- •Содержание Введение
- •Лабораторная работа №3 Методы цифрового кодирования. Кодирование без возвращения к нулю nrz
- •Цифровое кодирование информации
- •Требования, предъявляемые к методу кодирования
- •Кодирование без возвращения к нулю
- •Выполнение лабораторной работы
- •Лабораторная работа №4 Кодирование с возвращением к нулю rz
- •Лабораторная работа №5 Потенциальный код с инверсией при единице nrzi
- •Лабораторная работа №6 Биполярное кодирование с альтернативной инверсией ami
- •Лабораторная работа №7 Биполярный импульсный метод кодирования
- •Лабораторная работа №8 Манчестерский метод кодирования
- •Лабораторная работа №9 Дифференциальное Манчестерское кодирование
- •Лабораторная работа №10
- •2B1q метод кодирования
- •Лабораторная работа №11
- •Литература
- •Приложение 1
- •Основы построения телекоммуникационных систем и сетей Методы физического кодирования
Кодирование без возвращения к нулю
Рисунок 3.3 иллюстрирует метод потенциального кодирования, называемый кодирование без возвращения к нулю (NRZ Non Return to Zero). Название означает, что при передаче последовательности бит сигнал, в отличие от других методов кодирования, не возвращается к нулю в течение такта.
Рисунок 3.3 – Код NRZ
Ноль кодируется напряжением +1В, единица кодируется напряжением
0В.
К достоинствам метода NRZ можно отнести следующее:
простота реализации;
хорошее распознавание ошибок (благодаря наличию двух резко отличающихся потенциалов);
сравнительно узкий спектр.
Теперь недостатки метода NRZ:
метод не обладает свойством самосинхронизации. Даже при наличии высокоточного тактового генератора приёмник может ошибиться с выбором момента съёма данных, так как частоты двух генераторов никогда не бывают полностью идентичными. Поэтому при высоких скоростях обмена данными и длинных последовательностях нулей или единиц небольшое рассогласование тактовых частот может привести к ошибке в целый такт и, соответственно, считыванию некорректного значения такта;
наличие низкочастотной составляющей, которая приближается к постоянному сигналу при передаче длинных последовательностей единиц или нулей;
сигнал является поляризованным.
Из-за этих недостатков в сетях код NRZ в основном используется в виде различных его модификаций, в которых устранены как плохая самосинхронизация, так и проблемы постоянной составляющей.
Выполнение лабораторной работы
При выполнении этой и последующих лабораторных работ по методам цифрового кодирования данных необходимо придерживаться схемы, приведенной на рисунке 3.4. Все функции должны быть написаны в среде Mathcad.
Рисунок 3.4 – Обобщенная схема модели процесса передачи
На приемной стороне производится К = 128 измерений принятого сигнала за такт и по результатам измерений определяется его значение. Для реализации данной модели каждый бит информации при кодировании представляется К отсчетами, а декодер на приемной стороне вычисляет среднее значение К отсчетов каждого бита (рисунок 3.5). Такая схема передачи-приема приводит к тому, что если при передаче данных в канале происходит искажение нескольких отсчетов одного бита, то на приемной стороне возможно восстановление информации по среднему значению К отсчетов данного бита.
Рисунок 3.5 – Дискретизация сигнала
Кодирование NRZ производится по схеме на рисунке 3.3.
Декодирование осуществляется по той же схеме, что и кодирование только в обратном порядке и с учетом затухания сигнала. Например, если среднее значение принятого сигнала меньше (больше) порогового значения (0.5AsignKA, где Asign амплитуда сигнала, KA коэффициент затухания) будем считать его 0 (+1) и декодируем его единицей (нулем).
Далее производится сравнение полученной битовой последовательности с передаваемой и вычисление интенсивности битовой ошибки BER, для чего в лабораторной работе №1 была разработана Mathcad-функция berCalc(). Аналогично с помощью функции serCalc() из лабораторной работы №1 вычисляется интенсивность символьной ошибки SER.
Результаты вычислений заносятся в таблицу приложения 1.
Порядок выполнения:
Открыть рабочий лист Mathcad, полученный после выполнения лабораторных работ №№1, 2.
Разработать Mathcad-функцию NRZ-кодер с учетом того, что каждый бит информации будет представлен в канале К отсчетами (см. раздел 3.4).
Разработать Mathcad-функцию NRZ-декодер. При декодировании необходимо считывать К отсчетов и определять значение бита по среднему.
Закодировать с помощью функции из п.2 поочередно входные последовательности данных, заданные в лабораторной работе №1:
последовательность нулей;
последовательность единиц;
последовательность чередующихся нулей и единиц;
текстовая строка.
Передать поочередно полученные кодовые последовательности с помощью модели канала, разработанной в лабораторной работе №2.
Декодировать поочередно полученные приемником сигналы с помощью функции из п.3.
С помощью Mathcad-функций berCalc() и serCalc() из лабораторной работы №1 вычислить интенсивность битовой (символьной) ошибки для каждой последовательности.
Свести результаты работы в таблицу (приложение 1).
Оформить отчет в виде Mathcad-файла.
Сдать и защитить работу.
Содержание отчёта по лабораторной работе:
Номер название и цель лабораторной работы.
Задание к лабораторной работе.
Разработанные в лабораторной работе функции.
Результаты выполнения с пояснениями.
Выводы по лабораторной работе.
Контрольные вопросы:
Перечислите и кратко охарактеризуйте виды цифрового кодирования.
Для чего необходимо кодировать битовую последовательность данных?
Какие требования предъявляются к цифровым кодам?
Опишите принцип NRZ-кода.
Перечислите недостатки кода NRZ.
Каковы достоинства кода NRZ?