BÀI GI NG NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

ĐÁNH GIÁ K T QU H C T P

Ả Ọ

 Ki m tra th

ng xuyên

(tr ng s 0.3

) g m ki m tra

ố đ nh kỳ và ki m tra gi a h c ph n ầ

ườ ể

ọ ọ

+ Ki m tra đ nh kỳ

(h s 1

ệ ố ): Ki m tra 2 l n v i hình

ể lu n và 1 l n làm ti u lu n.

th c t

+ Ki m tra gi a kỳ

(h s 2

ệ ố ): Hình th c: T lu n

ự ậ

ể ứ ự ậ ể

 Thi k t thúc h c ph n

ế

ầ (tr ng s 0,7

): Hình th c: T ự

ọ lu n; th i gian thi: 90 phút

10

 Thang đi m đánh giá: ể

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

N I DUNG MÔN H C

ề ạ

ố ị

 Ch  Ch  Ch  Ch  Ch  Ch  Ch

ươ ươ ươ ươ ươ ươ ươ

ng 1: Khái ni m chung v m ng vi n thông ng 2: S hóa tín hi u ng 3: Đ nh d ng tín hi u s ạ ng 4: Mã hóa ngu n ồ ng 5: Mã hóa kênh ng 6: Ghép kênh và truy n d n s tín hi u ề ng 7: Đi u ch tín hi u s ố ệ

ế

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

CH

NG 1 KHÁI QUÁT V M NG VI N THÔNG

ƯƠ

Ề Ạ

 1.1. Gi

i thi u chung

 1.2 Khái quát v m ng vi n thông

ề ạ

1.2.1 Các khái ni m c b n ơ ả 1.2.2 Các thành phân chính trong m ng vi n thông 1.2.3 M ng vi n thông t

ễ và m ng vi n thông s

ng t

ươ

 1.3 H th ng thông tin

ệ ố

ạ ệ ố ố

1.3.1 Khái ni m và phân lo i h th ng thông tin 1.3.2 H th ng thông tin s ệ ố 1.3.3 u đi m c a h th ng thông tin s ệ ố Ư ể ủ 1.3.4 Đ ng truy n tín hi u ệ ề ườ

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

1.1 GI

I THI U CHUNG

 L CH S PHÁT TRI N VI N THÔNG -1836-1866: Đi n báo, k thu t ghép kênh, cáp n i qua Đ i Tây

Ị Ử Ễ Ể

ệ ậ ạ ố ỹ

D ngươ

-1876-1899: Đi n tho i (A.G. Bell), t ng đài đi n tho i, chuy n m ch ệ ệ ể ạ ạ ạ ổ

t ự ộ đ ng t ng n c ấ ừ

-1887-1907: Đi n báo không dây (Marconi) n i t ố ừ ệ tàu bi n vào b ờ ể

trên ĐTD

ế ẫ

-1820-1828: Lý thuy t truy n d n (Carson, Nyquist, Johnson,Hartley) -1923-1938: Truy n hình, ng tia âm c c chân không (DuMont), phát ề ố ự ề

thanh qu ng bá ả

-1948-1950: Lý thuy t thông tin (Shannon), các mã s a l i ử ỗ ế

ứ ụ ệ ờ

(Hamming,Golay),ghép kênh theo th i gian ng d ng vào đi n tho iạ

c đ a ra th ươ ề

-1960: Mô ph ng laser (Maiman) -1962: Thông tin v tinh Telstar I -1962-1966: DV truy n s li u đ ẫ ệ ng m i; PCM kh thi ề ố ệ ạ ạ ế ư ề

ả ượ cho truy n d n tín hi u tho i và truy n hình; lý thuy t truy n d n ẫ s , mã s a sai (Viterbi) ố ề ử

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

1.1 GI

I THI U CHUNG

Ị Ử

ể ạ

 L CH S PHÁT TRI N VI N THÔNG Ễ Ể -1964: Khai thác các h th ng chuy n m ch ệ ố -1970-1975: CCITT phát tri n các tiêu chu n v PCM ẩ ể -1975-1985: H th ng quang dung l ớ ượ ệ ố ộ ạ ử

ạ ong hi n đ i đ ệ ệ ổ ộ

ng l n, chuy n m ch tích h p ợ c ạ ượ ch c ứ ổ ế

cao, các b vi x lý tín hi u s ; M ng di đ ng t ố đ a vào khai thác (NMT, AMPS); Mô hình tham chi u OSI (t ư ISO)

ượ ề ẩ

ế -1985- 1990: LAN, ISDN đ ề c chu n hoá, các DV truy n SL ph ổ ẫ ng truy n d n ề ườ ẫ ồ

ự ể ẩ ộ

bi n, truy n d n quang thay cáp đ ng trên các đ băng r ng c ly xa, phát tri n SONET, chu n hoá và khai thác GSM, SDH

-1990-1997: GSM t bào s , truy n hình v tinh ph bi n r ng rãi ệ ổ ế ộ ế

ề i; Internet m r ng nhanh chóng nh WWW trên th gi ố ở ộ ờ ế ớ

ễ ộ ồ

-1997-2000: Vi n thông mang tính c ng đ ng, phát tri n r ng rãi ể ể ộ ờ ộ

GSM, CDMA; Internet phát tri n; WAN băng r ng nh ATM, LAN Gb

-2001-nay: HDTV, di đ ng 3G, các m ng băng r ng, các h th ng ệ ố ộ

ạ ng ti n t truy nh p đ a các d ch v đa ph ệ ớ ộ i m i ng ọ i ườ ụ ư ậ ị ươ

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

Ề 1.2 KHÁI QUÁT V M NG VI N THÔNG Ề Ạ 1.2.1 CÁC KHÁI NI M C B N Ệ

Ễ Ơ Ả

Sự trao đổi tin tức giữa các đối  tượng có nhu cầu bằng một  công cụ nào đó

Là một công  cụ thông tin,  thực hiện trao  đổi thông tin  hay quảng bà  thông tin ở  cự ly xa

 Thông tin  Vi n thông  M ng vi n thông ễ  D ch v vi n thông ụ ễ

ễ ạ ị

Là hình thái trao đổi thông  tin mà mạng viễn thông  cung cấp

Tập hợp các nút  mạng và đường  truyền dẫn để hình  thành các tuyến  nối giữa 2 hay  nhiều điểm khác  nhau để thực hiện  quá trình truyền  thông

1.2.1 CÁC KHÁI NI M C B N

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG Ơ Ả

D CH V VI N THÔNG

Ụ Ễ

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

1.2.2 CÁC THÀNH PH N CHÍNH C A M NG VI N THÔNG

ế ị

 Các thi 1) Nhóm m tộ : là thi

ườ ử ụ

ụ ư

ạ 2) Nhóm hai: là trung tâm (center) hay còn g i là t ng đài

g i là thuê bao (subscriber), là nhóm ng nhi m v đ a tin t c vào m ng và l y tin t c t ứ ọ

t b trong m ng vi n thông phân thành b n nhóm sau: ễ ạ t b đ u cu i (terminal equipment) hay còn ế ị ầ i s d ng (user), có m ng. ứ ừ ạ ổ ủ

ch c vi c trao đ i tin t c

ng, x lý tin t c, chuy n m ch đ t

t c nhu c u c a các đ i ậ ấ ả ố ệ ể ổ ạ

ố ượ

3) Nhóm ba: là m ng truy n d n (transfer network), có nhi m v ụ ẫ

ệ ng dây thuê bao

(exchange), có nhi m v thu th p t t ứ ượ ng. gi a các đ i t ữ ạ ộ ớ

ng dây

ế ố

ườ

k t n i nhóm m t v i nhóm hai g i là đ ườ ế ố (subscriber line) và k t n i nhóm hai v i hai g i là đ ớ trung k (trunk line)

ế

4) Nhóm b nố : là ph n m m (software) c a m ng, có nhi m v ụ

ph i h p ho t đ ng c a ba nhóm trên sao cho hi u qu

ạ ộ

ố ợ

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

1.2.2 CÁC THÀNH PH N CHÍNH C A M NG VI N THÔNG

Truy nhập

Vệ tinh truyền  thông

ườ

Đ ng đây thuê bao

Đ ng dây ườ trung kế

Truyền dẫn vô  tuyến

Truyền dẫn  hữu tuyến

Thiết bị  đầu cuối

Trung tâm  (tổng đài)

Trung tâm  (tổng đài)

Thiết bị  đầu cuối

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

1.2.3 M NG VI N THÔNG T

NG T VÀ M NG VI N THÔNG S

ƯƠ

ng t

: ự

ươ

ng t

ế

ng t

ệ ệ

ườ

ươ

 M ng vi n thông t ễ - Tín hi u truy n trên trung k là t ề - Tín hi u truy n trên đ ề - Các nút m ng x lý tín hi u t

ươ ng dây thuê bao là t ng t ệ ươ

ế

 M ng vi n thông s : ố ễ - Tín hi u truy n trên trung k là s - Tín hi u truy n trên đ

ng t

ệ ệ

ề ề

ươ

ho c có th là s v i m ng hoàn toàn s

ố ng dây thuê bao là t ườ ạ

- Các nút m ng x lý tín hi u s

ể ạ

ố ớ ử

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

1.3 H TH NG THÔNG TIN 1.3.1 KHÁI NI M VÀ PHÂN LO I H TH NG THÔNG TIN

Ạ Ệ Ố ơ ở ng mang tin

 Trên c s bi u hi n bên ngoài c a thông tin

 Phân lo i: d a trên nhi u c s khác nhau ạ  Trên c s năng l ượ ơ ở ­Hệ thống điện tin dùng năng lượng một chiều­­ Hệ thống thông tin vô tuyến điện dùng năng  lượng sóng điện từ ­Hệ thống thông tin quang năng ­Hệ thống thông tin dùng sóng âm, siêu âm ệ ủ

ơ ở ể

 Trên c s đ c đi m c a tín hi u đ a vào kênh ủ

ơ ở ặ

­Hệ thống truyền số liệu ­Hệ thống thông tin thoại ­Hệ thống truyền hình ể

ư

­Hệ thống tương tự ­Hệ thống số

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG 1.3.1 KHÁI NI M VÀ PHÂN LO I H TH NG THÔNG TIN

Ạ Ệ Ố

 H th ng thông tin

ệ ố

Là môi trường truyền lan thông tin. Trong thực  tế, kênh tin có nhiều dạng khác nhau như: cáp  xoắn đôi, cáp đồng trục, cáp quang, sóng vô  tuyến

Kênh tin

Nguồn tin

Nhận tin

Tạp âm,  nhiễu,  méo

Là cơ cấu khôi phục lại  thông tin ban đầu từ tín  hiệu lấy ở đầu ra của  kênh tin

Là nơi sản sinh hay chứa  các tin cần chuyền đi Là tập hợp các tin mà hệ  thống thông tin dùng để  lập các bản tin khác nhau  để truyền đi

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

1.3.2 H TH NG THÔNG TIN S

Ệ Ố

ế

ị ể

ừ ươ

Giúp cho tuy n thông tin có th cùng chia s m t ẻ ộ ể Giúp cho dòng tín hi u s có th ố ể ệ Làm nhi m v đ a thêm các ệ ụ ư Cho phép nhi u c p thu phát ặ ề ng truy n ng truy n v t lý chung nh : cáp, đ đ ề ườ ư ậ ề ườ ng ti n v t lý truy n đi qua m t ph ậ ệ ươ ộ ề Làm gi m s bit ố ả ng t t Chuy n đ i tín hi u t ệ ừ ươ ổ ự ể bit d vào tín hi u s theo m t ộ ố ệ ư Mã hóa b n tin g c ố ả ng ti n cùng chia s m t ph ệ ươ ẻ ộ ng vô tuy n…Trong thông tin s , ki u ghép kênh th ố ể ườ ế c, v i c th theo m t t c đ cho tr ớ ộ ộ ố ướ ụ ể nh phân yêu c u ầ mã s .Vi c chuy n đ i ra dãy t ổ ể ố ệ quy lu t nào đ y, nh m giúp ấ ằ nh m m c đích an ụ ằ v t lý chung nh : s i quang, b ộ ư ợ ậ là ghép kênh phân chia theo th i gian (TDM), s p x p ắ ế ờ c, yêu m c đ méo ch p nh n đ ộ ượ ậ ấ ứ đ truy n b n tin ả ề ng pháp đi u xung mã theo ph ề bên thu có th phát hi n và ể ệ ninh phát đáp c a v tinh… ủ ệ mã PCM nhánh vào trong m t khung TDM các t ộ ừ c u m t băng thông t n s cho phép ố ầ ộ ầ PCM (Pulse Code Modulation) i x y ra trên kênh truy n s a l ử ỗ ả

Mã hóa kênh

Định dạng

Điều chế

Mã hoá  nguồn

Mật mã hóa

Ghép  kênh

Đa truy cập

Kênh thông tin

Giải mã kênh

Giải định dạng

Giải mã nguồn

Giải mật mã

Tách  kênh

Giải điều  chế

Giải truy cập

ể c ng

i

Bên thu chuy n d ng ạ c l sóng thu đ ượ ạ ượ thành tín hi u băng g c ố ệ

Phân chia dòng bit thu thành các tín hi u PCM nhánh

Th c hi n công vi c ng ổ ng t hi u t

ể s sang t

i, chuy n đ i tín ự ươ

ự ệ c l ượ ạ ệ ừ ố

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

Ề 1.3.3 U ĐI M C A H TH NG THÔNG TIN S Ố

Ệ Ố

Ư

ố ệ

i cho nén s li u

ố ệ

ng c a

 Thích h p cho truy n s li u  H giá thành ạ  Thu n l ậ ợ  Có kh năng mã hóa kênh đ gi m nh h ả

ể ả ả

ưở

nhi u giao thoa

 D cân đ i các mâu thu n v băng thông, công su t ẫ

ấ ề i u hóa vi c s d ng ệ ể ố ư

ử ụ

và th i gian truy n d n đ t các tài nguyên h n ch này

ế

ề ạ ử ụ

 Gia tăng vi c s d ng các m ng tích h p  Giúp cho chu n hóa tín hi u b t k ki u, ngu n g c, ệ

ấ ể ể

d ch v

 Là c s đ hình thành m ng tích h p đa d ch v ụ

ơ ở ể

ISDN

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

1.3.4 Đ

ƯỜ

NG TRUY N TÍN HI U Ề

Có dây

Đ ng truy n tín hi u ề

ườ

Không dây

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

CH

NG 2 S HÓA TÍN HI U

ƯƠ

 2.1 Khái quát chung

 2.2 Đi u xung mã PCM 2.2.1 Nguyên t c đi u xung mã ề 2.2.2 L c h n băng ạ 2.2.3 L y m u ẫ 2.2.4 L ng t ử 2.2.5 Mã hóa

hóa ọ ấ ượ

 2.3 M t s u đi m c a tín hi u PCM ể

ộ ố ư ủ ệ

 2.4 Các k thu t s hóa gi m băng thông ỹ 2.4.1 K thu t PCM delta ỹ 2.3.2 K thu t DPCM ỹ 2.3.3 K thu t DM ỹ 2.3.4 K thu t ADM ỹ

ậ ố ậ ậ ậ ậ

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

2.1 KHÁI QUÁT CHUNG

Là dạng hiển thị của thông tin được chuyển từ  nơi này sang nơi khác

ng t

Tín hi uệ Tín hi u t Tín hi u sệ

ệ ươ ố

Tín hiệu biến đổi liên  tục theo thời gian

Tín hiệu rời rạc theo thời gian mà trong đó  thông tin được hiển thị bằng 1 số giá trị xác  định

f(t)

f(t)

t

t

0  1  0  1  1  0  0   1  1  1

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

2.1 KHÁI QUÁT CHUNG

 H u h t tín hi u c n truy n qua h th ng thông tin s đ u là tín

ệ ố ố ề ề ầ

ng t ệ ầ ế hi u t ệ ươ ự

ng t ố ệ ươ ự

 M t trong nh ng ph

S hóa tín hi u t (Analog to Digital Convert - ADC)

ng t ệ ươ ự ổ

ươ ng pháp sang s ố đi u ch xung mã PCM (Pulse Code ộ ổ ế ng pháp bi n đ i tín hi u t ế ế ề ươ

ữ ph bi n là ph Modulation)

 T PCM có nh ng ph ế

ng pháp bi n th cũng khá thông d ng là ừ ươ ụ ế ể

ữ ề

ế ề

PCM delta, đi u ch xung mã vi sai DPCM (Differential Pulse Code Modulation), đi u ch delta DM (Delta Modulation), DM thích nghi ADM (Adaptive DM). Các ph ng pháp này cho t c đ tín hi u s ố ệ ố t ki m h n. th p h n so v i PCM, d n đ n s d ng băng thông ti ớ ươ ế ử ụ ộ ế ệ ẫ ấ ơ ơ

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

2.2 ĐI U XUNG MÃ PCM

 Đi u xung mã PCM đ

2.2.1 NGUYÊN T C ĐI U XUNG MÃ Ắ Ề

c th c hi n theo trình t b n b c sau: ề ượ ự ệ ự ố ướ

Tín hi uệ liên t cụ

Các xung PAM

ng t

Tín hi uệ PCM

Tín hi u có ệ băng h n ch ạ

ế

Các xung PAM l hóa ượ

L y m u

L

ng t

hóa

Mã hóa

L c h n băng ạ

ượ

fs

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

2.2.2 L c h n băng

 Nh m h n ch ph t n liên t c c a tín hi u c n truy n

 Ph c a tín hi u tho i t p trung trong d i t

ổ ầ ụ ủ ế ệ ề ạ ầ ằ

0,3 đ n 3,4kHz. Vi c ả ừ ệ ế ệ

ạ ậ ầ ầ ữ ả ố

ổ ủ c t b các thành ph n t n s ngoài d i trên không gây ra nh ng tr ở ắ ỏ ng i đ c bi ạ ặ t đ i v i quá trình thông tho i ạ ệ ố ớ

ổ ế ạ ỏ ệ

ơ

 Đ h n ch ph tín hi u có th ti n hành lo i b các thành ph n ầ ể ế ể ạ t n s l n h n 3,4 kHz trong tín hi u đi n tho i b ng l c thông ệ ầ ố ớ ọ th p, t c là có th ch n t n s c c đ i c a tín hi u tho i là 3,4kHz ạ ố ự ứ ấ các m ch l c tiêu chu n có t n s c t là 4kHz) (th c t ẩ ự ế

ạ ằ ệ ọ ầ ể

ệ ạ ủ ầ ố ắ ạ ọ

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

S đ ba quá trình còn l

ơ ồ

i ạ

Ngày nay các quá trình này đ

c tích h p trong IC ADC 0809

ượ

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

2.2.3 L Y M U (Sampling) Ẫ

ừ ươ đi u ề ệ

ạ ạ ầ ộ

ộ ị ủ i t ự ạ

c g i là tín hi u

Dãy xung r i r c đó còn đ ờ ạ

ượ

ệ đi u ch biên đ xung PAM

PAM( Pulse Amplitude biên Modulation, ng xung): T tín hi u t t , ta t o nên m t dãy xung ự r i r c tu n hoàn r ng ờ b ng nhau, biên đ xung ằ b ng v i giá tr c a tín ớ ằ ng t hi u th i t ờ ươ ệ đi m l y m u ẫ ấ ể

ế

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

2.2.3 L Y M U Ấ

 N u tín hi u PAM có t n s đ l n (t c là kho ng cách gi a các xung c nh

ố ủ ớ

ế

ữ ban đ u t

ng t

tín hi u

ả ứ i tín hi u t ệ ươ

ầ ừ

ạ ệ

ầ ể

ụ ạ

nhau đ nh ) thì có th khôi ph c l PAM.

 Đ nh lý l y m u Shannon đ a ra gi

i h n d

ớ ạ

ướ ủ ầ ệ

ố ủ

ố ự

s≥ 2fm i c a t n s đó là f ố m là t n s c c đ i ạ

ư ho c ặ ωs≥2ωm trong đó fs là t n s c a tín hi u PAM và f ầ c a ph tín hi u t ủ

ệ ươ

là tín hi u thông d i có ph t

f

ổ ng h p tín hi u t

ườ

ổ ừ L đ n fế H thì

ố ấ

ượ

ự ư

Đ nh lý l y m u Shannon ấ ẫ ị

ng t ự ng t ệ ươ c ch n nh sau: ọ 2

f

H

=

f

f

f

n

int

H

L

f

f

+ Tr t n s l y m u đ ầ 2 n

n

1

H

L

trong đó S

(cid:246) (cid:230) £ £ (cid:247) (cid:231) (cid:247) (cid:231) - - ł Ł

ng t ể ấ ệ ạ ươ

Ví d :ụ Đ l y m u tín hi u tho i t ẫ ự ế có ph t ổ ừ ự , CCITT quy đ nh f ị fs ≥ 6,8kHz -> th c t 0,3 - 3,4kHz s= 8kHz

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

2.2.3 L Y M U Ấ

nhiên

M ch t o tín hi u PAM l y m u t ệ

ẫ ự

ử ụ ư

ậ ấ ộ ạ ệ l ữ ạ

ị ặ

ệ ộ

ề ỗ

ử ụ ượ

M ch l y m u và gi

ữ ẫ ứ

m u t c th i ờ

PAM s d ng k thu t l y ỹ . T i m t m u và l u gi ẫ ữ th i đi m, m t m c tín hi u ứ ộ ể ờ đ i c đ c, sau đó l u gi ư ượ ọ giá tr đ c tr ng. Vì tín ư hi u PAM t o ra m t s ố ạ chu i xung có nhi u m c ứ giá tr biên đ khác nhau nên ộ ị c s d ng đ không đ ể truy n thông. ề

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

2.2.4 L

ƯỢ

NG T HÓA Ử

 H n ch c a h th ng truy n tin qua kho ng cách xa là s tích lũy

ự ả ạ

ế ủ ế ề ả ệ

ng tín hi u gia tăng theo ng này b ng cách th c hi n ớ ả ấ ượ ưở ự ệ ằ

ể ả hóa (quantizing) ễ ả ng t ệ ố nhi u, khi n cho s suy gi m ch t l ự kho ng cách. Có th gi m b t nh h l ượ ử

ự ấ

ng t

ị ủ ử ụ

ẫ ươ

Đó là s x p x hóa các giá tr c a các ỉ b ng cách s d ng s m u t ự ằ ố ứ

m c h u h n M ữ

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

2.2.5 MÃ HÓA

ạ ượ

ự ế ợ ộ

ử ờ ạ

ề ng t

hóa

mã s ố ừ

S k t h p gi a ho t đ ng l y m u và l ng t ẫ tín hi u PAM hóa t o ra ệ ạ l , đó là dãy hóa ng t ượ xung r i r c cách đu ề nhau Ts và có biên đ ộ cũng r i r c hóa v i M ớ ờ ạ m c biên đ . Tr c khi ướ ộ ỗ m u PAM truy n đi, m i ẫ đ l c ượ mã ử ượ hóa thành m t t ộ ừ (Digital word) g i là t ọ mã PCM

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

2.2.5 MÃ HÓA

ượ

c chuy n ể ng ươ ị ng và bit th 8 đ i di n cho ứ ạ

M i giá tr nguyên đ ỗ ị đ i sang 7 bit nh phân t ổ đ ệ ươ d u.ấ

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

2.3 M T S U ĐI M C A TÍN HI U PCM

Ộ Ố Ư

 Có th s d ng các m ch s không đ t l m  Tín hi u PCM xu t phát t

t ể ử ụ ệ ệ ươ ấ

ự máy ể ế ợ ố ệ

ắ ắ t c các ngu n tín hi u t ồ ệ ề ng t ụ ừ ộ ệ ố ố ố ề

 Khi truy n qua kho ng cách xa, tín hi u PCM có th đ

ố ừ ấ ả (audio, video…) có th k t h p v i tín hi u s li u (ví d t ớ tính) và truy n chung qua h th ng truy n tin s t c đ cao (high- speed digital communication system)

c khôi ể ượ ệ

ả i m i tr m l p trung gian (intermediate repeater ỗ ạ ạ ặ

 Có th gi m nh h

ề ph c hoàn toàn t ụ station)

ể ả ả ưở ủ

t, có th s a đ ỹ ng c a nhi u lên tín hi u PCm b ng cách s ử ệ c h u h t các ế ể ử ằ ầ ượ ặ

ễ d ng các k thu t mã hóa đ c bi ệ ậ ụ iỗ l

 Có th gi m b t s l p l

i không c n thi ầ ế t hay còn g i là đ d ộ ư ọ ể ả

ớ ự ặ ạ (redundancy) trong b n tin

ả  Tín hi u PCM d l u tr ễ ư ữ ệ

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

2.4 CÁC K THU T S HÓA GI M BĂNG THÔNG

Ậ Ố

 Băng thông (bandwidth) là m t tài nguyên thông tin quý giá và có ng truy n v t lý (dây xo n đôi, cáp đ ng tr c, ậ ạ ề

ạ ụ ề ắ

ồ ộ ả ữ ườ ề ệ ỉ

h n. T t c các đ ấ ả cáp s i quang…) đ u ch cho tín hi u truy n trong m t d i h u h n ợ c a t n s ố ủ ầ

C n ph i có bi n pháp s d ng băng thông hi u qu ử ụ

 Đ ti ể ế s hóa khác hi u qu h n PCM, bao g m : ả ơ ố

t ki m băng thông truy n d n, có th th c hi n các k thu t ể ự ệ ề ệ ẫ ậ ỹ

ệ ồ

- PCM delta - PCM vi sai DPCM - Đi u ch delta DM ế ề - Đi u ch delta thích nghi ADM ế ề

VÌ SAO ?

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

CH

NG 4 MÃ HÓA NGU N

ƯƠ

 4.1 Các khái ni m c b n

ơ ả ệ

 4.2 Mã hóa 4.2.1 Đ nh nghĩa mã hóa 4.2.2 Các tham s c b n c a mã hóa ố ơ ả ng pháp bi u di n mã 4.2.3 Các ph ể

ươ ễ

mã trung bình

ừ ấ

 4.3 Mã hóa ngu nồ 4.3.1 Đ dài t ộ 4.3.2 Hi u su t mã ệ 4.3.3 Gi ả

 4.4 Mã hóa Huffman

 4.5 Mã hóa Facsimile

i mã trong tr ng h p t ườ ợ ừ mã có đ dài thay đ i ổ ộ

4.1 CÁC KHÁI NI M C B N

Ơ Ả

Kênh tin

Nguồn tin

Nhận tin

 Ngu n tin là m t phân b xác su t, t c là m t t p các xác su t xu t

ấ ứ ộ ậ ấ ấ ồ

ố hi n c a các s ki n p(i) ộ ự ệ ủ ệ

ng tin I(i) ượ ự ả c c a tin ủ

ng tin vô h n là kh năng d đoán đ  L ượ p(b n tin)= 1 không mang tin ả p(b n tin)= 0 mang m t l ả ộ ượ ạ

4.1 CÁC KHÁI NI M C B N

Ơ Ả

 Entropy H là l ngu n tin ồ

 Entropy c c đ i H

ng tin trung bình ch a trong m t kí t b t kỳ c a ượ ứ ộ ự ấ ủ

t c các kí t c a ngu n đ u ự ấ ả ự ủ ề ồ

 V i M là s kí t

đ c khi t ạ ượ c sinh ra v i cùng xác su t ấ ạ max đ t đ ớ ượ

ớ ố ự

 VÍ D :Ụ

ư

ư

B N TIN p(có m a) = 0,1 p(không m a) = 0,9 Tìm l

ng tin, entropy , và entropy c c đ i ?

ượ

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

4.2 MÃ HÓA

4.2.1 Đ NH NGHĨA MÃ HÓA

 Ngu n tin r i r c X sinh ra N tin hay kí t

1 , x2 ,.., xi ,.., xn)

đ c l p (x ờ ạ ồ ự ộ ậ

 Mã hóa ngu n tin X b ng t p M ph n t ầ ử ữ ồ ổ

1 , m2 ,…, mq) ầ ộ ậ

ằ ỗ ủ h u h n (m ạ i c a ngu n X thành m t t p các ph n

ậ có nghĩa là bi n đ i m i tin x ế t ử thu c M ộ

xi -> mi1 mi2 …. mil

ổ c l i ượ ạ

Phép bi n đ i ng ế mi1 mi2 …. mil -> xi G i là gi i mã ả ọ

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

4.2.1 Đ NH NGHĨA MÃ HÓA

 Mã hóa đ

ượ

c chia làm hai lo i: ạ

Mã hóa ngu n ồ (source coding)

ng th c mã hóa tín hi u

ươ

i

Là ph thành các bit thông tin đ ể truy n đi, đ ng th i đ làm t ồ ề ờ ể ng truy n d n đa dung l ề ượ

Mã hóa kênh (Channel coding)

ươ

ng pháp b sung thêm ổ

Là ph các bit vào b n tin nh m m c ả đích phát hi n ho c s a l ệ

ụ ằ i ặ ử ỗ

NGUYÊN LÝ TRUY N THÔNG

4.2.2 CÁC THAM S C B N C A MÃ HÓA

Ố Ơ Ả

: s kí hi u mã khác nhau trong mã

 C s c a mã ơ ố ủ

ệ ố

 T mãừ ngu nồ

 Đ dài c a t

: dãy liên t c các ký hi u mã dùng đ mã hóa m t tin c a ụ ủ ệ ể ộ

mã : s kí hi u mã có trong m t t mã ủ ừ ộ ộ ừ ệ ố

ng t mã : là t ng s kí hi u khác 0 có m t trong t mã

 Tr ng l ọ

ượ ừ ệ ặ ố ổ ừ

 Kho ng cách mã mã dài b ng nhau ằ

: là s kí hi u cùng v trí khác nhau gi a hai t ả ữ ệ ố ị ừ

 VÍ DỤ Có b ng mã sau ả

ng c a m i t ỗ ừ ủ ượ mã c nh nhau?

Tìm c s mã, đ dài, tr ng l ọ và kho ng cách gi a m i t ỗ ừ

ơ ố ả

4.2.3 CÁC PH

ƯƠ

NG PHÁP BI U DI N MÃ Ể

 Có b n ph

ng pháp:

ươ

- Ph

ng pháp li

t kê

ươ

- Ph

ng pháp ma tr n

ươ

- Ph

ng pháp cây

ươ

- Ph

ươ

ng pháp đa th c ứ

PH

NG PHÁP LI T KÊ

ƯƠ

 Li

t kê các tin c a ngu n và các t

mã t

ươ

ng ng ứ

trong b ng mã ả

 Ví d : ngu n tin có 8 tin (kí t ), các tin đ

c mã hóa

ượ

ụ nh sau ư

PH

NG PHÁP MA TR N

ƯƠ

 Ch ch n nh ng t ọ

mã làm c s trong các t ơ ở

ữ c mã hóa

đ

ỉ ượ

mã này s l p thành b ng mã d

i d ng ma

ướ ạ

tr n và g i là ma tr n sinh

 Các t ậ

ẽ ậ ậ

ươ

ng ng v i b ng mã trên ớ ả

 Ví d : ma trân sinh t 0 0 1 0 1 0 1 0 0

PH

NG PHÁP CÂY

ƯƠ

 Cây mã g m nút g c, nút lá và các nút nhánh

i đa q

 Nút g cố : là g c c a cây mã. T nút g c phân t

ố ơ ố ủ

ố ộ

nhánh (q là c s c a mã), m i nhánh mang m t kí hi u mã

 Nút mà t

đó phân nhánh ti p theo g i là

nút nhánh

ế

 Nút cu i cùng c a cây g i là

nút lá

mã là

 VÍ DỤ Cho b mã nh phân g m các t ị 00, 01, 10, 1101, 11001 Hãy bi u di n mã này theo ph

ng pháp cây

ươ

PH

NG PHÁP ĐA TH C

ƯƠ

ượ

c bi u di n b ng ễ

k-1 mk-2 …..m2 m1 m0 đ

 T mã k bit m đa th c sau: ứ

f(x) = mk-1 xk-1 + mk-2 xk-2 +…..m2 x2 + m1 x + m0

i mã

ươ

 Ph ễ

ng pháp này có th th c hi n mã hóa và gi ể ự d dàng b ng cách th c hi n các phép toán c ng, ộ ệ nhân và chia

mã nh phân 1 1 0 1 0 1 0 1

 Ví d : cho t ụ f(x)= x7 + x6 + x4 + x2 + 1

4.3 MÃ HÓA NGU NỒ 4.3.1 Đ DÀI T MÃ TRUNG BÌNH Ộ

ng

 Mã hóa kí t

ư ậ ượ

i , nh v y l

xự i b ng m t t

tin ch a trong t

ộ ừ ằ mã này là l

mã dài l i (bit)

 Ví d : ngu n tin nh phân ồ p(0)= 0,5 p(1)= 0,5 => I(0)= I(1)= 1 bit  L

ng tin trung bình ch a trong m t t

mã là đ dài

ượ

ộ ừ

trung bình c a t

mã L (bit)

ủ ừ

M

=

L

(

(cid:229)

.) lxp i i

= 1

i

4.3.2 HI U SU T MÃ

ứ ề

 VÍ DỤ B n tin truy n gi a hai máy tính qua m ng PSTN ch a các kí t ả A đ n H. Theo k t qu th ng kê xác su t xu t hi n các kí t ế sau:

ả ố ạ ấ ữ ế ự ệ ấ t ự ừ nh ư

Tính hi u su t c a ngu n ấ ủ ệ ồ

 VÍ DỤ Cũng b n tin nh ví d trên ả

ư

 Tính đ dài t

mã trung bình và hi u su t mã lúc này? ệ

4.3.3 GI

I MÃ TRONG TR

NG H P T MÃ CÓ Đ Ộ

Ợ Ừ

ƯỜ DÀI THAY Đ IỔ

 Gi B n tin thu ch có m t nghĩa duy nh t ấ ả Ví d ụ : A= 0, B= 01, C= 11, D= 00 => Bên thu: 0011 => không có tính gi

i mã duy nh t ấ ộ ỉ

i mã duy nh t ấ ả

 Gi Ví d : A= 0, B= 10, C= 110, D= 111 ụ

ả i mã t c th i ờ ứ

mã ủ ầ

Mã có tính prefix: không có t hoàn thành nào là ph n đ u c a t ầ mã khác dài h n nó ừ ơ

4.4 MÃ HÓA HUFFMAN

 D a vào xác su t xu t hi n c a các ký t

i u theo nghĩa đ dài t

ố ư

 Thu t toán c a Huffman t ủ mã trung bình là nh nh t ấ

 Mã Huffman không có đ c tính s a l

i, nh ng có tính

ử ỗ

ư

gi

i mã duy nh t và t c th i ờ ấ

4.4.1 MÃ HÓA HUFFMAN C SƠ Ở

theo th t

xác su t gi m d n

 S p x p các ký t ế

ứ ự

 Gán cho hai kí t

có xác su t xu t hi n th p nh t v i ấ ớ có xác ự ừ có xác su t b ng ấ ằ

ấ hai nhánh (0) và (1) c a cây mã. T hai kí t ủ su t th p nh t gi m còn m t kí t t ng c a hai xác su t ấ ổ

ấ ủ

 L p l

c 1 cho đ n khi ch còn l

duy

ặ ạ ướ

i m t kí t ộ

ế nh t v i xác su t là 1

i b ấ ớ

mã t

ng ng v i t ng ký

ươ

ớ ừ

c a ngu n

t

 Duy t cây mã đ tìm ra t ồ

ệ ự ủ

 VÍ D : gi

ộ ố ả

Ụ ả ử

ề ỉ

c truy n gi a hai máy tính qua m ng PSTN. Các b n tin ch ch a các ứ ký t t ế ế ự ừ su t xu t hi n c a các ký t ệ ấ

s có m t s b n tin đ ượ ả ả ố nh sau: ư

A đ n H. Theo k t qu th ng kê cho th y xác ấ

 4.4.2 Mã hóa Huffman đ ngộ

 4.5 Mã hóa facsimile (fax)

CH

NG 5 MÃ HÓA KÊNH

ƯƠ

ề ề

i ể ỗ i ể ỗ

ử ỗ ủ i c a mã kh i ố ả

ẵ ẻ

ế

ộ ư

 5.1 T ng quan v đi u khi n l ổ ng pháp đi u khi n l 5.1.1 Các ph ươ ề i 5.1.2 Phân lo i đi u khi n l ể ỗ ạ 5.1.3 Kh năng phát hi n và s a l ệ  5.2 Mã kh iố 5.2.1 Mã ki m tra ch n l ể 5.2.2 Mã ki m tra t ng kh i ố ể 5.2.3 Mã kh i tuy n tính ố  5.3 Mã vòng 5.3.1 Đ c đi m mã vòng ặ ể 5.3.2 Ki m tra đ d vòng ể 5.3.3 Mã Hamming  5.4 Mã ch pậ 5.4.2 Gi

5.4.1 Mã hóa mã ch pậ i mã mã ch p ậ ả

5.1 T NG QUAN V ĐI U KHI N L I Ể Ỗ

Ề Ề

 5.1 Các ph

ươ ng pháp đi u khi n l ề i ể ỗ

l

i bit

ỷ ệ ỗ

- Đ i l

i? ạ ượ ng đ đo l ể ỗ

T l BER

- M c đích c a đi u khi n l ủ

i? ể ỗ ụ ề

l

ỷ ệ ỗ

i trong Gi m t l ả h th ng khi t l ệ ố ỷ ệ này l n quá m c cho ứ ớ phép

5.1.1 CÁC PH

ƯƠ

NG PHÁP ĐI U KHI N L I Ể Ỗ Ề

 Tăng công su t phát

ậ ư ử ụ ộ ư ữ ệ

 S d ng phân t p: đ a thêm đ d vào d li u phát - Phân t p không gian ậ - Phân t p t n s ậ ầ - Phân t p th i gian ậ

 Truy n song công (ki m tra echo): b phát phát tin đ n b thu, tin

ế ộ ộ

ề c phát ng đ c v b phát trên kênh h i ti p riêng ượ ể ề ộ ượ ồ ế

đ ng ARQ

 Mã hóa s a l

i t  Yêu c u l p l ầ ặ ạ ự ộ - ARQ d ng và đ i ợ ừ - ARQ liên t cụ

i không ph n h i: ki m tra kh i s li u thu đ s a l ử ỗ ố ố ệ i ể ử ỗ ể ả ồ

5.1.2 PHÂN LO I MÃ ĐI U KHI N L I Ể Ỗ

ử ỗ ủ i c a mã kh i ố

 Mã kh iố - Kh năng phát hi n và s a l ệ ả - Đ nh nghĩa mã kh i ố - Mã ki m tra ch n l ẵ ẻ ể - Mã ki m tra t ng kh i BCC ể - Mã kh i tuy n tính ế ố - Mã vòng

 Mã ch pậ

ổ ố

5.4 MÃ CH PẬ

ằ ằ ằ ằ

i mã mã ch p b ng thu t toán Viterbi

 5.4.1 Đ nh nghĩa ị  5.4.2 Đ c đi m ặ  5.4.3 Mã hóa mã ch pậ - Bi u di n mã ch p b ng đa th c sinh ứ ậ ễ ể - Bi u di n mã ch p b ng s đ tr ng thái ậ ễ ơ ồ ạ ể - Bi u di n mã ch p b ng s đ cây ơ ồ ậ ễ ể i - Bi u di n mã ch p b ng s đ l ơ ồ ướ ậ ễ ể Bài t p v nhà ề ậ i mã mã ch p  5.4.3 Gi ậ ả - Gi ằ ậ

5.4.1 Đ nh nghĩa ị

 Mã ch p đ

ượ

c đ c tr ng b i ba s nguyên là n, k và ố

ư

K.

ộ ộ

c xây d ng t

các thanh ghi d ch

ọ ượ

 Trong đó : n là s bit ra c a b mã hóa ố k là s bít vào b mã hóa ố c g i là đ dài ràng bu c K đ ộ ượ  Mã ch p (n, k, K) đ ự ậ kK bit.

5.4.2 Đ c đi m ặ

t c b n

ể ể

 Mã ch p là mã có nh => đó là đi m khác bi ớ

ệ ơ ả

 Ph n này, ta xét lo i mã ch p ph bi n nh t là mã

c a mã ch p so v i mã kh i ố ủ ậ

ớ ạ

ổ ế

ch p có k=1

ầ ậ

 Ví d minh h a b mã ch p có k=1, n=2, K=3

ứ u1 { bit ra th nh t ấ

T3

T2

1

Thanh ghi

Bit ra U 2

ứ u2 { bit ra th hai

Bit vào T1 M Dãy vào= [1 1 0 1] Dãy ra = [11 10 11 01]

5.4.3 Mã hóa mã ch pậ

ể ộ

ượ ễ ể ả ự ế ố

 Bi u di n mã ch p b ng đa th c sinh ậ - B mã ch p có th bi u di n b ng các đa th c sinh ậ ằ ễ ể ể c bi u di n b ng các + Các b c ng modulo-2 đ ộ ộ s k t n i gi a đ u ra 1(X), G2(X)…miêu t ị

ứ ằ ữ ớ ộ ộ

v y, dãy bit vào cũng đ

c bi u di n

đa th c Gứ c a m t v trí trong thanh ghi d ch v i b c ng ộ ị ủ modulo-2. ươ

ượ

+ T ằ

- Các đa th c sinh có b c ≤ K – 1 - Đ u ra c a m i b c ng modulo-2 s l n l

t là các

ẽ ầ ượ

ng t ự ậ b ng đa th c M(X) ứ ứ ỗ ộ ộ ủ 1(X), U2(X)… đa th c Uứ

U1(X)= M(X)*G1(X) U2(X)= M(X)*G2(X) ……

Bi u di n mã ch p b ng đa th c sinh - Theo ví d trên ta có hai đa th c sinh cho 2 b c ng

ộ ộ

module-2 là:

+ X + X3 + X3

+ X5

11 10 11

01

01

G1(X) = 1 + X2 G2(X) = 1 + X - Đa th c sinh cho dãy bit vào là: M(X) = 1 + X + X3 => U1(X) = M(X)*G1(X) = (1 + X + X3)*(1 + X2) = 1 + X2 U2(X) = M(X)*G2(X) = (1 + X + X3)*(1 + X) = 1 + X + X + X2 + X3 + X4 U1(X) = 1 + 1.X + 1.X2 + 0.X3 + 0.X4 + 1.X5 U2(X) = 1 + 0.X + 1.X2 + 1.X3 + 1.X4 + 0.X5 10 => U(X) =

5.4.3 Mã hóa mã ch pậ

 Bi u di n mã ch p b ng s đ tr ng thái

ơ ồ ạ

00

0

1

00

10

11

01

10

01

Bit ra

01

10

11

11

00

 Ví d : Dãy vào = [1 1 0 1] => Dãy ra = [11 10 11 01]

Tr ng thái ạ mã hóa

5.4.3 Mã hóa mã ch pậ

c xóa v 0

 Bi u di n mã ch p b ng s đ cây ơ ồ ậ ể s ban đ u toàn b thanh ghi đ Gi ả ử

ượ

00

00

00 0 11 01

11

10 10

01

11 1 01 11

10

Ví d : Dãy vào = [1 1 0] => Dãy ra = [11 10 11]

00

5.4.3 Mã hóa mã ch pậ

b mã ch p ch có 4 tr ng

ậ ấ

i ơ ồ ướ ậ

ằ ự ế ộ

ừ ơ ồ thái phân bi

 Bi u di n mã ch p b ng s đ l - T s đ cây ta th y th c t ệ

i có hai nhánh ra: m t nhánh ng v i bit ộ ng nét li n), m t nhánh ng v i bit vào là

c l p l

i đ

t: 00, 10, 01, 11 - Các nút cùng hàng bi u di n cùng tr ng thái ể - T m i nút l ứ ừ ỗ vào là 0 (đ ớ 1 (đ ườ ổ

ướ ườ ng nét đ t) ứ - T ng quát, sau c t nút th K c u trúc l ộ

i ướ ượ ặ ạ

Bi u di n mã ch p b ng s đ l ậ

i ơ ồ ướ

0

1

00

00

10

10

00 11 00 11 00 11

01

01

01

11

11

10

Bi u di n mã ch p b ng s đ l ậ

i ơ ồ ướ

0

1

00

10

00 11 00 11 00 11 10

01

01

01

01

10 10

11

11

00

Bi u di n mã ch p b ng s đ l ậ

i ơ ồ ướ

0

1

00

00 00

10

00 11 00 11 11 11 11 10 10

01 01 01 01

01

01 01 10 10 10 10

11

11 11 11

Ví d : Dãy vào = [1 1 0 1]

=> Dãy ra = [11 10 11 01]

00 00

Bài t p v nhà

 Cho b mã ch p có các thông s sau k=1, n=2, K=4

T1

T2

T3

ng pháp:

ươ

Mã hóa dãy bit vào [1 0 1 1 0 1] b ng các ph  Đa th c sinh 

ứ S đ tr ng thái ơ ồ ạ S đ cây ơ ồ i S đ l ơ ồ ướ

Bit vào M Bit ra U

5.4.2 Gi

i mã mã ch p

i mã ch p đ

ả ậ

ậ c dùng ph bi n nh t là ổ ế

ượ

c th c hi n trên s đ l

thu t toán Viterbi  Thu t toán Viterbi đ  Thu t toán Viterbi d a trên c s gi

i mã lân c n g n

ượ ự

ệ ơ ở ả

i ơ ồ ướ ậ

ế

s dãy thu là

 Thu t toán gi ậ ậ ậ ậ nh t.ấ  Đ c đi m: mã ch p cũng b ép vào m t c u trúc kh i ặ ộ ấ ố ị b ng cách g n thêm m t s bit 0 vào cu i m t dãy tin ằ ố ộ ố ắ đ đ m b o đuôi dãy tin đ c d ch h t qua thanh ghi ể ả ượ d ch. ị ụ

ả ử

 Ví d mã hóa mã ch p hình 5.15, gi 10 10 00 10 10 => dãy vào b mã hóa là 5bit, trong đó

ộ có 3 bit tin và 2 bit 0 thêm vào

Các b

c gi

i mã thu t toán Viterbi

ướ

ướ

c n bit : chia dãy thu thành các b có kích th t so sánh các b thu v i các nhánh trên s đ ơ ồ ớ i đ đánh giá kho ng cách (metric) gi a b thu và

 B c 1 ướ l n l ầ ượ l ướ ể các nhánh mã.

Sau (2K-1 - 1) nh p đ u tiên thì s xu t hi n 2 nhánh

ầ cùng đi vào m t nút.

10

10

00

00

10

00 11 00 11 00 11

10 01

01

01

01

10 10

11

11

00

00

1 1 0

10

1 2 1

1 1

2

01

1

1 0

11

2

0

Các b

c gi

i mã thu t toán Viterbi

ướ

ng d n cùng đi

ườ

 B c 2 ướ

ng đ

ườ

ườ ườ

ng ố ườ

ỗ ườ ng có t ng s đo ổ ng s ng, đ ng ố

ng b ng ằ

ườ

ậ ng s ng sao

th c hi n l

thu k t qu gi

là b c lo i tr . T hai đ ướ ạ ừ ừ vào 1 nút, ti n hành tính t ng metric trên m i đ ổ ế đ so sánh, đ c ch n là đ ượ ọ kho ng cách bé nh t đ c g i là đ ấ ượ ả ọ i b lo i là đ còn l ng ch t. ạ ị ạ ế ườ ng h p, t ng metric trên hai đ Trong tr ổ ợ ườ nhau thì vi c ch n đ ườ ọ ệ toán Viterbi khuy n khích nên ch n đ ế ng s ng còn l cho s đ ạ ố ố ườ  B c 3 i b ệ ạ ướ ự ướ i mã là đ ườ ả ả ế

ng nào là tùy ý, tuy nhiên thu t ọ ườ i là nhi u nh t. ấ ề c 1 và 2 cho đ n h t dãy ế ế i duy nh t. ng s ng còn l ấ ạ

00

1

10

1 1 0 2 1

1 1

2

01

1

1 0

11

2

00

0

1 0

10

1 1 2 1

1

01

2 1

1 0

11

2

0

00

1 1 0

10

1 1 1

0 1 2

01

2 2

0 0

11

2 1

0

00

1

10

1 1 1

0 0

2 2

01

2

0 0

11

2 1 1

0

1 1

00

10

1

01

0 1 2

0

11

1 1

0

 Th c hi n so sánh, ch n đ

ng có metric th p h n,

ệ cu i cùng ta còn l

ng s ng là đ

ơ ấ ng duy nh t ấ

ườ

ườ ố

ự ố => Dãy tin gi

i mã là

1 1

ọ i đ ạ ườ 11100

CH

NG 6: GHÉP KÊNH VÀ TRUY N D N TÍN HI U S

ƯƠ

Ệ Ố

 6.1 Ghép kênh phân chia theo t n s (FDM)

ố ầ

6.1.1 Nguyên lý ghép, tách kênh FDM 6.1.2 Phân c p h th ng đi n tho i FDM ệ ố ệ ạ ấ

 6.2 Ghép kênh phân chia theo th i gian (TDM) 6.2.1 Nguyên lý ghép, tách kênh TDM 6.2.2 Đ ng b khung trong TDM 6.2.3 Các ph ng pháp ghép TDM 6.2.4 Phân c p c n đ ng b PDH ộ ậ 6.2.5 Phân c p đ ng b SDH ồ

 6.3 Đa truy c pậ

ộ ươ ấ ấ ộ

ầ ố

 6.4 Truy n d n tín hi u s

ậ ậ ậ

6.3.1 Đa truy c p phân chia theo t n s 6.3.2 Đa truy c p phân chia theo th i gian ờ 6.3.3 Đa truy c p phân chia theo mã ệ ố ề ẫ

GHÉP KÊNH

 Khái ni mệ

h p nhi u tín hi u l i ề ố ộ

- Quá trình k t h p hay t th p) t o nên m t tín hi u l ế ợ ộ ổ ợ ệ ố ệ ố vào (có t c đ bit i ra (có t c đ bit cao h n) ộ ạ ấ ơ ố

 M c tiêu c a ghép kênh: ủ

ng ườ ng truy n d n ề ẫ -> tăng dung l ượ

Tăng hi u su t s d ng môi tr ấ ử ụ truy nề d n c a h th ng ệ ố ủ ệ ẫ

6.1 GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO T N S (FDM)

Ầ Ố

ộ ộ ồ

 FDM truy n đ ng th i các tín hi u khác nhau qua cùng m t kênh băng r ng ờ b ng cách s d ng các sóng mang t n s khác nhau ằ ệ ầ ố ề ử ụ

ng truy n liên k t l n h n các băng thông h p thành c a ủ ợ ế ớ ề ơ

ệ ượ

ủ ườ c truy n đi. ề ả ỗ c s d ng đ đ m b o các ể ả ả

 Băng thông c a đ các tín hi u đ  Gi a m i kênh có kho ng băng thông không đ ượ ử ụ ữ tín hi u không ch ng lên nhau - g i là băng thông b o v . ệ ả ệ ọ ồ

6.1.1 NGUYÊN LÝ GHÉP VÀ TÁCH KÊNH (FDM)

6.1.1 NGUYÊN LÝ GHÉP VÀ TÁCH KÊNH (FDM)

 Minh h a quá trình x lý tách và ghép kênh

ử ọ

6.1.2 PHÂN C P H TH NG ĐI N THO I FDM

Ệ Ố

 Đ tăng t ể

ng truy n, ng ề ườ ệ

ệ ệ ừ i ta th c hi n ườ ự ng truy n có băng thông th p sang ấ ề

ố ghép kênh các tín hi u t đ ề i đa hi u qu s d ng đ ả ử ụ nhi u đ ườ ề ng truy n có băng thông cao h n. ơ ườ

6.2 GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO TH I GIAN (TDM)

ự ệ ộ

 TDM th c hi n truy n các tín hi u khác nhau qua cùng m t kênh băng ệ r ng v i cùng t n s nh ng vào các th i đi m khác nhau ờ ộ ề ầ ố ư ể ớ

t đ ng ầ ẽ ầ ượ ượ c chi m gi ế đ ữ ườ

Ví d : Các ph n tín hi u 1,2,3 và 4 s l n l ệ ụ truy n.ề

6.2 GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO TH I GIAN (TDM)

 Khe th i gian và khung

m i k t n i đ ồ ơ

ể ề

ữ ệ ừ ỗ ế ố ượ ị ữ ệ ộ ơ ồ ủ ị ữ ệ ữ ệ ạ

Lu ng d li u t c phân chia thành các đ n v d ị ữ li u, kích th c c a m t đ n v d li u có th là 1 ho c nhi u bit. K t ế ặ ứ ủ ệ h p các đ n v d li u c a các lu ng d li u khác nhau t o thành m t ơ ộ ợ ữ ệ . khung d li u

ị ữ ệ ứ ả ớ ờ ơ

Khe th i gian: là kho ng th i gian mang 1 đ n v d li u ng v i m i ỗ lu ng d li u. ờ ữ ệ ồ

6.2.1 NGUYÊN LÝ GHÉP VÀ TÁCH KÊNH TDM

ấ ạ hai b chuy n m ch trên có c u t o quay tròn ấ ạ ể ạ ộ cùng t c đố ộ, ng c ượ

. C u t o: chi u nhau ề

ị ữ ệ ộ ơ ử ể ạ

Phía ghép kênh: chuy n m ch m m t k t n i và g i m t đ n v d li u lên ở ộ ế ố đ ng truy n. ườ ề

ị ữ ệ ừ ế ố ể ạ ậ ơ ở

Phía tách kênh: chuy n m ch m m t k t n i và nh n đ n v d li u t ộ đ ng truy n. ườ ề

6.2.4 PHÂN C P C N Đ NG B PDH Ậ

 Ghép kênh PDH th c hi n ghép các lu ng s c s đ t o thành

ố ơ ở ể ạ ự

 Không s d ng đ ng b t p trung, t

các lu ng s m c cao h n theo k thu t TDM ố ứ ồ ỹ ệ ơ ồ ậ

t c các ph n t trong m ng ộ ậ ồ ầ ử ạ

ấ ả không b kh ng ch b i m t đ ng h ch ủ ồ ế ở ử ụ ố ị ộ ồ

 Các lu ng s do các ph n t ố

trong m ng t o ra có s chênh l ch ồ ự ệ ạ ạ

v t c đ bit so v i t c đ danh đ nh ớ ố ề ố ộ ị ầ ử ộ

6.2.4 PHÂN C P C N Đ NG B PDH Ậ

6.2.4 PHÂN C P C N Đ NG B PDH Ậ

6.2.4 PHÂN C P Đ NG B SDH Ấ Ồ

 M c đích: ụ  Thi

t c các thi ế ậ t l p m t chu n truy n d n băng r ng, đ ng b t ẫ ề

ồ t c các thi t ế i có ị ộ ấ ả ế ớ ủ ồ

ộ ộ ồ ể ế ố ớ ộ ấ ả t b trên th gi ạ ế ị ị ệ

ẩ b theo m t đ ng h ch , sao cho t th k t n i v i nhau dùng giao th c báo hi u và đ nh d ng khung ứ chu nẩ

6.2.4 PHÂN C P Đ NG B SDH Ấ Ồ

6.2.4 PHÂN C P Đ NG B SDH Ấ Ồ

 Th c hi n ch c năng ghép các kênh có t c đ th p thành lu ng s ố

ộ ấ ự ứ ệ ồ ố

 Vi c tri n khai SDH không d n đ n lo i b các thi

t c đ cao ộ ố

t b PDH đang ạ ỏ ể ế ẫ ế ị

 Cho phép mang nhi u thông tin qu n lý, b o d

ệ i t n t ồ ạ

ng=> qu n lý ả ả ưỡ ả

ề m ng m m d o h n ề ẻ ơ

ố ồ ồ ạ ễ

 D dàng tách/ghép các lu ng tín hi u lu ng nhánh t c đ th p t ả

 Cung c p nhi u c u hình m ng phù h p v i các yêu c u ng d ng

ộ ấ ừ t b , gi m i => tinh gi m thi ệ c l ượ ạ ế ị ả ộ ồ ổ

các lu ng t ng t c đ cao và ng ố giá thành khai thác ấ ầ ứ ụ ề ạ ợ ớ

ấ c th khác nhau ụ ể

 Cho phép nhi u nhà cung c p thi ề

t b và k t n i liên m ng d a trên ấ ế ố ự ạ

ế ị nh ng khuy n ngh do ITU-T ban hành ị ữ ế

6.3 ĐA TRUY C PẬ

 Khái ni mệ - Là k thu t cho phép nhi u c p thu phát cùng chia s m t kênh ậ ỹ v t lý chung

ẻ ộ ề ặ

TDMA

TDM

6.3.1 ĐA TRUY C P PHÂN CHIA THEO T N S

Ầ Ố

ộ ộ ố

 Đ r ng băng thông c p phát cho h ệ th ng là B Hz đ c chia thành n băng ượ con, m i băng con có đ r ng băng là B/n đ ỗ

ộ ộ c n đ nh cho m i user ỗ ượ ấ ị

-

- Đ n gi n, không c n đ ng b th i gian ầ Ít tr do không c n x lý tín hi u nhi u

Ư ể ả u đi m: ơ ồ

ộ ờ ệ ử ề ễ ầ

c đi m: ể

ượ ỉ

 Nh ượ - M i sóng mang ch truy n đ ỗ l u l ấ ư ượ nhi u kênh ề

c m t kênh ộ ề ng -> hi u qu th p khi s d ng ử ụ ệ ả

6.3.2 ĐA TRUY C P PHÂN CHIA THEO TH I GIAN

 Tín hi u c a m i user ch đ

ỗ ỉ ượ

ủ ệ ờ ạ ụ ầ

ụ ấ ắ

c phát theo c m r i r c không liên t c. Các c m tu n ụ i thành m t c u trúc đ t ộ ế ự ượ th i gian dài h n g i là khung ơ ờ c s p x p l ạ ọ

t ki m t n s -> hi u qu s d ng t n ệ ả ử ụ ầ ầ ố

u đi m: Ư ể - Ti ệ ế s cao ố

c đi m: ể

 Nh - Ph c t p do yêu c u đ ng b c m ộ ụ - X lý ph c t p nên x y ra tr l n ễ ớ

ượ ứ ạ ầ ồ

ứ ạ ử ả

6.3.3 ĐA TRUY C P PHÂN CHIA THEO MÃ

 Tín hi u t ộ

m i user đ ệ ừ ỗ ượ

c mã hóa theo ộ

m t cách riêng sao cho b thu có th ể tách riêng các tín hi u đó ra dù chúng ệ có trùng nhau v th i gian và t n s ề ờ ầ ố

 Ưu đi m:ể - Cho dung l - Kh năng ch ng nhi u t ả - B o m t thông tin t ố ơ ậ ả - Dung l ượ

t h n ng cao ượ ố

ễ ố ơ t h n ng kênh linh ho t ạ

ượ c đi m: ể

 Nh - Đ ng b ph c t p ồ ộ - X lý tín hi u ph c t p ử

ứ ạ

ứ ạ ệ

ĐA TRUY C PẬ

6.4 TRUY N D N TÍN HI U S Ẫ

Ệ Ố

 MÔI TR

NG TRUY N D N ƯỜ Ẫ Ề

+ Đ ng dây song hành ườ

+ Đ ng dây xo n đôi ườ ắ

+ Cáp đ ng tr c ụ ồ

+ Cáp s i quang ợ

+ V tinh ệ

+ Sóng viba

Đ

NG DÂY SONG HÀNH

ƯỜ

ộ ớ ả

ố ạ ế ị ạ t b cách nhau 50m, t c đ bit trung bình < 19,2 kbps ộ

ượ

ắ ấ

 Dây kim lo i này cách ly v i dây kim lo i kia m t kho ng không  N i các thi ố  Ưu đi m:ể - Đ n gi n ơ  Nh - Đ ng truy n ng n, t c đ bit th p ườ - B nh h ở ị ả

ả c đi m: ể ề ộ ng b i nhi u xuyên âm, nhi u gi ố ễ ưở ễ ả

Đ

NG DÂY XO N ĐÔI

ƯỜ

 Trong m t cáp có nhi u c p dây xo n vào nhau. Dây tín hi u và

ệ ặ ắ ộ

ề dây đ t xo n vào nhau. ắ

ố ả ướ i 100m và t c đ ộ ố

 T c đ bit kho ng 1 Mbps cho kho ng cách d ả

bit th p h n cho kho ng cách dài h n ả ơ ơ ấ ộ ấ

 Ưu đi m:ể - Gi m đ ượ ả

 Nh - T c đ bit ch a cao ố

c nhi u xuyên âm ễ

c đi m: ể ư ượ ộ

CÁP Đ NG TR C

ồ ấ

ớ ồ ụ ế

ữ ệ ệ ệ ắ

c t c đ 10 Mbps qua vài trăm mét ho c cao h n ả ề ượ ố ặ ơ

 C u trúc cáp đ ng tr c ụ - Chính gi a cáp là lõi d n đi n làm dây tín hi u ẫ ữ - Bao quanh là l p v d n đi n đ ng tr c làm dây tham chi u đ t ấ ỏ ẫ - Kho ng gi a hai l p d n đi n là dung môi r n ớ ẫ  Truy n đ ộ  Ưu đi m:ể c nh h - Gi m đ ượ ả ả c đi m  Nh ể ượ - Suy hao l nớ - T c đ bit ch a cao

ng nhi u bên ngoài ưở ễ

ư ộ ố

CÁP S I QUANG

i d ng m t chùm sáng trong s i th y tinh ộ ủ ợ

ướ ạ c t c đ hàng trăm Mbps ề ề ượ ố

ng cao ệ

ượ

 Thông tin truy n đi d  Truy n đ ộ  Ưu đi mể - Dung l ượ - Suy gi m tín hi u ít ả c đi m  Nh ể - Chi phí hàn n i thi - N i cáp khó khăn

t b đ u cu i cao ố ế ị ầ ố

V TINH

 Truy n tín hi u thông tin b ng sóng vô tuy n qua không trung

ế ệ ề ằ

-

ự ớ

 Ưu đi m:ể - Hi u qu kinh t ả ệ n đ nh, ch t l Ổ ị

 Nh c đi m: ể ượ - Chi phí cao

cao trong thông tin c ly l n ng cao ế ấ ượ

SÓNG VIBA

 Liên k t b ng sóng viba đ

c s d ng r ng rãi ử ụ ộ ở nh ng n i khó l p ơ ữ ắ

 Ưu đi mể - Tính c đ ng cao

ượ đ t tuy n thông tin h u tuy n ế ế ằ ế ữ ặ

ơ ộ

ng b i fađinh c đi m  Nh ượ ể - Ch u nh h ưở ị ả ở

CH

NG 7: ĐI U CH TÍN HI U S

ƯƠ

Ệ Ố

 7.1 M c đích ụ

 7.2 Đi u ch nh phân

ế

 7.2.1 Đi u ch khóa d ch biên đ nh phân (BASK) ị  7.2.2 Đi u ch khóa d ch pha nh phân (BPSK) ị  7.2.3 Đi u ch khóa d ch t n nh phân (BFSK) ị

ề ề ề

ế ế ế

ộ ị ị

7.1 M C ĐÍCH C A ĐI U CH

 G n tín hi u mang tin vào tín hi u sóng mang có ph thích h p

ợ ổ ệ

ắ ơ ệ ạ

 => Làm cho tín hi u mang tin t

ng x ng v i đ c đi m c a kênh ớ ặ ứ ủ ể ệ h n, t o thành tín hi u thông d i ả ươ ệ

truy nề

 => K t h p các tín hi u lai v i nhau r i truy n đi qua m t môi ớ

ệ ề ồ ộ

tr ườ

ệ ướ ự ế

 => B c x tín hi u dùng anten có kích th  => Đ nh v ph vô tuy n nh m gi ổ i m c cho phép

ữ ế ằ c phù h p th c t ợ cho giao thoa gi a các h th ng ữ ệ ố

ế ợ ng v t lý chung ậ ạ ứ ị ị d ứ ở ướ

7.2 ĐI U CH NH PHÂN Ế

 7.2.1 Đi u ch khóa d ch biên đ nh phân (BASK)

ế

 7.2.2 Đi u ch khóa d ch pha nh phân (BPSK) ị

ế

 7.2.3 Đi u ch khóa d ch t n nh phân (BFSK) ị

ế

Digital fi

Analog

ASK

FSK

PSK

QAM

ĐI U CH KHÓA D CH BIÊN Đ NH PHÂN (BASK)

ể ể

 Dùng 2 biên đ khác nhau c a sóng mang đ bi u di n 0 ủ ng m t biên đ b ng 0)

và 1 (thông th

ộ ườ

ộ ằ

+

q

A

cos(

p 2

tf

)

binary

1

c

=

(cid:236)

ts )(

0

binary

0

(cid:237)

ộ ầ

ử ụ ầ

ố ủ

c dùng ph thu c vào ụ

chu n giao ti p đang đ

ẩ  K thu t đ

 S d ng m t t n s sóng mang duy nh t ấ ố  T n s c a tín hi u sóng mang đ ượ c s d ng ử ụ ượ ế c dùng trong cáp quang ậ ượ

(cid:238)

ĐI U CH KHÓA D CH BIÊN Đ NH PHÂN (BASK)

ĐI U CH KHÓA D CH BIÊN Đ NH PHÂN (BASK)

ĐI U CH KHÓA D CH T N NH PHÂN (BFSK)

ng ng m c

ươ

ầ 1, t n s th p t

ố ng ng m c 0.

 S d ng hai t n s sóng mang: t n s cao t ứ

ố ấ ươ

ử ụ ầ

+

q

A

cos(

)

binary

1

c

=

(cid:236)

ts )(

+

q

A

cos(

p 2 p 2

)

binary

0

(cid:237)

tf 1 tf 2

c

 Ít l  Có th dùng t n s cao (3-30MHz) đ truy n trên sóng

i h n so v i ASK ố

ỗ ơ ể

ớ ầ

radio ho c cáp đ ng tr c ụ

 Băng thông đ

ồ c dùng hi u qu h n ệ

ả ơ

ượ

(cid:238)

ĐI U CH KHÓA D CH T N NH PHÂN (BFSK)

ĐI U CH KHÓA D CH PHA NH PHÂN (BPSK)

 S d ng m t t n s sóng mang và thay đ i pha c a sóng

ộ ầ

ử ụ mang này

+

p

A

)

=

(cid:236)

ts )(

cos( A

p 2 cos(

tf c p 2

)

binary binary

1 0

(cid:237)

tf c

 C biên đ đ nh và t n s v n gi

nguyên h ng s

ố ẫ

ộ ỉ

(cid:238)

ĐI U CH KHÓA D CH PHA NH PHÂN (BPSK)

ĐI U CH KHÓA D CH PHA NH PHÂN (BPSK)

ươ

, ta th c hi n đi u ch PSK v i các phase 0 ế

0, 900, 1800 ng ng v i nhóm 2 bit (còn g i là dibit) 00, 01, 10 và

ệ ớ

ớ ọ

ự ự ươ ứ ng pháp này g i

T ng t và 2700 t 11. Ph ươ

ọ 4-PSK ho c ặ M-PSK.

Digital fi

Analog