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5/6/2018 codificacion - slidepdf.com

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Tipos de Codificación

Existen varios tipos de codificaciones, entre ellas:

Non R eturn to Zero (NR Z)

Los códigos de NR Z normalmente son unipolares y se caracterizan por mantener constante el valor de la señal de línea durante todo el

intervalo de bit Tb,

NR ZL. NR Z-M.

NR Z-S.

tiene componente continua muy significativa y alto contenido en bajas frecuencias , pero su ancho de banda no es excesivo.

R etorno a cero (R Z)

Son unipolares , para caracterizar al ³1´ mantienen constante el valor de la señal de línea durante el primer semi intervalo de bit y a cero en

la otra mitad . al ´0´ se le asigna valor nulo durante todo su tiempo de bit por ello el intervalo mas estrecho resulta ser Tb/2

Binario multinivelEstos códigos son polares y asignan polaridades alternadas a las

ocurriencias sucesivas de uno de los simbolos y al otro símbolo valor nulo siempre

Bipolar AMI.

Pseudoterrnario.



Códigos bifase

Nacen con la idea de corregir los problemas presentados por los

unipolares para asegurar el sincronismo, cualquiera de ellos poseeuna transición y como mucho dos por intervalo de bit son polares

para asegurar la eliminación de corriente continua y se basan entransiciones para incrementar la resistencia al ruido.

Bifase-L o Manchester.

Bifase ± M Bifase ±S

Bifase diferencial o Manchester diferencial.

Técnicas de ³Scrambling´

B8ZS. HDB3.

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Código MILLER

Es un código polar que no tiene nunca mas de una transición por

tiempo de bit pero tiene almenos una por cada dos intervalos de bit. El

criterio de aplicación consiste, en dar una sola transición en el centro

del intervalo cuanda se trata de un ³1´ no darla en el centro si se trata

de un ³0´ dar una al final y si va seguido de un ³1´ no darla tampoco

Sus características son my parecidas a los bifase pero poseen el

menor ancho de banda de todos los considerados aunque con un poco

de componente continua para sincronía son algo peores que los bifase

y bastante complicados de realizar.



Código no regreso a cero (NRZ)

Sincronización

No contiene señal de temporización

Capacidad de detección de errores No permite detectar errores

Inmunidad al ruido

En función de la diferencia de voltajes

Espectro Alto contenido de energía cercano a 0. El 95 % de la potencia

se encuentra en las frecuencias menores a la frecuencia de losdatos.

Puede considerarse que la máxima frecuencia de la señal es fdcomo criterio para limitar su ancho de banda.

Transparencia

El valor promedio de la señal y la posibilidad de detectar el

inicio de un bit dependen del contenido de 1 s y 0 s

En esta densidad espectral de potencia , aproximadamente 77% de la potencia esta contenida en las componentes de frecuencia (-pi/2,pi/2),

90% en(-pi,pi) y 94.8% en(-2pi,2pi).

Los datos aleatorios en NR Z no tienen componentes espectralesdiscretas por tanto se requiere un reloj externo o un procesamiento

no lineal en el receptor para la tasa de adquisición de bits

El valor de salida tiene un valor constante especifico (

) durante el

intervalo de bit para unos y ceros igualmente probables

Espectro de potencia

Donde la función aparece amenudo en los sistemas de datosdigitales



Código unipolar regreso a cero (RZ)

Tenemos que


Si consideramos iguales probabilidades de que aparezcan ceros y

unos entonces tendremos que

Autosincronización

Si contiene señal de temporización

Capacidad de detección de errores

No permite detectar errores

Inmunidad al ruido En función de la diferencia de voltajes

Densidad espectral de Potencia

Alto contenido de energía cercano a 0.Doble ancho de bandaque NR Z. Puede considerarse que la máxima frecuencia de la

señal es 2fd como criterio para limitar su ancho debanda.

Transparencia El valor promedio de la señal y la posibilidad de detectar

el inicio de un bit dependen sólamente del contenido de 0 s



Código bipolar RZ

Autosincronización



No permite detectar errores

Inmunidad al ruido

Mayor inmunidad al ruido al emplear voltajes positivos ynegativos.

Densidad espectral de Potencia

No tiene contenido de energía cercano a 0. Mayor ancho de

banda que NR Z.

Transparencia

Se mantiene la autosincronización con independencia de losvalores de la información.

Usa tre niveles de amplitud y en ocaciones se clasifica como una señal

seudoternaria.

Se puede modelar como un generador binario aleatorio cuya salida sefiltra con un filtro transversal transversal de una etapa para obtener

una salida ternaria

�

� �

�

para el primer 1

� � � � para el siguiente 1

Haciendo una escala de la salida al intervalo (-A,A) y considerando

igual probabildad de ocurriencia para cada uno de los valores tenemosqueESPECTR O DE POTENCIA



Código AMI

Emplea el criterio de asignación de un impulso en el primer

semiintervalo de bit y un valor nulo en el segundo si se trata de un´uno´ y valor nulo siempre se trata de un ³cero´ además la polaridad

de los ³1´ se va alternando.

espectro de potencia

Autosincronización


Capacidad de detección

de errores

Permite detectar cierto tipo de errores

Inmunidad al ruido Mayor inmunidad al ruido al emplear voltajes positivos y

negativos.

Densidad espectral de Potencia No tiene contenido de energía cercano a 0.

Menor ancho de banda que R Z.

Transparencia

El valor promedio de la señal depende del número de 0¶s. La autosincronización se pierde si se transmite una gran

cantidad de 0¶s, sin embargo puede emplearse un tipo decodificación de los datos que lo evita, por ejemplo, HDB3

(señalización bipolar 3 de alta densidad) en donde sereemplazan secuencias de más de tres ceros consecutivos

port algún valor conocido.



Código manchester

En este formato de señalización se tiene


Para ceros y unos igualmente probables tenemos que:

Autosincronización



Permite detectar cierto tipo de errores

Densidad espectral de Potencia No tiene contenido de energía cercano a 0. Doble ancho de

banda que AMI.

Transparencia La autosincronización se mantiene independientemente del

valor de la información.



código HDB3

El código HDB3 pertenece a los códigos de línea llamados Técnica

de Altibajos. Consisten en sustituir secuencias de bits que provocan niveles de

tensión constantes por otras que garantizan la anulación de lacomponente continua y la sincronización del receptor. La longitud de

la secuencia queda inalterada, por lo que la velocidad de transmisiónde datos es la misma; además el receptor debe ser capaz de reconocer

estas secuencias de datos especiales.

Los objetivos en el diseño de estas técnicas son:

Evitar la componente en continua.

Evitar las secuencias largas que correspondan a señales detensión nula.

No reducir la velocidad de datos.Capacidad para detectar errores.

El esquema de codificación basado en Norteamérica se llama

B8ZS y el utilizado en Europa y Japón es el HDB3, ambos se basanen la codificación AMI.

En el esquema HDB3, se reemplazan las cadenas de cuatro

ceros por cadenas que contienen uno o dos pulsos. En estecaso, elcuarto cero se sustituye por un estado de señal no permitido en el

código, este procedimiento se denomina violación del código.

En las violaciones siguientes, se considera una regla adicional para asegurar con ello que tengan una polaridad alternante y así no

introducir componente en continua. Si la última violación fue positiva,

la siguiente debe ser negativa y viceversa. Esta condición se determinadependiendo si el número de pulsos desde la última violación es par o

impar y dependiendo de la polaridad del último pulso anterior a laaparición de los cuatro ceros.

La mayor parte de la energía se concentra en una región

estrecha en torno a la frecuencia correspondiente a la mitad de larazón de datos. Por tanto, estos códigos son adecuados para la

transmisión a altas velocidades.

HDB3 ("High Density Bipolar-3 Zeros"):

Número de 1´s desde la última sustitución PAR IMPAR

Pulso anterior positivo + 00 + + 000 +

Pulso anterior negativo - 00 - - 000 -

Un ejemplo de una señal codificada con HDB3, es la

siguiente:



Codificación de línea:

a) Propiedades: Binario vs. multinivel: Más eficiente multinivel, ya que envía varios bits con cada forma de onda, frente a las 2 formas con

1 bit cada una del binario.

Componente continua ( ( f)) en el espectro): Ideal si la señal no tiene DC ni componentes en . f 0

Ancho de banda: Mejor sin componentes en frec. altas (coste y ruido) Pulsos no muy estrechos.

R ecuperación de reloj: Misma señal de reloj para transmisor y receptor (sincronización).´Códigos de retorno a ceroµ ( RZ, fácil recuperación): En el tiempo de un bit en ´1µ, en la mitad vuelve a 0, y

cuando está en ´0µ, la mitad está en ²V y después vuelve a 0 (doble ). WB

Protección frente a errores (detección): Código AMI (´1µ alternados entre V y ²V).

Codif. diferencial (forma de onda en función de la anterior): ´0µ conserva el nivel anterior y ´1µ lo cambia inmunidadfrente a inversiones de señal (amplificador inversor).

b) Formas de onda típicas:

NRZ (unipolar / bipolar): Con / sin nivel de continua. Con información (potencia) en f 0

NRZ ²M: Igual, pero diferencial.

RZ unipolar: Transiciones a 0 con ´1µ (doble ). WB

RZ bipolar: Transiciones con ´0µ y ´1µ.

AMI: ´1µ alternados.

Manchester: ´1µ con 1 en T/2 y 0 el resto, y ´0µ al contrario. Con información (potencia) en f 0



Interferencia entre símbolos (IES o ISI): Señal finita en t � en f( BW =� ) Limitación de BW Señal � en t IES.

a) 1er criterio de Nyquist: Condiciones:

1. Decisión por muestreo en el receptor (una muestra por cada bit).

2. Codificación de línea: ´1µ (f) y ´0µ 0 V.

Teorema:

No hay IES en los instantes de muestreo en el receptor es un filtro P.B. ideal, con Bmín=. 1/2T

Consecuencias:

Las funciones ¶sinc· (transf. inversa del pulso cuadrado) son nulas enk*T , k � 0 por lo que no interfieren entre sí en los

instantes de muestreo, cada T segundos.

Bmín restricción en la VS , definiendo su valor maximo VS = 1/T

Pero en la realidad, los canales no cumplen las condiciones de Nyquist (filtros P.B. ideales y h(t)=0 , �=k*T , � �0), por lo que seañade otro filtro ( ecualizador ):

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