Федеральное агентство связи
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Сибирский государственный университет телекоммуникаций и
информатики»
(СибГУТИ)
Кафедра Передачи дискретных сообщений и метрологии (ПДСиМ)
10.05.02 Информационная безопасность телекоммуникационных систем, специализация Защита информации в системах связи и управления (очная форма обучения)
Моделирование линейных кодов в среде MathCad
отчет по лабораторной работе № 8
дисциплины «Передача дискретных сообщений»
Выполнил:
студент ФАЭС,
гр. АБ-66 / А.В. Полянский/
«__»_________ 2018 г. (подпись)
Проверил:
доц. каф. ПДСиМ / И.Е. Шевнина/
«__»_________ 2018 г. (подпись)
Новосибирск 2018
Цель работы:
Изучение линейных кодов.
Выполнение работы:
NRZ (non return to zero) код (англ. код без возвращения к нулю; иногда в литературе встречаются термины «униполярный NRZ», «биполярный NRZ», «код без возвращения к нулю», «потенциальный код NRZ») — один из способов линейного кодирования (физического кодирования, канального кодирования, манипуляция сигнала, модуляция, импульсно-кодовая модуляция), используется при передаче дискретных сообщений в канале связи, формируя сигнал, передаваемый на расстояние. Т.е., при передаче информации на расстояние информация представляется в цифровом виде и в канал связи формируется сигнал в соответствии с кодом: логическому нулю соответствует нижний уровень сигнала, логической единице соответствует верхний уровень сигнала; информационные переходы происходят на границах значащего интервала. NRZ код не является самосинхронизирующим (т.е., в самом коде не предусмотрены последовательности, по которым возможно синхронизировать приёмник с передатчиком), поэтому в устройствах передачи данных для синхронизации сигнала применяют скремблирование — в последовательность специально вводят детерминированный процесс (например, стартовый и стоповый бит), по которому происходит синхронизация тактовой частоты приёмника с передатчиком. В спектре сигнала присутствует низкочастотная составляющая, которая приближается к постоянному сигналу при передаче серии передаваемых последовательностей из логических «единиц» или «нулей».
NRZI код (Non Return to Zero Invertive) — один из способов линейного кодирования (физического кодирования, канального кодирования, импульсно-кодовая модуляция, манипуляция). Кодирование применяется при передаче дискретных сообщений по цифровым каналам связи. Для формирования сигнала на выходе приёмника применяется кодирование, т.е. сопоставление данным сигнала по правилу. В соответствие с NRZI кодом сигнал на выходе кодирующего устройства является двухуровневым.
Различают следующие варианты формирования сигнала в соответствие с кодом NRZI:
Вариант №1: при поступлении логической «единицы» на вход кодирующего устройства меняется уровень потенциала в канале связи, а при поступлении логического «нуля» состояние потенциала в линии связи не меняется;
Вариант №2: при поступлении логического «нуля» на вход кодирующего устройства меняется уровень потенциала в канале связи, а при поступлении логической «единицы» состояние потенциала в линии связи не меняется.
Одной из задач при передаче данных по цифровому каналу связи является синхронизация приёмника с передатчиком. Синхронизация приемника и передатчика может осуществляется в моменты времени, когда на вход кодирующего устройства поступает логическая «единица», для эффективного применения стараются использовать в кодируемом сообщение максимально большого количества логических «единиц» («нулей») и избегать длинных последовательностей логических «нулей» («единиц»), чтобы состояние потенциалов менялось как можно чаще. Иногда для синхронизации приемника и передатчика вводят избыточные последовательности битов содержащих логические «единицы» («нули») (скремблирование).
AMI код (от англ. Alternate Mark Inversion, иногда в литературе встречается название «биполярный AMI код») — один из способов линейного кодирования (физического кодирования, канального кодирования, цифровое кодирование, манипуляция сигнала, импульсно-кодовая модуляция). Является трехуровневым кодом, при поступлении на вход кодера логической единицы осуществляется смена потенциала либо на верхний, либо на нижний уровень, в зависимости от предыдущего уровня, на котором передавалась логическая единица. В процессе синхронизации, физическая привязка к синхронной последовательности на приемной стороне осуществляется при передаче смены логической единицы и логического нуля, либо за счет скремблирования.
MLT-3 (Multi Level Transmission — 3) — один из способов линейного кодирования (физического кодирования, канального кодирования, импульсно-кодовая модуляция). Применяется для представления сигнала в соответствие с передаваемыми данными, представленных в цифровом виде. Сигнал на выходе кодирующего устройства в соответствие кодом MLT-3 представлен тремя потенциальными уровнями. Способ кодирования заключается в переключении уровня сигнала при поступлении логической «единицы». Информационный переход осуществляется в значащий момент времени, по переднему фронту. При этом, полоса частот получается меньше, чем при кодировании NRZ кодом. Синхронизация приемника и передатчика осуществляется в моменты времени, когда на вход кодирующего устройства поступает логическая «единица», для эффективного применения стараются использовать кодируемое сообщение состоящее из максимально большого количества логических «единиц». Метод разработан Cisco Systems для использования в сетях FDDI на основе медных проводов, известных как CDDI.
Реализация линейных кодов и их графиков в MathCad представлены в приложения.
Приложение 1. Линейные коды в MathCad
Приложение 2. Графики линейных кодов в MathCad
