Kỹ Thuật Truyền Số Liệu Chương 3

CHƯƠNG BẢO VỆ CHỐNG SAI TRONG TRUYỀN SỐ LIỆU GV: Th.s Lương Hoài Thương Tổng quát    Mạng phải truyền liệu cách xác, khơng bảo đảm tính khơng sử dụng Trong trình truyền bị tác động nhiễu (điện, từ,…), nên hệ thống cần có độ tin cậy tốt với chế phát sửa lỗi Việc phát sửa lỗi thiết lập lớp kết nối liệu hay lớp vận chuyển mơ hình OSI GV: Th.s Lương Hồi Thương Tổng qt Bảo vệ chống sai truyền số liệu nhằm  Bảo vệ thông tin phát để chống sai đường dây gây nên Để giải ta đặt nguồn phát thu thiết bò mã hóa giải mã  Bảo mật: ta dùng mã khóa đặc biệt mà có bên cần thu biết khóa mã giải mã thu thông tin Tổng qt Các thiết bò mã hóa giải mã có hai loại :  Loại thiết bò giải mã đơn giản phát sai, mà không tự sửa sai, yêu cầu bên phát phát lại (ARQ)  Loại thiết bò giải mã phát sai tự sửa sai hai lỗi sai: mã khối tuyến tính, mã Hamming, mã vòng,… Lỗi Q trình phát sai Parity dò bit sai   Parity chẵn: (N + P) phải số chẵn Parity lẻ: (N + P) phải số lẻ   N: tổng số bit có liệu cần kiểm tra lỗi P: giá trị bit parity, hay cho tổng số bit (N+P) số chẵn (lẻ) tùy theo phương pháp parity chẵn hay lẻ tương ứng Data ( ASCII ) h e B1 1 B2 0 B3 0 Data B4 0 B5 0 B6 B7 1 Parity bit (odd ) Parity dò bit sai  Để dò bit sai => thực đồng thời phép kiểm tra parity bít chẳn bit lẽ Parity dò chuỗi bit sai Bộ tạo CHECKSUM Sửa lỗi   Sửa lỗi phát thông thường yêu cầu truyền lại khối liệu Khơng thích hợp cho ứng dụng trao đổi liệu không dây  BER cao   Thời gian trễ truyền lớn nhiều so với thời gian truyền liệu (vd truyền vệ tinh)   Truyền lại nhiều Khối liệu truyền lại bị lỗi nhiều khối liệu khác Cần thiết phải sửa lỗi dựa vào liệu nhận Q trình sửa sai Q trính sửa sai  Mỗi khối liệu k bit ánh xạ vào khối n bit (n>k)      Từ mã – Codeword Forward error correction (FEC) encoder Codeword truyền Chuỗi bit nhận tương tự chuỗi truyền đi, có chứa lỗi Codeword gởi tới giải mã FEC     Nếu khơng có lỗi, trích xuất khối liệu ban đầu Một vài mẫu lỗi phát sửa lỗi Một vài mẫu lỗi phát không sửa Một vài mẫu lỗi khơng phát (ít xảy ra)  FEC trích xuất khối liệu sai Sửa lỗi – Mã Hamming  Hãy xác định mã hamming DL sau 1010 31 Nén liệu – mã Huffman Dựa vào xác suất xuất ký tự Cách thành lập mã Huffman  B1: xác định trọng lượng cây, xếp theo chiều tăng dần  B2: chọn nhẹ ghép lại thành có tổng trọng lượng cộng lại (nếu nhiều nhẹ chọn ngẫu nhiên)  B3: lập lại B1 đến  Đọc mã: đánh số cho nhánh trái, cho nhánh phải (hoặc ngược lại), đọc mã từ góc đến  Tính chiều dài từ mã trung bình Lavg = li x pi  li : chiều dài nguồn tin Xi  pi : xác suất xuất nguồn tin Xi  GV: Th.s Lương Hoài Thương 33 Nén liệu - Shannon-Fano  Đặc điểm    Mã tối ưu Khơng có tính prefix (trước sau) Giải thuật     Sắp xếp nguồn tin theo thứ tự giảm dần xác suất Chia nguồn tin thành hai phần có xác suất xấp xỉ gán cho phần trên, gán cho phần Lặp lại bước cho phần nguồn tin Ghi từ mã Ví dụ  Các nguồn tin xác suất xuất nguồn tin tương ứng  X1 (30%), X2 (20%), X3 (10%), X4 (10%), X5 (20%), X6 (5%), X7 (3%), X8 (2%)  Lavg = 2.0,3+2.0,2+3.0,2+3.0,1+3.0,1+4.0,05+5.0,03+5.0,02 = 2,65 bits STT Initial Xi % X1 30 X2 20 X3 10 X4 10 X5 20 X6 X7 X8 Sorted Xi % X1 30 X2 20 X5 20 X3 10 X4 10 X6 X7 X8 Shannon-Fano code Step Step Step Step Step 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 Code word 00 01 100 101 110 1110 11110 11111 Nén liệu Run-length encoding Thay chuỗi bit số nhị phân Chỉ hiệu chuỗi DL chứa nhiều bit (1) Ví dụ: mã run-length thay cho chuỗi số Nén liệu Run-length encoding Kết luận  bit bit khơng đươc mã  bít liên tiếp xem chuỗi bit  Nếu số nhiều 15 thì: 20=15+5; 30=15+15+0  Nếu chuỗi bắt đầu bit máy phát gữi chuỗi bit  Cuối tin có tín hiệu kết thúc Nén liệu Mã vi phân - Differential encoding (tương đối)  Chỉ truyền sai khác khung liệu liên tiếp  Chỉ hiệu sai khác khung không đáng kể Vd: mã tín hiệu hình ảnh video GV: Th.s Lương Hoài Thương 39 ... Thời gian trễ truyền lớn nhiều so với thời gian truyền liệu (vd truyền vệ tinh)   Truyền lại nhiều Khối liệu truyền lại bị lỗi nhiều khối liệu khác Cần thiết phải sửa lỗi dựa vào liệu nhận Quá... dùng thuật toán Mod-2 Goi T = (k+n) bit khung thông tin dũ liệu phát, với n < k M = k bit liệu, k bit T F = n bit cua khung FCS, n bit cuối T P = (n+1) bit, số chia phép toán Số T tạo cách dời số. .. Số T tạo cách dời số M sang trái n bit cộng với số F : T = 2nM + F Chia số 2nM cho P ta : Phép chia số nhị phân nên số dư nhỏ số chia bit nên lấy số dư thay cho F: T = 2nM + R CRC Ví dụ – tìm mã