Código NRZ

[gL.edu] Este artículo recoge contribuciones de Francisco Javier Herrero García, J.M. Díaz Nafría, elaboradas en el contexto de la Clarificación conceptual en torno a los Sistemas de transmisión, bajo la supervisión de J.M. Díaz Nafría.

Definiciones

Figura: Códigos NRZ-L y NRZ-I del tipo NRZ-M (Fuente: Wikimedia)

Se habla principalmente de códigos sin retorno a cero, comúnmente conocidos como códigos NRZ por sus siglas en inglés, Non Return to Zero, para hablar de uno de los formatos más usuales de los códigos de línea binarios empleados en las modulaciones de impulsos codificados (MIC/PAM) . Los códigos NRZ pueden ser unipolares, cuando uno de los símbolos que representan los datos binarios es nulo y en consecuencia presenta necesariamente componente continua, o bipolares, cuando estos símbolos son de amplitud opuesta y, en consecuencia, no presentará componente continua a no ser que uno de los dígitos binarios fuera más frecuente que el otro.

Cuando se basan en pulsos de duración limitada, las formas de onda NRZ se caracterizan por mantener su nivel constante a lo largo de la duración del pulso. Si se basan en pulsos de ancho de banda limitado éstos no experimentan cruces por cero dentro de la duración del símbolo (o bit).

El hecho de poder hablar de pulsos básicos de ancho de banda limitada (orientados a la mitigación de la interferencia entre símbolos) en los cuales el nivel de la señal cambia dentro del periodo de símbolo, implica que en general no sea conveniente describir los códigos NRZ, así como otros formatos PAM, commo asignaciones entre niveles de amplitud de la señal y dígitos binarios de información.

Tipos de códigos NRZ

Los códigos NRZ-L (donde L designa nivel, 'level') son muy empleados en circuitos lógicos, y en ellos el que el uno binario se representa mediante un nivel de tensión y el cero mediante otro nivel diferente, experimentándose cambios de nivel cada vez que los datos cambian de 1 a 0 o al revés. En definitiva cada nivel codifica un valor binario.

NRZ-I (donde I designa 'inversión' o 'inhibición') distingue los datos binarios mediante transiciones de nivel en los instantes de cambio de símbolo. A su vez, estos códigos pueden ser de dos tipos: NRZ-M (donde M designa 'marca'), en los que los unos binarios determinan la presencia de transiciones en el cambio de símbolo (como es el caso representado en la figura adjunta), y su complementario NRZ-S (donde S designa espacio, 'space') en los que son los ceros binarios los que determinar la presencia de transiciones de nivel en el cambio de símbolo. Es decir, lo que codifica los valores binarios es la alternancia de pulso, lo que frecuentemente se refiere como codificación diferencial, ofreciendo, por ejemplo, la ventaja de que si se produce una alternancia en la polaridad de la señal recibida la información no se ve afectada.

Código

El siguiente código de Matlab codifica una secuencia ejemplo de datos usando un código NRZ-L y lo representa gráficamente.

h=[0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0... % Secuencia ejemplo de datos
   1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0];  
t = 0:0.001:1;                  % Base de tiempos de la señal de linea para un símbolo
% No Retorno a Cero
s1NRZL = ones (1,length (t));   % Valor tensión +V
s0NRZL = -ones (1, length(t));  % Valor tensión -V
vector = [];                    % Variable para guardar los valores del código NRZ
for i = 1:length(h);
   if h(i) == 1
      vector = [vector s1NRZL]
   else, vector = [vector s0NRZL]
   end
end
t1 = (length (vector)-1)*0.001; % tiempo gráfica de la señal codificada
tc1 = 0:0.001:t1;
%% Representación gráfica del código
plot(tc1,vector); grid on; axis ([0 t1 -1.5 1.5])
title ("Código NRZ-L")