Материал: 395_Kokoreva-Metody_logicheskogo_kodirovaniya_11_01_2012
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?
6
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.
7
Лабораторная работа №13
Логический код B8ZS
Цель работы: Изучение методов логического кодирования сигналов на примере B8ZS. 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:
Название кода расшифровывается следующим образом: (B8ZS – Bipolar with 8 Zeros Substitution) – биполярный код с замещением восьми нулей.
Способ кодирования B8ZS, применяемый в сетях T1 и E1, также как описанный в лабораторной работе №14 код HDB3 считают разновидностями скремблирования. Они основаны на биполярной схеме AMI (лабораторная работа №6) и предназначены для улучшения свойства самосинхронизации физических кодов путем избавления передаваемых данных от длинных последовательностей одинаковых символов.
В отличие от скремблера (см. лабораторную работу №12) данный метод исправляет последовательности, состоящие из восьми нулей. Для этого он после первых трёх нулей вместо оставшихся пяти нулей вставляет пять цифр: V1*0V1* (рисунок 13.1). Здесь V обозначает сигнал единицы, запрещённой (Violations) для данного такта полярности, то есть сигнал, не изменяющий полярность предыдущей единицы, 1* – сигнал единицы корректной полярности (звёздочка означает, что в исходном коде в этом такте была не единица, а ноль).
Рисунок 13.1 – Сравнение методов кодирования AMI и B8ZS
8
В результате на восьми тактах приёмник замечает два искажения – очень маловероятно, что это случается из-за шума на линии или других сбоев передачи. Поэтому приёмник считает такие нарушения кодировкой восьми последовательных нулей и после приёма заменяет их исходными восьмью нулями.
Код B8ZS построен так, что его постоянная составляющая равна нулю, благодаря тому, что соотношение нулей и единиц кодовой последовательности приблизительно равно при любых последовательностях двоичных цифр.
Порядок выполнения:
1.Открыть рабочий лист Mathcad, содержащий результаты выполнения лабораторных работ №№ 1, 2.
2.Разработать Mathcad-функцию кодера B8ZS на основе кодера AMI (лабораторная работа №6).
3.Разработать Mathcad-функцию декодера B8ZS.
4.Закодировать поочередно заданные в лабораторной работе №1 последовательности бит, используя кодер из п.2.
5.Передать поочередно полученные в п.4 кодовые последовательности по каналу, используя модель из лабораторной работы №2.
6.Декодировать принятую последовательность, используя 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 B8ZS.
2.Где применяется метод кодирования B8ZS?
3.Охарактеризуйте преимущества и недостатки кода B8ZS.
4.Что можно сказать о спектральных характеристиках данного вида кодирования?
5.Почему отсутствует постоянная составляющая кодировки B8ZS?
9
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 биполяр-
ный 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
10