(7,4)汉明码编译码系统设计.doc
汉明码编译码文档
第一章 绪论1.1差错控制编码差错控制编码 1.1 1.1 概述概述数字信号在传输过程中，数字信号在传输过程中，由于受到干扰的影响，由于受到干扰的影响，码元波形将变坏。
码元波形将变坏。
接收端收接收端收到后可能发生错误判决。
到后可能发生错误判决。
由于乘性干扰引起的码间串扰，由于乘性干扰引起的码间串扰，可以采用均衡的办法来可以采用均衡的办法来纠正。
纠正。
而加性干扰的影响则需要用其他办法解决。
而加性干扰的影响则需要用其他办法解决。
在设计数字通信系统时，在设计数字通信系统时，应该应该首先从合理选择调制制度，首先从合理选择调制制度，解调方法以及发送功率等方面考虑，解调方法以及发送功率等方面考虑，使加性干扰不足使加性干扰不足以影响到误码率要求。
在仍不能满足要求时，就要考虑采用差错控制措施了。
从差错控制角度看，按加性干扰引起的错码分布规律不同，信道可以分为3类，即随机信道，突发信道和混合信道。
在随机信道中，错码的出现是随机的，而且错码之间是统计独立的。
而且错码之间是统计独立的。
在突发信道中，在突发信道中，错码是成串集中出现的，错码是成串集中出现的，而且在短而且在短促的时间段之间存在较长的无错码区间。
把既存在随机错码又存在突发错码的的信道称为混合信道。
对于不同类型的信道，应该采用不同的差错控制技术。
1.2 1.2 纠错编码原理纠错编码原理我们把信息码分组，为每组信息码附加若干监督码的编码称为分组码为每组信息码附加若干监督码的编码称为分组码(block (block code).code).在分组码中，在分组码中，监督码元仅监督本码组中的信息码元。
分组码一般用符号（n ，k ）表示，其中n 是码组的总位数，又称为码组的长度（码长），k 是码组中信息码元的数目，码元的数目，n-k=r n-k=r 为码组中的监督码元的数目，或者称为监督位数目，分组码的结构如图2示，图中前k 位为信息位，后面附加r 个监督位。
其中a n-1到a r 为k 个信息位，个信息位，a a r-1到a 0为r 个监督位。
(7,4)汉明码编译码系统设计
南华大学电气工程学院《通信原理课程设计》任务书设计题目：(7, 4)汉明码编译码系统设计专业：通信工程学生姓名: 马勇学号:起迄日期:2013 年12月20日~2014年1月3日指导教师:宁志刚副教授系主任：王彦教授《通信原理课程设计》任务书3．主要参考文献：[1]樊昌信.通信原理（第6版）[M].北京：电子工业出版社,2012,12.[2]樊昌信,曹丽娜 .通信原理教程(第3版)[M].北京：国防工业出版社,2006,9.[3]刘学勇 .详解MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真[M].北京：电子工业出版社,2011,11.[4]张水英 ,徐伟强 .通信原理及MATLAB/Simulink仿真[M].北京：人民邮电出版社,2012,9.[5]赵鸿图,茅艳 .通信原理MATLAB仿真教程[M].北京：人民邮电出版社,2010,11.[6]赵静 ,张瑾 .基于MATLAB的通信系统仿真[M].北京：北京航空航天大学出版社,2010,1.[7]赵谦 .通信系统中MATLAB基础与仿真应用[M].西安：西安电子科技大学出版社,2010,3.[8]徐明远 ,邵玉斌 . MATLAB仿真在现代通信中的应用[M].西安：西安电子科技大学出版社,2011,4.[9]邵玉斌 .Matlab/Simulink通信系统建模与仿真实例分析[M].北京：清华大学出版社,2008, 6.[10]邵佳 ,董辰辉 . MATLAB/Simulink通信系统建模与仿真实例精讲[M].北京：电子工业出版社,2009, 6.[11]黄智伟 .基于NI Multisim的电子电路计算机仿真设计与分析(修订版)[M].北京：电子工业出版社,2011, 6.[12]孙屹 ,戴妍峰 . SystemView通信仿真开发手册[M].北京：国防工业出版社,2004,11.[13]青松,程岱松,武建华 .数字通信系统的SystemView仿真与分析[M].北京：北京航空航天大学出版社,2001,6.4．课程设计工作进度计划：序号起迄日期工作内容2013.12.20～2013.12.24 系统方案设计12013.12.25～2013.12.28 利用Matlab/Systemview/Multisim等软件进行仿真设计22013.12.29～2013.12.31 通信系统的调试和测量，排除故障，分析实验结果32014.1.1 ～2014.1.3 整理设计报告4指导教师宁志刚日期：2013年12 月18日《通信原理课程设计》设计说明书格式一、纸张和页面要求A4纸打印；页边距要求如下：页边距上下各为2.5 厘米，左右边距各为2.5厘米；行间距取固定值（设置值为20磅）；字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）。
二元(7,4)汉明码的编译码分析与实验研究
设计(论文)题目：二元（7,4）汉明码的编译码分析与实验研究摘要汉明码（Hamming Code）在电信领域内属于线性分组码，或者可以称为线性调试码。
它是以发明者理查德·卫斯里·汉明的名字命名的。
汉明码在传输信息序列时插入校验码，当计算机存储或传输数据时，或者在信道传输的过程中，可能会产生误码，即信息错位，以检测并纠正一个比特错误。
由于汉明编码简单，它们被广泛应用于实际传输中。
本文主要涉及二元（7,4）汉明码的编码、译码及实现，以及信息论与编码的相关知识。
对于二元（7,4）汉明码C，其校验矩阵为H，汉明距离d（C）=3的充要条件是校验矩阵H的任意2个列矢量线性无关，且任意3个列向量是线性相关。
监督矩阵H生成的码是（7,4,3）码。
所以接下来问题是构建监督矩阵H和生成矩阵G，找出编码器和译码器输入和输出对应的逻辑关系，画出汉明码的编码电路图和译码电路图，通过VHDL语言实现汉明码的编码过程和译码过程，观察仿真波形，来观察实验结果。
关键字：二元（7,4）汉明码；生成矩阵；监督矩阵；编码；译码；AbstractHamming code field belongs to the linear block codes in the telecommunications, or you could be called linear debugging code. It is the inventor, Richard Wesley Hamming named after. Hamming code inserted into the check code in information transmission sequence, when the computer refers for data storage,or in the process of channel transmission. it may produce error, namely the informational burst-error, and Hamming Code could detect and correct errors one bit. Due to its simple hamming coding, they are widely used in the actual transmission.This paper mainly relates to binary (7, 4) hamming code about coding, decoding and realization, as well as the related knowledge of Information Theory and Coding. For binary (7, 4) hamming code called C, its supervision matrix of the H, hamming distance d (C) = 3 of any two of the sufficient and necessary condition is checking matrix H column vector linearly independent, and arbitrary three column vector is linearly dependent. Supervision of matrix H generated code is (7, 3) code. So the next problem is to build the generator matrix G and supervision matrix H, generate the encoder and decoder ,inputs and outputs corresponding logical relationship, as well as,draw the circuit diagram of hamming code encoding and decoding circuit diagram, using VHDL language realization of hamming code encoding and decoding process, observing the simulation waveform and the result of the experiment.Keywords：binary (7, 4) hamming code ;generator matrix;supervision matrix;encoding ;decoding ;引言汉明码是最早提出来的用于纠错的编码，它是一类可以纠正一位错误的高效的线性分组码。
(7,4)汉明码编译码软件设计
*******************实践教学*******************兰州理工大学计算机与通信学院2012年秋季学期计算机通信课程设计题目：（7,4）汉明码编译码软件设计专业班级：姓名：学号：指导教师：成绩：摘要汉明码是一种能自动检错并纠正一位错码的线性纠错码，用于信道编码与译码中，高通信系统抗干扰的能力。
本次课设主要是（7,4）汉明码的编译码软件设计,该软件可以对输入的多个四位信息码进行编码,对于接收的多个七位信息码可以进行译码,从而译出四位信息位.当接收到的信息码有一位错误时,可以纠正这一位错码,进而译出正确的信息码组,整个程序使用C语言编写.关键词：汉明码、编码、译码、检错、纠错目录一、C语言简介 (1)1.1什么是C语言 (1)1.2 C语言的特点 (1)1.3 运行C程序的步骤与方法 (2)二、汉明码编码 (4)2.1汉明码编码原理 (4)2.2监督矩阵 (6)2.3生成矩阵 (7)三、汉明码纠错检错 (9)3.1 汉明距离 (9)3.2 汉明码纠错原理 (9)四、汉明码编译码的实现过程 (10)4.1编码过程 (10)4.2译码过程 (10)五、软件设计及测试分析 (12)5.1程序流程图 (12)5.1.2 编码程序流程图 (12)5.1.3 译码程序流程图 (13)5.2 软件运行分析 (15)5.2.1主程序运行分析 (15)5.2.2 编码运行分析 (17)5.2.3 译码运行分析 (18)5.3 软件分析 (19)总结 (20)参考文献 (21)附录 (22)一、C语言简介1.1什么是C语言C语言是一种计算机程序设计语言。
它既具有高级语言的特点，又具有汇编语言的特点。
它由美国贝尔研究所的D.M.Ritchie于1972年推出。
1978后，C语言已先后被移植到大、中、小及微型机上。
它可以作为工作系统设计语言，编写系统应用程序，也可以作为应用程序设计语言，编写不依赖计算机硬件的应用程序。
用MCS-51实现(7,4)汉明码的译码方法
２０ ０ ６年第 １ １期 总 秉 ２ ６ ２
用 ＭＣ 一 １ Ｓ ５ 实现（，） ７４汉明码的译码方法
贾培 军 ， 世 平 杨
（ 安 大学 物 理 与 电 子 信 息 学 院 延 陕 西 延 安 ７６ ０ ） １ ０ ０
摘
要 ： 字信 号在 传输过程 中需要用信道编码 来降低误 码率 ， 高数 字通信的 可靠性 ， 数 提 汉明码 正是 一种编码 效率 高且
ｓ ｓ ｅ ， ｉ ｉ ｌｓｇ ａ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｌｃ ｌａ ｅ ｅ ｗｏ ｋ Ｉ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｃ ｄ ｎ ｔ ｏ ｆ ｉ ｌ ｍｅ ｔ ｇ（ ， ） ａ ｙ ｔ ｍ ｄ ｇ ｔ ｉｎ ｌｐ ｏ ｅ ｓｎ ， ｏ ａ ｒ ａ ｎ ｔ ｒ ． ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ， ｏ ｉｇ ｍｅ ｈ ｄ ｏ ｍｐ ｅ ｎ ｉ ａ ｎ ７ ４ Ｈ ｍｍｉ ｇ ｂ ｓ ｄ ｏ ｎ ａｅ ｎ
关 键 词 ： 明 码 ； 片机 ＭＣ 汉 单 Ｓ一５ ； 道 ； 码 １信 译 中图分类号 ： ＴＮ９ １ １ 文 献标 识码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ４ ７Ｘ（０ ６ １ —０ ９ ２ １０ —３ ３ ２ ０ ） １ ５ —０
Ｃ ｄ ｎ ｅｈ ｆＩ ｌｍｅ ｔ ｇ （ ， ） Ｈａ ｍｉ ｇＢ Ｃ ｏ ｉ ｇＭ ｔ ｏ ｏ ｍｐ ｅ ｎ ｉ ｄ ｎ ７４ ｍ ｎ ｙ Ｍ Ｓ一５ １
Ｍ ＣＳ 一 ５１ ｉ ｎｔ ｏ ｃ ｄ． Ｓ ｉ ｒ ｄｕ ｅ
Ｋ ｙ ｒ ｓ： ｍｍｉ ｇ； ＣＳ一５ ； ｈ ｎ ｅ ； ｏ ｉ ｇ ｅ ｗｏ ｄ Ｈａ ｎ Ｍ ｃ ａ ｎ ｌｃ ｄｎ １
ｌ 引
言
两个错误 。
在 当今 和 未来 的 信 息 化 社 会 中 ， 字 通 信 已成 为 信 息 数 传 输 的重 要 手 段 ， 球 数 字 化 已 成 为 当今 社 会 的 主 要 潮 全
基于matlab的(7.4)汉明码编译码仿真.
综合课程设计
基于matlab的(7,4汉明码编译仿真
专业名称通信工程
班级学号4090719
学生姓名何云瑞
指导教师李雅珍
设计时间2011.12.19~2012.1.4
课程设计任务书
专业:通信工程学号:409719学生姓名(签名:
设计题目:(7,4汉明码的编码、译码仿真
一、设计实验条件
⎢⎥⎢⎥
⎢⎥⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦
⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦ (7
式(6还可以简记为
0T T H A ∙=或0T
A H ∙= (8
其中
111010011010101011001H ⎡⎤
⎢⎥=⎢⎥
⎢⎥⎣⎦ []654321
0A a a a a a a a =
[]00
0=
111011011011P ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦
3.2.3仿真波形(10
3.2.4仿真结果分析(14
4.总结(15
参考文献(16
摘要
汉明码(Hamming Code是一种能够自动检测并纠正一位错码的线性纠错码,即SEC (Single Error Correcting码,用于信道编码与译码中,提高通信系统抗干扰的能力。
本文主要利用MATLAB中SIMULINK通信系统仿真模型库进行汉明码建模仿真,并调用通信系统功能函数进行编程,绘制时域波形,频谱及误码率与信噪比关系曲线图。在此基础上,对汉明码的性能进行分析,得出结论。
③hammgen函数
功能:汉明码生成矩阵和校验矩阵产生函数
语法:H=hammgen(M
[H,G]=hammgen(M
[H,G,N,K]=hammgen(M
(7,4)汉明码课程设计
【摘要】本文主要介绍利用ALTERA公司的Quartus II软件实现（7，4）汉明码的编码和译码的设计，设计共分为三个模块：m序列产生与分组模块、编码模块、译码模块，实现m序列的分组输出。
在QuartusII编辑环境下用VHDL文本输入的输入方法编制程序，经编译正确后进行波形仿真，调试，从而验证设计的正确性。
关键字:汉明码，编码，译码，VHDL【Abstract】T his article propose a method for Hamming encoder and Hamming decoder which is based on the VHDL language. It introduces the theory of Hamming encoder and Hamming decoder and the source program based on VHDL, and the way simulated and checked through QuartusII.Throughout the whole design is totally divided into three modules: the m sequence generated and the Packet Module,the encoding module,the decoding Module.Keywords: Hamming, coder,encoder, decoder ,VHDL目录第1章问题的提出及方案论证 (3)1.1 问题的提出 (3)1.2 方案论证 (3)1.2.1 Quartus II和VHDL简介 (3)1.2.2 软件设计方案介绍 (6)第2章设计方案的实施 (8)2.1 m序列模块 (8)2.1.1 m序列简介 (8)2.1.2 m序列模块设计流程 (9)2.2 （7，4）汉明码知识介绍 (10)2.2.1基本概念 (10)2.2.2监督矩阵 (11)2.2.3生成矩阵 (12)2.2.4 伴随式（校正子）S (12)2.3 汉明码编码模块 (13)2.3.1汉明码编码原理 (13)2.3.2 汉明码编码程序设计流程 (14)2.4 汉明码译码模块 (15)2.4.1汉明码译码原理 (15)2.4.2汉明码译码程序设计流程 (16)第3章软件调试及遇到的问题 (19)3.1 软件调试仿真波形图 (19)3.2 软件调试过程中遇到的问题 (21)第4章总结体会 (22)附录： (23)参考文献 (30)第1章问题的提出及方案论证1.1 问题的提出在上学期的通信原理课程中，我们学习了线性码的基本理论知识。
基于FPGA汉明码编译码器设计
基于FPGA汉明码编译码器设计汉明码是一种能够检测和纠正错误的编码方式。
在FPGA（Field Programmable Gate Array）中，我们可以使用FPGA来设计并实现一个基于(7,4)汉明码的编码器和解码器。
1.编码器设计：编码器将4位数据编码为7位汉明码。
下面是一个基于FPGA的(7,4)汉明码编码器的设计步骤：-设置一个4位输入端口和一个7位输出端口。
-创建一个4×7的矩阵，用于存储所有可能输入与对应汉明码的关系。
每行代表一个输入，每列代表一个汉明码位。
-在FPGA中，使用逻辑门（如XOR门和AND门）来实现矩阵的功能。
根据矩阵，依次设计逻辑门电路来计算每个汉明码位。
例如，对于第一个汉明码位，使用四个输入位的异或门计算出结果。
-将每个汉明码位的结果输出到对应的输出端口。
2.解码器设计：解码器将7位汉明码解码为4位数据。
下面是一个基于FPGA的(7,4)汉明码解码器的设计步骤：-设置一个7位输入端口和一个4位输出端口。
-创建一个7×4的矩阵，用于存储所有可能的汉明码与对应的输出数据的关系。
每行代表一个汉明码，每列代表一个输出数据位。
-同样，使用逻辑门来实现矩阵的功能。
根据矩阵，依次设计逻辑门电路来计算每个输出数据位。
例如，对于第一个数据位，使用七个输入位的与门计算出结果。
-将每个输出数据位的结果输出到对应的输出端口。
3.性能分析和优化：可以通过FPGA的资源利用率和时钟频率等指标对设计进行性能评估。
通过仔细设计逻辑电路，合理分配资源和优化电路，可以提高编码器和解码器的性能。
可以考虑使用并行计算、流水线等技术来提高时钟频率和减少时延。
另外，还可以在FPGA中使用多个编码器和解码器来实现更高级的错误检测和纠正功能。
可以考虑使用更高级的汉明码，如(15,11)汉明码或(31,26)汉明码，来提高错误检测和纠正能力。
可以结合其他编码技术，如校验和，奇偶校验等，来增加冗余度和提高系统的可靠性。
单片机实现（7，4）汉明码的编码毕业设计
单片机实现（7，4）汉明码的编码摘要在当今和未来的信息化社会中，数字通信已成为信息传输的重要手段，全球数字化已成为当今世界的主要潮流。
但是，数字信号在传输过程中，加性噪声，码间串扰等都会产生误码，因此需要用信道编码来降低误码率，提高数字通信的可靠性。
随着差错控制编码技术的蓬勃发展，作为信道传输过程抗干扰的有效手段，其中较为成熟的编码方法如汉明码、奇偶校验码、循环冗余码等编码技术，被广泛应用于计算机、电子通信、控制等领域。
其中汉明码是一种能够纠正一位错误且编码效率较高的线性分组码。
由于它的编译码在工程上较易实现，所以应用广泛。
与其他的错误校验码类似，汉明码也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。
在接受端通过纠错译码自动纠正传输中的差错来实现码纠错功能，称为前向纠错FEC。
在数据链路中存在大量噪音时，FEC可以增加数据吞吐量。
通过在传输码列中加入冗余位(也称纠错位)可以实现前向纠错。
但这种方法比简单重传协议的成本要高。
汉明码利用奇偶块机制降低了前向纠错的成本。
软件实现下面给出基于最常用的MCS-51单片机汇编语言的汉明码测试程序。
它的有效信息占到了总编码长度的70%，测试程序中自动生成11个字节的原始数据。
原始数据块的长度、存放地址可根据实际情况由用户自己确定，只要将本测试程序的汉明码编码、解码子程序嵌入用户应用程序中，就可直接使用。
本课题就是研究利用C8051F系列单片机来实现（7，4）汉明码的编码。
关键词：单片机；线性分组码；（7，4）汉明码C8051F series MCU(7,4)hamming code encodingABSTRACTIn today's and future information society, digital communication has become an important means of information transmission, the global digital has become a major trend in today's world. However, the digital signal in the transmission process, the additive noise, intersymbol interference, and this will result in error, channel coding, therefore need to reduce the error rate and improve the reliability of digital communications. With the error control coding techniques flourished as the transmission channel interference and effective means by which the more mature coding methods, such as Hamming codes, parity bits, cyclic redundancy code and other coding techniques are widely used in computers, electronics communication, control and other fields. Hamming code which is able to correct a mistake and the code more efficient linear block codes. Encoding and decoding in the project because of its easier to achieve, so widely used. With other similar error check code, Hamming code parity bit also use the concept, followed by an increase in the number of bits of data bits, the validity of data can be verified. Use more than one parity bit, Hamming codes can not only verify the data is valid, but also in the caseof data error location specified in the error. By error correction decoding in a receiver automatically correct the transmission errors to achieve error correction code, known as forward error correction FEC. There are a lot of data-link noise, FEC can increase data throughput. Transmission code in the column by adding redundant bits (also known as error correction bits) can be achieved FEC. However, this method than a simple retransmission protocol to the high cost. Hamming code parity block mechanism reduces the use of forward error correction costs. Software are given below based on the most popular MCS-51 microcontroller Hamming code assembly language test program. It accounts for effective information length of 70% of the total coding and testing program automatically generates 11 bytes of raw data. The length of the original data block, or hold the actual situation according to the user to determine if the Hamming code of the test program encoding and decoding routines embedded in user applications, can be used directly.This topic is to study the use of C8051F MCU to achieve (7,4) hamming code encoding.Keywords：MCU;linear block codes; (7,4) hamming code目录第1章绪论 (1)第2章实验的软硬件环境 (2)2.1 VHDL语言的概述 (2)2.1.1 VHDL语言的发展历史 (2)2.1.2 VHDL语言的特点 (2)2.1.3 VHDL语言的开发流程 (3)2.1.4 VHDL的程序结构 (5)2.1.5 逻辑芯片的分类 (5)2.2 MAX+plusⅡ的使用 (9)第3章基于CPLD的PCM解码电路的设计 (12)3.1 PCM的概述 (13)3.2 解调PCM码的基本原理 (18)3.2.1 位同步的实现 ..................................................................错误！未定义书签。
汉明码编译码器系统仿真设计..
课程设计报告题目：汉明码编译码器仿真设计学生姓名：学生学号：系别：专业：届别：指导教师：汉明码编译码器仿真设计1 课程设计任务汉明码是一种能够纠正一位错码或检测两位错码的一种效率较高的线性分组码。
本次课程设计的任务就是利用Systemview 软件实现（7，4）汉明码的编译码器的仿真设计。
进一步分析该系统的性能。
2 汉明码编译码原理的研究背景在通信编码方面，其发展的速度是非常快的，而且未来的发展空间还很巨大。
20世纪40年代才开始形成编码原理。
数字通信系统是利用数字信号来传递信息的通信系统数字通信系统设计的问题很多，其中编码是数字通信系统必不可少的模块。
编码包括信源编码和信道编码，信源编码有两个基本功能：一是提高传输系统的有效性，即通过某种数据压缩技术减少码元数目和降低码元速率。
码元速率决定传输所占的带宽，而传输带宽反应了信道的有效性。
二是完成数模转换。
信道编码的目的是增强数字信号的抗干扰能力。
信道编码对传输的信息码元按一定的规则加入保护成分，组成所谓抗干扰编码。
接收端的信道译码器按相应的逆规则进行解码从中发现错误或者纠正错误，提高通信系统的可靠性。
我们把建立在数学基础上的编码称为代数码。
在代数码中常见的是线性码。
在线性码中信息位和监督位是由一些线性代数方程联系着的，或者说线性码是按照一定的线性方程构成的。
汉明码是1950年由美国贝尔实验室提出来的，是第一个设计用来纠正错误的线性分组码，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。
最先用于磁芯存储器，60年代初用于大型计算机，70年代在MOS存储器中得到应用，后来在中小型计算机中普遍采用，随着科技的发展，现代编码理论和大规模集成电路的应用，性能优良的编译码方法不断出现而实现成本不断降低，其应用已不局限语音、图像等方面，现在更多的是扩展到计算机存储系统、磁盘，甚至在移动通信及卫星通信中得到应用，而且人们研究的不仅仅是纠正一位错码，而倾向于纠正多位错码。
(7,4)汉明码编译码系统CPLD实现
课程设计报告题目：（7，4）汉明码编译码系统CPLD实现系（部）：专业：班级：姓名：年月日（7，4）汉明码编译码系统CPLD实现一．设计目的通过本课程设计巩固并扩展通信原理课程的基本概念、基本理论、分析方法和实现方法。
结合EDA技术、数字通信技术和微电子技术，学习现代数字通信系统的建模和设计方法，使学生能有效地将理论和实际紧密结合，培养创新思维和设计能力，增强软件编程实现能力和解决实际问题的能力。
二．设计要求⑴熟悉数字电路设计的一般方法，熟练地运用通信理论，进行数字基带信号、数字信号频带传输系统设计，掌握对数字基带信号的处理方法，并进行通信系统建模。
⑵熟悉和掌握MAXPLUSⅡ软件的使用，按设计要求进行建模；⑶设计完成后，按学校规范统一书写格式撰写课程设计报告一份，包括：设计目的、设计要求、逻辑分析、设计总体电路、模块设计、模块程序（含对程序的说明）、仿真波形、实验结果分析、心得体会（不少于500字）、参考文献（不少于5篇）等。
三．逻辑分析线性分组码是一种很重要的纠错码，应用很广泛。
在（n，k）分组码种，若监督码元是按线性关系模2相加而得到的，则称其为线性分组码。
循环码是采用循环移位特性界定的一类线性分组码。
如果一个线性分组码的任意一个码字都是另外一个码字的循环移位，那么称此线性分组码为一个循环码。
而本次课程设计要求采用新型数字系统设计的方法实现（7,4）汉明码。
汉明码是差错控制编码中最主要、最常用的一种。
它有很强的纠错能力，所以普遍应用于各种实际的差错控制系统。
要求用CPLD实现（7，4）汉明码编码解码的方法，可以采用原理图或VHDL编程输入的方式。
（7,4）汉明码的编码就是将输入的4位信息码加上3位监督码从而编成7位汉明码输出。
监督位的生成如下：b(2)<=a(3) xor a(2) xor a(1);b(1)<=a(3) xor a(2) xor a(0);b(0)<=a(3) xor a(1) xor a(0);（7,4）汉明码的译码就是将输入的7位汉明码译为4位信息码，并且根据得到的校正子纠正编码过程中可能出现的1位错码。
实验四 纠错码Hamming码编译码
实验四纠错码Hamming码编译码一、实验原理差错控制编码的基本作法是：在发送端被传输的信息序列上附加一些监督码元，这些多余的码元与信息之间以某种确定的规则建立校验关系。
接收端按照既定的规则检验信息码元与监督码元之间的关系，一旦传输过程中发生差错，则信息码元与监督码元之间的校验关系将受到破坏，从而可以发现错误，乃至纠正错误。
通信原理综合实验系统中的纠错码系统采用汉明码（7，4）。
所谓汉明码是能纠正单个错误的线性分组码。
它有以下特点：码长n=2m-1 最小码距d=3信息码位k=2n-m-1 纠错能力t=1监督码位r=n-k这里m位≥2的正整数，给定m后，既可构造出具体的汉明码（n，k）。
汉明码的监督矩阵有n列m行，它的n列分别由除了全0之外的m位码组构成，每个码组只在某列中出现一次。
系统中的监督矩阵如下图所示：其相应的生成矩阵为：汉明译码的方法，可以采用计算校正子，然后确定错误图样并加以纠正的方法。
表3.4.1 （7，4）汉明编码输入数据与监督码元生成表二、实验仪器1、JH5001通信原理综合实验系统一台2、20MHz双踪示波器一台3、JH9001型误码测试仪（或GZ9001型）一台三、实验目的通过纠错编解码实验，加深对纠错编译码理论的理解；掌握纠错编译码的实现和应用。
AS CVSD四、 实验内容准备工作：（1）首先通过菜单将调制方式设置为BPSK 或DBPSK 方式；将汉明编码模块内工作方式选择开关SWC01中，编码使能开关插入（H_EN ），ADPCM 数据断开（ADPCM ）；将输入数据选择开关KC01设置在m 序列（DT_M ）位置；设置m 序列方式为（00：M_SEL2和M_SEL1拔下），此时m 序列输出为1/0码。
（2）将汉明译码模块内输入信号和时钟选择开关KW01、KW02设置在LOOP 位置（右端），输入信号直接来自汉明编码模块；将译码器使能开关KW03设置在工作位置0N （左端）。
(完整版)(7,4)汉明码编译码程序说明
（7，4）汉明码编译码原理程序说明书1、线性分组码假设信源输出为一系列二进制数字0和1.在分组码中，这些二进制信息序列分成固定长度的消息分组（message blocks ）。
每个消息分组记为u ，由k 个信息位组成。
因此共有2k 种不同的消息。
编码器按照一定的规则将输入的消息u 转换为二进制n 维向量v ，这里n>k 。
此n 维向量v 就叫做消息u 的码字（codeword ）或码向量（code vector ）。
因此，对应于2k 种不同的消息，也有2k 种码字。
这2k 个码字的集合就叫一个分组码（block code ）。
一个长度为n ，有2k 个码字的分组码，当且仅当其2k 个码字构成域GF （2）上所有n维向量空间的一个k 维子空间时被称为线性（linear ）（n ，k ）码。
对于线性分组码，希望它具有相应的系统结构（systematic structure ），其码字可分为消息部分和冗余校验部分两个部分。
消息部分由k 个未经改变的原始信息位构成，冗余校验部分则是n-k 个奇偶校验位（parity-check ）位，这些位是信息位的线性和（linear sums ）。
具有这样的结构的线性分组码被称为线性系统分组码（linear systematic block code ）。
本实验以（7，4）汉明码的编译码来具体说明线性系统分组码的特性。
其主要参数如下：码长：21mn =-信息位：21mk m =-- 校验位：m n k =-，且3m ≥ 最小距离：min 03d d ==由于一个（n ，k ）的线性码C 是所有二进制n 维向量组成的向量空间n V 的一个k 维子空间，则可以找到k 个线性独立的码字，0,1,1k g g g -…… ，使得C 中的每个码字v 都是这k 个码字的一种线性组合。
（7，4）汉明码的生成矩阵如下，前三位为冗余校验部分，后四位为消息部分。
0123 1 1 0 1 0 0 00 1 1 0 1 0 01 1 1 0 0 1 01 0 1 0 0 0 1g g G g g ⎧⎫⎧⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪==⎨⎬⎨⎬⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎭⎩⎭如果()0123u u u u u =是待编码的消息序列，则相应的码字可如下给出：()0101230011223323g g v u G u u u u u g u g u g u g g g ⎧⎫⎪⎪⎪⎪===+++⎨⎬⎪⎪⎪⎪⎩⎭编码结构即码字()0123456v v v v v v v v =，对于（7，4）线性分组码汉明码而言，3456,,,v v v v 为所提供的消息序列，而0356v v v v =⊕⊕，1345v v v v =⊕⊕，2456v v v v =⊕⊕。
通信原理设计报告(7-4)汉明码的编解码设计
当S=000时，则无错。
第4章（7，4）汉明码编码器旳设计
4.1（7，4）汉明码编码措施
(7,4)汉明码旳编码就是将输入旳4位信息码M=[ ]加上3位监督码 从而编成7位汉明码[ ]，编码输出B=[ ].由式A = M·G=[ ]·G可知，信息码M与生成矩阵G旳乘积就
（3）VHDL语句旳行为描述能力和程序构造决定了他具有支持大规模设计旳分解和已有设计旳再运用功能。符合市场需求旳大规模系统高效，高速旳完毕必须有多人甚至多种代发组共同并行工作才干实现。
（4）对于用VHDL完毕旳一种拟定旳设计，可以运用EDA工具进行逻辑综合和优化，并自动旳把VHDL描述设计转变成门级网表。
使用组合编译方式可一次完毕整体设计流程。
自动定位编译错误、
高效旳器件编程与验证工具。
可读入原则旳EDIF网表文献、VHDL网表文献和Verilog网表文献。
能生成第三方EDA软件使用旳VHDL网表文献和Verilog网表文献。
●VHDL语言
VHDL语言重要用于描述数字系统旳构造、行为、功能和接口，除了具有许多具有硬件特性旳语句外，VHDL旳语言形式和描述风格与句法是十分类似于一
体会与建议．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
附录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20
前言
汉明（Hamming）码是一种可以纠正一位错码或检测两位错码旳一种效率较高旳线性分组码。本次课程设计旳任务就是运用EDA技术在Quartus II软件下用VHDL语言实现（7，4）汉明码旳编译码旳设计和仿真。从而进一步加深对汉明码编译码原理旳理解。
对语音进行74汉明码编译码
对语音进行74汉明码编译码汉明码是一种用于检错的编码方式，常用于数据传输和存储领域。
它可以通过在数据中添加冗余的校验位来检测和纠正传输或存储过程中出现的错误。
汉明码的编码过程如下：1. 确定要传输的数据。
假设我们要传输一个k位的消息。
2. 确定校验位的数量。
校验位的数量r可以通过以下公式进行计算：2^r >= k + r + 1。
这个公式确保了校验位足够多以检测和纠正错误。
3. 将数据位和校验位进行排列。
将k位的数据位和r位的校验位按照某种方式进行排列。
一种常见的排列方式是将校验位插入到数据位的特定位置。
4. 计算校验位的值。
校验位的值可以通过以下步骤来计算：a. 将每一个校验位作为一个索引。
b. 对于每一个校验位，将目标位中索引所指的位进行异或运算。
c. 将异或结果作为校验位的值。
5. 将数据位和校验位传输或存储。
汉明码的解码过程如下：1. 接收数据位和校验位。
2. 计算每一个校验位的值。
校验位的值可以通过以下步骤来计算：a. 将每一个校验位作为一个索引。
b. 对于每一个校验位，将接收到的数据位中索引所指的位进行异或运算。
c. 将异或结果作为校验位的值。
3. 比较计算得到的校验位的值与接收到的校验位的值。
如果两者相等，则说明传输或存储过程中没有错误发生。
如果两者不相等，则说明可能存在错误。
4. 如果存在错误，根据所在位置的校验位的索引，进行纠正。
将该位的值进行翻转即可。
需要注意的是，汉明码可以检测错误的位置，并在发生错误时进行纠正，但是它有限制和缺陷。
它只能检测和纠正1位的错误，并且无法检测多位错误。
此外，汉明码的编码和解码过程相对复杂，可能会增加传输或存储的开销。
总结起来，汉明码是一种用于检错的编码方式，可以在数据传输或存储过程中检测和纠正错误。
通过添加校验位并进行异或运算，可以实现错误的检测和纠正。
然而，汉明码只能检测和纠正1位的错误，且编码和解码过程相对复杂。
74汉明码课程设计
74汉明码课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解汉明码的基本概念，掌握其编码原理和算法过程；2. 学会使用汉明码进行数据纠错，并掌握相关计算方法；3. 了解汉明码在信息传输中的应用，认识到其在通信领域的重要性。
技能目标：1. 能够运用汉明码进行信息的编码与解码操作；2. 能够通过实际案例分析，运用汉明码解决数据传输中的错误；3. 能够运用所学知识，设计简单的汉明码纠错程序。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对信息科学技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识；2. 增强学生的团队协作能力，培养其合作解决问题的习惯；3. 提高学生的信息安全意识，使其认识到数据传输中纠错的重要性。
课程性质：本课程为信息技术学科，旨在让学生掌握汉明码的基本原理和应用，培养其编程思维和实际操作能力。
学生特点：本课程针对初中年级学生，他们在数学和逻辑思维方面具备一定基础，但对信息编码和纠错技术了解较少。
教学要求：结合学生特点，通过实际案例和动手操作，使学生在理解汉明码的基础上，能够将其应用于实际问题的解决。
在教学过程中，注重培养学生的团队协作能力和创新精神。
课程目标分解为具体学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 汉明码基本概念：介绍汉明码的起源、定义及作用，结合教材相关章节，让学生理解其在信息传输中的重要性。
2. 编码原理与算法：详细讲解汉明码的编码原理，包括奇偶校验、信息位与校验位的计算方法，以及如何利用这些原理进行数据纠错。
- 教材章节：第三章第三节“汉明码的编码与解码”3. 汉明码的应用：通过实例分析，让学生了解汉明码在通信、计算机存储等方面的应用，并学会运用汉明码进行数据传输和保护。
- 教材章节：第三章第四节“汉明码的应用实例”4. 编码与解码实践：组织学生进行汉明码的编码与解码操作练习，提高其动手能力，巩固所学知识。
- 教材章节：第三章第五节“汉明码的编码与解码操作”5. 纠错程序设计：引导学生运用所学知识，设计简单的汉明码纠错程序，培养学生的编程思维和实际操作能力。
(完整版)(7,4)汉明码信道编码_共10页
a2
1 1 1 0 a4
a1
1 1 0 1 a3
a0
1011
A = [a6 a5 a4 a3] ·G
其中
(4.3.1) （4.3.2）
1000 111 0100 110 G= 0010 101 0001 011
（4.3.3）
G 称为生成矩阵，由 G 和信息组就可以产生全部码字。生成矩阵也可以分成2部分，
4.课程设计分析
4.1 (7,4)汉明码信道编码的基本概念
线性分组码是一类重要的纠错码，应用很广泛。在（n，k）分组码中，若
督元是按线性关系相加而得到的，则称其为线性分组码。
现在以(7,4)分组码为例来说明线性分组码的特点。设其码字为 A=[a6，a5，a4，a3， a2，a1，a0]，其中前4位是信息元，后3位是监督元，可用下列线性方程组来描述 该分组码，产生监督元：
3.2 汉明码的校验
与其他的错误校验码类似，汉明码也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。
3.2 汉明码的纠错
在接受端通过纠错译码自动纠正传输中的差错来实现码纠错功能，称为前向 纠错 FEC。在数据链路中存在大量噪音时，FEC 可以增加数据吞吐量。通过在 传输码列中加入冗余位(也称纠错位)可以实现前向纠错。但这种方法比简单重传 协议的成本要高。汉明码利用奇偶块机制降低了前向纠错的成本。在接受端通过
信息传输中信道中的噪声干扰不仅使原代码的每一位(k 比特)可能出错，而 且附加纠错位(比特)也可能出错，故“一个差错”的情况共有 k+r 种，加上“ 正常” 态共有 k+r +1 种状态，而 r 比特的附加纠错位要能分辨这 k+r +1 种状态。 推导并使用长度为 k 位码字的汉明码，所需步骤如下 ：
(7,4)汉明码编译码系统CPLD实现
课程设计报告题目：（7，4）汉明码编译码系统CPLD实现系（部）：专业：班级：姓名：年月日（7，4）汉明码编译码系统CPLD实现一．设计目的通过本课程设计巩固并扩展通信原理课程的基本概念、基本理论、分析方法和实现方法。
结合EDA技术、数字通信技术和微电子技术，学习现代数字通信系统的建模和设计方法，使学生能有效地将理论和实际紧密结合，培养创新思维和设计能力，增强软件编程实现能力和解决实际问题的能力。
二．设计要求⑴熟悉数字电路设计的一般方法，熟练地运用通信理论，进行数字基带信号、数字信号频带传输系统设计，掌握对数字基带信号的处理方法，并进行通信系统建模。
⑵熟悉和掌握MAXPLUSⅡ软件的使用，按设计要求进行建模；⑶设计完成后，按学校规范统一书写格式撰写课程设计报告一份，包括：设计目的、设计要求、逻辑分析、设计总体电路、模块设计、模块程序（含对程序的说明）、仿真波形、实验结果分析、心得体会（不少于500字）、参考文献（不少于5篇）等。
三．逻辑分析线性分组码是一种很重要的纠错码，应用很广泛。
在（n，k）分组码种，若监督码元是按线性关系模2相加而得到的，则称其为线性分组码。
循环码是采用循环移位特性界定的一类线性分组码。
如果一个线性分组码的任意一个码字都是另外一个码字的循环移位，那么称此线性分组码为一个循环码。
而本次课程设计要求采用新型数字系统设计的方法实现（7,4）汉明码。
汉明码是差错控制编码中最主要、最常用的一种。
它有很强的纠错能力，所以普遍应用于各种实际的差错控制系统。
要求用CPLD实现（7，4）汉明码编码解码的方法，可以采用原理图或VHDL编程输入的方式。
（7,4）汉明码的编码就是将输入的4位信息码加上3位监督码从而编成7位汉明码输出。
监督位的生成如下：b(2)<=a(3) xor a(2) xor a(1);b(1)<=a(3) xor a(2) xor a(0);b(0)<=a(3) xor a(1) xor a(0);（7,4）汉明码的译码就是将输入的7位汉明码译为4位信息码，并且根据得到的校正子纠正编码过程中可能出现的1位错码。
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南华大学电气工程学院
《通信原理课程设计》任务书
设计题目：(7, 4)汉明码编译码系统设计
专业：通信工程
学生姓名: 马勇学号:20114400236 起迄日期:2013 年12月20日~2014年1月3日指导教师:宁志刚副教授
系主任：王彦教授
《通信原理课程设计》任务书
《通信原理课程设计》设计说明书格式
一、纸张和页面要求
A4纸打印；页边距要求如下：页边距上下各为2.5 厘米，左右边距各为2.5厘米；行间距取固定值（设置值为20磅）；字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）。
二、说明书装订页码顺序
(1)任务书 (2)论文正文 (3)参考文献，(4)附录
三、课程设计说明书撰写格式
见范例
引言(黑体四号)
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆(首行缩进两个字，宋体小四号)
1☆☆☆☆(黑体四号)
正文……(首行缩进两个字，宋体小四号)
1.1（空一格）☆☆☆☆☆☆(黑体小四号)
正文……(首行缩进两个字，宋体小四号)
1.2 ☆☆☆☆☆☆、☆☆☆
正文……(首行缩进两个字，宋体小四号)
2 ☆☆☆☆☆☆ (黑体四号)
正文……(首行缩进两个字，宋体小四号)
2.1 ☆☆☆☆、☆☆☆☆☆☆，☆☆☆(黑体小四号)
正文……(首行缩进两个字，宋体小四号)
2.1.1☆☆☆，☆☆☆☆☆，☆☆☆☆(楷体小四号)
正文……(首行缩进两个字，宋体小四号)
（1）……
图1. 工作波形示意图(图题，居中，宋体五号)
…………
5结论(黑体四号)
☆☆☆☆☆☆(首行缩进两个字，宋体小四号)
参考文献(黑体四号、顶格)
参考文献要另起一页，一律放在正文后，不得放在各章之后。
只列出作者直接阅读过或在正文中被引用过的文献资料，作者只写到第三位，余者写“等”，英文作者超过3人写“et al”。
几种主要参考文献著录表的格式为：
⑴专(译)著：[序号]著者.书名（译者）[M].出版地：出版者，出版年：起~止页码.
⑵期刊：[序号]著者.篇名[J].刊名，年，卷号（期号）：起~止页码.
⑶论文集：[序号]著者.篇名[A]编者.论文集名[C] .出版地：出版者，出版者. 出版年：起~止页码.
⑷学位论文：[序号]著者.题名[D] .保存地：保存单位，授予年.
⑸专利文献：专利所有者.专利题名[P] .专利国别：专利号，出版日期.
⑹标准文献：[序号]标准代号标准顺序号—发布年，标准名称[S] .
⑺报纸：责任者.文献题名[N].报纸名，年—月—日（版次）.
附录（居中,黑体四号）
☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆(首行缩进两个字，宋体小四号)
（另起一页。
附录的有无根据说明书（设计）情况而定，内容一般包括正文内不便列出的冗长公式推导、符号说明（含缩写）、计算机程序、整体仿真原理图、系统仿真结果图等。
《通信原理课程设计》设计说明书
写作内容参考格式
1、标题
2、摘要
3、目录
4、正文
（1）绪论：说明本课题的意义、目的、研究范围及要达到的技术指标等
（2）方案：说明设计原理、方框图等，并说明该方案的特点
（3）设计步骤（仿真过程）：包括电路图的安装、调试和分析，或者程序的调试及结果的分析。
（4）结论：对整个研究工作进行归纳和综合，简要阐述本课题研究中尚存的问题及进一步开展研究的简介和建议。
（5）参考资料：本人真正阅读过的期刊或相关文献资料，3篇以上。
（6）附录：一些不宜放在正文中，但又直接反映完成工作的成果内容，如设计图纸、实验数据、计算机程序等。
说明：
设计类需要相关芯片的原理，列出所需仪器仪表清单及元器件清单，调试的步骤，分析等。
仿真类需要流程图，详细的注释，若有子程序需要说明该程序的功能、输入输出参数说明，仿真结果的分析等。
编程语言可以是C、Matlab等，仿真软件可以是Simulink、System View、Multisim、MaxPlusII等。
字数：3000~5000字
一、通信原理课程设计的地位：
课程设计是教学环节中的一个内容。
通信原理课程设计的目的是使学生融会贯通《通信原理》课程所学的专业基础理论知识，完成一个较为完整的设计、仿真、分析及计算过程，以加深对所学理论的理解与应用。
培养学生综合运用已学的基础知识和专业知识解决基本工程设计问题的初步技能，全面提高学生的动手能力以及实际工程能力。
它要求设计者不仅要由任务书的技术要求( 指标)设计出具体实际电路图, 而且要写出电路图的安装、调试和分析。
二、课程设计要求：
设计类可以2人选择1个题目，仿真类1人1题；
不能直接从网上或其他资料下载、拷贝；
按时完成设计报告；
随机抽查进行答辩。
设计要求具体为：
1、不得抄袭网络作品或者历届作品或者其他同学的作品，一旦发现雷
同50%以上，则相关雷同设计的成绩都为不及格。
2、本课程设计重点在仿真，所以对系统仿真图要求较高，不得粘贴网
络图片，若图片模糊（或者图片中的文字模糊）或者图片带有水印，则相关设计的成绩都为不及格。
3、提交的电子稿必须含有全套仿真源文件，如SYSTEMVIEW仿真源文件或者MATLAB 仿真源文件，以便检验课程设计的真实性与正确度。
4、所有课程设计资料（纸质稿+电子稿+源程序），由班长或学习委员收齐统一上交。
每个同学的电子稿（最终稿）放在一个名称为“学生姓名”的文件夹中，课程设计说明书以“设计题目名称”命名。
该文件夹包含课程设计说明书与全套仿真原始文件（如SYSTEMVIEW源文件或MATLAB源文件）。