Tìm hiểu tổng quan về hệ thống tín hiệu số vệ tinh DVBS2, mã hóa sửa lỗi BCH và LDPC, hướng phát trển trong tương lai, xây dựng cũng như đánh giá chât lượng mã dựa trên mô phỏng matlab.
NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT MÃ KÊNH TRONG HÊ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ DVB-S2 MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Bản cam đoan Mục lục Tóm tắt luận văn Danh mục các ký hiệu, viết tắt, các bảng, các hình ve MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN HÊ THỐNG DVB-S2, MÃ KHỐI TUYẾN TÍNH 1.1 Hệ thống DVB-S2 1.1.1 Sơ đồ khối hệ thống DVB-S2 1.1.2 Nguyên tắc hoạt động sơ đồ khối 1.2 Mã khối tuyến tính 13 1.2.1 Định nghĩa 13 1.2.2 Các khái niệm và nguyên lý hoạt động .13 1.2.3 Vấn đề phát hiện sai và sửa sai 16 1.2.4 Cách tính khoảng cách Hamming của bộ mã 18 1.3 Kết luận 21 Chương CÁC MÃ KÊNH DÙNG CHO HÊ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ DVB-S2 2.1 Nghiên cứu về mã BCH 22 2.1.1 Biểu diễn mã BCH .22 2.1.2 Ma trận kiểm tra chẵn lẻ của một mã BCH 24 2.1.3 Giới hạn mã BCH 25 2.1.4 Giải mã BCH .26 2.2 Nghiên cứu về mã LDPC .27 2.2.1 Đồ hình Tanner 29 2.2.2 Mã LDPC quy tắc và bất quy tắc 31 2.2.3 Thiết kế mã LDPC .32 2.2.4 Phương pháp mã hóa LDPC 34 2.2.5 Phương pháp giải mã LDPC 41 2.2.6 Quá trình hoạt động của mã 44 2.3 Mã LDPC ứng dụng công nghệ DVB-S2 .46 2.3.1 Việc tổ chức ma trận kiểm tra chẵn lẻ 46 2.3.2 Giải mã lặp 52 2.3.3 Sự cải thiện về mật độ đối với mã LDPC 54 2.3.4 Phân tích và thiết kế mã LDPC bất quy tắc 56 2.3 Kết luận 60 Chương ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ SỬ DỤNG MÃ LDPC CHO HÊ THỐNG DVB-S2 3.1 Thủ tục mô phỏng 61 3.2 Cực đại hóa giải mã xác suất hậu nghiệm 62 3.3 Quá trình tính toán nút bít 66 3.4 Quá trình tính toán nút kiểm tra .67 3.5 Giải mã lặp .69 3.6 Kết luận 74 KẾT LUẬN Kết luận 76 TÀI LIÊU THAM KHẢO 78 Tóm tắt luận văn Tên đề tài: Nghiên cứu kỹ thuật mã kênh hệ thống truyền hình số DVB-S2 Tóm tắt: Tìm hiểu tổng quan về hệ thống tín hiệu số vệ tinh DVB-S2, mã hóa sửa lỗi BCH và LDPC, hướng phát trển tương lai, xây dựng đánh giá chât lượng mã dựa mô phỏng matlab DANH MỤC CÁC KÝ HIÊU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu va chữ viết tắt ACM Tiếng Anh Tiếng việt Adaptive Coded and Điều chế và mã hóa thích nghi Modulation A Posteriori Xác suất hậu nghiệm APSK Probability Amplitude Phase Điều chế khóa dịch pha biên độ ATM Shift Keying Asynchronous Chế độ truyền không đồng bộ AWGN Transfer Mode Additive White Tạp âm Gauss trắng chuẩn cộng tính APP Gaussian Noise B BB BCH Base-Band Bose, Chaudhuri, Số lượng khối Băng sơ Mã BCH BER BPSK Hocquenghem Code Bit Error Rate Binary Phase Shift Tỷ lệ lỗi Điều chế khóa dịch pha nhị phân Keying C C CCM Constant Coding and Dung lượng kênh Ma trận từ mã Điều chế và mã hóa không đổi CN CRC Modulation Check Node Cyclic redundancy Nút kiểm tra Kiểm tra độ dư vòng check Db DF DVB-S Data Field Digital Video DVB-S2 Broadcasting Satellite nhất Digital Video Vệ tinh quảng bá video số thế hệ thứ Bậc của nút bít khối B Trường dữ liệu Vệ tinh quảng bá video số thế hệ thứ d dc dv Eb / N Broadcasting Satellite hai Khoảng cách Hamming Bậc nút kiểm tra Bậc nút bít Tỷ số lượng bít lượng Es ECC Error Correcting tạp âm Năng lượng trung bình của symbol Các mã sửa lỗi ETSI Codes European Viện các tiêu chuẩn viễn thông Châu Telecommunication Âu Standards Insitute fN f0 f y| x Tần số Nyquist Tần số sóng mang Hàm mật độ xác suất có điều kiện FDM Frequency Division Ghép kênh phân chia theo tần số FEC Multiplexing Forward Error Kỹ thuật sửa lỗi trước Correcting G g( x) H H( f ) H( ) p H( ) HT Ik IN IP IRA Ma trận sinh Đa thức sinh của mã BCH Ma trận kiểm tra chẵn lẻ Hàm truyền đạt u Information Node Internet protocol Irregular Repeat Phần ma trận hệ thống của H Phần ma trận chẵn lẻ của H Ma trận chuyển vị của H Ma trận đơn vị kích thước k × k Nút thông tin Giao thức internet Lặp tích lũy không đều Accumulate k L LDPC Low Density Parity Độ dài bít thông tin Độ dài khối Mã kiểm tra chẵn lẻ mật độ thấp LLR m MA MAP Check Log Likelihood Ratio Tỷ lệ hợp le lôga Véctơ bản tin Mode Adaption Thích nghi chế độ Maximum A Cực đại hóa hậu nghiệm MLD Posteriori Maximum Likelihood Giải mã hợp le cực đại Decoding Mn Tập các nút kiểm tra đối với nút bít MPEG bn Nhóm chuyên gia về hình ảnh động n n−k N0 / Nm Pdf PLframe P( b ) Pmf Moving Picture Expert Group Độ dài từ mã mã hóa Số lượng các bít kiểm tra chẵn lẻ Mật độ phổ công suất tạp âm hai phía Tập các nút bít kiểm tra tại nút Probability Density Function Pilot Frame Probability Mass kiểm tra Hàm mật độ xác suất Khung dẫn đường Xác suất lỗi bít Hàm khối xác suất Function PN PSK QPSK Phase Shift Keying Quadrature Phase Nút chẵn lẻ Điều chế khóa dịch pha Điều chế khóa dịch pha vuông góc Shift Keying R R r RA rn RF SA Repeat Accumulate Radio Frequency Stream Adaption Tốc độ kênh Tỷ lệ mã Véctơ nhận Lặp tích lũy Véctơ nhận thứ n Tần số vô tuyến Thích nghi luồng SISO SNR t Soft Input Soft Output Signal to Noise Ratio Đầu vào mềm, đầu mềm Tỷ lệ lượng tín hiệu nhiễu Số bít sai phát hiện hoặc số bít tb , d TDM Time Division sai sửa Các địa chỉ sơ của mỗi khối Ghép kênh phân chia theo thời gian VCM Multiplexing Variable Coded Điều chế mã hóa thay đổi VN W zn α φ γ ηM λbn Modulation Variable Node λbn ,cm Nút khả dụng (nút bít) Băng thông của kênh Symbol thứ n truyền Hệ số uốn Véctơ pha Bậc của cột (trọng số cột) Hiệu quả điều chế Tỷ lệ hợp le lôga hậu nghiệm của bn Các bản tin rời các nút bít tới λcm ,bn các nút kiểm tra Các bản tin rời các nút kiểm tra ρ σ2 tới các nút bít Bậc của hàng (trọng số hàng) Phương sai của tạp âm kênh DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1: Giới hạn Shannon của một kênh đầu AWGN liên tục với điều chế BPSK và các tỷ lệ mã R khác 45 Bảng 2.2 Số lượng các nút bít đối với các bậc khác DVB-S2 51 Bảng 2.3 Phân bố bậc mã LDPC DVB-S2 59 DANH MỤC CÁC HÌNH VE Trang Hình 1.1 Sơ đồ khối chức của hệ thống truyền dẫn DVB-S2 Hình 1.2 Định dạng dữ liệu trước xáo trộn Hình 1.3 Sơ đồ xáo trộn bít cho điều chế 8PSK và độ dài khung thường FECFRAME (áp dụng cho tất cả tỷ lệ mã ngoại trừ 3/5) Hình 1.4 Sơ đồ xáo trộn bít cho điều chế 8PSK và độ dài khung thường FECFRAME (chỉ với tốc độ 3/5) Hình 1.5 Chòm tín hiệu QPSK Hình 1.6 Chòm tín hiệu 8PSK Hình 1.7 Chòm tín hiệu 16APSK 10 Hình 1.8 Chòm tín hiệu 32APSK 11 Hình 2.1 Khả sửa lỗi của mã BCH các tỷ lệ mã và độ dài từ mã khác .27 Hình 2.2 Ma trận kiểm tra chẵn lẻ cho mã LDPC (20, 3, 4) 29 Hình 2.3 Đồ hình Tanner của ma trận H .30 Hình 2.4 Đồ hình Tanner đối với mã LDPC DVB-S2 47 Hình 2.5 Tổ chức ma trận kiểm tra chẵn lẻ của DVB-S2 với tỷ lệ mã R .48 Hình 2.6 Tổ chức ban đầu của ma trận khối H ( u ) thứ b 50 Hình 2.7 Nguyên lý về giải mã lặp .52 Hình 2.8 Cây giải mã độ sâu bằng .53 Hình 2.9 Cây giải mã độ sâu bằng đối với một mã LDPC bất quy tắc 54 Hình 3.1 Sơ đồ khối mô phỏng mã LDPC 62 Hình 3.2 Đồ hình Tanner của mã LDPC quy tắc với nút bít thứ n 66 Hình 3.3 Truyền bản tin đồ hình Tanner .69 Hình 3.4 So sánh BER mã hóa mã LDPC độ dài khối là 64800 bít tỷ lệ mã 1/3 và không mã hóa 72 Hình 3.5 So sánh BER mã hóa mã LDPC độ dài khối là 64800 bít với tỷ lệ mã là 1/2 và 4/5 73 Hình 3.6 So sánh BER mã hóa mã LDPC độ dài khối là 64800 bít với tỷ lệ mã là 9/10 và giới hạn Shannon 74 67 Hình 3.2 Đồ hình Tanner của mã LDPC quy tắc đối với nút bít thứ n 3.3 Quá trình tính toán nút bít Bằng việc sử dụng hàm kiểm tra chẵn lẻ quy luật số chẵn và phương trình (3.12), LLR bên ngoài trơ thành: λbn ,extr = log Pr { bn = 1| ( ri ≠n ) } Pr { bn = | ( ri ≠ n ) } , bằng việc sử dụng phương trình (3.18) suy λbn ,extr = log Pr { Φ ( d m ) = 1, m = 0,1, , M − 1| ( ri ≠ n ) } Pr { Φ ( d m ) = 0, m = 0,1, , M − 1| ( ri ≠n ) } Giả sử rằng đồ hình Tanner không có chu kỳ và bơi vậy các xác suất đồng thời có thể chia thành: λbn ,extr ∏ = log ∏ M −1 m =0 M −1 m =0 Pr { Φ ( d m ) = 1| ( ri≠ n ) } Pr { Φ ( d m ) = | ( ri ≠n ) } 68 Hoặc λbn ,extr = ∑ m=0 log M −1 Pr { Φ ( d m ) = 1| ( ri ≠ n ) } Pr { Φ ( d m ) = | ( ri ≠ n ) } Phương trình (3.22) chỉ rằng thông tin bên ngoài tại nút bít bn tính toán là tổng các nút liên kết kết nối tới cùng nút bít Đối với nút bít bn các phần thông tin bên ngoài tính toán tại nút kiểm tra cm có thể biểu diễn sau: Pr { Φ ( d m ) = 1| ( ri ≠ n ) } λcm ,bn =&log Pr { Φ ( d m ) = | ( ri ≠ n ) } Phương trình (3.23) chỉ bộ xử lý của nút kiểm tra phải tính toán việc kiểm tra chẵn lẻ quy luật chẵn của tập các bản tin đến ngoại trừ một bản tin đến từ nút bít bn (tập d m hình 3.2) Phương trình (3.22) có thể chỉ sau: M −1 λbn ,extr = ∑ λcm ,bn , m =0 và cuối cùng là: 2rn M −1 λbn = + ∑ λcm ,bn σ m =0 3.4 Quá trình tính toán nút kiểm tra Để tìm quy tắc cập nhật nút kiểm tra, thì quy tắc Tanh đầu tiên định nghĩa sau Đối với một tập các bít độc lập, có xác suất không bằng χ = x0 , x1 , , xN −1 ta có: λ − y λi là một LLR tiên nghiệm của xi , N −1 λi ÷ = ∏ − ÷, 2 i =0 69 λi = log Pr { xi = 1} , Pr { xi = 0} và y = φ ( χ ) là hàm kiểm tra chẵn lẻ dùng quy luật số chẵn của véctơ χ , và biểu diễn sau: λ y = log Pr { y = 1} Pr { y = 0} Bằng việc áp dụng quy tắc Tanh cho λcm ,bn : λc ,b − m n L−1 λbm ,l ,cm = ÷ ∏ − ÷ l =1 chỉ số l tập d m chỉ các nút bít kết nối tới nút kiểm tra cm ngoại trừ bm ,0 = bn ( l ≠ ) Bằng việc giải phương trình (3.29) quy tắc cập nhật nút kiểm tra se là: λcm ,bn L−1 λb ,l ,c = −2 ∏ − m m l =1 −1 ÷ (3.30) Trong hình (3.3) tất cả các thủ tục trình bày Thủ tục này tính toán một cách đơn giản bằng việc giả sử rằng việc quan sát kênh 2rn / σ với thông tin bên ngoài λbn ,extr dựa việc quan sát mỗi mẫu thu ngoại trừ rn Việc giải mã LDPC đơn giản là coi việc trao đổi các bản tin dọc theo các đường biên của đồ hình, việc này gọi là “truyền bản tin” Nút kiểm tra cm tập hợp L − bản tin từ tất cả các nút bít kết nối tới, tính toán một LLR hậu nghiệm λbn ,extr của nút kiểm tra chẵn lẻ và gửi bản tin cập nhật tới nút bít bn Cuối cùng các bản tin đến cộng lại với theo phương trình (3.25) và bộ phát hiện cứng nhận các đầu của LLR và đưa việc đánh giá bn cuối cùng theo phương trình (3.2) 70 Hình 3.3 Truyền bản tin đồ hình Tanner 3.5 Giải mã lặp Như đã trình bày trước đây, độ tin cậy của các bản tin trao đổi dọc theo các đường biên của đồ hình tăng lên từ bước lặp này sang bước lặp khác Sau một vài bản tin nào đó truyền đi, thì thuật toán truyền bản tin lặp hội tụ tới chính xác một tỷ số hợp le logarit hậu nghiệm đã chỉ phương trình (3.7) Vì lý này, thuật toán chuyển bản tin là không chính xác và miêu tả một cách xấp xỉ với việc cực đại hóa một sự giải mã hậu nghiệm ( ) Bản tin rời nút bít hướng tới nút kiểm tra λbn ,cm là tổng của tất cả các bản tin vào cùng nút bít bn bao gồm cả việc quan sát kênh, ngoại trừ bản tin từ nút kiểm tra cm Từ phương trình (3.25): M −1 2rn λbn = + ∑ λci ,bn + λcm ,bn = λbn ,cm + λcm ,bn σ i = 0,i ≠ m (3.31) 71 Tại bước lặp giải mã đầu tiên, tất cả các bản tin từ các nút kiểm tra bằng “0” và không có thông tin các nút kiểm tra Vì lý này, để mà bắt đầu thực hiện việc giải mã lặp, thì bộ giải mã cần phải khơi tạo ban đầu Cho M n là tập các nút kiểm tra để biểu diễn nút bít bn , n = 0,1, , nLDPC − và N m là tập các nút bít mà kiểm tra tại cm , m = 0,1, , nLDPC − k LDPC − Nhìn vào ma trận H , M n là tập các số ‘1’ cột n và N m là tập các số ‘1’ hàng m mà để hình thành nên ma trận kiểm tra chẵn lẻ Điều kiện ban đầu cho việc giải mã là: λ ( ) cm ,bn = , m = 0,1, , nLDPC − k LDPC − , n ∈ N m (3.32) Tại bước lặp đầu tiên các LLR hậu nghiệm của các nút bít thu từ kênh sau: λ ( ) bn = 2rn , n = 0,1, , nLDPC − σ2 (3.33) Sau đó, các bản tin gửi từ các nút bít tới các nút kiểm tra sau: λ ( ) bn ,cm = 2rn , n = 0,1, , nLDPC − 1, m ∈ M n σ2 (3.34) Tại mỗi bước lặp nút kiểm tra xử lý cập nhật các bản tin theo phương trình (3.30) Nút kiểm tra xử lý tập hợp các bản tin từ các nút bít mà tạo tại bước lặp trước đó Cuối cùng đối với bước lặp thứ l, quy tắc cập nhật các nút kiểm tra trơ thành: λ ( l) λ ( l −1) b ,c i m = −2 ∏ − i∈N m ,i ≠ n −1 cm ,bn ÷ ÷ (3.35) n = 0,1, , nLDPC − k LDPC − 1, n ∈ N m Bộ xử lý nút bít cập nhật các bản tin theo phương trình (3.25) Các bản tin gửi bơi các nút kiểm tra tại cùng bước lặp và bản tin 72 sinh bơi kênh sử dụng Cuối cùng đối với bước lặp thứ l , quy tắc cập nhật các nút bít trơ thành: λ ( l ) bn ,cm = 2rn l + ∑ λ ( ) cm ,bn σ i∈M n ,i ≠ m (3.36) n = 0,1, , nLDPC − 1, m ∈ M n Đầu các LLR cập nhật theo cách tương tự và quy tắc cập nhật đầu trơ thành: λ ( l ) bn = 2rn l l l + ∑ λ ( ) cm ,bn = λ ( ) cm ,bn + λ ( ) bn ,cm σ i∈M n (3.37) n = 0,1, , nLDPC − 1, m ∈ M n Phương trình (3.37) là phương trình biểu diễn cuối cùng đối với việc ước lượng nút bít bn và sau bước này ta đưa quyết định về nút bít bn bước lặp này Việc giải mã thông thường chạy một số các bước lặp (ví dụ là 50 DVB-S2) để đạt tới một quá trình hoạt động tốt Từ mã đúng thông thường phát hiện trước kết thúc các bước lặp Cách tốt nhất để kiểm tra sự chính xác của từ mã là mã hóa lại nó Cách khác để phát hiện từ mã đó đúng hay sai, là kiểm tra tập các phương trình đối với mỗi nút kiểm tra và đảm bảo rằng chúng thỏa mãn Nếu các điều kiện thỏa mãn tại mỗi nút kiểm tra, thì từ mã hợp lý phát hiện và bộ giải mã dừng bước lặp lại, ngược lại bộ giải mã tiếp tục thực hiện Tuy nhiên thỉnh thoảng sau bước lặp lớn nhất thì từ mã nhận lại không chính xác Trong trường hợp này để tránh vòng lặp vô hạn thì bước lặp giải mã phải dừng lại và bộ giải mã không tiếp tục thực hiện sửa từ mã nhận Kết quả mô phỏng 73 Như chương đã nêu độ lợi mã hóa định nghĩa là độ giảm tỷ lệ Eb / N yêu cầu đối với một tỷ lệ lỗi (BER) cho trước đối với một hệ thống thông tin liên lạc mã hóa so với một hệ thống không mã hóa Kết quả mô phỏng hệ thống thông tin sử dụng mã LDPC có độ dài khối 64800 bít, số lần lặp cực đại thuật toán giải mã là 50, tỷ lệ mã 4/5 và trường hợp không sử dụng mã LDPC điều chế BPSK Từ hình 3.4 nhận thấy rằng độ lợi mã hóa BER = 10−6 cỡ 7.95dB Với khả sửa lỗi cao vậy cho phép vậy cho phép ta tăng tốc độ truyền dẫn 74 Hình 3.4 So sánh BER mã hóa mã LDPC độ dài khối là 64800 bít tỷ lệ mã R = 1/3 và không mã hóa Hình 3.5 chỉ đồ thị BER của hệ thống thông tin sử dụng các mã LDPC với các tỷ lệ mã là 1/2, 4/5, cùng độ dài khối là 64800 bít, cùng số lần lặp cực đại là 50 Từ hình 3.5 ta thấy rằng tỷ lệ mã / có khả sửa lỗi tốt nhiều so với tỷ lệ mã 4/5 Cụ thể tại cùng giá trị BER = 10−6 thì mã LDPC tỷ lệ mã 1/2 cho độ lợi về công suất cỡ 1.713dB (hay 1.48 lần) so với tỷ lệ mã 4/5 Kết quả này là hợp lý vì với cùng độ dài khối của mã thì tỷ lệ mã R = k / n càng lớn tức là số bít kiểm tra nhỏ nên khả sửa lỗi của mã giảm dẫn tới BER tăng 75 Hình 3.5 So sánh BER mã hóa mã LDPC độ dài khối là 64800 bít với tỷ lệ mã là 1/2 và 4/5 76 Hình 3.6 So sánh BER mã hóa mã LDPC độ dài khối là 64800 bít với tỷ lệ mã là 9/10 và giới hạn Shannon Hình 3.6 chỉ hoạt động của mã LDPC với tỷ lệ mã R = / 10 Đối với tỷ lệ mã này và đối với điều chế BPSK, đường giới hạn Shannon đối với kênh AWGN là 3.205dB Trong đó với cùng tỷ lệ mã dùng mã LDPC DVB-S2 thì cho khoảng cách xấp xỉ 0.544dB so với đường giới hạn Shannon Hay nói cách khác mã LDPC DVB-S2 cho sự cải thiện 0.544dB 3.6 Kết luận Trong chương ta đã mô phỏng một sơ đồ truyền dẫn tín hiệu sử dụng điều chế BPSK, sơ đồ mã hóa, giải mã LDPC (mã LDPC sử dụng 77 DVB-S2 kích thước từ mã là 64800 bít) và mô hình kênh là AWGN Chương này vào phân tích thuật toán giải mã tổng tích bao gồm việc giải mã lặp, việc tính toán cập nhật các bản tin tại các nút bít nút kiểm tra thông qua các ví dụ cụ thể Kết thúc chương là các kết quả mô phỏng đánh giá tỷ lệ lỗi bít (BER) ứng với mỗi tỷ lệ mã khác nhau, qua đó cho thấy mã LDPC sử dụng công nghệ DVB-S2 cho chất lượng hoạt động tiệm cận tới đường giới hạn Shannon 78 KẾT LUẬN Mã kênh là một những phần hết sức quan trọng của hệ thống thông tin số Hiệu quả của mã kênh có tác động rất lớn, nó góp phần vào việc nâng cao chất lượng dịch vụ của hệ thống thông tin Để đánh giá hiệu quả của mã kênh dựa vào rất nhiều các tiêu chí khác độ phức tạp của thuật toán, khả phát hiện và sửa lỗi, độ tin cậy, tính kinh tế v…v Việc nghiên cứu xây dựng các mã kênh và đánh giá hiệu quả của nó để ứng dụng vào thực tế là rẩt cần thiết Sau quá trình tìm hiểu và nghiên cứu dưới sự chỉ bảo tận tình của các thầy cô em đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp cao học của mình với đề tài “ Nghiên cứu kỹ thuật mã kênh hệ thống truyền hình số DVB-S2” Luận văn đã đưa khái niệm bản về mã BCH, LDPC và tập trung sâu vào việc phân tích mã LDPC bao gồm việc thiết kế, mã hóa và giải mã các ứng dụng của mã LDPC tiêu chuẩn DVB-S2 Mã LDPC sử dụng DVB-S2 có một sự tiệm cận tới giới hạn Shannon khoảng 0.7dB Trọng tâm nghiên cứu luận văn là việc thiết kế một ma trận kiểm tra chẵn lẻ thưa có kích thước lớn để sử dụng các bộ mã hóa và giải mã LDPC DVB-S2 Sử dụng phương pháp cải thiện hàm mật độ cho việc phân tích và thiết kế ma trận kiểm tra chẵn lẻ với các phân bố trọng số đặc biệt Ta chứng minh rằng thuật toán lặp truyền bản tin đem lại một quá trình hoạt động rất tốt so với các kiểu giải mã khác Đối với việc mã hóa, ta sử dụng một ma trận kiểm tra chẵn lẻ Trong phương pháp này, ma trận tam giác dưới dạng bậc thang của ma trận kiểm tra chẵn lẻ chọn Phương pháp này đem lại các lợi thế về độ phức tạp mã hóa tuyến tính 79 Nghiên cứu luận văn chỉ rằng bằng việc tăng độ dài khối từ mã thì có thể tiến gần đến tiêu chuẩn giới hạn Shannon Trong trường hợp này vấn đề chính là việc giảm độ phức tạp kết hợp với việc mã hóa và giải mã Các mã LDPC bất quy tắc có sự hoạt động tốt so với các mã quy tắc, khó khăn chính là độ phức tạp của việc xây dựng ma trận kiểm tra chẵn lẻ Trong luận văn này chỉ rằng có thể có một ma trận kiểm tra chẵn lẻ bất quy tắc một ma trận kiểm tra chẵn lẻ quy tắc, điều này làm giảm độ phức tạp có thể có một quá trình mã hóa không phức tạp Sự phức tạp của sự hoạt động mã LDPC chủ yếu là từ ma trận kiểm tra chẵn lẻ kích thước lớn Bơi vậy, công việc nghiên cứu tương lai là cố gắng tìm một quy tắc tốt để ánh xạ vị trí các số “1” ma trận kiểm tra chẵn lẻ, điều này se làm giảm không gian bộ nhớ cần thiết Nhìn chung một vài trường hợp có thể chia một ma trận lớn thành một vài khối nhỏ gọi là các ma trận con, việc này kéo theo việc nghiên cứu tập các quy tắc để thiết kế ma trận kiểm tra chẵn lẻ Rõ ràng với việc chia một ma trận lớn thành các ma trận thì độ phức tạp và không gian bộ nhớ cần thiết cho việc mã hóa và giải mã se giảm một cách đáng kể 80 TÀI LIÊU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] TS Nguyễn Quốc Bình, KS Nguyễn Huy Quân (2003), Các hệ thống thông tin hiện trình bày thông qua sử dụng Matlab [2] TS Nguyễn Quốc Bình (2001), Kỹ thuật truyền dẫn số, Nhà xuất bản quân đội nhân dân [3] PGS.TS Trần Xuân Nam, Mô phỏng các hệ thống thông tin vô tuyến sử dụng Matlab [4] Nguyễn Bình ,Trần Thông Quế (1985), Cơ sở lý thuyết truyền tin, Học viện kỹ thuật quân sự [5] Nguyễn Thúy Vân, Lý thuyết ma, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội [6] Vũ Ngọc Phàn (2006), Lý thuyết thông tin và ma hóa, Nhà xuất bản Bưu điện, Hà Nội Tiếng Anh [6] Brack T Kienle F and Wehn N (2005), A Synthesizable IP Core for DVB-S2 Code Decoding, Design, Automation and Test in Europe, P 100-105 [7] Chiani M and Ventura A (11/2001), Design and evaluation of some High Rate Low Density Parity Check Codes, Proc IEEE Globecome, Vol 2, P 990994 [8] Daniel J.Castello Shu Lin and Jr (2004), Error Control Coding, Second Edition [9] DVB BlueBook A83 (07/2012), Second generation framing structure, channel coding and modulation systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications (DVBS2) 81 [10] Gallager R G (1963), Low-Density Parity-Check Codes, PhD thesis, Massachusetts Institute of Technology [11] Li Y Ryan W E and Yang Y (04/2004), Design of Efficiently Encodable moderate Length High Rate Irregular LDPC Codes, IEEE Transactions on information theory, PP 564-571 [12] Massoud Khajeh, A New High Performance LDPC Code for DVB-S2, A Thesis In The Department of Electrical and Computer Engineering, April 2006 [13] Richardson T.J and Urbanke R.L (02/2001), Efficient encoding of low density parity check codes, IEEE Transactions on information theory, Vol 47, PP 638-656 [14] Richardson T J and Urbanke R L (02/2001), The capacity of low density parity check codes under message-passing decoding, IEEE Transactions on information theory, Vol 47, PP 599-628 [15] Tanner R.M (09/1981), A recusive approach to low complexity codes, IEEE Transactions on information theory [16] Shokrollahi A Richardson T J and Urbank R (02/2001), Design of Capacity-Approaching Irregular Low-Density Parity-Check Codes, IEEE Transactions on information theory, Vol 47, P 619-637 [17] Shannon C E (1948), A mathematical theory of communication, Bell system Technical Journal, Vol 27, P 379-423