Bài giảng Kỹ thuật thông tin số chung - Chương 5: Mã hóa kênh

Theo quan điểm của ngành thông tin, tài nguyên thông tin chủ yếu là công suất, thời gian và

băng thông của tín hiệu. Đối với một môi trường thông tin cho trước, ba tài nguyên này có thể

mâu thuẫn lẫn nhau. Việc cân đối các mâu thuẫn này tùy vào từng trường hợp cụ thể. Tuy

nhiên, nhìn chung thì ta có thể đạt được tốc độ truyền số liệu cao nhất trong một băng thông

nhỏ nhất trong khi giữ cho chất lượng truyền dẫn ở mức chấp nhận được. Trong thông tin số

thì chất lượng truyền dẫn có liên quan mật thiết với xác suất lỗi bit Pb tại đầu thu.

Định lý về thông lượng kênh của Shannon- Hartley:

C Blog (1 S/ N)

2

= + (bit/s)

đã chỉ ra giới hạn lý thuyết của tốc độ truyền số liệu từ bộ phát có công suất cho trước, qua

một kênh với băng thông cho trước, hoạt động trong môi trường có nhiễu đã biết. Tuy nhiên,

để thực hiện được giới hạn lý thuyết này, ta phải tìm được một phương pháp mã hóa phù hợp

(theo Shannon thì phương pháp này có tồn tại).

Trong thực tế, yêu cầu của việc thiết kế là phải thực hiện được một tốc độ truyền số liệu yêu

cầu (thường được xác định bởi dịch vụ cung cấp) trong một băng thông hạn chế của một kênh

truyền sẵn có và một công suất hạn chế tùy ứng dụng cụ thể. Hơn nữa, còn phải đạt được tốc

độ này với một tỷ số BER (Bit Error Rate) và thời gian trễ chấp nhận được. Nếu một tuyến

truyền dẫn PCM không đạt được tỷ số BER yêu cầu với các ràng buộc này thì cần phải sử

dụng các phương pháp mã hóa điều khiển lỗi (error control coding).

Mã hóa điều khiển lỗi, còn được gọi là mã hóa kênh (channel encoding) được sử dụng để

phát hiện và sửa các ký tự hay các bit thu bị lỗi. Mã hóa phát hiện lỗi (error detection

coding) được sử dụng như là bước đầu tiên của quá trình sửa lỗi bằng cách kích cho đầu cuối

thu phát ra tín hiệu yêu cầu lặp lại tự động ARQ (Automatic Repeat reQuest), truyền theo

hướng ngược lại về cho đầu cuối phát. Nếu quá trình truyền lại thành công thì coi như là đã

sửa được lỗi. Nếu kỹ thuật ARQ không thích hợp, chẳng hạn như khi trễ truyền dẫn quá lớn

thì sẽ sử dụng kỹ thuật mã hóa sửa lỗi không phản hồi FECC (Forward Error Correction

Coding). Cả mã phát hiện lỗi và mã sửa lỗi đều đưa thêm độ dư vào dữ liệu phát, trong đó độ

dư thêm vào trong mã sửa lỗi nhiều hơn trong mã phát hiện lỗi. Lý do là đối với mã sửa lỗi,

độ dư thêm vào phải đủ cho bên thu không chỉ phát hiện được lỗi mà còn sửa được lỗi, không

cần phải truyền lại.