Передача данных сигналами постоянного тока. Помехоустойчивое кодирование

Оглавление

К кодам, используемым для преобразования, предъявляются следующие требования:

• достаточная помехоустойчивость;
• возможность формирования сигнала синхронизации в каждом такте передаваемого сигнала (например, с использованием дифференцирования сигнала или отслеживания перепадов сигнала);
• спектр преобразованного сигнала должен соответствовать полосе пропускания канала, предполагаемого к использованию;
• разумная сложность аппаратной реализации.

• низкая помехоустойчивость, так как любой всплеск помехи может быть принят за "1" сигнал;
• при большом числе нулей, идущих подряд, невозможно выделить сигнал синхронизации.

• Биполярный код на выходе источника (Рис.1,а).
• Метод кодирования "с возвратом к нулю"(RZ, Рис.1,б) предусматривает хотя бы одно изменение сигнала в представлении каждого бита и обладает свойством самосинхронизации. Его недостаток состоит в том, что он обладает меньшей помехоустойчивостью, чем коды, рассмотренные ниже.
• Код "без возврата к нулю"(No Return to Zero - NRZ) показан на Рис.1,в. При кодировании этим методом представление единиц осуществляется напряжением положительной полярности, а нулей - отрицательной. За счет того, что сигнал не изменяется при передаче одноименных битов, идущих подряд, уменьшается частота сигнала, и соответственно, ширина спектра, что позволяет более эффективно использовать полосу пропускания. Однако метод не обладает свойством самосинхронизации, так как при передаче одноименных битов подряд изменения сигнала отсутствуют, что не позволяет сформировать сигнал самосинхронизации.
• Метод кодирования "без возврата к нулю с переключением по единице"(No Return to Zero 1 - NRZ1) показан на Рис. 1,г. При кодировании каждой единицы производится переключение полярности на границе такта, при передаче нулей полярность остается неизменной. Этот код сохраняет все свойства предыдущего.
• На Рис.1,д изображен манчестерский код. Условно его называют "фазовой модуляцией". При использовании кода при передаче единицы производится переключение полярности в середине такта (например, с отрицательной полярности на положительную), при передаче нуля переключение полярности также осуществляется в середине такта, но в противоположном направлении. Он также обладает самосинхронизацией, но требует удвоенной полосы пропускания для сохранения той же скорости передачи.
• Код Миллера, называемый также "модифицированной фазовой модуляцией" (Рис.1,е). При передаче каждой единицы полярность переключается в середине такта, при передаче нулей полярность не изменяется, если в следующем такте передается единица, или переключается в конце такта, если в следующем такте передается ноль. Он обладает самосинхронизацией. Его особенностью является то, что при непрерывном поступлении нулей или единиц переключение полярности происходит с интервалом T. Переход от передачи единиц к передаче нулей всегда соответствует интервал 1,5T. При кодировании последовательности 101 возникает интервал 2Т. По этой причине метод называют трехчастотным.

Для повышения скорости передачи битов без изменения тактовой частоты и, соответственно, требуемой полосы пропускания, применяются многопозиционные методы кодирования. Они рассмотрены в разделе VIII при описании технологии xDLS.

Код 4B/5B

Предыдущий

Следующий