Korrekte Definition des Übergangs in der Zeilencodierung

1. Eine -1 steht für eine logische 1 und +1 für eine logische 0 - lesen Sie die Frage (in Ihrer Frage) und denken Sie ein bisschen mehr darüber nach.
2. Ja du hast Recht
3. Die Antwort lautet, dass NRZ lange Sequenzen erzeugen kann, in denen es keine Übergänge gibt. Das gilt nicht unbedingt für das Bild in Ihrer Frage, aber es hängt alles davon ab, was vorher und danach passiert ist.

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Als Referenz ist hier der Plot des Signals:

Die Polarität ist als + für 0 und - für 1 definiert. Dieses Diagramm zeigt daher die Bitfolge 11110000. Beachten Sie, dass die Polarität eine der Designoptionen ist. es hätte so oder so gemacht werden können, aber dieses Beispiel sagt deutlich, dass negative Spannung 1 und positive Spannung 0 darstellt. Daran ist nichts auszusetzen.

Es ist wichtig zu beachten, dass das Signal während einer langen Sequenz desselben Bits flach ist. Das obige Diagramm zeigt Linien, die die Bitgrenzen anzeigen, aber diese sind nicht wirklich im Signal enthalten.

Überlegen Sie, wie ein Empfänger dieses Signal entschlüsseln muss. Wenn es einen Übergang gibt, wie in der Mitte des obigen Beispiels, weiß es, dass es am Anfang einer Weile steht. Die einzige Möglichkeit, ohne weitere Übergänge zu wissen, wo sich nachfolgende Bits befinden, ist die Zeitsteuerung. Egal wie gut Sender und Empfänger takten, irgendwann werden sie um mehr als ½ Bit asynchron. Wenn dies geschieht, tastet der Empfänger tatsächlich den Leitungspegel für jedes Bit in einem benachbarten Bit ab.

Lassen Sie uns einige Zahlen dazu nennen. Nehmen wir an, sowohl der Sender als auch der Empfänger verwenden Kristalle für das Timing, die bis zu 50 PPM gut sind. Das ist sehr einfach zu bekommen. Der Gesamtfehler zwischen den beiden kann daher bis zu 100 PPM betragen. 100 PPM (parts per million, 10 ^-6 ) ist 1 Teil von 10 ⁴ = 10.000.

½ Bitzeit ist der garantiert fehlschlagende Zeitversatz. Nehmen wir an, Sie möchten nicht, dass die Verzerrung die Hälfte davon oder ¼ Bitzeit überschreitet. Bei einem Zeitfehler von 1 Bit in 10.000 Bit bedeutet dies, dass Sie höchstens 2.500 Bit ohne erneute Synchronisierung senden und immer noch innerhalb der Spezifikation sagen können. Wenn Sie bereit sind, von beiden Seiten die Verwendung von Kristallen zu verlangen, könnten Sie theoretisch damit durchkommen.

Wenn Sie möchten, dass Ihre Kommunikationsverbindung funktioniert, wenn beide Seiten RC-Oszillatoren verwenden, die zu etwa 2 % gut sind, dann kann die Gesamtfehlanpassung 4 % oder 1 Teil von 25 betragen. ¼ Bitzeitfehler können dann nach nur 6¼ aufeinanderfolgenden Bits auftreten gleiche Polarität. Da Bits in diesem Protokoll in ganzen Blöcken vorkommen, bedeutet dies, dass Sie nicht mehr als 6 Bits derselben Polarität nacheinander senden können. Beim 7. Bit könnte der Empfänger bereits das falsche Bit abtasten.

Es scheint, dass dieses Beispiel dazu gedacht war, Ihnen klar zu machen, dass eine strikte NRZ-Codierung im willkürlichen Fall nicht funktioniert.

In der nächsten Lektion könnte es darum gehen, wie man NRZ optimiert, um es in der Praxis nützlich zu machen. Ich werde hier kein Buch schreiben, also gebe ich Ihnen zwei Dinge zum Nachschlagen:

1. UART-Protokoll. Dies sendet Bits in Blöcken von (normalerweise) 8. Es ermöglicht die Neusynchronisierung jedes Blocks, indem ein Startbit vor dem Block und dann ein Stoppbit nach dem Block vorhanden ist. Das Stoppbit garantiert den Leitungszustand, sodass der Beginn des nächsten Startbits ein Übergang ist.

2. Etwas Füllung. Das ist ein geläufiger Begriff, über den Sie sicher eine Menge finden werden. Grundsätzlich senden Sie nie mehr als eine maximale Anzahl identischer Bits hintereinander. Wenn Sie diese Zahl erreichen, fügen Sie dem Stream künstlich ein entgegengesetztes Bit hinzu. Das erzwingt einen Übergang, der es dem Empfänger ermöglicht, seine Uhr neu zu synchronisieren. Der Empfänger kennt den Stopfalgorithmus und kann die zusätzlichen Bits nach dem Empfang entfernen.

Es wird viel über diese beiden Beispiele für modifizierte NRZ in der tatsächlichen Verwendung geben.