2.2.5.1. Số hố tín hiệu tương tự
Số hố tín hiệu tương tự gồm 3 giai đoạn: lấy mẫu, lượng tử hóa, mã hóa nguồn.
- Lấy mẫu: Việc lấy mẫu phải được thực hiện tại một tần số Fs ít nhất bằng hai
lần tần số cực đại fmax của phổ tín hiệu tương tự. Tín hiệu tại đầu ra bộ lấy mẫu là một dãy xung điều biên (PAM). Đối với tiếng nói trên một kênh thoại, fmax= 3400 Hz và Fs=8KHz. Đối với chương trình phát thanh fmax=15KHz và Fs=32KHz.
- Lượng tử hoá: Sau đó, mỗi mẫu được lượng tử hố thành một số lượng xác định M mức rời rạc. Quá trình lượng tử hố sẽ tạo ra một sai lỗi được mơ tả như tạp âm lượng tử hố. Lượng tử hố có thể đồng nhất hoặc không đồng nhất tuỳ theo bước lượng tử hố; bước này có thể độc lập hoặc là một hàm số của giá trị mẫu. Trong trường hợp lượng tử hố khơng đồng nhất, có thể chấp nhận sử dụng luật lượng tử hoá cho phân cấp biên độ của các mẫu nhằm duy trì một tỷ số tín hiệu trên tạp âm lượng tử hố khơng đổi cho tất cả các biên độ mẫu. Hoạt động này được gọi
38
là nén. Đối với các mẫu của tiếng nói, hiện nay có hai luật nén được sử dụng đó là nén theo “quy luật A” và “quy luật µ”.
- Mã hố nguồn: Các mẫu lượng tử hố có một số lượng M mức, các mức đó có thể được đại diện bởi một bảng ký tự xác định của một tín hiệu sẽ được phát đi trên tuyến. Hoạt động này được gọi là mã hố nguồn (PCM) nhằm phân biệt nó với mã hoá kênh và nhiệm vụ chính là chống lỗi truyền dẫn. Phần tử thông thường của bảng ký tự này là tín hiệu nhị phân và do vậy nó nhất thiết phải phát đi m = log2M bit cho mỗi mẫu và đó là tốc độ bit: Rq = Fslog2M
Ví dụ: đối với điện thoại, nếu M=28=256 thì cần có 8 bit cho một mẫu. Với Fs=8KHz, tốc độ bit sẽ là Rq=64Kbps. Đối với một chương trình phát thanh mã hố nguồn có nén được sử dụng sẽ cung cấp một tốc độ bit là 384Kbps. Các kỹ thuật khác nhau sẽ được sử dụng để giảm tốc độ bit. Các kỹ thuật này lợi dụng sự dư thừa hiện diện giữa các mẫu kế tiếp nhau. Theo cách này một tốc độ bit Rb≤ Rq có thể đạt được và đó là tốc độ thơng tin cần được phát. Các kỹ thuật này còn được gọi là mã hoá tốc độ thấp (LRE – Low Rate Encoding). Chúng có thể áp dụng cho tiếng nói và hình ảnh. Đối với điện thoại, thiết bị thơng dụng nhất sử dụng mã hố vi phân thích ứng (ADPCM – Adaptive Differential PCM) cung cấp một giá trị Rq=32Kbps.
2.2.5.2. Thiết bị bảo mật (Encryption)
Thiết bị bảo mật được sử dụng khi muốn ngăn chặn việc khai thác, hoặc can thiệp vào các tin tức được phát của những người dùng khơng được phép. Nó là phép thực hiện một phép thuật giải theo từng bit theo thời gian thực trên dòng nhị phân. Tập trung các tham số dùng để xác định phép biến đổi được gọi là “khoá”. Mặc dù việc sử dụng thiết bị bảo mật thường liên quan đến thông tin quân sự, song các hệ thống vệ tinh thương mại cũng đang được ngày càng nhiều khách hàng đề nghị có các tuyến được bảo mật, đặc biệt là các mạng thương mại và quản trị. Trong thực tế, do vùng bao phủ vệ tinh rất rộng và có thể truy nhập tới các vệ tinh đó bằng các trạm nhỏ, cho nên việc nghe nén và ngụy tạo tin tức là rất cao.
39
Hình 2.14 minh hoạ nguyên lý truyền dẫn bảo mật. Các khối bảo mật và giải bảo mật hoạt động với một chìa khố do các khối tạo khố cung cấp. Việc có được một chìa khố chung hàm ý một phương pháp an tồn cho phân phối khóa.