Hiệu quả của việc kết hợp xáo trộn và mã hóa trong hệ thống truyền dẫn vô tuyến

Trần Anh Thắng và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> 99(11): 121 - 125<br /> <br /> HIỆU QUẢ CỦA VIỆC KẾT HỢP XÁO TRỘN VÀ MÃ HÓA<br /> TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN<br /> Trần Anh Thắng*, Phan Thanh Hiền<br /> Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên<br /> <br /> TÓM TẮT<br /> Môi trường truyền dẫn của hệ thống thông tin vô tuyến rất phức tạp và có rất nhiều các yếu tố ảnh<br /> hưởng như fading, suy hao..., làm cho chất lượng cũng như độ tin cậy của hệ thống suy giảm.<br /> Phương pháp mã hóa kênh (mã hóa sửa lỗi hướng đi) là một kỹ thuật để nâng cao chất lượng của<br /> hệ thống, nhưng nếu ta kết hợp thêm những kỹ thuật khác sẽ cho phép nâng cao hơn nữa khả năng<br /> truyền dẫn. Bài báo này trình bày về hệ thống truyền thông số qua môi trường truyền dẫn vô tuyến<br /> có fading Rayleigh, các kỹ thuật xáo trộn và hệ thống sử dụng kỹ thuật mã hóa kết hợp với xáo<br /> trộn bít, thực hiện mô phỏng hệ thống để khẳng định việc kết hợp mã hóa và xáo trộn sẽ nâng cao<br /> hiệu quả của hệ thống truyền dẫn vô tuyến.<br /> Từ khóa: Mã hóa kênh, xáo trộn, truyền dẫn vô tuyến, kết hợp mã hóa và xáo trộn, kênh Rayleigh.<br /> <br /> GIỚI THIỆU CHUNG*<br /> Trong tất cả các hệ thống thông tin, hai tiêu<br /> chí quan trọng cần hướng tới là nhanh chóng<br /> và chính xác, nghĩa là khi thiết kế, xây dựng<br /> hay vận hành một hệ thống thông tin, vấn đề<br /> cần phải quan tâm hàng đầu là tốc độ truyền<br /> tin và khả năng kiểm soát lỗi thông tin. Các<br /> hệ thống thông tin thực tế thường có kênh<br /> truyền với băng thông giới hạn, làm hạn chế<br /> tốc độ truyền và bên cạnh đó, các loại tạp<br /> nhiễu (tạp âm Gauss, fading, ...) gây méo tín<br /> hiệu, có thể dẫn đến gây lỗi thông tin. Đấy là<br /> những nhân tố làm ảnh hưởng xấu đến các<br /> tiêu chí nói trên [1]. Chính vì vậy các nghiên<br /> cứu để khắc phục các ảnh hưởng không mong<br /> muốn do kênh truyền, do thiết bị nhằm mục<br /> đích nâng cao tốc độ cũng như độ tin cậy đã<br /> được đề ra. Một trong những biện pháp dùng<br /> để kiểm soát lỗi bit, tăng độ tin cậy của thông<br /> tin nhận được tại đầu thu của hệ thống thông<br /> tin là dùng mã chống nhiễu (chống lại tác<br /> động của can nhiễu) hay còn gọi là mã kênh.<br /> Tuy nhiên, tính chất điển hình của kênh vô<br /> tuyến là fading lựa chọn tần số, khi có hiện<br /> tượng fading sâu sẽ gây nên số bít lỗi xuất<br /> hiện thành một cụm, được gọi là lỗi cụm.<br /> Trong các hệ thống thông tin sử dụng kỹ thuật<br /> truyền phát OFDM (Orthogonal Frequency<br /> Division Multiplexing), nhìn chung là các<br /> sóng mang phụ của tín hiệu OFDM thường có<br /> *<br /> <br /> Tel: 0913 567770, Email: trananhthang@tnut.edu.vn<br /> <br /> biên độ khác nhau, vì thế khi có hiện tượng<br /> fading sâu ở trong phổ tần có thể gây nên mất<br /> khả năng tái tạo một nhóm các sóng mang<br /> phụ, điều đó cũng gây nên lỗi cụm. Hầu hết<br /> các mã sửa lỗi trước (FEC: Forward Error<br /> Correction) chỉ sửa được một số ít lỗi mà<br /> không thể sửa được các lỗi cụm. Do đó, để<br /> khắc phục tác động của fading, có thể dùng<br /> phương pháp phân tập thời gian bằng cách sử<br /> dụng bộ xáo trộn (interleaver). Dãy bit truyền<br /> được xáo trộn ngẫu nhiên tại đầu phát, các<br /> cụm lỗi do fading gây nên sẽ được phân tán ra<br /> thành các lỗi đơn nhờ bộ giải xáo trộn tại đầu<br /> thu, hoạt động theo quy tắc ngược lại với bộ<br /> xáo trộn ở đầu phát. Chính vì vậy, việc kết<br /> hợp mã hóa với xáo trộn cho hệ thống vô<br /> tuyến sẽ nâng cao được độ tin cậy của tuyến<br /> truyền dẫn.<br /> HỆ THỐNG TRUYỀN DẪN SỐ VỚI MÃ<br /> HÓA KÊNH VÀ XÁO TRỘN<br /> Hệ thống thông tin số với mã hóa kênh.<br /> Hình 1 mô tả hệ thống thông tin số đơn giản.<br /> Thông tin đầu vào dạng số hay tương tự (cần<br /> đưa qua bộ biến đổi A/D) tới bộ mã hoá<br /> nguồn, có chức năng cắt bỏ các bit dư thừa<br /> hay nén thông tin nhằm giảm độ rộng phổ của<br /> dãy bit ut đưa tới bộ mã hoá kênh. Bộ mã hoá<br /> kênh tạo dãy bit mã ct bằng cách thêm các bit<br /> kiểm tra để phát hiện lỗi và sửa lỗi tại đầu<br /> thu. Sau đó bộ điều chế sẽ tạo các tín hiệu<br /> dạng sóng để có thể truyền qua kênh thông<br /> tin. Tại đầu thu, thực hiện các quá trình ngược<br /> 121<br /> <br /> Trần Anh Thắng và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> lại với đầu phát. Tín hiệu thu từ kênh truyền<br /> qua bộ giải điều chế thành dãy bit cˆ t đưa tới<br /> bộ giải mã kênh, dấu mũ ở đây thể hiện rằng<br /> trong đó có thể một số bít bị lỗi do tác động<br /> của nhiễu trên kênh truyền. Nhờ có bộ giải<br /> mã kênh, dãy bit uˆ t tại đầu ra có tỉ lệ lỗi bit<br /> (BER) nhỏ hơn so với BER của dãy cˆ t . Sau<br /> đó qua bộ giải mã nguồn thành dạng thông tin<br /> đưa tới bộ nhận tin.<br /> Kênh truyền là môi trường vật lý cho phép<br /> truyền tín hiệu từ đầu phát đến đầu thu. Do<br /> tác động của nhiễu tạp trên đường truyền, tín<br /> hiệu đến đầu thu thường bị méo dẫn tới hậu<br /> quả là dãy bit thu có thể bị lỗi, tức là dãy bit<br /> ˆ t có thể khác so với dãy bit vào ut ở một<br /> ra u<br /> số vị trí bit. Các yếu tố tác động gây méo tín<br /> hiệu điển hình là nhiễu AWGN và fading. Khi<br /> chỉ xét tác động của tạp âm AWGN thì kênh<br /> truyền được gọi là kênh AWGN hay kênh<br /> Gauss vì đây là tạp âm có hàm mật độ xác<br /> suất phân bố chuẩn (phân bố Gauss).<br /> Hệ thống thông tin số dùng mã hóa kênh<br /> kết hợp với xáo trộn.<br /> Trong sơ đồ này, các bít đầu ra của máy mã<br /> nhị phân (dãy ct ) sẽ được xáo trộn vị trí<br /> (thành dãy v t ) trước khi ánh xạ vào tập tín<br /> hiệu S. Tín hiệu truyền là một tín hiệu phức<br /> st = µ (vt ) trong không gian tín hiệu S đã<br /> cho. Ở đây, hàm µ thể hiện quy tắc ánh xạ<br /> giữa tập các nhóm m bit với tập các điểm<br /> trong chòm sao tín hiệu. Ở đầu thu, tín hiệu<br /> nhận được là rt = ht st + nt , trong đó ht là hệ<br /> số fading. Giả thiết kênh fading chậm thì ht<br /> không đổi trong suốt khoảng thời gian một<br /> symbol (nên có thể bỏ chỉ số t ) và có thể ước<br /> lượng được hệ số này tại đầu thu. nt là tạp<br /> âm Gauss trắng chuẩn cộng tính, có mật độ<br /> phổ công suất một bên là N 0 .<br /> Tại phía thu, sau khi giải điều chế, chuỗi bít sẽ<br /> được giải xáo trộn trước khi giải mã tín hiệu.<br /> CÁC KỸ THUẬT XÁO TRỘN BÍT<br /> (INTERLEAVING)<br /> Xáo trộn là việc sắp xếp có chu kỳ ký tự<br /> (hoặc bít) được truyền (L). Các ký tự (bit)<br /> tương ứng được sắp xếp lại bởi các bộ giải<br /> 122<br /> <br /> 99(11): 121 - 125<br /> <br /> xáo trộn tại phía thu. Xáo trộn được sử dụng<br /> để phân tán các lỗi cụm, khi các cụm lỗi được<br /> tách biệt một khoảng cách dài đối với chu kỳ<br /> của bộ xáo trộn, chúng có thể được phân bố<br /> đồng đều hơn theo thời gian (hay rộng hơn<br /> kích thước) bởi các bộ giải xáo trộn tại phía<br /> thu. Sự phân bố của các lỗi cho khả năng hiệu<br /> quả đối với mô hình thực tế của các bộ mã<br /> hóa đầu vào (mã turbo) và mã hóa kênh như<br /> mô hình kênh không nhớ (BSC: Binary<br /> Symmetric Channel - kênh nhị phân đối xứng,<br /> DMC: Discrete Memoryless Channel - kênh<br /> rời rạc không nhớ) hoặc kênh khác mà kết<br /> quả ký tự đầu ra là độc lập với nhau (kênh<br /> không nhớ).<br /> <br /> Hình 1: Sơ đồ khối hệ thống thông tin số đơn giản<br /> <br /> Hình 2: Hệ thống thông tin số kết hợp xáo trộn<br /> <br /> Định nghĩa 1: (Chiều sâu của xáo trộn) chiều<br /> sâu J của một xáo trộn được định nghĩa là sự<br /> tách biệt tối thiểu giữa bất kỳ hai ký tự tại đầu<br /> ra của xáo trộn mà tại đầu vào của xáo trộn<br /> đó, chúng là 2 ký tự liền kề nhau.<br /> Độ sâu của một xáo trộn có ý nghĩa quan<br /> trọng đối với cụm các lỗi tại đầu vào của bộ<br /> giải xáo trộn tại phía thu. Nếu một cụm lỗi có<br /> khoảng thời gian ít hơn so với độ sâu, thì 2<br /> ký tự bị ảnh hưởng bởi cụm lỗi đó không thể<br /> liền kề nhau sau khi giải xáo trộn.<br /> <br /> Trần Anh Thắng và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> Định nghĩa 2: (Chu kỳ của một xáo trộn) Chu<br /> kỳ L của một xáo trộn là khoảng thời gian<br /> ngắn nhất mà các thuật toán sắp xếp lại được<br /> sử dụng lặp đi lặp lại ở các bộ xáo trộn.<br /> Về cơ bản, chu kỳ được thiết lập bằng cách<br /> mô tả chi tiết của bộ xáo trộn và thước đo<br /> chiều dài của một khối các ký hiệu đầu vào<br /> mà bộ xáo trộn được áp dụng. Bộ xáo trộn<br /> hoạt động lặp lại với cùng một thuật toán dựa<br /> trên các khối một cách lần lượt của L ký tự.<br /> Thường kỳ chu kỳ của bộ xáo trộn được chọn<br /> là bằng với chiều dài khối của một mã hóa<br /> đầu ra khi các mã khối được sử dụng trong<br /> kết nối nối tiếp.<br /> Xáo trộn khối (block interleaving)<br /> Đối với xáo trộn khối, các bít đầu vào xáo<br /> trộn thường được tổ chức thành một khối ghi<br /> vào bộ đệm (hình 3), ở đó các bít đầu vào<br /> được viết vào lần lượt từng cột còn tại đầu ra<br /> thì các bít được đọc thành từng hàng. Bảng<br /> dưới đây là một ví dụ trong việc xáo trộn bít.<br /> Các bít đầu vào (khối 16 bít) được lần lượt<br /> viết vào từng cột, tại đầu ra các bít được đọc<br /> theo hàng lần lượt là: 0, 4, 8, 12, 1, 5, 9, 13, 2,<br /> 6, …. Chiều sâu bộ xáo trộn này là J = 4. Chu<br /> kỳ L = 4×4 = 16.<br /> 0 4<br /> <br /> 8<br /> <br /> 12<br /> <br /> 1 5<br /> <br /> 9<br /> <br /> 13<br /> <br /> 2 6<br /> <br /> 10 14<br /> <br /> 3 7<br /> <br /> 11 15<br /> <br /> Hình 3: Bộ đệm dùng để ghi và đọc trong xáo<br /> trộn khối<br /> <br /> Bộ giải xáo trộn được đặt ở phía thu và nhận<br /> các bít đưa đến từ bộ giải điều chế và viết<br /> chúng vào các bộ đệm theo nguyên tắc ngược<br /> với bộ xáo trộn: ghi vào theo hàng và đọc ra<br /> theo cột. Bộ xáo trộn này đôi khi được gọi là<br /> bộ xáo trộn khối cổ điển.<br /> Đối với bộ xáo trộn khối cổ điển, một cụm<br /> của các ký tự bị lỗi B sẽ được phân bố khá<br /> đồng đều trên J khối ký tự bởi quá trình giải<br /> xáo trộn tại máy thu. Nếu đây là chỉ là cụm<br /> lỗi trong tổng số L ký tự nhận được và độ dài<br /> khối ký tự là bằng với chiều dài của một từ<br /> mã cho một mã khối, khi đó bộ giải mã đầu ra<br /> với giải mã quyết định cứng có thể sửa được<br /> khoảng J các ký hiệu bị lỗi. Nếu chiều sâu J<br /> <br /> 99(11): 121 - 125<br /> <br /> càng lớn đồng nghĩa với bộ nhớ cần lớn hơn<br /> và độ trễ lớn hơn nhưng hiệu quả lại đạt được<br /> nhiều hơn.<br /> Xáo trộn xoắn (Convolutional Interleaving)<br /> Xáo trộn xoắn là kỹ thuật sử dụng các khâu<br /> trễ trong việc tạo các dãy xáo trộn, vì vậy nó<br /> luôn có ít nhất một khâu trễ trong truyền dẫn.<br /> So với xáo trộn khối, xáo trộn xoắn có thể cho<br /> phép giảm sự trễ (do quá trình ghi và đọc<br /> vào/ra bộ nhớ) và số lượng của bộ nhớ cho<br /> việc hoạt động với một độ sâu J đã cho.<br /> Bộ xáo trộn xoắn còn được gọi là bộ xáo trộn<br /> tam giác cho các trường hợp đặc biệt của xáo<br /> trộn xoắn, khi các phần tử trễ D được sắp xếp<br /> là một ma trận đường chéo tăng hoặc giảm<br /> như được minh họa tại hình 4. Các phần tử trễ<br /> D (hoặc các bộ nhớ) được tổ chức trong một<br /> cấu trúc hình tam giác ở cả bộ xáo trộn và bộ<br /> giải xáo trộn. Các ký tự (hoặc bit) sẽ đi vào<br /> bộ xáo trộn tam giác từ bên trái với các ký tự<br /> nối tiếp được định vị theo chu kỳ tới mỗi 1<br /> trong 3 đường. Chuyển mạch đầu vào và<br /> chuyển mạch đầu ra cho việc xáo trộn được<br /> đồng bộ, vì vậy ở vị trí trên cùng, ký tự sẽ<br /> được truyền ngay lập tức đến đầu ra, nhưng<br /> tại vị trí thứ 2, ký tự sẽ được giữ lại một nhịp<br /> và sẽ được truyền ra tại nhịp tiếp theo. Cuối<br /> cùng, các ký tự hàng dưới cùng trải qua hai<br /> khâu trễ trước khi tới đầu ra chuyển mạch. Bộ<br /> giải xáo trộn hoạt động theo cách tương tự,<br /> nhưng với các ký tự không bị giữ chậm tại<br /> phía phát thì lại được giữ chậm 2 nhịp tại phía<br /> thu, các ký tự ở giữa (thứ 2) vẫn được giữ<br /> chậm 1 nhịp và ký tự ở dưới cùng (được giữ<br /> chậm 2 nhịp tại phía phát) thì không bị giữ<br /> chậm tại phía thu. Rõ ràng tất cả các ký tự sau<br /> khi trải qua hai bộ xáo trộn và giải xáo trộn<br /> đều được giữ chậm 2 chu kỳ. Bất kỳ ký tự<br /> liên tiếp tại đầu vào đều có ít nhất 3 ký tự từ<br /> các khối khác của các đầu vào khác chen vào<br /> giữa như minh họa trong hình 4 và ta có chiều<br /> sâu là J = 4.<br /> Bộ xáo trộn tam giác đòi hỏi chỉ nhiều nhất là<br /> 1/4 bộ nhớ và chính xác là 1/2 khâu trễ so với<br /> bộ xáo trộn khối cổ điển. Trong bộ xáo trộn<br /> hình tam giác, chu kỳ L có thể được thiết lập<br /> bằng với chiều dài từ mã. Chu kỳ này không<br /> dài bằng giá trị của K và J là trong xáo trộn<br /> khối. Vì chu kỳ ngắn hơn, việc đồng bộ hóa cho<br /> xáo trộn xoắn đòi hỏi ít hơn xáo trộn khối.<br /> 123<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> Xáo trộn ngẫu nhiên<br /> Mục tiêu chính của xáo trộn ngẫu nhiên là để<br /> tạo ra một khối rất dài cho mã kết nối nối tiếp<br /> khi được xem như là một mã duy nhất. Các<br /> mã được lựa chọn ngẫu nhiên, miễn là chiều<br /> dài khối là rất dài, thường có thể bằng dung<br /> lượng. Xáo trộn ngẫu nhiên sẽ thiết lập các<br /> phần tử ngẫu nhiên trong thiết kế mã để<br /> không là gia tăng độ phức tạp, mô phỏng sử<br /> dụng giải mã lặp của hai mã xen kẽ. Số lượng<br /> các cách thiết kế chủ yếu là giảm chiều dài từ<br /> mã, độ dài bộ xáo trộn và mô hình của các sự<br /> kiện lỗi có khoảng cách thấp sẽ chỉ có thể xảy<br /> ra khi hai mã là thích hợp trong mã turbo sẽ<br /> được giới thiệu ở bài báo khác. Phần này chỉ<br /> trình bày kỹ thuật xáo trộn.<br /> Bộ xáo trộn giả ngẫu nhiên<br /> Bộ xáo trộn giả ngẫu nhiên sử dụng các chuỗi<br /> nhị phân giả ngẫu nhiên (PRBS- pseudorandom binary sequence). Chuỗi này được<br /> dựa trên một lý thuyết đa thức có độ dài cực<br /> đại. Bậc ν của đa thức được chọn để với số<br /> học nhị phân nó là số nguyên tố. Mạch như<br /> vậy (nếu khởi tạo với một điều kiện ban đầu<br /> khác không) sẽ tạo ra một chuỗi định kỳ 2ν 1 mà như vậy, nhất thiết phải bao gồm tất cả<br /> các mẫu nhị phân khác không có chiều dài ν<br /> bít. Chu kỳ của bộ xáo trộn có thể không lớn<br /> hơn so với chu kỳ của PRBS.<br /> Bộ xáo trộn giả ngẫu nhiên sử dụng một<br /> PRBS để xác định vị trí đầu ra của mỗi ký<br /> hiệu (hay bít) đầu vào. Vì vậy, mỗi bit đầu ra<br /> tiếp theo của PRBS kết hợp với ν-1 ký tự cuối<br /> cùng, như vậy các bít (bít thứ k của đầu vào<br /> bộ xáo trộn) cụ thể đó sẽ được xác định một<br /> địa chỉ (π (k)) khi ra khỏi bộ xáo trộn. Nếu<br /> một địa chỉ vượt quá chu kỳ của bộ xáo trộn<br /> (khi L < 2ν-1), khi đó nó được loại bỏ trước<br /> khi sử dụng, và mạch PRBS sẽ quay vòng trở<br /> 124<br /> <br /> 10<br /> <br /> Simulation 16QAM over Rayleigh Channel: Theory and coding<br /> <br /> 0<br /> <br /> Coderate=1/2<br /> Coderate=2/3<br /> Theory<br /> 10<br /> <br /> 10<br /> <br /> -1<br /> <br /> -2<br /> <br /> BER<br /> <br /> Hình 4: Xáo trộn và giải xáo trộn xoắn.<br /> <br /> 99(11): 121 - 125<br /> <br /> lại. Bộ giải xáo trộn có thể tạo chuỗi giống bộ<br /> xáo trộn, nó trích xuất ký tự thứ (π (k)) và<br /> khôi phục nó vào vị trí k. Rõ ràng, xáo trộn<br /> giả ngẫu nhiên tương ứng với khối xáo trộn,<br /> trừ khi chu kỳ chính xác là L = 2ν - 1, trong<br /> trường hợp này, cấu trúc có thể có việc thực<br /> hiện thay thế với hệ không nhớ và có trễ.<br /> CÁC KẾT QUẢ MÔ PHỎNG.<br /> Các kết quả mô phỏng được thực hiện với kỹ<br /> thuật xáo trộn khối (chiều sâu J=8 và chu kỳ<br /> L bằng độ dài chuỗi mô phỏng) và xáo trộn<br /> xoắn (với 8 hàng hay J=9, L bằng độ dài<br /> chuỗi mô phỏng) kết hợp với mã xoắn tốc độ<br /> ½ và tốc độ 2/3 với điều chế 16QAM và kênh<br /> truyền fading Rayleigh theo mô hình Jakes<br /> [3] với cách thực hiện mô phỏng được thực<br /> hiện như trong [4] với thông số là 35 tia, thời<br /> gian tồn tại xung Ts=10-5s, tần số doppler fD<br /> = 10Hz.<br /> Các kết quả mô phỏng cho tại hình 5 để đánh<br /> giá nguyên lý truyền dẫn với điều chế 16QAM<br /> qua kênh fading Rayleigh và khi sử dụng mã<br /> kênh với tốc độ mã hóa ½ và tốc độ 2/3.<br /> <br /> 10<br /> <br /> 10<br /> <br /> 10<br /> <br /> -3<br /> <br /> -4<br /> <br /> -5<br /> <br /> 0<br /> <br /> 5<br /> <br /> 10<br /> <br /> 15<br /> EbNo<br /> <br /> 20<br /> <br /> 25<br /> <br /> 30<br /> <br /> Hình 5: Hệ thống với mã xoắn tốc độ ½<br /> và tốc độ 2/3.<br /> <br /> Hình 6 thể hiện việc kết hợp xáo trộn khối kết<br /> hợp với mã kênh có tốc độ mã hóa 1/2 và 2/3;<br /> hình 7 thể hiện việc kết hợp xáo trộn xoắn kết<br /> hợp với mã kênh có tốc độ mã hóa 1/2 và 2/3<br /> cùng các thông số truyền dẫn như nhau.<br /> Simulation 16QAM over Rayleigh Channel with Interleaver and coding<br /> <br /> 0<br /> <br /> 10<br /> <br /> -1<br /> <br /> 10<br /> <br /> -2<br /> <br /> 10<br /> <br /> BER<br /> <br /> Trần Anh Thắng và Đtg<br /> <br /> -3<br /> <br /> 10<br /> <br /> -4<br /> <br /> 10<br /> <br /> Coderate=1/2<br /> Coderate=2/3<br /> Coderate=1/2, Block Interleaving<br /> Coderate=2/3, Block Interleaving<br /> <br /> -5<br /> <br /> 10<br /> <br /> -6<br /> <br /> 10<br /> <br /> 0<br /> <br /> 5<br /> <br /> 10<br /> <br /> 15<br /> EbNo<br /> <br /> 20<br /> <br /> 25<br /> <br /> 30<br /> <br /> Hình 6: Hệ thống kết hợp xáo trộn khối với mã xoắn<br /> <br /> Trần Anh Thắng và Đtg<br /> <br /> Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ<br /> <br /> Simulation 16QAM over Rayleigh Channel with Interleaver and coding<br /> <br /> 0<br /> <br /> 10<br /> <br /> -1<br /> <br /> 10<br /> <br /> -2<br /> <br /> BER<br /> <br /> 10<br /> <br /> -3<br /> <br /> 10<br /> <br /> -4<br /> <br /> 10<br /> <br /> Coderate=1/2<br /> Coderate=2/3<br /> Coderate=1/2, Convolutional Interleaving<br /> Coderate=2/3, Convolutional Interleaving<br /> <br /> -5<br /> <br /> 10<br /> <br /> 0<br /> <br /> 5<br /> <br /> 10<br /> <br /> 15<br /> EbNo<br /> <br /> 20<br /> <br /> 25<br /> <br /> 30<br /> <br /> Hình 7: Hệ thống kết hợp xáo trộn xoắn với mã xoắn<br /> <br /> KẾT LUẬN<br /> Các kết quả mô phỏng cho ta thấy, khi tỷ số<br /> Eb/No đạt giá trị nhất định thì các kết quả khi<br /> sử dụng mã hóa tốt hơn nhiều so với không<br /> mã hóa và kết quả mã hóa có tốc độ 2/3 đạt<br /> kết quả càng tốt khi tỷ số Eb/No càng cao.<br /> Khi kết hợp mã hóa và xáo trộn, kết quả mô<br /> phỏng phản ánh đúng cơ sở lý thuyết và các<br /> đánh giá ban đầu của bài báo đó là khi kết<br /> hợp mã hóa và xáo trộn sẽ cho kết quả tốt hơn<br /> khi chỉ có mã hóa. Kết quả mô phỏng khi kết<br /> hợp xáo trộn và mã hóa cho thấy hiệu quả kết<br /> hợp thể hiện vượt trội đối với tốc độ mã hóa ½.<br /> Bài báo thể hiện một hệ thống thông tin số sử<br /> dụng mã hóa kênh để tăng độ tin cậy của<br /> <br /> 99(11): 121 - 125<br /> <br /> đường truyền qua kênh vô tuyến có fading<br /> Rayleigh, môi trường phức tạp nhất trong<br /> truyền thông vô tuyến, và kết hợp giữa mã<br /> hóa và xáo trộn bít cho phép nâng cao chất<br /> lượng truyền dẫn. Trong hệ thống truyền dẫn,<br /> việc kết hợp giữa mã hóa, xáo trộn đã thể hiện<br /> ở trên cho thấy chất lượng được cải thiện rõ<br /> so với khi không kết hợp. Nếu kết hợp giữa<br /> xáo trộn, mã hóa và điều chế sẽ cải thiện hơn<br /> nữa chất lượng của hệ thống và nội dung đó sẽ<br /> được tác giả trình bày trong một bài báo khác.<br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> [1]. Viterbi, “Approaching the Shannon limit:<br /> Theorist’s dream and practitioner’s challenge,” in<br /> Proc. 2nd Eur. Workshop on Mobile/Personal<br /> Satcoms, London, U.K., 1996, pp. 1–11.<br /> [2]. S. Lin, J. Daniel, and J. Costello, Error<br /> control coding. Englewood Cliffs, New Jersey:<br /> Prentice-Hall, Inc., 1983<br /> [3].<br /> W.C.Jakes,<br /> Microwave<br /> Mobile<br /> Communications.<br /> Piscataway,<br /> NJ:<br /> IEEE<br /> Press,1994.<br /> [4]. Trần Xuân Nam, Mô phỏng các hệ thống<br /> thông tin vô tuyến sử dụng matlab, Học viện Kỹ<br /> thuật Quân sự.<br /> <br /> SUMMARY<br /> THE EFFECT OF THE COMBINATION OF ENCODE AND INTERLEAVING<br /> IN WIRELESS TRANSMISSION SYSTEM<br /> Tran Anh Thang*, Phan Thanh Hien<br /> College of Technology - TNU<br /> <br /> Environmental transmission of radio communication systems are complex and there are many<br /> factors affecting such as fading, attenuation, etc.., making the quality and reliability of the system<br /> decreased. Channel coding (FEC: Forward Error Correction) is a technique to improve the quality<br /> of the system, but if we incorporate more other techniques will allow more power to be<br /> transmitted. This paper presents a digital communication system through radio transmission<br /> environment with Rayleigh fading, the interleaving technique and system use encoding techniques<br /> combined with bit interleaving and this system is simulated to enhance the effectiveness of<br /> wireless transmission systems.<br /> Keywords: channel coding, interleaving, wireless transmission, the combination of encode and<br /> interleaving, Rayleigh channels.<br /> <br /> Ngày nhận bài:30/10/2012, ngày phản biện:08/11/2012, ngày duyệt đăng:10/12/2012<br /> *<br /> <br /> Tel: 0913 567770, Email: trananhthang@tnut.edu.vn<br /> <br /> 125<br /> <br />