重复码编译码
又一个实验，供以后参考
实验原理
一般的通信信道中总是不可避免的存在噪声或者干扰，因此在信息传输的过程中也就必然会造成信息的损失，或者说，信源符号在有噪信道中的传输过程中会产生失真。为了降低这种信息损失，就需要我们在信源符号输入到信道之前，对其进行有效的信道编码。
信道编码是通信系统中的一个重要环节，目的就是为了降低传输过程中错误发生的概率，从而提高通信系统的可靠性。信道编码的基本思想是附加冗余信息，增加信源的剩余度，这样在接收端就可以利用相关性进行检错或者纠错。根据有噪信道编码定理，附加冗余位可以降低信息传输率，使错误概率减小，当信息传输率小于信道容量时，理论上就可以使译码错误概率任意小，从而几乎无失真的进行信息传送。当然，同样是增加信源剩余度，不同的编码方法，其检、纠错能力也不同。目前，人们对信道编码的研究有很多，大概可分为线性分组码、循环码、卷积码等等。
（一）重复码
重复编码是一种简单的信道编码方法，其实质就是将每个要发送的符号重复发送，或者说是将原来的每一个信源符号编成多个相同的码元符号，其值与原来的符号取值相同。比如(3，1)二元重复码，其编码方法就是将原来二进制序列中的每一个“0”编成“000”，将每一个“1”编成“111”。
所谓的译码规则就是指接收符号与发送符号之间的映射关系。不同的译码规则会造成不同的平均错误概率，所以人们一般都根据最小错误概率准则来确定译码规则。对于二元对称信道来说，一般总认为出错概率是小于等于0.5的，所以对于二元重复码，最小错误概率准则与择多译码规则是一致的，也就是说，译码时根据码字中“0”“1”的数目选择数目多的进行译码。比如(3，1)二元重复码的译码，可以将接收到的“000”、“001”、“010”和“100”译为“0”，将接收到的“011”、“101”、“110”和“111”译为“1”。这样，每个码字对于传输过程中发生的任一位错误，通过译码都可以进行自动纠正。可以证明，一个（n，1）重复码可以纠正传输过程中可能出现的不多于个差错。
（二）比特操作
在“实验一”中，我们已经熟悉了如何将一个字节（8bit）数据进行拆分，并每次针对半个字节（4bit）进行处理。在本实验中，根据重复码的编、译码原理，我们每次操作的对象是1bit，因此应该对“实验一”中的方法进行修正，使之能够对字节中的每个bit进行控制与操作：
1）读取数据时，由于每次向输入文件的读取是以字节（8bit）为单位的，故需将每次读取的8bit（1字节）按位分开，以便对每个比特进行操作；
2）输出数据时，由于每次向输出文件的写入是以字节（8bit）为单位的，故需每凑足8bit（1字节）执行一次向输出文件的写入操作。
code.cpp
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define n 3
static unsigned int inbfr,outbfr;
static FILE *outfile,*infile;
static int incnt,outcnt,mask;
void init()
{
outbfr=0;
outcnt=8;
inbfr=0;
incnt=8;
mask=0x80; //10000000
}
int getbit()
{
int bitval;
bitval=inbfr&mask; //bitval0000000
incnt--; //7
mask >>= 1; //01000000
bitval >>= incnt;
if (incnt==0)
{
inbfr=fgetc(infile);
incnt=8;
mask=0x80;
}
return bitval; //0000000bitval
}
void putbit( int bitval)
{
outbfr = (outbfr<<1)&255; //00000000
outbfr |= bitval; //0000000bitval
outcnt --;
if (outcnt==0)
{
fputc(outbfr,outfile);
outcnt = 8;
}
}
void alignbits()
{
if (outcnt!=8)
{
for (int i=0;i<outcnt;i++)
putbit(0);
}
}
void main()
{
int bitval;
if((infile=fopen("ccc.txt","rb"))==NULL)
{
printf("cannot open infile!!!\n");
exit(0);
}
if((outfile=fopen("eee.txt","wb"))==NULL)
{
printf("cannot open outfile!!!\n");
exit(0);
}
init();
inbfr=fgetc(infile);
while(!feof(infile))
{
bitval=getbit();
for (int i=0;i<n;i++)
putbit(bitval);
}
alignbits();
fclose(infile);
fclose(outfile);
}
decode.cpp
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define n 3
static unsigned int inbfr,outbfr;
static FILE *outfile,*infile;
static int incnt,outcnt,mask;
void init()
{
outbfr=0;
outcnt=8;
inbfr=0;
incnt=8;
mask=0x80;
}
int getbit()
{
int bitval;
bitval=inbfr&mask;
incnt--;
mask >>= 1;
bitval >>= incnt;
if (incnt==0)
{
inbfr=fgetc(infile);
incnt=8;
mask=0x80;
}
return bitval;
}
void putbit( int bitval)
{
outbfr = (outbfr<<1)&255;
outbfr |= bitval;
outcnt --;
if (outcnt==0)
{
fputc(outbfr,outfile);
outcnt = 8;
}
}
void alignbits()
{
if (outcnt!=8)
{
for (int i=0;i<outcnt;i++)
putbit(0);
}
}
void main()
{
int bitsum;
if((infile=fopen("eee.txt","rb"))==NULL)
{
printf("cannot open infile!!!\n");
exit(0);
}
if((outfile=fopen("fff.txt","wb"))==NULL)
{
printf("cannot open outfile!!!\n");
exit(0);
}
init();
inbfr=fgetc(infile);
while(!feof(infile))
{
bitsum=0;
for (int i=0;i<n;i++) bitsum+=getbit();
if (bitsum>=2) putbit(1);
else putbit(0);
}
alignbits();
fclose(infile);
fclose(outfile);
}