CSE 501035 – Data Communication
1
Nội dung:
Chương 3: Mã hóa kênh 08 lý thuyết/ 02 bài tập/ 0 kiểm tra/01
thảo luận
3.1. Phát hiện lỗi và sửa lỗi
3.2. Các mã khối tuyến tính
3.3. Các mã chập
3.4. Các mã kết nối và giải mã lặp
3.5. Các mã nâng cao
3.6. Kết luận chương 3
Bài tập
1
05/14/15
1
Mã hóa kênh
CSE 501035 – Data Communication
2
3.1 Giới thiệu tổng quan
2
05/14/15
2
Format
Source
encode
Format
Source
decode
Channel
encode
Pulse

减少减减减少减减
01101111010010
01101011010010
Channel
Modulation
01001010111010101
01101011010010
Forward
error
correction
encoder
Reducing bit
error
Forward
error
correction
encoder
De-
interleave
r
Interweav
er
01101111010010
Demodula
tor
Equalizer
CSE 501035 – Data Communication
4
MÃ HÓA KÊNH
4

Information bits
Received information bits
Sent
check
bits
Information
accepted if
check bits
match
Received
check bits
k bits
n – k bits
CSE 501035 – Data Communication
6
Định lý về mã kênh của Shannon
6
05/14/15
6
ĐỊNH NGHĨA :
Tỷ lệ mã R=k/n<1
k bít tin tức, ( n-k) bít kiểm tra
Định lý về mã kênh của Shannon: Nếu khả năng phát nguồn
nhỏ hơn khả năng thông qua của kênh thì luôn luôn xây dựng
phương pháp mã đảm bảo truyền tin không sai:
R ≤ Capacity
an encoding methods exist
with decoding error probability 0
CSE 501035 – Data Communication
7

A1 B1 C1 A2 B2 C2 A3 B3 C3
Deinterleaver
A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3
1 error 1 error 1 error
CSE 501035 – Data Communication
11
3.1.1 Phân loại mã hóa kênh
11
05/14/15
11
Mã hóa kênh biến đổi tín hiệu để cải thiện hiệu năng của
hệ thống (communications performance), tăng khả năng
chống lại nhiễu ( Noice) , suy giảm, can nhiễu
(interference) …
Có 2 loại:
1. Mã hóa dạng sóng : mã hóa tín hiệu để giảm error khi tách sóng: đối
xứng (antipodal), trực giao (orthogonal), song trực giao (biorthogonal),
mã lưới , mã tín hiệu đa mức .
2. Mã chuỗi có cấu trúc : thêm các bit để giúp phát hiện và sửa lỗi. Mã
khối ( mã không nhớ),Mã chập ( mã có nhớ), mã liên kết
CSE 501035 – Data Communication
12
(tt)
12
05/14/15
12
3.1.2 Các phương pháp điều khiển lỗi
13
05/14/15
13

Áp dụng: * Mạng máy tính
* Các hệ thống không yêu cầu độ trễ nhỏ.

Các mã sử dụng: mã lặp, mã kiểm tra chẵn lẻ, mã CRC, vv…
14
05/14/15
14
CSE 501035 – Data Communication
15
Phân biệt hệ thống FEC và hệ thống ARQ:
Hệ thống ARQ có ba dạng cơ bản:
Cơ chế ARQ dừng và chờ (Stop and Wait ARQ)
Cơ chế ARQ quay ngược N từ mã (Go back N ARQ)
Cơ chế ARQ lựa chọn việc lặp lại (Selective repeat ARQ)
Hệ thống FEC (Forward Error Correction)

Phát hiện lỗi và thực hiện việc tự sửa lỗi, không yêu cầu truyền lại.



Áp dụng: * Hệ thống đơn công
* Hệ thống truyền khoảng cách xa và độ trễ là vấn đề quan trọng.

Các loại mã : mã Hamming, mã tích chập, mã Turbo,vv…
15
05/14/15
15

CSE 501035 – Data Communication
17


Mã có tính hệ thống: từ mã được chia thành 2 phần
bit thông tin và bit kiểm tra.
17
05/14/15
17
CSE 501035 – Data Communication
18
Chương 3 MÃ HÓA KÊNH
3.2 Một số mã phát hiện lỗi và sửa lỗi đơn giản:

Xét một khối n bit, giả sử lỗi xảy ra ngẫu nhiên, độc lập thống kê. Khi xác suất
sai một bit là α thì xác suất sai i bit trong n bit là:
3.2.1 Mã lặp (Repetition Code):

Mỗi bit được biểu diễn bằng từ mã gồm n bit giống nhau
Ví dụ: Mã lặp 3: bit 1  111; bit 0  000

Với hệ thống ARQ:
•
Khi thu được từ mã khác 111 hay 000  phát hiện lỗi xảy ra  yêu cầu
truyền lại.
•
Xác suất không phát hiện được lỗi: P(3,3) = α
3
.

Với hệ thống FEC: giả sử dùng luật đa số để sửa lỗi (VD: 0010; 1011)
•
Khi thu được từ mã khác 111 hay 000  phát hiện lỗi xảy ra  sửa lỗi.

Σ
bit 1) là lẻ

Chỉ phát hiện lỗi, không sửa được lỗi

Khi số bit lỗi là chẳn  không phát hiện được.
Xác suất không phát hiện được lỗi là:

Đơn giản, thích lợp trong môi trường ít nhiễu.
19
05/14/15
19
2
( 1)
(2, ) (4, ) (6, )
2
we
n n
P P n P n P n
α
−
= + + + ≈
Mã hóa và giải mã kiểm tra chẵn lẻ
Example 1
Example 1
Suppose the sender wants to send the word world. In
ASCII the five characters are coded as
1110111 1101111 1110010 1101100 1100100
The following shows the actual bits sent
11101110 11011110 11100100 11011000 11001001