Код Миллера

Граф, по которому строится код Миллера

Код Миллера (иногда называют трёхчастотным) — один из способов линейного кодирования[1] (физического кодирования, канального кодирования, импульсно-кодовая модуляция[2], манипуляция сигнала[3]). Применяется для передачи информации, представленной в цифровом виде от передатчика к приёмнику (например по последовательному интерфейсу, оптоволокну). Код, формируемый согласно правилу кода Миллера, является двухуровневым (сигнал может принимать два потенциальных значения, например: высокий и низкий уровень напряжения) кодом, в котором каждый информационный бит кодируется комбинацией из двух значений потенциала, всего таких комбинаций 4 {00, 01, 10, 11}, а переходы из одного состояния в другое описываются графом[4][5]. При непрерывном поступлении логических «нулей» или «единиц» на кодирующее устройство переключение полярности происходит с интервалом T, а переход от передачи «единиц» к передаче «нулей» с интервалом 1,5T. При поступлении на кодирующее устройство последовательности 101 возникает интервал 2Т, по этой причине данный метод кодирования называют трёхчастотным. Переход с одного уровня на другой обеспечивает процесс синхронизации передатчика с приёмником, в данном способе передачи осуществляется переключение с одного уровня на другой с минимальной частотой 2Т, что обеспечивает синхронизацию передатчика с приёмником[5].

Основная статья: Физическое кодирование

Принцип формирования кода Миллера

Преимущества

• Высокая эффективность
• Способность к самосинхронизации
• Полоса пропускания кода Миллера вдвое меньше полосы пропускания в сравнении с манчестерским кодированием

Недостатки

• Присутствие постоянной составляющей, при этом достаточно велик и низкочастотный компонент, что преодолено в модифицированном коде Миллера в квадрате[6].

Пример

Пример №1

• На вход передатчика поступает двоичная последовательность: 11100011011
• Тактовый сигнал должен быть выше частоты поступающей последовательностей в два раза, поскольку каждый бит поступающей последовательности кодируется двумя битами
• 1 кодируется комбинацией 01
• следующая комбинация должна формироваться исходя из следующего входящего символа, он равен 1, следовательно по графу, попадаем в комбинацию 10
• следующая комбинация должна формироваться исходя из следующего входящего символа, он равен 1, следовательно по графу, попадаем в комбинацию 01
• следующая комбинация должна формироваться исходя из следующего входящего символа, он равен 0, следовательно по графу, попадаем в комбинацию 11
• следующая комбинация должна формироваться исходя из следующего входящего символа, он равен 0, следовательно по графу, попадаем в комбинацию 00
• следующая комбинация должна формироваться исходя из следующего входящего символа, он равен 0, следовательно по графу, попадаем в комбинацию 11
• следующая комбинация должна формироваться исходя из следующего входящего символа, он равен 1, следовательно по графу, попадаем в комбинацию 10
• следующая комбинация должна формироваться исходя из следующего входящего символа, он равен 1, следовательно по графу, попадаем в комбинацию 01
• следующая комбинация должна формироваться исходя из следующего входящего символа, он равен 0, следовательно по графу, попадаем в комбинацию 11
• следующая комбинация должна формироваться исходя из следующего входящего символа, он равен 1, следовательно по графу, попадаем в комбинацию 10
• следующая комбинация должна формироваться исходя из следующего входящего символа, он равен 1, следовательно по графу, попадаем в комбинацию 01

Следовательно, битовая последовательность поступающая на вход передатчика: 11100011011 закодируется последовательностью: 01 10 01 11 00 11 10 01 11 10 01

Спектр сигнал сформированный такой последовательностью будет иметь три различных полосы, соответствующие периоду Т, 1.5Т и 2Т

Пример №2

На вход передатчика поступает двоичная последовательность: 00011011

Каждый бит входящей последовательности заменяется (смотрим на граф построения):

• 0 на 00
• 0 на 11
• 0 на 00
• 1 на 01
• 1 на 10
• 0 на 00
• 1 на 01
• 1 на 10

Соответственно, код 00011011 заменяется на 00 11 00 01 10 00 01 10

См. также

• Линейное кодирование
• Канальное кодирование
• Физическое кодирование
• Манипуляция
• Манчестер-II
• NRZ (прямой)
• PAM-5
• MLT-3
• 4B3T
• MFM-кодирование

Примечания

1. Берлин А. Н. Коммутация в системах и сетях связи. — М.: Эко-трендз, 2006. — 344 с. — ISBN 5-88405-073-9.
2. Дансмор, Брэд, Сканьдер, Тоби. Справочник по телекоммуникационным технологиям. — Вильямс, 2004. — 640 с. — ISBN 5-8459-0562-1.
3. Сергиенко А. Б. Цифровая обработка сигналов. — СПб.: Питер, 2002. — 608 с. — ISBN 5-318-00666-3.
4. Mylene Pischella, Didier Le Ruyet. Digital Communications 2: Digital Modulations. — John Wiley & Sons, 2015. — С. 28—30. — 334 с. — ISBN 1119189993. — ISBN 9781119189992. Архивировано 20 января 2018 года.
5. Слепов Н. Н. Синхронные цифровые сети SDH. — М.: Эко-Трендз, 1998. — 148 с. — ISBN 5-88405-002-X.
6. Кодер/декодер Миллера  (неопр.). Дата обращения: 25 июня 2017. Архивировано 16 августа 2015 года.

Литература

• Гольдштейн Борис Соломонович. Протоколы сети доступа. — БХВ-Петербург. — 2005.
• Передача дискретных сообщений: Учебник для вузов/ В. П. Шувалов, Н. В. Захарченко, В. О. Шварцман и др. ; Под ред. В. П. Шувалова. — М.: Радио и связь, —1990—464 ISBN 5-256-00852-8
• Сухман С. М., Бернов А. В., Шевкопляс Б. В. Синхронизация в телекоммуникационных системах: Анализ инженерных решений. — М.: Эко-Тренз, — 2003, 272с. ISBN 5-88405-046-1
• Слепов Н. Н. Синхронные цифровые сети SDH. — М.: Эко-Трендз, −1998, 148c. ISBN 5-88405-002-X