Федеральное агентство связи

Е.В. Кокорева

основы построения телекоммуникационных систем и сетей

Методы ЛОГического кодирования

Методические указания к лабораторным работам

Новосибирск

2012

Федеральное агентство связи

Федеральное государственное образовательное бюджетное

учреждение высшего профессионального образования

"Сибирский государственный университет

телекоммуникаций и информатики"

Е.В. Кокорева

основы построения телекоммуникационных

систем и сетей

методы логического кодирования

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным работам

Новосибирск

2012

УДК

Е.В. Кокорева

В методических указаниях описан цикл лабораторных работ по дисциплине «Основы построения телекоммуникационных систем и сетей» для специальностей 210402 и 210405, а также профилей 5 и 7 направления 210700 подготовки бакалавров. Лабораторные работы основаны на использовании программы для финансовых научных и инженерных расчетов Mathcad.

Кафедра беспроводных информационных систем и сетей

Таблиц - 3, иллюстраций - 3, литературы - 3.

Рецензент – к.т.н., доцент О.И. Моренкова

Утверждено редакционно-издательским советом СибГУТИ в качестве методических указаний.

© Сибирский государственный университет

телекоммуникаций и информатики, 2012

Содержание Введение

Настоящие методические указания предназначены для использования в процессе лабораторного практикума по дисциплине «Основы построения телекоммуникационных систем и сетей» студентами специальностей 210402 и 210405, а также профилей 5 и 7 направления 210700.

В данном руководстве к лабораторным работам рассмотрены четыре метода логического кодирования, применяемые на канальном и физическом уровне для улучшения характеристик физических кодов в цифровых системах передачи данных.

Лабораторная работа №12 Методы логического кодирования. Скремблер

Цель работы: Изучение методов логического кодирования сигналов на примере скремблирования. Исследование процесса передачи данных кодовых последовательностей в цифровом канале. Оценка корректирующей способности кода.

Подготовка к лабораторной работе:

1. Повторить программирование в системе Mathcad.

2. Изучить лекционный материал дисциплины "Основы построения телекоммуникационных систем и сетей" по теме "Методы логического кодирования".

3. Изучить соответствующие разделы в литературе [1-3].

Краткая теория:

Одним из методов, улучшающих синхронизирующие характеристики потенциальных кодов, является скремблер.

Скремблирование заключается в побитном вычислении результирующего кода на основании битов исходного кода и полученных в предыдущих тактах битов результирующего кода. Вычисление основывается на следующем соотношении:

,

здесь B_i – двоичная цифра результирующего кода, полученная на i-м такте работы скремблера, A_i – двоичная цифра исходного кода, поступившая на i-м такте на вход скремблера, B_i-3 и B_i-5 – двоичные цифры результирующего кода, полученные на три и пять тактов ранее текущего такта работы скремблера и объединённые операцией исключающего ИЛИ (сложение по модулю 2).

Например, для исходной последовательности 110110000001 скремблер даст следующий результирующий код (первые три цифры результирующего кода будут совпадать с исходным кодом, так как ещё нет нужных предыдущих бит):

Таким образом, на выходе скремблера появится последовательность 110001101111, в которой нет последовательности из шести нулей, присутствовавшей в исходном коде.

Приёмник передаёт полученную последовательность дескремблеру, который восстанавливает исходную последовательность на основе обратного соотношения:

Различные алгоритмы скремблирования отличаются количеством слагаемых, определяющих цифру результирующего кода, и сдвигом между слагаемыми. Так, в сетях ISDN при передаче данных от сети к абоненту используется преобразование со сдвигами на 5 и 23 позиции, а при передаче данных от абонента в сеть – со сдвигами на 18 и 23 позиции.

Порядок выполнения:

1. Открыть рабочий лист Mathcad, содержащий результаты выполнения лабораторных работ №№ 1, 2, 5 или 6.

2. Разработать Mathcad-функцию скремблер на основе приведенного в методических указаниях примера.

3. Разработать Mathcad-функцию дескремблер.

4. Закодировать поочередно заданные в лабораторной работе №1 последовательности бит, используя скремблер из п.2.

5. Закодировать полученные коды с помощью метода NRZI или AMI (лабораторные работы №№5, 6 по выбору преподавателя).

6. Передать поочередно полученные в п.5 кодовые последовательности по каналу, используя модель из лабораторной работы №2.

7. Декодировать физический код, применяя декодеры из лабораторных работ №№5 или 6.

8. Дескремблировать логический код, используя дескремблер из п.3.

9. Вычислить BER для каждой последовательности (функция berCalc() из лабораторной работы №1).

10. Вычислить SER для текстовой строки (функция serCalc() из лабораторной работы №1).

11. Занести результаты в таблицу приложения 1.

12. Сдать и защитить работу.

Содержание отчёта по лабораторной работе:

1. Номер название и цель лабораторной работы.

2. Задание к лабораторной работе.

3. Разработанные в лабораторной работе функции.

4. Результаты выполнения с пояснениями.

5. Выводы по лабораторной работе.

Контрольные вопросы:

1. Какие методы логического кодирования вы знаете?

2. Обоснуйте необходимость применения логических кодов.

3. Опишите принцип скремблирования.

4. Приведите примеры алгоритмов скремблирования, отличных от описанного выше.

5. Выполните пример скремблирования заданной преподавателем последовательности бит.