Линейное (физическое) кодирование

Поток битов, полученный в результате квантования и двоичного кодирования, непригоден для передачи по каналу связи по ряду причин, основные из которых следующие:

– выходной цифровой поток имеет широкий спектр, что затрудняет его передачу по каналу связи с ограниченной полосой пропускания и осложняет процесс регенерации сигнала синхронизации, передаваемого в канале, особенно в случае восстановления потерянного синхронизма;

– спектр сигнала имеет значительную долю низкочастотных составляющих, которые могут интерферировать с составляющими передаваемого низкочастотного сигнала;

– спектр содержит большую постоянную составляющую, усложняющую фильтрацию напряжения сети питания.

Для оптимизации спектра сигнала, подаваемого в линию связи, используется так называемое линейное (физическое) кодирование. Оно должно обеспечить:

– минимальную спектральную плотность на нулевой частоте и ее ограничение на нижних частотах;

– информацию о тактовой частоте передаваемого сигнала в виде дискретной составляющей, легко выделяемой на фоне непрерывной части спектра;

– непрерывный спектр должен быть достаточно узкополосным для передачи через канал связи без искажений;

– малую избыточность для снижения относительной скорости передачи в канале связи;

– минимально возможные длины блоков повторяющихся символов («1» или «0») и диспаритетность (неравенство числа «1» и «0» в кодовых комбинациях).

Для двоичного кодирования число уровней входного сигнала m = 2, а число уровней выходного сигнала n может быть 2 (двухуровневое кодирование) или 3 (трехуровневое кодирование). Двухуровневое кодирование может быть однополярным (+1, 0) и двухполярным, или симметричным (+1, –1); трехуровневое – однополярным (+2, +1, 0) и двухполярным (+1, 0, –1). Например, оптические линии связи требуют однополярных методов кодирования, тогда как электрические линии связи могут использовать как однополярные, так и двухполярные методы кодирования.

В различных методах кодирования «1» может быть представлена положительным прямоугольным импульсом на полную или на половинную длину двоичного интервала, или переходом с «+1» на «0» или «–1» (ступенькой вниз) в центре интервала, а «0» – соответствующей длины отрицательным импульсом, или отсутствием импульса, или обратным переходом с «–1», или «0» на «+1» (ступенькой вверх) в центре интервала.

Коды AMI и HDB3 правила их кодообразования. Код AMI (Alternate Mark Inversion) – двухполярный трехуровневый код с инверсией на каждой единице. Пример кодообразования AMI приведен на рис. 3.6.

HDB 3 (High Density Bipolar 3) – двухполярный трехуровневый код. Пример кода HDB3 приведен (рис. 3.7).

Правила кодообразования:

– двоичный нуль представляется нулевым уровнем, если общее количество следующих подряд нулей меньше четырех;

– двоичная единица представляется импульсом, полярность которого противоположна полярности предыдущего импульса;

Рис. 3.6

– четвертый нуль из последовательности четырех нулей всегда представляется импульсом, нарушающим чередование полярности;

– второй и третий уровень из последовательности четырех нулей всегда представляются нулевым уровнем;

Рис. 3.7

– первый нуль из последовательности четырех нулей представляется как импульс без нарушения чередования, если после последнего нарушения было четное количество импульсов или ни одного;

– первый нуль из последовательности четырех нулей представляется нулевым уровнем, если после последнего нарушения было нечетное количество импульсов.

Дата добавления: 2014-12-25