实验报告书-—————汉明码设计与实现汉明码编译码器系统班级: 姓名:学号:一
实验原理描述1
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 1 所列
表 1 校正子和错码位置的关系错码位置错码位置001101010110 100111011000无错码则由表 1 可得监督关系式: (2)(3)⊕(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 0(表示编成的码组中应无错码) (5)式(5)经过移项运算,接触监督位(6)式(5)其等价形式为:(7)式(6)还可以简记为或 (8)其中所以有式(6)等价于(10)其中 Q 为 P 的转置,即式(10)表示,信息位给定后,用信息位的行矩阵乘矩阵 Q 就产生出监督位
我们将 Q 的左边加上一个 k×k 阶单位方阵,就构成一个矩阵 G(12)G 称为生成矩阵,因为由它可以产生整个码组,即有(13) 或者(14)式(13)即汉明码的编码原理1
2 汉明码纠错原理当数字信号编码成汉明码形式(本文中即 A)后在信道中传输,由于信道中噪声的干扰,可能由于干扰引入差错,使得接收端收到错码,因此在接收端进行汉明码纠错,以提高通信系统的抗干扰能力及可靠性
一般来说接收码组与 A 不一定相同
若设接收码组为一 n 列的行矩阵 B,即(15)则发送码组和接收