Bài giảng Kỹ thuật truyền số liệu - Võ Thanh Tú

Mời các bạn cùng tìm hiểu những khái niệm chung về kỹ thuật truyền số liệu; mã hiệu, phương pháp biểu diễn mã; kênh tin và giao tiếp truyền dữ liệu; kỹ thuật truyền dữ liệu, mô hình hệ thống truyền dữ liệu, mạng truyền số liệu;... được trình bày cụ thể trong "Bài giảng Kỹ thuật truyền số liệu” của Võ Thanh Tú.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kỹ thuật truyền số liệu - Võ Thanh Tú Bài giảng:  KỸ THUẬT TRUYỀN SỐ LIỆU Vo Thanh Tu Nội dung  Khái niệm: Hệ thống truyền tin, rời rạc hoá một nguồn  tin liên tục, Độ đo thông tin, Mã hóa, Điều chế  Mã hiệu, phương pháp biểu diễn mã  Kênh tin và giao tiếp truyền dữ liệu  Kỹ thuật truyền dữ liệu, Mô hình hệ thống truyền  dữ liệu, Mạng truyền số liệu  Dồn kênh, phân kênh và chuyển mạch Chương 1: Những khái niệm chung 1. HTTT  Trong cuộc sống ­> có nhu cầu tđtt (Communication): âm điệu, sóng điện từ,  sóng ánh sáng… ­>  vật mang tin (carrier) chứa TT trong nó ­> tín hiệu  (signal).  Truyền tin giữa các năng lượng khác nhau ­> XD chuẩn ­> đánh giá ­> thiết  lập mô hình, đb tốc độ, chính xác… 1. HTTT:  Dựa trên cs năng lượng mang tin:  ­ HT điện tín ­> dùng điện 1 chiều ­ HT TT vô tuyến ­> dùng nlượng sóng điện từ ­ HT TT quang ­> báo hiệu, ttin hồng ngoại, lazer. ­ HT TT dufng sóng âm, siêu âm. Dựa trên cs biểu diễn bên ngoài của TT: ­ HT truyền số liệu ­ HT truyền hình ­ HT TT thoaji Để đảm bảo tính logic: HT TT rời rạc và liên tục Định nghĩa:  Truyền tin (transmission) là dịch chuyển thông tin từ điểm này ­> đ khác (IS  ­> ID).  Môi trường truyền tin (transmission media)­> gọi là kênh tin (Channel).  Sơ đồ khối:  IS ­> Channel ­> ID.  Kênh tin là môi trường lan truyền TT: Truyền tín hiệu theo dây, qua các tầng  điện ly, lan truyền trong đất, nước… Môi trường lan truyền bao gồm:  ­ MT trong đó tác động nhiễu cộng là chủ yếu ­> do nguồn công nghiệp vũ trụ ­ MT trong đó tác động nhiễu nhân là chủ yếu ­> tác động nhân và t/h. ­ Cả hai       Sv(t) ­> Kênh ­>  Sr(t)   , Nn(t): nhiễu nhân, Nc(t) : nhiễu cộng   Sr(t) = Nn(t). Sv(t)  + Nc(t)   : lý tưởng Thực tế: Sr(t) = Nn(t). Sv(t). H(t)+ Nv(t)  , H(t): đặc tính xung của kênh Chú ý: Hiệu suất TT là tốc độ truyền của ht Độ chính xác TT là khả năng chống nhiễu của HT. Nguồn tin nguyên thủy (NTNT)  NTNT là tập hợp những tin nguyên thủy: ­ Tiếng nói, âm nhạc, hình ảnh, các biến đổi khí tượng. ­ NTNT là một hàm liên tục theo t/g  f(t) ­ Hình ảnh đen trắng  h(x,y,t): x,y là tọa độ kg hình • Những IS có thể được đưa trực tiếp hoặc bằng những  phép biến đổi như rời rạc hóa theo t/g và theo mức rồi  đưa vào kênh­> IS rời rạc (NTRR). Trước khi truyền ­>  mã hóa thông tin • Mã hóa là phép biến đổi thống kê và chống nhiễu của IS. Các quá trình  Để n/c định lượng NT cũng như HTTT, c/ta mô hình hóa toán học  NT bằng 4 quá trình: ­ QT ngẫu nhiên liên tục: Nguồn tiếng nói, âm nhạc, hình ảnh trong  httt thoại, truyền hình với FM, AM ­ QT ngẫu nhiên rời rạc: là qt nn l/tục sau khi được lượng tử hóa.  VD: 1 ngôn ngữ, t/h điện tín, các lệnh đkhiển. ­ Dãy ngẫu nhiên liên tục: là nguồn lt đã được gián đoạn hóa theo  t/g. VD: Hệ TT xung điều biên xung (PAM: Pulse Amplitude  Modulation), điều pha xung (PPM), điều tần xung (PFM)… không  bị lượng tử hóa. ­ Dãy ngẫu nhiên rời rạc: Các httt xung có lượng tử hóa như FM,  AM, điều biên xung lượng tử hóa, điều xung mã (PCM) VD: Sơ đồ truyền số liệu Source System Destination System Trans­ Trans­ Des­ Source mission Receiver mitter tination System Sơ đồ khối tổng quát (mô hình Shannon)  Ứng dụng dữ liệu  Ứng dụng video  Ứng dụng âm thanh, tiếng nói.  Ứng dụng thời gian thực Ví dụ VD: Quá trình biến đổi tín hiệu  Dữ liệu: biểu diễn số liệu, khái niệm, … dưới dạng  thích hợp cho việc giao tiếp, xử lý, diễn giải  Thông tin: ý nghĩa được gán cho dữ liệu  Tập hợp các thiết bị được kết nối thông qua một môi  trường truyền dẫn 2. Rời rạc hóa một nguồn tin liên tục (NTLT) Phép biến đổi NTLT –> RR gồm 2 bước:   b1: Khâu rr hóa theo tg gọi là khâu lấy mẫu   b2: Khâu lượng tử hóa theo mức  + Lấy mẫu: là một hàm tin là tính mẫu tại thời điểm nhất định. Định lý: Một hàm s(t) có phổ hữu hạn, không có thành phần tần số  lớn hơn ωmax  có thể được thay thế bằng các mẫu của nó lấy tại  những điểm cách nhau 1 khoảng Δt ≤  / ωmax + Lượng tử hóa: Hàm S(t) thể hiện NT lt, bđổi lt trong phạm vi (Smin,  Smax), ta phân chia phạm vi đó thành một số mức nhất định, đánh  số các mức từ Smin S0 S1 S2…, Smax. Việc biến dạng hóa sự biến đổi  biên độ của S(t) là cho biên độ lấy mức Si nhất định khi nó tăng  hoặc giảm gần đến mức đó. Như vậy S(t) sẽ trở thành hàm biến đổi theo bậc thang gọi là hàm  lượng tử hóa S’(t) Một NTLT sau khi lấy mẫu và lượng tử hóa ­> NTRR 3. Độ đo thông tin (Metric)  Độ đo của một đại lượng là cách ta xác định độ lớn của đại lượng  đó. Mỗi M phải thỏa mãn 3 tính chất sau:  ­ M phải cho phép ta xđ được độ lớn của đlượng  ­ M phải không âm ­ M phải tuyến tính, tức là gtrij tự đo được của đlượng tổng cộng  phải bằng tổng g trị của các đl riêng phần. • M là hàm tỷ lệ nghịch với xsxh của tin f(1/p(xi)) cho tin xi có xsxh  p(xi) (khi p=1 ­> một tin không cho ta lượng tin) • Khi 2 tin đồng thời xh: f(1/p(xi,xj)) = f(1/p(xi)) +f(1/p(xj))  Vì 2 tin là độc lập thống kê nên: p(xi,xj) = p(xi).p(xj) ⇒ F là một làm log. Vậy lượng đo TT của 1 tin xi là:   I(xi) = logb(1/ p(xi)) (Hiện nay thường dùng các độ đo b=2, b=e, b= 10) 4. Mã hóa:  Mã hóa là phép biến đổi cấu trúc thống kê của nguồn. Phép bđổi  ấy tương đương trên quan điểm TT và nhằm cải tiến các chỉ tiêu  kỷ thuật của httt. VD:  Ch ...