Выполнение лабораторной работы

При выполнении этой и последующих лабораторных работ по методам цифрового кодирования данных необходимо придерживаться схемы, приведенной на рисунке 3.4. Все функции должны быть написаны в среде Mathcad.

Рисунок 3.4 – Обобщенная схема модели процесса передачи

На приемной стороне производится К = 128 измерений принятого сигнала за такт и по результатам измерений определяется его значение. Для реализации данной модели каждый бит информации при кодировании представляется К отсчетами, а декодер на приемной стороне вычисляет среднее значение К отсчетов каждого бита (рисунок 3.5). Такая схема передачи-приема приводит к тому, что если при передаче данных в канале происходит искажение нескольких отсчетов одного бита, то на приемной стороне возможно восстановление информации по среднему значению К отсчетов данного бита.

Рисунок 3.5 – Дискретизация сигнала

Кодирование NRZ производится по схеме на рисунке 3.3.

Декодирование осуществляется по той же схеме, что и кодирование только в обратном порядке и с учетом затухания сигнала. Например, если среднее значение принятого сигнала меньше (больше) порогового значения (0.5×A_sign×K_A, где A_sign - амплитуда сигнала, K_A - коэффициент затухания) будем считать его 0 (+1) и декодируем его единицей (нулем).

Далее производится сравнение полученной битовой последовательности с передаваемой и вычисление интенсивности битовой ошибки BER, для чего в лабораторной работе №1 была разработана Mathcad-функция berCalc(). Аналогично с помощью функции serCalc() из лабораторной работы №1 вычисляется интенсивность символьной ошибки SER.

Результаты вычислений заносятся в таблицу приложения 1.

Порядок выполнения:

1. Открыть рабочий лист Mathcad, полученный после выполнения лабораторных работ №№1, 2.

2. Разработать Mathcad-функцию NRZ-кодер с учетом того, что каждый бит информации будет представлен в канале К отсчетами (см. раздел 3.4).

3. Разработать Mathcad-функцию NRZ-декодер. При декодировании необходимо считывать К отсчетов и определять значение бита по среднему.

4. 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.

5. Передать поочередно полученные кодовые последовательности с помощью модели канала, разработанной в лабораторной работе №2.

6. Декодировать поочередно полученные приемником сигналы с помощью функции из п.3.

7. С помощью Mathcad-функций berCalc() и serCalc() из лабораторной работы №1 вычислить интенсивность битовой (символьной) ошибки для каждой последовательности.

8. Свести результаты работы в таблицу (приложение 1).

9. Оформить отчет в виде Mathcad-файла.

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. Перечислите и кратко охарактеризуйте виды цифрового кодирования.

2. Для чего необходимо кодировать битовую последовательность данных?

3. Какие требования предъявляются к цифровым кодам?

4. Опишите принцип NRZ-кода.

5. Перечислите недостатки кода NRZ.

6. Каковы достоинства кода NRZ?

Лабораторная работа №4

Кодирование с возвращением к нулю RZ

Цель работы: Изучение методов цифрового кодирования сигналов на примере кода RZ. Исследование процесса передачи данных на физическом уровне.

Подготовка к лабораторной работе:

1. Повторить программирование в системе Mathcad.

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

Краткая теория:

Код с возвращением к нулю (RZ – Return to Zero) представлен на рисунке 4.1. Цифровые данные представляются следующим образом: биты 0 представляются нулевым напряжением (0В); биты 1 представляются значением +1В в первой половине и нулевым напряжением во второй, т.е. единице соответствует импульс напряжения продолжительностью в половину продолжительности передачи одного бита данных.

Рисунок 4.1 – Код RZ

Этот метод имеет два преимущества по сравнению с кодированием NRZ:

§ средний уровень напряжения в линии составляет 1/4V (вместо 1/2 V);

§ при передаче непрерывной последовательности единиц сигнал в линии не остается постоянным.

Однако при использовании кодирования RZ:

§ полоса сигнала может достигать значений, равных скорости передачи данных (при передаче последовательности единиц);

§ длинные последовательности нулей плохо синхронизируются.

Порядок выполнения:

1. Открыть рабочий лист Mathcad, созданный в предыдущих лабораторных работах.

2. Разработать Mathcad-функцию RZ-кодер для К отсчетов каждого бита.

3. Разработать Mathcad-функцию RZ-декодер, для среднего значения К отсчетов.

4. 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.

5. Передать поочередно полученные кодовые последовательности с помощью модели канала, разработанной в лабораторной работе №2.

6. Декодировать поочередно полученные приемником сигналы с помощью функции из п.3.

7. С помощью Mathcad-функций berCalc() и serCalc() из лабораторной работы №1 вычислить битовую (символьную) вероятность ошибки для каждой последовательности.

8. Свести результаты работы в таблицу (приложение 1).

9. Оформить отчет в виде Mathcad-файла.

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. Опишите принцип RZ-кодирования.

2. Сравните методы кодирования NRZ и RZ.

3. Перечислите достоинства и недостатки RZ-кода.

4. Какой из описанных выше кодов дает наименьшую битовую ошибку?

5. К какому виду кодирования относится код RZ?

Лабораторная работа №5

Потенциальный код с инверсией при единице NRZI

Цель работы: Изучение методов цифрового кодирования сигналов на примере кода NRZI. Исследование процесса передачи данных на физическом уровне.

Поиск по сайту: