NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÃ TURBO VÀO HỆ THỐNG HẠ TẦNG TRUYỀN THÔNG TRÊN CAO

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG







Dƣơng Đình Trƣờng



NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÃ TURBO VÀO
HỆ THỐNG HẠ TẦNG TRUYỀN THÔNG TRÊN CAO


Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thông
Mã số: 60.52.02.08



TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI - 2013






Luận văn được hoàn thành tại:
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG


Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS Lê Nhật Thăng



Phản biện 1: ……………………………………………………………………………

Phản biện 2: …………………………………………………………………………




Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại Học viện Công nghệ Bưu

chính Viễn thông
Vào lúc: giờ ngày tháng năm

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông

1


MỞ ĐẦU
Hệ thống hạ tầng truyền thông trên cao – High Altitude Platform (HAP)
được quan tâm nhiều trong những năm gần đây cho thấy nhu cầu và tính khả dụng
của nó trong việc xây dựng và hình thành mạng truyền thông mới, nhằm khắc phục
những hạn chế của các mạng viễn thông hiện tại (mạng thông tin di động mặt đất,
hệ thống thông tin vệ tinh,…).
HAP cho phép triển khai dễ dàng và nhanh chóng, có khả năng cấu hình lại,
hoạt động chi phí thấp, trễ truyền dẫn thấp, vùng phủ sóng rộng, có khả năng truyền
thông quảng bá đa hướng, có khả năng di chuyển theo nhiều hướng trong trường
hợp khẩn cấp,… Một đặc điểm quan trọng khác của hệ thống HAP là khi các hệ
thống mặt đất cần một số lượng lớn các trạm gốc để phủ sóng, hệ thống thông tin vệ
tinh GEO lại bị giới hạn về kích thước ô tối thiểu chiếu lên mặt đất, và các vệ tinh
quỹ đạo thấp LEO gặp phải vấn đề chuyển giao, thì HAP lại được xem là giải pháp
hứa hẹn: nó có thể đảm nhiệm với vai trò là trạm gốc hoặc các nút chuyển tiếp,
thậm chí có thể là một vệ tinh LEO rất hiệu quả.
Mã Turbo được C. Berrou et.al giới thiệu vào năm 1993, loại mã này có đặc
tính sửa lỗi gần với giới hạn Shannon trên kênh nhiễu trắng cộng Gauss-AWGN
(Additive White Gaussian Noise). Với kỹ thuật giải mã lặp khá hiệu quả nên mã
Turbo đã được ứng dụng cho các mạng thông tin di động 3G, 4G…
Với những ưu điểm của mã Turbo, việc nghiên cứu, ứng dụng mã này cho hệ
thống HAP nhằm nâng cao hiệu quả, độ tin cậy cho hoạt động của hệ thống này là

hết sức cần thiết và có ý nghĩa khoa học rất lớn, góp phần nâng cao hơn nữa những
ưu điểm mà hệ thống HAP mang lại. Chính vì vậy, tôi đã lựa chọn đề tài nghiên cứu
này làm luận văn Thạc sỹ của mình.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Phó Giáo sư, Tiến sỹ Lê Nhật Thăng,
người đã luôn động viên và chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Cũng qua đây tôi xin gửi lời cảm ơn tới các thầy, các cô cùng các bạn học viên đã
tạo điều kiện và giúp đỡ để tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp của mình.
Hà Nội, ngày tháng 9 năm 2013



Dương Đình Trường


2


CHƢƠNG 1 - MÃ TURBO VÀ ỨNG DỤNG
1.1. Giới thiệu
Mã Turbo (Turbo Code) là mã chập kết nối song song, đây là một loại mã
hóa sửa sai rất hiệu quả đã và đang được sử dụng rộng rãi trong các mạng truyền
thông hiện nay. Mã Turbo lần đầu tiên được giới thiệu bởi C.Berrou, A.Glavieux và
P.Thitimajshima vào năm 1993. Mã Turbo được nghiên cứu toàn diện vào năm
1996 và kết quả là đạt gần đến giới hạn được Shannon ở trong kênh nhiễu trắng
cộng (AWGN-Addition White Gussian Noise) với bộ ghép xen có kích thước lớn.
Bộ giải mã Turbo cơ bản bao gồm 2 bộ giải mã được nối nối tiếp qua bộ giải ghép
xen với một đường hồi tiếp từ ngõ ra của bộ thứ 2 đến ngõ vào của bộ giải mã thứ 1.
Kỹ thuật giải mã lặp dựa trên thuật toán hậu nghiệm tối đa (MAP-Maximum A
Posteriori) kết hợp với bộ giải mã đầu vào mềm, đầu ra mềm (SISO-Soft In Soft
Out) giúp cho mã Turbo có khả năng chống lỗi cao với độ phức tạp giải mã vừa

phải tại tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SNR-Signal to Noise Ratio) rất thấp.
1.2. Lịch sử ra đời của mã Turbo
Năm 1993, tại hội nghị truyền thông quốc tế, Berrou và các cộng sự đã đưa
ra bộ mã được xây dựng trên cơ sở kết nối song song hai bộ mã chập hệ thống đệ
quy RSC (Recursive Systematic Convolutional).
Các điểm chính của mã Turbo gồm: Bộ giải mã soft in-soft output, hồi tiếp,
giải mã lặp, quá trình truyền của thông tin trong, thông tin ngoài, bộ nối song song
và bộ ghép xen. Berrou và các cộng sự của ông đã lựa chọn xây dựng các khối này
trong quá trình xử lý để thử những sai sót gây ra nhằm tối ưu hóa để đạt giới hạn
của Shannon. Như vậy, mã Turbo là loại mã kênh sửa lỗi trước (FEC-Forward Error
Correction) được được tạo ra bằng cách ghép nối các bộ mã chập hệ thống đệ quy.
1.3. Bộ mã hóa Turbo
1.3.1. Tổng quan
Như chỉ ra ở Hình 1.1, bộ mã hóa Turbo bao gồm hai bộ mã hóa thành phần
được phân tách bởi một bộ ghép xen. Hai bộ mã hóa thành phần gồm RSC1 và
-->