Prelegere la Tov

7. Metode de codificare a datelor în sistemele de telecomunicații

7.1. Codificarea datelor cu auto-sincronizare

În sistemele moderne de transmisie de date de mare viteză, sincronizarea emițătorului și a receptorului este realizată prin utilizarea codurilor de auto-sincronizare (SCS). Codarea datelor transmise cu ajutorul SC este de a asigura schimbări regulate (tranziții) ale nivelelor de semnal în canal. Fiecare tranziție a nivelului de semnal de la mare la joasă sau invers este utilizată pentru a regla receptorul. Cele mai bune sunt acele SC care asigură tranziția la nivel de semnal cel puțin o dată în intervalul de timp necesar pentru a recepționa un bit de informație. Cu cât este mai frecvent tranziția nivelului semnalului, cu atât este mai sigure receptorul și s-a sincronizat identificarea biților de date recepționați.







Cele mai frecvente sunt următoarele coduri de auto-blocare:

· Codul NRZ (nu se întoarce la Zero - fără a reveni la zero);

· Codul RZ (Revenire la zero - cod cu revenire la zero);

· Codul PE (codificare fază) sau codul Manchester;

· AMI (Inversion de marcă alternativă) - cod bipolar cu inversare de nivel alternativ.

Abilitatea de a codifica mesajul 1010011 cu ajutorul codurilor enumerate este ilustrată cu ajutorul figurii 7.1.

Fig. 7.1. Ilustrarea codurilor de sincronizare.

Codul NRZ folosește următoarea reprezentare de biți:

· Biții 0 reprezintă zero tensiune (0 V);

• biții 1 sunt reprezentați de o tensiune de + U V.

Această metodă de codare este cea mai simplă și servește ca bază pentru construirea algoritmilor de codificare mai avansați. Cu toate acestea, când se transmite o serie lungă de biți, cum ar fi (cele sau zero), semnalul rămâne neschimbat pentru fiecare serie, ceea ce reduce semnificativ calitatea biți primite și fiabilitatea de detectare de sincronizare (timer-ul receptorului poate să apară aliniere greșită cu privire la semnalul de intrare și linia de studiu înainte de vreme).

RZ-cod. Datele digitale din acest cod sunt reprezentate după cum urmează:

· Biții 0 reprezintă zero tensiune (0 V);

· Biții 1 sunt reprezentați de valoarea + UB în prima jumătate a biților și zero tensiune (0 V) - în a doua jumătate a bitului.

Această metodă are două avantaje față de codificarea NRZ:

· Jumătate din nivelul mediu al tensiunii în linie (1 / 4U în loc de 1/2 U)

pentru o secvență cu un număr egal de 1 și 0;

• Când transmiteți o secvență continuă 1, semnalul din linie nu rămâne constant.

Așa cum se poate vedea din fig. 7.1, chiar și un astfel de cod liniar simplu ca RZ folosește un număr mai mare de tranziții la nivel de semnal decât semnalul original de informație din codul NRZ corespunzător. Pentru secvența de informații prezentată în Fig. 7.1, există doar 4 salturi în codul NRZ, în timp ce există deja 7 tranziții la nivel de semnal în RZ.

Când codificarea fazei (codul PE) este utilizată următoarea reprezentare a biților:

• biții 1 sunt reprezentați de + U în prima jumătate și de tensiune - U - în a doua jumătate;

· Biții 0 sunt reprezentați de valoarea - U în prima jumătate și de tensiunea + U - în a doua jumătate.

Un cod similar, în care simbolul 1 este transmis de perechea binară 10 și simbolul 0 de către perechea 01, se numește cod Manchester. Astfel, codul Manchester furnizează o schimbare a nivelului semnalului atunci când fiecare bit este reprezentat și atunci când serverele acelorași biți sunt transmise, se face o dublă modificare. Are bune proprietăți de sincronizare. Se folosește în tehnica de înregistrare a informațiilor pe benzi magnetice, pentru transmisia pe linii coaxiale și fibră optică.

Codul AMI utilizează următoarele reprezentări de biți:

· Biții 0 reprezintă zero tensiune (0 V);







· Biții 1 sunt reprezentați alternativ de valorile - U sau + U (B).

Codul AMI are proprietăți bune de sincronizare atunci când transmite serii de unități și este relativ ușor de implementat. Dezavantajul codului este restricția privind densitatea zerourilor în fluxul de date, deoarece secvențele lungi de zerouri duc la o pierdere de sincronizare.

7.2. Traiectorie de transmitere a datelor

Decodorul și descramblerul relativ execută operațiuni opuse operațiilor din encoder și transmițătorul scrambler.

Circuitul de sincronizare extrage semnalul ceasului de la semnalul recepționat și îl alimentează către alte noduri ale receptorului.

Egalizatorul adaptiv al receptorului constă dintr-o linie de întârziere cu robinete și un set de amplificatoare controlate cu factori de amplificare variabili. Adaptivitatea egalizatorului constă în capacitatea sa de adaptare la schimbarea parametrilor canalului în timpul unei sesiuni de comunicare. Mai mult decât atât, reglarea parametrilor canalului se realizează cu ajutorul semnalelor de control generate în circuitul de control EQ prin semnalele de eroare de fază provenite de la demodulator.

Pentru transmisia sincronă, semnalul binar trebuie să îndeplinească două cerințe de bază:

· Frecvența schimbării simbolului (1, 0) ar trebui să asigure alocarea fiabilă a frecvenței ceasului direct de la semnalul recepționat;

· Densitatea spectrală a puterii semnalului transmis trebuie să fie, pe cât posibil, constantă și concentrată într-un interval de frecvență dat, pentru a reduce influența reciprocă a canalelor.

O modalitate de a gestiona coletele binare care îndeplinesc aceste cerințe este codarea (Scramble). Scramblingul este o transformare reversibilă a structurii unui flux digital fără a schimba rata de transmisie pentru a obține proprietățile unei secvențe aleatorii.

Scramblerul realizează operația de adăugare logică modulo două semnale binare inițiale și pseudo-aleatoare. Descrambler selectează secvența de informații inițiale din secvența recepționată. În Fig. 7.3 arată activarea scramblerului și descramblerului în canalul de comunicații.

Fig. 7.4. Scrambling Schema cu auto-sincronizare

O caracteristică a scramblerului de auto-sincronizare este că este controlată de secvența cea mai codificată, adică cea care intră în canal. Dacă sincronismul se pierde între scrambler și descrambler, timpul său de recuperare nu depășește numărul de cicluri de ceas egal cu numărul de celule din registrul scrambler.

Pe partea receptoare, alocarea secvenței de informații are loc prin adăugarea modulului 2 secvența codificată primită cu o secvență pseudo-aleatoare generată de registrul de deplasare. De exemplu, în circuitul descris în figura 7.4, secvența de intrare a cu ajutorul scramblerului este convertită la o secvență binară bn = an Å (Bn-6 Å bn-7) trimis la canal. În receptorul acestei secvențe, același registru de deplasare ca și în emițător, secvența a * n = bn Å (Bn-6 Å bn-7), care este identic cu secvența an.

Unul dintre dezavantajele descramblerilor de sincronizare cu auto-sincronizare este proprietatea lor de propagare a erorilor inerente. Astfel, în circuitul din Fig. 7.4 cu aceeași eroare în secvența bn, caracterele 6 și 7 sunt de asemenea eronate. În general, efectul biților recepționați în mod eronat se va manifesta în momentele în care a este numărul de feedback-uri. Acest dezavantaj limitează numărul de feedback din registrul de deplasare, care practic nu depășește numărul de răspunsuri # 945; = 2.

dezavantaj-sincronizarea semnalelor numerice auto-a doua provine din posibilitatea de apariție a așa-numitelor „situații critice“ la intrare atunci când secvența de ieșire se repetă cu o perioadă mai mică decât lungimea PAC. Pentru a preveni astfel de situații în scrambler și unitatea de decriptare în conformitate cu recomandările ITU - schema T oferă elemente suplimentare speciale de control, care detectează periodicitate SRP la intrarea receptorului.

Dezavantaje inerente în auto-sincronizarea scrambler-descrambler. practic absent cu amestecare aditivă (Figura 7.5).

Scrambler Setarea registrelor Descrambler

la starea inițială

Fig. 7.5. Scrambling schema cu instalarea inițială

Totuși, aceasta necesită o setare preliminară identică a stărilor registrelor scrambler și descrambler. Scrambler inițială setarea, ca în scrambler auto-sincronizare, produs de intrare însumarea și lățime de bandă de memorie, dar semnalul rezultat este furnizat la intrarea registrului. Secvența bruiate de debruiere, de asemenea, nu trece printr-un registru de deplasare, astfel încât nu există nici o propagare a erorii. Secvențele adăugate în scrambler sunt independente, deci nu există situații critice. Lipsa efectului de propagare a erorii și nevoia de protecție specială din situații nedorite fac aditivul la procesul de demodulare preferat și mai rentabilă, în cazul în care nu ia în considerare costul soluției de sincronizare reciprocă a perechilor bruiat-debruiere.

Luați în considerare efectul amestecării asupra spectrului energetic al unui semnal binar (figura 7.6). Ak Ak a b F F 1 / T 1 1 / MT

Fig. 7.5. Spectrul de semnal:

a) înainte de a se deplasa; b) dupa ce se intalnesc

Schema din figura 7.5 prezintă un exemplu de spectru energetic pentru un semnal periodic cu o perioadă T conținând 6 elemente binare cu o durată T0. După ce se scanează lățimea de bandă a memoriei cu elemente M = 2 n-1, spectrul este substanțial "îmbogățit" (figura 7.5b). În același timp, numărul componentelor spectrului a crescut cu M de ori, iar nivelul fiecărei componente scade cu același număr de ori.







Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: