系统模型。 2）利用Matlab的m语言建立数字通信系统仿真模型。 实验题目： Hanoi 塔问题 一、问题描述： 假设有三个分别命名为 A , B 和C 的塔座，在塔座 B 上插有n 个直径大小各不相同、从小到 大编号为1, 2,…，n 的圆盘。现要求将塔座 B 上的n 个圆盘移至塔座 A 上并仍按同样顺序 叠排，圆盘移动时必须遵守以下规则： (1 )每次只能移动一个圆盘； (2)圆盘可以插在 A , B 和C 中任一塔上； ( 3)任何时刻都不能将一个较大的圆盘压在较小的圆盘之上。 要求： 用程序模拟上述问题解决办法,并输出移动的总次数, 圆盘的个数从键盘输入； 并想 办法计算出程序运行的时间。 二、 算法思路： 1 、建立数学模型： 这个问题可用递归法解决,并用数学归纳法又个别得出普遍解法： 假设塔座B 上有3个圆盘移动到塔座 A 上： (1) "将塔座B 上2个圆盘借助塔座 A 移动到塔座C 上; (2) "将塔座B 上1个圆盘移动到塔座 A 上; (3) "将塔座C 上2个圆盘借助塔座 B 移动到塔座A 上。 其中第 2步可以直接实现。第 1步又可用递归方法分解为： 1.1"将塔座B 上1个圆盘从塔座 1.2"将塔座B 上1个圆盘从塔座 1.3"将塔座A 上1个圆盘从塔座 第 3 步可以分解为： 3.1将塔座C 上1个圆盘从塔座 3.2将塔座C 上1个圆盘从塔座 3.3将塔座B 上1个圆盘从塔座 综上所述：可得到移动 3 个圆盘的步骤为 B->A,B->C, A->C, B->A, C->B, C->A, B->A, 2、算法设计： 将n 个圆盘由B 依次移到A , C 作为辅助塔座。当 n=1时，可以直接完成。否则，将塔 座B 顶上的n-1个圆盘借助塔座 A 移动到塔座C 上；然后将圆盘B 上第n 个圆盘移到塔 座A 上；最后将塔座 C 上的n-1个圆盘移到塔座 A 上，并用塔座B 作为辅助塔座。 三、原程序 #include 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： 21m n =-； 信息位：21m k 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。这里我们采用最简单的BPSK 调制：将信息0映射为幅值为1的信号，信息1映射为幅值为-1的信号，如图3所示。 (1,0)=0 图3 BPSK 映射图 1.实验目的： 通过本实验，掌握复杂性问题的分析方法，了解汉诺塔游戏的时间复杂性和空间复杂性。 2.问题描述： 汉诺塔问题来自一个古老的传说：在世界刚被创建的时候有一座钻石宝塔（塔A),其上有64个金碟。所有碟子按从大到小的次序从塔底堆放至塔顶。紧挨着这座塔有另外两个钻石宝塔（塔B和塔C）。从世界创始之日起，婆罗门的牧师们就一直在试图把塔A 上的碟子移动到塔C上去，其间借助于塔B的帮助。每次只能移动一个碟子，任何时候都不能把一个碟子放在比它小的碟子上面。当牧师们完成任务时，世界末日也就到了。 3.算法设计思想： 对于汉诺塔问题的求解，可以通过以下三个步骤实现： (1)将塔A上的n-1个碟子借助塔C先移到塔B上。 (2)把塔A上剩下的一个碟子移到塔C上。 (3)将n-1个碟子从塔B借助于塔A移到塔C上。 4.实验步骤： 1.用c++ 或c语言设计实现汉诺塔游戏； 2.让盘子数从2 开始到7进行实验，记录程序运行时间和递 归调用次数； 3.画出盘子数n和运行时间t 、递归调用次数m的关系图， 并进行分析。 5.代码设计： Hanio.cpp #include"stdafx.h" #include卷积码实验报告
汉明码原理和校验
海明编码实验报告
基于matlab的汉明码4FSK通信仿真实验报告
汉明码
汉诺塔程序实验报告
信道编码实验报告
汉诺塔问题实验报告