Hamming码的编码和译码的Java程序

1、 Hamming码的编码和译码的Java程序1 程序设计理论依据程序设计的理论基础是汉明码的定义汉明码的定义是一个线性分组码,它的最小Hamming距离为3,能纠正全部一位错误,它的校验矩阵H由全部-1个长度为r的非0,相异的二元列矢量组成.二元Hamming码是完备码.Hamming码是一类非常重要的线性分组码,它能纠正全部一位错误,而且译码编码都非常简单接收矢量的伴随式等于校验矩阵H中与出错位对应的列矢量之和.因此,与可纠正的错误形式对应的H矩阵列矢量之和不应为0 而且彼此可以区分,对于能纠正一位错误的线性码来说就是要求它的校验矩阵中每一列矢量是非0矢量同时要求每一列矢量彼此相异.因为如果

2、H中有一列0矢量,则与该列对应的比特错误就不可能被检测出来.另外如果H中有2列矢量完全相同,则不可能区分与这2列矢量相对应的2个比特错误形式如果校验矩阵H有r=n-k 行, 则总共有-1个不相同的非0 r维列矢量.例如r=3，则存在-1个不同的列矢量 2 程序设计思想给出校验矩阵H 生成矩阵输入码为(7,4)Hamming码,所有可能接收的编码总数为 个,由G生成的编码数为16个,H与这16个码相乘得到的伴随式为S=000 即S=HY如S=001 根据校验矩阵H, Y的第8位出错,将Y的第8位异或1即该位求反将结果作为X'输出3 算法根据教材3.1 给出校验矩阵H 和待处理的编码矩Y3

3、.2 计算每个编码对应的伴随式 3.3 如果S等于0 , 输出=y3.4如果S等于H的某一列,例如S= ,对Y 的第i个分量求反将该位异或1,将结果作为输出4 总结 根据教材中提供的算法,用笔算和观察法进行Hamming码的编码和译码是简单易行的方法但用程序处理则要对数据结构精心安排,能够在Java语言中没有提供二进制数据类型的情况下以二进制的方式处理并以二进制的形式输出数据. 另外根据计算得到的伴随式确定S在H中的列位置也需要技巧,尽管用观察法很简单.5 该程序从设计到最后检验正确无误本文提供的Hamming码的编码和译码的Java程序经过与笔算和观察法对比,在可靠性上两者是完全一致的.如果

4、有充分的时间进行完善,修改还可用于线性码的编码和译码.import java.awt.*; import java.io.*;import java.lang.*;public class Array50public static void main(String args)int Sbefore=new int30317;int S =new int3031;int ST =new int3013;int HT =new int 713;int nC =new int30;int counter,check,sign=0,finish;int i,j,k,r;int H=0,1,1,1,1,

5、0,0, 1,0,1,1,0,1,0, 1,1,0,1,0,0,1;int C=0,0,0,1,1,1,1,1,0,0,1,1,1,1,1,1,0,1,0,1,1, 1,1,0,1,1,1,0,1,0,0,0,1,0,0,1,1,0,1,0,0,1, 1,0,0,0,1,0,1,1,0,0,1,1,1,1,1,1,0,1,0,1,0; int z =1,3,5; intnColumn=999; System.out.println("打印输入二进制代码矩阵H"); for(r=0;r<C.length;r+) System.out.print(" C&quo

6、t;+r+"="); for(j=0;j<H0.length;j+) for(k=0;k<H00.length;k+) System.out.print(""+Crjk); System.out.println(); for(i=0;i<H.length;i+) counter=0; for(j=0;j<H0.length;j+) for(k=0;k<H00.length;k+) HTkji=Hijk; counter+;/ if(counter%3=0) System.out.print(" "); /

7、 System.out.println(""); System.out.println(); System.out.println("打印校验矩阵H"); for(i=0;i<HT.length;i+) counter=0; System.out.print("H"+i+"="); for(j=0;j<HT0.length;j+) for(k=0;k<HT00.length;k+) HTijk=Hkji; System.out.print(""+HTijk); counter+

8、; if(counter%3=0) System.out.print(" "); System.out.println(""); for(r=0;r<C.length;r+) for(i=0;i<H.length;i+) counter=0;/ System.out.print("Sbefore"+r+""+i+"="); for(j=0;j<H0.length;j+) for(k=0;k<H00.length;k+) Sbeforerijk=Hijk&Crjk;

9、/ System.out.print(""+Sbeforerijk); counter+;/ if(counter%7=0) System.out.print(" "); / System.out.println(""); for(r=0;r<C.length;r+) for(i=0;i<Sbefore0.length;i+) counter=check=0; for(j=0;j<Sbefore00.length;j+) for(k=0;k<H00.length;k+) if(Sbeforerijk=1) ch

10、eck=1; Srij=check; System.out.println(); System.out.println("打印伴随式H"); for(i=0;i<C.length;i+) counter=0; System.out.print("S"+i+"="); for(j=0;j<ST0.length;j+) for(k=0;k<ST00.length;k+) STijk=Sikj; System.out.print(""+STijk); counter+; if(counter%3=0)

11、System.out.print(" "); System.out.println(""); for(r=0;r<C.length;r+)/ System.out.print(" S"+r+"="); for(i=0;i<S0.length;i+) counter=0; for(j=0;j<S00.length;j+)/ System.out.print(" S"+r+""+i+""+j+"="+Srij); / Sy

12、stem.out.print(""+Srij); counter+;/ if(counter%3=0) System.out.println(); System.out.println(); try System.in.read(); catch(Exception e) for(r=0;r<C.length;r+) finish=0; for(k=0;k<H00.length;k+) sign=0; / for(i=0;i<H.length;i+) for(j=0;j<H0.length;j+)/ System.out.println("

13、 S"+r+""+i+""+j+"="+Srij); try System.in.read(); catch(Exception e) System.out.println("begin"); for(r=0;r<C.length;r+) finish=0; nColumn=999; for(i=0;i<HT.length;i+)/ sign=0; / for(j=0;j<HT0.length;j+) for(k=0;k<HT00.length;k+) System.out.pri

14、ntln(" HT"+r+""+i+""+j+""+k+"="+STijk); if(HTijk!=STrjk) sign=1; break; else sign=0; if(sign=1) finish=0; break; else finish=1; if(finish=1)&&(i<HT.length) nColumn=i; break; if(nColumn>HT.length) System.out.println(" No error recei

15、ve=input"); else System.out.println("1 erroer occured in the position "+nColumn); System.out.println("system has change it"); Cr0nColumn=1; try System.in.read(); catch(Exception e)程序输出如下所示输入二进制代码矩阵 C0=0001111 C1=1001111 C2=1101011 C3=1101110 C4=1000100 C5=1101001 C6=1000101

16、C7=1001111 C8=1101010对应伴随式SS0=000S1=011S2=010S3=111S4=111S5=000S6=110S7=011S8=011出错位置 C0=0001111 No error receive=input C1=1001111 1 erroer occured in the position 0 system has change it C2=1101011 1 erroer occured in the position 5 system has change it C3=1101110 1 erroer occured in the position 3 system has change it C4=1000100 1 erroer occured in the position 3 system has change it C5=1101001 No error receive=input C6=1000101 1 erroer occured in the position 2 s