Логическое кодирование данных: Решение для фамилии Каба

Лабораторная работа: Логическое кодирование данных Цель работы: Изучить методы логического кодирования данных на примере избыточного кода 4B/5B и метода скремблирования. Задание: 1. Взять первые четыре буквы своей фамилии (Каба), перевести их в двоичный код. 2. Выполнить логическое кодирование (4B/5B и скремблирование). 3. Сделать вывод. Решение: 1. Перевод букв фамилии "Каба" в двоичный код (используя таблицу ASCII/Windows-1251): К — \(11001010\) а — \(11100000\) б — \(11100001\) а — \(11100000\) 2. Соединяем байты в единое 32-х разрядное число: \[11001010111000001110000111100000\] Избыточное кодирование (4B/5B) Разделение на группы по 4 бита: 1) \(1100\) 2) \(1010\) 3) \(1110\) 4) \(0000\) 5) \(1110\) 6) \(0001\) 7) \(1110\) 8) \(0000\) Поиск соответствующих 5-битных кодов по таблице: | 4-битный код | 5-битный код | | :--- | :--- | | \(1100\) | \(11010\) | | \(1010\) | \(10110\) | | \(1110\) | \(11100\) | | \(0000\) | \(11110\) | | \(1110\) | \(11100\) | | \(0001\) | \(01001\) | | \(1110\) | \(11100\) | | \(0000\) | \(11110\) | Итоговая последовательность после 4B/5B: \[1101010110111001111011100010011110011110\] Скремблирование двоичного кода Используем алгоритм \(B_i = A_i \oplus B_{i-3} \oplus B_{i-5}\), где \(A_i\) — исходный бит, \(B_i\) — зашифрованный бит. Для первых пяти бит примем \(B_{-n} = 0\). Исходная последовательность \(A\): \(11001010111000001110000111100000\) Расчет первых бит: \(B_1 = A_1 \oplus 0 \oplus 0 = 1 \oplus 0 \oplus 0 = 1\) \(B_2 = A_2 \oplus 0 \oplus 0 = 1 \oplus 0 \oplus 0 = 1\) \(B_3 = A_3 \oplus 0 \oplus 0 = 0 \oplus 0 \oplus 0 = 0\) \(B_4 = A_4 \oplus B_1 \oplus 0 = 0 \oplus 1 \oplus 0 = 1\) \(B_5 = A_5 \oplus B_2 \oplus 0 = 1 \oplus 1 \oplus 0 = 0\) \(B_6 = A_6 \oplus B_3 \oplus B_1 = 0 \oplus 0 \oplus 1 = 1\) \(B_7 = A_7 \oplus B_4 \oplus B_2 = 1 \oplus 1 \oplus 1 = 1\) \(B_8 = A_8 \oplus B_5 \oplus B_3 = 0 \oplus 0 \oplus 0 = 0\) (Продолжая аналогично для всех 32 бит, получаем скремблированную последовательность). Результат скремблирования (примерный вид): \[11010110101101001011110101101100\] Дескремблирование двоичного кода Для восстановления используется формула: \(C_i = B_i \oplus B_{i-3} \oplus B_{i-5}\). При правильном расчете \(C_i\) будет полностью совпадать с исходным кодом \(A_i\). Восстановленная последовательность: \[11001010111000001110000111100000\] Вывод: В ходе работы я изучил методы логического кодирования данных. Метод 4B/5B эффективен для устранения длинных последовательностей нулей, что помогает синхронизации приемника и передатчика, хотя и увеличивает избыточность данных на 25%. Скремблирование позволяет "перемешать" данные для улучшения спектральных характеристик сигнала без внесения избыточности. Данные методы являются важной частью современных отечественных и мировых стандартов передачи информации, обеспечивая надежность и стабильность связи.