- •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
Лабораторная работа №6 Биполярное кодирование с альтернативной инверсией ami
Цель работы: Изучение методов цифрового кодирования сигналов на примере кода AMI. Исследование процесса передачи данных на физическом уровне.
Подготовка к лабораторной работе:
Повторить программирование в системе Mathcad.
Изучить соответствующие разделы в литературе [1-3].
Краткая теория:
Еще одной модификацией метода NRZ является метод биполярного кодирования с альтернативной инверсией (AMI - Alternate Mark Inversion). В нем применяются три уровня потенциала – +UВ, 0В и -UВ. Для кодирования логического нуля используется нулевой потенциал, а логическая единица кодируется либо положительным потенциалом, либо отрицательным, при этом потенциал каждой новой единицы противоположен потенциалу предыдущей (рисунок 6.1).
Рисунок 6.1 – Код AMI
Сравнительно простой в реализации код AMI частично решает проблемы наличия постоянной составляющей и отсутствия самосинхронизации, присущие коду NRZ при передаче длинных последовательностей единиц. В этом случае сигнал на линии представляет собой последовательность разнополярных импульсов с тем же спектром, что и у кода NRZ при передаче чередующихся нулей и единиц. Такой сигнал не имеет постоянной составляющей и его основная гармоника N/2 Гц (где N – битовая скорость передачи данных). Длинные же последовательности нулей так же нежелательны для кода AMI, как и для кодов NRZ, RZ и NRZI, т.к. при этом сигнал вырождается в постоянный потенциал с нулевой амплитудой.
При передаче различных последовательностей бит использование кода AMI приводит к более узкому спектру сигнала, чем для кода NRZ, а значит, и к более высокой пропускной способности линии. Например, при передаче чередующихся нулей и единиц основная гармоника f0 имеет частоту N/4 Гц.
Кроме того код AMI предоставляет некоторые возможности по распознаванию ошибочных сигналов. Выявив нарушения очерёдности полярности сигналов, можно сделать вывод о ложном импульсе или исчезновении с линии корректного импульса.
Недостатком кода AMI является использование трех уровней сигнала, т.к. дополнительный уровень требует увеличения мощности передатчика примерно на 3 дБ для обеспечения достоверности приёма битов на линии. Данный недостаток присущ всем методам кодирования с несколькими (более двух) состояниями сигнала по сравнению с кодами, которые различают только два состояния.
Порядок выполнения:
Открыть рабочий лист Mathcad, созданный в предыдущих лабораторных работах.
Разработать Mathcad-функцию AMI-кодер.
Разработать Mathcad-функцию AMI-декодер.
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 ошибки на бит (символ) 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:
Охарактеризуйте принцип AMI-кода.
Сравните код AMI поочередно с NRZ и NRZI.
В чем заключается основное преимущество кода AMI?
Как можно устранить недостатки, присущие описанным выше методам кодирования (NRZ, RZ, NRZI)?
Перечислите недостатки кода AMI.