卷积码实验教材

1、天津理工丸学卖验报告学院(系)名称：讣算机与通信工程学院姓名张彩云学号20135683专业信息与计算科学班级2013级1班实验项目卷积码的编译课程名称信息论课程代码0665066实验时间实验地点7号楼219批改意见成绩教师签字：实验目的：1、使用编程软件进行卷积码编译器的代码编写.运行.仿真等操作。2、熟练掌握相关软件、语句。3、理解卷积码编解码器的原理.知识实验原理：卷积码将k个信息比特编成n个比特，但k和n通常很小，特别适合以串行形式进行传输时延小。与 分组码不同，卷积码编码后的n个码元不仅与当前段的k个仁息有关，还与前而的-1段倍息有关，编码 过程中互相关联的码元个数为nN。卷积码的纠错

2、性能随N的增加而增大，而差错率随N的增加而指数下阶 程序编写：# i nc1ude#includeusing namespace std;class Juanj iCode pr i vate:int i. j. t;int nO. k0r rO, m;int *h.*H, *g.*G; /实现编码所需变呈int code;str ing 1nfo_str Codecstr;int total_num. extra_num;publ ic:void Initial izingO ;void Trans_h_to_H();void Trans_h_to_g()；void Pr int_g();v

3、oid Trans_g_to_G();void Print_G(); /编码void Before Encoding() ;/编码前的准备int Check(stri ng); void Encoding();；void Juanj iCode: : Init ial izing()coutM请输入码字长nO=M;c i nnO:coutiW输入信息元个数k0=;c i nkO:coutM请输入关联长度m=;cinm: /监督元个数rO=nO-kO; /动态分配存储单元h=new int*rO:for(i=0:ir0;i+)hi=new intm*nO:coutM请输入(MnOM. Mk0w.

4、 Nm)卷积码的基本监督矩阵 hrOM wm*nO,J :endl;for(i=0;ir0;i+)for(j=0;jm*nO;j+)cinhij; /检测，输出 hcoutM您输入的基本监督矩阵 hl,rOM wm*nOt,如下：n”endl; for(i=0;ir0;i+)for (j=0：jm*nO:j+)couthi j;if(j+1)%n0=0)coutM ”；coutend I ;coutendl : /动态分配存储单元 H=new int*m*rO;for (i=0： i m*rO: i 卄)Hi=new i ntm*nO;g=new i nt*m*kO;for (i =0;i m

5、*k0;i+)gi=nev/ intnO;G=new int*m*k0;for (i=0： i m*k0; i 卄)Gi=new intm*n0; 由基本监督矩阵h导出一致监督矩阵H井打印输岀 void Juanj iCode: :Trans h to H() coutM该卷积码对应的一致监督矩阵HMm*rOHm*nOM如下(未输出部分全为0) : nnendl; for(t=0;tm;t+)for(i=0:ir0;i+)for(j=0;j(t+1)*n0; j+)Ht*r0+ij=hi(m-t-1)*n0+j;coutHt*rO+i j;if(j+1)%nO=O)coutH -jcouten

6、d I;coutend I; 由基本监督矩阵h导出基本生成矩阵g井打印输岀void Juanj iCode: :Trans_h_to_g()for (t=0;tm;t+)for(i=0：ik0;i+)for (j=0:j=kO)gk0*t+i j=hj-kO t*n0+i;elseif(t=m-1&i=j)gkO*t+i j=1;elsegk0*t+ij=0;Pr int_g ();void Juanj iCode: :Pr irvt_g()coutM该卷积码对应的基本生成矩阵g,m*kOH n0H如下:nHendl： for (i=0;i m*k0:i卄)for(j=0;jnO;j+) co

7、utgi j;if(i+1)%k0=0) coutend I ;coutend I ; 由基本生成矩阵g导出一致生成矩阵G井打印输岀 void Juanj iCode:Trans_g_to_G()for (t=0：tm;t+)for (i=0;i m*k0;i+)for (j=0;jnO;j+)if(i (t+1)*k0)Gi t*n0+j=g(m-(t+1)*k0+i j;elseGit*n0+j=0;Prints ();void Juanj iCode:Pr int_G() cout”该卷积码对应的一致生成矩阵如下(未输出部分全为0)：nMendl; for (i =0:i m*k0:i卄

8、) for (j=0;jm*n0;j+) if(ji/kO*nO)coutlnfo_str;flag=Check(Info_str);if (! flag)cout-您输入的信息序列含除0、1外的其他字符，请重新输入！”endl; goto C:elsei f (total_numm*k0)cout您输入的信息元个数不足，无法进行编码，请重新输入!”endl; goto C:else if(totaI_num%k0!=0)cout您输入的信息序列存在冗余，无法进行编码，请重新输入！”endl; goto C:int Juan j i Code:Check (stri ng Info_str)i

9、rrt f lag=1;total_num=0;for (i=0;lnfo_stri! = 0,；i+)if (! (Info_str i =，0, | | Infostr i=1 *)flag=0;break;total_num+;/统计输入的0、1的数目return flag;void Juanj iCode:Encoding()Before_Encod i ng ();Code_str=NH;/前m个码组通过一致生成矩阵G编出for (i =0:i m*n0:i卄)code=0:for(j=0;jm*kO;j+) if(lnfo_strj=-r) code+=Gji;elsecode+=

10、0:if (code%2=0) Code_str+=,0,; elseCode_str+=1; /其余的码组由基本生成矩阵编出 extra_num 二total_num/kO-m;for (t=0:textra_num;t+)for (i=0:in0;i+)code=0:for (j= (t+1)*k0：j (m+t+1) *k0;j+) if (lnfo_str j = * 1) code+=gj-(t+1)*k0 i; elsecode+=0:if (code%2=0)Code_str+=0;elseCode_str+=*1; /输岀截短码组cout经编码后，得到如下序列:Mendl;fo

11、r (i =0;itotal_num/k0*n0;i+)coutCode_str i ;if(i+1)%n0=0) coutM cout Hend I;void main()JuanjiCode J_Code; char choice= 1;int flag=O;coutMnM ；whi le(choice!=,3) c：cout H* * 卷积码简易编码器 * * *nM :cout 1初始化 2编码 3退出rT;cout请输入您要操作的步骤：；cinchoice;if(choice二二1)if(!flag) /初次执行初始化操作flag=1;J_Code. I n i t i a I i

12、z i ng ();J_Code. Trans_h_to_H();J_Code. Trans_h_to_g();J_Code. Trans_g_to_G();else if(choice=,2)if (! flag)cout操作错误!请执行初始化操作后再进行本操作! ”endl;goto C: /编码J_Code. Encod ing ();else if(choice=3)ex i t (0) ;/退岀else/如果选了选项之外的就让用户重新选择cout您没有输入正确的步骤，请重新输入！endl;coutend I;运行结果/ 0【讦单厶延该卷积码对应的一致生成矩阵GI3H9如下（未输岀部分

13、全为0）:111 010 001111 010111:2 息序列:1卷积码简易编码器001001经编码后，得到如下序列：300 & & 111 010 001 111 八卷积码简 易编 码器买“*“*“*!曰这次的实验是实现汉明码的编码与译码，达到纠错功能。通过信息论的课程，我基本了 解了汉明码编译的原理和方法，但在编程的过程中遇到了不小的困难。首先还是理解汉明码 概念的问题，因为还存在纠错的功能，所以汉明码的编码方式和以前学的哈夫曼编码或Fdn。编码比起来要复杂不少，开始的时候理解起来有些困难。不过通过仔细看PPT,很快就弄懂了汉明码的原理。但是最 开始编出来的程序运行的结果总是不正确，和书上的码字不一样，后来发现是在校验矩阵上 出了问题，自己对矩阵方面的知识一直把握得不是很好。经过