Bài giảng hệ thống viễn thông

Mã Manchester có tính chất là thành phthông lại tăng gấp đôi • Dải thông truyền dẫn càng nhỏ • Tốc độ lỗi bit BER- Bit Error Rate thấ h a bằng diều chế Truyền tín hiệu số, do t có th

Chương 1

LÝ THUYẾT THÔNG TIN VÀ MÃ HOÁ

Hình 1.1 Sơ đồ khối HTTT

1.1 Giới thiệu mã hoá và thông tin

1.1.1 Khái niệm mã hoá

Mã hoá là việc chuyển đổi các phần tử của một tập đại lượng này thành một tập các đại lượng khác (theo mối quan hệ 1-1), nhằm mục đích tiện lợi cho việc lưu trữ và trao đổi thông tin

Mã hoá là phép biến đổi cấu trúc tin tại nơi phát nhằm mục đích nhận được tin tại nơi thu trung thực hơn , có độ tin cậy cao hơn , khả năng chống nhiễu cao hơn , truyền đi

xa hơn …

Ví dụ 1: Phép rời rạc hoá nguồn tin liên tục thành nguồn tin rời rạc là một phép mã hoá

Ví dụ 2: Tập hợp các số { 0, 1,…, 9,A,B,C,D,E,F } mã hoá thành { 0000, 0001,…,1111 }

Việc chọn ( thiết lập ) bộ mã hoá phải thoả nguyên tắc là có thể giải mã ra duy nhất

1 kết quả tại nơi thu tin

5

Sự phát triển của mã hoá (Coding)

Mã hoá phát triển từ trong tự nhiên, VD: tiếng hú, việc làm dấu của loài vật, thông báo cho đồng loại biết về điều gì đó, …

Với con người cũng vậy, việc mã hoá đã phát triển ở hình thức cao hơn loài vật đó là tiếng nói, rồi sau đó là ngôn ngữ

Với sự phát triển của xã hội loài người, nhu cầu truyền tin, thông tin ngày càng trở nên quan trọng, cũng từ đó mà các hình thức mã hoá khác nhau được hình thành để thích ứng với sự phát triển đó

1.1.2 Khái niệm thông tin (information)

Tin tức ( News ) phản ảnh sự vật hiện tượng khách quan với sự nhận biết của con người

Tin tức có tính chất là sự mới mẻ (độ bất ngờ ) ý nghĩa và độ tin cậy

Thông tin ( Information ) là tin tức có ý nghĩa, được sự quan tâm của con người

Thông tin trung bình, Entropy

• Xét nguồn tin XN gồm N tin là x1 , x2 ,…, xN có xác suất xuất hiện là p(1), p(2) ,…, p(N) Theo luật phân bố xác suất , ta có

1p(i) = 1

N

i =

å

• Nếu các tin là đẳng xác suất thì p(i) = 1/N

• Khi 1/p(i) càng lớn , thì p(i) càng bé , thì độ bất ngờ của tin càng lớn , tin càng

có ý nghĩa, lượng tin của xi càng lớn

• Khi 1/p(i) càng bé , thì p(i) càng lớn , độ bất ngờ của tin càng bé , tin càng ít có

ý nghĩa, lượng tin của xi càng bé

• Khi p(i) = 1 , thì độ bất ngờ của tin = 0 , tin nhận được không có ý nghĩa lượng tin của xi = 0

• Ta định nghĩa lượng tin ( information content ) của xi là

I(i) = log2 (1/p(i) ) = -log2 p(i) [bit]

Ví dụ 1: Thông điệp truyền tin ở dạng nhị phân, các biểu tượng là (0,1)

• p 0 =p 1 = 0.5

5.0

1log21

I

Ví dụ 2: Thông điệp truyền tin có 4 biểu tượng là (<*>, <->, < >, < >)

1 0

=

p p = 0 2 p = 0 3 p = 0 4

¾ 3 . 32

1 0

• Lượng tin nhận được từ một tổ hợp là I(i) = -log 2p(i) = 24 [bit]

• Lượng tin trung bình (entropy) trong trường hợp đẳng xác suất là

H = -log 2p(i) = 24 [bit]

Tốc độ truyền tin R là lượng tin trung bình do nguồn phát ra trong một đơn vị thời gian

• T là thời gian cần gởi một đoạn tin

• H là Entropy của nguồn tin

Chú ý rằng các nguồn tin liên tục , ta có thể biểu thị gần đúng bằng các nguồn rời rạc với độ chính xác khá cao

1.2 Phân loại các hình thức mã hoá : Có 3 loại mã hoá

Ví dụ : Minh hoạ một hệ thống truyền dữ liệu, bao gồm các hình thức mã khác nhau được

sử dụng trong hệ thống

7

Các file văn bản, hình vẽ

Mã hóa Winzip

Các file nén

Mã hóa Parity

Chuỗi dữ liệu ồ

Mã hóa NRZ

Đường truyền

1.2.1 Mã hoá nguồn (Source coding)

Mục đích của mã hoá nguồn là biến đổi một tập đại lượng nguồn này thành một tập đại lượng nguồn khác để tiện lợi cho việc lưu trữ và bảo mật

Ví dụ: mã hoá ASCII, mã nén Winzip,

Ví dụ: cho nguồn tin “hom nay di hoc” có 14 ký tự , nếu mã hoá nhị phân thì cần 4 bit (

Do 24 =16 > 14 )

Dựa vào các ứng dụng thực tế ta có ba loại mã hoá nguồn:

1 Mã hoá để thể hiện ( mã hoá ASCII )

2 Mã hoá nén ( mã nén Winzip, MP3, JPEG … )

3 Mã hoá bảo mật

1.2.2 Mã hoá kênh (channel coding)

Mã kênh truyền là hình thức biến đổi trên tập dữ liệu nguồn bằng một thuật toán, nhằm tiện lợi cho việc kiểm tra và sửa lỗi đường truyền Ví dụ như mã Parity có chức năng kiểm tra chẵn lẻ cho khối dữ liệu

1.2.3 Mã hoá đường truyền (Line coding)

Là hình thức chuyển đổi một tập đại lượng nguồn thành một tập đại lượng điện (u,

i, f) để tiện lợi cho việc truyền dẫn thông tin

Có 2 loại mã hoá đường truyền: mã hoá đường truyền dãy nền, mã hoá đường truyền bằng điều chế

• Mã hoá đường truyền dãy nền (Base Band): biến đổi mức dữ liệu nguồn thành dạng sóng vuông về điện áp

Ví dụ : các bít dữ liệu nguồn ở dạng nhị phân được truyền trên đường truyền với dạng điện áp như hình minh hoạ dưới

• Mã hoá đường truyền bằng điều chế: tín hiệu nguồn được truyền đi với khoảng cách xa bằng cách điều chế với sóng mang

¾ Ví dụ 1: tín hiệu Audio được truyền đi xa bằng cách điều chế với

sóng mang, bằng kỹ thuật AM, FM, …

¾ Ví dụ 2: nguồn dữ liệu số được truyền đi với khoảng cách xa bằng

cách dùng các kỹ thuật điều chế số, như ASK, PSK, FSK

1.3 Mã hoá nguồn ( source coding)

Dựa vào các ứng dụng thực tế ta có ba loại mã hoá nguồn: Mã hoá để thể hiện, mã

hoá nén, mã hoá bảo mật

Mã hoá phải thoả mãn yêu cầu là có thể giải mã ra 1 cách duy nhất

1.3.1 Mã hoá để biểu hiện sự vật hiện tượng

Mã hoá này nhằm mục đích mô tả sự vật hiện tượng bằng các ngôn ngữ của chủ thể

Ví dụ 1: Mã hoá ASCII dùng để mô tả sự vật dưới dạng văn bản để con người có thể hiểu được

Ví dụ 2: Mã hoá nhị phân được sử dụng để mô tả sự vật bằng ngôn ngữ của của máy tính Trường hợp có 8 trạng thái được biểu diễn mã nhị phân đồng đều 3 bit, từ 000 đến 111 Người ta cũng có thể biểu diễn mã nhị phân không đồng đều, bằng cách liệt kê

Ví dụ x1 x2 x3 x4 x5

Bộ mã 00 01 100 1010 1011

Như thế nguồn tin x1 x2 x3 x4 x5 sẽ được mã hoá là 00 01 100 1010 1011

Để có thể giải mã ra 1 cách duy nhất thì bộ mã phải có tính Prefix nghĩa là trong

bộ mã không có từ mã nào ngắn , lại là phần đầu của từ mã dài hơn nó

Bộ mã ở ví dụ trên có tính Prefix Tại nơi thu khi nhận được dãy bit 00 01 100

1010 1011 ta sẽ giải mã ra 1 cách duy nhất là x1 x2 x3 x4 x5

1.3.2 Mã hoá nén dữ liệu

a Đặc điểm

• Sử dụng các thuật toán loại bỏ các thông tin dư thừa

• Thông tin dư thừa thể hiện qua sự lặp đi lặp lại các đoạn thông điệp trong tập

Đây chính là bước khởi đầu cho sự phát triển của các kỹ thuật mã hoá nén dữ liệu

phát triển sau này

Các bước lập mã:

1 Sắp xếp nguồn tin theo thứ tự giảm dần của xác suất xuất hiện

2 Chia nguồn tin thành 2 nhóm sao cho xác suất xuất hiện mỗi nhóm xấp xỉ bằng nhau

3 Gán cho mỗi nhóm ký mã 0 hay 1

4 Coi mỗi nhóm như nguồn tin mới , quay trở lại làm bước 2 , cho đến khi mỗi nhóm chỉ còn chứa duy nhất 1 tin

5 Từ mã ứng với mỗi mỗi lớp tin là tổ hợp các ký mã các nhóm , lấy tương ứng

từ nhóm lớn đến nhóm nhỏ ( từ trái sang phải )

Ví dụ 1 : cho nguồn tin sau , lập bảng mã Shanon-Fano

♦ Phương pháp chung để thực hiện

9 Bước1: Xác định các ký hiệu (symbols, characters cơ sở có trong tập mã nguồn, và xác suất xuất hiện của nó

9 Bước 2: Lập bảng mã cơ sở, các ký hiệu cơ sở được sắp theo thứ tự xác suất giảm dần dùng thuật toán chia đôi xác suất để viết từ mã cơ sở

9 Bước 3: Dựa vào bảng mã cơ sở, viết mã nguồn

Ví dụ 2 : Cho tập nguồn tin sau:"hom nay troi nang, ngay mai troi mua", Dùng mã hoá

Shanon-Fano, lập bảng mã cơ sở cho tập nguồn tin trên

Tổng số bit truyền đi khi mã hoá là 2.7+ 3.12+ 4.12+ 5.2+ 6.2 = 120

Tổng số bit truyền đi nếu không mã hoá là 7.35 = 245

c Mã hóa Lempel-Zip

♦ Đặc điểm

Đây là phương pháp nén dữ liệu trực tiếp, từ mã hiện tại được xác định dựa vào các từ mã trước đó Phương pháp mã hóa này rất hữu hiệu khi dùng trong máy tính, vì với

những tập nguồn dữ liệu lớn thì việc xác định xác suất thì rất tốn thời gian

Trong thuật toán Lempel-Ziv, một dãy các ký hiệu của nguồn rời rạc được chia thành các khối có độ dài thay đổi và được gọi là các câu ( chuỗi cơ sở)

11

Một câu mới được tạo ra gồm 2 phần : phần đầu là 1 câu cũ mà nó đã từng xuất hiện trước đó, phần sau là 1 bit mới bổ xung thêm

Trong bảng mã cơ sở, một câu được liệt kê tương ứng với vị trí (địa chỉ) duy nhất

mà nó xuất hiện Vị trí (địa chỉ) này bắt đầu từ 1 và tăng dần dần lên

Khởi đầu, vị trí (địa chỉ) 0000 dùng để tương ứng cho một câu chưa từng xuất hiện trong từ điển

Mã hóa một câu mới, để tạo ra 1 từ mã mới, ta ghép vị trí (địa chỉ) của 1 câu nào

đó đã có trước trong từ điển với giá trị của bit mới vào phía cuối

Ví dụ 1 : Ta xét dãy ký hiệu nhị phân sau:

10101 10100 10011 10101 00001 10011 10101 10001 1011 ( có 44 bit )

Hay 1 0 10 11 01 00 100 111 010 1000 011 001 110 101 10001 1011

Chia dãy ký hiệu trên thành các câu được ngăn cách bởi các dấu “,” như sau:

1,0,10,11,01,00,100,111,010,1000,011,001,110,101,10001,1011

Ta thấy rằng mỗi câu trong dãy là ghép của của 1 câu cũ và một ký hiệu mới Để

mã hoá các câu, ta xây dựng một bảng mã cơ sở (từ điển) như bảng dưới Các vị trí của các câu trong từ điển liên tiếp nhau, bắt đầu bằng 1 và tăng dần, trong trường hợp này lên đến 16

Bảng mã cơ sở (từ điển)

STT Vị trí (địa chỉ)

trong từ điển

Nội dung các câu

Để giải mã cần phải xây dựng lại từ điển ở phía thu giống như ở phía phát và sau

đó là giải mã lần lượt các từ mã nhận được

Ta nhận thấy rằng quá trình mã hoá trong ví dụ trên mã hoá 44 ký hiệu nhị phân của nguồn thành 16 từ mã, và mỗi từ mã có độ dài 5 bit Như vậy là trong ví dụ này không thực hiện nén số liệu, đó là do chuỗi ký hiệu được quan sát quá ngắn

Nếu chuỗi ký hiệu được quan sát dài ra thêm thì thuật toán sẽ trở nên hiệu quả hơn

và sẽ nén được số liệu của nguồn

Vấn đề bây giờ đặt ra là độ lớn của của từ điển là bao nhiêu Nói chung, độ lớn của

từ điển chỉ phụ thuộc vào bộ nhớ dùng trong lưu trữ

Thuật toán Lempel-Ziv được sử dụng rộng rãi trong việc nén số liệu các file trong máy tính Các tiện ích như compress và uncompress trong hệ điều hành Unix và DOS xuất phát từ thuật toán này

ƒ Viết mã nhị phân ứng với số thứ tự vị trí xuất hiện

ƒ Từ mã cơ sở được tạo ra bằng cách ghép từ mã nhị phân của chuỗi

ký hiệu cơ sở trước đó với bít còn lại

9 Bước 3: Viết mã nguồn

Ví dụ 2: cho chuỗi nguồn

♦ Đặc điểm: Đây là hình thức mã hoá bằng một thuật cho phép làm mờ đi nội

dung nguồn tin để khi truyền tin, đối tượng nhận nếu không có thuật toán giải

mã sẽ không đọc được nội dung

♦ VD: Cho tập tin nguồn "hom nay troi nang" có thể mã hoá bảo mật thành

"gnan iort yan moh", …

1.4 Mã hoá kênh

Để giảm lỗi nhận được nơi thu , người ta dùng một trong hai kỹ thuật chính sau đây:

• Yêu cầu lập lại tự động (ARQ )

• Sửa lỗi trước ( FEC )

1.4.1 Yêu cầu lặp lại tự động (ARQ Automatic Repeat request )

Khi phát hiện thấy lỗi , máy thu sẽ yêu cầu truyền lại khối số liệu đó

ARQ thường dùng trong hệ thống có tính chất sau

• Kênh truyền song công

• Độ trễ đường truyền nhỏ

• Truyền tin dạng số liệu ( Data ) Không cần thời gian thực

ARQ không dùng trong hệ thống có tính chất sau

• Kênh truyền đơn công

• Độ trễ đường truyền lớn

• Truyền tín hiệu cần thời gian thực

1.4.2 Sửa lỗi trước - Forward error correction (FEC)

Số liệu được mã hoá trước khi truyền đi, để cho máy thu sau khi nhận được, giải

mã có thể phát hiện ra lỗi và sửa lỗi

FEC thường dùng trong hệ thống có tính chất truyền tin dạng thoại ( Voice ) và cần thời gian thực

Nếu truyền k bit có thêm (n-k) bit phát hiện ra lỗi và sửa lỗi thì tỷ lệ mã FEC là k/n

Ví dụ :

Nếu truyền 7 bit có thêm 1 bit kiểm tra chẳn lẽ thì tỷ lệ mã FEC là 7/8

Nếu truyền 9 bit có thêm 4 bit sửa sai thì tỷ lệ mã FEC là 9/12 = ¾

Thông thường , tỷ lệ mã FEC là từ ¼ đến 7/8

Các mã được biểu thị là (n,k) Tỷ lệ mã FEC là k/n

Nếu số bit thêm vào càng nhiều , thì thông thường mã có đặc tính phát hiện sai và sửa sai càng mạnh , nhưng lại làm giảm lưu lượng tin tức

FEC sử dụng 2 nhóm mã hoá kênh chủ yếu sau

Mã khối tuyến tính (Linear block

ký hiệu nhị phân đầu vào sang n ký hiệu nhị phân đầu ra Với các ký hiệu đầu ra chỉ phụ thuộc vào k ký hiệu đầu vào

15

2 Nhóm mã xoắn, cuộn, kết hợp ( Convolutional codes - Mã có nhớ ) : Là ánh xạ từ

k ký hiệu nhị phân đầu vào sang n ký hiệu nhị phân đầu ra Với các ký hiệu đầu ra phụ thuộc vào k ký hiệu đầu vào và v ký hiệu của bộ nhớ

Nhóm mã khối ( Mã không nhớ ): bao gồm mã Hamming, mã vòng (Cyclic code ), BCH, Reed-Solomon, Maximal-Lengths …

Ví dụ sau minh hoạ rõ về tính chất phát hiện lỗi và sửa lỗi

Khoảng cách d giữa 2 từ mã là số vị trí mà chúng có giá trị khác nhau

Giả sử cần truyền một bộ mã gồm 2 từ mã 110 101 và 011 001 có d=3 vì chúng khác nhau tại 3 vị trí thứ 1,3,4

Phát hiện sai : Nếu tại nơi thu , nhận được một từ mã 6 chữ số bất kỳ mà khác 2

từ mã trên (110 101 và 011001 ) sẽ bị xem là từ mã sai

Sửa sai : Nếu từ mã sai nhận được chỉ sai đúng 1 bit thì máy thu sẽ sửa sai để đưa

Hình 1.4 Sử dụng FEC cải thiện rõ rệt chất lượng đường truyền

1.5 Mã hoá đường truyền ( line coding )

Mục đích mã hoá đường truyền

Xét trường hợp thông tin được truyền đi trên đường dây cáp đồng Giả sử có 1 tín hiệu tạo ra từ các thiết bị truyền dẫn như sau

Hình 1.5 Tín hiệu TTL

Tín hiệu gốc này truyền trên cáp đồng sẽ gặp phải một số bất lợi:

• Mức điện áp nhận được ở đầu thu thấp do bị suy hao, tác động của nhiễu trở nên mạnh hơn

• Mức DC trung bình khá lớn

• Khi xuất hiện một chuỗi bit 0 hay chuỗi bit 1 kéo dài liên tiếp thì khả năng đồng

bộ bit (clock thu theo clock phát) kém đi và có thể mất đồng bộ

Để khắc phục các bất lợi trên, thông tin phải được biến đổi dạng thích hợp để có thể truyền tải trên đường truyền cáp đồng Việc này được gọi là mã hoá đường truyền

Việc biến đổi tín hiệu sao cho nó có dạng sóng phù hợp với đặc tính kênh truyền vật lý và thiết bị thu được gọi là mã hoá đường truyền ( line coding )

Các mã đường truyền ( line codes )

1.5.1 Mã Unipolar - xung đơn cực

Mã Unipolar rất đơn giản và có nhiều khuyết điểm nên hầu như không còn dùng trong các trong các ứng dụng ngày nay Hệ thống truyền dẫn gửi các xung điện áp dọc theo đường dây (hình 1.3) Thông thường, chỉ một mức điện áp (dương hoặc âm) tiêu biểu cho bit 1 và 0 Vôn tiêu biểu cho bit 0 Ở mã này, mức DC trung bình khá cao và khi có một chuỗi bit 0 hay chuỗi bit 1 kéo dài liên tiếp thì khả năng đồng bộ bit rất kém

a NRZ (Non Return to Zero)

NRZ có thời gian tồn tại của xung điện áp bằng độ rộng của một bit, tín hiệu chỉ

có 2 mức +V và –V , không có mức 0

Có hai loại NRZ là NRZ-L và NRZ-I

Với NRZ-L

• mức điện áp dương tiêu biểu cho bit 0 (hoặc có thể ngược lại)

• mức điện áp âm tiêu biểu cho bit 1 (hoặc có thể ngược lại)

Với cách mã hoá này việc đồng bộ bit sẽ khó khăn khi nhiều bit 0 hoặc bit 1 truyền liên tiếp

Hình 1.8 Mã hoá NRZ-L có bit 0 Æ+V ; bit 1 Æ-V

Với NRZ-I

• mức điện áp sẽ thay đổi (từ mức điện áp âm sang mức điện áp dương hoặc

• Mức điện áp giữ nguyên đối với bit 0

Với cách mã hoá này việc đồng bộ bit sẽ khó khăn khi nhiều bit 0 truyền liên tiếp

Hình 1.9 Mã hoá NRZ-I bit 0 giữ nguyên mức; bit 1 đảo mức

Hình 1.10 Mã hoá RZ bit 0 Æ -V ; bit 1 Æ +V

Mã RZ dùng 3 mức dương, âm và zero

• Bit 1 được mã hoá thành xung điện áp dương

• bit 0 được mã hoá thành xung điện áp âm

Mã RZ có thời gian tồn tại của xung điện áp nhỏ hơn (và thông thường bằng ½) độ rộng của một bit tín hiệu

Với mã RZ, việc đồng bộ bit rất tốt do luôn có quá độ tại mỗi bit Nhưng có nhược điểm là đòi hỏi một băng thông đường truyền rộng hơn

Mức DC trung bình trong mã hoá Manchester và Manchester vi sai bằng 0, đồng

bộ bit tốt, nhưng cũng đòi hỏi một băng thông đường truyền rộng hơn

Với mã Manchester:

• chuyển mức từ âm sang dương tiêu biểu cho bit 0

19

• chuyển mức từ dương sang âm tiêu biểu cho bit 1

Với mã Manchester vi sai:

• chuyển mức tại điểm giữa mỗi bit 1

• chuyển mức tại đầu mỗi bit 0 và tại điểm giữa mỗi bit 0

Hình 1.11 Mã hoá Manchester và Differential Manchester

Trên thực tế thời gian này thường bằng ½ thời gian tồn tại của một bit Trong các

hình vẽ cho mã Bipolar, xem xung điện áp cho bit 1 có độ rộng bằng ½ thời gian tồn tại của một bit

Các mã Bipolar thông dụng nhất là AMI, B8ZS, HDB3

a AMI (Alternate Mark Inversion)

Trong mã AMI

• bit 0 mã hoá thành 0 volt,

• bit 1 là các xung điện áp dương và âm luân phiên xen kẽ nhau

Mã hoá AMI có mức DC trung bình bằng 0, nhưng đồng bộ bit kém khi truyền liên tiếp một chuỗi bit 0.

Hình 1.12 Mã hoá AMI bit 0 Æ 0 Volt ; bit 1 Æ đảo cực

b B8ZS (Bipolar 8-Zero Substitution) (chuẩn Bắc Mỹ )

B8ZS cũng tương tự AMI nhưng khắc phục tình trạng một chuỗi bit 0 liên tiếp kéo dài

Một chuỗi 8 bit 0 được mã hoá thành một chuỗi khác và được gọi là sự vi phạm (violation)

8 bit 0 sẽ được mã hoá thành 000+-0-+ nếu xung điện áp của bit 1 trước đó là dương

Ngược lại, 8 bit 0 sẽ được mã hoá thành 000-+0+- nếu xung điện áp của bit 1 trước

- 0 0 0 - + 0 + -

Khi giải mã: Khi bộ thu phát hiện hai xung có cực tính giống nhau bao quanh 3 bit

0 liên tiếp thì bộ thu hiểu là sự vi phạm (thứ nhất),

t-V

B8ZS

21

Kế tiếp bộ thu sẽ tìm vi phạm mong đợi thứ hai, đó là hai xung có cực tính giống nhau (nhưng khác với cực tính của vi phạm thứ nhất) bao quanh 1 bit 0 Lúc này bộ thu sẽ diễn dịch dữ liệu là một chuỗi 8 bit 0 liên tiếp

3 HDB3 (High-Density Bipolar 3) (Chuẩn Châu Âu và Nhật Bản)

Trong HDB3, 4 bit 0 liên tiếp sẽ được mã hoá thành 4 bit khác

Luật mã hoá 4 bit 0 liên tiếp như sau:

• Nếu tổng số xung (bit 1) trước đó kể từ lần thay thế sau cùng là lẻ và

o Nếu bit 1 ngay trước đó là dương thì 4 bit 0 được mã hoá thành 000+

o Nếu xung bit 1 ngay trước đó là âm thì 4 bit 0 được mã hoá thành 000-

• Nếu tổng số xung (bit 1) trước đó kể từ lần thay thế sau cùng là chẵn và

o Nếu bit 1 ngay trước đó là dương thì 4 bit 0 được mã hoá thành -00-

o Nếu xung bit 1 ngay trước đó là âm thì 4 bit 0 được mã hoá thành +00+

Bảng 1.2 Qui luật mã hoá 4 bit 0 liên tiếp trong mã HDB3

Ra + 0 0 0 + Vào - 0 0 0 0

Hình 1.14 Mã hoá HDB3, luật 000V or B00V

1 0 0 0 0 0 0 0 0 + 0 0 0 + - 0 0 -

- 0 0 0 - + 0 0 +

Đánh giá các loại mã hoá (được cho trên bảng 3) dựa trên các tiêu chuẩn

(phục hồi xung clock)

Bảng 1.3 Đánh giá các loại mã hoá đường truyền

Mỗi mã có ưu và nhược điểm riêng

hỉ cần 1 nguồn cung cấp , nhưng yêu cầu

đường truyền phải truyền được mức DC

Loại mã có lưỡng cực thì cần đến 2 nguồn cđường truyền phải truyền được mức DC

Mã Manchester có tính chất là thành phthông lại tăng gấp đôi

• Dải thông truyền dẫn càng nhỏ

• Tốc độ lỗi bit (BER- Bit Error Rate ) thấ

h a bằng diều chế

Truyền tín hiệu số, do t

có thể từ 0 lên đến ∞ ), băng thông BW này thường không nằm lọt trong BW của

môi trường truyền làm cho tín hiệu thu bị biến dạng do bị cắt ở 2 phía tần số cao và thấp

khi truyền tín hiệu đi xa, sự méo dạng này càng lớn hơn, do suy hao không đồng đều trên

suốt dải tần Kết quả nơi thu sẽ khó khôi phục tín hiệu gốc

23

Truyền tín hiệu băng tần gốc ( Base Band - dải nền ) là 1 cách biến đổi tín hiệu sao cho nó có dạng sóng phù hợp với đặc tính kênh truyền vật lý và thiết bị thu Cụ thể hơn,

đã giúp thu hẹp lại BW khá nhiều, giúp tín hiệu suy hao đồng đều hơn, khi truyền đi xa, nên giảm méo nơi thu

Để truyền tín hiệu đi xa hơn, người ta phải điều chế tín hiệu Tín hiệu đã điều chế ( thường gọi là tín hiệu điều chế) luôn ở dạng tương tự (Analog)

Tại nơi thu , ta giải điều chế để khôi phục tín hiệu

Tín hiệu đã điều chế phải có tần số và băng thông phù hợp với các đặc tính của môi trường truyền vật lý ( như trong cáp…)

Cụ thể hơn, băng thông BW tín hiệu này nếu nằm lọt trong BW của môi trường

truyền thì tín hiệu thu không bị méo dạng khi truyền đi, do suy hao đồng đều trên toàn bộ

BW, khôi phục tín hiệu sẽ dễ dàng do không bị méo

Việc điều chế còn tăng khả năng chống nhiễu ( do băng thông BW của tín hiệu Analog hẹp so với BW của tín hiệu số nên nhiễu xâm nhập vào sẽ bị lọc bỏ dễ dàng trên

• Điều chế tương tự : tín hiệu trước điều chế dạng tương tự (Analog) Đối với tín hiệu liên tục , ta thường điều chế biên độ AM , điều chế đơn biên SSB , điều chế tần số FM , điều chế pha PM

• Điều chế số : tín hiệu trước điều chế dạng số (data) Đối với tín hiệu rời rạc ( data - dữ liệu ) , ta thường điều chế khoá dịch biên ASK, điều chế khoá dịch tần FSK , điều chế khoá dịch pha PSK , điều chế QAM …

Hình 1.14 Quan hệ giữa Eb/N0 với BER

Bài tập

Bài 1 Trong ví dụ về mã hoá Shanon-Fano ở trên, nếu nguồn tin có 1000 ký tự Tính

dung lượng bộ nhớ cần để lưu trữ nguồn tin

Bài 2 Cũng trong ví dụ ở trên nhưng dùng mã hoá nhị phân Nếu nguồn tin có 1000 ký

tự, tính dung lượng bộ nhớ cần để lưu trữ nguồn tin

Bài 3 So sánh kết quả của bài 1 và bài 2, tính tỷ số nén của mã hoá Shanon-Fano so với

mã hoá nhị phân

Bài 4: Cho tập nguồn tin có 26 ký hiệu cơ sở {a, b, c, , _}, với xác suất xuất hiện tương

ứng đều bằng nhau, ngoại trừ ký tự <_> có xác suất là 0.25 Dùng mã Shanon xác định bảng mã cơ sở

Bài 5: Xác định mã Lemp-Zip cho các tập nguồn tin sau

a X="100011011001111101111111110101111111111}

b Y="1000000100101000000000100000000000010000000000000}

c Z="110101011010000100000000100000000111111110"

25

Chương 2 MÔI TRƯỜNG TRUYỀN THÔNG

2.1 Đặc tính chung của đường truyền bằng dây dẫn

Dữ liệu truyền giữa thiết bị phát và thiết bị thu thông qua môi trường truyền

Môi trường truyền có 2 loại: hữu tuyến hay vô tuyến

Phương thức truyền đơn công (simplex ), bán song công ( half duplex), song công (duplex)

Sự suy giảm chất lượng của tín hiệu truyền thường do:

• Suy yếu và dẫn đến méo dạng

• Bị làm trễ

• Bị nhiễu

¾ Sự suy giảm và dẫn đến méo dạng

• Sự suy giảm phụ thuộc vào tần số

• Sự suy giảm làm cho máy thu khó khôi phục lại tín hiệu ban đầu

• Tín hiệu thu không đủ lớn để đảm bảo tỷ số S/N ( Tín hiệu / tạp âm ) , dễ sinh

ra sai số

Người ta khắc phục ảnh hưởng trên bằng cách dùng bộ khuếch đại hay bộ lặp tín hiệu ( Repeater )

¾ Sự làm trễ tín hiệu

• Sự làm trễ tín hiệu phụ thuộc vào tần số của tín hiệu

• Các tín hiệu tần số khác nhau sẽ đến máy thu tại các thời điểm khác nhau

• Đặc biệt với các tín hiệu số sự làm trễ càng rõ ràng hơn

• Xuyên âm ( Xuyên kênh )

Hình 2.1 Nhiễu xuyên kênh

2.1.1 Các thông số phân bố của dây song hành

Do ảnh hưởng của đường truyền ở cao tần, tạo ra các thông số phân bố trên từng đoạn vi phân của đường truyền, gây ra suy hao và lệch pha tín hiệu

Dây song hành gồm 2 dây đặt song song xoắn lại nhau Thông thường có hàng trăm cặp dây đặt chung nhau trong 1 cáp Các cặp dây đặt cách ly để tránh ảnh hưởng điện từ với nhau

Nó được dùng để truyền tín hiệu Analog hay tín hiệu số , dùng truyền tín hiệu thoại trên mỗi nhà và cũng có thể dùng cho các luồng số 2 Mbps hoặc ở các mạng LAN

Nó có thể truyền tín hiệu analog xa 5-6Km

Hình 2.2 Các dòng điện do nhiễu gây sẽ tự khử với nhau khi dây được xoắn lại

Chú ý: Sự suy giảm tín hiệu trên dây song hành rất mạnh theo tần số và dễ chịu tác động của nhiễu điện từ trường

Dây song hành đối xứng là hệ 2 dây giống hệt nhau , có cùng đặc tính điện (Kể cả các thông số ký sinh ) so với điểm đất

27

Trong cáp điện thoại gồm nhiều đôi dây song hành xoắn lại với nhau để chống sự ghép ký sinh , ngoài ra , ở bên ngoài còn bọc lớp võ chống nhiễu nữa

Cách quấn dây: Nếu trong mỗi cặp dây được quấn theo 1chiều , thì 2 cặp sẽ được quấn theo chiều ngược lại , tạo thành một “quad”

Lõi thường làm bằng đồng vì dẫn điện tốt , dễ hàn nối

Võ bọc chống nhiễu bên ngoài có thể dùng kim loại chì , nhôm , đồng

Hình 2.3 Truyền dẫn sóng bằng dây song hành

Truyền dẫn sóng bằng dây song hành

''

C j G

L j R

Z C

ω

ω+

+

=

♦ Hằng số truyền sóng là γ =α + jβ = (R' +jωL' )(G' +jωC' )

ƒ α là hệ số suy hao trên một đơn vị chiều dài

ƒ β là độ di pha trên một đơn vị chiều dài

♦ Vận tốc truyền pha là vận tốc lan truyền sóng trên đường dây

) (

l th Z Z

l th Z Z

Z Z

L C

C L

C

γ

+ +

=

2.1.2 Hiệu ứng bề mặt (skin effect)

Cáp đồng trục cấu tạo từ 2 dây kim loại đồng trục , phân cách nhau bằng vật liệu cách điện Lõi thường làm bằng đồng , võ nối đất thường bằng các dãi đồng hay nhôm xoắn lại theo chiều dài Lớp điện môi ε được phân bố hơi khác nhau nhằm tối ưu các thông số cáp

Trở kháng đặc tính thực tế Zc thường có giá trị 75 Ω hay 50 Ω

Hình 2.3 Cấu tạo cáp đồng trục

Khi truyền dẫn tín hiệu tần số cao, dòng điện trên dây dẫn có khuynh hướng dồn ra

bề mặt, được gọi là hiệu ứng da (skin effect), ảnh hưởng đến trở kháng đặc tính của đường

truyền

Hình 2.4 Minh hoạ hiệu ứng da (skin effect)

Nhận xét:

Khi tần số càng cao thì trở kháng của dây càng lớn

Do đó khi truyền công suất lớn, để giảm tổn hao, người ta dùng cáp đồng trục có bán kính lõi lớn (rỗng ruột) hay ống dẫn sóng

29

Khi tần số lớn hơn 3GHz, sự suy hao trở nên đáng kể trên lõi cáp và cả trong lớp điện môi bao quanh lõi, người ta nghĩ đến việc truyền sóng trong ống dẫn sóng

Ống thường có dạng ống chữ nhật Người ta cố gắng để trường điện E vuông góc thành ống , nếu trường điện E tiếp tuyến với thành ống thì về độ lớn, nó phải cực tiểu, như thế dòng điện cảm ứng trên thành ống sẽ rất bé Hơn nữa thành ống cũng cần rộng phẳng để giảm điện trở thì suy hao do dòng điện cảm ứng càng bé hơn

Hình 2.5 Sóng điện từ truyền trong ống dẫn sóng

Tính trở kháng của 1 đơn vị dài dây dẫn phụ thuộc hiệu ứng da

hiệu ứng da (Skin effect ) xảy ra khi mật độ dòng điện sẽ tăng dọc theo chiều tăng bán kính Ở tần số cao dòng điện sẽ tập trung tại bề mặt của dây Lúc đó , tiết diện hiệu dụng của dây giảm , khi R tăng

)

(m

δ

e ☻Dây dẫn cao tần

Hình 2.6 Độ dày của bề mặt dẫn điện

Độ dày của bề mặt dẫn điện được tính bởi công thức: δ μωσ

Hình 2.7 Độ dày của bề mặt dẫn điện của các vật liệu phụ thuộc tần số

f 60 Hz 10 kHz 100 kHz 1 MHz 10 MHz

d 8.47 mm 0.66 mm 0.21 mm 66 µm 21 µm

Hình 2.8 Độ dày của bề mặt dẫn điện của đồng phụ thuộc tần số

Vậy Trở kháng của 1 đơn vị dài dây dẫn sẽ thay đổi theo tần số tín hiệu truyền

f d

d A

A f

1

1 )

(

πσ

μ δ

π σ

σ ρ

2.2 Đặc tính chung của môi trường truyền vô tuyến

Sóng có thể truyền theo nhiều phương thức khác nhau như : Sóng đất (truyền sát mặt đất ), sóng trời ( phản xạ qua các tầng điện ly ), sóng truyền thẳng Ngoài ra , do sự giao thoa giữa các phương thức truyền , mà tại nơi thu có thể bị nhiễu hoặc Fading

Hình 2.11 Sóng truyền theo nhiều phương thức khác nhau

Môi trường truyền sóng cho tín hiệu vô tuyến có cấu trúc tương đối phức tạp Vùng khí quyển truyền sóng có thể chia thành 3 vùng cơ bản :

• Tầng đối lưu ( troposphere ) độ cao dưới 15 Km , có nhiều gió , mây Nhiệt

độ và mật độ không khí giảm nhanh theo độ cao Nó có tác dụng giống như chiết suất giảm dần , dẫn đến tác động uốn cong đường truyền sóng điện từ hướng về mặt đất

• Tầng bình lưu (Stratosphere ) độ cao từ 15 Æ40 Km, có nhiều hơi nước Nhiệt độ tăng theo độ cao rồi ổn định tại một mức

• Tầng điện ly (Ionosphere ) độ cao từ 40 Æ500 Km, có nhiều ion , có mật độ thay đổi theo điều kiện thời tiết, theo mùa và tác động ngoài không gian Đây là vùng tán xạ , phản xạ , hấp thụ sóng điện từ

Hình 2.12 Sóng trời ( phản xạ qua các tầng điện ly )

33

Hình 2.13 Phương thức truyền phụ thuộc vào bước sóng

2.2.1 Các thông số môi trường không gian tự do

♦ Vận tốc lan truyền sóng trong không gian tự do:

s m C

0 0

=

=

=

μ εϕ

♦ Hệ số điện thẩm tuyệt đối: [ / ]

2.2.2 Suy hao của sóng điện từ trong môi trường không gian tự do

♦ Suy giảm công suất thu so với công suất phát tại điểm cách nguồn phát

khoảng cách d, của sóng mang có tần số f là:

2 2

) 4 ( )

4 (

c

f d d

Suy hao công suất của sóng trong không gian tự do tỷ lệ thuận với bình phương tần

số và khoảng cách lan truyền của sóng

2.2.3 Cự ly truyền sóng

Công suất máy phát tăng Æ cự ly truyền sóng tăng

Độ nhạy máy thu tăng Æ cự ly truyền sóng tăng

Suy hao giảm Æ cự ly truyền sóng tăng

Tuy nhiên, cự ly truyền sóng không thể tăng mãi được

Sóng truyền thẳng có cự ly bị hạn chế bởi độ cong trái đất Do bán kính trái đất r = 6,37.106 m Gọi h1 [m] và h2 [m] là 2 độ cao anten thì cự ly thông tin tối đa cho tuyến vi

Hình 2.14 Phương thức truyền thẳng có cự ly bị hạn chế bởi độ cong trái đất

Bảng phân chia các băng tần cho các hệ thống viễn thông

Băng tần Ký hiệu Đặc tính lan truyền Ứng dụng

kể

TT vô tuyến, định vị hàng hải, tt quảng bá, cứu hộ AM

3÷30MHz Tần số cao Phản xạ tầng điện ly,

suy hao thay đổi theo

Vô tuyến nghiệp dư, phát sóng quốc tế,

35

(HF) thời tiết, ngày, đêm, thông tin quân sự,

truyền hình VHF, phát thanh một phần AM,

truyền hình UHF, Radar, thông tin vi ba

30÷300GHz Tần số siêu

cao (SHF)

Lan truyền theo tầm nhìn thẳng, suy hao manh theo độ ẩm, khói

Thông tin vi ba và vệ tinh thử nghiệm

103÷107GHz Hồng ngoại,

ánh sáng trắng, tia cực tím

Lan truyền theo tầm nhìn thằng

Thông tin quang

2.2.4 Bức xạ của anten

Một dây dẫn điện bức xạ chủ yếu do dòng điện biến đổi theo thời gian Nếu không

có sự chuyển động của các điện tích trong một dây dẫn thì không xảy ra sự bức xạ bởi vì không có dòng điện

Bức xạ cũng không xảy ra ngay cả khi các điện tích chuyển động với vận tốc đồng nhất dọc theo một dây thẳng

Tuy nhiên, khi các điện tích chuyển động với vận tốc đồng nhất qua các đoạn dây dẫn cong hoặc bị bẽ cong sẽ sinh ra bức xạ

Nếu điện tích dao động theo thời gian, sự bức xạ xảy ra nay cả khi di chuyển dọc theo dây thẳng

Sự bức xạ từ một anten có thể minh hoạ như sau

Hình 2.15 Sự bức xạ từ một anten

™ Phân cực sóng

Phương phân cực là phương của vector điện trường E

Sóng phân cực thẳng có phương vector điện trường E không đổi Người ta tạo ra sóng phân cực thẳng bằng cách bằng cách dẫn tín hiệu từ ống dẫn sóng đến anten loa

Hình 2.16 Anten loa

Sóng phân cực tròn có phương vector điện trường E xoay tròn trên mặt phẳng vuông góc với phương truyền sóng Người ta tạo ra sóng phân cực tròn bằng cách kết hợp

2 sóng phân cực thẳng lệch pha 900 và có phương vuông góc với nhau

Với f > 3 GHz truyền sóng dọc theo cáp bị suy hao nhiều trên phần điện môi giữa lõi và võ cáp Sóng điện từ có thể truyền trong ống kim loại , gọi là ống dẫn sóng ( thường

37

là ống hình chữ nhật) Do hiệu ứng da , dòng điện tập trung ở sát bề mặt phía trong thành ống , nên cố gắng làm phẳng để giảm điện trở

Nếu bỏ qua suy hao thành ống, có thể xem ống dẫn sóng là vật dẫn lý tưởng để truyền các công suất lớn

™ Có nhiều loại anten

ƒ Anten parabol có lõi feed-horn đặt tại tiêu điểm

ƒ Anten Cassegrain , có thêm 1 gương phản xạ phụ đặt tại tiêu điểm

ƒ Anten lệch (offset) có lõi feed-horn đặt lệch 1 ít để gương nầy không chặn đường đi của sóng, cải thiện các búp sóng phụ

Hình 2.17 Các loại anten

™ Đồ thị bức xạ ( radiation pattern ) của anten:

Anten thường có búp sóng chính (main lobe hay beam) có hướng ứng với độ lợi lớn nhất, và minor lobe ( còn gọi là side lobe hay back lobe, tuỳ thuộc vào hướng của minor lobe so với main lobe)

Các nhà sản xuất thường mô tả anten bằng độ lợi của búp sóng chính (main lobe),

họ cũng thường xác định thêm độ rộng búp sóng (beam-width ) của anten

Độ rộng búp sóng nửa công suất HPBW half-power beamwidth được định nghĩa

là góc giữa 2 hướng, mà trên hướng đó công suất bức xạ chỉ bằng một nửa của giá trị tối

đa ( giảm 3 dB)

Hình 2.18 Đồ thị bức xạ của anten

FNBW (First Null Beam Width) Độ rộng búp sóng chính

HPBW (Half Power Beam Width)Độ rộng búp sóng nửa công suất

™ Các tính chất về điện :

η là hiệu suất của anten Thông thường η = 0,5 Æ0,7

Công suất bức xạ đẳng hướng tương đương EIRP (Equivalent Isotropic Radiated Power) bằng hệ số tăng ích của anten nhân với công suất máy phát

39

™ Sự phối hợp trở kháng (impedance)

Hình 2.19 Dẫn tín hiệu từ ống dẫn sóng đến anten

Khi anten được kết nối với một đoạn cable, nếu trở kháng đầu vào của anten bằng với trở kháng của cable và đường truyền thì tổng công suất được truyền từ cable đến anten là tối đa

Tuy nhiên, nếu trở kháng không giống nhau thì một số năng lượng sẽ bị phản xạ ngược trở lại nguồn và số còn lại sẽ được truyền đi đến anten bức xạ ra không gian Sóng phản xạ kết hợp sóng tới tạo ra sóng đứng trên cable Khi đó biên độ tín hiệu tuy không đổi nhưng độ lớn lại phụ thuộc vào vị trí mỗi điểm trên đường dây

Gọi Vmax là biên độ lớn nhất, Vmin là biên độ nhỏ nhất

Tỷ số sóng đứng điện áp (VSWR = Voltage Standing Wave Ratio) được định nghĩa

VSWR = Vmax / Vmin

1 1

r VSWR

Nếu như không có phản xạ thì VSWR sẽ bằng 1 Khi VSWR tăng lên thì sự phản

xạ sẽ càng nhiều Nếu VSWR cao và công suất cao thì có thể gây ra tình huống nguy hiểm như khi ta sử dụng điện áp cao trong đường truyền, trong trường hợp tồi tệ nhất, nó

có thể bắn ra tia lửa điện Tuy nhiên, tình huống này sẽ không xảy ra nếu sử dụng công suất thấp

VSWR về cơ bản thể hiện sự mất phối hợp trở kháng giữa bộ phát và anten VSWR càng lớn thì càng mất phối hợp trở kháng Giá trị VSWR cực tiểu ( tương ứng với phối hợp hoàn hảo) bằng 1

Một anten thực tế thường có trở kháng vào 50Ω, 75Ω, hoặc 300 bởi vì đa số các thiết bị vô tuyến đều được sản xuất theo tiêu chuẩn này

Ω

™ Bandwidth

Bandwidth của anten là vùng tần số được định nghĩa bởi tần số giới hạn trên hay tần số tối đa và tần số giới hạn dưới hay tần số tối thiểu, trong trường hợp các đặc điểm của anten như dạng bức xạ và trở kháng đầu vào không bị thay đổi khi hoạt động trong dãy tần số đó

Một số anten được xem như là broadband (băng rộng) trong đó tỷ số giữa tần số lớn nhất và tần số nhỏ nhất là lớn hơn 2 Tuy nhiên, bởi vì anten băng rộng thường có hiệu năng kém

H broadband

L

f BW

Chương 3 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG VIỄN THÔNG

3.1 Sơ đồ khối tổng quát

Nguồn tin Tin tức – tín hiệu Biến đổi

Tín hiệu điện Tín hiệu bị điều chế

Kênh truyền dẫn

Tín hiệu điều chế

Tín hiệu điện tần thấpTin tức

Hình 3.1 Sơ đồ khối tổng quát của hệ thống viễn thông

a Nguồn tin: Thông tin cần truyền đi, các tín hiệu tin tức ban đầu chưa ở dạng tín hiệu

điện như là tiếng nói, mã, và hình ảnh…

b Bộ biến đổi tín hiệu: Biến đổi tín hiệu tin tức sang dạng tín hiệu điện phù hợp với hệ

thống thông tin như là bộ ADC

c Máy phát : là khối bao gồm các chức năng : biến đổi tín hiệu điện thành dạng tiện lợi

cho việc truyền đi xa, có khả năng chống nhiễu cao và không làm méo tín hiệu đó chính là

thống không dây sẽ đưa qua anten phát để bức xạ thành sóng điện từ lan truyền trong không gian

d Kênh truyền: là phương tiện truyền dẫn từ nơi phát đến nơi cần thu tín hiệu Có 2 loại

kênh truyền dẫn cơ bản :

- Cable (cable điện, cable quang)

- Truyền dẫn bằng sóng vô tuyến

Các các dùng dây cable dùng trong thông tin điện thoại, điện báo, truyền hình cable còn truyền dẫn bằng sóng điện từ được ứng dụng trong phát thanh, truyền hình, vệ tinh, vi ba, điện thoại tế bào

e Máy thu : bộ phận cơ bản của máy thu là anten (trường hợp truyền dẫn không dây),

khuếch đại và giải điều chế, tín hiệu thu được sau đó qua bộ biến đổi tín hiệu đưa về dạng tín hiệu ban đầu (DAC)

3.2 Sơ đồ khối tổng quát của hệ thống thông tin số

KÊNH

Nhiễu

Dòng bit

Định

dạng

Mã hoá nguồn bảo mật Mã hoá Mã hoá kênh

Ghép kênh

Điều chế Trải phổ Đa truy nhập

Máy phát

Máy thu

Đa truy nhập

Ép phổ

Giải điều chế

Tách kênh

Giải

mã kênh

Giải mã bảo mật

Giải mã nguồn

Giải định

dạng

Hình 3.2 Sơ đồi khối tổng quát của hệ thống thông tin số

43

a Khối định dạng : hầu hết các tín hiệu đưa vào hệ thống thông tin số (tiếng nói, hình

ảnh, âm thanh ) đều ở dạng tương tự, khối định dạng làm nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu dạng analog sang dạng số, việc này thường được thực hiện bởi bộ điều chế xung mã PCM

(Pulse Code Modulation) Việc số hoá tín hiệu tương tự làm tăng băng thông truyền dẫn

b Khối giải định dạng : thực hiện công việc ngược lại chuyển đổi tín hiệu từ số sang

tương tự (DAC) trả về dạng tín hiệu ban đầu

c Khối mã hoá nguồn : Mục đích của mã hóa nguồn là biến đổi một tập đại lượng

nguồn này thành một tập đại lượng nguồn khác để tiện lợi cho việc lưu trữ và bảo mật Nó làm giảm số bit của nguồn thông tin (nén tín hiệu) bằng cách loại bỏ một số bit thừa không cần thiết, giúp sử dụng băng thông đường truyền hiệu quả hơn

Ví dụ như mã hoá nén winrar, mp3

d Khối mã hoá bảo mật : Là hình thức mã hóa bằng một thuật toán cho phép làm mờ đi

nội dung nguồn tin để khi truyền tin, đối tượng nhận nếu không có thuật toán giải mã sẽ không đọc được nội dung Mã hoá bản tin bằng một khoá mật mã nhằm tránh sự xâm

nhập trái phép đảm bảo độ an toàn cho thông tin

e Khối mã hoá kênh :

Là phương thức biến đổi tín hiệu sao cho có dạng phù hợp với đặc tính kênh truyền, do đó

có khả năng chống nhiễu cho tín hiệu Ngoài ra mã hoá kênh còn cho phép phát hiện và sửa sai

Chẳng hạn mã Parity có chức năng kiểm tra chẵn lẻ cho khối dữ liệu

f Khối ghép kênh : nhằm giúp tăng dung lượng cho hệ thống thông tin, có thể truyền

nhiều kênh thông tin trên cùng một đường truyền dẫn nhằm tăng hiệu quả sử dụng kênh truyền

Các phương pháp ghép kênh :

- Ghép kênh phân chia theo thời gian TDM

- Ghép kênh phân chia theo tần số FDM

- Ghép kênh phân chia theo mã CDM

g Khối điều chế : Điều chế tức là biến đổi các đặc tính của tín hiệu theo một tín hiệu

khác Tín hiệu bị biến đổi gọi là sóng mang, tín hiệu, tín hiệu gây ra sự biến đổi đó gọi là tín hiệu thông tin Điều chế đưa tín hiệu lên vùng tần số cao để thuận lợi cho việc truyền