Bài tập điều kiện môn Kỹ thuật truyền số liệu

Tìm hiểu phương pháp phát hiện và sửa lỗi theo Convolutional Coding và Viterbi Decoding. Mời các bạn cùng tham khảo tài liệu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài tập điều kiện môn Kỹ thuật truyền số liệu BÀI T P ðI U KI N Môn : K THU T TRUY N S LI U TÌM HI U PHƯƠNG PHÁP PHÁT HI N VÀ S A L I THEO CONVOLUTIONAL CODING VÀ VITERBI DECODING Mã xo n (hay còn g i là mã ch p) là m t lo i mã s a l i trong ñó : - m i symbol m-bit thông tin (chu i m-bit) ñư c mã hóa thành m t symbol n-bit,v i m/n là t l mã hóa (n ≥ m) - Và hàm truy n ñ t là m t hàm c a k symbol thông tin cu i cùng, v i k là chi udài h n ch c a mã. Convolution Codes, ti ng Vi t g i là Mã ch p, là m t k thu t mã hóa s a sai(FEC). Convolution Codes thu c h mã lư i (mã hóa theo Trellis) và ñư c xây d ng d atrên 1 ña th c sinh ho c 1 sơ ñ chuy n tr ng thái (trellis mã) ñ c trưng. Quá trình gi i mãc a mã ch p ph i d a vào trellis mã thông qua các gi i thu t khác nhau, trong ñó n i ti ngnh t là gi i thu t Viterbi. T i sao g i là mã ch p vì c u trúc mã hóa có th bi u di n dư i d ng phép tínhch p (convolution) gi a ña th c sinh mã và chu i tín hi u ñư c mã hóa. Mã ch p là mã tuy n tính có ma tr n sinh có c u trúc sao cho phép mã hóa có thxem như m t phép l c (ho c l y t ng ch p). Mã ch p ñư c s d ng r ng rãi trong th c t .B i mã hóa ñư c xem như m t t p h p các b l c s tuy n tính v i dãy mã là các ñ u rac a b l c ñư c phép xen k . Các mã ch p là các mã ñ u tiên ñư c xây d ng các thu ttoán gi i mã quy t ñ nh ph n m m hi u qu . B mã hóa cho mã ch p thư ng ñư c coi là m t t p các b l c s . Ví d : Hình sau ch ra m t s ví d v b mã hóa B mã hóa cho mã ch p t c ñ R = ½ Trang 1/10 B mã hóa h th ng R = 2/3 Vào năm 1993, Berrou, Glavieux và Thitimajashima ñã ñưa ra m t sơ ñ mã hóam i cho các mã ch p ñư c g i là mã Turbo (Hình 1). Trong sơ ñ này dòng thông tin vàoñư c mã hóa hai l n v i m t b xáo tr n ñ t gi a hai b mã hóa nh m t o ra hai dòng dli u ñư c mã hóa có th xem là ñ c l p th ng kê v i nhau. Hình 1. B mã hóa Turbo Trong sơ ñ này các b mã hóa thư ng ñư c s d ng là các b mã hóa cho mã ch pcó t c ñ R = 1/2 . Các mã này ñư c s d ng r t hi u qu trên các kênh pha ñinh. Ngư i ta ñã ch ngt r ng hi u năng c a mã Turbo s tăng khi tăng kích thư c c a b xáo tr n. Tuy nhiêntrong nhi u ng d ng quan tr ng (ch ng h n khi truy n ti ng nói), kích thư c b xáo tr nquá l n không s d ng ñư c do k t qu gi i mã b gi ch m Coding / Decoding Trang 2/10 Mã xo n trong truy n d n bao g m các k t qu c a s k t h p c a dãy ngu n sd ng nh ng ñ nh d ng xo n khác nhau. Mã xo n GSM bao g m trong vi c thêm 4 bit(thi t l p ñ “0”) cho chu i 185 bit ñ u tiên và sau ñó áp d ng hai xo n khác nhau: ñath c tương ng G1 ( X ) = X 4 + X 3 + 1 và G2 ( X ) = X 4 + X 3 + X + 1 K t qu cu i cùng. là str n l n hai l n chu i 189 bit, xem hình sau: Hình 2: TCH / FS truy n Mode S gi i mã mã xo n có th ñư c th c hi n b ng cách s d ng m t thu t toánViterbi .M t b gi i mã Viterbi khám phá m t cách h p lý song song d li u ngư i dùngm i khi có th trong trình t . Nó mã hóa và so sánh v i m i m t trình t nh n ñư c vàch n lên các kh p g n nh t: nó là m t b gi i mã kh năng t i ña. ð gi m s ph c t p (slư ng các dãy d li u có th tăng g p ñôi v i m i bit d li u b sung), b gi i mã côngnh n t i m i ñi m có trình t nh t ñ nh không th thu c v ñư ng d n kh năng t i ña vàlo i b chúng. B nh mã hóa ñư c gi i h n trong nh ng bit K; m t b gi i mã Viterbitrong tình tr ng ho t ñ ng n ñ nh, ch gi 2K-1 ñư ng ñi. S ph c t p c a nó tăng theo c ps nhân v i chi u dài h n ch K. T l mã xo n GSM trên m i dòng d li u là 378 bit m i 20ms, t c là: 18,9KB/s.Tuy nhiên, trư c khi ñi u ch tín hi u này, s có 78 bit không b o v Class II ñư c thêmvào (xem hình 2) Vì v y, t l bit rate GSM cho m i dòng là 456 bit m i 20ms t c là22,8kb/s * T ng quát Convolutional Coding K thu t mã hóa xo n chuy n (mã hóa) m t chu i bit d li u nh phân thành m tdãy các ký hi u tu n t qua m t phép “ch p”, m i ký hi u là m t nhóm bit. V i m itrư ng h p c a chu i bit d li u ng u nhiên qua phép “ch p” t o ra m t s xác ñ nh cáctu n t ký hi u, g i là các tu n t h p l . Tu n t các ký hi u tương ng s ñư c truy n ñi,có m i quan h v i chu i d li u g c. Căn c vào m i quan h này, máy thu s chuy nngư c l i (gi i mã) thành d li u ñã truy n. N u có l i x y ra, m t tu n t ký hi u h p lg n gi ng nh t v i tu n t ký hi u nh n s ñư c ch n ñ chuy n ngư c thành chu i dli u ban ñ u. K thu t mã hóa xo n ñư c áp d ng cho các thông ñi p r t dài. Gi i pháp gi i mãnhanh ñư c áp d ng r ng rãi là gi i mã Viterbi ...