Bài giảng môn học kỹ thuật truyền tin, chương 15

- 60
-
Chương 15:
Mã nhị phân đa mức
(Multilevel
Binary)
Một nhóm các loại mã sử dụng các kỹ thuật mã hoá được xem
là mã nh
ị phân
đa
mức. Các loại mã này sử dụng nhiều hơn 2
m
ức tín hiệu. Hai ví dụ về các mã
thuộc
nhóm này được minh
ho
ạ trong Hình 4.2 là mã lưỡng cực AMI
(bipolar-AMI
(Alternate mark invension)) và mã bậc ba giả
(pseudoternary)
- 61
-
Trong trường hợp của mã lưỡng cực AMI, một bit 0 được biểu diễn
khi không
có
tín hiệu và một bit 1 được biểu diễn bằng một xung
d
ương hoặc âm. Các xung
biểu
diễn bit 1 phải thay đổi cực liên tiếp.
Các ti

ếp cận này có rất nhiều ưu điểm. Thứ
nhất,
với chuỗi bit 1 liên
ti
ếp có độ dài, không còn hiện tượng mất sự đồng bộ giữa 2
bên
gửi và nhận. Mỗi bit 1 sẽ tương ứng với một sự chuyển đổi cực
c
ủa xung và thiết
bị
nhận có thể đồng bộ hoá lại dựa trên sự
chuyển đổi cực này. Thứ hai, bởi vì các
tín
hiệu 1 thay đổi hiệu
điện thế từ dương đến âm nên không có thành phần một
chiều.
Dải
thông c
ủa tín hiệu trong trường hợp này được xem là nhỏ hơn dải
thông c
ủa
tín
hiệu với mã NRZ (hình 4.3). Cuối cùng, tính chất
chuy
ển đổi xung cung cấp một
cơ
chế phát hiện lỗi đơn giản. Bất
k
ỳ một lỗi độc lập nào theo kiểu xoá một xung
hoặc

thêm vào một
xung
đều gây ra mâu thuẫn với tính chất chuyển đổi
xung.
Toàn bộ các tính chất đã mô tả ở đoạn trên cũng được áp
d
ụng đối với loại
mã
bậc ba giả (pseudoternary). Trong trường
h
ợp này, số 1 nhị phân được biểu diễn
bằng
hiện tượng xuất hiện
tín hi
ệu và số 0 nhị phân được biểu diễn bằng sự đảo cực
dương
và âm của các xung. Mã lưỡng cực AMI và mã bậc ba giả không
khác bi
ệt về ưu
điểm
và mỗi một loại sẽ là cơ sở của các ứng
dụng.
Mặc dù tính đồng bộ giữa thiết bị truyền và thiết bị nhận khi
s
ử dụng các loại
mã
đa cấp này đã được tăng lên so với các loại
mã NRZ, nh
ưng trường hợp chuỗi các bit
0

liên tiếp trong trường
h
ợp mã AMI và chuỗi các bit 1 liên tiếp trong trường hợp
mã
bậc ba giả vẫn gây ra hiện tượng mất đồng bộ. Có nhiều kỹ thuật
đã được sử dụng
để
khắc phục vấn đề này. Một cách tiếp cận là
chèn thêm vào các bit
để tạo ra những
sự
chuyển đổi xung. Kỹ
thuật này được sử dụng trong ISDN cho truyền thông tốc
độ
thấp. Tất nhiên là đối với tốc độ cao, dạng mã này sẽ là đắt hơn
bởi vì kỹ thuật này
sẽ
làm tăng tốc độ truyền tín hiệu của tín hiệu
v
ốn đã có tốc độ cao. Để giải quyết vấn
đề
này với bài toán truyền
ở tốc độ cao, một kỹ thuật xáo trộn dữ liệu nào đó sẽ được
sử
dụng; ta sẽ thấy kỹ hơn về 2 kỹ thuật xáo trộn dữ liệu (scrambling
data) trong các
mục
sau của chương
này.
- 62

-
Với một số hiệu chỉnh phù hợp, các loại mã nhị phân đa cấp
đã giải quyết
được
các vấn đề của mã các mã NRZ. Tất nhiên là
v
ới bất kỳ một quyết định thiết kế
kỹ
thuật nào, cần phải có sự
cân đối hợp lý về mọi mặt. Với mã nhị phân đa cấp,
đường
tín
hi
ệu có thể nhận một trong ba cấp. Vì vậy, theo lý thuyết, mỗi
một thành phần
tín
hiệu có thể biểu diễn được log
2
3 = 1,58 bit
thông tin nh
ưng trên thực tế mỗi một
thành
phần tín hiệu chỉ biễu
di
ễn một bit thông tin. Điều này làm cho tính hiệu quả của
mã
nhị phân đa cấp kém hơn so với mã NRZ. Một điều nữa là các
thi
ết bị thu tín hiệu
mã

nhị phân đa cấp phải phân biệt được gữa
3 m
ức (+A, -A, 0) thay vì 2 mức như
trong
các dạng tín hiệu
khác
đã thảo luận trước đó. Vì vậy, tín hiệu nhị phân đa mức yêu
cầu
năng lượng tín hiệu lớn hơn xấp xỉ 3 dB so với tín hiệu 2 mức
v
ới cùng một giá trị
xác
suất lỗi bit. Điều này được minh họa trên
hình 4.4. Nói cách khác, ở cùng một tỷ số
tín
hiệu trên nhiễu
(Eb/N
0
), t
ỷ lệ lỗi bit của mã NRZ nhỏ hơn nhiều so với mã nhị
phân
đa cấp.
- 63
-
IV.1.3. Mã đảo pha
(biphase)
Có một nhóm các mã khác được gọi chung là mã đảo pha
(biphase) c
ũng được
sử

dụng để khắc phục các vấn đề của các mã
NRZ. Có 2 lo
ại mã trong nhóm này là
mã
Manchester và mã
Difference Manchester
được sử dụng tương đối phổ
biến.
Với loại mã Manchester, ở thời điểm giữa của mỗi bit đều
có s
ự thay đổi
mức
xung. Việc đổi mức ở giữa này phục vụ như
là một cơ chế tạo xung đồng hồ. Với
dữ
liệu: sự chuyển đổi từ
mức thấp lên mức cao sẽ biểu diễn bit 1 và sự chuyển đổi
từ
mức cao xuống mức thấp sẽ biểu diễn bit
0.
- 64
-