Міністерство освіти і науки України Національний університет «Львівська політехніка» Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки Кафедра електронних засобів інформаційно-комп’ютерних технологій
ЗВІТ Про виконання лабораторної роботи на тему: «Цифрове кодування» з курсу «Сигнали та коди в телекомунікаційних системах» Львів – 2021 Мета роботи: засвоєння теоретичних основ методів цифрового кодування. Хід роботи Варіант: 5 Дано: 0111 1010 1100 Завдання: Виконати кодування двійкової послідовності методами: NRZ, differential NRZ, NRZI, RZ, AMI, Manchester encoding, differential Manchester encoding, MLT-3. Результати виконання:
Рисунок 1. Дискретне кодування даних. Відповіді на контрольні питання: Приведіть вимоги до методів цифрового кодування. При використанні прямокутних імпульсів для передачі дискретної інформації необхідно вибрати такий спосіб кодування, що одночасно досягав би декількох цілей: мав при одній і тій же бітовій швидкості найменшу ширину спектра результуючого сигналу; забезпечував синхронізацію між передавачем і приймачем; мав здатність розпізнавати помилки; мав низьку вартість реалізації. Які коди називають самосинхронізуючими? В окрему групу імпульсних кодів виділяють двофазні коди, при яких у кожному бітовому інтервалі обов'язково присутній перехід з одного стану в інше (такі коди дозволяють виділяти синхросигнал з послідовності станів лінії, тобто вони є самосинхронізуючими). Для чого потрібна синхронізація між передавачем та приймачем? Синхронізація передавача і приймача потрібна для того, щоб приймач точно знав, у який момент часу необхідно зчитувати нову інформацію з лінії зв'язку. Ця проблема в мережах вирішується складніше, ніж при обміні даними між близько розташованими пристроями, наприклад, між блоками усередині комп'ютера або ж між комп'ютером і принтером. На невеликих відстанях добре працює схема, заснована на окремій тактуючій лінії зв'язку, так що інформація знімається з лінії даних тільки в момент приходу тактового імпульсу. Переваги і недоліки методу NRZ? Метод NRZ простий у реалізації, характеризується хорошою здатністю до виявлення помилок (через два потенціали, які різко відрізняються), але не має властивості самосинхронізації. При передачі довгої послідовності одиниць чи нулів сигнал на лінії не змінюється, тому приймач позбавлений можливості визначати по вхідному сигналу моменти часу, коли потрібно в черговий раз зчитувати дані. Навіть при наявності високоточного тактового генератора приймач може помилитися з моментом знімання даних, тому що частоти двох генераторів ніколи не бувають цілком ідентичними. Тому при високих швидкостях обміну даними і довгими послідовностями одиниць чи нулів невелика неузгодженість тактових частот може привести до помилки в цілий такт і, відповідно, зчитуванню некоректного значення біту. Іншим серйозним недоліком методу NRZ є наявність низькочастотної складової, яка наближається до нуля при передачі довгих послідовностей одиниць чи нулів. Через це багато каналів зв'язку, що не забезпечують прямого гальванічного з'єднання між приймачем і передавачем, цей вид кодування не підтримують. У результаті в чистому виді код NRZ у мережах не використовується. Проте використовуються його різні модифікації, у яких усувають як погану самосинхронізацію коду NR, так і наявність постійної складової. Привабливість коду NRZ, через яку є сенс зайнятися його поліпшенням, полягає в досить низькій частоті основної гармоніки fo, що дорівнює N/2 Гц , де N— бітова швидкість передачі дискретных данных [біт/с], що приводить до вузького спектру. В інших методах кодування, наприклад манчестерському, основна гармоніка має більш високу частоту. Переваги і недоліки методу AMI? Код AMI частково ліквідує проблеми постійної складової і відсутності самосинхронізації, властивих коду NRZ при передачі довгих послідовностей одиниць. У цих випадках сигнал на лінії являє собою послідовність різнополярних імпульсів з тим же спектром, що й у коді NRZ, який передає нулі, що...