Nghiên cứu và đánh giá hiệu năng lỗi bít của hệ thống thông tin số sử dụng các kỹ thuật mã hóa

TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH VIỆN KỸ THUẬT & CÔNG NGHỆ _ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG LỖI BÍT CỦA HỆ THỐNG THƠNG TIN SỐ SỬ DỤNG CÁC KỸ THUẬT MÃ HÓA SV thực hiện: Lớp: GV hƣớng dẫn: HỒ PHI CẦM 53K1 - ĐTTT ThS NGUYỄN THỊ KIM THU NGHỆ AN - 7/2017 LỜI NÓI ĐẦU Các hệ thống thông tin số phát triển mạnh mẽ toàn giới thay hầu hết hệ thống thông tin tƣơng tự Để đáp ứng ngày tốt yêu cầu chất lƣợng dịch vụ, phong phú dịch vụ, hạ giá thành, đặc biệt số lƣợng thuê bao ngày tăng nhanh nhà nghiên cứu áp dụng nhiều kỹ thuật số kỹ thuật mã hóa số Để hiểu rõ loại mã hóa nhƣ cách thức hoạt động hiệu mang lại nên em chọn đề tài "Nghiên cứu đánh giá hiệu lỗi bít hệ thống thơng tin số sử dụng kỹ thuật mã hóa" Em xin chân thành cảm ơn ThS Nguyễn Thị Kim Thu tận tình hƣớng dẫn giúp đỡ em trình làm đề tài Em chân thành cảm ơn thầy cô Viện Kỹ thuật Cơng nghệ tận tình bảo, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên, trình thực đề tài mình, em chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, kính mong thầy góp ý thêm cho em Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Hồ Phi Cầm i TÓM TẮT Trong đồ án nghiên cứu đánh giá hiệu lỗi bít hệ thống thơng tin số sử dụng kỹ thuật mã hóa Chƣơng khái quát lại kiến thức hệ thống thông tin số bao gồm khái niệm, lịch sử phát triển thơng tin số, mơ hình hệ thống thơng tin số, kênh truyền tin, tín hiệu sở tín hiệu băng thơng dải hệ thống thơng tin số Chƣơng trình bày khái niệm phân loại kỹ thuật điều chế số kỹ thuật mã hóa hệ thống thơng tin số, chƣơng trình bày đặc tính BER, phổ cơng suất hiệu suất độ rộng băng tín hiệu điều chế sử dụng loại mã hóa khác Cuối chƣơng đánh giá hiệu suất BER hệ thống thông tin số sử dụng loại điều chế nhƣ BPSK, QAM với kỹ thuật mã hóa nhƣ: mã hóa BCH, mã hóa Hamming, mã Golay, mã Reedsolomon AWGN ABSTRACT In this thesis presents research and evaluate the performance of bit error of digital Information system using encryption techniques Chapter outlines basic knowledge about digital information systems including concepts, development history of digital information, digital information systems model, transmission channels, bandwidth in digital information systems Chapter presents the concept and classification of digital modulation techniques and coding techniques in digital information systems, presents the BER characteristics, power spectral and tape bandwidth performance of the signals Modulation when using different coding types Finally Chapter of this chapter evaluates the BER performance of digital information systems when using modulation types such as BPSK, QAM with encryption techniques such as BCH encryption, Hamming encryption, Golay code, Reed-solomon code in AWGN ii MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU i TÓM TẮT ii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH VẼ v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vii CHƢƠNG HỆ THỐNG THÔNG TIN SỐ 1.1 Giới thiệu chƣơng 1.2 Khái niệm thông tin số 1.3 Lịch sử phát triển hệ thống thông tin số 1.4 Mơ hình hệ thống thơng tin số 1.5 Các kênh truyền tin thông tin số 1.5.1 Kênh sử dụng dây dẫn (wireline) 1.5.2 Kênh sử dụng sợi quang (Fiber Optic Channels) 1.5.3 Kênh vô tuyến (Wireless Channels) 1.6 Tín hiệu sở tín hiệu băng thơng dải 1.6.1 Tín hiệu băng sở 1.6.2 Tín hiệu băng thơng dải 1.7 Ƣu nhƣợc điểm hệ thống thông tin số 1.7.1 Ƣu điểm 1.7.2 Một số nhƣợc điểm thông tin số 10 1.8 Tổng kết chƣơng 10 CHƢƠNG CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN SỐ 11 2.1 Giới thiệu 11 2.2 Khái niệm phân loại kỹ thuật điều chế số 11 2.2.1 Điều chế số nhị phân 12 2.2.2 Điều chế số nhiều mức 23 iii 2.3 Các kỹ thuật mã hóa hệ thống thơng tin số 30 2.3.1 Mã hóa BCH 31 2.3.2 Mã hóa Hamming 31 2.3.3 Mã hóa Golay 32 2.3.4 Mã hóa Reed-solomon (RS) 34 2.4 Mơ hình Kênh AWGN 35 2.5 Ƣớc tính tỉ số SNR 36 2.6 Đánh giá hiệu hệ thống phƣơng pháp Monte-Carlo 37 2.7 Kết luận chƣơng 37 CHƢƠNG ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT LỖI BIT CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN SỐ SỬ DỤNG CÁC KỸ THUẬT MÃ HÓA 39 3.1 Tóm tắt chƣơng 39 3.2 Giới thiệu phần mềm simulink 39 3.3 Thơng tin số với mã hóa khối AWGN 40 3.3.1 Hiệu suất BPSK AWGN với mã BCH 40 3.3.2 Hiệu suất BER BPSK AWGN với BCH(15,11) 44 3.3.3 Hiệu suất BPSK AWGN với mã Hamming 46 3.3.4 Hiệu suất BER BPSK AWGN với mã hóa Golay (24,12) 49 3.3.5 Kết luận chƣơng 51 KẾT LUẬN 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 iv DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hệ thống thơng tin Telegraph sử dụng dây dẫn Hình 1.2 Sơ đồ khối chức hệ thống thơng tin tổng qt Hình 1.3 Sơ đồ khối chức hệ thống thông tin số Hình 2.1 Sơ đồ khối điều chế ASK 12 Hình 2.2 Dạng sóng điều chế ASK 12 Hình 2.3 Giải điều chế ASK 13 Hình 2.4 Dạng sóng điều chế FSK 14 Hình 2.5 Sơ đồ tách sóng FSK khơng kết hợp 15 Hình 2.6 Sơ đồ vịng khóa pha PLL 16 Hình 2.7 Dạng sóng điều chế BPSK 17 Hình 2.8 Đồ thị thời gian trạng thái điều chế BPSK 18 Hình 2.9 Sơ đồ điều chế PSK 19 Hình 2.10 Sơ đồ khơi phục sóng mang phƣơng pháp PSK kết hợp 20 Hình 2.11 Giải điều chế BPSK 20 Hình 2.12 Mạch vòng Costas 20 Hình 2.13 Sơ đồ điều chế DPSK 22 Hình 2.14 Sơ đồ giải điều chế DPSK 22 Hình 2.15 Sơ đồ nguyên lý điều chế tín hiệu QPSK 25 Hình 2.16 Bộ giải điều chế QPSK 26 Hình 2.17 Pha điều chế QPSK 26 Hình 2.18 Giản đồ chòm điều chế 8-QAM 16-QAM 27 Hình 2.19 Sơ đồ điều chế M-QAM 27 Hình 2.20 Bộ giải điều chế M-QAM 27 Hình 2.21 So sánh 16-QAM 16-APK 28 Hình 2.22 Mơ hình kênh AWGN 35 Hình 3.1 Mơ hình đo hiệu suất BER BPSK AWGN với mã hóa BCH(31,16) 41 v Hình 3.2 Tham số cho khối mã hóa BCH(31,16) 42 Hình 3.3 Các tham số cho khối kênh AWGN với mã hóa BCH(31,16) 42 Hình 3.4 Mô BER BPSK AWGN với mã BCH(31,16) không mã 43 Hình 3.5 Dạng tín hiệu đầu vào tín hiệu đầu giải mã BCH 43 Hình 3.6 Mơ hình đo hiệu suất BER BPSK AWGN với mã hóa BCH(31,16) 45 Hình 3.7 Các tham số cho khối kênh AWGN 45 Hình 3.8 Mơ BER BPSK AWGN với mã BCH(15,11) không mã 46 Hình 3.9 Mơ hình đo hiệu suất BER BPSK AWGN với mã Hamming (7,4) 47 Hình 3.10 Các tham số cho mã hóa Hamming 47 Hình 3.11 Mô BER BPSK AWGN với mã Hamming(7,4) không mã 48 Hình 3.12 Mơ hình đo hiệu suất BER BPSK AWGN với mã hóa Golay (24,12) 49 Hình 3.13 Mô BER BPSK AWGN với mã Golay(24,12) không mã 51 Hình 3.15 Mô BER BPSK AWGN sử dụng loại mã hóa khác 51 vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Tên viết tắt Thuật ngữ tiếng Anh Thuật ngữ tiếng Việt AM Amplitude Modulation Điều chế biên độ ASK Amplitude Shift Keying Khóa dịch biên độ AWGN Additive White Gaussian Nhiễu Gauss trắng cộng Noise BER Bit Errors Rate Tốc độ lỗi DPSK Differential Phase Shift Khóa dịch pha vi sai Keying FM Frequency Modulation Điều chế tần số FSK Frequency Shift Keying Khóa dịch tần PLL Phase Locked Loop Mạch vịng khóa pha PSK Phase Shift Keying Khóa dịch pha QAM Quadrature Amplitude Điều chế biên độ cầu Modulation phƣơng Quadrature Phase Shift Khóa dịch pha cầu phƣơng QPSK Keying SNR Tỉ số tín hiệu nhiễu Signal to Noise Ratio vii CHƢƠNG HỆ THỐNG THÔNG TIN SỐ 1.1 Giới thiệu chƣơng Chƣơng khái quát lại kiến thức hệ thống thông tin số bao gồm khái niệm, lịch sử phát triển thơng tin số, mơ hình hệ thống thơng tin số, kênh truyền tin, tín hiệu sở tín hiệu băng thơng dải hệ thống thơng tin số… Bên cạnh đó, chƣơng trình bày thêm ƣu nhƣợc điểm hệ thống thông tin số 1.2 Khái niệm thông tin số Thông tin không tồn dạng vật chất bảo vệ trực tiếp đƣợc, việc bảo vệ thông tin phải thực cách gián tiếp tức phải bảo vệ vật mang tin thành phần hệ thống xử lý thơng tin Ví dụ, hệ thống thông tin muốn bảo vệ thông tin ta phải bảo vệ đồng thời phần cứng, phần mềm, mạng vật lý, nhân lực Trƣờng hợp thông tin thể vật mang tin giấy cần phải bảo vệ phƣơng tiện lƣu trữ, bảo quản thơng tin đó.[2] Có thể coi thơng tin số thông tin đƣợc “tạo lập” phƣơng pháp dùng tín hiệu số hay thơng tin đƣợc xử lý hệ thống thông tin số 1.3 Lịch sử phát triển hệ thống thông tin số Telegraph: Là hệ thống thông tin liên lạc điện tín, đánh dấu phát triển hệ thống truyền thông điện Đây hệ thống truyền thông số Truyền thông điện báo đƣợc khởi xƣớng Samuel Morse đƣợc công bố vào năm 1837 Morse phát minh mã nhị phân có chiều dài thay đổi cách sử dụng chuỗi dấu chấm (∙) dấu gạch (-) (gọi từ mã) để biểu diễn cho mẫu tự alphabet Tiếng Anh Với mã này, mẫu tự tin xuất với tần xuất nhiều đƣợc biểu diễn từ mã ngắn mẫu tự xuất với tần xuất đƣợc biểu diễn từ mã dài Cũng mà mã Morse tiền thân phƣơng pháp mã hóa nguồn có chiều dài từ mã thay đổi Hình 1.1 Hệ thống thơng tin Telegraph sử dụng dây dẫn [1] Năm 1875: Gần 40 năm, sau thời kỳ Morse, Emile Baudot đề xuất loại mã dành cho truyền thơng điện tín mẫu tự bảng Alphabet Tiếng Anh đƣợc mã hóa từ mã nhị phân có chiều dài từ mã cố định Với mã Baudot, thành phần từ mã nhị phân bit dấu “1” bit trống “0” Bảng 1.1 Minh họa mã Baudot [1] Binary Decimal Hex Octal Letter U.S CCITT 00000 0 N/A N/A N/A 00001 1 E 3 00010 2 LF LF LF 00011 3 A - - 00100 4 Space Space Space 00101 5 S BELL „ 00110 6 I 8 Nhƣ vậy, Samuel Morse khởi xƣớng cho phát triển hệ thống truyền thông số điện hệ thống điện tín (Telegraphy), đƣợc xem nhƣ truyền thông số đại lúc Năm 1924: Nyquist tập trung vào việc xác định tốc độ truyền tín hiệu tối đa đạt đƣợc qua kênh truyền điện tín với độ rộng băng kênh cho trƣớc mà khơng có nhiễu liên ký hiệu (ISI) Ơng đƣa đƣợc mơ 3.3 Thơng tin số với mã hóa khối AWGN 3.3.1 Hiệu suất BPSK AWGN với mã BCH Trong lý thuyết mã hóa, mã BCH lớp mã sửa lỗi vòng xây dựng trƣờng hữu hạn Mã BCH đƣợc phát minh năm 1959 Hocquenghem, cách độc lập năm 1960 Bose RayChaudhuri Tên viết tắt BCH gồm chữ đầu tên ngƣời phát minh loại mã Một tính mã BCH thiết kế, điều chỉnh xác số lỗi mã sửa đƣợc Cụ thể hơn, thiết kế mã BCH nhị phân sửa đƣợc nhiều lỗi bit Một lợi khác mã BCH giải mã dễ dàng phƣơng pháp đại số gọi giải mã hội chứng Điều giúp đơn giản hóa việc thiết kế giải mã cho mã phần cứng điện tử sử dụng lƣợng Mã nhị phân BCH (n,k) đƣợc biểu diễn thông số sau:[6] ∘ n = 2m-1 = chiều dài khối mã ∘ k = chiều dài tin thông báo ∘ t = số lỗi đƣợc sửa, (n-k  mt) ∘ dmin  2t+1 = khoảng cách tối thiểu mã ∘ Rc=k/n=tốc độ mã Ví dụ: BCH (31,16) có tỷ lệ mã 16/31 với khoảng cách tối thiểu Dmin = 7, có khả sửa lỗi t = Một mơ hình Simulink để tính tốn hiệu suất BER BCH(31,16) với mã điều chế BPSK AWGN đƣợc thể hình 3.1, để tham khảo mơ hình cho BPSK khơng mã hóa AWGN, tham số đƣợc xác định nhƣ sau:  Các tín hiệu phản hồi BPSK = +1 -1 (M=2)  Chu kỳ tín hiệu BCH = 16/31 s  Thời gian lấy mẫu = giây 40  Thời gian mô 1.000.000 s  Số nguyên mẫu ngẫu nhiên = 37  Cơng suất tín hiệu đầu vào = 1W  Độ trễ = s  Thời gian nhận trễ 16 s  AWGN với  b =7 dB, kết nhận đƣợc o Mô BER cho BCH với mã BPSK 5.7x10-5 o Mô BER cho BPSK khơng mã hóa 7.7x10-4 Hình 3.1 Mơ hình đo hiệu suất BER BPSK AWGN với mã hóa BCH(31,16) Hình 3.2 hiển thị lựa chọn tham số mã hóa BCH, ngƣời dùng lựa chọn đa thức máy phát, đa thức nguyên thủy hay mã số thủng (dùng để rút ngắn mã từ độ dài tự nhiên nó) Trong hình 3.1 giả định mặc định Dữ liệu từ nguồn số nguyên ngẫu nhiên đƣợc đệm vào chiều dài 16 ký tự để sử dụng mã hóa BCH Tại cuối giải mã, giải mã BCH sau đƣợc tìm thấy có kết xuất dãy đƣợc trì hỗn tới 16 giây nhƣ thể hình 3.3, Scope hiển thị liệu nguồn truyền qua 41 đầu vào đầu giải mã Hình 3.2 Tham số cho khối mã hóa BCH(31,16) Lựa chọn tham số AWGN cho mơ đƣợc thể nhƣ hình 3.3, ta có  s = 16  b khoảng tín hiệu đƣợc mã hóa 16/31 s 31 Hình 3.3 Các tham số cho khối kênh AWGN với mã hóa BCH(31,16) 42 Hình 3.4 Mơ BER BPSK AWGN với mã BCH(31,16) không mã Hiệu suất BER cho BCH (31,16) với BPSK AWGN sử dụng giải mã cứng định đƣợc thể hình 3.4 với giới hạn lý thuyết hiệu suất BER mã hóa Nói chung, ràng buộc từ mã xác suất lỗi Pb cho sửa sai t lỗi, mã khối n bit kênh đối xứng nhị phân với xác suất chuyển tiếp p với điều kiện đƣợc đƣa Pb  n n (m  t )( ) p m (1  p) n m  n mt 1 m (3.1) Hình 3.5 Dạng tín hiệu đầu vào tín hiệu đầu giải mã BCH 43 Nơi cho BPSK p  erfc( Rc b ) Đối với  b =7dB, tạo giới hạn BCH với mã hóa BPSK đạt đƣợc qua giải mã trƣờng hợp BPSK mà rõ ràng giá trị cao SNR 3.3.2 Hiệu suất BER BPSK AWGN với BCH(15,11) BCH(15,11) có tỷ lệ mã 11/15 với khoảng cách tối thiểu Dmin = 7, có khả sửa lỗi t = Một mơ hình Simulink để tính tốn hiệu suất BER BCH(15,11) với mã điều chế BPSK AWGN đƣợc thể hình 3.6, để tham khảo mơ hình cho BPSK khơng mã hóa AWGN, tham số đƣợc xác định nhƣ sau:[6]  Các tín hiệu phản hồi BPSK = +1 -1 (M=2)  Chu kỳ tín hiệu BCH = 11/15 s  Thời gian lấy mẫu = giây  Thời gian mô 1.000.000 s  Số nguyên mẫu ngẫu nhiên = 37  Cơng suất tín hiệu đầu vào = 1W  Độ trễ = s  Thời gian nhận trễ 16 s  AWGN với  b =7 dB, kết nhận đƣợc o Mô BER cho BCH với mã BPSK 1.18x10-3 o Mô BER cho BPSK khơng mã hóa 2.37x10-3 Hiển thị lựa chọn tham số mã hóa BCH, ngƣời dùng lựa chọn đa thức máy phát, đa thức nguyên thủy hay mã số thủng (dùng để rút ngắn mã từ độ dài tự nhiên nó) Trong hình 3.7 giả định mặc định Dữ liệu từ nguồn số nguyên ngẫu nhiên đƣợc đệm vào chiều dài 16 ký tự để sử dụng mã hóa BCH Tại cuối giải mã, giải mã BCH sau 44 đƣợc tìm thấy có kết xuất dãy đƣợc trì hỗn tới 16 giây, Scope hiển thị liệu nguồn truyền qua đầu vào đầu giải mã Hình 3.6 Mơ hình đo hiệu suất BER BPSK AWGN với mã hóa BCH(31,16) Lựa chọn tham số AWGN cho mô đƣợc thể nhƣ 11 hình 3.7, ta có  s =  b khoảng tín hiệu đƣợc mã hóa 11/15 s 15 Hình 3.7 Các tham số cho khối kênh AWGN 45 Kết thu đƣợc Hình 3.8 Mơ BER BPSK AWGN với mã BCH(15,11) không mã Hiệu suất BER cho BCH (15,11) với BPSK AWGN sử dụng giải mã cứng định đƣợc thể hình 3.8 với giới hạn lý thuyết hiệu suất BER mã hóa Nói chung, ràng buộc từ mã xác suất lỗi Pb cho sửa sai t lỗi, mã khối n bit kênh đối xứng nhị phân với xác suất chuyển tiếp p với điều kiện đƣợc đƣa bởi: Pb  n n (m  t )( ) p m (1  p)nm  n mt 1 m (3.1) Nơi cho BPSK p  erfc( Rc b ) Đối với  b =7dB, tạo giới hạn BCH với mã hóa BPSK đạt đƣợc qua giải mã trƣờng hợp BPSK mà rõ ràng giá trị cao SNR.[7] 3.3.3 Hiệu suất BPSK AWGN với mã Hamming Mơ hình Simulink để ƣớc lƣợng hiệu suất BER cho mã Hamming (7,4) với BPSK AWGN đƣợc thể hình 3.9 46 Hình 3.9 Mơ hình đo hiệu suất BER BPSK AWGN với mã Hamming (7,4) Các thơng số cho mã hóa Hamming đƣợc thể nhƣ hình 3.10 Mã Hamming (7,4) mã nhị phân, mã Cyclic tuyến tính với dmin =3, t = 1, tỷ lệ mã Rc=4/7 Điều kiện đƣợc chọn để sử dụng đa thức đơn giản trƣờng Galois 2m (Lƣu ý m đƣợc viết hoa tham số khối mã hóa Hamming.) Hình 3.10 Các tham số cho mã hóa Hamming Các tham số mơ hình cho Hamming (7,4) BPSK AWGN: 47 ∘ Các tín hiệu phản hồi BPSK = +1 -1 (M = 2) ∘ Bộ mã hóa Hamming: mũ đa thức ∘ Hamming symbol period = 4/7 s ∘ Khung mẫu / khung ∘ Thời gian mẫu = giây ∘ Thời gian mô = 1.000.000 s ∘ Số nguyên mẫu ngẫu nhiên = 37 ∘ Cơng suất tín hiệu đầu vào = 1W ∘ Trì hỗn tính tốn = Nhận delay = 0s ∘ AWGN với  b =7 dB, kết nhận đƣợc o Mô BER Hamming (7,4) với mã BPSK 6,4x10-4 o Mô BER cho BPSK khơng mã hóa 7.7x10-4 Hình 3.11 hiển thị hiệu suất BER cho mã Hamming (7,4) với BPSK AWGN Các ràng buộc lý thuyết BER kết thu đƣợc với công thức pb  7 (m  1)( ) p m (1  p)7m  m2 m (3.2) Hình 3.11 Mơ BER BPSK AWGN với mã Hamming(7,4) không mã 48 Nơi cho BPSK p  erfc( Rc b ) Đối với  b =7dB, giới hạn dẫn đến BER = 6.1x10-4 cho mã Hamming (7,4) với BPSK mã hóa nhẹ Đạt đƣợc SNR cao trƣờng hợp khơng mã hóa.[7] 3.3.4 Hiệu suất BER BPSK AWGN với mã hóa Golay (24,12) Mã Golay mở rộng (24,12) mã nhị phân, mã cyclic tuyến tính với dmin=8, t=3 tỷ lệ mã Rc=1/2 Mơ hình Simulink để ƣớc lƣợng hiệu suất BER cho mã Golay (24,12) với BPSK AWGN đƣợc thể hình 3.12 Hình 3.12 Mơ hình đo hiệu suất BER BPSK AWGN với mã hóa Golay (24,12) Bộ mã hóa Golay (24,12) đƣợc thực với ma trận máy phát 12 x 24, mắt (12) ma trận nhận dạng 12 x 12 G = [B mắt (12)] với B thể nhƣ sau: B=[1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 49 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0]; Chú ý phải cẩn thận để tách số không số cách cho phép Simulink xử lý mục nhƣ chữ số thập phân Các tham số mơ hình Simulink đƣợc xác định nhƣ sau: ∘ Các tín hiệu phản hồi BPSK = +1 -1 (M = 2) ∘ Bộ mã hoá Golay: G = [B mắt (12)] ∘ Dấu hiệu Golay = 1/2 s ∘ Khung 12 mẫu / khung ∘ Thời gian mẫu = giây ∘ Thời gian mô = 1.000.000 s ∘ Hạt giống số nguyên ngẫu nhiên = 37 ∘ Cơng suất tín hiệu đầu vào = 1W ∘ Trì hỗn tính tốn = Nhận delay = 0s ∘ AWGN với  b =7 dB, kết nhận đƣợc o Mô BER mã Golay cho BPSK 5.1x10-4 o Mô BER cho BPSK không mã hóa 2.4x10-3 50 Hình 3.13 Mơ BER BPSK AWGN với mã Golay(24,12) khơng mã Hình 3.13 hiển thị hiệu suất BER cho mã Golay (24,12) với BPSK AWGN Rõ ràng ta quan sát thấy hiệu suất mã hóa tăng Đối với  b = 6dB, lý thuyết BER = 6.1x10-4 3.3.5 Kết luận chƣơng Qua mô ta thu đƣợc kết nhƣ hình: Hình 3.15 Mơ BER BPSK AWGN sử dụng loại mã hóa khác 51 Kết cho thấy hai kết lý thuyết mô BER đƣợc cung cấp cho mã khối nhị phân cụ thể bao gồm mã BCH, Hamming Golay Việc mã hóa / giải mã đƣợc thực đa thức mặc định đa thức đƣợc xác định ngƣời dùng Qua mô phỏng, ta thấy việc sử dụng kỹ thuật mã hóa cho ta tỷ lệ lỗi bít nhỏ so với khơng sử dụng kỹ thuật mã hóa Và mã với điều chế BPSK AWGN có sử dụng mã hóa Golay(24,12) cho ta tỷ lệ lỗi bít tốt so với loại mã hóa cịn lại 52 KẾT LUẬN Vai trị thơng tin đời sống xã hội vơ quan trọng, thúc đẩy tiến trình phát triển lĩnh vực Thông tin làm nên cách mạng mang tính đột phá văn minh nhân loại Những lợi ích mà cách mạng thơng tin mang lại cho lồi ngƣời khơng thể đong đếm đƣợc, vơ to lớn hệ trọng Trong sống ngƣời, hoạt động thiếu vai trị thơng tin, điều kiện quan trọng để thực hay định công việc Việc chuyển tải tiếp nhận thông tin cách nhanh chóng thúc đẩy tiến trình phát triển hoạt động kinh tế - xã hội Một đất nƣớc văn minh định cơng nghệ thơng tin phát triển đại Xã hội phát triển vai trị thơng tin trở nên quan trọng, yếu tố hàng đầu làm nên sức cạnh tranh kinh tế, trị văn hóa quốc gia Vì vậy, nghiên cứu hệ thống thơng tin số có vai trị quan trọng xã hội Qua trình tìm hiểu lý thuyết, em mô thành công hệ thông thông tin số đơn giản, sử dụng loại mã hóa khác Xác định đƣợc hiệu suất BER loại mã hóa với điều chế BPSK kênh AWGN Nắm đƣợc vai trò kỹ thuật điều chế mã hóa hệ thống thơng tin số Qua em xin chân thành cảm ơn cô giáo ThS Nguyễn Thị Kim Thu nhiệt tình hƣớng dẫn giúp em hoàn thành đồ án Đồng thời em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo Viện Kỹ thuật Công nghệ nhiệt tình giảng dạy cho em năm em học trƣờng 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Quốc Bình, Kỹ thuật truyền dẫn số, nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2003 [2] Nguyễn Viết Kính, Trịnh Anh Vũ, Bài giảng thông tin số, nhà xuất Giáo dục, 2007 [3] Vũ Quang Vinh, Lý thuyết thông tin, nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2010 [4] Vũ Đình Thành, Ngun lý thơng tin tương tự số, nhà xuất Đại học quốc gia Tp HCM, 2004 [5] Phan Thanh Tao, Giáo trình Matlab, nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2004 [6] Nguyễn Đức Nhân, Bài giảng mô hệ thống truyền thông, Học viện Công nghệ Bƣu viễn thơng [7] Athur A.Giordan, Allen H.Levesque, Modeling of Digital Communication System Using Simulink, Wiley, 2001 54 ... dụng loại mã hóa khác 38 CHƢƠNG ĐÁNH GIÁ HIỆU SUẤT LỖI BIT CỦA HỆ THỐNG THÔNG TIN SỐ SỬ DỤNG CÁC KỸ THUẬT MÃ HĨA 3.1 Tóm tắt chƣơng Chƣơng đánh giá hiệu suất BER hệ thống thông tin số sử dụng loại... nhà nghiên cứu áp dụng nhiều kỹ thuật số kỹ thuật mã hóa số Để hiểu rõ loại mã hóa nhƣ cách thức hoạt động hiệu mang lại nên em chọn đề tài "Nghiên cứu đánh giá hiệu lỗi bít hệ thống thông tin số. .. đồ án nghiên cứu đánh giá hiệu lỗi bít hệ thống thơng tin số sử dụng kỹ thuật mã hóa Chƣơng khái quát lại kiến thức hệ thống thông tin số bao gồm khái niệm, lịch sử phát triển thơng tin số, mơ