Лабы / СИСПИ лаб1

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра безопасности информационных систем (БИС)

МЕТОДЫ КОДИРОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ

Отчет по лабораторной работе №1

по дисциплине «Сети и системы передачи информации»

		Студент гр.
		__________
		Руководитель
		Доцент каф. ТОР, к.т.н.
		Е.Ю. Агеев
		__________

Томск 2024

Введение

Цель работы: познакомиться с методами кодирования физического уровня OSI. Установить связь между амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) и полосой пропускания линии. Повторить методики построения спектра сигнала. Уяснить связь между полосой пропускания линии и спектральными характеристиками сигнала.

1 КОДИРОВАНИЕ ПОТЕНЦИАЛЬНЫМ КОДОМ 2B1Q

Согласно варианту №7 необходимо закодировать потенциальным кодом 2B1Q и передать по линии связи сигнал CD6682EFh со скоростью 2,400 Кбит/с. Полоса пропускания линии: 1—9 гармонические составляющие сигнала. После перевода в двоичную систему сигнал был разбит по 2 бита для кодирование кодом 2B1Q. В итоге сигнал приобрел вид «11 00 11 01 01 10 01 10 10 00 00 10 11 10 11 11». Для данного сигнала необходимо составить функцию, моделирующую цифровой сигнал. Суть кодировки 2BQ1 состоит в том что за один такт передаются 2 бита и каждой паре бит соответствует определенное значение потенциала. Паре бит 00 соответствует потенциал –2.5 В, паре бит 01 соответствует потенциал –0,833 В, паре 11 — потенциал +0,833 В, а паре 10 — потенциал +2,5 В. Математическая модель сигнала F(t), а также графическое отображение сигнала представлены на рисунке 1.1. Где τ – размер времени одной составляющей из структуры сигнала.

Рисунок 1.1 – Математическая и графическая модель сигнала

Для данной функции и метода кодирования необходимо построить спектр сигнала. Предварительно был построен амплитудный спектр сигнала путем разложения сигнала в ряд Фурье с определением коэффициентов ряда, что представлено на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 – Амплитудный спектр сигнала в столбчатом виде

Далее необходимо просуммировать гармоники ряда Фурье по определенному количеству гармонических составляющих, для данного примера было выбрано 40 гармонических составляющих для упрощения вычислений. Данные вычисления необходимы для восстановления сигнала изначальной функции F(t). Сравнение полученного и изначального сигналов представлено на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 – Процесс восстановления сигнала изначально функции

Далее необходимо просуммировать гармоники ряда Фурье согласно варианту задания, а именно 1-9, для определения требуемы полосы пропускания, что представлено на рисунках 1.4 – 1.5. Из графиков видно что по 1 гармонической составляющей невозможно определить изначальный сигнал, в то время как по 9 гармоническим составляющим есть возможность определить часть сигналов, но все же не все так как отбрасываются значащие гармоники.

Рисунок 1.4 – Восстановленный сигнал по 1 гармонике

Рисунок 1.5 – Восстановленный сигнал по 9 гармоникам

Далее необходимо экспериментальным путем определить подходящую полосу пропускания, что представлено на рисунке 1.6. Из рисунка видно, что график из 100 гармоник, а именно передача восстановленного сигнала с полосой пропускания 1-100 может описать изначальный сигнал. Но из графика, что в некоторые моменты отсутствуют нужные амплитуды у сигналов.

Рисунок 1.6 – Переданный сигнал с полосой пропускания 1-100

Заключение

В результате выполнения лабораторной работы были приобретены навыки кодирования физического уровня OSI. Установлена связь между амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) и полосой пропускания линии. Построены спектры сигнала. Проанализирована связь между полосой пропускания линии и спектральными характеристиками сигнала.