在信息传输的过程中，信号往往会受到传输介质中噪声的干扰，导致传输的比特位出现错误。对于可靠的通信系统，如何在传输过程中检测并纠正错误，以保证信息的准确传递，是一个重要的问题。为了应对这种干扰，信道编码技术（如分组码和卷积码）被广泛应用于现代通信系统中，通过编码和译码过程在接收端实现一定程度的错误检测与纠正。
信道编码技术广泛应用于无线通信、卫星通信、数据存储等领域。例如，在卫星通信中，由于距离远和干扰多，数据传输的错误率较高；在此背景下，应用分组码和卷积码可以有效减少误码率，确保数据的准确接收。此外，信道编码也是移动通信、数据传输协议（如Wi-Fi、蓝牙等）和计算机存储（如硬盘、光盘等）的基础技术之一。
本实验的核心在于设计和实现能够纠错的信道编码方案，具体来说包括：
- 如何通过编码方案（如分组码和卷积码）有效减少误码率；
- 在不同的信道噪声（即不同的错误率ϵ条件下，比较分组码和卷积码的纠错性能；
- 探讨不同编码方式在误码检测和纠错上的复杂性和适用性。
实验的主要目标是：
- 实现 (7,4) 线性分组码和 (7,4,3) 卷积码，包括编码器和译码器，并进一步推广到实现参数（k,n,m等参数）可变的线性分组码和卷积码，判断是否存在满足参数的码字，验证其在二元对称信道下的纠错能力。
- 搭建二元对称信道（BSC）模型，模拟比特错误传输的环境，错误概率用 ϵ 表示。
- 设计发送端与接收端，能支持不同类型的传输内容，并在接收端检测和反馈错误，使发送端决定是否重新传输。
- 绘制性能曲线：通过改变ϵ值，分析不同编码方式下的误比特率，并与无编码方案进行对比。
- 性能与复杂度分析：比较两种编码方式在不同误码率下的效果，以及各自的算法复杂度，为实际应用提供参考。
实验的目标是实现能够在高噪声环境中有效传输信息的信道编码方案，并提供性能比较和合理的分析，为未来实际通信系统中选择合适的编码方案提供依据。
- K参数可变的卷积码和译码实现：能够灵活调整K参数的卷积码和译码算法，本设计通过创新实现了这一功能，增加了编码的灵活性和适应性，能够更好地应对多变的通信需求。
- 随机算法生成矩阵：传统方法中，用户需要手动输入复杂的生成矩阵，这不仅操作繁琐，而且容易出错。本设计通过随机算法自动生成生成矩阵，简化了操作流程，提高了编码的效率和准确性。
- 仅需传输随机种子：在发送端和接收端之间，传统方法需要传输完整的生成矩阵，这增加了通信的复杂度。本设计通过仅传输随机种子，接收端利用相同的随机算法生成相同的生成矩阵，从而降低了通信的复杂度。
- 高度自由化的算法参数：所有参与编码译码运算以及功能的参数均可由用户给出，这使得算法具有很高的灵活性和可扩展性，能够根据不同的应用场景进行定制和优化。