计算机通信课设-汉明码(附程序)

汉明码编译码课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解汉明码的基本概念，掌握编码和译码的原理；2. 学生能够运用汉明码进行信息编码和错误检测与纠正；3. 学生了解汉明码在通信和计算机科学中的应用，理解其重要性。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，独立完成汉明码的编码和译码过程；2. 学生能够通过实际案例分析，提高问题解决和逻辑思维能力；3. 学生能够运用合作学习的方式，进行小组讨论和成果分享。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对信息科学的兴趣，激发学习热情；2. 学生认识到团队合作的重要性，培养协作精神；3. 学生通过学习汉明码，认识到科技对社会发展的贡献，增强社会责任感。

课程性质：本课程属于信息技术学科，以实际应用为导向，注重理论与实践相结合。

学生特点：六年级学生具备一定的信息科学基础和逻辑思维能力，对新鲜事物充满好奇心，但注意力集中时间有限。

教学要求：结合学生特点，教师应采用生动形象的教学方法，注重启发式教学，引导学生主动参与，提高课堂互动性。

同时，将课程目标分解为具体的学习成果，以便在教学过程中进行有效评估。

1. 汉明码基本概念：介绍汉明码的定义、原理及其在通信和计算机科学中的应用。

教材章节：第三章第三节2. 汉明码编码过程：讲解如何利用汉明码进行信息编码，包括奇偶校验位的添加方法。

教材章节：第三章第四节3. 汉明码译码过程：介绍汉明码的译码原理，以及如何检测和纠正错误。

教材章节：第三章第五节4. 案例分析与实操：通过实际案例，分析汉明码在信息传输中的应用，并进行编码和译码实操。

教材章节：第三章第六节5. 小组合作与讨论：分组进行讨论，分享学习心得，培养学生的团队合作精神。

教材章节：第三章实践活动教学安排与进度：第一课时：汉明码基本概念及编码过程第二课时：汉明码译码过程及案例分析第三课时：实操练习，小组合作与讨论第四课时：总结与评价，巩固所学知识教学内容确保科学性和系统性，结合课程目标进行详细的教学大纲制定，以便教师有序开展教学活动，帮助学生更好地掌握汉明码相关知识。

摘要在通信系统中，要提高信息传输的有效性，我们将信源的输出经过信源编码用较少的符号来表达信源消息，这些符号的冗余度很小，效率很高，但对噪声干扰的抵抗能力很弱。

为了提高信息传输的准确性，我们引进了差错控制技术。

而该技术采用可靠的，有效的信道编码方法来实现的。

纠错码是一种差错控制技术，目前已广泛应用于各种通信系统和计算机系统中，纠错编码主要用于数字系统的差错控制，对于保证通信、存储、媒体播放和信息转移等数字传递过程的质量有着重要意义，是通信、信息类科知识结构中不可缺少的一部分。

本文系统地介绍了纠错码在数字系统中的应用和发展，以及纠错码的基本原理和含义,常用纠错码的简介和分类,同时也介绍了Vc++6.0的基本知识，以及如何应用Vc++实现hamming码编码器和译码器。

关键字：通信系统、信道编码、线性分组码、Hamming码目录前言 (3)第1章计算机通信中的编码原理 (4)1.1 计算机通信系统的组成 (4)1.2 编码信道模型 (5)1.3 信道编码概述 (6)第2章线性分组码 ................................................................................................................... .82.1 线性分组码的基本概念 (8)2.2 线性码的编码和译码 (8)2.2.1线性码的编码 (9)2.2.2线性码的译码 (10)2.3 Hamming（汉明）码 (11)第3章 Hamming码的编程实现 (13)3.1 程序流程图 (14)3.2 VC++6.0开发环境 (14)3.3 Hamming码编译码器的设计 (15)3.4 编译结果 (17)设计总结 (19)参考文献................................................................................................................................................错误！未定义书签。

目录前言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1第1章设计要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3第2章QuartusⅡ软件介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4第3章汉明码的构造原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 3.1 （7，4）汉明码的构造原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63.2 监督矩阵H与生成矩阵G．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73.3 校正子（伴随式S）．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8第4章（7，4）汉明码编码器的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．104.1 （7，4）汉明码的编码原理及方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．104.2 （7，4）汉明码编码程序的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．104.3 （7，4）汉明码编码程序的编译及仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11第5章（7，4）汉明码译码器的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．125.1 （7，4）汉明码的译码方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．125.2 （7，4）汉明码译码程序的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13 5.3 （7，4）汉明码译码程序的编译及仿真．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15第6章（7，4）汉明码编译码器的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．176.1 （7，4）汉明码编译码器的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18体会与建议．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19附录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20前言汉明（Hamming）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。

实验一 汉明码编解码实验一、实验目的1、掌握汉明码的编解码原理。

2、掌握汉明码的软件仿真方法。

3、掌握汉明码的硬件仿真方法。

4、掌握汉明码的硬件设计方法。

二、预习要求1、掌握汉明码的编解码原理和方法。

2、熟悉matlab 的应用和仿真方法。

3、熟悉Quatus 的应用和FPGA 的开发方法。

三、实验原理1、信道编码的概念通信信号是通过信道的传输，从信源传到信宿。

由于信道有着不同的特征，这些特征将会影响传输中的通信信号，使信宿不能正确接受和识别信源的信号。

因此需要采取各种方式抗信道干扰，信道编码就是一种广泛采用的抗信道干扰的方法。

信道编码的思想是按照一定规律在待发送的信息码中加入一些冗余的信息，接收端根据这些冗余信息和信息码来恢复原来的信号。

因此，信道编码的任务就是以最小的冗余代价来换取抗干扰性能最好的码。

2、汉明码的原理汉明码是1949年提出的一种能纠正单个错误的线性分组码。

实验中采用的含明码为(7,4)汉明码，其采用的本原多项式为1)(3++=x x x f 。

其生成矩阵为G=[1011000，1110100，1100010，0110001]。

监督矩阵为：H=[1001110,0100111,0011101]。

当输入编码序列为I 时，输出编码序列R ＝IG ，输出的编码序列为系统码。

接收的待译码序列D ＝R ＋E ，E 为错误序列。

错误图样S ＝DH T ，根据错误图样S 可以判决得到错误序列E 。

将错误序列和接收的待译码序列运算可以得到正确的译码输出。

设（7，4）汉明码中共有4个信息码，3个监督码。

我们用6543210a a a a a a a 表示这7个码元，用S1,S2,S3表示三个监督关系式中的校正子，则S1,S2,S3的值与错码的位置的对应关系规定如下表所示： （其中65421S a a a a =⊕⊕⊕；65312S a a a a =⊕⊕⊕；64303S a a a a =⊕⊕⊕）S1S2S3 错误位置 S1S2S3 错误位置001 0a 101 4a 010 1a 110 5a 100 2a 111 6a0113a000无错下表是汉明码编码信息位与监督位的对应表：信息位监督位信息位监督位6543a a a a210a a a6543a a a a210a a a0000 000 1000 111 0001 011 1001 100 0010 101 1010 010 0011 110 1011 001 0100 110 1100 001 0101 101 1101 010 0110 011 1110 100 01110001111111四、汉明码的波形和误码率仿真 1、建立仿真文件（hammingsim.mdl ）AWGN Channel的参数SNR设置为SNR；Bernoulli Binary Generator的参数Sample Time设置为SampleTime。

【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。

通信原理实验电子信息工程学院实验十五汉明编码和译码实验实验前的准备(1) 预习本实验的相关内容。

(2) 熟悉实验指导书附录B和附录C中实验箱面板分布及测试孔位置相关模块的跳线状态。

(3) 实验前重点熟悉的内容：汉明码的编码规则、汉明码的纠错能力。

⑷思考题。

2)本实验中汉明编码器的输入数据速率为32kbps,输出数据速率为多少？为汉明编码器的输入信号选择m序列信号时，跳线开关SWCO1KCO1如何汉明编码器的输入信号选择来自ADPC模块的实验目的(1) 掌握汉明码编译码原理。

(2) 掌握汉明码纠错检错原理。

(3) 通过纠错编解码实验，加深对纠错编解码理论的理解。

三、实验仪器(1) ZH5001A通信原理综合实验系统⑵20MHz双踪示波器四、基本原理差错控制编码的基本原理是：由发送端的信道编码器在信息码元序列中增加一些监督码元。

这冗余的码元与信息之间以某种确定的规则建立校验关系，使接收端可以利用这种关系由信道译码器来发现或纠正可能存在的错码。

不同的编码方法有不同的检错或纠错能力。

为了纠正位错码，在分组码1中最少要加入多少监督位才可行呢？编码效率能否提高呢？从这种思想出发进行研究，便导致了汉明码的诞生。

汉明码是一种能够纠正一位错码且编码效率较高的线性分组码。

下面介绍汉明码的编码原理。

一般来说，若码长为n，信息位数为k，记作（n, k）码，则监督位数r n k,如果希望用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2r 1 n 或2r k r 1通信原理综合实验系统中的纠错码系统采用（7, 4）汉明码。

用a6a5…a。

表示这7个码元，用3、S?、$表小3个监督关系式中的校正子，则S&2S3的值与码元间构成偶数监督关系：a6a5a4a2S2a4a4a3a i S3a6a5a3a。

在发送端编码时，信息位玄6、85、a4和a3的值决定于输入信号,因此它们是随机的。

监督位a“印和a。

自主设计实验二.汉明码编译码121180165赵博睿一．实验原理汉明码是差错控制编码的一种，是一种线性分组码，可以纠一位错，利用监督位和信息位的线性方程关系实现监督。

满足n=k+r，n=2^r-1的关系，本次实验采用的是（7,4）汉明码。

二．设计思路本次实验可以分为6个模块：m序列产生模块、汉明编码模块、编码输出模块、信道加错模块、接收译码模块、译码输出模块。

1.m序列产生模块：上次实验做过，因此不赘述设计思路；2.汉明码编码模块：需要将m序列缓冲到一个寄存器中进行汉明编码，编码方法由生成矩阵G决定，需要将编码数据放入到另一个寄存器中。

3.编码输出模块：将寄存器中编好的数据输出，需要另一个寄存器进行并行存储到串行输出的转换，并且需要一个同步计数器跟踪串行输出的首位。

4.信道加错模块：需要一个计数器来进行固定频率的加错，需要一个寄存器进行汉明码串行输出到并行存储的转换。

5.译码输出模块：将加错后的汉明码进行纠错译码并且输出，需要一个同步信号查找首位，需要一个寄存器进行译码，需要一个寄存器进行译码后数据并行存储到串行输出的转换。

从技术层面来讲，需要三种技术：同步技术、串/并行转换技术、编译码技术。

三．Verilog代码module hanmingma(clk,mout,hout,tout);input clk;//晶振clk信号//output reg mout;//m序列输出//output reg hout;//汉明码输出//reg mclk;//m序列clk//reg hclk;//汉明码clk//reg [3:0] mreg;//m序列寄存器//reg [6:0] hreg;//用来汉明码编码的汉明码寄存器//reg [6:0] hreg2;//用来输出的汉明码寄存器//reg [6:0] rereg;//接收端汉明码寄存器//reg [3:0] m;//m序列产生寄存器//reg [7:0] count1;//mclk计数器//reg [7:0] count2;//hclk计数器//reg [1:0] mcount;//m序列同步计数器//reg [2:0] hcount;//汉明码同步计数器//reg [6:0] ecount;//加错计数器//reg [3:0] rem;//用来译码的译码m序列寄存器//output reg tout;//译码输出//reg [3:0 ]rem2;//用来输出的译码m序列寄存器//reg[2:0] tcount;//译码输出同步计数器//reg [2:0] a1;//接收端同步寄存器1//reg[2:0] a2;//接收端同步寄存器2//reg [3:0] acount;//接收端同步计数器//always @(posedge clk)beginif(count1==223)//分频产生32khz时钟信号mclk// beginmclk<=~mclk;count1<=0;endelsecount1<=count1+1;if(count2==127)//分频产生56khz的时钟信号hclk// beginhclk<=~hclk;count2<=0;endelsecount2<=count2+1;endalways @(posedge mclk)//产生m序列并且输出到mout// beginif(m==0)m=1;elsebeginm[0]<=m[0]^m[3];m[1]<=m[0];m[2]<=m[1];m[3]<=m[2];mout<=m[3];endendalways @(posedge mclk)//将mout输入到mreg寄存器中并且计数，每当存入4个数据时进行汉明码编码并存储到hreg寄存器中，并且重新开始计数//beginmreg[3:1]<=mreg[2:0];mreg[0]<=mout;if(mcount==2)beginhreg[6:3]<=mreg[3:0];hreg[2]<=mreg[3]^mreg[2]^mreg[1];hreg[1]<=mreg[1]^mreg[2]^mreg[0];hreg[0]<=mreg[3]^mreg[0]^mreg[2];mcount<=mcount+1;endelsemcount<=mcount+1;endalways @(posedge hclk)//将hreg中的汉明码存入hreg2中用以输出，hreg2中的最高位输出到hout并且进行移位，同时进行计数，输出7个数据之后重新将hreg中的数据存入hreg2中并且重复上述输出过程//beginhout<=hreg2[6];hreg2[6:1]<=hreg2[5:0];if(hcount==6)beginhreg2<=hreg;hcount<=0;endelsehcount<=hcount+1;endalways @(posedge hclk)//模拟加错信道，将hout输入到接收端汉明码寄存器，并将接收端寄存器数据移位，同时进行错码周期计数，当传输18个数据时，将当前数据取反输入给接收端//beginrereg[6:1]<=rereg[5:0];if(ecount==17)beginrereg[0]<=~hout;ecount<=0;endelsebeginrereg[0]<=hout;ecount<=ecount+1;endendalways @(posedge hclk)//进行接收端汉明码首位寻址，若两个同步监督寄存器中有一个为0，即连续两个7位序列中有一个无错误，视为同步成功，将同步计数器归0，否则同步计数器数值不变，继续寻找满足条件的首位//beginif(acount==6)beginif(a2==0||a1==0)acount<=0;elseacount<=6;endelseacount<=acount+1;endalways @(posedge hclk)//接收端纠错译码和监督，寻找首位时进行同步监督，并将同步监督寄存器1值赋给同步监督寄存器2，以实现监督连续两组汉明码的目的，与上一个模块共同作用保证同步，并同时进行纠错译码，将译码后的结果放到译码m序列寄存器中// beginif(acount==6)begina1[2]<=rereg[6]^rereg[5]^rereg[4]^rereg[2];a1[1]<=rereg[5]^rereg[4]^rereg[3]^rereg[1];a1[0]<=rereg[6]^rereg[5]^rereg[3]^rereg[0];a2<=a1;rem[3]<=((~(rereg[5]^rereg[3]^rereg[4]^rereg[1]))&(rereg[6] ^rereg[5]^rereg[3]^rereg[0])&(rereg[6]^rereg[5]^rereg[4]^re reg[2]))^rereg[6];rem[2]<=((rereg[5]^rereg[3]^rereg[4]^rereg[1])&(rereg[6]^re reg[5]^rereg[3]^rereg[0])&(rereg[6]^rereg[5]^rereg[4]^rereg [2]))^rereg[5];rem[1]<=((rereg[5]^rereg[3]^rereg[4]^rereg[1])&(~(rereg[6] ^rereg[5]^rereg[3]^rereg[0]))&(rereg[6]^rereg[5]^rereg[4]^r ereg[2]))^rereg[4];rem[0]<=((rereg[5]^rereg[3]^rereg[4]^rereg[1])&(rereg[6]^re reg[5]^rereg[3]^rereg[0])&(~(rereg[6]^rereg[5]^rereg[4]^rer eg[2])))^rereg[3];endendalways @(posedge mclk)//译码后的m序列输出，将译码m序列寄存器中的数据存入rem2中，rem2中最高位输出到tout并进行移位，并同时进行计数，输出4个数据后将m序列寄存器中的数据再次存入rem2中，重复上述输出过程//begintout<=rem2[3];rem2[3:1]<=rem2[2:0];if(tcount==3)beginrem2<=rem;tcount<=0;endelsetcount<=tcount+1;endendmodule四．实验结果分析1.程序仿真结果分析：图1.汉明码编码仿真分析：图中的hout为..1110100 1011000 0010110 0011101.., 经查表（此表格在报告最后附录给出）可知分为别1110,1011,0010,0011的汉明码编码，而1110-1011-0010-0011也符合mout的输出，所以这个仿真结果表明编码成功。

兰州理工大学课程设计报告课程名称：通信系统课程设计设计名称：汉明码的编码和译码姓名：学号:班级：指导教师：起止日期：2014.4.7-2014.4.9课程设计任务书学生班级：学生姓名：学号：设计名称：汉明码的编译和译码起止日期：2012.6.11-2012.6.25 指导教师：课程设计学生日志课程设计评语表汉明码的编码和译码一、 设计目的和意义1. 学习汉明码的编码和译码；2. 学习Matlab 的相关使用，学会用Malab 解决实际问题；3. 培养自己全面、独立思考的能力。

二、 设计原理2.1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21r n -≥或211rk r -≥++ (1)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6543210a a a a a a a 来表示这7个码元，用123s s s 的值表示3个监督关系式中的校正子，则123s s s 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则由表1可得监督关系式： 16542s a a a a =⊕⊕⊕()226531s a a a a =⊕⊕⊕ ()3 36430s a a a a =⊕⊕⊕()4 在发送端编码时，信息位6543a a a a 的值决定于输入信号，因此它们是随机的。

监督位2a 、1a、a 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1s、2s 、3s 的值为0（表示编成的码组中应无错码）654265316430000a a a a a a a a a a a a ⊕⊕⊕=⎧⎪⊕⊕⊕=⎨⎪⊕⊕⊕=⎩ (5)式（5）经过移项运算，接触监督位265416530643a a a a a a a a a a a a=⊕⊕⎧⎪=⊕⊕⎨⎪=⊕⊕⎩ (6)式（5）其等价形式为：6543210111010001101010010110010a a a a a a a ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦(7)式（6）还可以简记为0T T H A •=或0TA H •= (8)其中111010011010101011001H ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦[]6543210A a a a a a a a =[]0000=111011011011P ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦100010001r I ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦ 所以有[]r H PI = (9)式（6）等价于[][][]21065436543111110101011a a a a a a a a a a a Q⎡⎤⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦(10)其中Q 为P 的转置，即T Q P = (11)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。

西安工业大学现代通信原理实验课程设计报告题目：（7，4）汉明码编译码系统CPLD实现系（部）：电子信息工程学院专业：电子信息工程班级：姓名：学号：2011 年5 月29 日1[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。

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QUARTUS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。

3． [逻辑分析](7,4)汉明码的编码思路分析(7,4)汉明码的编码就是将输入的四位信息码编成七位的汉明码，即加入三位监督位。

根据式(2.2.0）A = [a6 a5a4a3] ·G可知，信息码与生成矩阵G的乘积就是编好以后的(7,4)汉明码，而生成矩阵G又是已知的，由式(1.1.9)得1 0 0 0 1 1 1G = 0 1 0 0 1 1 00 0 1 0 1 0 10 0 0 1 0 1 1所以，可以得出如下方程组a6 = a6a5 = a5a4 = a4a3 = a3a2 = a6+ a5+ a4a1 = a6+ a5+ a3a0 = a6+ a4+ a3根据上式就可以编出编码程序了。

2． [设计要求](7,4)汉明码的编码程序设计根据(7,4)汉明码的编码原理，首先画出程序设计的流程图：编码流程图输入信息码a 3a 2a 1a 0，输出(7,4)汉明码b 6b 5b 4b 3b 2b 1b 0。

实验十五汉明编码和译码实验一、实验前的准备（1）预习帧成形及其传输电路的构成；预习自定义帧结构的帧同步系统电路的构成。

（2）熟悉实验指导书附录B和附录C中实验箱面板分布及测试孔位置，定义本实验相关模块的跳线状态。

（3）实验前重点掌握的内容：汉明码的编码规则、汉明码的纠错能力。

二、实验目的1.掌握汉明码编译码原理2.掌握汉明码纠错检错原理3.通过纠错编解码实验，加深对纠错编解码理论的理解三、实验仪器（1）ZH5001A通信原理综合实验系统一台（2）20MHz双踪示波器一台四、基本原理汉明编码模块实验电路工作原理描述如下：1、输入数据：汉明编码输入数据可以来自ADPCM1模块的ADPCM码字，或来自同步数据端口数据、异步端口数据、CVSD编码数据、m序列。

选择ADPCM码字由工作方式选择开关SWC01中的ADPCM状态决定，当处于ADPCM状态时（插入跳线器），汉明编码器对ADPCM信号编码；否则处于非ADPCM状态时（拔除跳线器），输入编码数据来自开关KC01所设置的位置，分别为同步数据端口数据、异步端口数据、CVSD编码数据、m序列。

2、m序列发生器：m序列用于测试汉明编码规则，输出信号与开关KWC01位置表3.4.2所示：3、编码使能开关：此开关应与接收端汉明译码器使能开关同步使用，该开关处于使能状态（H_EN短路器插入），汉明码编码器工作；否则汉明码编码器不工作。

需注意：汉明码编码器不工作时，ADPCM和CVSD话音数据无法通话，这是因为编码速率与信道速率不匹配。

4、错码产生：错码产生专门设计用于测量汉明译码器的纠错和检错性能。

输出错码与开关KWC01位置参见表3.4.3所示：表3.4.3 跳线器KWC01与插入错码信号错码可以用示波器从错码指示端口监测。

汉明编码模块各测试点定义：1、T PC01：输入数据2、T PC02：输入时钟3、T PC03：编码模块输出数据（56Kbtps/BPSK/DBPSK）4、T PC04：编码模块输出时钟（56KHz/BPSK/DBPSK）5、T PC05：错码指示（无加错时，该点为低电平。

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。

课程设计报告课程名称通信原理课程设计系别：专业班级：学号：姓名：课程题目：汉明码编译码CPLD实现完成日期：指导老师：附件：汉明码编译码CPLD 实现摘要：通过利用CPLD实现对汉明码进行编译。

利用ALTERA公司的FLEX10K系列芯片设计和实现了汉明码的编译码,详细地阐述了设计的方法和实现的过程。

首先进行电路设计,然后在MAX+PLUSII编辑环境下,采用自顶向下的层次设计方法,以及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,经过仿真、调试,验证了功能和时序正确性后,将编辑的程序烧写到CPLD。

关键词：CPLD 汉明码编译MAX+PLUSII正文一．汉明码理论:汉明码是一种能够纠正一位错码且编码效率较高的线性分组码。

汉明码的编译码原理：汉明码的编码是对信源端发出的原始码字上加入一些监督码，得到新的码字，这的码字增加了信息的冗余，但保证了传输的质量，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，使信息码元与监督码元通过线性方程式联系起来，可用下列线性方程组来描述该分组码，产生监督元：发送端计算监督位 a n = a n-1 ⊕a n-2⊕…. ⊕a 0=0 ,接收端解码计算S = a n-1 ⊕a n-2 ⊕…. ⊕a n-2⊕a0 ，校正子S =0则无错、S=1则有错，该式为监督关系式；S称为校正子。

由于校正子S只有两种取值，故它只能代表有错和无错这两种信息，而不能指出错码的位置。

一般来说，若码长为n，信息位数为k，则监督位数r＝n－k。

用r个监督位构造出r个监督关系式来指示1位错码的n种可能位置，则2r -1 ≥ n 即2r ≥ k+r+1满足此汉明不定式。

(7, 4)汉明码，为了纠正1位错码，由上式可知，要求监督位数r≥ 3。

若r = 3，则n = k + r = 7。

我们用a6 a5⋯a0表示这7个码元，用S1、S2和S3表示3个监督关系式中的校正子，则S1、S2和S3的值与错码位置的对应关系可以规定如下：表格一：S2= a6 ⊕a5 ⊕a3 ⊕a1S3 = a6⊕a4 ⊕a3 ⊕a0错码位置a0 a1 a2 a3 a4 a5 a6 无错码仅当一位错码的位置在a2 、a4、a5或a6时，校正子S1为1；否则S1为零。

汉明码awgn通信课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解汉明码的基本原理，掌握其在通信系统中的应用；2. 学习AWGN（加性高斯白噪声）信道模型，了解噪声对通信系统的影响；3. 掌握利用汉明码进行错误检测和纠正的方法。

技能目标：1. 能够运用汉明码对信息进行编码和解码；2. 能够分析AWGN信道下的通信性能，评估通信系统的可靠性；3. 能够运用所学知识解决实际通信问题，进行课程相关的实验设计。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对通信工程的兴趣，激发其探索精神；2. 培养学生的团队合作意识，提高沟通与协作能力；3. 引导学生关注通信技术在现实生活中的应用，认识科技发展对社会进步的推动作用。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论教学和实验操作，旨在帮助学生将所学知识应用于实际问题。

学生特点：学生具备一定的电子信息和数学基础，对通信原理有一定了解，但可能缺乏实际操作经验。

教学要求：注重理论与实践相结合，通过课程设计，使学生能够掌握汉明码在通信系统中的应用，培养其实际操作能力和解决问题的能力。

教学过程中，注重引导学生主动参与，鼓励创新思维和团队合作。

二、教学内容1. 汉明码基本原理：讲解汉明码的编码规则、生成矩阵和校验矩阵，以及错误检测和纠正能力。

教材章节：《通信原理》第6章“信道编码与解码”第2节“线性分组码”。

2. AWGN信道模型：介绍AWGN信道的数学模型，分析噪声对信号传输的影响。

教材章节：《通信原理》第5章“信道与噪声”第3节“加性高斯白噪声信道”。

3. 汉明码在AWGN信道下的性能分析：通过理论推导和仿真实验，分析汉明码在AWGN信道下的通信性能。

教材章节：《通信原理》第7章“通信系统的性能分析”。

4. 实际通信系统中的应用：介绍汉明码在实际通信系统中的应用案例，如数字电视、卫星通信等。

教材章节：《通信原理》第8章“典型通信系统与应用”。

5. 课程实验设计：指导学生进行汉明码的编码、解码及在AWGN信道下性能分析的实验。

汉明码课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解汉明码的基本概念，掌握其编码原理和校验方式；2. 学会运用汉明码进行数据传输和错误检测，了解其在通信领域的应用；3. 了解计算机科学中其他常用的编码方式，对比分析汉明码的优缺点。

技能目标：1. 培养学生运用汉明码进行数据传输和错误检测的能力，提高实际问题解决能力；2. 培养学生通过查阅资料、合作学习等途径，获取汉明码相关知识的能力；3. 培养学生运用所学知识，对实际通信问题进行分析和讨论的能力。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对计算机科学和通信领域的兴趣，培养其探索精神；2. 培养学生严谨、细致的学习态度，养成科学的学习方法；3. 增强学生团队合作意识，培养沟通、交流、协作的能力。

课程性质：本课程为信息技术领域的一门专业课程，旨在帮助学生了解汉明码的原理和应用，提高数据传输和错误检测能力。

学生特点：六年级学生具有一定的信息技术基础，思维活跃，好奇心强，对新鲜事物充满兴趣。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，以实际案例为主线，引导学生主动探究，培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。

通过分解课程目标，为教学设计和评估提供具体依据。

二、教学内容1. 汉明码基本概念：介绍汉明码的定义、原理及其在通信领域的作用；- 教材章节：第三章第四节“编码与校验”2. 汉明码编码过程：讲解汉明码的编码步骤，包括信息位和校验位的确定；- 教材章节：第三章第五节“汉明码的编码方法”3. 汉明码错误检测与纠正：分析汉明码的错误检测和纠正能力，介绍错误定位和纠正方法；- 教材章节：第三章第六节“汉明码的错误检测与纠正”4. 汉明码应用案例分析：通过实际案例，展示汉明码在通信系统中的应用；- 教材章节：第三章第七节“汉明码的应用”5. 汉明码与其他编码方式对比：分析汉明码与奇偶校验、循环冗余校验等其他编码方式的优缺点；- 教材章节：第三章第八节“编码方式的比较与应用”教学进度安排：第一课时：汉明码基本概念、编码过程；第二课时：汉明码错误检测与纠正；第三课时：汉明码应用案例分析；第四课时：汉明码与其他编码方式对比。