Luận văn viễn thông Mã thông tin trong công nghệ DSC

Lời nói đầu
Ngày nay ngành giao thông vận tải trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói
riêng đang trên đà phát triển mạnh. Cùng với sự phát triển này thông tin liên lạc
càng trở nên quan trọng và đóng vai trò mật thiết với cuộc sống. Nó đợc ứng dụng
rộng rãi trong mọi lĩnh vực của cuộc sống nh hàng hải, hàng không Với nhiều mục
đích khác nhau nh thông tin công cộng, thông tin thông thờng và thông tin phục vụ
cho mục đích cứu hộ, cứu nạn.
Sự phát triển của ngành vô tuyến điện hàng hải giúp cho việc truyền thông tin
giữa tàu với bờ, tàu với tàu và bờ với tàu đợc nhanh hơn, an toàn và chính xác hơn.
Nó giúp cho ngành hàng hải một ngành không thể thiếu đợc trong công cuộc công
nghiệp hoá hiện đại hoá sớm hoàn thành.
Sự ra đời của các công nghệ mới đặc biệt là công nghệ gọi chọn số DSC. Với
việc lựa chọn một đài tàu, một nhóm đài tàu hay tất cả các tàu đã mang lại hiệu quả
cao trong thông tin cấp cứu, chuyển tiếp cấp cứu, báo nhận cấp cứu, thông tin khẩn
cấp, an toàn cũng nh thông tin thông thờng đã nâng cao hiệu quả và an toàn của con
tàu cũng nh sinh mạng con ngời khi hành trình trên biển. Với u điểm đó mà ngày
nay có rất nhiều nhà sản xuất đã chế tạo ra các thiết bị thu phát hàng hải có kèm
theo chức năng gọi chọn số. Tuy nhiên các thiết bị đó phải đợc sản xuấtvà
trang bị trên tàu đúng với nội dung các khuyến nghị của tổ chức hàng hải quốc
tế IMO.
Để đảm bảo thông tin có tin cậy hay không thì tại máy thu gọi chọn số phải
phân tích và đánh giá thông tin thu đợc từ đó đa ra kết quả thông tin tin cậy hay
không. Để hiểu rõ nguyên lý đánh giá độ tin cậy của các cuộc gọi ở chế độ gọi chọn
số em đã thực hiện đề tài: Mã thông tin trong công nghệ DSC
Với DSC là thiết bị gọi chọn số đóng vai trò quan trọng trong thông tin cấp
cứu, khẩn cấp và an toàn .Nó đợc sử dụng để phát báo động cấp cứu cũng nh phát
xác nhận điện cấp cứu. Ngoài ra còn đợc cả tàu và bờ dùng để gọi và bắt liên lạc.
Qua đề tài tốt nghiệp này cho phép em gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo Phạm
Trọng Tài đã giúp đỡ chỉ bảo tận tình. Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy giáo
cô giáo trong khoa Điện - Điện tử tàu biển dã giúp đỡ và đóng góp nhiều ý kiến quý
báu để em hoàn thành bản luận văn tốt nghiệp này.

Tuy nhiên do hạn chế về sự hiểu biết và kiến thức thực tế nên không thể tránh
khỏi những sai thiếu sót. Em xin đợc sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của các thầy và
các bạn.
Hải phòng, ngày tháng năm.
Sinh viên thực hiện.
Nguyễn Duy Bằng.
phần I : KháI quát chung
Chơng I : Giới thiệu tổng quan về hệ thống GMDSS

Đ1-1. Giới thiệu chung về hệ thống GMDSS
1.1.1- Lịch sử hình thành và phát triển :
Năm 1979 tổ chức Hàng Hải quốc tế (IMO)-INTERNATIONAL MARITIME
ORGANIZATION, đã tổ chức hội nghị về vấn đề tìm kiếm và cứu nạn trên biển,
- 1 -
hội nghị này thông qua công ớc về tìm kiếm và cứu nạn trên biển - SAR 1979. Với
mục đích là thành lập một kế hoạch toàn cầu cho công tác tìm kiếm và cứu nạn trên
biển, hội nghị đã yêu cầu phát triển một hệ thống cứu nạn và an toàn hàng hải toàn
cầu với những quy định bắt buộc về thông tin liên lạc để giúp cho công tác tìm kiếm
và cứu nạn đạt hiệu quả cao nhất.
Đến tháng 4/1988 hệ thống an toàn và cứu nạn Hàng Hải toàn cầu đã đợc các n-
ớc thành viên IMO thông qua dới dạng sửa đổi và bổ xung SOLAS - 74 đợc gọi là
SOLAS - 74/88. Cho đến tháng 10/1988 việc sửa đổi chơng IV của SOLAS - 74/88
đã khai sinh ra hệ thống an toàn và cứu nạn Hàng Hải toàn cầu gọi tắt là GMDSS -
GLOBAL MARITIME DISTRESS AND SAFATY SYSTEM.
GMDSS là hệ thống thông tin mới phục vụ cho mục đích an toàn và cứu nạn
Hàng Hải toàn cầu đợc tổ chức Hàng Hải quốc tế IMO đề xớng và phát triển. Cùng
với sự tham gia của các nớc thành viên còn có sự phối hợp của nhiều tổ chức quốc tế
khác nh:
- Liên minh viễn thông quốc tế ITU
(Internationnal Telecommunication Union)

- Tổ chức thông tin vệ tinh di động quốc tế INMARSAT (Internationnal Mobile
Satellite or ganization)
- Hệ thống vệ tinh hỗ trợ tìm kiếm và cứu nạn COSPAS SARSAT.
- Tổ chức khí tợng thế giới WMO.
Đặc trng của hệ thống là mang tính toàn cầu, tính tổ hợp và tính mới.
-Tính toàn cầu của hệ thống : Có thể tìm kiếm và cứu nạn ở mọi vùng biển trên
thế giới.
-Tính mới của hệ thống : Ra đời 1988.
- Tính tổ hợp : là hệ thống gồm nhiều tổ chức tham gia.
Đặc điểm chính của hệ thống :
- Phân chia vùng thông tin theo cự ly hoạt động của tàu, từ đó xác định các loại
thiết bị sẽ đợc lắp đặt trên tàu cùng với tần số và phơng thức thông tin nhất định.
- Không sử dụng các tần số cấp cứu 500KHz bằng vô tuyến điện báo và tần số
2182KHz bằng vô tuyến điện thoại để báo động và gọi cấp cứu mà dùng kỹ thuật
gọi chọn số DSC - DIGITAL SELECTIVE CALLING - với những tần số thích
hợp giành riêng cho báo động và gọi cấp cứu.
- Những thông tin ở cự ly xa sẽ đợc đảm bảo thông qua thiết bị thông tin vệ tinh
và các thiết bị hoạt động trên dải sóng ngắn HF.
- Việc trực canh cấp cứu, thu nhận các thông báo an toàn hàng hải và dự báo thời
tiết bằng phơng thức tự động.
- Sử dụng kỹ thuật gọi chọn số DSC, truyền chữ trực tiếp băng hẹp NBDP và vô
tuyến điện thoại trong thông tin liên lạc. Bỏ không dùng vô tuyến điện báo MORSE
do đó không nhất thiết phải sử dụng các sĩ quan VTĐ chuyên nghiệp.
1.1.2- Cấu trúc của hệ thống GMDSS :
Cấu trúc của hệ thống thông tin GMDSS gồm có hai hệ thống thông tin chính là:
Hệ thống thông tin vệ tinh và hệ thống thông tin mặt đất
1.1.2.1- Hệ thống thông tin vệ tinh :
Hệ thống thông tin vệ tinh là một đặc trng quan trọng trong hệ thống GMDSS. Hệ
thống thông tin vệ tinh trong hệ thống GMDSS gồm có:
+ Thông tin qua hệ thống vệ tinh INMARSAT.

+ Thông tin qua hệ thống vệ tinh COSPAS - SARSAT.
Hệ thống thông tin vệ tinh INMARSAT với các vệ tinh địa tĩnh hoạt động trên dải
tần 1,5 - 1,6 Mhz (băng L) cung cấp cho các tàu có lắp đặt trạm đài tàu vệ tinh một
phơng tiện báo động và gọi cấp cứu. Nó có khả năng thông tin 2 chiều bằng các ph-
ơng thức thoại và telex. Ngoài ra các vệ tinh INMARSAT còn đợc sử dụng nh một
- 2 -
phơng tiện chính để thông báo các bức điện an toàn Hàng Hải MSI - MARITIME
SAFETY INFORMATION - cho các vùng không đợc phủ sóng bởi dịch vụ
NAVTEX. Hiện tại hệ thống thông tin vệ tinh gồm có các thiết bị sau :
+ INMARSAT - A : là hệ thống thông tin Inmarsat đầu tiên đợc đa vào hoạt động
thơng mại (năm 1982). Nó sử dụng kỹ thuật tơng tự và cung cấp các dịch vụ truyền
số liệu.
+ INMARSAT - B : ra đời năm 1994 là thiết bị thông tin di động vệ tinh hiện đại
sử dụng công nghệ số, kế tục sự phát triển của INMARSAT - A. Nó cung cấp các
dich vụ của INMARSAT - A nhng kích thớc gọn nhẹ và làm việc hiệu quả hơn
INMARSAT - A.
+ INMARSAT - C : là thiết bị thông tin di động vệ tinh ra đời năm 1993. Cung
cấp các dịch vụ truyền số liệu và telex hai chiều với tốc độ 600 bít/s. INMARSAT -
C đơn giản, giá thành rẻ với các Anten vô hớng nhỏ, gọn.
+ INMARSAT - E : là EPIRB vệ tinh hoạt động trên băng L qua hệ thống
Inmarsat đợc dùng nh một phơng tiện báo động cứu nạn cho các tàu hoạt động trong
vùng bao phủ của vệ sinh Inmarsat. Inmarsat - E sử dụng vệ tinh thế hệ 2 và kỹ thuật
số nó cho phép xử lý tới 20 cuộc gọi báo động đồng thời trong khoảng thời gian 10
phút, với khả năng thao tác nhân công hoặc tự động cập nhật thông tin về vị trí vào
EPIRB. EPIRB vệ tinh băng L có thể kích hoạt nhân công hoặc tự động khi tàu chìm
sau khi kích hoạt nó sẽ phát bức điện báo động cấp cứu với nội dung bao gồm thông
tin về nhận dạng, vị trí và một số thông tin cần thiết khác phục vụ cho việc tìm kiếm
và cứu nạn, thông tin đợc phát theo phơng thức trải thời gian. Sau khi đợc vệ tinh
Inmarsat chuyển tiếp, tín hiệu báo động cấp cứu đợc đa tới trạm đài bờ LES bằng
tần số đã đợc ấn định riêng và đợc hệ thống máy tính xử lý tín hiệu để nhận dạng và

giải mã bức điện. Bức điện báo động cấp cứu sau đó đợc gửi cho trung tâm phối hợp
cứu nạn thích hợp.
+ INMARSAT - M : là sự phát triển tiếp theo của Inmarsat - B nhng có kích thớc
gọn nhỏ và giá thành rẻ hơn. Các dịch vụ thông tin trong Inmarsat -M chỉ có thoại,
fax và truyền dữ liệu.
+ INMARSAT - mini M : giống Inmarsat - M nhng sử dụng vệ tinh thế hệ 3.
+ Máy thu gọi nhóm tăng cờng EGC - Enhand group Calling là máy
thu chuyên dụng để thu các thông tin an toàn và cứu nạn hàng hải trong hệ thống vệ
tinh Inmarsat. Nó đợc thiết kế để đủ khả năng tự động trực canh liên tục trong mạng
Safety NET, phát trên hệ thống vệ tinh Inmarsat. Máy thu EGC có thể đợc tích hợp
trong các trạm đài tàu Inmarsat - A,B,C hoặc đợc thiết kế độc lập với một Anten thu
riêng. Máy thu EGC là thiết bị yêu cầu phải đợc trang bị trong hệ thống GMDSS đối
với các tàu hoạt động ngoài vùng phủ sóng NAVTEX quốc tế.
* Hệ thống thông tin vệ sinh COSPAS - SARSAT là một hệ thống thông tin vệ
tinh trợ giúp tìm kiếm và cứu nạn, đợc thiết lập để xác định vị trí của thiết bị EPIRB
trên tần số 121.5 MHz hoặc 406 MHz. Hệ thống COSPAS - SARSAT đợc sử dụng
cho tất cả các tổ chức trên thế giới có trách nhiệm tìm kiếm và cứu nạn trên biển,
trên không và trên đất liền. Đây là một hệ thống vệ tinh mang tính quốc tế do các tổ
chức vệ tinh của các nớc Canada, Pháp, Mỹ và Liên Xô cũ thiết lập. Hệ thống đợc sử
dụng phục vụ cho một số lợng lớn các hoạt động tìm kiếm và cứu nạn toàn cầu.
1.1.2.2 Hệ thống thông tin mặt đất:
Hệ thống thông tin mặt đất sử dụng DSC là công nghệ cơ bản để thực hiện các
thông tin an toàn và cứu nạn. Tiếp sau cuộc gọi DSC có thể thực hiện bằng phơng
thức NBDP, Telex, thoại.
Trong hệ thống thông tin mặt đất bao gồm các thiết bị chính sau:
+ Thiết bị gọi chọn số DSC :
- 3 -
Thiết bị gọi chọn số DSC là một phần công nghệ quan trọng của hệ thống
GMDSS trên các dải sóng HF,MF và VHF/ DSC. Thiết bị này đợc sử dụng để phát
báo động cấp cứu từ tàu cũng nh phát xác nhận điện cấp cứu từ bờ, thiết bị này đợc

cả tàu và bờ dùng để phát chuyển tiếp các bức điện báo động cấp cứu hoặc phát các
cuộc gọi khẩn cấp và an toàn. Ngoài ra các thiết bị DSC cũng cần đợc cả tầu và bờ
dùng để bắt liên lạc trong thông tin thông thờng. Việc thử nghiệm hệ thống DSC đã
đợc phối hợp tiến hành suốt những năm từ 1982 - 1986 bởi tổ chức CCIR trên tất cả
các dải sóng MF, HF và VHF.
Thiết bị DSC có thể là các thiết bị độc lập hoặc đợc kết hợp với các thiết bị thoại
trên các băng tần HF, MF và VHF.
Thủ tục khai thác thiết bị DSC đã đợc thống nhất và quy định rõ trong các khuyến
nghị của tổ chức liên minh viễn thông quốc tế ITU. Thành phần cơ bản của một bức
điện DSC bao gồm : Nhận dạng của đài (hoặc nhóm đài) đích, tự nhận dạng trạm
phát và nội dung bức điện, bao gồm những thông tin ngắn gọn cơ bản nhất để chỉ ra
mục đích cuộc gọi.
+ Thiết bị thông tin thoại :
Thiết bị thông tin thoại trong hệ thống GMDSS làm việc trên các dải sóng MF,
HF và VHF ở các chế độ J3E, H3E (cho tần số cấp cứu 2182 KHz) và G3E. Thiết bị
thông tin thoại này cũng đợc dùng để gọi cấp cứu, khẩn cấp và an toàn. Nó là thiết
bị thông tin chính phục vụ cho thông tin hiện trờng giữa một tàu bị nạn với các đơn
vị làm nhiệm vụ cứu nạn. Trên mỗi dải tần làm việc của thiết bị thông tin thoại đều
có ít nhất một tần số cấp cứu quốc tế giành cho thông tin cấp cứu. Đồng thời thiết bị
này sẽ đáp ứng các dịch vụ thông tin công cộng khác trong nghiệp vụ thông tin lu
động hàng hải.
+ Thiết bị NBDP :
Thiết bị NBDP - thiết bị truyền chữ trực tiếp băng hẹp - là một bộ phận cấu thành
hệ thống GMDSS để hỗ trợ trong thông tin cấp cứu, khẩn cấp và an toàn. Ngoài ra
các thiết bị NBDP nhằm đáp ứng các dịch vụ thông tin trên các dải sóng VTĐ mặt
đất giữa tàu với bờ và ngợc lại.
Thiết bị NBDP hoạt động trên các dải sóng MF và HF. Với các phơng thức thông
tin ARQ dùng để trao đổi thông tin giữa hai đài và FEC dùng để phát các thông tin
có tính chất thông báo tới nhiều đài. Trên mỗi dải sóng VTĐ hàng hải đều đợc thiết
kế một tần số giành riêng cho cấp cứu, khẩn cấp an toàn bằng thiết bị NBDP.

Đ1-2. Các chức năng thông tin trong hệ thống GMDSS

Hệ thống GMDSS ra đời thông qua việc sửa đổi và bổ xung SOLAS 74 với mục
đích củng cố thêm hệ thống thông tin hàng hải. Với các chức năng chủ yếu là: thông
tin phục vụ tìm kiếm và cứu nạn trên biển, thông tin an toàn hàng hải và thông tin
thơng mại.
1.2.1- Thông tin cứu nạn Hàng Hải :
- Đảm bảo cho tàu khi bị tai nạn có khả năng phát đợc tín hiệu báo động cứu nạn
tới một trung tâm phối hợp cứu nạn RCC, MRCC (Rescue. Co-odenation Center,
MRCC Maritime). Khi MRCC thu đợc tín hiệu báo động cứu nạn có thể qua đài
thông tin duyên hải hoặc qua đài cứu nạn hoặc các tàu đang ở trong vùng tai nạn.
Một bức điện báo động cứu nạn phải bao gồm các thông tin về số nhận dạng của
tàu, vị trí, tính chất bị nạn và các thông số khác.
- Thông tin báo động cứu nạn trong hệ thống GMDSS đợc thiết kế theo cả 3 chiều
: Ship to shore, Ship to Ship, Shore to Ship ở tất cả các vùng biển. Chức năng này đ-
ợc thiết kế cả hai phơng thức thông tin vệ tinh và mặt đất.
- 4 -
- Một tín hiệu báo động cứu nạn thông thờng đợc thực hiện nhân công và việc
thực hiện xác báo cũng phải đợc thực hiện nhân công.
- Khi một tàu bị chìm sẽ có phơng tiện phát tín hiệu báo động khẩn cấp EPIRB
thiết bị này có khả năng kích hoạt tự động.
- Tín hiệu chuyển tiếp báo động cấp cứu từ tàu đến các tàu quanh vùng tai nạn đ-
ợc thực hiện cả bằng phơng thức thông tin vệ tinh và mặt đất ở các tần số thích hợp.
Thông thờng hớng từ bờ đến tàu đợc thực hiện theo cách địa chỉ theo vùng địa lý.
1.2.2. Thông tin phối hợp tìm kiếm cứu nạn :
- Nói chung thông tin là cần thiết cho việc phối hợp giữa các tàu và máy bay đi
tìm kiếm cứu nạn. Trong đó có cả RCC với ngời chỉ huy hiện trờng ở trong vùng cứu
nạn.
- Các bức điện phục vụ tìm kiếm và cứu nạn đợc phát theo cả hai chiều bởi phơng

thức thoại và phơng thức truyền chữ trực tiếp.
- Các công nghệ thông tin đợc sử dụng trong thông tin này là thoại truyền chữ
hoặc cả hai, cả bằng phơng thức mặt đất lẫn vệ tinh tuỳ vào điều kiện thông tin trong
vùng bị nạn.
- Thông tin hiện trờng thờng đợc sử dụng ở dải sóng MF và VHF bằng thoại hoặc
truyền chữ trực tiếp NBDP.
1.2.3. Thông tin dùng để tìm kiếm vị trí của tàu hoặc xuồng cứu sinh khi bị
nạn
Trong hệ thống GMDSS đợc thực hiện bởi SARTS - SAR RADAR
TRANSPONDERS - thiết bị phát đáp Radar.
1.2.4. Thông tin phục vụ an toàn hàng hải MSI :
Các tàu cần phải đợc cung cấp các thông tin cập nhật về dự báo hàng hải, dự báo
khí tợng cũng nh các thông tin an toàn hàng hải khẩn cấp khác.
- MSI đợc thông tin bởi phơng thức NBDP chế độ phát FEC ở tần số 518 KHz,
với những tàu hoạt động ngoài vùng phủ sóng NAVTEX thì các thông tin an toàn
hàng hải đợc cung cấp qua dịch vụ EGC của hệ thống INMARSAT ở các vùng biển
vĩ tuyến cao hoặc các vùng biển xa thực hiện bằng NBDP ở dải sóng HF.
- Thông tin buồng lái với buồng lái : là các thông tin an toàn giữa các tàu ở các vị
trí chạy tàu bình thờng đợc thực hiện bởi thoại VHF.
1.2.5. Thông tin thơng mại
Là các thông tin giữa đội tàu với các mạng thông tin ở bờ bao gồm các nội dung
quản lý và khai thác đội tàu, nó cũng có vai trò quan trọng trong an toàn Hàng Hải.
Tóm lại: Thông qua hệ thống GMDSS tổ chức IMO đã đa ra 9 chức năng thông
tin chính cần đợc thực hiện bởi tất cả các tàu. Song song với việc này là yêu cầu về
trang thiết bị vô tuyến cần thiết để thực hiện các chức năng đó trong những vùng
biển mà tàu đang hoạt động. Nói cách khác, bất kể hoạt động ở vùng biển nào mỗi
tàu phải đợc trang bị thiết bị vô tuyến có khả năng thực hiện 9 chức năng thông tin
xuyên suốt cuộc hành trình của mình.
9 Chức năng đó là:
- Phát và thu báo động cấp cứu theo chiều từ tàu đến bờ.

- Phát và thu báo động cấp cứu theo chiều từ bờ đến tàu.
- Phát và thu báo động cấp cứu theo chiều từ tàu đến tàu.
- Phát và thu các thông tin phối hợp tìm kiếm và cứu nạn.
- Phát và thu các thông tin hiện trờng.
- Phát và thu các tín hiệu định vị.
- Phát và thu các thông tin an toàn Hàng Hải.
- Phát và thu các thông tin thông thờng.
- Thông tin buồng lái.

- 5 -
Đ 1.3 - Các vùng biển hoạt động của tàu

Các thiết bị thông tin vô tuyến điện trong hệ thống GMDSS, ngoài những tính u
việt của chúng còn có một số những hạn chế. Nếu xét về cự ly hoạt động, vùng địa
lý và các dịch vụ thông tin cung cấp bởi các thiết bị đó. Chính vì những lý do đó mà
yêu cầu về trang thiết bị thông tin trên tàu trong hệ thống GMDSS sẽ đợc quyết
định bởi vùng hoạt động của tàu chứ không phải theo kích cỡ của tàu.
Căn cứ vào đặc điểm của các trang thiết bị trong hệ thống GMDSS và để phát huy
tính hiệu quả của hệ thống, tổ chức Hàng Hải quốc tế IMO đã chia các vùng biển và
đại dơng thành 4 vùng nh sau:
1.3.1- Vùng biển A
1
:
Là vùng nằm trong tầm hoạt động của ít nhất một trạm đài bờ VHF có dịch vụ
gọi chọn số DSC. Thông thờng mỗi trạm VHF có vùng phủ sóng với bán kính
khoảng 25 - 30 hải lý.
1.3.2- Vùng biển A
2
:
Là vùng biển nằm ngoài vùng A

1
, nhng nằm trong tầm hoạt động của ít nhất một
trạm đài bờ MF có dịch vụ gọi chọn số DSC. Thông thờng mỗi trạm MF có vùng
phủ sóng với bán kính khoảng 150 - 200 hải lý.
1.3.3- Vùng biển A
3
:
Là vùng biển trừ vùng A
1
, A
2
nằm trong vùng bao phủ của các vệ tinh địa tĩnh
INMARSAT của tổ chức vệ tinh hàng hải quốc tế từ 70 vĩ độ Bắc đến 70 vĩ độ Nam.
1.3.4- Vùng biển A
4
:
Là vùng còn lại trừ vùng A
1
, A
2
, A
3
,về cơ bản đó là các phần địa cực.
Đ 1.4 - Các quy định về trang thiết bị thông tin trên tàu trong hệ
thống GMDSS
Để thực hiện đợc các chức năng thông tin và vấn đề an toàn trên biển trong hệ
thống GMDSS tàu phải đợc trang bị đầy đủ các trang thiết bị thông tin. Quy định về
trang thiết bị thông tin lắp đặt trên tàu không dựa trên cỡ tàu mà dựa trên cơ sở vùng
biển mà tàu hoạt động.
Quy định trang bị tối thiểu về thiết bị thông tin liên lạc cho các tàu là đối tợng

của hệ thống GMDSS đã đợc quy định rõ trong chơng IV của SOLAS sửa đổi 1988
do IMO xuất bản năm 1997 có nội dung nh sau :
1.4.1- Quy định chung cho tất cả các tàu hoạt động trên biển (không phụ
thuộc vào vùng biển mà tàu hoạt động).
Mỗi tàu hoạt động trên biển bắt buộc phải đợc trang bị các thiết bị sau đây trong
hệ thống GMDSS mà không phụ thuộc vào vùng biển mà tàu hoạt động.
- Máy thu phát VHF :
+ Có khả năng thu phát và trực canh liên tục bằng DSC trên kênh 70.
+ Có các tần số của kênh thoại 156.8 MHz (kênh 16), 156.650 MHz (kênh 13) và
156.3 MHz (kênh 6). Thiết bị thu phát DSC trên kênh 70 có thể là độc lập hoặc kết
hợp với thiết bị thu phát VHF thoại.
- Thiết bị phản xạ radar - RADAR TRANSPONDER hoạt động trên tần số 9GHz
phục vụ cho tìm kiếm và cứu nạn - SART.
- Thiết bị thu nhận thông tin an toàn hàng hải MSI máy thu NAVTEX nếu tàu
hoạt động trong vùng biển có các dịch vụ NAVTEX quốc tế. Nếu tàu hoạt động ở
các vùng biển không có các dịch vụ NAVTEX quốc tế thì phải đợc trang bị một máy
thu gọi nhóm tăng cờng EGC - Enhand Group call.
- 6 -
- Phao định vị vô tuyến qua vệ tinh : Satellite EPIRB có khả năng phát báo động
cấp cứu qua vệ tinh quỹ đạo cực hoạt động trên tần số 406 MHz. Hoặc nếu tàu chỉ
hoạt động ở vùng bao phủ của vệ tinh Inmarsat thì EPIRB vệ tinh phải có khả năng
phát báo động cấp cứu qua vệ tinh địa tĩnh Inmarsat hoạt động ở băng L. Phao định
vị vô tuyến này phải đợc đặt ở vị trí thuận tiện, có khả năng hoạt động bằng tay, tự
nổi khi tàu chìm đắm và tự động hoạt động khi nổi.
- Cho đến ngày 01/2/1999, tất cả các tàu vẫn phải có một máy thu trực canh vô
tuyến điện thoại cấp cứu trên tần số 2182 KHz. Trừ các tàu hoạt động ở vùng biển
A
1
các tàu phải có máy tạo tín hiệu báo động điện thoại trên tần số 2182 KHz.
.

- Các tàu khách phải đợc trang bị các thiết bị cho thông tin hiện trờng. VHF
two way phục vụ cho mục đích tìm kiếm và cứu nạn trên tần số 121.5 MHz và 123.1
MHz.
1.4.2- Trang thiết bị vô tuyến điện cho tàu chạy vùng biển A
1
:
Tất cả các tàu khi hoạt động trong vùng biển A
1
, ngoài các trang thiết bị, quy
định chung đợc nêu ở trên, còn phải bắt buộc trang bị một trong các thiết bị vô
tuyến điện sau đây, có khả năng báo động cấp cứu chiều từ tàu đến bờ :
- VHF DSC, EPIRB hoặc
- EPIRB vệ tinh hoạt động trên tần số 406 MHz hoặc
- thiết bị thu phát MF gọi chọn số DSC hoặc
- Thiết bị thu phát HF gọi chọn số DSC, hoặc
- Một trạm Inmarsat, hoặc
- EPIRB INMARSAT hoạt động trên băng L
Với các thiết bị VHF cũng phải có khả năng phát và thu bằng thoại những thông
tin thông thờng.
1.4.3- Trang thiết bị vô tuyến điện cho tàu hoạt động ở vùng biển A
1
và A
2
:
Tất cả các tàu khi hoạt động ngoài vùng biển A
1
nhng trong vùng biển A
2
ngoài
các trang bị quy định chung ở trên sẽ phải trang bị thêm ;

- Thiết bị MF, có thể thu phát tín hiệu cấp cứu bằng DSC trên tần số 2187.5 KHz
và trên tần số 2182 KHz bằng thông tin vô tuyến điện thoại.
- Máy thu trực canh DSC có khả năng duy trì liên tục việc trực canh trên tần số
2187.5 KHz.
- Một thiết bị phát tín hiệu cấp cứu chiều từ tàu đến bờ (ngoài thiết bị MF) có thể
là EPIRB - 406 MHz, hoặc thiết bị HF/DSC hoặc một trạm INMARSAT hoặc
EPIRB vệ tinh INM băng L.
- Thiết bị thu phát cho mục đích thông tin thông thờng bằng vô tuyến điện thoại,
hoặc truyền chữ trực tiếp băng hẹp NBDP hoạt động ở dải tần số từ 1605 KHz -
4000 KHz, hoặc ở dải tần số 4000 KHz - 27500 KHz hoặc một trạm INMARSAT.
1.2.4- Trang thiết bị cho tàu chạy vùng biển A
1
, A
2
và A
3
:
Tất cả các tàu hoạt động ở ngoài vùng A
1
và A
2
nhng trong vùng biển A
3
, ngoài
các trang thiết bị chung đã quy định ở trên, sẽ phải trang bị theo một trong hai cách
lựa chọn sau :
* Lựa chọn 1 :
- Trạm INM có khả năng :
+ Phát và thu những thông tin cấp cứu và an toàn bằng truyền chữ trực tiếp băng
hẹp.

+ Nhận những cuộc gọi u tiên cấp cứu
+ Duy trì việc trực canh đối với những báo động cấp cứu chiều từ bờ tới tàu.
+ Phát và thu những thông tin thông thờng bằng vô tuyến điện thoại, hoặc truyền
chữ trực tiếp băng hẹp NBDP.
- 7 -
- Một thiết bị MF có khả năng thu phát cấp cứu và an toàn trên tần số 2187.5
KHz bằng DSC và tần số 2182 bằng vô tuyến điện thoại.
- Một máy thu trực canh có khả năng duy trì việc trực canh liên tục bằng DSC
trên tần số 2187.5 KHz.
- Một thiết bị phát tín hiệu cấp cứu chiều từ tàu bờ. Ngoài các thiết bị trên, có
thể là EPIRB trên tần số 406MHz hoặc thiết bị HF/DSC hoặc một trạm INMARSAT
dự phòng hoặc một EPIRB vệ tinh INMARSAT.
* Lựa chọn 2 :
- Một thiết bị thu phát MF/HF cho mục đích thông tin cấp cứu và an toàn trên tất
cả các tần số cấp cứu và an toàn trong dải tần từ 1605 KHz - 4000 KHz

và 4000
KHz

- 27500 KHz

bằng

các phơng thức thông tin DSC, thoại và truyền chữ trực tiếp
băng hẹp NBDP.
- Một thiết bị có khả năng duy trì việc trực canh bằng DSC trên tần số 2187.5
KHz và 8414.5 KHz

và ít nhất một trong những tần số cấp cứu và an toàn bằng DSC
sau: 4207.5 KHz, 6312 KHz, 6312 KHz, 12577 KHz hoặc 16804.5 KHz.

- Thiết bị phát tín hiệu cấp cứu chiều từ tàu đến bờ. Ngoài thiết bị thu phát
MF/HF, có thể là EPIRB trên tần số 406 MHz hoặc qua một trạm INM, hoặc IPIRB
vệ tinh INM.
- Thiết bị thu phát MF/HF có dải tần 1605 -4000 KHz và 4000 - 27500 KHz ,
phục vụ cho các dịch vụ thông tin thông thờng bằng phơng thức thông tin thoại hoặc
truyền chữ trực tiếp băng hẹp NBDP.
1.4.5 Trang thiết bị vô tuyến điện cho tàu hoạt động ở vùng biển A
1
, A
2
, A
3
và
A
4
:
Tất cả các tàu hoạt động trên tất cả các vùng biển ngoài các trang thiết bị quy
định chung sẽ phải trang bị thêm các thiết bị sau :
- Thiết bị thu phát MF/HF sử dụng cho mục đích an toàn và cứu nạn, có các ph-
ơng thức thông tin gọi chọn số DSC, thoại và truyền chữ trực tiếp băng hẹp NBDP
làm việc trong dải tần 1605KHz - 4000 KH và 4000 KH - 27500KHz
- Máy thu trực canh DSC trên tần số 2187.5 KHz 8414.5 KHz và ít nhất một
trong các tần số sau : 4207.5 KHz, 6312 KHz, 12577 KHz và 16804.5 KHz.
- Thiết bị EPIRB - 406 MHz thu phát tín hiệu cấp cứu chiều tàu đến bờ.
- Thiết bị thu phát thông tin thông thờng có dịch vụ thông tin vô tuyến điện thoại và
truyền chữ trực tiếp băng hẹp thờng là thiết bị thu phát MF/HF.
Tóm lại các trang thiết bị cho tàu đợc quy định trong hệ thống GMDSS đợc tổ
hợp lại theo bảng sau :
Thiết bị
thông tin

Vùng
biển A
1
Vùng
biển A
2
Vùng biển
A
3
Vùng biển
A
4
VHF RT/DSC (1) x x x x
MF RT/DSC(2) x x
nếu không
có ở (3)
x
MF/HF
RT/DSC/NBDP (3)
x
NAVTEX, EGC or
HF/MSI Rx (4)
x x x x
HF/MSI
Rx
SES / INM - A/B or
INM (5)
x
Epirb - 406 MHz SAT
(6)

x x x x
SAT / 9 GHz
(7)
x x x x
- 8 -
VHF two - way (8) x x x x
Rx 2182 KHz watch
Recping (9)
x x x x
B¶ng 1-1. C¸c trang thiÕt bÞ trong hÖ thèng GMDSS trang bÞ cho tµu theo c«ng íc
SOLAS - 74 söa ®æi 1988
- 9 -
Chơng ii: tổng quan về mã
Trong các hệ thống truyền tin rời rạc, khi truyền các tín hiệu liên tục, tin tức phải
thông qua một số phép biến đổi; đổi thành số (thờng là nhị phân) rồi mã hóa, ở đầu
thu tín hiệu phải thông qua những phép biến đổi ngợc lại trên gọi là giải mã, liên tục
hóa . để phục hồi tin tức.
Sự mã hóa tin tức nhằm mục đích tăng tính hiệu quả và độ tin cậy của hệ thống
truyền tin, nghĩa là tăng tốc độ truyền tin và khả năng chống nhiễu. Ta đã biết tốc độ
lập tin còn cách xa thông lợng của kênh. Để tăng tốc độ lập tin ta dùng phép mã hóa
để thay đổi tính chất thống kê của nguồn, nhờ đó có thể tiếp cận với thông lợng của
kênh. Trờng hợp truyền tin trong kênh có vấn đề cần quan tâm là làm thế nào để
tăng độ chính xác của việc truyền tin, nghĩa là sai nhầm xảy ra tối thiểu. Vấn đề này
có thể đợc giải quyết bằng một số phơng pháp nh tăng công suất máy phát, tách tín
hiệu trên nền nhiễu và phơng pháp đơn giản mà hiệu quả hơn đó là sử dụng các loại
mã chống nhiễu khi mã hóa.

Đ 2.1 - Định nghĩa mã hóa và một số khái niệm cơ bản

2.1.1- Định nghĩa:

Mã hiệu là một nguồn tin với một sơ đồ thống kê đợc xây dựng nhằm thỏa mãn
một số yêu cầu do hệ thống truyền tin đề ra nh tốc độ lập tin hay độ chính xác các
tin đợc truyền đi.
Sự mã hóa là phép biến đổi một đối một giữa các tin của nguồn đợc mã hóa với
các từ mã của bộ mã cấu tạo thành.
2.1.2- Một số khái niệm cơ bản :
- Cơ số của mã hiệu : ký hiệu m
Là số các dấu (ký hiệu khác nhau trong bảng chữ của mã)
Ví dụ : Điện báo Morse dùng ba ký hiệu : gạch, chấm, nghỉ có độ dài khác
nhau => cơ số của mã là 3.
Khi mã có cơ số là 2 gọi là mã nhị phân.
Khi mã có cơ số là 3 gọi là mã tam phân. . .
- Chiều dài từ mã : (ký hiệu n) là số ký hiệu của bộ mã dùng để mã hóa cho từ mã
đó. Ví dụ : từ mã 0101001 dùng 7 ký hiệu của bộ mã nhị phân để mã hóa nên có
chiều dài là 7.
+ Nếu tất cả các từ mã trong hệ mã có chiều dài bằng nhau đợc gọi là mã đồng đều.
Nếu độ dài các từ mã khác nhau gọi là mã không đồng đều. Với mã không đồng
đều độ dài trung bình (ký hiệu ) là thông số cơ bản của mã và đợc tính theo biểu
thức :
( 2 -1)
Trong đó :
p (xi) xác suất xuất hiện tin x
i
của nguồn X đợc mã hóa ( x
i
X )
n
i
độ dài từ mã tơng ứng với tin x
i

- Tổng số từ mã trong bộ mã : ký hiệu N.
Trờng hợp mã đồng đều. Nếu tất cả các tổ hợp mã gồm n ký hiệu với m trị khác
nhau đều đợc dùng làm từ mã lúc đó sẽ có :
N = m
n
và bộ mã đợc gọi là mã đầy. Nếu N < m
n
bộ mã đợc gọi là mã vơi. Mã đầy không
có tác dụng chống nhiễu, các loại mã chống nhiễu đều thuộc loại mã vơi.
- 10 -
i
N
i
nxipn )(
1

=
=
n
- Trọng lợng từ mã (W) là tổng số các ký hiệu khác 0 của từ mã.
Ví dụ từ mã 01010 có trọng lợng từ mã là W = 2
- Quãng cách mã (d) là số ký hiệu khác nhau tính theo vị trí tơng ứng của hai từ
mã có chiều dài bằng nhau. Ví dụ gọi W
1
, W
2
là 2 từ mã có chiều dài bằng nhau.
Quãng cách mã d (W
1
, W

2
) = W (W
1
W
2
) với là phép toán cộng modul-2.
Ví dụ : cho 2 từ mã W
1
= 0011001 , W
2
= 101101 thì
d (W
1
, W
2
) = W (W
1
W
2
) = 2
2.2 - Mục đích mã hóa và các điều kiện khi lập mã
2.2.1. Mục đích mã hóa :
- Phối hợp nguồn tin và nơi nhận tin
- Tăng hiệu suất thông tin
- Tăng độ tin cậy
- Bảo mật thông tin
2.2.2. Điều kiện khi thiết lập mã hiệu:
a) Điều kiện chung cho các loại mã :
Khi truyền tin các tin tức mã hóa đợc trình bày dới dạng một dãy ký hiệu liên
tiếp. Muốn giải mã, điều kiện trớc tiên là trong dãy ký hiệu liên tiếp đó phải có quy

luật đảm bảo sự phân tách các tổ hợp mã. Nói một cách khác phải phân biệt đợc ký
hiệu đầu của từ mã.
b) Điều kiện riêng :
Đối với phơng pháp xây dựng mã thống kê tối u (mã nén) thì phải làm sao cho độ
dài trung bình của từ mã là nhỏ nhất, còn đối với mã phát hiện và sửa sai thì phải
cho phép phát hiện và sửa sai càng nhiều càng tốt.

Đ 2.3 - Các cách phân loại mã
Có rất nhiều cách để phân loại mã sau đây là một số cách tiêu biểu:
2.3.1 - Phân loại theo trọng lợng từ mã :
- Mã có trọng lợng không đổi
- Mã có trọng lợng thay đổi
2.3.2 - Phân loại theo chiều dài từ mã:
- Mã có chiều dài thay đổi
- Mã có chiều dài không đổi
2.3.3 - Phân loại theo hiệu suất thông tin:
- Mã tối u
- Mã cha tối u
2.3.4- Phân loại theo độ tin cậy :
- Mã có khả năng phát hiện và sửa sai
- Mã không có khả năng phát hiện và sửa sai
2.3.5- Phân loại theo cơ số của mã:
Có thể phân loại mã theo cơ số bất kỳ của mã.
- Mã nhị phân
- Mã tam phân v.v
2.3.6- Phân loại theo thứ tự các cột số trong từ mã:
- Mã không có trọng số : Thứ tự các cột số không ảnh hởng đến "nội dung" của từ mã
- Mã có trọng số : Thứ tự các cột số ảnh hởng đến "nội dung" của từ mã.
2.3.7- Phân loại theo mục đích sử dụng:
- 11 -

- Mã số
- Mã ký tự
2.3.8- Phân loại theo quãng cách mã:
- d const : Mã vòng
- d = const : Mã Gray, mã Johnson
2.3.9- Phân loại theo cách tạo mã:
- Mã khối
- Mã xoắn

Đ2.4 - Các phơng pháp biểu diễn mã

2.4.1- Phơng pháp liệt kê :
Liệt kê trong một bảng những tin của nguồn và chỉ rõ các từ mã tơng ứng
Phơng pháp này đơn giản nhng chỉ áp dụng cho các bộ mã có số lợng từ mã nhỏ.
Ví dụ : Nguồn tin A = a
1
, a
2
, a
3
đợc mã hóa theo bảng
Tin a
1
a
2
A
3
Từ mã 001 010 100
Bảng 2 - 1. Bảng mã các tin theo nguồn A
2.4.2- Phơng pháp mặt phẳng tọa độ:

Dựa trên hai thông số độ dài n và trọng số b của từ mã để lập nên một mặt phẳng
tọa độ. Mỗi từ mã đợc biểu diễn bằng một điểm trên mặt phẳng tọa độ (n, b). Nếu từ
mã v = (v
o
, v
1
, v
n
) đợc mã hóa bởi bộ mã M có cơ số là m : v
i
m và v
i
= 0, 1, m
- 1
Với i = 1, 2, n. Trong đó quy ớc vị trí đầu tiên bên trái ứng với ký hiệu v
1
là vị
trí có trọng số nhỏ nhất : m
o
, vị trí thứ i tính từ trái sang phải ứng với ký hiệu v
i
có
trọng số là m
i - 1
, vị trí cuối cùng (thứ n) tơng ứng với v
n
có trọng số là m
n - 1
. Khi đó,
trọng số b của từ mã là tổng trọng số các ký hiệu trong từ mã, đợc tính theo công

thức sau :

=

=
n
i
i
i
mvb
1
1
.
(2 - 2)
Trong đó : v
i
: giá trị của ký hiệu thứ i trong từ mã, v
i
m.
i : số thứ tự của ký hiệu trong từ mã i = 1, n.
m : cơ số của mã
Ví dụ : Biểu diễn một bộ mã trên mặt phẳng tọa độ

- 12 -

Bảng 2 - 2: Biểu diễn một bộ mã trên mặt phẳng tọa độ
Các từ mã trên sẽ tơng ứng
a
1
-> 111

a
2
-> 011
a
3
-> 010
2.4.3- Phơng pháp cây :
Cây mã gồm có nút lá, nút gốc và các nút trung gian. Gốc của cây gọi là nút gốc
(nút 0). Từ một nút không phải là nút lá có thể phát đi tối đa , nhánh (tơng ứng với
cơ số m) hoặc ít hơn, mỗi nhánh mang một giá trị và kết thúc ở nút mức i + 1. Nút lá
biểu diễn cho một từ mã mà thứ tự các trị ký hiệu đi từ nút gốc đến nút lá qua nút
trung gian.
Ví dụ : Biểu diễn bộ mã 00, 01, 100, 1010, 1011 bằng phơng pháp cây.

Hình 2 - 1: Cây mã nhị phân cho bộ mã 00, 01, 0100, 1010, 1011.
2.4.4- Phơng pháp đồ hình kết cấu
Gồm những nút và những nhánh có hớng. Đây là một cách biểu diễn cây mã rút
gọn. Mỗi từ mã đợc biểu diễn bằng một vùng kín xuất phát từ nút gốc theo các
nhánh có hớng (chiều mũi tên) qua các nút trung gian và trở về kết thúc tại nút gốc.
Thứ tự giá trị các ký hiệu lấy theo thứ tự giá trị các nhánh trên đờng đi.
Ví dụ xây dựng đồ hình kết cấu của bộ mã 00, 01, 100, 1010, 1011
- 13 -
Hình 2 - 2: Đồ hình kết cấu của bộ mã 00, 01, 100, 1010, 1011 dấu v
biểu diễn toán tử hoặc (OR)

2.4.5- Phơng pháp hàm cấu trúc mã :
Phơng pháp này mô tả rõ ràng một đặc tính quan trọng của mã là sự phân bố các
từ mã có độ dài khác nhau, ký hiệu G (ni).
Ví dụ : Bộ mã 00, 01, 1010, 1011 có G (n), dới dạng sau :
2 , n

i
= 2
G (n
i
) = 1 , n
i
= 3
2 , n
i
= 4
Từ hàm cấu trúc có thể phân biệt đợc mã đều hay không đều.
2.4.6- Phơng pháp dùng ma trận sinh :
Phơng pháp này là mô hình toán học để biểu diễn mã tuyến tính. Đây là công cụ
toán học đợc dùng để tạo mã tuyến tính.
Ví dụ: Ma trận sinh của mã Ham (7,4) là:
2.4.7- Phơng pháp dùng đa thức sinh :
Phơng pháp này dùng làm mô hình toán học để biểu diễn mã vòng.
Ví dụ đa thức sinh của mã vòng C(n,k) dạng tổng quát là:
g(x)=1+g
1
x
1
+g
2
x
2
+ g
r
x
r

Trong đó:
r : là số dấu kiểm tra
g
i
: nhận một trong các giá trị 0 hoặc 1
Đ 2.5 - Điều kiện để mã phân tách đợc
Khi nhận đợc một dãy ký hiệu mã, để có thể phân tách đợc các từ mã một cách
duy nhất và đúng đắn bộ mã phải thỏa mãn điều kiện sau : Bất kỳ dãy các từ mã nào
của bộ mã cũng không đợc trùng với một dãy từ mã khác của cùng bộ mã.
Ví dụ lấy bộ mã 00.01.100.1010,1011.
- 14 -
000.1111
H
T
= 011.0011
101.0101

Khi nhận đợc dãy ký hiệu : 100, 01, 01, 00, 1011, 101, 101
Có thể phân tách ra một cách duy nhất thành dãy các từ mã :
100 , 01, 01, 00, 1011, 1011, 01.
Nh vậy bộ mã trên thuộc loại mã phân tách đợc.
* Độ chậm giải mã là số ký hiệu nhận đợc cần thiết phải có mới có thể phân tách
đợc các từ mã. Đối với bộ mã phân tích đợc, độ chậm giải mã là hữu hạn, nhng cũng
có trờng hợp là vô hạn, trong trờng hợp là vô hạn thì ta có thể xem nh không phân
tách đợc.
Để xác minh tính phân tách của bộ mã và nếu phân tách đợc thì xác định độ
chậm giải mã và xây dựng bảng thử mã phân tách. Trình tự xây dựng bảng thử theo
các bớc sau :
1. Đem các từ mã xếp thành một cột đánh dấu số 1.
2. Đối chiếu các từ mã ngắn với các từ mã dài hơn trong cột 1, nếu từ mã ngắn

trùng với phần đầu của từ mã dài thì lấy phần đầu của cột còn lại ghi vào cột thứ 2.
3. Lặp lại bớc 2, nghĩa là cột thứ i sẽ là kết quả khi ta đối chiếu cột (j - 1) với cột
(j - 2). Tiếp tục làm bớc này cho đến khi cột phải điền trở lên trống rỗng.
Ta có điều kiện sau : Điều kiện cần và đủ để mã có tính phân tách là trong cột j > 2.
Không có một tổ hợp nào trùng với các từ mã trong cột 1.
Ví dụ : Lập bảng thử mã phân tách cho bộ mã 00, 01, 100, 1010, 1011.
Bảng trên cho thấy cột 2
trống rỗng nghĩa là độ chậm
giải mã là 0.
Bảng 2 - 3. Bảng thử mã phân tách cho bộ mã 00, 01, 100, 1010, 1011
Ta thấy bộ mã có khả năng phân tách vì trong các cột 2, 3, 4, 5, 6 không có tổ hợp
nào trùng với các từ mã trong cột 1, nhng vì các cột j là vô hạn nên độ chậm giải mã
là vô hạn.
1 2 3 4 5 6 . . .
10 0 1 0 1 0
100 1 11 00 11 00 . . .
01 0 1 0 1
011 00 11 00 11
Bảng 2.4- Bảng thử mã phân tách cho bộ mã 10, 100, 01, 011
Bảng thử mã phân tách cho phép đánh giá độ chậm giải mã. Nếu j là giá trị
của cột rỗng thì độ chậm giải mã T
ch
đợc tính theo công thức :
(2-3)
Trong đó n
min
, n
max
là độ dài từ mã ngắn nhất và dài nhất của bộ mã.
Kết luận : Để mã có tính phân tách đợc thì điều kiện cần và đủ là bất kỳ tổ hợp

mã nào cũng không đợc trùng với phần đầu của bất kỳ tổ hợp mã khác cùng bộ mã.

- 15 -
1 2
00
01
100
1010
1011














maxmin
22
1
n
j
Tn
j

ch
Đ 2.6 - Mã có tính prefix
Một bộ mã đợc gọi là mã có tính prefix nếu bất kỳ từ mã nào cũng không phải là
phần đầu của bất kỳ một từ mã khác trong bộ mã.
Khi biểu diễn mã bằng cây mã, ta nhận thấy bộ mã có tính prefix. Khi các từ mã
chỉ là nút lá. Mã đầy là bộ mã có tính prefix.

Đ 2.7 - Cơ sở mã chống nhiễu
Khi chú ý đến ảnh hởng phá huỷ tin của nhiễu trong kênh, phơng pháp mã hóa
ngoài chỉ tiêu về kinh tế còn phải đảm bảo chỉ tiêu truyền tin chính xác, nói cách
khác là chỉ tiêu chống nhiễu. Để giải quyết vấn đề này có nhiều biện pháp chống
nhiễu khác nhau nh :
- Tăng tỷ số tín hiệu trên nền nhiễu, nghĩa là tăng công suất máy phát.
- Sử dụng những tín hiệu phức tạp có khả năng chống nhiễu tối u và cấu trúc thu
tối u nghĩa là phơng pháp tách tín hiệu trên nền nhiễu tốt nhất.
- Sử dụng các loại mã chống nhiễu và các hệ thống có hồi tiếp.
Trong kỹ thuật truyền tin hiện nay thờng sử dụng các loại mã phát hiện sai và sửa
sai. Đây là loại mã đã đợc xây dựng khá hoàn chỉnh cả về thực tế và lý luận.
Xét với kênh nhị phân đối xứng thuộc loại kênh chứa sai nhầm không tơng quan
và xác suất chuyển đổi sai ký hiệu 1 thành 0 hoặc ngợc lại 0 thành 1 là nh nhau, nếu
ký hiệu các xác suất chuyển đổi đó là P (1/0) và P (0/1) ta có đẳng thức P (1/0) = P
(0/1) = P
S
.
Vậy xác suất nhận đúng một ký hiệu sẽ là : 1 - P
S
và xác suất nhận đúng một từ
mã gồm n ký hiệu sẽ là : (1 - P
S
)

n
.
Xác suất thu sai từ mã đó bằng
P
n
= L - (1 - P
s
)
n
(2 - 2)
Trong trờng hợp xác xuất nhận sai một ký hiệu khá bé ví dụ P
s
< 10
-3
biểu thức
trên có thể viết P
n
n P
s
.
Xác xuất nhận thức t ký hiệu sai trong một từ mã gần n ký hiệu sẽ là
P
n
(n,t)
= P (1 - P
s
)
n - t
Tổng số các từ mã n ký hiệu có t ký hiệu sai bất kỳ bằng
(2-6)

Xác suất xuất hiện mặt từ mã n ký hiệu có t sai bất kỳ sẽ là :
( )
tn
s
t
s
t
n
PPCtnP

=
1.),(
(2 - 7)
Khi Ps bé xác suất nhận các từ mã sai ít ký hiệu lớn hơn xác suất nhận các từ mã
có sai nhiều ký hiệu P (n, t) > P (n, t') với t < t'.
Đây chính là cơ sở để xây dựng các mã hiệu chống nhiễu hữu hiệu trong kênh nhị
phân đối xứng. Các mã hiệu này có khả năng phát hiện và sửa sai các tổ hợp mã có
số ký hiệu sai bé hơn nhiều là đối với các tổ hợp có số ký hiệu sai lớn.
Trong trờng hợp kênh có nhiều tơng quan gây ra sai cụm sẽ dùng loại mã truy
chứng, các từ mã sẽ không đợc phân thành từng khối đồng đều mà quá trình mã hóa
và giải mã đều đợc thực hiện một cách liên tục.
2.7.1- Khái niệm mã phát hiện sai và sửa sai :
- 16 -
)!(!
!
tnt
n
C
t
n

=
Mã phát hiện sai và sửa sai bao gồm các loại mã phát hiện sai, mã sửa sai và mã
phát hiện và sửa sai.
Dạng sai nhầm của các mã hiệu đợc truyền đi tùy thuộc vào tính chất thống kê
của kênh. Nói chung có thể phân làm hai loại sai, một loại gọi là sai độc lập, nghĩa
là trong quá trình truyền tin do nhiễu tác động một hoặc nhiều ký hiệu trong các tổ
hợp mã có thể bị sai nhầm, nhng những sai nhầm đó không liên quan đến nhau. Loại
thứ hai là sai phụ thuộc lẫn nhau gọi là sai tơng quan. Loại sai này hay xảy ra trờng
hợp sai chùm ký hiệu kề cận nhau gọi là sai cụm.
Sự lựa chọn cấu trúc của mã chống nhiễu phải dựa trên tính chất thống kê của
kênh, nói cách khác phải dựa trên sự phân bố xác suất sai nhầm trong kênh.
2.7.2- Cơ chế phát hiện sai của mã hiệu :
Khả năng phát hiện sai của mã hiệu dựa trên một nguyên lý đó là : Nếu mã hiệu
là tập hợp những từ mã gồm n ký hiệu thì số các từ mã đợc chọn bé hơn tổng số các
tổ hợp n ký hiệu. Số các tổ hợp không đợc dùng làm từ mã đợc gọi là những tổ hợp
cấm. Do sự sai nhầm một từ mã đợc chuyển thành một tổ hợp cấm lúc đó sẽ phát
hiện đợc là đã thu sai.
Trờng hợp mã nhị phân N là số từ mã đợc dùng và N
0
= 2
n
là tổng số các tổ hợp n
ký hiệu, mã hiệu sẽ có khả năng phát hiện đợc sai nếu thỏa mãn điều kiện :N < N
o
Trong đó N
o
- N là số các tổ hợp cấm.
Khi chịu tác động của nhiễu một từ mã bị chuyển đổi sai thành một từ mã khác
thì không thể phát hiện đợc sai. Do vậy khả năng phát hiện sai đợc tăng cờng khi số

từ mã giảm đi hay nói cách khác với độ dài từ mã không đổi số tổ hợp cấm đợc tăng
lên. Trờng hợp giữ nguyên số từ mã, để tăng khả năng phát hiện sai từ mã phải tăng
độ dài.
Ví dụ để mã hóa một nguồn tin gồm 4 tin : a
1
, a
2
, a
3
, a
4
ta có thể dùng mã hiệu nhị
phân đơn giản với độ dài = 2.
00 -> a
1
01 -> a
2
10 -> a
3
11 -> a
4
Số từ mã bằng tổng số các tổ hợp n = 2 ký hiệu N = N
o
= 2
2
= 4.
Trong quá trình truyền tin, do ảnh hởng của nhiễu các từ mã có thể bị chuyển đổi
sai nhầm. Nhng vì kết quả của sự chuyển đổi sai nhầm đó đều là những từ mã đợc
dùng, cho nên không thể phát hiện đợc lúc nào đã xảy ra sự chuyển đổi sai nhầm.
Ta có sơ đồ chuyển đổi.

00 00
01 01
10 10
11 11

Bây giờ để mã hóa nguồn trên ta dùng tổ hợp n = 4 ký hiệu.
0001 -> a
1
0101 -> a
2
1110 -> a
3
1111 -> a
4
Nh vậy tổng số các từ mã bé hơn tổng số các tổ hợp n = 4 ký hiệu. Số các tổ hợp
cấm bằng N
o
- N = 16 - 4 = 12. Khi có nhiễu tác động một từ mã nào đó chuyển đổi
sai nhầm thành một tổ hợp cấm, đầu thu sẽ phát hiện đợc có sai nhầm. Một mã hiệu
thỏa mãn điều kiện N < N
o
. Có thể phát hiện đợc N (N
o
-N). Trờng hợp chuyển đổi
sai nhầm trong tổng số các khả năng chuyển đổi N.N
o
. Vậy khả năng phát hiện sai
nhầm đối với một từ mã nh vậy sẽ đợc đánh giá bằng tỷ số.
- 17 -
( )

oo
o
N
N
NN
NNN
=

1
.
(2 - 7)
Tỷ số càng tiến đến 1, khả năng phát hiện sai càng lớn và nh đã nói ở trên độ dài
từ mã phải lớn : N
o
= 2
n
> N = 2
k
nghĩa là n >> k. k là số ký hiệu trong từ mã cần
thiết để mang tin n - k là số ký hiệu d trong từ mã dùng để phát hiện sai .
2.7.3- Cơ chế sửa sai của mã hiệu :
Khi nhận đợc một tổ hợp mã thuộc các tổ hợp cấm thiết bị sửa sai có nhiệm vụ
quy về từ mã phát đi với xác suất sai nhầm tối thiểu. Muốn vậy phải dựa trên tính
chất nhiễu trong kênh phân nhóm các tổ hợp cấm, mỗi nhóm tơng ứng với một từ
mã mà chúng có khả năng bị chuyển đổi sang nhiều nhất. Trong trờng hợp kênh nhị
phân đối xứng xác suất nhận các từ mã sai ít hiệu nhiều hơn là xác suất nhận sai từ
mã nhiều ký hiệu. Nh vậy vấn đề đặt ra là phân nhóm thế nào để có thể sửa đợc tất
cả hoặc đại bộ phận các sai ít ký hiệu trớc. Muốn vậy ta làm nh sau :
Coi mỗi từ mã nh là một véc tơ, mỗi ký hiệu đại biểu cho một tọa độ. Tập hợp các
từ mã hình thành một không gian véc tơ gọi là không gian mã. Tác động của nhiễu

đợc biểu thị bằng những véc tơ gây sai nhầm đồng số chiều với không gian mã gọi
là véc tơ sai. Kết quả của sự chuyển đổi sai nhầm trong quá trình truyền tin là một tổ
hợp mã khác với tổ hợp mã ban đầu xem nh là kết quả của sự kết hợp giữa véc tơ
ban đầu và véc tơ sai. Trong mã nhị phân sự kết hợp giữa véc tơ mã và véc tơ sai là
phép cộng modul - 2.
Ví dụ véc tơ mã 0101 chịu tác động của véc tơ sai 0100 sẽ trở thành tổ hợp mã có
sai ở ký hiệu thứ nhất kể từ trái sang phải.
0101 0100 = 0001
Trọng số kết quả của phép cộng modul cho ta biết vị trí sai trong trờng hợp sai
một bít.
Đ 2.8 Xây dựng bộ mã nhị phân có khả năng chống nhiễu
Trong bộ mã tuyến tính khả năng chống nhiễu của mã là tiêu chuẩn hàng
đầu. Khả năng này đợc hiển thị bằng số ký hiệu sai có thể phát hiện và sửa chữa
trong một tổ hợ mã. Điều này có liên quan đến trọng lợng tối thiểu của mã cũng nh
số ký hiệu thử tối thiểu ( nói cách khác là độ dài n = r + k tối thiểu của mã khi giữ
không đổi số ký hiệu mang tin k). Cho nên trớc khi xây dựng mã chống nhiễu tối u
ta cần phải xác định trớc một số giới hạn của mã tuyến tính.
2.8.1. Giới hạn trên của khoảng cách mã tối thiểu.
Xét bộ mã cơ số m và độ dài mỗi từ mã là n. Do bộ mã dùng m ký hiệu khác
nhau để lập lên các từ mã của bộ mã. Nếu coi sự xuất hiện của một ký tự nào đó
trong từ mã là nh nhau thì xác suất xuất hiện của các ký hiệu khác nhau trong từ mã
sẽ là : P
(m)
= 1/m
Do đó tổng trọng số các từ mã của mã tuyến tính C( n,k) sẽ là:
W
(

)

= n. m
(k-1)
(m-1) (2-8)
Với bộ mã đều nhị phân chiều dài n. Tổng trong số các từ mã sẽ là:
W
(

)

= n.2
(k-1)
(2-1) = n.2
(k-1)
(2-9)
Vậy trong số trung bình của từ mã sẽ là tỷ số của tổng trọng số các từ mã trên
tổng số các từ mã khác không
W
(

)

W
(

)

W
(

)
= =
Tổng số các từ mã khác 0 m
k
- 1
- 18 -
n.m
(k-1)
. (m-1)
W
(

)
= (2-10)
m
k
-1
Với mã nhị phân trọng số trung bình của từ mã sẽ là:
n.2
(k-1)

W
(

)
= (2-11)
2
k
-1
Khoảng cách mã tối thiểu của từ mã không thể vợt quá trọng số trung bình.

Cho nên giới hạn trên của khoảng cách mã tối thiểu đợc xác định theo bất đẳng thức
n . 2
(k-1)
d
0
(2-12)
2
k
-1
2.8.2. Giới hạn dới của số ký hiệu thử đối với một bộ mã chiều dài n và
khoảng cách mã tối thiểu d
0
.
2.8.2.1. Giới hạn PLOTKIN . E
Chỉ có thể lập đợc bộ mã tuyến tính (n . k) có khả năng sửa sai nếu số dấu
kiểm tra r = n
0
- k thỏa mãn giới hạn dới sau :
r > 2 (d
0
- 1) - log
2
d
0
(2-13)
với d
0
: là khoảng cách mã tối thiểu
2.8.2.2. Giới hạn Griesmes (đối với mã nhị phân). Độ dài mã nhị phải thoả
mãn bất đẳng thức sau:

n


=







1k
0j
j
0
2
d
(2-14)
Trong đó k: số dấu mang tin
d
o
: khoảng cách mã tối thiểu
:
2
d
j
0

Lấy phần nguyên của
j
0
2
d
Dạng khác của (2-14) là
n > d
o
+ d
1
+ d
2
+.d
k -1
. (2-15)
Trong đó:
d
0 + 1
d
i + 1
d
1
= ; d
i + 1
=
2 2
2.8.2.3. Giới hạn HAMMING R.W

Chỉ có thể lập đợc bộ mã sửa hệ thống nhị phân (n,k) có độ dài n và khoảng
cách mã tối thiểu d
o
=2e+1. Nếu số dấu kiểm tra thoả mãn giới hạn dới sau:
e
r > log
2
( C
i
n
) (2 - 16)
i = o
Trong đó : e là số dấu sai có thể sửa đợc.
2.8.2.4. Giới hạn VACMASOP :
Giới hạn Macmasôp đợc phát biểu dới dạng định lý nh sau :
Chỉ có thể xây dựng đợc một bộ mã, sửa hệ thống nhị phân có độ dài n và
khoảng cách mã tối thiểu do với r dấu kiểm tra thỏa mãn bất đẳng thức sau :
- 19 -
( )


=

+
2d
0i
i
1n
r
0

1mC1m
(2-17)
với mã nhị phân :


=


2d
0i
i
1n
r
0
C2
(2-18)

2.8.3. Xây dựng bộ mã có khả năng chống nhiễu.
2.8.3.1. Xây dựng bộ mã với khoảng cách mã tối thiểu d
0
và giới hạn
GILBERT . E.
Khoảng cách mã tối thiểu thờng đợc xác định theo khả năng phát hiện sai (d
0
> t - 1) hoặc khả năng sửa sai (d
0
> 2e + 1) hoặc theo khả năng phát hiện đợc t sai và
sửa đợc e sai (d
0
> e + t + 1).

Quá trình xây dựng bộ mã với khoảng cách mã tối thiểu d
0
và giới hạn
GILBERT . E gồm các bớc sau :
Bớc 1 : Viết tất cả 2
n
từ mã có thể có.
Bớc 2 : Chọn một từ mã tùy ý trong 2
n
từ mã.
Bớc 3 : Loại bỏ tất cả các từ mã có khoảng cách mã với từ mã đã chọn nhỏ
hơn hoặc bằng (d
0
- 1). Nếu sau khi loại bỏ các từ mã này ra khỏi 2
n
từ mã mà không
còn một từ mã nào thì kết thúc quá trình lựa chọn.
Số từ mã còn lại lập thành bộ mã có khoảng cách mã tối thiểu lớn hơn hoặc
bằng do. Ngợc lại nếu cha thỏa mãn ta lặp lại từ bớc 2 rồi bớc 3.
Để xác định số lợng từ mã tối thiểu có thể chọn đợc ta tiến hành nh sau:
Ta có tổng số các từ mã có khoảng cách mã với từ mã đã chọn không vợt quá
(d
0
- 1) là :


=

=
1

0
do
i
i
n
CN
(2 - 19)
Với một từ mã đã chọn số từ mã bị loại bỏ đi (vì có khoảng cách mã với từ
mã đã chọn nhỏ hơn hoặc bằng (d
0
- 1) không vợt quá N
l

.
Nh vậy sau khi chọn N từ mã mà N

< 2
n
thì ta vẫn còn có thể chọn đợc lần
nữa, làm sao để sau khi kết thúc quá trình lựa chọn ta phải có :
N . N

> 2
n
(2 - 20)
Vậy số các từ mã lựa chọn theo phơng pháp trên phải thỏa mãn bất đẳng thức
sau :
2
n
N > (2 - 21)

N

với N : là số lần chọn
Biểu thức (2 - 11) là định lý giới hạn GILBERT.E giới hạn dới của số từ mã
dùng khi cho trớc n và do.
2.8.3.2. Xây dựng bộ mã có khả năng chống nhiễu :
Khi cho trớc số các tin (s : số các tin). Giới hạn Hamming . R W.
Trong trờng hợp này để đảm bảo mã hóa hết các tin cửa nguồn thì số từ mã
dùng phải bằng số tin của nguồn.
Ta có : N
1
= 2
k
= s
Suy ra : k = log
2
s . (2 - 22)
Trong đó là là số dấu thông tin trọng từ mã.
- 20 -
Để bộ mã có khả năng chống nhiễu ta phải thêm các dấu phụ vào các từ mã
mang tin sao cho bộ mã có khoảng cách mã tối thiểu do xác định :
Vì log
2
S thờng không là số nguyên nên (2 - 22) đợc tính nh sau :
k = [log
2
s] + 1 (2 - 23)
[log
2
s] : Biểu thị lấy phần nguyên.

Để xác định số dấu phụ ta giả sử bộ mã có khả năng chống nhiễu, có độ dài n. Nh
vậy số dấu phụ r = n - k.
Tổng số từ mã của bộ mã là : N = 2
n
.
Số từ mã dùng là : N
1
= 2
k
. Số còn lại lập thành các tổ hợp cấm với số từ mã
là : N = W
1
= 2
n
- 2
k
.
Tổng số các trờng hợp sai có thể có của một từ mã là :

=
t
i
i
n
C
1
Trong đó : t là số sai lớn nhất
Để có thể phát hiện đợc t sai thì yêu cầu thỏa mãn điều kiện :

=

t
i
t
n
NNCN
1
11
.
(2 - 24)
(2 - 24) có nghĩa là các trờng hợp sai rơi vào một trong các từ mã cấm thì mới
phát hiện đợc.
Từ (2-24) ta có :

==
=
+

t
i
i
n
t
i
i
n
C
N
C
N

N
01
1
1
(2 - 25)
Vì :
( )
!!
!
knk
n
C
n
k

=
( 2- 26)
Hay :

=

t
i
i
n
n
k
C
0
2

2
(2-27)

kCn
t
i
i
n
+










= 0
2
log
(2 - 28)
(2-28) là định lý giới hạn Hamming R.W
Nếu ký hiệu r = n - k , ta có :

=
t
i
i
n
Cr
0
2
log
(2 - 29)
Hay :

=

t
i
i
n
r
C
0
2
(2 - 30)
Chơng iii : các loại mã chống nhiễu dùng trong
thông tin hàng hải

Trong thông tin nói chung và thông tin hàng hải nói riêng tín hiệu truyền trên đ-
ờng truyền bị tác động bởi môi trờng, nhiễu làm suy giảm chất lợng tín hiệu. Trong
truyền dẫn số sự suy giảm đợc đánh giá bằng tỷ số tín hiệu trên tạp âm S/N. Tỷ số
- 21 -
lỗi bít BER có thể đợc cải thiện bằng các kỹ thuật phát hiện lỗi và sửa lỗi nhờ việc
thêm các bít kiểm tra trong luồng thông tin. Các bít kiểm tra này sẽ giúp phát hiện
ra sai lỗi và đợc cải thiện bằng cách mạch sửa lỗi.
Về mặt lý thuyết có thể tạo ra bộ mã có khả năng phát hiện và sửa tất cả các lỗi
trong luồng tín hiệu thông tin nhng thực tế số lợng các bít d thêm vào cần tính đến
sự hạn chế về tốc độ luồng bít trên đờng truyền. Nếu có số lợng bít d thêm vào lớn
thì tốc độ luồng bít trên kênh truyền giảm do đó tùy theo mục đích sử dụng và chất
lợng tín hiệu ta chọn tỷ lệ cho phù hợp.
Sơ đồ khối của hệ thống mã hóa
Input Output

Đ3.1- Mã khối tuyến tính

3.1.1. Cấu trúc :
Mã khối tuyến tính là loại mã trong đó dữ liệu đợc phát thành từng khối, mỗi
khối gồm n bít gọi là một từ mã, mỗi từ mã gồm k bít thông tin đợc viết là mã (n, k);
r = n - k gọi là các bít kiểm tra. Thờng từ mã bắt đầu bằng các bít thông tin sau đó là
các bít kiểm tra nên đợc gọi là từ mã có hệ thống.
+
n k n-k
n
3.1.2 Ma trận sinh :
Mã tuyến tính C (n, k) là một không gian con k chiều của một không gian véc tơ
n thành phần. Do vậy có thể tìm đợc k từ mã độc lập tuyến tính (g
o
, g

1
, , g
k - 1
)
trong C. Mỗi từ mã trong C là một tổ hợp tuyến tính của K từ mã độc lập tuyến tính
này.
v = u
o
g
o
+ u
1
g
1
+ = u
k
+ g
k - 1
Với u
i
= 0 hoặc 1 và 0 < i < k
Đặt k từ mã độc lập tuyến tính này thành những hàng của ma trận cấp k
xn
nh sau
G =
g
o
g
1

g
k-1
=
g
00
g
10

g
k-1 0
g
01
g
11

g
k-1,1
g
0,n-1
g
1,n-1

g
k-1,n-1
Với g
i
= (g
io
, g
i1

, g
i

(n-1)
) với 0 < i < k
Nếu u = (u
o
, u
1
, u
k - 1
) là thông tin cần đợc mã hóa, các từ mã đợc tạo ra là
v đợc tính toán theo công thức :

v = u . G = (u
o
, u
1
u
k-1
).
- 22 -

1
1
:
k
o
g
g
g
Mesage Mesage Check
Encoder
MOD Chaned
DEMOD
Decoder
=> v = u
o
. g
o
+ u
1
g
1
+ . 1 u
k - 1
, g
k - 1
=> G đợc gọi là ma trận sinh của C.

3.1.3 - Ma trận kiểm tra của mã khối tuyến tính :
Với ma trận sinh G (k x n) với k hàng độc lập tuyến tính luôn tồn tại ma trận
H(r x n) với r = n - k hàng độc lập tuyến tính.
100 0 P
00
P
01
P
0 (n - k - 1)
H = [I
n - k
. p
T
] = 010 0 P
10
P
11
P
1

(n - k - 1)
: : :
000 1 P
k-10
P
k-11
P
(k-1) (n-k-1)
Với p
T

là ma trận chuyển vị của P
Ma trận H đợc gọi là ma trận kiểm tra chẵn lẻ của mã tuyến tính.
Qua ma trận G, ma trận H đợc tính
G . H
T
= 0, H
T
là ma trận chuyển vị của H
Cho u = (u
o
, u
1
,. u
k-1
) là thông tin đợc mã hóa dạng hệ thống của từ mã tơng
ứng là
v = (v
o
, v
1
. v
k-1
, u
1
,. u
k-1
) với v . H
T
= 0
3.1.4- Sydrome và phát hiện sai :

Sydrome là hội chứng sai, nó là một thuật toán để tìm ra véc tơ lỗi
Xét mã (n, k) với ma trận sinh G và ma trận kiểm tra H, v = (v
o
, v
1
v
n-1
) là véc
tơ mã truyền qua kênh có nhiễu, gọi r = (r
o
, r
1
, r
n-1
) là véc tơ nhận đợc từ kênh
truyền có nhiễu nên v có thể sẽ khác v.
Có véc tơ tổng e = r + v = (e
o
, e
1
, . e
n-1
) véc tơ e gọi là véc tơ lỗi.
Khi thu bên thu không biết đợc v và e mà chỉ nhận đợc r, bộ giải mã sẽ tính:
s = r . H
T
= (s
o
, s
1

s
n-k-1
)
s = 0 : r là từ mã đúng
s # 0 : r là từ mã sai
s : là hội chứng sai và đợc tính nh sau :
s
o
= r
o
+ r
n-k
. P
00
+ r
n-k+1)
P
01
+ r
n-1
P
(k-1)0
s
1
= r
1
+ r
n-k
P
01

+ r
n-k+1
P
11
+ + r
n-1
P
(k - 1)1


s
n-k-1
= r
n-k-1
+ r
n-k
P
0(n-k-1)
+ r
n-k+1
P
1(n-k-1)
+ r
n-1
. P
(k-1)

(n-k)
.
3.1.5 . Mối liên hệ giữa n và k :

Ta đã biết trong mã tuyến tính một từ mã gồm có các bít thông tin và bít kiểm tra
quan hệ giữa chúng cho ta khả năng phát hiện lỗi:
Gọi: R: Véc tơ mã nhận đợc ở đầu thu.
T: Véc tơ mã phát đi.
E: Véc tơ lỗi.
k: Số bít mang tin.
n: Số bít của từ mã
-> Phơng trình đờng truyền R = T E.
- 23 -
)!1(!1
!
n
n






E
1
Tổng số véc tơ sai 1 lỗi E
1
=
E
2
Tổng số véc tơ sai 2 lỗi E
2
=
E

i
Tổng số véc tơ sai i lỗi E
i
=
3.1.6. Cơ chế phát hiện sai và sửa sai
Dựa vào ma trận kiểm tra và Syndrome mã khối tuyến trính có cơ chế phát hiện
và sửa sai nh sau:
Bớc 1 : Tính Syndrome s = r. H
T
của r.
Bớc 2 : Dò tìm coset leader e
i
có Syndrome bằng với s đợc giả định là véc tơ lỗi
gây ra bởi kênh truyền.
Bớc 3 : Giải mã véc tơ nhận đợc r thành mã véc tơ v
i
= r + e
i
.
Sơ đồ khối tổng quát biểu diễn việc sửa sai

r
0
r
1
r
n -

1
s

o
s
1
s
n-1=k


Véc tơ đợc sửa lỗi
Đ3.2- Mã vòng
Mã Hamming và mã Golay mở rộng sử dụng bít kiểm tra chẵn lẻ là cần thiết cho
hệ thống mạch điện mã hóa và giải mã. Mã này yêu cầu phần mềm cho bit kiểm tra
parity nên có thể phức tạp và giá thành cao. Để khắc phục hạn chế của mã Hamming
và mã Golay ngời ta sử dụng mã vòng (cyclic codes).
Mã vòng bao gồm k bit thông tin và n - k bit kiểm tra parity là một loại mã đơn
giản sử dụng thanh ghi dịch. Mã vòng có thể tạo ra các giá trị từ mã khác nhau do sự
dịch bit thanh ghi end - to - end nếu từ mã là : u
o
, u
1
, u
2
, u
n-2
, u
n-1
sau khi dịch 1 bit
u
n-1
, u
o

, u
1
, u
2
u
n-2
là giá trị khác của từ mã chuyển thanh ghi và xử lý chia modul-2.
Một số nhị phân có chiều dài n nó bao gồm k bit thông tin và (n-k) bit zero, đợc chia
bởi số có chiều dài (n-k+1) bit, ở đây quá trình xử lý chia bao gồm (n-k) bit sau đó
cộng n bit thông tin tạo ra từ mã duy nhất.
- 24 -
)!2(!1
!
n
n
)!(!1
!
in
n

Thanh ghi véc tơ nhận đ ợc
Mạch tính Syndrome
Mạch phát hiện véc tơ lỗi
e
0
r
0
r
1
r

n-1
e
1
e
n-1
v
0
v
1
v
n-1
VD: Xét bộ mã
Ban đầu thanh ghi bao gồm tất cả là 0 và chuyển mạch ở vị trí 1. Khi dịch chuyển
1bit thông tin trong bộ mã hóa thì đầu ra xuất hiện S
n-1
S
n
nội dung các bit của
thanh ghi S
1
, S
2
S
n-1
dịch sang phải, các bit thông tin dịch vào trong, chuyển mạch
về vị trí 2 và tổng S
n-1
S
n
còn tạo hồi tiếp cho S

1
. Quá trình dịch chuyển tiếp diễn
cho đến hết k bit. Sau (n-k) lần dịch đợc từ mã bao gồm k bit thông tin và (n-k) bit
parity và xóa thanh ghi cho lần dịch tiếp theo. Giá trị trong toàn bộ quá trình xử lý
sẽ là 2
k
từ mã duy nhất.
Trong thực tế ngời ta hay sử dụng mã vòng để phát hiện lỗi vì mã vòng đơn giản
chỉ sử dụng các thanh ghi dịch và một vài cổng logic để tạo ra từ mã.
Đ3.3- Mã hóa ngẫu nhiên
Tạp âm giả PN (pseudu - noise) dùng cho mã hóa ngẫu nhiên với thanh ghi dịch
trớc khi mã hóa FEC. Khái niệm về tạp âm giả dùng trong bộ mã hóa ngẫu nhiên đ-
ợc giải thích trong thông báo 394-5 CCITT. Cấu trúc bộ mã hóa ngẫu nhiên và giải
mã ngẫu nhiên đợc mô tả ở khuyến các CCITT.
Bộ mã hóa ngẫu nhiên rất đơn giản, chất lợng cao và độ trễ rất nhỏ coi nh bằng
zero. Chuỗi nối tiếp PN mục đích cho đồng bộ giữa bên phát và bên thu.
Ví dụ : Xét mạch mã hóa ngẫu nhiên bao gồm thanh ghi dịch 3 bit, một bộ
công modul - 2 và có một đờng hồi tiếp từ bộ cộng modul - 2 về đầu vào thanh ghi.
Nội dung của thanh ghi sẽ thay đổi do sự dịch chuyển của các bit đầu vào và kết quả
S
2
S
3
hồi tiếp về S
1
nh là bit đầu vào tiếp theo.
Sự quan hệ giữa R
(

)

của dạng sóng x (t) với chu kỳ trớc T
o
là
Với - < T < +

x (t) đại diện mã PN, mỗi xung cơ bản liên quan đến một chip. Dạng sóng của
đơn vị chip trong khoảng thời gian và chíp trớc đó P với (P=2
n
- 1) có quan hệ:
N
A
số tơng ứng sự dịch chuyển nối tiếp n xung
N
D
số không tơng ứng với sự dịch chuyển nối tiếp của n xung
- 25 -

+=
2
0
2
0
)() (
11
)(
0
T
T
dtTtxtx
TK

TR

=
2
0
2
0
.)(
1
2
0
T
T
dttx
T
K
P
NN
TR
DA

=
)(