Задание. Закодировать 32-х битную последовательность следующими кодами:

1. NRZ

2. AMI

3. NRZI

4. 2B1Q

5. MLT-3

6. Биполярным импульсным кодом.

7. Манчестерским кодом.

8. Выполнить скремблирование исходного кода и представить кодирование по AMI HDB3

9. Выполнить преобразование исходного кода по B8ZS и представить кодирование по AMI.

kite

УЦЙУ

Пошаговое объяснение:

Учитель:[Начну с объяснения каждого кодирования по отдельности с указанием шагов и обоснованиями.]

1. Кодирование NRZ:
NRZ (Non-Return-to-Zero) - это простейший код, в котором каждому биту сопоставляется фиксированное напряжение. В данном случае, чтобы закодировать 32-х битную последовательность, мы будем использовать два уровня напряжения: высокий уровень (1) и низкий уровень (0).

Пример решения:
Допустим, у нас есть 32-х битная последовательность: 01010101010101010101010101010101.
1 очередь кодирования NRZ состоит в том, чтобы закодировать каждый бит последовательности. Мы будем использовать высокий уровень напряжения для 1 и низкий уровень для 0.
Таким образом, закодированная последовательность будет выглядеть следующим образом: 01010101010101010101010101010101.

2. Кодирование AMI:
AMI (Alternate Mark Inversion) - это код, в котором каждому биту сопоставляется напряжение, меняющееся при передаче нулей, а единицы кодируются напряжением на противоположной стороне от нулей. Это позволяет обеспечить постоянную полезную составляющую низкой частоты.

Пример решения:
Допустим, у нас есть та же 32-х битная последовательность: 01010101010101010101010101010101.
Очередным шагом будет просмотреть каждый бит последовательности и закодировать его с помощью определенного уровня напряжения. Однако, если у нас есть группы подряд идущих нулей, нам необходимо добавить специальные символы, называемые "нулевым уровнем". Эти символы помогут сохранить постоянную полезную составляющую низкой частоты.
Таким образом, закодированная последовательность будет выглядеть так: 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1.

3. Кодирование NRZI:
NRZI (Non-Return-to-Zero Inverted) - это код, в котором каждому нулю сопоставляется отсутствие изменения уровня напряжения, а каждой единице - изменение уровня напряжения.

Пример решения:
Опять же, предположим, у нас есть 32-х битная последовательность: 01010101010101010101010101010101.
Здесь каждый бит будет представляться изменением уровня напряжения по сравнению с предыдущим битом. Для 0 уровень напряжения сохраняется, для 1 уровень напряжения меняется.
Закодированная последовательность на данном шаге будет выглядеть так: 01010101010101010101010101010101.

4. Кодирование 2B1Q:
2B1Q (Two Binary, One Quaternary) - это кодирование, в котором каждым битом представляются два двоичных бита, а они, в свою очередь, представляются одним кватернарным значением из набора {-3, -1, +1, +3}.

Пример решения:
Примем ту же 32-х битную последовательность: 01010101010101010101010101010101.
Нам потребуется делить ее на группы из двух битов, чтобы закодировать каждый бит двумя двоичными символами. Затем, эти двоичные символы будут представлены одним из кватернарных значений {-3, -1, +1, +3}.
Таким образом, закодированная последовательность будет выглядеть следующим образом: -1 +1 -3 -1 +1 -1 +3 -1 +1 -3 -1 +1 -3 -1 +1 -1 +3 -1 +1 -3 -1 +1 -1 +3 -1.

5. Кодирование MLT-3:
MLT-3 (Multi-Level Transmit-3) - это код, в котором каждый бит представляется с помощью трех уровней напряжения. Если биту соответствует 0, то напряжение остается таким же, как у предыдущего бита. Если же биту соответствует, то напряжение меняется на следующий уровень из трех доступных.

Пример решения:
Опять же, рассмотрим 32-х битную последовательность: 01010101010101010101010101010101.
Мы начинаем с некоторого базового уровня напряжения. Для кодирования каждого бита, мы рассматриваем его значение. Если он равен 0, напряжение остается таким же, как у предыдущего бита. Если он равен 1, напряжение меняется на следующий уровень из трех доступных.
Закодированная последовательность будет выглядеть следующим образом: 01000101000101000101000101000101.

6. Биполярный импульсный код:
Биполярный импульсный код (Biphase Mark Code) - это код, в котором каждый бит представляется двумя последовательными сигналами разной фазы.

Пример решения:
Та же 32-х битная последовательность: 01010101010101010101010101010101.
В данном кодировании каждый бит будет представлен двумя сигналами разной фазы. Если бит равен 1, фаза меняется на следующую (0° на 180° или 180° на 0°). Если бит равен 0, фаза остается то же самой.
Закодированная последовательность на данном шаге будет выглядеть так: -+--+-+-+-+-+-+--+-+-+-+-+-+--+-+-+-+-.

7. Кодирование Манчестерским кодом:
Манчестерское кодирование - это кодирование, в котором каждый бит представлен полу-периодом сигнала в одном из двух состояний: росте или падении, для представления логической 1, и падения или росте, для представления логического 0.

Пример решения:
Для 32-х битной последовательности: 01010101010101010101010101010101.
Мы разделяем каждый бит на два временных периода и представляем его в зависимости от значения бита. Логическая 0 представлена переходом от роста к падению, а логическая 1 - от падения к росту.
Таким образом, закодированная последовательность будет выглядеть так: 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1.

8. Скремблирование исходного кода и кодирование по AMI HDB3:
Скремблирование - это процесс изменения передаваемого сигнала с целью улучшения его свойств, таких как автокорреляционные свойства и распределение энергии. АМI Ніgh Dеnsіtу Bірhаsе 3 (AMI HDB3) - это способ скремблирования и кодирования.

Пример решения:
Опять же, рассмотрим 32-битную последовательность: 01010101010101010101010101010101.
АМI HDB3 применяет изменения к последовательностям нулей для достижения лучшего управления энергией. Если четное количество нулей подряд, кодирование будет назначать положительную или отрицательную амплитуду на определенном уровне напряжения и менять ее в соответствии с предыдущим значением.

9. Преобразование исходного кода по B8ZS и кодирование по AMI:
B8ZS (Bipolar with 8 Zero Substitution) - это метод биполярного кодирования, в котором восемь нулей подряд заменяются на специальные последовательности для улучшения периодичности.

Пример решения:
Снова примем 32-битную последовательность: 01010101010101010101010101010101.
B8ZS обрабатывает последовательности восьми нулей подряд, заменяя их специальными шаблонами. Эти шаблоны несут информацию и позволяют улучшить периодичность передаваемого сигнала.
Таким образом, закодированная последовательность будет выглядеть следующим образом: 01000101000101000101000101000101.

Короче говоря, каждый известный метод для кодирования 32-битной последовательности реализуется с помощью специфических правил. Все шаги должны пройти через правильную последовательность, чтобы получить закодированную последовательность согласно заданной методике.