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

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.

NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP MÃ HÓA KÊNH NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG TÍN HIỆU TRONG Q 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 TĨM TẮT Đề tài nghiên cứu mơ mã hóa kênh giúp ta hiểu rõ mã hóa giải mã thơng tin Nó giúp mã hóa nguồn tin phía phát đồng thời qua bên phía thu giải mã sửa sai bit để ta thu nguồn tin truyền Mục đích mã hóa kênh truyền nhằm tăng dung lượng kênh truyền cách cộng thêm vào tín hiệu liệu dư thừa thiết kế cách cẩn thận trước truyền kênh truyền Từ khóa: mã hóa kênh, dung lượng kênh, giải mã kênh, sửa sai, truyền tin GIỚI THIỆU 1.1 Mã vòng 1.1.1 Mơ tả Mã vịng (Cycle Codes) họ mã có ứng dụng đăc biệt rộng rãi thơng tin Mã có tên gọi Cycle có đặc tính dịch vịng từ mã Ngồi mã vòng gọi lớp quan trọng mã tuyến tính tìm nhiều phương pháp giải mã mạch mã hóa, tính syndrome (hội chứng) thực đễ dàng nhờ ghi dịch có hồi tiếp (feedback connection) 1.1.2 Định nghĩa: Một mã tuyến tính C(n,k) coi mã vịng lần dịch vịng từ mã C kết vector C 141 NƠI PHÁT NƠI THU Mã hóa kênh truyền Phát sai sữa sai Mã vịng, mã khối tuyến tính, mã Hamming,… ▪ Tìm đa thức kiểm tra H(x) Cho mã vòng C(n,k) ▪ 𝑥 𝑛 + = ℎ(𝑥) 𝑔(𝑥) ℎ𝑎𝑦 ℎ(𝑥) = ▪ Tìm H(x)= 𝑥 𝑘 ℎ(𝑥 −1 ) ▪ Tìm H(n-k,n) khơng tắc ▪ ̃(𝑛 − 𝑘, 𝑛) tắc Tìm 𝐻 ▪ ̃ 𝑇 ; với r vector Tính Syndrome: 𝑆 = 𝑟 𝐻 Phần thêm vào để kiểm tra 𝑥 𝑛 +1 𝑔(𝑥) Phần mang tin < -Độ từ mã n > ▪ Đa thức sinh (ĐTS): g(x) = ? 𝑔(𝑥) = + 𝑔1 𝑥 + 𝑔2 𝑥 + … + 𝑔𝑛−𝑘−1 𝑥 𝑛−𝑘−1 +𝑔𝑛−𝑘 𝑥 𝑛−𝑘 thu Sao cho: 𝑥 𝑛 + = 𝑔(𝑥) ℎ(𝑥) ▪ Nguồn tin u: mã hóa nguồn ▪ Tìm ma trận G(k,n) theo ĐTS g(x) ▪ ứng chọn Coset Leader (e) theo Syndrome ▪ 𝑔(𝑥) = + 𝑔1 𝑥 + 𝑔2 𝑥 + … + 𝑔𝑛−𝑘−1 𝑥 ▪ Tìm 𝐺̃ (𝑘, 𝑛) tắc ▪ Mã hóa kênh: 𝒕 = 𝒖 𝐺̃ (𝑘, 𝑛) 𝑛−𝑘−1 ̃𝑇 => Coset Leader (error) tương Lập bảng: 𝐻 +𝑔𝑛−𝑘 𝑥 𝑛−𝑘 142 Sữa sai: 𝑡 = 𝑟 ⨁𝑒 MƠ 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 mơ phỏng: gx = x^3 + x^2 + Hmat = 0 1 0 0 1 0 1 1 Gmat = 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 144 Decode = S= 0 0 0 Decode2 = S2 = 0 >> Mơ có nhiễu Hình 5: Kết mơ mã vòng C (7,4) AWGN KẾT LUẬN Qua sơ đồ kết mô phỏng, ta thấy lợi ích việc mã hóa kênh truyền tín hiệu xa Trong hình ta có hai đường tín hiệu: đường màu xanh tín hiệu khơng mã hóa đường màu đỏ tín hiệu mã hóa Qua kết mơ ta xét điểm Eb/N0 = dB ta thấy tính hiệu truyền mã hóa lỗi tín hiệu truyền khơng mã hóa Đồng thời tốc độ bit lỗi (BER) đường truyền mã hóa bit lỗi đường truyền khơng 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 ... màu đỏ tín hiệu mã hóa Qua kết mơ ta xét điểm Eb/N0 = dB ta thấy tính hiệu truyền mã hóa lỗi tín hiệu truyền khơng mã hóa Đồng thời tốc độ bit lỗi (BER) đường truyền mã hóa bit lỗi đường truyền. .. Kết mơ mã vịng C (7,4) AWGN KẾT LUẬN Qua sơ đồ kết mô phỏng, ta thấy lợi ích việc mã hóa kênh truyền tín hiệu xa Trong hình ta có hai đường tín hiệu: đường màu xanh tín hiệu khơng mã hóa đường...NƠI PHÁT NƠI THU Mã hóa kênh truyền Phát sai sữa sai Mã vịng, mã khối tuyến tính, mã Hamming,… ▪ Tìm đa thức kiểm tra H(x) Cho mã vòng C(n,k) ▪