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1、精选优质文档-倾情为你奉上课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 通信0906班 指导教师： 尹勇 工作单位： 信息工程学院 题 目:汉明码的性能分析初始条件：MATLAB软件，电脑，通信原理知识要求完成的主要任务:输入信号：速率为100Bd的矩形信号信道：AWGN 要求：画出编码器输入、输出信号，信道的输出信号，译码器的输出信号的波形、频谱以及误码率与译码器输入信噪比的关系曲线参考书目:徐明远主编MATLAB仿真在通信与电子工程中的应用王兴亮主编数字通信原理与技术孙屹 吴磊主编Simulink通信仿真开发手册葛哲学主编精通MATLAB樊昌信 曹丽娜主编通信原理时间安排：第1周，安排任务（鉴主1
2、5楼实验室）第1-17周，仿真设计（鉴主13楼计算机实验室）第18周，完成（答辩，提交报告，演示）指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 目 录摘要随着信息时代和数字世界的到来，通信原理已成为当今一门极其重要的学科和技术领域。在通信原理中起着重要的作用并已获得广泛应用的是汉明码。汉明码是一种能够自动检测并纠正一位错码的线性纠错码，即SEC码，用于信道编码与译码中，提高通信系统抗干扰的能力。MATLAB是英文MATrix LABoratory(矩阵实验室)的缩写。它是美国的MathWorks公司推出的一套用于科学计算和图形处理可视化、高性能语言与软件环境。它的信号处理工
3、具箱包含了各种经典的和现代的数字信号处理技术，是一个非常优秀的算法研究与辅助设计的工具。在设计汉明码建模仿真时，通常采用MATLAB来进行辅助设计和仿真。 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。关键词：通信原理 MATLAB 汉明码 SIMULINK AbstractWith the information age and the advent of the digital world, communication princip
4、les has become an extremely important disciplines and technical fields. In communication principles plays an important role and has been widely used in Hamming Code. Hamming Code is a linear error-correcting code which can automatically detect and correct an error. It is belongs to SEC code and appl
5、ied to channel encoding and decoding to improve the anti-jamming capacity of the communication system. MATLAB is in English MATrix LABoratory (Matrix Laboratory) acronym. It is the United States, MathWorks has introduced a set of computing and graphics processing for scientific visualization, high-p
6、erformance language and software environment. Its signal processing toolbox contains a variety of classic and modern digital signal processing technology, is a very good algorithm research and aided design tools. In the design ofhamming code model to simulate , it is usually carried out using MATLAB
7、-aided design and simulation. In this paper, SIMULINK simulation model library of MATLAB is mainly used to build hamming code model to simulate. At the same time, communication system functions is called to program. And time-domain waveform, spectrum, the relationship between BER and SNR curve is dr
8、awn. On this basis, the property of the hamming code is analyzed to get the conclusion.Keywords:Communication Principles MATLAB Hamming Coding SIMULINK 1.引言 MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，其中，MATLAB通信工具箱是一套用于在通信领域进行理论研究、系统开发、分析设计和仿真的专业化工具
9、软件包。主要包括MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB通信系统功能函数库由七十多个函数组成，每个函数有多种选择参数、函数功能覆盖了现代通信系统的各个方面。这些函数包括：信号源产生函数、信源编码解码函数、纠错控制编码解码函数、调制解调函数（基带和通带）、滤波器函数、传输信道模型函数（基带和通带）、TDMA、FDMA、CDMA函数、同步函数、工具函数等。以纠错控制编解码函数为例：函数库提供了线性分组码、汉明码、循环码、BCH码、里德一索洛蒙码（REEDSOLOMON）、卷积码等6种纠错控制编码，每种编码又有编码、解码、矢量输入输出、序列输入输出等四种形式的函数表达。 Simulink
10、是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个，被广泛应用于、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。对各种，包括通讯、控制、信号处理、视频处理和，Simulink提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。汉明码是由Hamming首先构造的，它是一种能够自动检测并纠正一重错的线性纠错码，即SEC（ Error Correcting）码。汉明码利用了的概念，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
11、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。它不仅性能好，而且编译码非常简单，易于实现。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。2.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 或 (公式2-1)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r3。若取r=3,则n=k+r=7。我们用来表示这7个码元，用的值表示3个监督关系式中的校正子，则的值与错误码
12、元位置的对应关系可以规定如表2-1所列。表2-1 校正子和错码位置的关系错码位置错码位置 001101 010 110 100 111 011000无错码则由表1可得监督关系式： (公式2-2) (公式2-3) (公式2-4)在发送端编码时，信息位的值决定于输入信号，因此它们是随机的。监督位、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、的值为0（表示编成的码组中应无错码） (公式2-5)式（5）经过移项运算，接触监督位 (公式2-6)式（5）其等价形式为： (公式2-7)式（6）还可以简记为 或 (公式2-8)其中 所以有 (公式2-9) 式（6）等价于(公式2-10)
13、其中Q为P的转置，即 (公式2-11)式（10）表示，在信息位给定后，用信息位的行矩阵乘矩阵Q就产生出监督位。我们将Q的左边加上一个kk阶单位方阵，就构成一个矩阵G (公式2-12)G称为生成矩阵，因为由它可以产生整个码组，即有 (公式2-13)或者 (公式2-14)式(13)即汉明码的编码原理2.2汉明码纠错原理 当数字信号编码成汉明码形式后在信道中传输，由于信道中噪声的干扰，可能由于干扰引入差错，使得接收端收到错码，因此在接收端进行汉明码纠错，以提高通信系统的抗干扰能力及可靠性。 一般来说接收码组与A不一定相同。若设接收码组为一n列的行矩阵B，即 (公式2-15)则发送码组和接收码组之差为 (公式2-16) E就是传输中产生的
