华中科技大学计算机网络实验二报告

华中科技大学计算机网络实验(二)报告

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计算机网络课程实验报告

实验2:抗干扰编码

姓名李蓝鑫院系自动化学院学号U20１5１4２８0实验地点科技楼十二楼机房实验时间201８年5月3日

实验目的:

１. 了解抗干扰编码原理。

2、掌握海明编码和CRC编码的原理,能熟练计算

实验内容:

内容1:海明编码

1.1海明编码原理

将有效信息按某种规律分成若干组，每组安排一个校验位通过异或运算进行校验,得

出具体的校验码；

在接收端同样通过异或运算看各组校验结果是否正确，并观察出错的校校组，或者个

出错的校验组的共同校验位，得出具体的出错比特位；

对错误位取反来将其纠正；

假设用Ｎ表示添加了校验码位后整个传输信息的二进制位数,用K代表其中有效信

息位数,r表示添加的校验码位数，它们之间的关系应满足:Ｎ=K+r≤２^r-1（是为了

确保ｒ位校验码能校验全部的数据位，因为r位校验码所能表示的最大十进制数为

2^ｒ-1,同时也确保各位码本身不被其他校验码校验）。

海明码的校验码的位置必须是在2n次方位置(n从０开始,分别代表从左边数起分

别是第１、２、4、８、16……），信息码也就是在非2n次方位置

第i位校验码从当前校验码位开始，每次连续校验ｉ位后再跳过ｉ位,然后再连续校

验i位，再跳过i位,以此类推。确定每个校验码所校验的比特位：

1.2海明编码程序流程图

1.3交互界面设计

编码：原码序列从“输入序列”编辑框输入,点击“编码”按钮在“编码序列”编辑框内输出编码序列，对输入编码要求为二进制输入

译码:编码序列从“输入序列”编辑框输入，点击“译码”按钮在“译码序列”编

辑框

内输出译码序列,若译码错误会有响应的报错和纠错,对输入序列有不小于三位和二

进

制序列的要求

1.4核心代码与注释

输入序列框callback

%做输入检测，检测是否是“0”“1”输入，否则报错

temp_str=get(handles.input,'String');

num_char=unique(temp_str);%unique函数获得输入字符串中不同字符的字符串

if length(num_char)==2 %如果字符串长度为2

if num_char(2)=='1' %第二个字符不是“1”说明字符串中有其他字符

else set(handles.input,'String','0000');

errordlg('只能输入1和0','输入错误');

end

elseif length(num_char)==1 %如果字符串长度为1，判断“1”还是“0",否则报错if num_char(1)=='0'

elseif num_char(1)=='1'

else

set(handles.input,'String','0000');

errordlg('只能输入1和0','输入错误');

end

else %如果字符串长度不为2，直接报错

set(handles.input,'String','0000');

errordlg('只能输入1和0','输入错误');

End

编码按钮callback（编码核心）

%获取输入字符串

temp_str=get(handles.input,'string');

%获取字符串长度

len_str=length(temp_str);

%转存原码字符串长度备用

k=len_str;

%初始化需要插入的校验码的位数

r=0;

%根据海明编码的2^(r)-1)<(k+r)要求，计算校验码位数

while((2^(r)-1)<(k+r))

r=r+1;

end

%把字符串数组转成0和1的数组，便于处理

for i=1:1:len_str

if temp_str(i)=='1'

yuan(i)=1;%原码数组为yuan

else

yuan(i)=0;

end

end

%把求得相应位数的校验码，用0插入原码中得到新码

j=0;

m=1;

for i=1:1:(k+r)

if i==2^(j) %如果该位置为2的次方，则插入校验码

xin(i)=0;

j=j+1;

else

xin(i)=yuan(m);

m=m+1;

end

end

%进行海明编码

odd=0;%用于计算每位校验码负责校验的位置的和

for j=1:1:r %共有r位校验码，需要计算r次

n=1; %初始化循环变量

i=1;

while((n*2^(j-1)+i-1)<=(k+r))%当没有超过数组长度时继续循环

if i>(2^(j-1)) %如果本段的编码已经加完

i=1; %则调转到下一段，也就是隔一个2^(j-1)的段再进行累加

n=n+2;

else %累加

odd=odd+xin(n*2^(j-1)+i-1);

i=i+1;

end

end

if mod(odd,2)==0 %判断是否为偶数

xin(2^(j-1))=0; %若为偶数，则在对应的校验位插入0 else

xin(2^(j-1))=1; %若为奇数，则在对应的校验为插入1 end

odd=0;

end

%编码完毕，把数组转换成字符串用于输出

for i=1:1:(k+r)

if xin(i)==1

output_str(i)='1';

else

output_str(i)='0';

end

end

set(handles.out,'String',output_str);

译码按钮callback（原理与编码基本相同）%获得译码序列字符串

temp_str=get(handles.input,'string');

len_str=length(temp_str);

%判断输入序列长度是否满足要求，不满足报错返回

if len_str<3

errordlg('译码最低输入位数为3位','输入出错');

else

k=len_str;%编码中信息码的个数

r=len_str;%编码中校验码的个数

while((2^(r)-1)>=len_str)

r=r-1;

end

r=r+1;%找到校验码的个数

k=len_str-r;

for i=1:1:len_str%得到所有编码数组

if temp_str(i)=='1'

xin(i)=1;

else