Лабораторная работа №14 Логический код hdb3

Цель работы: Изучение методов логического кодирования сигналов на примере HDB3. Исследование процесса передачи 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:

В локальных сетях Японии и Европы широко используется биполярный код с большой плотностью с тремя нулями (HDB3 – High Density Bipolar 3 zeros).

Код HDB3 исправляет четыре любых смежных нуля в исходной последовательности. Правила формирования кода HDB3 более сложные, чем кода B8ZS. Каждые четыре нуля заменяются четырьмя сигналами, в которых имеется один сигнал V (запрещенной полярности). Для подавления постоянной составляющей полярность сигнала V чередуется при последовательных заменах (если предыдущее нарушение было положительным, то данное будет отрицательным и наоборот). Кроме того, для замены используются два образца четырёхтактных кодов. Если перед заменой исходных код содержал нечётное число единиц, задействуется последовательность 000V, а если число единиц было чётным – последовательность 1*00V (рисунок 14.1):

Рисунок 14.1 – Сравнение методов кодирования AMI и HDB3

Таким образом, достигается узкий спектр сигнала при использовании методов B8ZS и HDB3. Большая часть энергии сосредоточена в диапазоне спектра вокруг частоты, равной половине скорости передачи данных (рисунок 14.2).

Рисунок 14.2 – Спектральные характеристики кодов AMI, B8ZS и HDB3

Следовательно, данные методы хорошо подходят для передачи данных на высоких скоростях.

Порядок выполнения:

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

2. Разработать Mathcad-функцию HDB3 кодер на основе приведенного в методических указаниях примера.

3. Разработать Mathcad-функцию HDB3 декодер.

4. Закодировать поочередно заданные в лабораторной работе №1 последовательности бит, используя HDB3 кодер из п.2.

5. Передать поочередно полученные в п.4 кодовые последовательности по каналу, используя модель из лабораторной работы №2.

6. Декодировать кодовую последовательность на приёмной стороне, применяя декодер из п.3.

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

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

9. Занести результаты в таблицу приложения 1.

10. 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. Сравните характеристики кодов AMI и HDB3.

2. Сравните HDB3 и B8ZS.

3. Закодируйте предложенную преподавателем информационную последовательность.

4. Что можно сказать о спектральных характеристиках данного вида кодирования?

5. Что такое сигнал запрещенной полярности?

6. В каком случае и для чего в кодовую последовательность помещается 1*?