Đề cương nguyên lý truyền thông

ĐỀ CƯƠNG NGUYÊN LÝ TRUYỀN THÔNG
CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT VỀ MẠNG VIỄN THÔNG
Câu 1: Thế nào là mạng viễn thông tương tự, mạng viễn thông số?
̠ Mạng viễn thông được gọi là tương tự nếu có các đặc điểm sau:
+ Tín hiệu truyền trên trung kế là tương tự
+ Tín hiệu truyền trên đường dây thuê bao là tương tự
+ Các nút mạng xử lý tín hiệu tương tự
̠ Mạng viễn thông được gọi là số nếu có các đặc điểm sau:
+ Tín hiệu truyền trên trung kế là số
+ Tín hiệu truyền trên đường dây thuê bao là tương tự hoặc có thế là số với
mạng hoàn toàn số
+ Các nút mạng xử lý tín hiệu số
Câu 2: Vẽ sơ đồ khối chức năng thành phần của hệ thống thông tin số và nêu
chức năng của mỗi khối
Hình 1: Sơ đồ khối chức năng của hệ thống thông tin số đầy đủ
Khối định dạng: làm nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu từ tương tự sang dãy từ mã
số. Việc chuyển đổi theo phương pháp điều xung mã PCM.
Khối giải định dạng: thực hiện công việc ngược lại, chuyển đổi tín hiệu từ số
sang tương tự.
Khối mã hoá nguồn: làm giảm số bít nhị phân yêu cầu để truyền bản tin. Việc
này có thể xem như là loại bỏ các bit dư không cần thiết, giúp cho băng thông đường
truyền được sử dụng hiệu quả hơn.
Khối mật mã hoá: làm nhiệm vụ mật mã hoá bản tin gốc nhằm mục đích an
ninh.
Khối mã hoá kênh: làm nhiện cụ đưa thêm các bit dư vào tín hiệu số theo một
quy luật nào đấy, nhằm giúp cho bên thu có thể phát hiện và thậm chí sửa được cả lỗi
xảy ra trên kênh truyền. Việc này chính là mã hoá điều khiển lỗi, về quan điểm tin tức,
là thăng thêm độ dư bít.
Khối ghép kênh: giúp cho nhiều tuyến thông tin có thể cùng chia sẻ một đường
truyền vật lý chung như là cáp, đường truyền vô tuyến Trong thông tín số, kiểu ghép
kênh thường là ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM), sắp xếp các từ mã PCM

nhánh vào trong một khung TDM.
Khối điều chế: giúp cho dòng tín hiệu số có thể truyền đi qua một phương tiện
vật lý cụ thể theo một tốc độ chấp nhận được, yêu cầu một băng thông tần số cho phép.
Khối điều chế có thể thay đổi dạng xung, dịch chuyển phổ tần số của tín hiệu đến một
băng thông khác phù hợp. Đầu vào của bộ điều chế là tín hiệu băng gốc trong khi đầu
ra là bộ điều chế là tín hiệu thông dải. Khối giải điều chế bên thu chuyển dạng sóng
thu được ngược lại thành tín hiêu băng gốc.
Khối đa truy cập: liên quan đến các kỹ thuật hoặc nguyên tắc nào đó, cho phép
nhiều cặp thu phát cùng chia sẻ một phương tiện vật lý chung (như là sợi quang, một
bộ phát đáp của vệ tinh ).
Khối tách kênh: Phân chia dòng bit thu thành các tin hiệu PCM nhánh.
Khối giải điều chế: Bên thu chuyển dạng sóng thu được ngược lại thành tín
hiệu băng gốc.
Câu 3: Ưu điểm của thông tin số và thông tin tương tự.
̠ Ưu điểm của thông tin số:
+ Thích hợp cho truyền số liệu
+ Hạ giá thành
+ Có khả năng mã hoá kênh để giảm ảnh hưởng của nhiễu và giao thoa
+ Dể cân đối các mâu thuẫn về băng thông, công suất và thời gian truyền
để tối ưu hoá việc sử dụng các tài nguyên hạn chế này.
+ Gia tăng việ sử dụng các mạch tích hợp
+ Giúp cho chuẩn hoá tín hiệu bất kể kiểu, nguồn gốc, dịch vụ
+ Là cơ sở để hình thành mạng tích hợp đa dịch vụ ISDN
CHƯƠNG II: SỐ HOÁ TÍN HIỆU
Câu 1: Nguyên tắc điều xung mã PCM có bao nhiêu bước?. Vẽ sơ đồ khối và nêu
chức năng từng khối. Dạng sóng đầu vào và đầu ra.
Nguyên tắc điều xung mã PCM có 4 bước: Lọc hạn băng, lấy mẫu, lượng tử
hoá, mã hoá.
Hình2: Sơ đồ khối trình bày các bước điều xung mã PCM
Bước 1: Lọc hạn băng

̠ Nhằm hạn chế phổ tần liên tục của tín hiệu cần truyền.
̠ Phổ của tín hiệu thoại tập trung trong dãi tử 0.3 – 3.4 kHz. Việt cắt bỏ các thành
phần tần số ngoài dảy trên không gây ra những trở ngại đặt biệt đối với quá
trình thông thoại.
̠ Để hạn chế phổ tín hiệu có thể tiến hành loại bỏ các thành phần tần số > 3,4
kHz trong tín hiệu điệu tử bằng lọc thông thấp, tức là có thể chọn tần số cực đại
của tín hiệu thoại là 3,4 kHz (thực tế các mạch lọc tiêu chuẩn có tần số cắt là
4kHz)
Bước 2: Lấy mẫu
̠ PAM (điều biên xung): từ tín hiệu tương tự, ta tạo nên một dãy xung rời rạc
tuần hoàn rộng bằng nhau, biên độ xung bằng với giá trị của tín hiệu tương tự
tại thời điểm lấy mẫu.
̠ Dãy xung rời rạc đó còn được gọi là tín hiệu điều chế biên độ xung PAM.
̠ Nếu tín hiệu PAM có tần số đủ lớn (khoảng cách giữa các xung cạnh nhau đủ
nhỏ) thì có thể khôi phục lại tín hiệu tương tự ban đầu từ tín hiệu PAM  Dựa
vào định lý lấu mẫu Shannon.
̠ Định lý lấy mẫu Shannon:
+ Đưa ra giới hạn dưới của tần số: f
s
≥ 2f
m
hoặc ω
s
≥ 2ω
m
. Trong đó, f
s
là
tần số lấy mẫu của PAM vf f
m

tần số cực đại của phổ tín hiệu tương tự.
+ Trường hợp tín hiệu tương tự là tín hiệu thông dải có phổ từ f
L
đến f
H
thì
tần số lấy mẫu:








−
=
−
≤
LH
H
LH
ff
f
n
f
n
f
n
int

1
22
f
s
≥ 2f
m

ms
TT
1
2
1
≥
 T
m
≥ 2T
s
 T
s
≤
2
1
T
m
Hình 3: Mạch tạo tín hiệu PAM lấy Hình 4: Mạch lấy mẫu và giữ mẫu tức thời
mẫu tự nhiên
Pam sử dụng kỹ thuật lấy mạch và lưu giữ. Tại một điểm, một mức tín hiệu
được đọc, sau đó lưu giữ lại giá trị đặc trưng. Vì tín hiệu PAM tạo ra một số chuỗi
xung có nhiều mức giá trị biên độ khác nhau nên không được sử dụng đểt truyền
thông.

Bước 3: Lượng tử hoá
Hạn chế của hệ thống truyền tin qua những khoảng cách xa là sự tích luỹ nhiễu,
khiến cho sự suy giảm chất lượng tín hiệu gia tăng theo khoảng cách. Có thẻ giảm bớt
ảnh hưởng này bằng lượng tử hoá.
Lượng tử hoá là sự sắp xấp xỉ hoá các giá trị của các mẫu tương tự bằng cách sử
dụng số mức hữu hạn M.
Bước 4: Mã hoá
Sự kết hợp giữa hoạt động lấy mẫu và lượng tử hoá tạo ra tín hiệu PAM lượng
tử hoá, đó là dãy xung rời rạc cách đều nhau T
s
và có biên độ cũng rời rạc hoá với M
mức biên độ. Trước khi truyền đi, mỗi mẫu PAM lượng tử hoá được mã hoá thành một
từ mã số gọi là từ mã PCM.
Mỗi giá trị nguyên được chuyển đổi sang 7 bít nhị phân tương đương và bít thứ
8 đại diện cho dấu (0: (+), 1: (-))
Dạng sóng đầu vào là tín hiệu liên tục, dạg sóng đầu ra là tín hiệu số PCM
Câu 2: Các ký thuật số hoá giảm băng thông.
Băng thông là một tài nguyên thông tin quý giá và có hạn. Tất cả các đường
truyền vật lý (dây xoắn đôi, cáp đồng trục, cáp sợi quangm vi ba ) đều hcỉ cho truyền
tín hiệu qua trong một dãy hữu hạn của tần số  cần phải có biện pháp sử dụng băng
thông hiệu quả, nghĩa là làm sao truyền được nhiều kênh thông tin nhất với một băng
thông sẵn có  tìm phương pháp giảm băng thông của tín hiệu kênh truyền.
Kỹ thuật PCM delta là kỹ thuật chỉ mã hoá và truyền đi độ chênh lệch giữa các
mẫu cạnh nhau, thay vì mã hoá và truyền đi toàn bộ giá trị lấy mẫu.
Hình 5:a. Mã hoá PCM delta b. Giải mã PCM delta
PCM vi sai DCPM là kỹ thuật sử dụng bộ dự đoán để sự đoán giá trị của mẫu
tương lai của tín hiệu, rồi đợi giá trị thực tế để kiểm tra sau đó truyền đi tín hiệu sai
lệch giữa giá trị dự đoán với giá trị thực.
Hình 5: Bộ phát – thu DPCM (a. Mã hoa DPCM b. Giải mã DPCM)
Điều chế delta PCM (DM) là kỹ thuật biến đổi tín hiệu tương tự thành các bit 0

và 1.
̠ Kỹ thuật này có thể chia thành hai bước là lấy mẫu và mã hoá tín hiệu tương tự,
có nhiều điểm tương đồng với kỹ thuật PCM
̠ DM không sử dụng các bộ mã hoá (giải mã) và bộ dự đoán phức tạp được thay
thế bằng bộ trễ đơn giản nên ưu điểm lớn nhất của DM so với DPCM là giá rẻ.
̠
Hình 6: Bộ phát - thu DM (Bộ phát DM b. Bộ thu DM)
̠ Lượng tử hoá:
+ Delta PCM lượng tử độc chênh lệch này bằng cách chỉ sử dụng
một bit.
+ Bit 1 sẽ được gửi nếu độ chênh lệch (hiệu số giữa mẫu sau so
với mẫu trước) là dương và bit 0 được gửi nếu độ chênh lệch là âm.
+ Sự khác nhau giữa hai mẫu được mã hoá chỉ bằng một trong hai
mức. Ta gọi mức đó là +Δ hoặc – Δ.
+ Tại mỗi thời điểm lấy mẫu, dạng sóng được lượng tử hoá chỉ có
thể hoặc là tăng hoặc là giảm bằng số Δ.
̠ Vì dạng sóng được lượng tử hoá chỉ có thể hoặc là tăng
hoặc là giảm bởi Δ ở tại mỗi điểm lấy
mẫu nên ta lấy gần đúng các trị bậc
thang cho dạng sóng analog.
̠ Nếu bậc thang ở dưới trị mẫu
analog, ta sẽ tăng chiều dương (và
được gọi là một bước lên). Nếu nấc
thang ở trên trị mẫu, ta sẽ tăng theo
chiều âm (được gọi là một bước
xuống)
̠ Hệ thống thu sẽ tái tạo bậc
thang gần đúng trực tiếp từ thông tin
nhị phân nhận được. Nếu nhận được
một giá trị 1, khối hoàn điệu sẽ tăng lên một bậc theo chiều dương. Còn nếu

nhận được giá trị 0, sẽ giảm một bậc tương ứng (tăng theo chiều âm).
Điều chế Delta thích nghi ADM : để giữ nhiễu lượng tử và nhiễu quá tải theo độ
dốc nằm trong phạm vi cho phép mà không tăng tần số lấy mẫu, ta sẽ sử dụng kỹ thuật
điều chế delta thích nghi ADM. Theo kỹ thuật này, kích thước bước thay đổi theo tín
hiệu vào.
CHƯƠNG III: ĐỊNH DẠNG TÍN HIỆU SỐ
Câu 1: Các yếu tố cần xem xét khi chọn mã đường
Việc lựa chọn loại mã đường nào cho phù hợp phải được dựa vào một hoặc
nhiều yếu tố dưới đây:
̠ Thành phần một chiều DC: đối với các đường truyền kết nối AC như dùng tụ
điện, biến áp , nếu trong thành phần của mã đường có chứa thành phần DC thì
thành phần này sẽ bị ngăn lại gây méo tín hiệu thu. Hơn nữa, nếu truyền qua
đường truyền bằng kim loại, thành phần DC sẽ làm nóng dây khiến cho suy hao
tăng lên.
̠ Băng thông: Băng thông của mã đường càng nhỏ càng tốt, vì sẽ giúp tiết kiệm
được băng thông.
̠ Tỷ lệ lỗi bít BER: BER được định nghĩa là số bít thu bị lỗi trên tổng số bít
truyền đi trong một đơn vị thời gian. BER càng nhở thì sẽ càng tốt.
̠ Tính trong suốt: Đó là đặc tính một kí tự, một bit, một nhóm bít nào đó có thể
truyền đi và nhận lại được. Nếu mã không có tính trong suốt thì có khả năng
một nhóm bit hay một kí tự nào đó bị chặn lại tại một trạm thu trên đường
truyền và không đến được đích cuối cùng, hoặc có thể một dòng bit nào đó bị
mất tín hiệu đồng hồ.
̠ Khả năng dễ dàng khôi phục đồng hồ: Một ưu điểm nổi bật của thông tin số so
với thông tin tương tự là khả năng khôi phục tín hiệu tại các trạm lặp trên
đường truyền, làm cho chất lượng tín hiệu số không bị suy giảm theo khoảng
cách. Hai công việc chính của trạm lặp là khuếch đại biên độ tín hiệu và khôi
phục tín hiệu đồng hồ ở tại tốc độ bít để tín hiệu đến trạm lắm có thể được lấy
mẫu vào thời điểm thích hợp.
̠ Khả năng tự phát hiện lỗi: là căn cứ vào quy luật mã hoá để phát hiện lỗi chứ k

phải đưa thê độ dư vào mã.
̠ Đơn giản trong việc thực hiệu mã hoá và giải mã
Câu 2: Có bao nhiêu loại mã đường? Đặc điểm của từng loại. Cách biểu diễn
dạng sóng của mã đường.
Vì tín hiệu PCM là một chuỗi các bit 0 và 1 nên việc truyền tín hiệu này cho dù
ở cự ly ngắn cũng có thể sai lệch nếu truyền không đúng dạng  mã đường truyền.
Các bit nhị phân 0 và 1 có thể được biễu diễn dưới nhiều dạng khác nhau gọi là
mã đường truyền.
Để biểu diễn tín hiệu số cho phù hợp để truyền qua kênh thông tin, phải thực
hiện định dạng tín hiệu số.
Có 2 loại mã đường chính: RZ (Return – to – Zero) và NRZ (Non – Return – to
– Zero).
RZ NRZ
̠ Dạng sóng trở về mức điệp áp
tham chiếu (thường là mức 0)
trong 1 nửa ô bit
̠ Độ rộng xung bằng 1 nửa độ rộng
bit
̠ Dạng sóng không quay trở về mức
điện áp tham chiếu
̠ Độ rông xung bằng độ rộng của bít
̠ Mã Unipolar: Bít 1 biểu diễn
mức điện áp cao (+V) (mark),
bit 0 biểu diễn mức 0 (space).
+ Mã unipolar RZ chiếm băng thông gấp đôi mã unipolar NRZ.
+ Còn tồn tại thành phần DC.
+ Không tự phát hiện lỗi.
+ Ưu điểm: dễ tạo ra và chỉ cần 1 nguồn cung cấp. Phổ
của unipolar NRZ và RZ
Dạng sóng của NRZ và RZ

̠ Mã polar: bít 1 biểu diễn mức cao (+V), bit 0 biển diễn mức thấp (-V)
+ Mã polar RZ chiếm
băng thông gấp đôi mã
polar NRZ.
+ Còn tồn tại thành phần
DC.
+ Không tự phát hiện lỗi.
+ Cần 2 nguồn cung cấp.
Phổ của polar NRZ và RZ
Dạng sóng của polar NRZ và RZ
̠ Mã Bipolar: dùng 3 mức điện áp để biển diễn 2 loại bit 0 và 1, trong đó bit 1
biển diễn sự thay đổi mức luân phiên giữa (+V, -V).
+ Không chứa thành phần DC.
+ Băng thông của mã Bipolar
nhỏ hơn unipolar và polar.
+ Có khả năng tự phát hiện lỗi
nhờ sự thay đổi luân phiên
giữa (+V, -V).
+ Mã Bipolar RZ được dùng
phổ biến hơn mã Bipolar NRZ
và còn được gọi là AMI (Altermate Mark Inversion).
̠ Mã manchester:
+ Bít 1: biểu diễn bởi mức +V trong 1 nửa đầu và –V trong 1
nữa sau của ô bít.
+ Bit 0: biểu diễn bở mức –V trong 1 nữa đầu và +V trong 1 nữa
sau của ô bít.
+ Không chứa thành phần DC.
+ Dòng bít 0 và 1 đảm bảo
đủ số lần chuyển tiếp nên không bị mất tín
hiệu.

+ Băng thông lớn.
+ Không có khả năng tự phát
hiện lỗi
+ Cần 2 nguồn cung cấp.
Dạng sóng của Manchester
̠ Mã HD3: là một loại Bipolar RZ. Cách chuyển sang HD3:
+ Các bit 1 sẽ chuyển thành xung +V hoặc –V sao cho luôn trái dấu với xung
trường đó.
+ Dãy 3 bít 0 liên tiếp trở xuống chuẩn thành xung 0
+ Dãy 4 bít 0 trở lên sẽ chia thành từng nhóm 4 bít, chuyển tthành xung
A00BB hoặc 000B. Xung A là xung theo quy tắc (trái dấu với xung trước
nó), xung B là xung trái quy tắc.
+ Đặc điểm: chỉ tồn tại có 3 bít 0 liên
tiếp.
+ Không chứa thành phần 1 chiều DC
+ Khả năng khôi phục tín hiệu dễ
dàng và không bị mất tín hiệu.
+ Khả năng phát hiện lỗi rất cao nhờ
xét tới điều kiện: giữa 2 bít A giữa
2 bít B phải lẻ
̠ Mã CMI: là một loại mã
NRZ (là sự kết hợp giữa mã Manchester (bit 0) và mã Bipolar NRZ (bit 1)).
+ Các bít 1 luôn đảo ở trạng
thái dương và âm.
+ Các bit 0 ở trạng thái âm
giữa chu kì đầu là dương ở nữa chu kì
sau.
+ Đặc điểm: Không chứa
thành phần DC.
+ Dể khôi phục tín hiệu,

không bị mất tín hiệu.
+ Băng thông lớn.
+ Không có khả năng tự phát hiện lỗi.
CHƯƠNG IV: MÃ HOÁ NGUỒN
Câu 1: Thế nào nguồn tin, lượng tin, entropy?
̠ Nguồn tin: là một phổ xác suất, tức là một tập các xác suất xuất hiện của các sự
kiện.
̠ Lượng tin: là khả năng dự đoán được của tin: một tin có khả năng đoán trước
càng nhiều thì càng chứa ít tin. Xác suất càng cao thì bản tin càng chứa ít tin và
ngược lại. Ta có thể viết:
P (bản tin) = 1 không mang tin
P (bản tin) = 0 mang một lượng tin vô hạn.
+ Độ lớn của tin phải tỷ lệ nghịch với xác suất xuất hiện của tin.
I (i) =
)(log
)(
1
log
22
ip
ip
−=
(bit)
+ Bít là lượng tin mang trong một ký tự có xác suất xuất hiện là p = 0.5.
̠ Entropy H: là lượng tin trung bình chứa trong một ký tự bất kỳ của
nguồn tin.
∑
=
=
M

m
mp
mpH
1
2
)(
1
log)(
(bit/ký tự)
+ P(m): xác suất chọn ký tự thứ m.
+ M: số ký tự.
̠ Entropy cực đại H
max
: đạt được khi tất cả các kí tự của
nguồn đều được sinh ra và cùng xác suất.
MH
mm
M
mp
2max
log
,1,
1
)(
=
=∀=
Câu 2: Định nghĩa mã hoá, mã hoá nguồn, mã hoá kênh.
̠ Mã hoá:
+ Nguồn tin rời rạc X sinh ra N tin hay ký tự độc lập (x
1

, x
2
, , x
i
, , x
n
).
+ Mã hoá nguồn tin X bằng tập M phần tử hữu hạn (m
0
, m
2
, , m
q
) có
nghĩa là biến đổi mỗi tin x
i
của nguồn tin X thành một tập các phân tử thuộc
M.
x
i
 m
i1
, m
i2
, , m
il
+ Phép biến đổi ngược lại:
m
i1
, m

i2
, , m
il
 x
i
 Gọi là mã hoá.
̠ Mã hoá nguồn (source coding): là phương thức mã hoá tín hiệu thành các bít
thông tin để truyền đi, đồng thời để làm tối đa dung lượng truyền dẫn.
̠ Mã hoá kênh (channel coding): là phương thức bổ sung thêm các bít vào bản
tin nhằm mục đích phát hiện hoặc sữa lỗi.
Câu 3: Có bao nhiêu phương pháp biểu diễn mã. Nêu đặc điểm và cho ví dụ từng
loại.
1. Phương pháp liệt kê: là phương pháp biểu diễn mã đơn giản nhất: chỉ cần liệt
kê các tin của nguồn và các từ mã tương ứng trong một bảng.
Ví dụ: nguồnt in có 8 tin (ký tự).
Tin A B C D E F G H
Từ mã 000 001 010 011 100 101 110 111
2. Phương pháp ma trận:
̠ Chỉ chọn những từ mã làm cơ sở trong các từ mã được mã hoá.
̠ Các từ mã sẽ lập thành bảng mã dưới dạng ma trận gọi là: ma trận sinh.
Ví dụ: ma trận sinh tương úng với bảng mã trên là:





1
0
0

0
1
0






0
0
1
Khi thành lập ma trận sinh, quy ước loại bỏ các từ mã gồm toàn ký hiệu 0.
3. Phương pháp cây: Cây mã gồm nút gốc, nút lá và các nút nhánh.
̠ Nút gốc: gốc của cây mã. Từ nút gốc phân tối đa q nhánh (q là cơ số của mã),
mỗi nhánh mang một ký hiệu mã, đó là giá trị của nhánh.
̠ Nút nhánh: nút mà từ đó phân nhánh tiếp theo
̠ Nút cuối cùng của cây gọi là nút lá.
Ví dụ: về một cây mã cho bộ mã nhị phân gồm các từ mã 00, 01, 10, 1101, 11001.
4. Phương pháp đa thức:
̠ Từ mã k bít m
k-1
, m
k-2
, , m
2
, m
1
, m
0

được biểu diễn bằng đa thức sau:
f(x) = m
k-1
.x
k-1
+ m
k-2
.x
k-2
+ + m
2
x
2
+ m
1
x + m
0
̠ Phương pháp này có thể thực hiện mã hoá và giãi mã dễ dàng bằng cách thực
hiện các phép toán cộng, nhân, chia.
Ví dụ: Cho từ mã 110101
Ta có f(x)= 1.x
5
+ 1.x
4
+ 0.x
3
+ 1.x
2
+ 0.x + 1.x
0

= x
5
+ x
4
+ x
2
+ 1.
Câu 4 : Bài tập về mã hoá Huffman cơ sở
̠ Bước 1 : Sắp xếp các ký tự theo thứ tự xác suất giảm dần.
̠ Bước 2 : Gán cho hai ký tự có xác suất xuất hiện thấp nhất với hai nhánh (0) và
(1) của cây mã. Từ hai ký tự có xác suất thấp nhất giảm còn một ký tự với xác
suất bằng tổng của hai xác suất.
̠ Bước 3 : Lặp lại từ bước 1 cho đến khi chỉ còn lại một ký tự duy nhất với xác
suất là 1.
̠ Bước 4 : Duyệt cây mã để tìm ra từ mã tương ứng với từng ký tự của nguồn.
Ví dụ :
Ký tự A B C D E F G H
X.suất 0.1 0.18 0.4 0.05 0.06 0.1 0.07 0.04
Ký tự C B A F G E D H
Từ mã 0 110 100 1111 1011 1010 11101 11100
CHƯƠNG V : MÃ HOÁ KÊNH
Câu 1 : Mã hoá kênh (mã hoá điều khiển lỗi) là gì ? Mục đích của việc mã hoá
kênh. Dựa vào đại lượng nào để điều khiển lỗi ?
- Đại lượng để đo lỗi : Tỷ lệ lỗi bít BER.
- Mục đích của điều khiển lỗi : giảm tỷ lệ lỗi trong hệ thống khi tỷ lệ này lớn hơn
mức cho phép.
- Mã hoá kênh : làm nhiện cụ đưa thêm các bit dư vào tín hiệu số theo một quy
luật nào đấy, nhằm giúp cho bên thu có thể phát hiện và thậm chí sửa được cả
lỗi xảy ra trên kênh truyền. Việc này chính là mã hoá điều khiển lỗi, về quan
điểm tin tức, là thăng thêm độ dư bít.

Câu 2 : Có bao nhiêu phương pháp điều khiển lỗi. Nêu đặc điểm của từng
phương pháp.
- Tăng công suất phát.
- Sử dụng phân tập : đưa thêm độ dư vào dữ liệu phát
+ Phân tập không gian
+ Phân tập tần số
+ Phân tập thời gian
- Truyền song công (kiểm tra echo) : bộ phát phát tin đến bộ thu, tin
được phát ngược về bộ phát trên kênh hồi tiếp riêng.
- Yêu cầu lặp lại tự động ARQ : ARQ dừng và đợi & ARQ liên tục.
- Mã hoá sửa lỗi không phản hồi : kiểm tra khối số liệu thu để sửa lỗi.
Câu 3 : Nêu định nghĩa, đặc điểm và các phương pháp mã hoá mã chập.
 Định nghĩa :
- Mã chập được đặc trưng bở 3 số nguyên là n, k và K.
- Trong đó : n là số bít ra của bộ mã hoá.
k là số bít vào của bộ mã hoá.
K được gọi là độ dài ràng buộc.
- Mã chập (n, k, K) được xây dựng từ các thanh ghi dịch kK bít.
 Đặc điểm :
- Mã chập là mã có nhớ  đó là điểm khác biệt cơ bản của mã chập so
với mã khối.
- Phần này, ta xét loại mã chập phổ biến nhất là mã chập có k=1.
 Biểu diễn mã chập bằng đa thức sinh
 Biểu diễn mã chập bằng sơ đồ trạng thái
 Biểu diễn mã chập bằng sơ đồ cây
 Biểu diễn mã chập bằng sơ đồ lưới
 Giãi mã thuật toán Viterbi
CHƯƠNG VI: GHÉP KÊNH VÀ TRUYỀN DẪN TÍN HIỆU SỐ
Câu 1: Nêu khái niệm và mục đích của ghép kênh
- Ghép kênh: là quá trình kết hợp hay tổ hợp nhiều tín hiệu lối vào (có tốc độ bit

thấp) tạo nên một tín hiệu lối ra (có tốc độ bit cao hơn).
- Truyền dẫn tính hiệu số: Để truyền tính hiệu nhị qua 1 đường truyền, cần phải
chuyển các con số nhị phân đó thành tính hiệu điện, tính hiệu quang…
- Mục đích ghép kênh: là tăng hiệu suất sử dụng môi trường truyền dẫn  tăng
dung lượng truyền dẫn của hệ thống.
Câu 2: Có bao nhiêu lại ghép kênh, đặc điểm của từng loại.
Có 2 lạo ghép kênh đó là ghép kênh phân chia theo tần số, và ghép kênh phân
chia theo thời gian.
 Ghép kênh phân chia theo tần số (FDM)
- FDM truyền đồng thời các tín hiệu khác nhau qua cùng một kênh băng rộng
bằng cách sử dụng các sóng mang tần số khác nhau
- Băng thông của đường truyền liên kết lớn hơn các băng thông hợp thành của
các tín hiệu được truyền đi.
- Giữa mỗi kênh có khoảng băng thông không được sử dụng để đảm bảo các tín
hiệu không chồng lên nhau - gọi là băng thông bảo vệ.
FDm nhóm cơ bản là 48KHz, mỗi kênh thoại tương tự có băng thông từ 0,3-3,4
KHz,.
 Ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM):
- TDM thực hiện truyền các tín hiệu khác nhau qua cùng một kênh băng rộng với
cùng tần số nhưng vào các thời điểm khác nhau
- Luồng dữ liệu từ mỗi kết nối được phân chia thành các đơn vị dữ liệu, kích thức
của một đơn vị dữ liệu có thể là 1 hoặc nhiều bit. Kết hợp các đơn vị dữ liệu
của các luồng dữ liệu khác nhau tạo thành một khung dữ liệu.
- Khe thời gian: là khoảng thời gian mang 1 đơn vị dữ liệu ứng với mỗi luồng dữ
liệu.
- Nguyên lý ghép kênh và tách kênh TDM:
+ Cấu tạo: hai bộ chuyển mạch trên có cấu tạo quay tròn cùng tốc độ,
ngược chiều nhau.
+ Phía ghép kênh: chuyển mạch mở một kết nối và gửi một đơn vị dữ liệu
lên đường truyền.

+ Phía tách kênh: chuyển mạch mở một kết nối và nhận đơn vị dữ liệu từ
đường truyền.
Câu 3: Nêu nguyên lý phân cấp cận đồng bộ (PDH) của ghép kênh theo thời gian.
Khi tốc độ luồng bit tín hiệu ra bộ ghép cao hơn 1 chút so với tổng các tốc độ
của các luồng vào kiểu ghép này được gọi là phân cấp cận đồng bộ.
Ghép kênh PDH thực hiện ghép các luồn số cơ sở để tại thành các luồng số
mức cao hơn theo kỹ thuật TDM.
Không sử dụng đồng bộ tập trung, tất cả các phần tử trong mạng không bị
khống chế bở một đồng hồ chủ.
Các luồng số do các phần tử trong mạng tạo ra có sự chênh lệch về tốc độ bít so
với tốc độ danh định.
Câu 4: Nêu cách tính tốc độ bít của từng khung của phân cấp cận đồng bộ PDH.
Dùng 1 bit dowdwn ở đầu mỗi khung thay đỗi luân phiên giữa 0 và 1 đối với
các khung liên tiếp. thông tin báo hieeuh trong bít đầu của khe 6và 12 vậy trong 2 khe
này chỉ có 7 bit tin.
Như vậy tốc độ luồng tổng là
Mbpssbit 544.1125/)18*24(
=+
µ
Luồng này được gọi là DS1 hay T
1
Trong hệ thống ITU-T khe 0 được dùng cho mục đích đồng bộ khung vì nó cho
phép bộ thu phân biệt khung này với khung khác, thông tin báo hiệu mang trong khe
16 như vậy tốc độ lường tổng là
Mbpssbit 048.2125/)18*32(
=+
µ
Luồng này gọi là E
1
Câu 5: Phân cấp đồng bộ SDH

- Mục đích: Thiết lập một chuẩn truyền dẫn băng rộng, đồng bộ tất cả các thiết bị
theo một đồng hồ chủ, sao cho tất cả các thiết bị trên thế giới có thể kết nối với
nhau dùng giao thức báo hiệu và định dạng khung chuẩn
- Thực hiện chức năng ghép các kênh có tốc độ thấp thành luồng số tốc độ cao
- Việc triển khai SDH không dẫn đến loại bỏ các thiết bị PDH đang tồn tại
- Cho phép mang nhiều thông tin quản lý, bảo dưỡng=> quản lý mạng mềm dẻo
hơn
- Dễ dàng tách/ghép các luồng tín hiệu luồng nhánh tốc độ thấp từ các luồng tổng
tốc độ cao và ngược lại => tinh giảm thiết bị, giảm giá thành khai thác
- Cung cấp nhiều cấu hình mạng phù hợp với các yêu cầu ứng dụng cụ thể khác
nhau
- Cho phép nhiều nhà cung cấp thiết bị và kết nối liên mạng dựa trên những
khuyến nghị do ITU-T ban hành
Câu 6: Khái niệm, có bao nhiêu loại, đặc điểm và ưu nhược điểm của Đa truy cập
- Khái niệm: Là kỹ thuật cho phép nhiều cặp thu phát cùng chia sẻ một kênh vật
lý chung
- Có 3 loại chính: Đa truy cập phân chia theo tần số, đa truy cập phân chia theo
thời gian, đa truy cập phân chia theo mã CDMA.
- Nguyên tắc cơ bản của tất cả các đa truy cập trên là dựa vào phân chia tài
nguyên thông tin hữu hạn cho các user khác nhau 1 cách hợp lý và hiệu quả.
 Đa truy cập phân chia theo tần số:
- Độ rộng băng thông cấp phát cho hệ thống là B Hz được chia thành n
băng con, mỗi băng con có độ rộng băng là B/n được ấn định cho mỗi user.
- Ưu điểm:
+ Đơn giản, không cần đồng bộ thời gian
+ Ít trễ do không cần xử lý tín hiệu nhiều
- Nhược điểm:
+ Mỗi sóng mang chỉ truyền được một kênh lưu lượng -> hiệu quả thấp khi
sử dụng nhiều kênh
 Đa truy cập phân chia theo thời gian:

- Tín hiệu của mỗi user chỉ được phát theo cụm rời rạc không liên tục. Các
cụm tuần tự được sắp xếp lại thành một cấu trúc thời gian dài hơn gọi là
khung.
- Ưu điểm:
+ Tiết kiệm tần số -> hiệu quả sử dụng tần số cao
- Nhược điểm:
+ Phức tạp do yêu cầu đồng bộ cụm
+ Xử lý phức tạp nên xảy ra trễ lớn
 Đa truy cập phân chia theo mã CDMA
- Tín hiệu từ mỗi user được mã hóa theo một cách riêng sao cho bộ thu có
thể tách riêng các tín hiệu đó ra dù chúng có trùng nhau về thời gian và tần
số
- Ưu điểm:
+ Cho dung lượng cao
+ Khả năng chống nhiễu tốt hơn
+ Bảo mật thông tin tốt hơn
+ Dung lượng kênh linh hoạt
- Nhược điểm:
+ Đồng bộ phức tạp
+ Xử lý tín hiệu phức tạp
Câu 7: Nêu ưu nhược điểm của 6 môi trường trong truyền dẫn tín hiệu số
 Đường dây song song:
- Dây kim loại này cách ly với dây kim loại kia một khoảng không
- Nối các thiết bị cách nhau 50m, tốc độ bit trung bình < 19,2 kbps
- Ưu điểm:
+ Đơn giản
- Nhược điểm:
+ Đường truyền ngắn, tốc độ bit thấp
+ Bị ảnh hưởng bởi nhiễu xuyên âm, nhiễu giả
 Đường dây xoắn đôi

- Trong một cáp có nhiều cặp dây xoắn vào nhau. Dây tín hiệu và dây đất xoắn
vào nhau.
- Tốc độ bit khoảng 1 Mbps cho khoảng cách dưới 100m và tốc độ bit thấp hơn
cho khoảng cách dài hơn
- Ưu điểm:
+ Giảm được nhiễu xuyên âm
- Nhược điểm:
+ Tốc độ bit chưa cao
 Cáp đồng trục
- Cấu trúc cáp đồng trục
+ Chính giữa cáp là lõi dẫn điện làm dây tín hiệu
+ Bao quanh là lớp vỏ dẫn điện đồng trục làm dây tham chiếu đất
+ Khoảng giữa hai lớp dẫn điện là dung môi rắn
- Truyền được tốc độ 10 Mbps qua vài trăm mét hoặc cao hơn
- Ưu điểm:
+ Giảm được ảnh hưởng nhiễu bên ngoài
- Nhược điểm
+ Suy hao lớn
+ Tốc độ bit chưa cao
 Cáp sợi quang
- Thông tin truyền đi dưới dạng một chùm sáng trong sợi thủy tinh
- Truyền được tốc độ hàng trăm Mbps
- Ưu điểm
+ Dung lượng cao
+ Suy giảm tín hiệu ít
- Nhược điểm
+ Chi phí hàn nối thiết bị đầu cuối cao
+ Nối cáp khó khăn
 Vệ tin
- Truyền tín hiệu thông tin bằng sóng vô tuyến qua không trung

- Ưu điểm:
+ Hiệu quả kinh tế cao trong thông tin cự ly lớn
+ Ổn định, chất lượng cao
- Nhược điểm:
+ Chi phí cao
 Sóng Viba
- Liên kết bằng sóng viba được sử dụng rộng rãi ở những nơi khó
lắp đặt tuyến thông tin hữu tuyến
- Ưu điểm
+ Tính cơ động cao
- Nhược điểm
+ Chịu ảnh hưởng bởi fađinh
CHƯƠNG VII : ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU SỐ
Câu 1 : Mục đích của việc điều chế tín hiệu số.
Gắn tín hiệu mang tin vào tín hiệu sóng mang có phổ thích hợp hơn, tạo thành
tín hiệu thông dải.
 Làm cho tín hiệu mang tin tươg xứng với đặc điểm của kênh truyền.
 Kết hợp các tín hiệu lại với nhau rồi truyền đi qua một môi trường vật lý
chung.
 Bức xạ tín hiệu dùng anten có kích thước phù hợp thực tế.
 Định vị phổ vô tuyến nhằm giữ cho giao thoa giữa các hệ thống ở dưới mức
cho phép.
Câu 2 : Có bao nhiêu loại điều chế nhị phân. Nêu đặc điểm của từng loại.
 Điều chế khoá dịch biên độ nhị phân (BASK)
- Dùng 2 biên độ khác nhau của sóng mang để biểu diễn 0 và 1 (thông
thường một biên độ bằng 0).



+

=
0
)2c o s (
)(
c
f tA
ts
θπ
0
1
binary
binary
- Sử dụng một tần số sóng mang duy nhất
- Tần số của tín hiệu sóng mang được dùng phụ thuộc vào chuẩn giao tiếp
đang được sử dụng.
- Kỹ thuật được dùng trong cáp quang.
 Điều chế khoá dịch tần nhị phân (BFSK)
- Sử dụng hai tần số sóng mang : tần số cao tươg ứng mức 1, tần số thấp
tương ứng mức 0



+
+
=
)2c o s (
)2c o s (
)(
2
1

c
c
tfA
tfA
ts
θπ
θπ
0
1
binary
binary
- Ít lỗi hơn so với ACK.
- Có thể dùng tần số cao (3 – 30 MHz) để truyền trên sóng radio hoặc cáp
đồng trục.
- Băng thông được dùng hiệu quả hơn.
 Điều chế khoá dịch pha nhị phân (BPSK)
- Sử dụng một tần số sóng mang và thay đổi pha của sóng mang
này.



+
=
)2c o s (
)2c o s (
)(
tfA
tfA
ts
c

c
π
ππ
0
1
binary
binary
- Cả biên độ đỉnh và tần số vẫn giữ nguyên hằng số
Câu 3: Có bao nhiêu loại điều chế tăng hiệu suất phổ. Nếu đặc điểm từng loại.
 Điều chế khoá dịch pha M mức (MPSK) : là trường hợp mở rộng của
PSK 2 mức, tăng trạng thái pha từ 2 lên 4, 8, 16, …, 2
i
- Điều chế nhiều mức ở đây có thể xem như là quá trình sắp xếp n bít nhị
phân vào trong một ký hiệu M mức, mỗi ký hiệu là một xung IF. Do đó, lỗi
tách sóng trong một ký hiệu chính là một vài lỗi bít trong dãy bít mã hoá
tương ứng.  xác suất lỗi bít P
b
không chỉ phụ thuộc vào xác suất lỗi ký
hiệu P
c
và entropy H mà còn phụ thuộc vào sự sắp xếp bít và kiểu lỗi xuất
hiện.
- Vì các ký hiệu trong ts=ín hiệu PSK nhiều mức đều có phổ biên độ như
nhau nên bề rộng phổ của tín hiệu chỉ phụ thuộc vào tốc độ ký hiệu (gọi là
tốc baud) và dạng xung chứ không phụ thuộc vào M.
 Điều biên cầu phương QAM :
- Là sự kết hợp giữa điều biên và điều pha nên nó được gọi
là điều chế khoá biên độ/pha APK.
- Vì tín hiện APK này có thể xem là cặp APK nhiều mức

được điều chế trên các sóng mang vuông góc nên nó thường được gọi là
điều biên cầu phương QAM.
- QAM là một trường hợp riêng của APK.
- Cũng như PSK nhiều mức, tất cả các ký hiệu trong APK
hoặc QAM đều chiếm cùng một dãy tần số như nhau, do vậy hiệu suất phổ
của tín hiệu điền chế APK/QAM (danh định và tối đa) cũng giống PSK
nhiều mức.
- Tuy nhiên, với cùng một xác suất lỗi, tỷ số CNR và do đó
tỷ số E
b
/N
0
yêu cầu trong điều chế QAM thấp hơn so với PSK nhiều mức.
 Điều chế khoá pha cầu phương QPSK :
- Điều chế QPSK có thể xem là 4PSK với biên
độ sóng mang là A hoặc xếp chông của hai tín hiệu BASK với biên độ là
2/A
±
và sóng mang là
tf
c
π
2cos
và
tf
c
π
2sin
(chính là 4QAM).
- Bộ phát QPSK có thể thựchiện từ hai bộ phát

PRK được sắp xếm trên hai kênh I và kênh Q, mỗi kênh hoạt động ở tốc độ
bít bằng một nửa tốc độ của toàn bộ hệ thống QPSK.
Dòng bít vào, dòng bít kênh I và Q tương ứng và sự phân bố năng lượng bít.
 Điều chế tăng hiệu suất công suất :
- Điều chế khoá dịch nhiều tần số MFSK : là một trường hợp của điều chế
nhiều hướng nhằm tăng hiệu suất công suất. Các ký hiệu được thiết kế sao
cho tewcj giao nhâu từng đôi một.
- Tốc độ dữ liệu tăng lên hoàn toàn là do băng thông tăng lên.
- Tín hiệu nhiều hướng cũng có thể đạt được bằng cach sử dung các mẫu
bít mã hoá trực giao.
- Ứng dụng chính của hệ thống MFSK lâ trong hệ thống Piccolo, có 32 tần
số và tốc độ ký hiệu là 10 ký hiệu trong 1 giây, mỗi ký hiệu là 100 ms.
- Một ứng dụng khác của MFSK hiện đag được triển khai rất rộng rãi là
FDM trực giao (OFDM) dùng nhiều trong truyền hình vệ tinh, trong LAN
không dây.
TÁC GIẢ
Vân mY nhOn
Trợ lý: Việt dream, Hồng kaka