
课程名称: 信息论与编码实验
实验名称: 线性分组码的编译码
一、实验内容
借助C++编程来实现对线性分组码的编码及其译码算法的实现
二、实验环境
1、计算机
2、VC++6.0
三、实验目的
1、进一步熟悉线性分组码编译码的原理,及其基本的算法;
2、通过编译,充分对于线性分组编译码有进一步的了解和掌握;
3、掌握C++语言编程(尤其是数值的进制转换,数值与字符串之间的转换等)
四、实验要求
(1)实验前编写源程序、准备测试数据。
(2)在Turbo C下完成程序的编辑、编译、运行,获得程序结果。如果结果有误,应找出原因,并设法更正之。
五、实验总体思路
六、实验程序及分析
(7,4)码编译器整体程序:
#include #include void main() { /*G:生成矩阵 H:监督矩阵 HT:监督矩阵对应的转置矩阵*/ /*M:输入信息序列 C:编码输出序列 Input:输入接收码序列 B:译码输出序列 S:伴随式*/ int Q,N;/*定义开始*/ int i,j,s,r,k,t,p,u,m; int G[4][7]={{1,0,0,0,1,1,1},{0,1,0,0,1,1,0},{0,0,1,0,1,0,1},{0,0,0,1,0,1,1}}; int IR[3][3]={{1,0,0,},{0,1,0},{0,0,1}}; int H[3][7], C[10][7],M[10][4],B[20][7],Input[100],HT[7][3],P[10],S[100][3];/*定义结束*/ printf("\\n您好!欢迎使用线性分组码编译器!\\n"); printf("\\n\\n本编译器针对(7,4)码,所采用的生成矩阵G=\\n"); for(i=0;i<4;i++) { for(j=0;j<7;j++) printf(" %d",G[i][j]); printf("\\n"); } printf("编译码过程都是针对二进制码组,除了系统要求选择功能,其他情况下禁止输入除0,1以外的数。请在使用的过程中严格按照编译器要求的格式输入数据。\\n\\n"); printf("现在请输入您所选择的编译器所对应的序号,按回车键继续:\\n"); printf("\\n1.编码器 2.译码器 3.退出\\n"); printf("\\n我选择:"); scanf("%d",&Q); if(Q==0) Q+=4; while(Q) { if(Q==1||Q==2||Q==3)break; else { printf("对不起,您输入有误,请重新输入"); scanf("%d",&Q); } } while(Q==1||Q==2||Q==3) { if(Q==1)/*编码程序*/ {printf("\\n请输入您需要编码的信息组数"); scanf("%d",&N); printf("\\n\\n请输入您需要编码的%d组四位二进制信息组,码组间用空格分开,按回车键确认。\\n",N);/*输入信息码*/ printf("\\n信息组m="); for(i=0;i for(i=0;i C[i][2]=M[i][3]^M[i][2]^M[i][1]; C[i][1]=M[i][3]^M[i][2]^M[i][0]; C[i][0]=M[i][3]^M[i][1]^M[i][0]; } for(j=0;j C[j][i]=M[j][i-3]; printf("\\n您所输入的信息组编码结果c="); for(j=0;j printf("%d",C[j][i]); printf("\\n\\n"); printf("\\n接下来您想:\\n\\n");/*选择功能*/ printf("1.用编码器 2.用译码器 3.退出\\n\\n"); printf("我想:"); scanf("%d",&Q); } else if(Q==2)/*译码程序*/ { for(i=0;i<3;i++)/*求监督矩阵*/ { for(j=0;j<4;j++) H[i][j]=G[j][i+4]; for(j=4;j<7;j++) H[i][j]=IR[i][j-4]; } printf("\\n监督矩阵H=\\n");/*输出监督矩阵*/ for(i=0;i<3;i++) { for(j=0;j<7;j++) printf(" %d",H[i][j]); printf("\\n"); } t=1; while(t!=2)/*输入接收码组*/ { p=1; printf("\\n请输入总位数为7的倍数的接收码组,每位用空格隔开,每组位数为7的倍数,以十进制2作为结束标志!按回车键确认\\n"); while(p) { for(i=0;;i++) { scanf("%d",&Input[i]); if(Input[i]==2)break; } k=i%7; if(k==0){p=0;t=2;} else { p=1; k=-k+7; printf("您接收到的码组丢失了%d位,系统不能判断丢失位的具体位置,请重新输入\\n",k); } } } u=i/7; i=0; for(r=0;r { for(j=6;j>=0;j--,i++) B[r][j]=Input[i]; } printf("\\n将接收码组每七位分为一个码组,如下:\\n"); for(i=0;i { for(j=0;j<7;j++) printf(" %1d",B[i][6-j]); printf("\\n"); } for(i=0;i<3;i++)/*求监督矩阵H的转置矩阵*/ for(j=0;j<7;j++) HT[j][i]=H[i][j]; for(i=0;i { for(m=0;m<3;m++) { for(j=0;j<7;j++) { s+=(B[i][6-j]*HT[j][m]); } if (s%2==1)s=1; else s=0; S[i][2-m]=s; s=0; } } printf("\\n\\n伴随式S=\\n");/*输出伴随式*/ for(j=0;j {for(i=2;i>=0;i--) printf(" %1d",S[j][i]); printf("\\n");} printf("\\n"); for(i=0;i { P[i]=4*S[i][2]+2*S[i][1]+S[i][0]+1; switch(P[i])/*根据伴随式判断接收码,并译码*/ { case 1: { printf("\\n\\n您所接收的第%d个码组正确,它是:",++i); i--; for(j=6;j>=0;j--) printf("%1d",B[i][j]); printf("请您再次确认!"); printf("译出的信息序列为:"); for(j=6;j>2;j--) printf("%d",B[i][j]);break; } case 2: { B[i][0]=1^B[i][0]; printf("\\n\\n您接收的第%d个码组有错误,正确的码组应为:",++i); i--; for(j=6;j>=0;j--) printf("%1d",B[i][j]); printf("译出的信息序列为:"); for(j=6;j>2;j--) printf("%d",B[i][j]);break; } case 3: { B[i][1]=1^B[i][1]; printf("\\n\\n您接收的第%d个码组有错误,正确的码组应为:",++i); i--; for(j=6;j>=0;j--) printf("%1d",B[i][j]); printf("译出的信息序列为:"); for(j=6;j>2;j--) printf("%d",B[i][j]);break; } case 4: { B[i][3]=1^B[i][3]; printf("\\n\\n您接收的第%d个码组有错误,正确的码组应为:",++i); i--; for(j=6;j>=0;j--) printf("%1d",B[i][j]); printf("译出的信息序列为:"); for(j=6;j>2;j--) printf("%d",B[i][j]);break; } case 5: { B[i][2]=1^B[i][2]; printf("\\n\\n您接收的第%d个码组有错误,正确的码组应为:",++i); i--; for(j=6;j>=0;j--) printf("%1d",B[i][j]); printf("译出的信息序列为:"); for(j=6;j>2;j--) printf("%d",B[i][j]);break; } case 6: { B[i][4]=1^B[i][4]; printf("\\n\\n您接收的第%d个码组有错误,正确的码组应为:",++i); i--; for(j=6;j>=0;j--) printf("%1d",B[i][j]); printf("译出的信息序列为:"); for(j=6;j>2;j--) printf("%d",B[i][j]);break; } case 7: { B[i][5]=1^B[i][5]; printf("\\n\\n您接收的第%d个码组有错误,正确的码组应为:",++i); i--; for(j=6;j>=0;j--) printf("%1d",B[i][j]); printf("译出的信息序列为:"); for(j=6;j>2;j--) printf("%d",B[i][j]);break; } case 8: { B[i][6]=1^B[i][6]; printf("\\n\\n您接收的第%d个码组有错误,正确的码组应为:",++i); i--; for(j=6;j>=0;j--) printf("%1d",B[i][j]); printf("译出的信息序列为:"); for(j=6;j>2;j--) printf("%d",B[i][j]);break; } } } printf("\\n\\n总的译码结果为:"); for(i=0;i for(j=6;j>2;j--) printf("%1d",B[i][j]); printf("\\n\\n接下来您想:\\n\\n");/*继续选择功能*/ printf("1.用编码器 2.用译码器 3.退出\\n\\n"); printf("我想:"); scanf("%d",&Q); if(Q==0) Q=Q+4; while(Q) { if(Q==1||Q==2||Q==3)break; else { printf("对不起,您输入有误,请重新输入"); scanf("%d",&Q); } } } else if(Q==3)/*退出程序*/ { printf("\\n谢谢您的使用,欢迎再次使用!\\n"); Q=0; } } } 运行的结果: 编码实验:B=A*G 译码实验: 七、实验心得体会 通过本次实验,将课本上的理论知识与实际结合起来操作,我对线性分组码的原理及其编译码方法有了更为深入的理解。 在实验过程中,我们经过对程序进行分析与调试后,我们在课本上找了个例子,对其编码器的编译码做了一步理论上的检验,运行的出来的结果与我们的计算结果是完全符合。 希望在下次实验中能有更大的收获。
