Nghiên cứu phương pháp mã hóa kênh nhằm nâng cao chất lượng tín hiệu trong quá trình truyền tin

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

15
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Nghiên cứu phương pháp mã hóa kênh nhằm nâng cao chất lượng tín hiệu trong quá trình truyền tin nghiên cứu mô phỏng mã hóa kênh giúp ta hiểu rõ hơn về mã hóa và giải mã thông tin. Nó giúp chúng ta mã hóa nguồn tin ở phía phát và đồng thời qua bên phía thu giải mã và sửa sai các bit để ta thu được nguồn tin đúng như khi truyền.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu phương pháp mã hóa kênh nhằm nâng cao chất lượng tín hiệu trong quá trình truyền tin

NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP MÃ HÓA KÊNH NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG TÍN HIỆU TRONG QUÁ TRÌNH TRUYỀN TIN Quan Lực Vinh* Viện Kỹ thuật HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP.Hồ Chí Minh (HUTECH) GVHD: ThS. Trần Duy Cường TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu mô phỏng mã hóa kênh giúp ta hiểu rõ hơn về mã hóa và giải mã thông tin. Nó giúp chúng ta mã hóa nguồn tin ở phía phát và đồng thời qua bên phía thu giải mã và sửa sai các bit để ta thu được nguồn tin đúng như khi truyền. Mục đích của mã hóa kênh truyền là nhằm tăng dung lượng kênh truyền bằng cách cộng thêm vào tín hiệu những dữ liệu dư thừa được thiết kế một cách cẩn thận trước khi truyền trên kênh truyền. Từ khóa: mã hóa kênh, dung lượng kênh, giải mã kênh, sửa sai, truyền tin. 1. GIỚI THIỆU 1.1. Mã vòng 1.1.1. Mô tả Mã vòng (Cycle Codes) là một họ mã có ứng dụng đăc biệt rộng rãi trong thông tin. Mã có tên gọi là Cycle vì do có đặc tính dịch vòng của một từ mã. Ngoài ra mã vòng còn được gọi một lớp con quan trọng của mã tuyến tính vì có thể tìm được nhiều phương pháp giải mã và mạch mã hóa, tính syndrome (hội chứng) có thể thực hiện đễ dàng nhờ bộ ghi dịch có hồi tiếp (feedback connection). 1.1.2. Định nghĩa: Một mã tuyến tính C(n,k) được coi là mã vòng nếu mỗi lần dịch vòng một từ mã của C thì kết quả cũng là một vector của C. 141
NƠI PHÁT NƠI THU Mã hóa kênh truyền Phát hiện sai và sữa sai Mã vòng, mã khối tuyến tính, mã Hamming,… ▪ Tìm đa thức kiểm tra H(x). Cho mã vòng C(n,k) 𝑥 𝑛 +1 ▪ 𝑥 𝑛 + 1 = ℎ(𝑥). 𝑔(𝑥) ℎ𝑎𝑦 ℎ(𝑥) = 𝑔(𝑥) ▪ Tìm H(x)= 𝑥 𝑘 . ℎ(𝑥 −1 ) Phần thêm vào để kiểm tra Phần mang tin ▪ Tìm H(n-k,n) không chính tắc ▪ ̃(𝑛 − 𝑘, 𝑛) chính tắc Tìm 𝐻 ▪ Đa thức sinh (ĐTS): g(x) = ? 𝑔(𝑥) = 1 + 𝑔1 𝑥 + 𝑔2 𝑥 2 + … + 𝑔𝑛−𝑘−1 𝑥 𝑛−𝑘−1 +𝑔𝑛−𝑘 𝑥 𝑛−𝑘 ▪ ̃ 𝑇 ; với r là vector Tính Syndrome: 𝑆 = 𝑟. 𝐻 thu Sao cho: 𝑥 𝑛 + 1 = 𝑔(𝑥). ℎ(𝑥) ▪ Nguồn tin u: mã hóa nguồn ▪ ̃𝑇 => Coset Leader (error) tương Lập bảng: 𝐻 ▪ Tìm ma trận G(k,n) theo ĐTS g(x). ứng và chọn Coset Leader (e) theo Syndrome ▪ Sữa sai: 𝑡 = 𝑟 ⨁𝑒 2 𝑛−𝑘−1 𝑛−𝑘 𝑔(𝑥) = 1 + 𝑔1 𝑥 + 𝑔2 𝑥 + … + 𝑔𝑛−𝑘−1 𝑥 +𝑔𝑛−𝑘 𝑥 ▪ Tìm 𝐺̃ (𝑘, 𝑛) chính tắc ▪ Mã hóa kênh: 𝒕 = 𝒖. 𝐺̃ (𝑘, 𝑛) 142
2. MÔ HÌNH 2.1 Sơ đồ tổng quát Hình 1: Hệ thống truyền tin số rời rac 2.2 Sơ đồ giải thuật phía phát: 2.3 Sơ đồ giải thuật phía thu: 143
2.4 Sơ đồ giải thuật tính Syndrome: 2.5 Kết quả mô phỏng: gx = x^3 + x^2 + 1 Hmat = 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 Gmat = 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 144
Decode = 1 0 1 0 S= 0 0 0 Decode2 = 1 0 1 0 S2 = 0 0 1 >> Mô phỏng có nhiễu Hình 5: Kết quả mô phỏng mã vòng C (7,4) AWGN 3. KẾT LUẬN Qua các sơ đồ trên và kết quả mô phỏng, ta thấy được lợi ích của việc mã hóa kênh khi truyền tín hiệu đi xa. Trong hình 5 ta có hai đường tín hiệu: đường màu xanh là tín hiệu không được mã hóa và đường màu đỏ là tín hiệu được mã hóa. Qua kết quả mô phỏng ta xét tại một điểm Eb/N0 = 5 dB thì ta thấy được rằng tính hiệu truyền đi khi được mã hóa sẽ ít lỗi hơn tín hiệu truyền không được mã hóa. Đồng thời tốc độ bit lỗi (BER) ở đường truyền được mã hóa cũng sẽ ít bit lỗi hơn đường truyền không được mã hóa. 145
TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lý thuyết thông tin, Ths. Trần Duy Cường, Trường Đại học Công nghệ TP.HCM. [2] Gallager, Robert G. Low-Density Parity-Check Codes, Cambridge, MA, MIT Press, 1963 [3] Richardson, T.J.; Kudekar, S. Design of low-density parity check codes for 5G new radio. IEEE Commun. Mag. 2018, 56, 28–34. 146