bài giảng truyền số liệu :Chapter 1

Data Transmission
(Mechatronics)
Dr. Ngo Van Sy
University of Dannang

Mb: 0913412123
Nội dung

PHẦN I: THÔNG TIN SỐ (15)

Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin số (3 tiết)

Chương 2: Tín hiệu và phổ (6 tiết)

Chương 3: Mã hoá nguồn (6 tiết)

PHẦN II: TRUYỀN SỐ LiỆU

Chương 1: Tổng quan về mạng xử lý từ xa (6 tiết)

Chương 2: MODEM (9 tiết)

Chương 3: Xử lý lỗi trong Truyền số liệu (9 tiết)

Chương 4: DATA LINKS (6 tiết)
NỘI DUNG

PHẦN I: THÔNG TIN SỐ (6)

Chương 1: Tổng quan về hệ thống thông tin số (3 tiết)


Chương 2: Tín hiệu và phổ (3 tiết)

PHẦN II: TRUYỀN SỐ LiỆU (24)

Chương 1: Tổng quan về mạng xử lý từ xa (6 tiết)

Chương 2: MODEM (9 tiết)

Chương 3: Xử lý lỗi trong Truyền số liệu (9 tiết)
Tài liệu tham khảo

Principles of communication

Digital communication- Bernard Sklar

Contermrary communication systems.

Cơ sở truyền tin- Đặng văn Chuyết

Lý thuyết mã – Nguyễn Thúy Vân
Phương pháp dạy và học

Phần lý thuyết

Học trên giảng đường

Giới thiệu các kiến thức căn bản

Tự đọc tài liệu và làm bài tập ở nhà


Phần thực nghiệm

Sử dụng MATLAB & SIMULINK

Làm các bài tập mô phỏng
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG
THÔNG TIN SỐ

Các ưu điểm của hệ thống thông tin số

Cấu trúc tổng quát của một hệ thống thông tin số hiện đại

Tin và lượng tin

Các mô hình kênh
Các ưu điểm của hệ thống thông tin
số

Chất lượng tốt

Dễ đóng gói (cấu trúc module)

Giá thành rẻ

Khả năng triệt nhiễu cao (Công nghệ trải phổ, hệ thống 3G, 4G)
Cấu trúc tổng quát của một hệ thống
thông tin số hiện đại
FORMAT
Source

Coding
Encrypt Multiplex
Channel
Coding
Modulator
Frequency
Spread
Multiple
Access
FORMAT
Source
Decoding
Descrypt Demultiplex
Channel
Decoding
Demodulator
Frequency
Despread
Multiple
Access
CHANNEL
Source
Destination
Sơ đồ khối tổng quát của
HT.TTS
ĐỊNH DẠNG
DỮ LIỆU
Mã hoá
nguồn
Khoá mã Ghép kênh

Mã hoá
kênh
Điều chế
Trải
tần số
Đa
truy cập
Giải mã
nguồn
Giải
mật mã
Tách kênh
Giải mã
kênh
Giải
điều chế
Dồn phổ
CHANNEL
Nguồn tin
Nhận tin
ĐỊNH DẠNG
DỮ LIỆU
Đa
truy cập
BITS STREAM DIGITAL WAVEFORMSYNCHRONOUS
Cấu trúc tổng quát của một hệ thống
thông tin số hiện đại

Định dạng dữ liệu và mã hoá nguồn


Thống nhất khuôn dạng cho tất cả các loại
thông tin: Tiếng nói, Hình ảnh, Chữ viết, các dữ
liệu đo đạt . . . về một dạng thống nhất là luồng
bit.

Mã hoá nguồn làm nhiệm vụ chủ yếu là ADC
và biểu diễn cho các dạng sóng PCM
Cấu trúc tổng quát của một hệ thống
thông tin số hiện đại

Khoá mã và giải mật mã

Nhằm bảo mật thông tin tránh các truy cập bất
hợp pháp và những người dùng có dụng ý xấu,
muốn sửa đổi thông tin
Cấu trúc tổng quát của một hệ thống
thông tin số hiện đại

Ghép kênh và đa truy cập: Thực chất là các kỹ thuật chia
sẽ tài nguyên thông tin CR (Communication Resource)

Ghép kênh sử dụng phương pháp điều khiển tập trung và CR được
phân chia tĩnh

Đa truy cập sử dụng phương pháp điều khiển phân tán và CR
được phân chia động

Các kiểu phân định tài nguyên

Space Division (SDM/SDMA)


Frequency Division (FDM/FDMA)

Time Division (TDM/TDMA)

Code Division (CDM/CDMA)

Pole Division (PDM/PDMA)
Cấu trúc tổng quát của một hệ thống
thông tin số hiện đại

Mã hoá kênh

Nâng cao chất lượng truyền dẫn (BER), sử
dụng mã phát hiện và sửa lỗi, cùng với các
chiến lược điều khiển lỗi (FEC, ARQ), chấp
nhận lãng phí BW.

Nâng cao hiệu quả khai thác băng thông (BW),
sử dụng kỹ thuật mã hoá sóng, chấp nhận BER
tăng lên.
Cấu trúc tổng quát của một hệ thống
thông tin số hiện đại

Điều chế

Gửi tín hiệu lên sóng mang có bản chất phù hợp với
môi trường truyền dẫn.

Điều chế analog: AM, FM, PM.


Điều chế số: ASK, FSK, PSK (Shift-Keying)

Giải điều chế

Tách lấy tín hiệu từ sóng mang

Kỹ thuật NONCOHERENT và COHERENT
Trải phổ

Có khả năng:

Triệt nhiễu

Bảo mật thông tin

Direct Sequence (dãy trực tiếp)

Frequency Hopping (nhảy tần số)
Cấu trúc tổng quát của một hệ thống
thông tin số hiện đại

Đồng bộ

Đồng bộ phát

Đồng bộ thu

Đồng bộ mạng


Đồng bộ khung
Tin và lượng tin

Mô hình thống kê của hệ thống thông tin
1)(
1
=
∑
=
N
k
k
xp
Nguồn tin
P(x1) X1
P(x2) X2
.
.
P(xk) Xk
.
.
P(xN) XN
Nhận tin
Y1 P(y1)
Y2 P(y2)
.
.
Yl P(yl)
.
.

YM P(yM)
1)(
1
=
∑
=
M
l
l
yp
P(y1|xk)
P(y2|xk)
P(yl|xk)
P(yM|xk)
1)|(
1
=
∑
=
M
l
kl
xyp
P(x1|yl)
P(x2|yl)
P(xk|yl)
P(xN|yl)
1)|(
1
=

∑
=
N
k
lk
yxp
Tin và lượng tin

Hàm đánh giá lượng thông tin:

Tỷ lệ nghịch với xác suất xuất hiện lớp tin tức.

Có tính cộng được

Không âm
Lượng tin riêng:
( )
)(log
)(
1
log)(
ka
k
ak
xp
xp
xI −=









=
a=10  đơn vị đo Harley
a = e  đơn vị đo Nat (Nil)
a = 2  đơn vị đo Bit
Tin và lượng tin

Lượng tin tương hỗ

Nhận xét:

Lượng tin riêng không âm, nhưng lượng tin tương hỗ
có thể dương hoặc âm

Hệ thống thông tin lý tưởng: lượng tin tương hỗ bằng
lượng tin riêng.

Hệ thống thông tin bị nhiễu hoàn toàn: lượng tin tương
hỗ bằng không.
)|(
)(
)|(
log
)(
)|(
log)|(

kl
l
kl
a
k
lk
alk
xyI
yp
xyp
xp
yxp
yxI =








=









=
Tin và lượng tin

Entropy của nguồn tin:

Entropy tương hỗ:
( )
)(log
1
)(log)(
)(
1
log)()()()(
1
11
N
N
xpxp
xp
xpxIxpxH
a
N
k
kak
N
k
k
ak
N
k

kkk
≤−
=








==
∑
∑∑
=
==
)|()|()(
)(
)|(
log)(
)(
)|(
log)()|()()|(
11
11
kl
N
k
kll
M

l
l
kl
al
N
k
k
lk
ak
N
k
lkklk
xyHxyIyp
yp
xyp
yp
xp
yxp
xpyxIxpyxH
==








=









==
∑∑
∑∑
==
==
Các mô hình kênh

Kênh có nhớ (Memory)

Việc xuất hiện một lớp tin tức có thể là nguyên
nhân hoặc hệ quả của việc xuất hiện một lớp tin
tức trước hoặc sau nó.

Lỗi chùm xuất hiện do nhiễu trên kênh

Kênh không nhớ (Memoryless)

Việc xuất hiện một lớp tin tức nào đó là hoàn
toàn độc lập với các lớp tin tức trước và sau nó.

Lỗi do nhiễu trên kênh là độc lập.
Tiểu luận
Bài tập


Có 6 đồng tiền, trong đó có 1 đồng tiền giả có trọng lượng
khác so với 5 đồng còn lại. Sử dụng 1 cân thăng bằng để
tìm ra đồng tiền giả thì cần ít nhất mấy phép cân ?

Xác suất xuất hiện đồng tiền giả là 1/6

Log
2
(6) = 2,58 bit

Cần ít nhất 3 phép cân (3 bit)

Người ở thành phố A nói thật, Người ở thành phố B nói
dối. Cần hỏi mấy câu để xác định đường đến thành phố A ?

Xác suất đúng là ½

Log2(2) = 1 bit

Chỉ cần 1 câu hỏi.
Lịch học 31DTCT
TUE WED THU FRI SAT SUN
7h30 Chương 1 Chương 2 Chương 4 Chương 5
13h30 Chương 1 Chương 3 Chương 4 Chương 6
18h30 Chương 2 Chương 3 Chương 5 Chương 6