Đan xen và mã hóa kênh

Trang 1

Nhóm 3

GVHD: Đặng Lê Khoa

1

Trang 3

Mô hình tổng quan

3

Trang 4

Mã hóa kênh

 Mã hóa kênh: dùng để bảo vệ dữ liệu không bị sai

bằng cách thêm vào các bit dư thừa (redundancy)

 Ý tưởng mã hóa kênh là gởi một chuỗi bit có khả

năng sửa lỗi

 Mã hóa kênh không làm giảm lỗi bit truyền mà chỉ làm giảm lỗi bit dữ

liệu

 Có hai loại mã hóa kênh cơ bản là: Block codes và Convolutional codes

4

Trang 6

• Mã hóa khối

o Dữ liệu nhị phân được chia thành khối k bít

o Bộ mã hóa khối sẽ ánh xạ khối k bít thành từng khối n bit

o Các bit được mã hóa và gửi trên kênh truyền.

o Quá trình giải mã được thực hiện ở phía thu.

Mã hóa kênh

6

Trang 7

 Mã hóa khối

 Với Khoảng cách Hamming tối thiểu giữa các từ mã và số bit lỗi mà mã cho phép phát hiện và sửa như sau:

• Khả năng phát hiện lỗi: dm = t+1

• Khả năng sửa lỗi: dm ≥ 2t +1

Trong đó:

• dm là khoảng cách Hamming cực tiểu giữa các từ mã có thể có trong tập mã

• t là số lỗi mã cho phép phát hiện và sửa lỗi

Mã hóa kênh

11

Trang 8

 Mã hóa khối tuyến tính

• Mã hóa khối (n,k)

• k phần tử đầu tiên (hoặc cuối cùng) trong từ mã là các bit thông tin

Mã hóa kênh

7

Trang 9

 Mã hóa khối: Hamming codes

• Là trường hợp riêng của mã khối tuyến tính

• Diễn tả theo hàm của một số nguyên m>=2

• => Mã hamming có khả năng sửa sai một lỗi

Mã hóa kênh

10

Trang 11

Mã hóa kênh

13

Trang 12

Mã hóa kênh

14

Trang 13

Mã hóa kênh

15

Mã chập: các phương pháp biểu diễn

Trang 14

Mã hóa kênh

17

 Mã chập: các phương pháp biểu diễn

- Biểu diễn bằng Vector

- Biểu diễn bằng đa thức

- Biểu diễn bằng sơ đồ trạng thái

- Biểu diễn bằng sơ đồ lưới

Trang 15

• Định nghĩa: là kỹ thuật phân tập hay phân chia lại không gian dữ liệu sao cho các bit liên quan nhau trong một từ mã sẽ không tương quan nhau

• Kỹ thuật này phát triền mạnh ở điện thoại di động thế hệ 2 khi bộ mã hóa tiếng nói được số hóa

Đan xen

20

Trang 16

 Đan xen giúp cho lỗi chùm (bursty errors) giống như trở thành lỗi ngẫu nhiên

(random errors) => có thể dùng mã chập, mã khối

 Các loại đan xen:

 Ðan xen khối (Block interleaving)

 Ðan xen chồng chập/chéo (Convolutional or cross interleaving)

Đan xen

23

Trang 17

• Đan xen khối: Đưa dữ liệu (từng khối n x m bit) vào một bảng chữ nhật (m hàng và n cột) theo cách điền đầy từng cột sau đó lại đọc ra lần lượt theo hàng

Đan xen

21

Trang 18

• Giả sử:

• Khi có đan xen

Đan xen

22

Trang 19

 Đan xen chéo được thực hiện theo một thuật toán liên tục và thích

hợp khi sử dụng mã xoắn.

• Ưu điểm: khắc phục được lỗi chùm

• Nhược điểm: Đan xen luôn đi kèm hiện tượng trễ vì phải đợi n.m bit thì mới ghép hay giải đan xen

Đan xen

23

Trang 20

Mô hình mã hóa Hamming có lỗi chùm và không đan xen

Mô phỏng

24

Trang 21

Mô phỏng

Tín hiêệu vào bôệ mã hóa hamming, bôệ

hamming ở đây làm viêệc theo nguyên tắc váo 4 ra 7, tức là thêm vào 3 bít để kiểm soát lỗi

25

Trang 22

Mô phỏng

Receive delay là (4/7)*84 vì sau khi qua

hamming ta tiến hành buffer nối nhiều cái

frame thành môệt frame lớn hơn gồm 12

frame đầu nghiã là 84 bit rồi nhân với bit

lỗi, tạo lỗi chùm, vì thế tín hiêệu thu được sẽ

bị delay 1 khoảng (4/7)*84

26

Trang 23

Mô phỏng

Tạo bít lỗi errors, sample per frame_ số tín hiêệu trên môệt frame là 84, nghĩa là = 12 frame của mã hamming ghép lại, sau khi ghép lại ta sẽ tiến hành đan xen, nếu không ghép, mỗi frame chỉ 7 bit thì viêệc đan xen không còn ý nghĩa nữa

27

Trang 24

>> errors=[1 1 errors 1 1 errors 1 1 errors 1 1 errors 1 1 errors 1 1 errors 1 1 errors 1 1 errors 1 1 errors 1 1 errors];

Trong đó: vector errors được tạo như sau:

Mô phỏng

Đầu tiên ta tạo vector có 82 bit 0 sau đó chèn váo 2 bit 1 đầu, khi tín hiêệu được exor với bit 1 này nó sẽ

bị lỗi Nghĩa là ta tạo ra vector gồm 20 lỗi, trong đó cứ 1 căệp 2 bit lỗi liên tiếp sẽ cách nhau 82 bit đúng

28

Trang 25

Kết quả mô phỏng:

Mô phỏng

Sau khi qua bôệ XOR thì tín hêệu của ta sễ lần lượt bị lỗi tại các vị trí mà vector errors =1, nghĩa là cứ trong 84 bít sẽ có 2 bít bị lỗi liên tiếp, đây được coi như là lỗi chùm, mã hamming theo nguyên tắc chỉ sửa được 1 bit Kết quả sau khi qua kênh truyền tín hiêệu bị lỗi, chỉ 1 phần tín hiêệu được sửa nhờ mã hamming, còn lại là không sửa được, tỉ lêệ bít lỗi cao

29

Trang 26

Mô hình mã hóa Hamming có lỗi chùm và có đan xen

Mô phỏng

30

Trang 27

Mô phỏng

Ta sắp xếp lại chuỗi sao cho bít 1 rồi đến bít 8, rồi từ 2 đến 7, rồi từ 9 đến 84, đây là bước đan xen, ta thay đổi vị trí của bit 8 Bên giải đan xen thì tương tự.

31

Trang 28

Khi có thêm phần đan xen, chỗ bị lỗi chùm sẽ được tách ra, do đó thay vì bị 2 lỗi trong môệt frame của

mã hamming thì bây giờ chỉ còn 1, mã hamming sủa được nên tỉ lêệ lỗi bit thấp hơn so nhiều với không

có đan xen môệt cách đáng kể

Mô phỏng

32

Trang 29

Cảm ơn thầy và các bạn đã chú ý lắng nghe

Định dạng
Số trang	29
Dung lượng	827,93 KB