Nghiên cứu ứng dụng ALE 3G trong thông tin sóng ngắn

MỞ ĐẦUALE là tên viết tắt của "Automatic Link Establishment" có nghĩa là "Thiết lập đường truyền tự động" và dùng để chỉ hệ thống thông tin có khả năng tự động chọnkênh tần số công tác t

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công

bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Lê Văn Ngọc

LỜI CẢM ƠN

Sau hai năm học tập tại Học Viện Công Nghệ Bưu Chính Viễn Thông, tôi đãcác thầy, cô truyền đạt nhiều kiến thức quý giá Trong thời gian làm luận văn tốtnghiệp tôi đã xây dựng cho mình một phương pháp làm việc, nghiên cứu khoa họcngày càng hiệu quả hơn Một bài luận văn hoàn chỉnh không chỉ là công sức của mỗi

cá nhân thực hiện mà còn có sự giúp sức từ các thầy cô, bạn bè và gia đình

Trong khuôn khổ một luận văn tốt nghiệp, với thời gian nghiên cứu có hạn, lĩnhvực nghiên cứu rất rộng, kết quả nghiên cứu chắc chắn chưa thể thỏa mãn được yêucầu ở mức độ cao Tuy nhiên, với sự nỗ lực của bản thân và kết quả đã đạt được, hyvọng luận văn sẽ là những gợi mở cần thiết cho các nghiên cứu sâu hơn về sau Tôi xinchân thành cám ơn các Thầy Cô của trường đã truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốtquá trình học Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến TS Nguyễn Đức Nhân khoa VT1– Học viện CNBCVT đã tận tình giúp đỡ tôi trong thời gian làm luận văn

Hà Nội, Ngày 28 tháng 04 năm 2014

Lê Văn Ngọc

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN i

Lê Văn Ngọc ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vi

Hình 1.1 Đồ thị mật độ điện tử trong tầng điện ly vi

MỞ ĐẦU 1

Chương1 - PHƯƠNG THỨC TRUYỀN SÓNG NGẮN QUA TẦNG ĐIỆN LY 3

1.1 Đặc điểm, cấu trúc và các tham số của tầng điện ly 3

1.1.1 Đặc điểm và cấu trúc của tầng điện ly 3

1.1.2 Các tham số cơ bản của tầng điện ly 6

1.2 Bản đồ dự báo tần số phản xạ cực đại của tầng điện ly 6

1.3 Tổn hao khi truyền sóng phản xạ từ tầng điện ly 7

1.4 Độ tin cậy của đường truyền tin 9

1.5 Truyền tin sóng ngắn qua tầng điện ly 10

1.5.1 Đặc điểm 10

1.5.2 Điều kiện để đảm bảo liên lạc của thông tin sóng ngắn 11

1.5.3 Hiện tượng pha đinh và cách khắc phục 13

1.5.4 Ảnh hưởng của chu kỳ bức xạ mặt trời đến truyền lan sóng ngắn 13

1.5.5 Ảnh hưởng của nhiễu loạn điện từ đến truyền lan sóng ngắn 15

1.6 Kết luận chương 16

Chương 2 ALE TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN SÓNG NGẮN 17

2.1 Tổng quan ALE 17

2.1.1 Lịch sử hình thành ALE 17

2.1.2 Hoạt động của ALE 18

2.1.3 Các tham số ALE 19

2.2 ALE 2G 20

2.2.1 Giới thiệu ALE 2G 20

2.2.2 Dạng sóng dùng trong ALE 2G 20

2.2.3 Mã sửa lỗi đường truyền FEC 21

2.2.4 Xáo trộn và giải xáo trộn 24

2.2.5 Cấu trúc từ mã ALE 26

2.2.6 Đánh địa chỉ 28

29

2.3 ALE 3G 30

2.3.1 Tổng quan ALE 3G 30

2.3.2 Kiến trúc cơ bản của ALE 3G 31

2.3.3 Các dạng sóng được sử dụng trong ALE 3G 37

2.3.4 Sóng BW0 40

2.3.5 Dạng sóng cụm BW1 44

2.3.6 Dạng sóng cụm BW2 45

2.3.7 Dạng sóng cụm BW3 46

2.3.8 Dạng sóng cụm BW4 47

2.4 Kết luận chương 48

Chương 3: ỨNG DỤNG ALE 3G TRONG THÔNG TIN VÔ TUYẾN ĐIỆN SÓNG NGẮN49 3.1 Tổng quan 49

3.2 Các ứng dụng hỗ trợ Internet 50

3.2.1 Hỗ trợ cho những ứng dụng Internet 50

3.2.2 Những yêu cầu cụ thể khi chuyển thư điện tử qua HF 53

3.3 Hệ thống HF Cenluler 54

3.3.1 Mạng thông tin vô tuyến điện sóng ngắn theo mô hình mạng tổ ong 54

3.3.2 Các kỹ thuật và công nghệ nền 54

3.3.3 Các tính năng và chỉ tiêu chính 57

3.4 Một số kết quả đánh giá trong chế độ truyền đa hướng 57

3.4.1 Các tham số đánh giá 59

3.4.2 Kết quả phân tích 59

3.5 Kết luận 60

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 62

DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO 63

DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CHỮ VIẾT TẮT

ALE 2G Second generation automatic link

establishment

Thiết lập đường truyền tự động thế

hệ thứ haiALE 3G Third generation automatic link

DANH MỤC CÁC BẢNG

Chương 2

Bảng 2.1Đặc trưng dạng sóng chùm……….Bảng 2.2 Không gian tín hiệu 8 PSK

Bảng 2.3 Giá trị chuỗi bảo vệ TLC/AGC

Bảng 2.4 Các giá trị ký hiệu của chuỗi mào đầu BW0

Bảng 2.5 Điều chế Walsh của các bít được mã hóa thành chuỗi 3 bít

Bảng 2.6 Chuỗi trải tạp giả ngẫu nhiên BW0

DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Chương 1Hình 1.1 Đồ thị mật độ điện tử trong tầng điện ly

Hình 1.2 Các lớp trong tầng điện ly

Hình 1.3 Bản đồ tần số MUF-4000 theo giờ trong ngày

Hình 1.4 Sự thay đổi hệ số hấp thụ theo tần số

Hình 1.5 Độ tin cậy đường thông tin sóng ngắn khi cự ly liên lạc r>4000 kmHình 1.6 Độ tin cậy đường thông tin sóng ngắn khi cự ly liên lạc r≤4000 kmHình 1.7 Truyền lan của sóng ngắn trong điều kiện truyền sóng bình thườngHình 1.8 Truyền lan sóng có tần số f > fMUF

Hình 1.9 Truyền lan sóng có tần số f < fLUF

Hình 1.10 Phân bố các tần số trong ngày

Hình 1.11 Pha đinh sóng ngắn do giao thoa

Hình 1.12 Pha đinh sóng ngắn do sự biến đổi chiều cao của tầng điện ly

Hình 1.13 Pha đinh sóng ngắn do sự khuếch tán của tia sóng phản xạ

Hình 1.14 Số lượng vệt đen cho tới tháng 11 năm 2007

Hình 2.5 Mã hóa và giải mã Golay FEC

Hình 2.13 Các giai đoạn của loạt tín hiệu trong ALE 3G

Hình 2.14 Phân chia các khe thời gian

Hình 2.15 Quá trình liên lạc trong ALE-3G

Hình 2.14 Điều chế sóng mang

Hình 2.15 Lược đồ thời gian BW0

Hình 2.16 Mã xoắn độ dài 7, tốc độ 1/2

Hình 2.17 Lược đồ thời gian BW1

Hình 2.18 Đặc trưng về thời gian và cấu trúc dạng sóng BW2

Hình 2.19 Lược đồ thời gian BW3

Hình 2.20 Lược đồ thời gian BW4

Chương 3

Hình 3.1 Giao diện HF tới Internet

Hình 3.2 Ứng dụng hoạt động tương tác thông qua cổng Internet

MỞ ĐẦU

ALE là tên viết tắt của "Automatic Link Establishment" có nghĩa là "Thiết lập

đường truyền tự động" và dùng để chỉ hệ thống thông tin có khả năng tự động chọnkênh (tần số công tác) tốt trong tập hợp các kênh đã chuẩn bị nhằm nâng cao độ tincậy của thông tin liên lạc trong điều kiện kênh truyền bị tác động mạnh của nhiễu.Thực tế, với tính chất thất thường của môi trường truyền sóng (đặc biệt là sóngngắn truyền qua tầng điện ly), một kênh tốt lúc này hoàn toàn có thể trở nên vôdụng vào lúc khác Chính vì thế mà trước đây, khi khai thác thông tin trong dải sóngngắn, người sử dụng phải được huấn luyện tốt, có nhiều kinh nghiệm để thiết lập vàduy trì bằng tay đường liên lạc giữa các trạm Công việc này là quá trình tốn kémthời gian, đòi hỏi nhiều chi phí và thường là không tin cậy

Với sự giúp đỡ của các tiến bộ công nghệ, nhất là trong lĩnh vực mạch tíchhợp, các nhà nghiên cứu bắt đầu quan tâm đến vấn đề cơ bản làm thế nào để tự độnghóa quá trình chọn các kênh liên lạc tốt Tình hình càng trở lên cấp bách khi thông tin

vô tuyến sử dụng trong các lĩnh vực ngày càng đòi hỏi phải có độ tin cậy cao khôngthể chấp nhận những chậm trễ, gián đoạn do quá trình kết nối bằng tay

Từ những năm 1980, một số nhà sản xuất thiết bị HF, hoàn toàn độc lập vớinhau, đã đưa ra các hệ thống ALE riêng của mình như là giải pháp cho hệ thống HF

có khả năng tự động kết nối giữa các trạm mà không cần sự giúp đỡ của người vậnhành Tất cả các hệ thống ALE này, ở một mức độ nào đó, đều bao gồm các chứcnăng tương tự nhau: tự động gọi và trả lời, gọi chọn lọc, tự động bắt tay, quét kênh

và chọn kênh và phân tích chất lượng đường truyền Tất cả các hệ thống này đềulàm việc theo cách riêng của mình và tạo nên một phương pháp cho máy thu phát(trạm) tự động kết nối với máy thu phát (trạm) khác Những thiết bị này còn đượcgọi là các máy thu phát HF thích nghi

Một vấn đề mới nẩy sinh là sản phẩm của các nhà sản xuất HF riêng rẽkhông có tính tương tác lẫn nhau Trong các chế độ tự động hóa cao của các máythu phát HF mới, không thể đảm bảo tự động kết nối giữa các mạng sử dụng thiết bị

của các nhà sản xuất khác nhau Các phương pháp truyền dẫn và bắt tay là khôngtương thích giữa các nhà sản xuất khác nhau nên cần phải có một tiêu chuẩn thốngnhất cho ALE.

Hai tiêu chuẩn ALE ra đời năm 1990 là MIL-STD-188-141A dành cho thôngtin quân sự và FED-STD-1045 dành cho thông tin dân sự Sau nhiều lần chỉnh lýsửa đổi, các tiêu chuẩn mới nhất hiện nay (năm 2002) là MIL-STD-188-141B vàFED-STD-1045A đã được chấp nhận

Các tiêu chuẩn này đã chuẩn hóa chức năng đối với khởi xướng cuộc gọi,phát, trả lời và các tín hiệu xác nhận liên quan đến ALE Tín hiệu phát đi sẽ chứathông tin địa chỉ để gọi chọn lọc một trạm nào đó và sẽ yêu cầu trạm này trả lời nếunhận được Các tiêu chuẩn này cũng xác định các nghi thức cần thiết, định thời vàcác định nghĩa kỹ thuật, nhưng còn việc thực hiện và các giao diện người sử dụngthì dành quyền cho các nhà sản xuất cải tiến và cụ thể hóa

Hiện nay khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, cùng với các kỹ thuật mãhóa tín hiệu, các hệ thống thông tin sóng ngắn cũng cũng có những bước phát triểnvượt bậc về công nghệ Vì vậy đặt ra yêu cầu về khả năng thiết lập đường truyềnnhanh hơn, khả năng thiết lập đường truyền tốt hơn, khả năng hỗ trợ tốt hơn cho cácgiao thức và ứng dụng trên Internet nên chuẩn ALE 3G được đưa ra nhằm đáp ứngyêu cầu đó

Chính vì những lý do đó mà tôi chọn đề tài “ Nghiên cứu ứng dụng ALE 3Gtrong thông tin sóng ngắn” để làm luận văn cao học Nội dung luận văn gồm 3chương; Chương 1 trình bày về phương thức truyền sóng ngắn qua tầng điện lygồm các ảnh hưởng của tầng điện ly trong truyền tin sóng ngắn, nhiễu vô tuyến, tổnhao khi truyền sóng qua tầng điện ly, độ tin cậy của đường truyền tin; Chương 2trình bày về ALE trong hệ thống thông tin sóng ngắn bao gồm các giao thức ALE2G và ALE 3G; Chương 3 trình bày về ứng dụng của ALE 3G trong thông tin vôtuyến điện sóng ngắn

Chương1 - PHƯƠNG THỨC TRUYỀN SÓNG NGẮN QUA

TẦNG ĐIỆN LY

1.1 Đặc điểm, cấu trúc và các tham số của tầng điện ly

1.1.1 Đặc điểm và cấu trúc của tầng điện ly

Tầng điện ly là tầng nằm trên cùng của khí quyển với độ cao từ (60 ÷ 500)

Km có vai quan trọng trong các hệ thống thông tin vô tuyến điện

Như chúng ta đã biết, trong thành phần cấu tạo của các tầng khí quyển có cácnguyên tử khí gồm các hạt nhân ở giữa và các điện tử (electron) mang điện tích âmbao quanh Ở trạng thái cân bằng, chúng được trung hòa về điện

Dưới tác dụng bức xạ quang, bức xạ hạt của mặt trời, sự tác động của các vìsao, sự chuyển động của các thiên thạch, các tia vũ trụ nên các phân tử khí trongtầng điện ly sẽ bị ion hóa Hiện tượng ion hóa trong tầng điện ly đã tạo ra các lớpdẫn điện và do nhiệt độ, áp suất thay đổi theo độ cao nên khả năng bức xạ và ionhóa đó ở các lớp là khác nhau và thay đổi theo thời gian

Bằng nhiều phương pháp thực nghiệm, như dùng tín hiệu vô tuyến phátthẳng đứng lên tầng điện ly rồi thu tín hiệu phản xạ về để phân tích, người ta đãphân chia tầng điện ly thành bốn lớp cơ bản là: D, E, F1 và F2

Hình 1.1 Đồ thị mật độ điện tử trong

tầng điện ly [2]

101 102 103 104 105 106 107 108

6080100

Mặt trời hoạt động cực đại Mặt trời hoạt động cực tiểuMật độ điện tử ban đêm

Mật độ điện tử ban đêm

Việc phân chia thành các lớp trong tầng điện ly chủ yếu là theo đặc tính điệncủa chúng và hình 1.1 là đồ thị mô tả sự phụ thuộc của mật độ điện tử Ne( h ) phụ

thuộc vào chiều cao h trên tầng điện ly Từ hình vẽ ta nhận thấy rằng mật độ điện tửkhông chỉ thay đổi với chiều cao mà còn thay đổi theo ngày, đêm, tháng, mùa, năm

và chu kỳ hoạt động của hệ mặt trời

(50÷100)km Lớp này hình thành do hiệu ứng Lyman của mặt trời có bước sóng 121.5 nm là ion hóa các phân tử khí o xit Ni-tơ NO Ngoài ra do tác động của các vết đen mặt trời nên xuất hiện tia X với bước sóng nhỏ hơn 1 nm mạnh là ion hóa các phần tử O2 và N2 Mật độ điện tử của lớp D là N ( h ) ( 102 103)

độ khí lớn, số lần va chạm của điện tử với các hạt lớn nên lớp D ít có tác động đối với phản xạ sóng vô tuyến mà chỉ có tác động hấp thụ là chủ yếu Mức độ hấp thụ của lớp D cũng phụ thuộc vào tần số tín hiệu truyền qua Tần số càng thấp thì mức

độ hấp thụ của lớp D càng cao, đặc biệt là đối với các tín hiệu có tần số nhỏ hơn 10 MHz Lớp D chỉ xuất hiện vào ban ngày và suy giảm mạnh sau hoàng hôn Ban đêm, mặt trời bị che khuất nên chỉ có các tia vũ trụ tác động yếu vì vậy lớp D khôngxuất hiện

hình thành chủ yếu do sự ion hóa các phân tử Oxy (O2) bởi các tia X (bước sóng 10) nm) và tia cực tím UltraViolet (UV) Mật độ điện tử của lớp E vào khoảng

(1-Ne(h)=(103÷105) e/Cm3 Lớp này có thể phản xạ các sóng vô tuyến điện có tần sốdưới 10 MHz Các sóng có tần số cao hơn, lớp này sẽ hấp thụ năng lượng Chiềucao của lớp E phụ thuộc vào ngày và đêm Ban đêm lớp E bắt đầu suy yếu do hiệntượng ion hóa giảm và độ cao của lớp E tăng lên cực đại làm cho sóng vô tuyến cóthể truyền đi được xa

Lớp E có một loại đặc biệt là lớp E bất thường (sporadic E - layer) ký hiệu là

Es Đây là khối mây điện tử nhỏ bị ion hóa mạnh, có thể phản xạ các sóng vô tuyếntrong dải tần từ (25-255) MHz Lớp E bất thường này có thể xuất hiện chỉ trong vài

phỳt hoặc trong vài giờ đồng hồ, cú chu kỳ trong mựa hố thỉnh thoảng trong mựađụng Đõy là hiện tượng thiờn nhiờn kỳ thỳ đối với cỏc nhà nghiờn cứu vụ tuyếnnghiệp dư, khi đú cỏc tớn hiệu quảng bỏ như truyền hỡnh VHF và truyền thanh FM

cú thể truyền đi rất xa cho tới hàng nghỡn kilụmột

.Lớp F:Cũn được gọi là lớp Appleton là lớp nằm ở độ cao từ (140ữ500) km

so với mặt đất Đõy là lớp cao nhất của tầng điện ly được hỡnh thành nhờ cỏc tia cựctớm của mặt trời cú bước súng nằm trong dải (10-100) nm là kớch hoạt và ion húacỏc nguyờn tử Oxygen (O) Lớp F cú vai trũ đặc biệt quan trọng trong thụng tin vụtuyến điện súng ngắn Đối với những ngày bỡnh thường ban ngày lớp này tỏch thànhhai lớp, lớp F1 cú độ cao khoảng (140ữ200) km và lớp F2 cú độ cao (200ữ300) km.Đối với những ngày khụng bỡnh thường độ cao của lớp F cú thể lờn tới 500 km Vàoban đờm lớp F1 và F2 nhập lại thành lớp F, mật độ điện tử Ne(h)=(105ữ107) e/Cm3,lớp F cú tỏc dụng phản xạ tớn hiệu vụ tuyến điện súng ngắn [1]

Hỡnh 1.2 Cỏc lớp trong tầng điện ly

Ban ngàyBan đêm

D

0100200300

1.1.2 Các tham số cơ bản của tầng điện ly

Tầng điện ly được đặc trưng bởi hai tham số cơ bản:

Độ điện thẩm tương đối của tầng điện ly được tính bằng biểu thức:

( )

2 2

h e

0 1 19 , 3 1

ν + ω

−

=

Trong đó ω là tần số góc của sóng, ω=2πf. (Radian); f là tần số tín hiệu

sóng (Hz); N là mật độ điện tử (e/Cme 3) tại độ cao h; νlà tần số va chạm

(lần/giây)

Độ điện dẫn của tầng điện ly được tính bằng biểu thức:

2 2 e

10 82 , 2

ν + ω

ν

=

1.2 Bản đồ dự báo tần số phản xạ cực đại của tầng điện ly

Các trạng thái của các lớp ion hóa trong tầng khí quyển tạo nên các lớp vàmật độ ion hóa của các lớp trong tầng điện ly đó có ảnh hưởng rất lớn đến sự truyềnlan của sóng vô tuyến đặc biệt là dải sóng ngắn Khi liên lạc bằng sóng ngắn có thểtận dụng sự phản xạ sóng từ tầng điện ly để thực hiện liên lạc ở cự ly xa có thể tớihàng ngàn kilômét Những năm thông tin vệ tinh chưa phát triển thì liên lạc bằngsóng ngắn là phương tiện chủ yếu giữa các điểm xa nhau trên trái đất Sự phản xạsóng từ tầng điện ly có thể có một bước nhảy hoặc nhiều bước nhảy phụ thuộc vào

cự ly liên lạc và khả năng của công suất phát Chiều dài hoặc một khoảng cách mộtbước nhảy của sóng phản xạ từ lớp F2 đạt tối đa là 4000km

Để tính toán đường truyền thông tin sóng ngắn phản xạ từ tầng điện ly, người

ta xây dựng các bản đồ trạng thái tầng điện ly trong đó có các tham số dự báo chủyếu là tần số phản xạ cực đại và độ cao của các lớp phụ thuộc vào không gian vàthời gian Các bản đồ trạng thái tầng điện ly đó được xây dựng trên cơ sở thăm dò

dự báo của các đài thu phát vô tuyến trên mặt đất, vô tuyến thám không hoặc đặttrên vệ tinh Các tham số của tầng điện ly có thể biểu diễn bằng bản đồ hoặc lưu trữbằng phần mềm máy tính

Có nhiều loại bản đồ dự báo tần số phản xạ cực đại của tầng điện ly, nhưngthông dụng nhất là bản đồ MUF-0 và MUF-4000 MUF-0 là tần số phản xạ cực đại

từ tầng điện ly ứng với tia sóng thẳng đứng, vuông góc với tầng điện ly (tần số tớihạn) MUF-4000 là tần số phản xạ cực đại ứng với bước nhảy cực đại 4000km,tương ứng với góc tiếp tuyến với quả đất

Bản đồ MUF-4000 trên hình 1.3 là tần số MUF-4000 tra theo thời gian trongngày [2]

1.3 Tổn hao khi truyền sóng phản xạ từ tầng điện ly

Một trong những ảnh hưởng của tầng điện ly tới quá trình truyền sóng là sựhấp thụ sóng điện từ làm suy giảm tín hiệu tới máy thu Nguyên nhân của sự hấpthụ này là sóng điện từ kích thích các điện tử dao động Các điện tử va chạm với cácphần tử trung hòa, các ion và truyền năng lượng cho chúng Như vậy một phần nănglượng của sóng điện từ đó chuyển thành nhiệt năng (làm tăng vận tốc chuyển độngnhiệt hỗn loạn của các phần tử khí) Chính vì vậy mức độ hấp thụ năng lượng sẽphụ thuộc vào quan hệ giữa biên độ dao động của các điện tử và quãng đường tự dotrung bình của các phân tử khí, tức là phụ thuộc vào tần số của sóng điện từ và mật

Theo số liệu thực nghiệm, mật độ điện tử của lớp F vào những giờ ban ngày

có thể lớn hơn 10 lần so với mật độ điện tử của lớp D và lớp E Do đó việc giảithích hiện tượng hấp thụ sóng ở tầng điện ly lớp D và lớp E, sự phản xạ sóng ở lớp

F có thể dựa vào các tính chất của môi trường bán dẫn điện

Khi xem xét sự hấp thụ của sóng trong tầng điện ly, người ta đưa ra hệ sốsuy giảm do bị hấp thụ e−Γ, trong đó Γ là hệ số hấp thụ Do tầng điện ly là một môitrường không đồng nhất, cho nên hệ số hấp thụ tại các điểm trên quỹ đạo sóng sẽkhác nhau Trong trường hợp tổng quát, hệ số hấp thụ được xác định là Γ = −∫δ



 d

trong đó δ hệ số và  là quóng đường mà tia sóng đi qua trong mỗi lớp

Đối với dải tần số thấp (tần số sóng điện từ f nhỏ hơn tần số va chạm υ), hệ

số δ được tính theo công thức:

i

2 i

có nghĩa là 60 λσi << εi, do đó giá trị của hệ số δ có thể tính theo biểu thức gầnđúng:

≈

2 e 7

f

N 10 35 ,

≈

Theo (1.4) thì khi tần số f tăng (λ giảm) thì hệ số hấp thụ giảm Thực tế, hệ

số suy giảm phụ thuộc vào tính chất điện của từng lớp trong tầng điện ly mà muốn biếtchính xác cần phải đo lường thực nghiệm Trên hình 1.7 mô tả sự phụ thuộc của hệ sốhấp thụ theo tần số cho hai trường hợp υ1=103/s và υ2=105/s Từ hình vẽ ta nhận thấyrằng khi tần số tăng lên thì sự hấp thụ tăng theo và khi tần số bằng tần số va chạm củađiện tử với các phân tử khí thì sự hấp thụ đạt cực đại Sau đó sự hấp thụ sẽ giảm dầnkhi tần số tiếp tục tăng

1.4 Độ tin cậy của đường truyền tin

Đối với một kênh thông tin thì độ tin cậy là một tham số rất quan trọng Trong

hệ thống thông tin sóng ngắn, độ tin cậy của đường thông tin được đánh giá bằng xácsuất đảm bảo liên lạc thông suốt trong từng khoảng thời gian

Độ tin cậy của đường thông tin phụ thuộc vào tỷ lệ tín/ tạp ( ký hiệu SNR) tạiđầu vào máy thu Trên các đường thông tin sóng ngắn, tác động của nhiễu và phađinh là rất lớn vì vậy độ tin cậy được đánh giá thông qua một biến ngẫu nhiên Địnhnghĩa độ tin cậy (ký hiệu là REL - Reliability) là xác suất mà SNR tại đầu vào máythu lớn hơn SNR yêu cầu (Req.SNR):

Req.SNR) Prob(SNR

trong đó Prob(.) là một hàm xác suất có điều kiện

Độ tin cậy của đường thông tin thể tính toán theo các biểu thực nghiệm hoặc

dự đoán bằng mô hình xác xuất thống kê Một phương pháp đã được sử dụng ở Liên

Xô cũ là tra đồ thị thực nghiệm khá trực quan và đơn giản Theo phương pháp này,

độ tin cậy của đường thông tin sóng ngắn được tra theo độ dự phòng tỷ lệ tín trên tạpcủa hệ thống là ∆SNR:

) dB ( SNR q Re SNR

N e

/10

;/10

3

3 6

=

=υ

s

Cm e

N e

/10

;/10

5

3 5

=

=υ

f(Hz)

δ

Hình 1.4 Sự thay đổi hệ số hấp thụ theo tần số

1520

40

99%

98 95

90 80

70 60

50 40

30 20 10 5 2 1%

Hình 1.5 Độ tin cậy đường thông tin sóng

ngắn khi cự ly liên lạc r>4000 km Hình 1 6 Độ tin cậy đường thông tin sóng ngắn khi cự ly liên lạc r≤4000 km

Tần số tính bằng MHz

Nếu cự ly liên lạc ở mức trung bình R > 4000km, có thể sử dụng đồ thị trênhình 1.5, còn nếu cự ly liên lạc ngắn R ≤ 4000km thì có thể sử dụng đồ thị trên hình1.6

Ngày nay phương pháp sử dụng đồ thị ít được sử dụng mà thay bằng các phầnmềm máy tính Các phần mềm máy tính này thường sử dụng theo các tiêu chuẩn,phương pháp tính của hiệp hội viễn thông quốc tế ITU-R cho phép tính toán nhanh,chính xác và tích hợp nhiều tham số

1.5 Truyền tin sóng ngắn qua tầng điện ly

1.5.1 Đặc điểm

Sóng ngắn có thể truyền lan theo phương thức truyền lan sóng đất và phản xạ

từ tầng điện ly Khi truyền bằng phương thức sóng đất, do bị hấp thụ lớn trong mặtđất bán dẫn điện, nên cự ly bị hạn chế Khi truyền lan bằng cách phản xạ từ tầngđiện ly, sự hấp thụ của tầng điện ly với sóng ngắn không đáng kể có thể phản xạ ởcác lớp F1 và F2 Sự phản xạ của sóng ngắn ở các lớp kể trên trong tầng điện lycũng có thể được thực hiện qua một hay nhiều bước nhảy Chính vì vậy mà sóng

ngắn có thể ứng dụng trong liên lạc ở những khoảng cách rất lớn, nếu tính toánthích hợp thì có thể liên lạc được hầu hết các điểm trên trái đất Trong điều kiệnbình thường trong tầng điện ly thì lớp D và lớp E là lớp hấp thụ còn lớp F là lớpphản xạ của sóng ngắn Hình 1.7 mô tả quỹ đạo truyền lan của sóng ngắn ở lớp F.

1.5.2 Điều kiện để đảm bảo liên lạc của thông tin sóng ngắn

Điều kiện đảm bảo để có thể thực hiện thông tin sóng ngắn phản xạ từ tầngđiện ly là:

1/ Tần số liên lạc f phải nhỏ hơn tần số cực đại fMUF, được xác định bởi cáctham số của tầng điện ly và khoảng cách liên lạc để đảm bảo sóng có thể phản xạ từlớp F Nếu f > fMUF thì sóng không có khả năng phản xạ mà xuyên suốt qua các lớpcủa tầng điện ly

2/ Tần số liên lạc phải đảm bảo đủ lớn là f > fLUF cùng với công suất phát cầnthiết để bù trừ cho sự tổn hao của sóng trong lớp D và E sao cho sóng có đủ nănglượng cần thiết phản xạ từ lớp F và quay về điểm thu

Điều kiện thứ nhất nói lên rằng, nếu như thời gian và khoảng cách liên lạcđược xác định thì tần số liên lạc được chọn sao cho không lớn hơn tần số phản xạcực đại Điều kiện thứ hai là giới hạn dưới của dải tần liên lạc, bởi vì như đã phântích ở trên, nếu tần số càng thấp thì tổn hao sóng qua lớp D và E cả đi và về càng lớn.hình 1.8 và 1.9 dưới đây là các trường hợp không thỏa món hai điều kiện trên

Do có sự tác động của mặt trời nên cấu trúc của tầng điện ly khác nhau giữa ngày

và đêm vì vậy cần phải thay đổi tần số công tác cho phù hợp Trong thông tin sóng ngắn,

ở khoảng cách liên lạc xa, sóng phản xạ từ lớp F thường nằm trong khoảng:

λ = (10 ÷ 25) m cho những giờ vào ban ngày,

λ = (25 ÷ 35) m cho những giờ giao thời giữa ngày và đêm,

λ = (25 ÷ 35) m cho những giờ vào ban đêm,

Để tính toán chính xác tần số công tác trong một ngày cần phải tra trên bản đồtầng điện ly hoặc dùng phần mềm máy tính Hình 1.10 là đồ thị phân bố các tần sốtrong ngày của một đường thông tin sóng ngắn điển hình theo thời gian trong ngày(giờ địa phương) Ta nhận thấy ban ngày, tần số công tác (nếu chọn là tần số FOT)thường cao hơn so với ban đêm và giữa thời gian tối - sáng Việc bố trí tần số thườnggiới hạn giữa tần số MUF và LUF Trong nhiều trường hợp khi liên lạc ở cự ly xa, cóthể giới hạn giữa MUF và EMUF để đảm bảo chắc chắn rằng điểm phản xạ sẽ nằm ởlớp F [2]

BA

1.5.3 Hiện tượng pha đinh và cách khắc phục

Trong thông tin sóng ngắn, do hiện tượng pha đinh nên thường tại điểm thuluôn biến đổi một cách ngẫu nhiên Pha đinh xẩy ra có thể là do các tia sóng đếnđiểm thu từ các bước phản xạ khác nhau (hình 1.11), do sự biến đổi một cách liêntục của chiều cao tầng điện ly (hình 1.12) hoặc do các chùm tia phản xạ khuếch tánbởi sự “không bằng phẳng” của tầng điện ly (hình 1.13)

Trong truyền sóng ngắn ngoài hiện tượng pha đinh do sự giao thoa sóng củacác tia sóng đến bằng các con đường khác nhau như đã phân tích trên còn xuất hiệnpha đinh do phân cực Như đã biết, sóng bức xạ từ ăng ten phát đến tầng điện ly làsóng phẳng Dưới tác động của từ trường trái đất, sự phân cực đó bị thay đổi vàtrong trường hợp tổng quát, phân cực của sóng là phân cực elip

1.5.4 Ảnh hưởng của chu kỳ bức xạ mặt trời đến truyền lan sóng ngắn

Các quan sát về thiên văn học đó kết luận rằng, hoạt tính bức xạ của mặt trờithay đổi có tính chu kỳ Sự biến thiên của hoạt tính mặt trời mang tính chu kỳ đó

Hình 1.11 Pha đinh sóng ngắn do giao thoa

A

Hình 1.12 Pha đinh sóng ngắn do sự biến đổi chiều cao của tầng điện ly

phù hợp với sự biến đổi về số lượng và diện tích các vệt đen (Sunspot) cũng nhưcác đốm sáng của mặt trời.

Các biến đổi của hoạt tính bức xạ mặt trời cũng kéo theo cường độ của tiacực tím, bức xạ của tia Rơnghen, bức xạ sóng vô tuyến, các dòng hạt vũ trụ, mànăng lượng của chúng bị hấp thụ rất lớn của các lớp trên của tầng khí quyển vàchúng không thể đến được bề mặt quả đất Chính điều đó đó giải thích việc khôngthể tiến hành đo lường về mật độ dòng bức xạ mặt trời ở trên mặt đất mà các đolường được tiến hành trên các vệ tinh hoặc vô tuyến thám không

Khi hoạt tính bức xạ của mặt trời tăng thì mật độ điện tử của tất cả các lớp ionhóa trong tầng khí quyển cũng sẽ tăng Đối với các lớp trong tầng điện ly thì tác độngtrực tiếp của sự tăng trưởng ion hóa là lớp F2 và lớp E Do sự gia tăng mật độ ion hóacho nên tần số tới hạn của sóng phản xạ từ lớp F2 cũng sẽ tăng (có khả năng tăng đến 2lần) và tần số tới hạn dohấp thụ của sóng qua lớp D và E cũng sẽ giảm Trong các phầnmềm tính toán đường thông tin sóng ngắn của ITU đều sử dụng số lượng vệt đen nhưmột tham số tính toán tổn hao của đường thông tin sóng ngắn

Số lượng vệt đen là một tham số thường xuyên được quan sát và cập nhật bởihàng trăm trạm thăm dò vô tuyến trên thế giới Hình 1.14 dưới đây là số lượng vệt đen

từ năm 1999 cho tới tháng 11 năm 2007 và dự báo cho tới tháng 3 năm 2008

1.5.5 Ảnh hưởng của nhiễu loạn điện từ đến truyền lan sóng ngắn

Có bốn dạng nhiễu loạn điện từ chính ảnh hưởng đến truyền lan sóng ngắn,

đó là: nhiễu loạn điện ly do bão từ toàn cầu, hấp thụ trong vùng quang cực, hấp thụ

ở vùng chỏm cực và các hấp thụ đột ngột

Khi mà mặt trời đột ngột phun ra các dòng hạt điện tích, các dòng đó đi vàotầng khí quyển của trái đất và đốt nóng các chất khí các lớp trên tầng khí quyển, pháhoại cấu trúc bình thường của các lớp điện ly, đặc biệt là lớp F2 Ở gần mặt đất dotác động của từ trường quả đất cho nên các dũng hạt đó bị lệch hướng và do đó cácnhiễu loạn điện ly chủ yếu tập trung ở vùng cực Điều đó cũng giải thích các xáođộng điện ly thường tập trung ở các vùng vành khuyên xung quanh các vùng cựcBắc, Nam Cường độ nhiễu loạn điện ly giảm mạnh khi giảm vĩ tuyến Các xáođộng điện ly do một phần các dòng hạt điện tích xâm nhập vào vùng khí quyển củaquả đất thường được gọi là bão từ hoặc trong một số tài liệu cũng gọi là sóng từđộng Bão từ xuất hiện một cách ngẫu nhiên, không qui luật và thời gian kéo dài từmột vài giờ đến vài ngày Trong thời gian xuất hiện nhiễu loạn điện ly thì mật độđiện tử của lớp F2 giảm rất mạnh và chiều cao của chúng cũng sẽ tăng lên, dẫn đếntần số phản xạ cực đại sẽ giảm Trong nhiều trường hợp cấu trúc lớp F2 được phânthành nhiều lớp nhỏ dẫn đến việc phá hoại thông tin bình thường của sóng ngắn

Ngoài những hiện tượng nhiễu loạn điện ly mang tính toàn cầu như đã phântích ở trên, thỉnh thoảng xuất hiện nhiễu loạn điện ly mang đặc trưng từng vùng trênmặt đất Rõ nét nhất là nhiễu loạn điện ly gây nên sự hấp thụ sóng trên vùng quangcực đó là các vùng vành khuyên của quả đất tại vĩ độ ± 67,50 với độ rộng là 100,trong đó quan hệ giữa hoạt tính bức xạ của mặt trời với các xáo động địa từ Dưới tácđộng của những dòng hạt có năng lượng đến 1 MeV thâm nhập sâu vào trong tầngkhí quyển đến lớp D và lớp E làm cho hai lớp đó bị ion hóa mạnh dẫn đến sự hấp thụrất lớn năng lượng của sóng ngắn khi truyền qua Sự xuất hiện hấp thụ một cách bấtthường trong vùng quang cực đó là triệu chứng xuất hiện bão từ

Một dạng khác của nhiễu loạn điện ly mang đặc tính địa phương được gọi làhấp thụ trong vùng chỏm cực (PCA: - Polar Cap Absorption) hiện tượng thường chỉ

xuất hiện trong vùng từ trung tâm cực từ của quả đất đến vĩ tuyến 64 độ Trong thờigian này xuất hiện các dòng tia vũ trụ của mặt trời có năng lượng (10–100)MeV, lớnhơn nhiều năng lượng của dòng trong vùng quang cực Lớp D trong trường hợp này

bị ion hóa mạnh gây hấp thụ rất lớn đối với sóng ngắn khi truyền qua Do vậy trongtrường hợp này khi liên lạc sóng ngắn phải dùng phương pháp chuyển tiếp để tránhvùng bị nhiễu loạn

Ngoài ra trong liên lạc sóng ngắn thỉnh thoảng còn bị hấp thụ đột ngột Gọi

là hấp thụ đột ngột bởi vì hiện tượng này chỉ xuất hiện có những đột biến lóe sánglên dữ dội trên bề mặt của mặt trời Sự lóe sáng đó kèm theo sự tăng cường mộtcách đột biến cường độ bức xạ của các tia cực ngắn Rơn ghen Các bức xạ đó thâmnhập vào tầng khí quyển và cũng tạo thành một lớp ion hóa mạnh ở lớp D gây nên

sự hấp thụ năng lượng sóng khi truyền qua Hiện tượng này cũng phá hoại cấu trúcbình thường của lớp F2 Thời gian xuất hiện hấp thụ đột ngột có thể từ vài phút đếnvài giờ

1.6 Kết luận chương

Như vậy chương 1 đi giới thiệu cơ bản phương thức truyền lan sóng vôtuyến, các yếu tố nhiễu ảnh hưởng đến máy thu, giới thiệu chi tiết cấu trúc tầngđiện ly, đặc điểm phản xạ của các lớp từ lớp D đến lớp F2, giới thiệu về các bản đồ

và phương pháp tính tần số cực đại, tần số cực tiểu, và suy hao khi truyền tin quatầng điện ly, và đặc biệt chương 1 trình bày rất chi tiết về các phương thức truyềnsóng ngắn qua tầng điện ly đây là cơ sở rất quan trọng trong việc tính toán các dảitần làm việc tối ưu cho thông tin sóng ngắn

Chương 2 ALE TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN SÓNG

Phương pháp và các giao thức truyền tín hiệu số được sử dụng độc quyền bởicác nhà sản xuất khác nhau trong ALE thế hệ đầu tiên, dẫn đến sự không tươngthích Sau đó, một nỗ lực hợp tác giữa các nhà sản xuất và chính phủ Mỹ dẫn đếnmột thế hệ thứ hai của ALE bao gồm các tính năng của hệ thống thế hệ đầu tiên,trong khi cải thiện hiệu suất Hệ thống tiêu chuẩn thế hệ thứ hai ALE 2G vào năm

1986, MIL-STD- 188 - 141A, đã được thông qua cho các bang của Mỹ Trongnhững năm 1980, quân đội và các tổ chức khác của chính phủ Mỹ bắt đầu cài đặtkhối ALE , sử dụng các sản phẩm điều khiển ALE được xây dựng chủ yếu do cáccông ty Mỹ Ứng dụng chính trong 10 năm đầu tiên sử dụng ALE là hệ thống chínhphủ và thiết bị vô tuyến quân đội Theo thời gian, nhu cầu về khả năng ALE phổbiến và cuối những năm 1990, hầu hết các máy vô tuyến HF chính phủ mới muađược thiết kế để đáp ứng ít nhất là tiêu chuẩn, khả năng tương tác ALE tối thiểu,làm cho chúng đủ điều kiện để sử dụng với thiết bị tiêu chuẩn nút ALE Máy vôtuyến thực hiện ít nhất chức năng nút ALE tối thiểu như một lựa chọn tại các máy

vô tuyến đã trở thành phổ biến hơn và giá cả phải chăng hơn Như các tiêu chuẩn đãđược thông qua bởi các chính phủ khác trên toàn thế giới, nhiều nhà sản xuất sảnxuất có giá cạnh tranh máy vô tuyến HF để đáp ứng nhu cầu này Sự cần thiết phảitương thích với các tổ chức chính phủ khiến nhiều tổ chức phi chính phủ (NGO)

thông qua ít nhất một phần tiêu chuẩn ALE để liên lạc Như tiêu chuẩn phi quân sự,các tổ chức dân sự khác bắt đầu sử dụng ALE 2G Trong cuối những năm 1990,một thế hệ thứ ba ALE 3G với cải thiện đáng kể khả năng và hiệu suất đã được giớithiệu trong MIL-STD- 188 - 141B, và trong NATO STANAG 4538

2.1.2 Hoạt động của ALE

ALE là một chuẩn thông tin trên thế giới thực hiện để khởi tạo và tiến hànhthông tin vô tuyến HF ở dạng số ALE là một đặc trưng của một hệ thống thu phát

vô tuyến điện HF, nó cho phép các trạm vô tuyến thực hiện kết nối, khởi tạo mộtmạng thông tin giữa bản thân trạm thu phát HF với các trạm thu phát HF khác, hoặcvới một mạng vô tuyến HF Mục đích là để cung cấp một phương pháp gọi và kếtnối nhanh, tin cậy trong điều kiện biến đổi liên tục của tầng điện ly, nhiễu vô tuyến,

và việc dùng chung phổ tần trên các kênh HF

Một máy vô tuyến ALE độc lập là sự kết hợp giữa một máy thu phát HF đơnbiên với một bộ điều khiển bên trong và một modem MFSK Nó được lập trình vớimột địa chỉ ALE duy nhất, giống như một số điện thoại (trong thế hệ mới hơn là tênngười dùng) Khi không kết nối với một trạm HF khác, máy thu phát HF đơn biênthường quét trên bảng danh sách kênh gọi, nghe xem có tín hiệu ALE được truyềnđến bởi trạm vô tuyến khác không Nó sẽ giải mã các cuộc gọi và tín hiệu được gửibởi các trạm khác, và sử dụng tỷ lệ lỗi bit để đánh giá và lưu lại chất lượng kênhtruyền của tần số đó và địa chỉ của máy gửi

Để kết nối với một trạm xác định, máy gọi sẽ nhập vào địa chỉ ALE Trên rấtnhiều máy ALE, thao tác này giống như ấn một số điện thoại Bộ điều khiển ALE sẽchọn kênh truyền rỗi có chất lượng tốt cho kết nối này Sau khi xác nhận kênhtruyền rỗi thực sự, nó sẽ gửi một tín hiệu lựa chọn cuộc gọi để xác định đến máynhận Trong khi đó, trạm thu sẽ thu quét trên bảng danh sách kênh ALE, nó chỉdừng quét và ở tại một kênh khi xác nhận có cuộc gọi cho nó Bộ điều khiển ALEcủa cả hai trạm tự động bắt tay để xác nhận một kết nối với chất lượng kênh đảmbảo đã được thiết lập

Sau khi kết nối thành công, các trạm thu thường phát ra một âm thanh báođộng và hiển thị một thông báo trực quan để các nhà điều hành nhận biết được, do

đó xác định các cuộc gọi đến Nó cũng chỉ ra tên hiệu hoặc thông tin nhận dạngkhác của trạm được kết nối, tương tự như ID gọi Các nhà điều hành sau đó thươnglượng một liên kết dữ liệu bằng cách sử dụng giọng nói hoặc định dạng tin nhắn vănbản ngắn

2.1.3 Các tham số ALE

Bộ nhớ kênh: Thiết bị có khả năng lưu trữ ít nhất 100 kênh khác nhau baogồm tần số thu và phát cùng với các chế độ thông tin liên quan xem thông tin vềkênh trong chế độ bình thường gồm:

+ Cài đặt điều khiển khuếch đại tự động ( AGC )

Bộ nhớ địa chỉ riêng: Máy vô tuyến có khả năng lưu trữ, gọi ra và sử dụng ítnhất 20 tập thông tin của địa chỉ riêng Thông tin về địa chỉ riêng được lưu trữ cốđịnh

+ Tập hợp thông tin bao gồm địa chỉ cá nhân, kênh chính xác và địa chỉmạng

2.2 ALE 2G

2.2.1 Giới thiệu ALE 2G

Hiện nay các thiết bị vô tuyến thường được thiết kế dựa trên 2 chuẩn chủ yếu

là MIL-STD 188-141A của quân đội Mỹ và FED-1045 của Nato

Tầng kết nối dữ liệu ALE chia làm 3 tầng con như ở hình dưới, trong đó tầngthấp nhất sửa lỗi đường truyền sử dụng mã Golay để mã hóa 24 bít từ mã ALEthành 48 bít, tầng tiếp theo là tầng bảo vệ đường truyền, và cuối cùng tầng giaothức Nhìn chung với nhiều thiết bị vô tuyến hiện nay người ta thiết kế theo nguyêntắc này nhưng cũng có nhiều thiết bị sẽ thiết kế lược bớt đi một số phần nhỏ bêntrong

MFSK với 8 tone trực giao từ 750 Hz đến 2500 Hz Mỗi tone có độ dài 8 ms, kếtquả được truyền qua không khí với tốc độ ký hiệu (symbol) là 125 ký hiệu/giây,tương ứng với tốc độ dữ liệu thô là 375 bit/s.

Dữ liệu ALE được định dạng vào các khung 24 bit trong đó có 3 bít mào đầu

và 3 trường ký tự ASCII, mỗi ký tự có 7 bít

Đầu thu giải mã tín hiệu bằng kỹ thuật xử lý số tín hiệu và có thể giải mãbằng tín hiệu 8 FSK ở tỷ lệ tín hiệu cực âm với nhiễu, có nghĩa là nó có thể tách tínhiệu ra khi nhiễu ở mức thấp

2.2.3 Mã sửa lỗi đường truyền FEC

ALE 2G sử dụng mã sửa lỗi đường truyền Golay (24, 12, 3), mã FEC đượctạo từ đa thức g(x) = x11 + x9 + x7 + x6 + x5 + x + 1 (2.1) Các ma trận sinh G đượclấy từ g(x), chứa đựng ma trận đơn vị I12 và ma trận chẵn lẻ như hình 2.2 Ma trậnkiểm tra chẵn lẻ tương ứng H chứa đựng chứa ma trận chuyển vị PT và ma trận đơn

vị như hình 2.3

Mã hóa: Sẽ sử dụng cơ bản công thức x = uG, từ mã x sẽ được bắt nguồn từ

dữ liệu u và ma trận phát G Mã hóa được thực hiện bằng cách sử dụng ma trận Gbằng cách cộng (modulo-2) các hàng của G với bít thông tin tương ứng xem hình2.2, 2.4

e (2.3) là một véc tơ tổng của một từ mã x và véc tơ lỗi e, s là một véc tơ của n - kbít Xem hình 2.5 hình 2.3 cho giá trị của H Mỗi vector e có một kết quả duy nhấttrong s Bởi vì điều này, s được tính theo phương trình trên và được sử dụng để chỉmột e tương ứng, sau đó được thêm module 2 để y đưa ra các từ mã gốc x Nếu skhông bằng 0 và e chứa nhiều hơn số lượng các lỗi được sửa chữa theo phương thứcgiải mã, một lỗi được phát hiện và được chỉ định cờ thích hợp được thiết lập [3]

Hình 2.2 Ma trận tạo mã Golay mở rộng (24,12)

Hình 2.3 Ma trận kiểm tra chẵn lẻ mã Golay mở rộng ( 24,12)

Hình 2.4 Mã hóa từ Golay

Hình 2.5 Mã hóa và giải mã Golay FEC

2.2.4 Xáo trộn và giải xáo trộn

Các bít từ cơ bản W1 ( bít có trọng số cao nhất) đên W24 ( bít trọng số thấpnhất) và tổng hợp các bít FEC Golay G1 đến G24 (với G13 đến G24 được đảo vịtrí) sẽ được xáo trộn trước khi truyền sử dụng các mẫu được chỉ ra ở hình 2.6 48 bítđược xáo trộn cộng thêm bít chèn (giá trị =0) thành 49 bít, sẽ cấu thành nên từ mãđược truyền và chúng sẽ được truyền A1,B1,A2,B2,…, A24, B24, S49 sử dụng 16 –1/3 ký hiệu ( tone ) trên từ mã ( Tw) Ở phần thu sau chiếm đa số 2/3 thông qua, 48bít nhận đầu tiên của từ mã chiếm đa số (bao gồm cả phần lỗi còn lại) sẽ được giảixáo trộn như được chỉ ra ở hình 2.6 và sau đó giải mã FEC Golay để tạo ra 24 bítđúng ban đầu ( hoặc một cờ báo lỗi không chính xác) Bít độn 49 bị bỏ qua

Hình 2.6 Bít từ mã hóa và xáo trộn [3]

Hình 2.7 Bít và từ giải mã [3]

Tổ hợp của 3 bít mào đầu sẽ thực hiện một trong 8 chức năng sau:

tại TO được dùng trong cuộc gọi dành cho giao thứccuộc gọi riêng đối với trạm đơn và trong cuộc gọi mạnggiao thức địa địa chỉ mạng

Từ TO sẽ chứa đựng 3 ký tự của một địa chỉ

gọi hiện tại Ngoại trừ việc sử dụng TWAS , TIS sẽđược sử dụng trong tất cả các giao thức ALE để chấmdứt các khung ALE và truyền Nó sẽ chỉ ra việc tiếp tụccác giao thức hoặc bắt tay và đáp ứng yêu cầu, hoặcmời (tùy thuộc vào giao thức cụ thể ) hoặc sự thừa nhận

từ các trạm được gọi hoặc nhận khác TIS sẽ được sửdụng để chỉ các âm thanh chấp nhận cuộc gọi

TIS chứa đựng ba ký tự đầu tiên của địa chỉ trạmgọi

Hình 2.8 Cấu trúc từ ALE cơ bản [3]

S

011

Từ TWAS được sử dụng định tuyến như là TIS.Nhưng nó sẽ xác định để chấm dứt giao thức ALE hoặcbắt tay và sẽ đáp ứng các yêu cầu từ chối hoặc khôngmời (tùy thuộc vào giao thức cụ thể) Các TWAS được

sử dụng để chỉ các âm thanh từ chối cuộc gọi

chu kỳ gọi chỉ với các giao thức cuộc gọi nhóm CácTHRU từ được sử dụng luân phiên với REP, như địnhtuyến chỉ định để xác định từ đầu tiên của địa chỉ củatrạm được gọi trực tiếp Mỗi từ đầu tiên của địa chỉ sẽđược giới hạn tới độ dài của một từ địa chỉ cơ bản ( 3 kýtự)

không sử dụng một kết thúc khung ALE như là TIShoặc TWAS Nó chứa đựng địa chỉ của toàn bộ trạmtruyền

liệu của các từ ở trên ( ngoại trừ bản thân DATA ) hoặctruyền thông tin ở trong thông báo Khi được sử dụngvới các từ định tuyến TO, TIS, FROM hoặc TWASDATA được sử dụng như địa chỉ mở rộng từ 3 ký tự cơbản thành 6, 9 hoặc nhiều hơn khi được sử dụng với từREP Tối đa của địa chỉ mở rộng là 15 ký tự

đầu hoặc nghĩa của từ trong khi thay đổi nội dungtrường dữ liệu ( bít W4 đến W24 )