intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến: Chương 4 - Nguyễn Việt Hưng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:58

Thêm vào BST
Báo xấu
8
lượt xem 1
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến" Chương 4: Mã hóa kênh kiểm soát lỗi ở vô tuyến số, cung cấp cho người học những kiến thức như nguyên tắc mã hóa kiểm soát lỗi; Mã khối tuyến tính; mã xoắn; quyết định cứng và quyết định mềm; hàm truyền đạt của mã xoắn;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ sở kỹ thuật thông tin vô tuyến: Chương 4 - Nguyễn Việt Hưng

  1. 5/23/2017 BÀI GIẢNG CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng Email: nvhung_vt1@ptit.edu.vn Tel: *** Bộ môn: Vô tuyến Khoa: Viễn Thông 1 2 4 MÃ HÓA KÊNH KIỂM SOÁT LỖI Ở VÔ TUYẾN SỐ 1
  2. 5/23/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.1. Mở đầu  Chức năng: Mã hoá kênh kiểm soát lỗi là quá trình xử lý tín hiệu số nhằm đạt được truyền tin số tin cậy bằng cách bổ xung có hệ thống các ký hiệu dư vào luồng tin phát để phát hiện lỗi và sửa lỗi.  Vị trí: Sau nguồn tin và trước điều chế sóng mang. Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 3 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.1. Mở đầu a/ M· ho¸ kªnh vµ ®iÒu chÕ riªng biÖt Nguồn tin Bộ mã hóa Kênh truyền Bộ giải Bộ giải mã Bộ điều chế Người dùng dạng số kênh dẫn điều chế kênh Tạp âm b/ M· ho¸ kªnh vµ ®iÒu chÕ kÕt hîp. Nguồn tin Bộ Bộ mã hóa Kênh truyền Bộ giải Bộ giải dạng số điều chế + kênh dẫn điều chế + mã kênh Người dùng Tạp âm Sơ đồ khối hệ thống truyền thông số Số liệu m(t) Bộ mã hóa Các từ mã Đến máy Bộ điều chế Rb bps kênh R bps phát R=1/T Tb Rb=1/Tb T Sơ đồ khối của máy phát sử dụng mã hóa kênh Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 4 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 2
  3. 5/23/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.1. Mở đầu Nhận xét: Khi thết kế hệ thống truyền dẫn số cần lưu ý hai thông số: Thông số tín hiệu phát và độ rộng băng tần của kênh truyền dẫn. Hai thông số này cùng với mật độ phổ công suất tạp âm thu xác định Eb/N0.  Do BER là một hàm đơn trị của Eb/N0, nên khi cố định Eb/N0 có thể cải thiện BER bằng cách dùng mã hoá kênh.  Dùng mã hoá kênh kiểm soát lỗi để dung hoà giữa BER và Eb/N0 dB (giảm công suất phát, giảm giá thành phần cứng như sử dụng anten kích thước nhỏ, tái sử dụng tần số....).  Thông số tỉ lệ mã r =Rb/Rc đánh giá lượng bit dư bổ sung phục vụ cho việc phát hiện và sửa lỗi của mã => luồng bit ra bộ lập mã có tốc độ bít Rc cao hơn tốc độ bit đầu vào Rb, tăng độ rộng băng tần  hiệu quả sử dụng phổ tần kém. Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 5 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.1. Mở đầu Các cơ chế phát hiện và sửa lỗi Phát lại bản tin bị lỗi: Phía thu phát hiện bản tin bị lỗi, sau đó yêu cầu phía phát phát lại bản tin bị lỗi => cần có kênh hồi tiếp. Phát hiện và sửa lỗi ở phía thu. Mục đích của mã hoá kênh kiểm soát lỗi Xác định đoạn số liệu thu mắc lỗi. Giảm thiểu xác suất không phát hiện được lỗi. Giảm được BER tại một giá trị Eb/N0 tiền định. Tại BER cho trước giảm được Eb/N0, lượng giảm này được gọi là độ lợi của mã tại xác suất lỗi. Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 6 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 3
  4. 5/23/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.1. Mở đầu Phát hiện lỗi:  Xác đinh đoạn số liệu thu chứa lỗi. Thông báo cho nơi gửi hay nơi nhận về lỗi.  Giảm thiểu xác suất không phát hiện lỗi. Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 7 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.1. Mở đầu Sửa lỗi:  Đạt được sự giảm xác suất lỗi (hay tỷ số bit lỗi, BER) tại Eb/N0 định trước.  Tại xác suất lỗi cho trước giảm được giá trị Eb/N0. Lượng giảm được gọi độ lợi của mã hoá. Coding gain:  E  E G    [dB]    b b  [dB]  [dB]  N0u  N0c Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 8 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 4
  5. 5/23/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.2. Nguyên tắc mã hóa kiểm soát lỗi  Khoảng cách Hamming  Khoảng cách Hamming là số vị trí khác nhau của hai từ mã có cùng độ dài 010 110 01 11 011 111 000 100 00 10 001 101 Trình bầy từ mã ba bit ở không gian hai và ba chiều  Tăng khoảng cách  3 bít: 000, 101, 011, 110 => Phát hiện lỗi đơn  5 bít: 01111, 01000 và 10011 => Sửa lỗi đơn (01001), phát hiện lỗi kép (01011) Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 10 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.2. Nguyên tắc mã hóa kiểm soát lỗi  Kh¼ n¨ng ph¸t hiÖn lçi (t Detec lçi): d m  t Detec  1  t Detec  d m  1  Kh¼ n¨ng söa lçi (tCorr lçi): d m  2tCorr  1 dm  1  tCorr  2 dm : Khoảng cách Hamming cực tiểu giữa các từ mã có thể có trong tập mã tDetec: số lỗi phát hiện được tCorr: số lỗi có thể sửa được Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 11 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 5
  6. 5/23/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.2. Nguyên tắc mã hóa kiểm soát lỗi  Trọng lượng Hamming của vectơ C, ký hiệu w(C), là số phần tử khác không trong C.  Khoảng cách Hamming giữa hai vectơ C và V, là số phần tử khác nhau giữa chúng. d(C, V)  w(C  V)  Khoảng cách Hamming cực tiểu của mã khối d min  min d (Ci , C j )  min w (Ci ) i j i Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 12 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.3. Mã khối tuyến tính Khái niệm  Khối bản tin (độ dài k bit): Luồng thông tin được chia thành các khối có độ dài bằng nhau  Từ mã (độ dài n bit): Các bit ở đầu ra của bộ lập mã tương ứng với mỗi bản tin đầu vào  Các bit kiểm tra (độ dài (n-k) bits ): Các bit được bổ xung vào các khối bản tin theo một thuật toán nhất định, thuật toán tuỳ vào loại mã được dùng.  Mã khối được gọi là tuyến tính nếu kết hợp tuyến tính của hai từ mã bất kỳ cũng là một từ mã thuộc mã đó. Trường hợp nhị phân tổng của hai từ mã bất kỳ cũng là một từ mã. Các thông số đặc trưng  Độ dài khối bản tin k.  Độ dài từ mã n.  Khoảng cách Hamming cực tiểu.  Tỉ lệ mã r=k/n Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 13 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 6
  7. 5/23/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.3. Mã khối tuyến tính B¶n tin C¸c bÝt kiÓm tra B¶n tin (k bit) (n-k) bit (k) bit Bé m· hãa kªnh (n,k) TØ lÖ m· r = k/n k bit b¶n tin Tõ m· n bit Tóm tắt: Bộ mã hóa khối tuyến tính thực hiện ánh xạ (sắp xếp) chuỗi k bit đầu vào thành chuỗi n bit đầu ra có các đặc điểm:  Từ mã đầu ra bộ lập mã C chỉ phụ thuộc vào chuỗi bit đầu vào m hiện thời và ma trận tạo mã G (hay đa thức tạo mã g(x)) mà không phụ thuộc vào chuỗi đầu vào trước đó.  Các từ mã tạo thành không gian con k chiều trong không gian n chiều (n,k).  Các mã khối tuyến tính được mô tả dưới dạng ma trận tạo mã G có kích thước kn, mỗi từ mã đầu ra C được viết ở dạng. C1 n m1 k .Gk n 14 sè cét cña ma Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng sè hµng cña ma trËn G trËn m ph¶i b»ng Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 14 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.3. Mã khối tuyến tính  Ma trận tạo mã G và Ma trận kiểm tra chẵn lẻ H   H­íng truyÒn    c1n   c 0 , c1 ,..., cn 1 1n      b0 , b1 ,.., bn  k 1 , m0 , m1 ,..., mk 1   G   P : Ik   n-k  bÝt kiÎm tra ch¾n lÎ k bit b¶n tin    k ( n  k ) k k  k n   n bit dÇu ra bé m· ho¸   m1k  Pk ( n k ) I k k      G kn  Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 15 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 7
  8. 5/23/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.3. Mã khối tuyến tính  Ma trận tạo mã G và Ma trận kiểm tra chẵn lẻ H   G P : Ik    k ( n  k ) k k  k n    H  I n  k PT    kÝch th­íc (n-k) k   n  k n  GHT 0 Mèi quan hÖ gi÷a G vµ H th«ng qua P vµ (1) C ¸c hµng cña H trùc giao víi c¸c hµng cña G PT     (2) C ¸c hµng trong H vµ G HG  I n  k : P  ...    T  T ®éc lËp tuyÕn tÝnh I k   G.H  0   T   I n  k P T  P T I k  C.H  mG.H  0 T T   PT  PT  0   Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 16 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.3. Mã khối tuyến tính  Syndrome và phát hiện lỗi Vect¬ thu: y = c+e c   c0 , c1 ,..., cn 1  e   e0 , e1 ,..., en 1  1, y bÞ lçi ë vÞ trÝ thø i ei   ; i=1,2,...,n 0, y kh«ng bÞ lçi ë vÞ trÝ thø i Syndrome : S  y.HT  e.HT  C.HT  e.HT 0 Syndrome chØ phô thuéc vµo mÉu lçi e , kh«ng phô thuéc vµo tõ m· c Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 17 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 8
  9. 5/23/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.3. Mã khối tuyến tính Syndrome và phát hiện lỗi Data source Format m Channel C Modulation encoding channel Channel Demodulation Data sink Format decoding Detection ˆ m y y  Ce y  ( y1 , y2 ,...., yn ) tõ m· thu hay vector thu e  (e1 , e2 ,...., en ) mÉu lçi hay vect¬ lçi Kiểm tra Syndrome: S là syndrome của y, tương ứng với mẫu lỗi e. S  yHT  eHT Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 18 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.3. Mã khối tuyến tính  Tính chất của Syndrome Thuộc tính 1: Syndrome chỉ phụ thuộc vào mẫu lỗi e chứ không phụ thuộc vào từ mã được phát c. Thuộc tính 2: Tất cả các mẫu lỗi khác nhau nhiều nhất một từ mã đều có cùng Syndrome. Thuộc tính 3: Syndrome S là tổng các cột của ma trận H tương ứng với nơi xẩy ra lỗi. Thuộc tính 4: Bằng cách giải mã Syndronme, một mã khối tuyến tính (n,k) có thể sửa được t n n n! 2 nk    ; trong ®ã    i 0  i   i   n  i !i ! Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 19 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 9
  10. 5/23/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.3. Mã khối tuyến tính Giải mã sửa lỗi zero codeword C1 C2 C2k Tất cả các mẫu lỗi khác nhau e2 e 2  C2 e 2  C 2k coset nhiều nhất một từ mã đều có cùng Syndrome coset leaders e 2n  k e 2n  k  C 2 e 2n  k  C 2k Coset ei e Ci , i 0, 2 k 1 Mỗi phần tử của Coset đều có cùng Syndrome Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 20 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.3. Mã khối tuyến tính Giải mã sửa lỗi 1. TÝnh Syndrome cña y: S = yH T ˆ 2. T×m coset leader (mÉu lçi) e = ei t­¬ng øng víi S = yH T ˆ 3. TÝnh C = y +e vµ t­¬ng øng víi m ˆ L­u ý: ˆ C  y  e  (C  e)  e  C  (e  e) ˆ ˆ ˆ ˆ NÕu e=e , th× söa ®­îc lçi NÕu e  e , th× kh«ng söa ®­îc lçi ˆ Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 21 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 10
  11. 5/23/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.3. Mã khối tuyến tính  Minh họa: xét họ mã Hamming  Xét một họ mã được gọi là mã Hamming có các thông số: ®é dµi tõ m·: n  2m  1 Sè bÝt th«ng tin: k   2m  m   1 Sè bit kiÓm tra ch½n lÎ: n-k  m  3  Xét mã Hamming (7,4) n=7, k=4, m=3   1 1 0:1 0 0 0      1 0 0:1 0 1 1    G 0 1 1:0 1 0 0  1 ; H  0 1 0:1 1 1 0  1 1:0 0 1 0  0 0 1:0 1 1 1    1 0 1:0 0 0 1       I nk PT   P Ik  Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 22 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN Minh họa: xét họ mã Hamming kho¶ng c¸ch Hamming gi÷a hai tõ m· (7,4) lµ sè phÇn tö kh¸c nhau gi÷a chóng d(C, V )  w(C  V )  kho¶ng c¸ch Hamming cùc tiÓu cña m· d min  min d(Ci , C j )  min w(Ci ) i j i Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 23 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 23 11
  12. 5/23/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN Minh họa: xét họ mã Hamming Quan hệ giữa dmin và H Do c là một từ mã thuộc mã  Xét mã Hamming (7,4), tồn tại 16 từ mã thuộc mã đều làm S=cHT=0 cho trong đó có Bẩy từ mã có trọng lượng = 3 Bẩy từ mã có trọng lượng = 4 Một từ mã có trọng lượng = 7 Một từ mã có trọng lượng = 0  dmin =3  Mối quan hệ giữa dmin và H là: dmin là số cột nhỏ nhất của ma trận kiểm tra chẵn lẻ H mà khi cộng chúng với nhau bằng 0. T   1 0 0:1 0 1 1    S = C .HT   0 1 1 0 1 0 0  0 1 0:1 1 1 0  tõ m· cã träng l­îng = 3 17  0 0 1:0 1 1 1     I nk PT  Lo¹i bá c¸c cét cña H t­¬ng øng víi c¸c vÞ trÝ cã bit =0 cña C => tæng c¸c cét thø 2 thø 3 vµ thø 5 cña H lµ: 0 0 0 0 1   0   1    0  Syndrome  0 0 0           0  1  1   0         Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 24 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN Minh họa: xét họ mã Hamming  Quan hệ giữa Syndrome và mẫu lỗi e: Xét mã Hamming (7,4). Vì mã này có dmin =3 nên chỉ có thể sửa được một lỗi  với các mẫu lỗi đơn, áp dụng thuộc tính 3 (Syndrome là tổng các cột của ma trận H tương ứng với nơi xẩy ra lỗi)  cho phép xác định được quan hệ giữa Syndrome và mẫu lỗi. NÕu ph¸t C= 1 1 1 1 1 1 1 , qua kªnh nhËn ®­îc y = 1 1 1 1 0 1 1 x¶y ra lçi ë vÞ trÝ thø 5 cña C  theo thuéc tÝnh 3 th× Syndrome sÏ lµ cét thø 5 cña H nghÜa lµ T   1 0 0 : 1 0 1 1 1  0  0  1  1 1     S  y.H T  1 1 1 1 0 1 1  0 1 0 : 1 1 1 0   0   1   0   1   1  0              note    0  0  1  0  1 1  0 0 1: 0 1 1 1             Note  0   1    1    Cét thø 5 cña H khi biÕt ®­îc Syndrome  e=  0 0 0 0 1 0 0   y cor = y + e= 1 1 1 1 1 1 1 Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 25 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 12
  13. 5/23/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN Minh họa: xét họ mã Hamming Nếu phát C = [0111001] qua kênh, phía thu nhận được y = [1111001]  S = [1 0 0] là hàng thứ nhất của HT (cột thứ nhất của H)  xác định được e = [1 0 0 0 0 0 0]  sửa được ycor = [0111001]. Tương tự xét tất cả các trường hợp còn lại  Quan hệ này đối với mã Hamming (7.4) được cho ở bảng 3.2  Từ mã sai là từ mã không thuộc mã đó, khi này S = y.HT  0 vì C.HT =0 Bảng 3.2. Bảng giải mã cho mã Hamming (7.4) Syndrome Mẫu lỗi 000 0000000 100 1000000 010 0100000 001 0010000 110 0001000 011 0000100 111 0000010 101 0000001 Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 26 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.3. Mã khối tuyến tính  Đa thức tạo mã  Các bước mã hoá cho một mã vòng (n,k):  Nhân đa thức bản tin m(x) với xn-k nhận được xn-km(x)  Chia xn-km(x) cho g(x) để được phần dư b(x).  Cộng b(x) với xn-km(x) để nhận được đa thức từ mã c(x). c(x) b(x) x n k .m(x) BËc lu«n nhá h¬n ChØ chøa c¸c x cã luü thõa bËc cña g(x): (n-k) lín h¬n (n k) Ví dụ: SGK Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 27 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 13
  14. 5/23/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN c c 0 ,c1 ,c 2 ,....,c n 4.3. Mã khối tuyến tính 1 Sơ đồ bộ mã hoá vòng H­íng truyÒn b0 , b1 ,.., bn k 1 , m 0 , m 1 ,..., m k 1 n-k bÝt kiÓm tra ch½n lÎ k bit b¶n tin d­îc dÞch vµo kªnh d ­îc x¸c dÞnh bëi néi dung trong k chu kú xung dång hå dÇu cña LFSR d­îc dÞch vµo dång thêi d­îc dÞch vµo LFSR kªnh ë n-k chu kú xung dång hå sau n bit dÇu ra bé m· ho¸ CM1 2 1 g1 g2 gn-k-1 C¸c bit kiÓm tra ch½n lÎ F-F F-F F-F F-F F-F Tõ m· CM2 ®Çu ra ®a vµo 1, " nèi trùc tiÕp" 2 gi   C¸c bit b¶n tin kªnh 0, " kh«ng nèi" x n  k .m( x ) 1 n  k 1 n k 28 g(x)  1  g .x  g .x  ....  g 2 Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 1 Bộ môn:2Vô Tuyến – Khoa Viễnk 1 .x n  Thông 1 x 28 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.3. Mã khối tuyến tính  Minh họa: Bộ lập mã vòng (7,4) với g(x)=1+x+x3 CM1 x0 x1 x3 C¸c bit kiÓm tra ch½n lÎ F-F F-F F-F CM2 C¸c bit b¶n tin Tõ m· Ví dụ: Bản tin (1001) => từ mã 0111001 Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 29 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 14
  15. 5/23/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.3. Mã khối tuyến tính  Syndrome g(x)  1  g1 .x  g 2 .x 2  ....  g n k 1 .x n k 1  x n k CM1 g1 g2 gn-k-1 C¸c bit thu F-F F-F F-F F-F F-F Sè th-¬ng x x2 x3 xn-k-1 xn-k Bộ tính Syndrome của mã vòng (n,k) dựa trên đa thức tạo mã Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 30 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.3. Mã khối tuyến tính  Minh họa: Bộ tính Syndrome cho mã vòng (7,4) CM1 C¸c bit thu F-F F-F F-F Syndrome Bộ tính Syndrome cho mã (7,4) được tạo bởi đa thức g(x)=1+x+x3 Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 31 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 15
  16. 5/23/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.3. Mã khối tuyến tính • Với kênh không nhớ, xác suất lỗi bản tin n n PM p j (1 p)n j j t corr 1 j p xác suất lỗi bit trên kênh. • Xác suất lỗi bit giải mã 1 n n PB j p j (1 p)n j nj tcorr 1 j Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 32 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.3. Mã khối tuyến tính Mô hình kênh đối xứng không nhớ rời rạc 1 1-p 1 p Tx Rx p 0 1-p 0  Lưu ý: trường hợp hệ thống dùng mã hóa kênh các bit được mã hóa sau đó điều chế, truyền qua kênh. VDụ: điều chế M-PSK trong môi   trường kênh AWGN (M>2)    QR 2log  M  M 2log 2 E     2E pQ sin 2 c      2c   b N  sin  log  M M 2N 0 log  M 2 0 M  Ec là năng lượng bit được mã hóa kênh và có quan hệ Ec= RcEb Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 33 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 16
  17. 5/23/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.3. Mã khối tuyến tính PB 8PSK QPSK E / N [dB] b 0 Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 34 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.4. Mã xoắn M bé nhí (thanh ghi dÞch) víi k phÇn tö ë mçi bé nhí 1 M 1 2 .... k 1 2 .... k 1 2 .... k Chuçi vµo (mçi lÇn dÞch k bit) n bé céng Modul-2 M 1, nÕu dÇu vµo bé nhí thø nhÊt d­îc nèi dÕn bé céng Modul-2 Chuçi tõ K M, nÕu dÇu vµo bé nhí thø nhÊt kh«ng d­îc nèi dÕn bé céng Modul-2 m· ra Sơ đồ tổng quát của một bộ lập mã xoắn với tỷ lệ mã k/n Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 35 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 17
  18. 5/23/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.4. Mã xoắn Mã xoắn khác cơ bản với mã khối  Mã hóa toàn bộ luồng dữ liệu vào một từ mã.  Không cần thiết phân mảnh luồng dữ liệu thành các khối kích thước cố định.  Tính có nhớ.  Mã khối dựa vào kỹ thuật đại số/kết hợp, mã xoắn dựa vào kỹ thuật xây dựng (construction techniques). Thông số đặc trưng của mã xoắn (n,k,K):  k là số bit dịch vào bộ lập mã tại cùng một thời điểm (k bit đồng thời vào bộ lập mã).  n là số bit ở đầu ra bộ lập mã khi cho k bit đồng thời vào bộ lập mã.  K là độ dài hạn chế thể hiện số lần dịch cực đại của một nhóm k bit bản tin vào mà nhóm k bit này vẫn còn gây ảnh hưởng tới đầu ra bộ lập mã.  r = k/n là tỉ lệ mã (k
  19. 5/23/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.4. Mã xoắn Bộ lập mã xoắn (tỉ lệ ½, K=3): 3 bộ ghi dịch trong đó bộ ghi dịch đầu tiên nhận bit dữ liệu đến và các bộ ghi dịch còn lại tạo tính có nhớ của bộ lập mã g1 (111) g1 (x) 1 x x2 g2 (101) g 2 (x) 1 x2 c1 First coded bit (Branch word) Input data bits Output coded bits m c1 ,c 2 c2 Second coded bit Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 38 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.4. Mã xoắn Chuỗi bản tin: m = (101) c1 c1 c1 c 2 c1 c 2 t1 1 0 0 1 1 t2 0 1 0 1 0 c2 c2 u1 c1 c1 c 2 c1 c 2 t3 1 0 1 0 0 t4 0 1 0 1 0 u2 c2 c1 c1 c1 c 2 c1 c 2 t5 0 0 1 t6 0 0 0 1 1 0 0 c2 c2 m (101 ) Bộ lập mã C (11 10 00 10 11) Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 39 Bộ mã hóa xoắnKhoa Viễn Thông 1½ Bộ môn: Vô Tuyến – tỉ lệ mã hóa 39 19
  20. 5/23/2017 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.4. Mã xoắn  Khởi tạo mộ nhớ trước khi mã hóa bít dữ liệu đầu tiên (trạng thái toàn không all-zero)  Xóa bộ nhớ sau khi mã hóa bit dữ liệu cuối cùng (trạng thái toàn không all- zero)  Chèn các bit đuôi vào chuỗi bit dữ liệu. Số liệu đuôi Bộ lập mã Từ mã  Tỉ lệ mã hóa thực tế: Nếu L là số bít dữ liệu và k=1 thì L R R n  eff c ( K) L 1 Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 40 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 www.ptit.edu.vn CƠ SỞ KỸ THUẬT THÔNG TIN VÔ TUYẾN 4.4. Mã xoắn Nguyên lý hoạt động: n bit đầu ra được xác định theo Ma trận tạo mã Chuỗi tạo mã Đa thức tạo mã Biểu đồ hình cây Biểu đồ trạng thái. Biểu đồ hình lưới Lưu ý: Đặc tính quan trọng của mã xoắn khác biệt so với mã khối là tính có nhớ  n bit đầu ra không chỉ phụ thuộc vào k bit thông tin đầu vào đồng thời mà còn phụ thuộc vào (K-1) tập hợp k bit đầu vào trước đó n bit đầu ra không chỉ phụ thuộc vào k bit vào đồng thời mà còn phụ thuộc vào trạng thái trước đó của bộ lập mã (tồn tại 2k(K-1) trạng thái có thể có) Giảng viên: Nguyễn Việt Hưng 41 Bộ môn: Vô Tuyến – Khoa Viễn Thông 1 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2