[發(fā)明專利]一種信息理論與編碼的教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910525481.0
• 申請(qǐng)日: 2019-06-18
• 公開（公告）號(hào): CN110276994A
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃文鋒;周睿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G09B5/02
• 分類號(hào): G09B5/02;G09B19/00
• 代理公司: 昆明合眾智信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 53113
• 代理人: 鄧?yán)?/td>

本發(fā)明公了一種信息理論與編碼的教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括信息論編碼實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件系統(tǒng)，所述信息論編碼實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件系統(tǒng)包括信源編碼系統(tǒng)、信道編碼系統(tǒng)以及保密編碼系統(tǒng)，所述信源編碼系統(tǒng)包括無失真信源編碼系統(tǒng)以及限失真信源編碼系統(tǒng)，所述無失真信源編碼系統(tǒng)包括哈夫曼編碼、香農(nóng)編碼、費(fèi)諾編碼以及算術(shù)編碼，所述限失真信源編碼系統(tǒng)包括率失真函數(shù)、預(yù)測(cè)編碼以及參數(shù)編碼，所述信道編碼系統(tǒng)包括線性分組碼、循環(huán)碼、卷積碼以及RS碼，所述保密編碼系統(tǒng)包括經(jīng)典密碼、對(duì)稱密碼算法以及非對(duì)稱密碼算法。本發(fā)明有效地提高了教師的教學(xué)效率，增強(qiáng)了理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信息理論與編碼術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種信息理論與編碼的教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

“信息論與編碼”是信息工程、通信工程等信息類專業(yè)一門重要的專業(yè)課，更是廣大學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)通信系統(tǒng)和信息處理的知識(shí)基礎(chǔ)。課程理論性強(qiáng)，概念抽象，教學(xué)內(nèi)容結(jié)合了較多繁瑣細(xì)致的數(shù)學(xué)推理和計(jì)算。課程的理論知識(shí)應(yīng)用廣泛，教學(xué)目標(biāo)希望學(xué)生通過此課程掌握信息通信的基礎(chǔ)理論和信源編碼、信道編碼及密碼等方面的算法原理及其實(shí)踐應(yīng)用。但是由于課時(shí)較少，目前多數(shù)高校忽略了課程的實(shí)踐性，教學(xué)方式多為課堂教學(xué)。實(shí)驗(yàn)課程在高等教育中的作用舉足輕重，在為此，我們提出一種信息理論與編碼的教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，是學(xué)生能夠在合理應(yīng)用理論、理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的環(huán)境中，可以有效地訓(xùn)練學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)方法、操作技能的掌握，實(shí)驗(yàn)教學(xué)來培養(yǎng)學(xué)生“發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題”方面的拓展思維、激發(fā)創(chuàng)新精神。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種信息理論與編碼的教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種信息理論與編碼的教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括信息論編碼實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件系統(tǒng)，所述信息論編碼實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件系統(tǒng)包括信源編碼系統(tǒng)、信道編碼系統(tǒng)以及保密編碼系統(tǒng)，所述信源編碼系統(tǒng)包括無失真信源編碼系統(tǒng)以及限失真信源編碼系統(tǒng)，所述無失真信源編碼系統(tǒng)包括哈夫曼編碼、香農(nóng)編碼、費(fèi)諾編碼以及算術(shù)編碼，所述限失真信源編碼系統(tǒng)包括率失真函數(shù)、預(yù)測(cè)編碼以及參數(shù)編碼，所述信道編碼系統(tǒng)包括線性分組碼、循環(huán)碼、卷積碼以及RS碼，所述保密編碼系統(tǒng)包括經(jīng)典密碼、對(duì)稱密碼算法以及非對(duì)稱密碼算法。

優(yōu)選的，所述預(yù)測(cè)編碼包括幀間預(yù)測(cè)編碼以及線性預(yù)測(cè)編碼。

優(yōu)選的，所述信息論編碼實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)為基于Matlab的交互式信息論編碼實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述信息論編碼實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)將復(fù)雜的計(jì)算程序和代碼設(shè)計(jì)以M語言回調(diào)函數(shù)文件的形式隱藏于后臺(tái)，通過交互式界面調(diào)用這些函數(shù)，完成使用者需要的演示操作。

優(yōu)選的，所述信息論編碼實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)操作包括獲取用戶界面上輸入的參數(shù)以及信息序列、將字符串轉(zhuǎn)換為數(shù)字或矩陣、點(diǎn)擊pushbutton按鈕觸發(fā)回調(diào)函數(shù)后調(diào)用后臺(tái)編碼或譯碼程序以及通過賦值給指定控件句柄后用戶界面顯示輸出結(jié)果。

優(yōu)選的，所述信息論編碼實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)為離散通信系統(tǒng)，所述信源編碼系統(tǒng)是隨機(jī)整數(shù)產(chǎn)生器，所述信道編碼系統(tǒng)是二進(jìn)制對(duì)稱信道。

本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：該信息理論與編碼的教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)緊扣教學(xué)內(nèi)容，將復(fù)雜的計(jì)算程序和代碼設(shè)計(jì)以M語言回調(diào)函數(shù)文件的形式隱藏于后臺(tái)，通過交互式界面調(diào)用這些函數(shù)，完成使用者需要的演示操作。系統(tǒng)具有親和美觀、簡(jiǎn)單易用的界面，能夠?yàn)閷W(xué)習(xí)者提供信息編碼和譯碼的演示和過程分析。學(xué)生在使用過程中既可以通過每個(gè)子模塊學(xué)習(xí)不同的算法原理，又可以根據(jù)所選擇的編碼方法，在交互式界面中輸入各參數(shù)及不同的待編碼序列，用以驗(yàn)證不同參數(shù)輸入后的編、譯碼結(jié)果。另外，系統(tǒng)的擴(kuò)展性極強(qiáng)，通過在主界面上加入控件，并合理設(shè)計(jì)相關(guān)回調(diào)函數(shù)便可以方便的加入新的編碼算法。因此該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能很好地滿足實(shí)驗(yàn)需求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的信息論編碼實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)界面圖；

圖2為本發(fā)明的信息論編碼實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)框圖。