cơ sở thông tin số trong truyền tin

Chương 1: Giới thiệu chung 1.1 Quá trình truyền tin 1.2 Truyền tin số 1.3 Kênh truyền tin 1.4 Tín hiệu băng cơ sở và tín hiệu băng thông dải 1.5 Chú thích lịch sử Chương 2: Truyền tin số qua kênh băng cơ sở 2.1 Tín hiệu PAM rờ rạc 2.2 Phổ công suất của tín hiệu PAM rời rạc 2.3 Giao thoa giữa các ký hiệu (ISI) 2.4 Tiêu chuẩn Nyquistcho truyền tin không méo 2.5 Mã tương quan mức 2.6 Mẫu mắt 2.7 Truyền tín hiệu PAM hạng M 2.8 Bộ lọc phù hợp 2.9 Tốc độ lỗi do ồn 2.10 Bộ cân bằng kênh kiểu đường trê 2.11 Kỹ thuật cân bằng kênh thích nghi Chương 3: Mô hình không gian tín hiệu 3.1 Mô hình hệ truyền tin số băng thông dải 3.2 Quy trình trực giao hóa GramSchmidt 3.3 Ý nghĩa hình học của biểu diễn tín hiệu 3.4 Đáp ứng của dãy các bộ tương quan lối vào 3.5 Tách tín hiệu đồng bộ trong ồn 3.6 Bộ thu tương quan 3.7 Xác xuất lỗi 3.8 Tách tín hiệu không biết pha trong ồn Chương 4: Truyền tin số qua kênh băng thông dải 4.1 Phân loại kỹ thuật điều chế 4.2 Điều chế đồng bộ nhị phân 4.3 Điều chế đồng bộ vuông pha 4.4 Điều chế không đồng bộ 4.5 So sánh điều chế nhị phân và vuông pha 4.6 Điều chế hạng M 4.7 Phổ công suất 4.8 Hiệu suất độ rộng băng 4.9 Ảnh hưởng của ISI và mô phỏng trên máy tính 4.10 Kỹ thuật đồng bộ

Mã chập

Giới thiệu chung về mã chập

Mô tả mã chập

Hàm truyền của mã chập

 Giải mã chập (theo thuật toán

viterbi)

Giới thiệu chung về mã chập

Mã chập được Elixa đề đến vào năm 1995 Sau

đó Wozencraft đưa ra một giải thuật để giải mã tương đối có hiệu lực cho mã chập từ đó

nghiên cứu về mã chập ngày càng hoàn thiện hơn Nhờ tiến bộ này mà mã chập được ứng

dụng để truyền số qua kênh thông tin Năm

1967, viterbi đã đưa ra giải thuật với những

phiên bản sau của nó làm cho mã chập được

ứng dụng rộng rãi trong công nghệ viễn thông.

Ưu điểm:

Cũng như các mã sửa sai khác, mã chập cho

phép chúng ta có thể sửa lại dữ liệu đã bị sai lệch khi truyền qua kênh truyền để khôi phục chính xác tín hiệu gốc

Việc thực hiện mã hóa dùng mã chập tương đối đơn giản hơn các loại mã sửa sai khác mà chất lượng mã hóa lại tốt

Nhược điểm:

Việc mã hóa và giải mã liên quan đến mã chập chỉ giải quyết được các lỗi một bit

Kênh truyền ở đây phải là kênh truyền ít nhiễu

Mã chập được tạo ra bằng cách cho dãy thông tin qua một thanh ghi dịch tuyến tính có hữu

hạn trạng thái

thanh ghi dịch gồm có K nhịp mỗi nhịp gồm

có k bít và n bộ tạo hàm đại số tuyến tính.giả

sử số liệu là nhị phân đi vào bộ mã hóa, theo

từng nhịp, mỗi nhịp có k bit Đầu ra tương ứng với k bit đầu vào gồm n bit Như vậy tốc độ mã

là = k/n và tham số K gọi là độ dài ràng buộc

của mã chập

•  

Sơ đồ tổng quát của một bộ lập mã chập được cho trong hình dưới:

MÔ TẢ MÃ CHẬP

Một phương pháp để mô tả mã chập là dùng

ma trận sinh(ma trận sinh của mã chập là vô

hạn một phía do dãy thông tin đầu vào cũng là

vô hạn một phía), một phương pháp khác là ta

có thể sử dụng n vecto, mỗi vecto tương ứng với một bộ cộng modun2.mỗi vecto có Kk

chiều vị trí thứ I là 1 nếu vị trí tương ứng trong thanh ghi dịch nối với bộ cộng modun2 và là 0 nếu như không nối vs bộ cộng

Cấu trúc cây của mã chập K=3,1/3

Lưu đồ trạng thái của mã chập

K=3,1/3

Sơ đồ lưới của mã chập K=3,1/3

Hàm truyền của mã chập

Các tính chất về khoảng cách và tốc độ sai của mã

chập có thể được thu từ lưu đồ trạng thái.do mã chập

là tuyến tính nên tập hợp các khoảng cách từ các dãy

mã tạo ra tới cách dãy mã toàn ký hiệu 0 giống như tập hợp các khoảng cách tới một dẫy mã bất kỳ khác

Do đó, hoàn toàn không mất tính tổng quát ta giả thiết đầu vào của bộ mã hóa là dãy mã hóa toàn ký hiệu 0

Ta sử dụng lưu đồ trạng thái để mô tả phương pháp để nhận được các tính chất về khoảng cách của mã chập

lưu đồ trạng thái cho mã chập K=3,1/3

Ký hiệu các nhánh của lưu đồ trạng thái là =1, , , với số mũ của là khoảng cách hamming của dãy tạo ra bởi dãy vào toàn ký hiệu 0.vòng lặp tại nút

a có thể bỏ qua và nút a được chia làm hai, một nút thể hiện đầu vào một nút thể hiện đầu ra của lưu đồ trạng thái

•  

Các phương trình trạng thái là:

=+ 

= + 

=+

=

Nếu thêm hệ số N vào mọi nhánh tạo ra và như vậy khi đi qua những nhánh này, số mũ của N tăng lên 1 dơn vị.chúng ta thêm hệ số J vào mọi nhánh trong lưu đồ trạng thái và như thế số mũ của J sẽ chỉ ra số nhánh đi qua nút a tới nút e

•  

lưu đồ trạng thái cho mã chập K=3,1/3

Các phương trình trạng thái

=

= +

=+

=

•  

=++++ 2++….

Khi chúng ta truyền rất dài có thể coi là vô hạn

và muốn bỏ qua tham số J thì ta có thể đặt J=1

=

= ++++…

=

•  

Giải mã chập

(theo thuật toán viterbi)

Năm 1967 viterbi đưa ra phương pháp giải mã

chập là loại bỏ các đường dẫn ít giống nhau nhất hay nói cách khác là chọn ra từ mã có khả năng giống nhau cực đại(maximum likehood neetvic) Phương pháp giải mã này được gọi là thuật toán viterbi Thuật toán này được sử dụng rộng rãi cho việc giải mã chập.

Ưu điểm của phương pháp này so với phương

pháp khác là nó có thời gian giải mã ổn định

Thuật toán cho phép loại bỏ việc xem xét các

đường dẫn không có khả năng ứng cử cho việc lữa chọn.khi hai đường dẫn đi vào cùng một

trạng thái, thì đường dẫn nào có giá trị tốt nhất

sẽ được lựa chọn.Bộ giải mã tiếp tục như vậy để tiến sâu vào lưới cùng với việc quyết định loại

bỏ các đương dẫn ít giống nhau.như vậy muc

đích của việc chọn ra đường dẫn tối ưu là chọn

ra từ mã có giá trị khả năng giống nhau cực đại hay nói cách khác là chọn ra một mã có giá trị tốt nhất

Nguyên tắc lựa chọn giữa hai đường là chọn

đường có độ do lớn hơn

Với mã chập nhị phân k=1 thì có trạng thái,

Có đường còn lại ở mỗi nhịp và độ đo Hơn nữa, với mã nhị phân với k bit được đưa vào

thanh ghi dịch trong mỗi nhịp sơ đồ lưới sẽ có

độ đo và ở mỗi nhịp có đường một nút Do đó

số lượng phép tính cần thực hiện tăng theo hàm

mũ của k và K

•  

Tín hiệu nhận có 1 bit sai tại t=2

Tại thời điểm t=1 Tại thời điểm t=2

Tất cả dữ liệu được giải mã và sửa sai chính xác