汉明码性能分析（结合AWGN信道BPSK调制）

汉明码是纠错能力为1的线性分组码。
通过仿真可以熟悉线性分组码和标准阵列译码的原理
学习不能停留在理论上，实践是检验真理的唯一标准

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import seaborn as sns
sns.set()
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['fangsong']
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False

N = 1000
snrdB_min = 0
snrdB_max = 8
snrdB = np.arange(snrdB_min, snrdB_max)
sym_initial = np.round(np.random.rand(N))

def hamming(M, G):k, n = G.shapeN = len(M)r = k - N%kM_add0 = np.append(M, np.zeros(r))groups = np.ceil(len(M_add0)/k).astype(np.int64)  M_dis = np.reshape(M_add0, (groups, k))C = np.mod(M_dis.dot(G), 2)return C

def decode(R, H):n = H.shape[1]k = n - H.shape[0]R = R.reshape(-1, n)groups = R.shape[0]# print(groups)S = np.mod(R.dot(H.T), 2)S_row, S_column = S.shapeSE = np.array([[[0, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]],[[0, 0, 1], [0, 0, 0, 0, 0, 0, 1]],[[0, 1, 0], [0, 0, 0, 0, 0, 1, 0]],[[1, 0, 0], [0, 0, 0, 0, 1, 0, 0]],[[1, 1, 1], [0, 0, 0, 1, 0, 0, 0]],[[0, 1, 1], [0, 0, 1, 0, 0, 0, 0]],[[1, 0, 1], [0, 1, 0, 0, 0, 0, 0]],[[1, 1, 0], [1, 0, 0, 0, 0, 0, 0]]], dtype='object')C_result = np.zeros((S_row, n))SE_row, SE_column = SE.shapefor m in range(S_row):for n in range(SE_row):if all(S[m, :] == SE[n, 0]):C_result[m, :] = R[m,:] + SE[n, 1]C_result[m, :] = np.mod(C_result[m, :], 2)C_result = C_result[:, :k]return C_result

BPSK-AWGN信道的仿真

def BPSK(TX, SNR):
# 输入：
#     原始码元序列Tx
#     信噪比范围SNR(dB)
# 输出：
#     接收判别后序列RX
#     信噪比对应的误码率序列BERTX = TX.reshape(1, -1)N = TX.shape[1]          ## 获得原始序列长度snr = 10**(SNR/10)       ## 转化成公制len_snr = len(snr)       ## 获得SNR范围长度RX = np.zeros((len_snr, N))          ## 预分配接收判别序列内存errors = np.zeros(len_snr)           ## 预分配错误内存for j in range(len_snr):sigma = np.sqrt(1/(2*snr[j]))     ## 计算SNR下AWGN的标准差error_count = 0for i in range(N):                     ## 遍历每一个发送符号x_d = 2*TX[0, i] - 1                   ## 得到+1和-1的发送序列n_d = sigma*np.random.randn(1)      ## GWNy_d = x_d + n_d                          ## 加性噪声if y_d > 0:RX[j, i] = 1else:RX[j, i] = 0if (RX[j, i] != TX[0, i]):error_count = error_count + 1    ## 对错误样本进行计数errors[j] = error_count                ## 得到该信噪比下的错误个数BER = errors/N                           ## BER estimatereturn RX, BER

G = np.array([[1, 0, 0, 0, 1, 1, 0],[0, 1, 0, 0, 1, 0, 1],[0, 0, 1, 0, 0, 1, 1],[0, 0, 0, 1, 1, 1, 1]
])
k, n = G.shape
H = np.append(G[:, k:].T, np.eye(n-k), axis=1)

C_ham = hamming(sym_initial, G)
groups = C_ham.shape[0]
C_ham_stream = C_ham.reshape(1, -1)
C_ham_stream

array([[1., 1., 0., ..., 0., 0., 0.]])

#  两种序列都通过BPSK-AWGN信道
RX_noham, BER_err_noham = BPSK(sym_initial,snrdB) # 未编码码流
RX_ham,  BER_err_ham = BPSK(C_ham_stream,snrdB)   # 汉明编码码流

# 汉明码解码并计算SNR
errors_ham = np.zeros(len(snrdB))   # 预分配错误内存
for i in range(len(snrdB)):RX_ham1 = RX_ham[i, :]C_result1 = decode(RX_ham1, H) errors_ham[i] = np.sum(np.mod(C_result1+C_ham[:, :k], 2))
BER_ham = errors_ham/N                  # 得到BER

# 计算两种方案的BER-SNR曲线
plt.figure(figsize=(20, 8), dpi=100)plt.plot(snrdB, BER_err_noham, '*-', label='未编码系统', linewidth=3)
plt.plot(snrdB, BER_ham, 'o-', label='编码系统', linewidth=3) plt.xlabel('信噪比 SNR / dB', fontsize=16)
plt.ylabel('误码率 BER', fontsize=16) plt.tick_params(labelsize=14)plt.legend(fontsize=18)
plt.title('发送的信息序列长度为{}'.format(N), fontsize=24)
plt.show()

汉明码性能分析（结合AWGN信道BPSK调制）相关推荐

MATLAB仿真QPSK调制信号通过AWGN信道的误符号率和误比特率分析
MATLAB仿真QPSK调制信号通过AWGN信道的误符号率和误比特率分析形式:程序程序实现功能: 仿真正交相移键控QPSK信号调制的基带数字通信系统通过AWGN信道的误符号率(SER)和误比特率( ...
采用simulink构建AWGN信道中分组码的BPSK数字通信系统
综合实验设计题5: 采用simulink构建AWGN信道中分组码的BPSK数字通信系统 1.实验要求: (1)构建在AWGN信道中,采用BPSK调制的分组差错控制编码方法的模型,并给出误码率性能. ( ...
C语言实现LDPC的校验矩阵,非正则LDPC码在AWGN信道中的性能研究
0引言低密度奇偶校验码(LowDensityParityCheck,LDPC)是Gallager提出的基于稀疏校验矩阵的线性分组码[1].其构造特殊之处在于它的奇偶检验矩阵H是稀疏矩阵,即H矩阵中非零 ...
基于matlab的64QAM,通信调制体制设计之64QAM性能分析MATLAB仿真及代码
通信调制体制设计之64QAM性能分析MATLAB仿真及代码通信调制体制设计之64QAM性能分析MATLAB仿真及代码任务背景弗雷泽岛旅游经理在审查您之前建立无线链路任务的解决方案时,正在研究使用 ...
AWGN信道下卷积编码、viterbe译码、分别采用软硬判决，进行误码率分析
一.卷积编码仿真 (硬判决译码误码率和理论值比较) 已知卷积码生成函数: 可知码率为1/3,相应的抽头系数为(557 663 711)的卷积码.编写程序,采用卷积编码.维特比译码(硬判决),BPS ...
Hadamard正交编码+BPSK误码性能分析
%%%%% Hadamard正交编码+BPSK误码性能分析 %%%%%%%%%%%%%%%% NVec = [8 16 32 64 128 ]; % Values of N to consid ...
simulink 汉明码用法_汉明码的性能分析
武汉理工大学<MATLAB应用>课程设计报告 disp(['译码器输出信号误码率: ' num2str(symerr(msg,rcv)/length(msg))]) %计算误码率 3.2. ...
mASK调制在AWGN信道下的可达信息速率的Monte Carlo仿真计算法
本文探究mASK调制在AWGN信道下的可达信息速率用Monte Carlo仿真计算的方法.参考我的上一篇博文<mASK 调制在AWGN信道下的可达信息速率的积分计算>,解决的方法相同,只是 ...
matlab多径信道模型,多径时变信道模型的仿真与性能分析课程设计（样例3）
<多径时变信道模型的仿真与性能分析课程设计.doc>由会员分享,可免费在线阅读全文,更多与<多径时变信道模型的仿真与性能分析课程设计>相关文档资源请在帮帮文库(www.woc8 ...

汉明码性能分析（结合AWGN信道BPSK调制）

BPSK-AWGN信道的仿真

汉明码性能分析（结合AWGN信道BPSK调制）相关推荐

最新文章

热门文章