电子信息工程专业课程设计任务书(2)

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1、课程设计课程设计名称：汉明码的仿真与分析专业班级：电信1003班学生姓名：董成成学号：201046830509指导教师：李相国课程设计时间：2013年9月26电子信息工程专业课程设计任务书学生姓名董成成专业班级电子信息工程学号201046830509题目汉明码的仿真和分析课题性质仿真课题来源自拟课题指导教师李相国同组姓名无主要内容对二进制数字信源使用（7，4）汉明码进行分块编码及解码。并分析其过程其性能。任务要求1．掌握汉明码的原理及实现。2．用MATLAB产生独立等概的二进制信源，设计一个（7，4）汉明码，然后进行汉明码编码及解码，并仿真加性噪声信道。画出各阶段信号波形。参考文献1、《

2、MATLAB通信仿真开发手册》国防工业出版社孙屹2、《现代通信系统分析与仿真－MATLAB通信工具箱》西安电子科技大学出版社李建新3、《现代通信原理》清华大学出版社曹志刚著4、教学用“通信原理”教材审查意见指导教师签字：李相国教研室主任签字：2013年9月07日261需求分析汉明码是由Hamming首先构造的，它是一种能够自动检测并纠正一重错的线性纠错码，即SEC（SingleErrorCorrecting）码。汉明码利用了奇偶校验位的概念，通过在数据位后面增加一些比特，可以验证数据的有效性。利用一个以上的校验位，汉明码不仅可以验证数据是否有效，还能在数据出错的情况下指明错误位置。它不仅

3、性能好，而且编译码电路非常简单，易于实现。从20世纪50年代问世以来，在提高系统可靠性方面获得了广泛的应用。MATLAB是矩阵实验室（MatrixLaboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，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。主要包括MATLAB和Simulink两大部分。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

4、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。Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模

5、和仿真中。Simulink是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。对各种时变系统，包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统，Simulink提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。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。26Modulation调制ErrorControlCoding纠错控制编码SourceCoding信源编码Source信源MultipleAccess多址复用Receiver/Filte

6、r接收机/滤波器Channel信道Transmitter/Filter发射机/滤波器ErrorControlDecoding纠错控制解码Demodulation解调MultipleAccess多址复用Sink输出SourceDecoding信源解码图1通信系统仿真模型2概要设计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，则要求或(公式2-1)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、7。我们用来表示这7个码元，用的值表示3个监督关系式中的校正子，则的值与错误码元位置的对应关系可以规定如表2-1所列。表2-1校正子和错码位置的关系错码位置错码位置001101010110100111011000无错码则由表1可得监督关系式：26(公式2-2)(公式2-3)(公式2-4)在发送端编码时，信息位的值决定于输入信号，因此它们是随机的。监督位、、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、、的值为