Spektralna analiza ternarnih I kvaternarnih linijskih kodova

səhifə	1/12
tarix	26.06.2016
ölçüsü	1.96 Mb.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 12

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU

FAKULTET ELEKTROTEHNIKE I RAČUNARSTVA

DIPLOMSKI RAD br. 3093

SPEKTRALNA ANALIZA TERNARNIH I KVATERNARNIH LINIJSKIH KODOVA

Ivan Ostojić

Zagreb, lipanj 2009.

Mentor rada: Prof. dr. sc. Alen Bažant

Voditelj rada: Prof. dr. sc. Alen Bažant

Sadržaj

Uvod 1

1. Općenito o spektralnoj gustoći snage linijskih kodova 3

1.1. Spektralna gustoća snage linijskih kodova 3

1.2. Izvanpojasna snaga linijskih kodova 5

2. Spektralna gustoća snage binarnih linijskih kodova 6

2.1. Spektralna gustoća snage NRZ kodova 6

2.1.1. Spektralna gustoća snage polar NRZ koda 6

2.1.2. Spektralna gustoća snage unipolar NRZ koda 9

2.2. Spektralna gustoća snage RZ kodova 11

2.2.1. Spektralna gustoća snage polar RZ koda 11

2.2.2. Spektralna gustoća snage unipolar RZ koda 13

2.3. Spektralna gustoća snage bifaznih kodova 15

2.3.1. Spektralna gustoća snage BI-Ф-L (Manchester) koda 15

2.3.2. Spektralna gustoća snage BI-Ф-M, BI-Ф-S i uvjetnog BI-Ф-L koda 17

2.4. Spektralna gustoća snage DM (Miller) koda 18

2.5. Spektralna gustoća snage binarnih blok kodova 20

2.5.1. Spektralna gustoća snage CMI koda 21

2.5.2. Spektralna gustoća snage DMI koda 23

2.6. Usporedba spektralne gustoće snage binarnih kodova 27

3. Spektralna gustoća snage ternarnih linijskih kodova 31

3.1. Spektralna gustoća snage pseudoternarnih kodova 32

3.1.1. Spektralna gustoća snage AMI-RZ koda 33

3.1.2. Spektralna gustoća snage AMI-NRZ koda 35

3.2. Spektralne gustoće snage ternarnih - supstitucijskih kodova 37

3.2.1. Spektralna gustoća snage HDB3 supstitucijskog koda 37

3.2.2. Spektralna gustoća snage B6ZS supstitucijskog koda 40

3.2.3. Usporedba spektralne gustoće snage ternarnih supstitucijskih kodova 44

3.3. Spektralne gustoće snage ternarnih - blok kodova 48

3.3.1. Spektralna gustoća snage 4B3T blok koda 48

3.3.2. Spektralna gustoća snage MS43 i MMS43 blok kodova 51

3.3.3. Spektralna gustoća snage FOMOT blok koda 56

3.3.4. Usporedba spektralne gustoće snage ternarnih blok kodova 59

4. Spektralna gustoća snage kvaternarnih linijskih kodova 61

4.1. Spektralna gustoća snage 2B1Q koda 61

5. Usporedba spektralne gustoće snage linijskih kodova 66

Zaključak 67

Literatura 70

Skraćenice 71

Dodatak 73

Uvod

Linijskim kodiranjem postiže se optimalna prilagodba digitalnog signala mediju preko kojeg ga treba prenijeti s obzirom na vrstu medija, duljinu linka, prigušenje, izobličenje (disperziju), brzinu prijenosa, učestalost pogrešaka i frekvencijsku karakteristiku. Razmotriti ćemo izbor prikladnih kodova za dva osnovna transmisijska medija: metalni vodič i svjetlovodnu nit. U ovom diplomskom radu najvećim dijelom smo se orijentirali na linijske kodove prikladne za metalni vodič.

Osnovni kodovi mogu se klasificirati u četiri klase: NRZ (engl. NonReturn-to-Zero), RZ (engl. Return-to-Zero), PT (engl. PseudoTernary) i Bi-Ф (engl. BiPhase). NRZ i RZ klase mogu se dalje podijeliti na jednopolarnu (engl. unipolar) i polarnu (engl. polar) podklasu. Napredni kodovi uključuju supstitucijske kodove (engl. substitution codes) i blok kodove (engl. block codes). Postoje kodovi koji ne pripadaju niti jednoj navedenoj klasi, dok neki kodovi pripadaju više nego jednoj klasi.

Svi ovi navedeni kodovi imaju različite performanse te se koriste za različite usluge. Za pojedinu uslugu neka obilježja će biti važna, dok druga neće biti.

Odgovarajuća vremenska informacija. Trajanje bita ili simbola obično se obnavlja iz primljenog niza podataka. To zahtjeva da format linijskog kodiranja osigura prikladnu prijenosnu gustoću u kodiranoj sekvenci. Formati sa većom prijenosnom gustoćom imaju prednost, budući da će ekstrakcija takta imati manje problema sa ovom vrstom signala. Dugačak niz binarnih jedinica (1) i nula (0) u podacima će uzrokovati probleme u ekstrakciji takta.
Spektar prilagođen kanalu. Linijski kodovi bez istosmjerne dc komponente i s malom istosmjernom dc komponentom u spektralnoj gustoći snage PSD (engl. Power Spectral Density) su poželjniji za sustave magnetskog zapisa ili sustave koji koriste spajanje transformatorima koji imaju nizak frekvencijski odaziv. Spektralna gustoća snage PSD linijskog koda treba imati dostatnu i malu širinu prijenosnog pojasa u usporedbi sa širinom prijenosnog pojasa kanala te na taj način intersimbolna interferencija (engl. InterSimbol Interferension, skraćeno ISI) neće biti problem.
Suženje spektra na višim frekvencijama. Kod metalnih vodiča prigušenje signala raste dominantno s korijenom frekvencije. Da bismo smanjili izobličenje signala, glavninu snage spektra poželjno je pomaknuti prema nižim frekvencijama.
Ograničena širina prijenosnog pojasa. Širina prijenosnog pojasa linijskog koda treba biti što je moguće uža. Širina prijenosnog pojasa se može reducirati filtriranjem i uvođenjem višerazinskog prijenosa.
Mala vjerojatnost pogreške. Cilj linijskog kodiranja je niska vjerojatnost pogreške bita uzrokovana šumom i niska intersimbolna interferencija ISI koja oštećuje primljeni signal. Poželjniji su linijski kodovi sa niskom vjerojatnosti pogreške srednje energije bita, ali u obzir treba uzeti i druge karakteristike, kao što su širina prijenosnog pojasa i sposobnost ekstrakcije takta.
Sposobnost otkrivanja pogreške. Neki oblici kodiranja imaju sposobnost otkrivanja pogrešaka iz primljene sekvence bez dodavanja dodatnih bitova kao u oblicima kanalskog kodiranja. Međutim, ispravljanje pogrešaka prilikom linijskog kodiranja nije moguće te se može postići kroz tehnike kanalskog kodiranja ili u obliku retransmisije.
Neovisnost o sekvenci bita (transparentnost). Linijski kod mora imati sposobnost kodirati bilo koju sekvencu podataka iz bilo kojeg izvora i dekoder mora imati sposobnost dekodirati to natrag u originalne podatke što znači da su svojstva linijskog koda neovisna o karakteristikama izvora.
Diferencijalno kodiranje. Ova osobina je korisna budući da je diferencijalno kodirana sekvenca imuna na promjenu polariteta. Međutim, ako diferencijalno kodiranje nije prisutno u samom linijskom kodu, ono se naknadno može integrirati u sustav.

Kod električnog prijenosa koriste se najčešće višerazinski linijski kodovi, a posebno ternarni, odnosno pseudoternarni. Linijski kodovi koji se koriste u optičkom prijenosu su binarni (svjetlo, tama).

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 12