ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG KỸ THUẬT TRUYỀN TIN (TÀI LIỆU DÙNG CHO SINH VIÊN ĐẠI HỌC, CAO ĐẲNG NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN)

ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG
KỸ THUẬT TRUYỀN TIN
(TÀI LIỆU DÙNG CHO SINH VIÊN ĐẠI HỌC, CAO ĐẲNG
NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN)
Mã số môn học: TI2321
Số tín chỉ: 03
Lý thuyết: 36 tiết
Bài tập: 09 tiết
1
MỤC LỤC
MỤC LỤC 2
CHƯƠNG 1
Tổng quan về kĩ thuật truyền dữ liệu 5
1.1. Thông tin và truyền thông 5
1.2. Các dạng thông tin và xử lý thông tin 6
1.3. Khái quát mạng truyền số liệu 7
1.3.1. DTE ( Data Terminal Equipment - Thiết bị đầu cuối dữ liệu) 7
1.3.2. DCE (Data Circuit terminal Equipment- Thiết bị cuối kênh dữ liệu ) 7
1.3.3. Kênh truyền tin 8
1.4. Mạng truyền số liệu 8
1.5. Sự giảm và biến dạng tín hiệu 10
CHƯƠNG 2
Mã hóa và điều chế 13
2.1. Phổ tần của tín hiệu 13
2.1.1. Phổ tần gián đoạn 13
2.1.2. Phổ tần liên tục 15
2.2. Mã hóa 15
2.2.1. Các dạng mã phổ biến 16
2.2.2. Kỹ thuật ngẫu nhiên hóa (Scrambling techniques) 17
2.3. Điều chế 18
2.3.1. Ðiều chế biên độ ( Amplitude Modulation, AM ) 19

2.3.2. Ðiều chế góc (Angle modulation) 20
2.3.3. Ðiều chế xung ( Pulse modulation) 22
CHƯƠNG 3
Các kĩ thuật truyền dữ liệu 24
3.1. Kĩ thuật truyền đồng bộ và bất đồng bộ 25
3.1.1. Kĩ thuật truyền đồng bộ (Synchronous transmission) 25
3.1.2. Kĩ thuật truyền bất đồng bộ (asynchronous transmission) 31
3.2. Các mã phát hiện lỗi 32
3.2.1. Kiểm tra chẵn lẻ 32
3.2.2. Kiểm tra dư thừa theo chu kỳ 33
3.2.3. Mã Hamming 36
3.3. Mã nén dữ liệu 36
3.3.1. Mã Huffman 36
3.3.2. Mã Run length 37
3.3.3. Mã vi phân (Differential encoding) 37
3.4. Các giao thức liên kết dữ liệu 37
CHƯƠNG 4
Điều khiển liên kết dữ liệu 40
4.1. Cấu hình đường truyền tín hiệu 40
4.2. Điều khiển luồng 40
2
4.3. Điều khiển lỗi 41
4.3.1. Phát hiện và sửa các lỗi 41
4.3.2. Các kỹ thuật thường dùng 41
4.4. Các giao thức điều khiển liên kết số liệu 42
4.4.1. Các giao thức thiên hướng ký tự 43
4.4.2. Các giao thức thiên hướng bit 49
4.4.3. Thủ tục truy xuất liên kết LAPM. 51
4.4.4. Thủ tục truy xuất liên kết LAPD. 51
4.4.5. Điều khiển liên kết logic 52

CHƯƠNG 5
Các kĩ thuật truyền dữ liệu số 53
5.1. Kĩ thuật ghép kênh phân chia theo tần số (FDM - Frequency Division Multiplexing) 53
5.2. Ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM - Time Division Multiplexing) 54
5.2.2. Kĩ thuật ghép kênh phân chia theo thời gian đồng bộ 56
5.2.3. Kĩ thuật ghép kênh phân chia theo thời gian cận đồng bộ 56
5.2.4. Phân cấp đồng bộ (SDH – Synchronous Digital Hierarchy) 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO 62
3
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ
DTE Data Terminal Equipment – Thiết bị đầu cuối dữ liệu
DCE Data Circuit terminal Equipment – Thiết bị cuối kênh dữ liệu
LAN Local Area Network – Mạng cục bộ
WAN Wide Area Network – Mạng diện rộng
PAM Pulse Amplitude Modulation – Điều chế biên độ xung
PTM Pulse Time Modulation – Điều chế thời gian xung
PPM Pulse Position Modulation – Điều chế vị trí xung
CRC Cyclic Redundancy Check – Kiểm tra dư thừa theo chu kỳ
FCS Frame Check Sequence – Khung kiểm tra
HDLC
High level Data Link Control- Giao thức điều khiển liên kết số liệu
mức cao
LAPB
Link Access Procedure version B – Thủ tục truy xuất liên kết phiên
bản B
LLC Logical Link Control – Điều khiển liên kết logic
FDM Frequency Division Multiplexing – Ghép kênh phân chia theo tần số
TDM Time Division Multiplexing – Ghép kênh phân chia theo thời gian
4

CHƯƠNG 1
Tổng quan về kĩ thuật truyền dữ liệu
Số tiết: 08 (Lý thuyết: 08 tiết)
A) MỤC TIÊU
Ở chương này giới thiệu tổng quan về kỹ thuật truyền dữ liệu. Người học cần đạt được
các mục tiêu sau:
+ Sinh viên hiểu về các khái niệm về thông tin và truyền thông, các dạng thông tin và xử
lý thông tin.
+ Sinh viên biết khái quát về mạng truyền số liệu, biết phân loại mạng truyền số liệu, biết
cách khắc phục sự suy giảm và biến dạng tín hiệu.
+ Sinh viên vận dụng kiến thức đã học để áp dụng vào những bài toán thực tế như: nâng
cao chất lượng khi truyền tải tín hiệu.
+ Sinh viên hứng thú với bài toán về xử lý thông tin và khắc phục sự giảm và biến dạng
tín hiệu.
B) NỘI DUNG
1.1. Thông tin và truyền thông
Thông tin liên lạc đóng vai trò hết sức quan trọng trong cuộc sống, hầu hết chúng ta luôn gắn
liền với một vài dạng thông tin nào đó. Các dạng trao đổi tin có thể như: đàm thoại người với người, đọc
sách, gửi và nhận thư, nói chuyện qua điện thoại, xem phim hay truyền hình, xem triển lãm
tranh, tham dự diễn đàn . . .
Có hàng nghìn ví dụ khác nhau về thông tin liên lạc. Trong đó gia công chế biến để truyền đi trong
thông tin số liệu là một phần đặc biệt trong lĩnh vực thông tin.
Hình 1.1. Một hệ thống thông tin cơ bản
5
Từ các ví dụ trên chúng ta nhận thấy rằng mỗi hệ thống truyền tin đều có các đặc trưng
riêng nhưng có một số đặc tính chung cho tất cả các hệ thống. Đặc trưng chung có tính nguyên
lý là tất cả các hệ thống truyền tin đều nhằm mục đích chuyển tải thông tin từ điểm này đến
điểm khác. Trong các hệ thống truyền số liệu, thường gọi thông tin là dữ liệu hay thông điệp.
Thông điệp có nhiều dạng khác nhau, để truyền thông điệp từ một điểm này đến điểm khác
cần phải có sự tham gia của 3 thành phần của hệ thống: nguồn tin là nơi phát sinh và chuyển

thông điệp lên môi trường truyền, môi trường là phương tiện mang thông điệp tới đích thu.
Các phần tử này là yêu cầu tối thiểu trong bất cứ quá trình truyền tin nào. Nếu một trong các
thành phần này không tồn tại, truyền tin không thể xảy ra. Một hệ thống truyền tin thông
thường được miêu tả trên Hình 1.1
Để truyền tin hiệu qua các chủ thể phải hiểu được thông điệp. Nơi thu nhận thông điệp
phải có khả năng dịch thông điệp một cách chính xác. Điều này là hiển nhiên bởi vì trong giao
tiếp hàng ngày nếu chúng ta dùng một từ mà người ta không thể hiểu thì hiệu quả thông tin
không đạt yêu cầu. Tương tự, nếu máy tính mong muốn thông tin đến với tốc độ chỉ định và ở
một dạng mã nào đó nhưng thông tin lại đến với tốc độ khác và với dạng mã khác thì rõ ràng
không thể đạt được hiệu quả truyền.
Các đặc trưng toàn cục của một hệ thống truyền được xác định và bị giới hạn bởi các
thuộc tính riêng của nguồn tin, của môi trường truyền và đích thu. Nhìn chung, dạng thông tin
cần truyền quyết định kiểu nguồn tin, môi trường và đích thu .
Trong một hệ thống truyền, hiện tượng nhiễu có thề xảy ra trong tiến trình truyền và thông
điệp có thể bị ngắt quãng. Bất kỳ sự xâm nhập không mong muốn nào vào tín hiệu đều bị gọi
là nhiễu. Có nhiều nguồn nhiễu và nhiều dạng nhiễu khác nhau
Hiểu biết được các nguyên tắc căn bản về truyền tin sẽ giúp chúng ta dễ dàng tiếp cận một
lĩnh vực đặc biệt hấp dẫn đó là thông tin số liệu. Thông tin số liệu liên quan đến một tổ hợp
nguồn tin, môi trường và máy thu trong các kiểu mạng truyền số liệu khác nhau.
1.2. Các dạng thông tin và xử lý thông tin
Tất cả những gì mà con người muốn trao đổi với nhau được hiểu là thông tin những thông
tin nguyên thuỷ này được gia công chế biến để truyền đi trong không gian được hiểu là tín
hiệu. Tuỳ theo việc sử dụng đường truyền, tín hiệu có thể tạm chia tín hiệu thành hai dạng: tín
hiệu điện-từ và tín hiệu không phải điện từ. Việc gia công tín hiệu cho phù hợp với mục đích
và phù hợp với đường truyền vật lý được gọi là xử lý tín hiệu.
Ngày nay với sự phát triển của công nghệ thông tin đã tạo ra một công nghệ mới về truyền
số liệu. Máy tính với những tính năng vô cùng to lớn đã trở thành hạt nhân trong việc xử lý
thông tin, điều khiển các quá trình truy nhập số liệu, máy tính và các hệ thống thông tin tạo
thành một hệ thống truyền số liệu.
Có 2 nguồn thông tin đó là thông tin tương tự và thông tin số. Trong đó nguồn thông tin

tương tự liên tục theo sự thay đổi của giá trị vật lý thể hiện thông tin với đặc tính chất lượng
như tiếng nói, tín hiệu hình ảnh, còn nguồn thông tin số là tín hiệu gián đoạn thể hiện thông tin
bởi nhóm các giá trị gián đoạn xác định đặc tính chất lượng bằng quan hệ với thời gian như tín
hiệu số liệu.
Thông tin số có nhiều ưu điểm hơn so với thông tin tương tự như: thông tin số có nhiều
khả năng chống nhiễu tốt hơn vì nó có các bộ lặp để tái tạo lại tín hiệu, cung cấp chất lượng
6
truyền dẫn tốt hơn với các khoảng cách, nó kết hợp được mọi nguồn dịch vụ hiện đang có, nó
tạo ra được một tổ hợp truyền dẫn số và tổng đài số. Những phần tử bán dẫn dùng trong truyền
dẫn số là những mạch tổ hợp nó được sản xuất hàng loạt, và mạng liên lạc trở thành mạng
thông minh vì dễ chuyển đổi tốc độ cho các loại dịch vụ khác nhau thay đổi thủ tục, xử lý tín
hiệu số (DSP) chuyển đổi phương tiện truyền dẫn
Hệ thống thông tin số cho phép thông tin điều khiển được cài đặt vào và tách dòng thông
tin thực hiện một cách độc lập với với bản chất của phương tiện truyền tin (cáp đồng trục, cáp
sợi quang, vi ba, vệ tinh ). Vì vậy thiết bị báo hiệu có thể thiết kế riêng biệt với hệ thống
truyền dẫn. Chức năng điều khiển có thể thay đổi mà không phụ thuộc vào hệ thống truyền
dẫn, ngược lại hệ thống có thể nâng cấp không ảnh hưởng tới các chức năng điều khiển ở cả 2
đầu của đường truyền.
1.3. Khái quát mạng truyền số liệu
Ngày nay với sự phát triển của kỹ thuật và công nghệ đã tạo ra một bước tiến dài trong
lĩnh vực truyền số liệu. Sự kết hợp giữa phần cứng, các giao thức truyền thông các thuật toán
đã tạo ra các hệ thống truyền số liệu hiện đại, những kỹ thuật cơ sở vẫn được dùng nhưng
chúng được xử lý tinh vi hơn. Về cơ bản một hệ thống truyền số liệu hiện đại mô tả như Hình
1.2:
Hình 1.2. Mô hình mạng truyền số liệu hiện đại
1.3.1. DTE ( Data Terminal Equipment - Thiết bị đầu cuối dữ liệu)
Đây là thiết bị lưu trữ và xử lý thông tin. Trong hệ thống truyền số liệu hiện đại thì DTE
thường là máy tính hoặc máy Fax hoặc là trạm cuối ( terminal). Như vậy tất cả các ứng dụng
của người sử dụng ( chương trình, dữ liệu ) đều nằm trong DTE Chức năng của DTE thường
lưu trữ các phần mềm ứng dụng , đóng gói dữ liệu rồi gửi ra DCE hoặc nhận gói dữ liệu từ

DCE theo một giao thức ( protocol) xác định DTE trao đổi với DCE thông qua một chuẩn giao
tiếp nào đó . Như vậy mạng truyền số liệu chính là để nối các DTE lại cho phép chúng ta phân
chia tài nguyên , trao đổi dữ liệu và lưu trữ thông tin dùng chung
1.3.2. DCE (Data Circuit terminal Equipment- Thiết bị cuối kênh dữ liệu )
Đây là thuật ngữ dùng để chỉ các thiết bị dùng để nối các DTE với các đường ( mạng)
truyền thông nó có thể là một Modem, Multiplexer, Card mạng hoặc một thiết bị số nào đó
7
như một máy tính nào đó trong trường hợp máy tính đó là một nút mạng và DTE được nối với
mạng qua nút mạng đó. DCE có thể được cài đặt bên trong DTE hoặc đứng riêng như một
thiết bị độc lập. Trong thiết bị DCE thường có các phần mềm được ghi vào bộ nhớ ROM phần
mềm và phần cứng kết hợp với nhau để thực hiện nhiệm vụ của nó vẫn là chuyển đổi tín hiệu
biểu diễn dữ liệu của người dùng thành dạng chấp nhận được bởi đường truyền. Giữa 2 thiết bị
DTE việc trao đổi dữ liệu phải tuân thủ theo chuẩn, dữ liệu phải gửi theo một Format xác định.
Thí dụ như chuẩn trao đổi dữ liệu tầng 2 của mô hình 7 lớp là HDLC ( High level Data Link
Control) Trong máy Fax thì giao tiếp giữa DTE và DCE đã thiết kế và được tích hợp vào trong
một thiết bị, phần mềm điều khiển được cài đặt trong ROM.
1.3.3. Kênh truyền tin
Kênh truyền tin là môi trường mà trên đó 2 thiết bị DTE trao đổi dữ liệu với nhau trong
phiên làm việc.
Hình 1.3. Kênh thông tin
Trong môi trường thực này 2 hệ thống được nối với nhau bằng một đoạn cáp đồng trục và
một đoạn cáp sợi quang, modem C để chuyển đổi tín hiệu số sang tín hiệu tương tự để truyền
trong cáp đồng trục modem D lại chuyển tín hiệu đó thành tín hiệu số và qua Tranducer E để
chuyển đổi từ tín hiệu điện sang tín hiệu quang để truyền trên cáp sợi quang cuối cùng
Tranducer F lại chuyển tín hiệu quang thành tín hiệu điện để tới DTE.
1.4. Mạng truyền số liệu
Mạng truyền số liệu bao gồm hai hay nhiều hệ thống truyền (nhận) tin như Hình 1.2 được
ghép nối với nhau theo nhiều hình thức như phân cấp hoặc phân chia thành các trung tâm xử
lý trao đổi tin với các chức năng riêng
Mạng truyền số liệu là một hệ thống nhằm nối các máy tính lại với nhau, sự thông tin giữa

chúng được thực hiện bởi các giao thức đã được chuẩn hoá, có nghĩa các phần mềm trong các
máy tính khác nhau có thể cùng nhau giải quyết một công việc hoặc trao đổi thông tin với
nhau.
Các ứng dụng tin học ngày càng rộng rãi do đó đã đẩy các hướng ứng dụng mạng xử lý số
liệu, mạng đấu nối có thể có cấu trúc tuyến tính, cấu trúc vòng, cấu trúc hình sao Cấu trúc
mạng phải có khả năng tiếp nhận các đặc thù khác nhau của các đơn vị tức là mạng phải có
tính đa năng, tính tương thích.
8
Mạng số liệu được thiết kế nhằm mục đích có thể nối nhiều thiết bị đầu cuối với nhau. Để
truyền số liệu ta có thể dùng mạng điện thoại hoặc dùng đường truyền riêng có tốc độ cao.
Dịch vụ truyền số lỉệu trên kênh thoại là một trong các dịch vụ đầu tiên của việc truyền số
liệu. Trên mạng này có thể có nhiều máy tính cùng chủng loại hoặc khác loại được ghép nối
lại với nhau, khi đó cần giải quyết những vấn đề phân chia tài nguyên. Để các máy tính ở các
đầu cuối có thể làm việc được với nhau cần phải có cùng một protocol nhất định .
Dạng thức của phương tiện truyền số liệu được qui định bởi bản chất tự nhiên của ứng
dụng, bởi số lượng máy tính liên quan và khoảng cách vật lý giữa chúng. Các dạng truyền số
liệu trên các dạng sau:
Nếu chỉ có hai máy tính và cả hai đều đặt ở một văn phòng, thì phương tiện truyền số liệu
có thể chỉ gồm một liên kết điểm nối đơn giản. Tuy nhiên, nếu chúng toạ lạc ở những vị trí
khác nhau trong một thành phố hay một quốc gia thì phải cần đến các phương tiện truyền tải
công cộng. Mạng điên thoại công cộng được dùng nhiều nhất, trong trường hợp này sẽ cần đến
bộ thích nghi gọi là Modem. Sắp xếp truyền theo dạng này được trình bày trên Hình1.4
Hình 1.4. Truyền số liệu nối qua mạng điện thoại công cộng dùng modem
Khi cần nhiều máy tính trong một ứng dụng, một mạng chuyển mạch sẽ được dùng phép
tất cả các máy tính có thể liên lạc với nhau vào bất cứ thời điểm nào. Nếu tất cả máy đều nằm
trong một toà nhà, có thể xây dựng một mạng riêng. Một mạng như vậy được xem mạng cục
bộ LAN (Local Area Network). Nhiều chuẩn mạng LAN và các thiết bị liên kết đã tạo ra cho
các ứng dụng thực tế. Hai hệ thống mạng LAN cơ bản được trình bày trên Hình 1.5.
Khi máy tính được đặt ở nhiều nơi cách xa nhau cần liên lạc với nhau, phải dùng đến
phương tiện công cộng. Việc liên kết máy tính này tạo nên một mạng rộng lớn, được gọi là

mạng diện rộng WAN (Wide Area Network).

9
Hình 1.5. Các hệ thống LAN cơ bản ( liên kết LAN qua backbone trong một văn phòng )
Các giải pháp thuê kênh chỉ hiệu quả đối với các công ty lớn vì có tải hữu ích để cân đối
với giá thuê kênh. Trong hầu hết các trường hợp khác đều cần đến các mạng truyền dẫn công
cộng. Bên cạnh việc cung cấp dịch vụ điện thoại công cộng, ngày nay hầu hết các nhà cung
cấp dịch vụ truyền dẫn đều cung cấp một dịch vụ chuyển mạch số liệu mang tính công cộng.
 Phân loại mạng truyền số liệu:
Mạng truyền số liệu đa dạng về chủng loại cũng như về số lượng, có nhiều cách phân chia
mạng số liệu:
- Phân loại theo địa lý:
Mạng nội bộ
Mạng diện rộng
Mạng toàn cầu
- Phân loại theo tính chất sử dụng mạng:
Mạng truyền số liệu ký sinh
Mạng truyền số liệu chuyên dụng
- Phân loại theo topo mạng:
Mạng tuyến tính
Mạng hình sao
Mạng vòng
- Phân loại theo kỹ thuật:
Mạng chuyển mạch kênh
Mạng chuyển mạch gói
Mạng chuyển mạch thông báo
1.5. Sự giảm và biến dạng tín hiệu
Ảnh hưởng của suy giảm và biến dạng nói chung có thể làm thoái hoá một tín hiệu trong quá trình
truyền. Khi một tín hiệu lan truyền dọc dây dẫn vì lý do nào đó biên độ của nó giảm xuống được gọi
là sự suy giảm tín hiệu.

10
Thông thường mức độ suy giảm cho phép được quy định trên chiều dài cáp dẫn để đảm bảo
rằng hệ thống nhận có thể phát hiện và dịch được tín hiệu ở máy thu. Nếu trường hợp cáp quá dài thì có
một hay nhiều bộ khuếch đại (hay còn gọi là repeater) được chèn vào từng khoảng dọc theo cáp nhằm tiếp
nhận và tái sinh dữ liệu. Sự suy giảm tín hiệu gia tăng theo một hàm của tần số trong khi đó tín hiệu lại bao
gồm một giải tần vì vậy tín hiệu sẽ bị biến dạng do các thành phần suy giảm không bằng nhau. Để khắc
phục vấn đề này, các bộ khuếch đại được thiết kế sao cho khuếch đại các tín hiệu có tần số khác
nhau với hệ số khuếch đại khác nhau.
Ngoài ra còn có thiết bị cân chỉnh gọi là equalizer được dùng để cân bằng sự suy giảm xuyên qua
một băng tần được xác định.
Bất kỳ một kênh hay đường truyền nào: cáp xoắn, cáp đồng trục, radio đều có một băng thông
xác định liên hệ với nó, băng thông chia ra các thành phần tần số nào của tín hiệu sẽ được truyền qua kênh
mà không bị suy giảm. Do đó khi truyền dữ liệu qua một kênh cần phải đánh giá ảnh hưởng của băng
thông của kênh đổi với tín hiệu số được truyền.
Thông thường phải dùng phương pháp toán học để đánh giá. Công cụ thường được dùng nhất là
phương pháp phân tích Fourier. Phân tích Fourier cho rằng bất kỳ tín hiệu tuần hoàn nào đều được hình
thành từ một dãy xác định các thành phần tần số riêng biệt. Chu kỳ của tín hiệu xác định thành phần tần số
cơ bản. Các thành phần tần số khác có tần số là bội số của tần số cơ bản.
Vì các kênh thông tin có băng thông bị giới hạn nên khi tín hiệu nhị phân truyền qua
kênh, chỉ những thành phần tần số trong dải thông sẽ được nhận bởi máy thu.
Tốc độ lan truyền của tín hiệu thuần nhất dọc theo một đường truyền thay đổi tuỳ tần số. Do đó
khi truyền một tín hiệu số, các thành phần tần số khác nhau tạo nên nó sẽ đến máy thu với độ trễ pha khác
nhau, dẫn đến biến dạng do trễ của tín hiệu tại máy thu. Sự biến dạng trễ tăng khi tốc độ bit tăng. Biến
dạng trễ làm thay đổi các thời khắc của tín hiệu gây khó khăn trong việc lấy mẫu tín hiệu.
Khi không có tín hiệu một đường truyền dẫn kênh truyền được xem là lý tưởng nếu mức điện thế
trên đó là zero. Trong thực tế có nhiều tác động ngẫu nhiên làm cho tín hiệu trên đường truyền vẫn
khác zero, cho dù không có tín hiệu số nào được truyền trên đó. Mức tín hiệu này đuợc gọi là mức
nhiễu đường dây. Khi một tín hiệu bị suy giảm thì biên độ của nó giảm đến mức nhiễu đường (line
noise). Tỉ số năng lượng trung bình của một tín hiệu thu được so với năng lượng của mức nhiễu
đường dây N được gọi là tỉ số tín hiệu trên nhiễu SNR (Signal _to_noise Ratio), đây là tham số quan

trọng liên quan đến đường truyền thông thường SNR được biểu diễu qua đơn vị decibel (dB)
SNR= 10 log
10
(S/N) (dB)
Rõ ràng nếu tỉ số SNR càng cao thì chất lượng tín hiệu thu càng cao. Ngược lại nếu SNR
thấp có nghĩa là chất lượng tín hiệu thu thấp.
11
C) TÀI LIỆU HỌC TẬP
1. Nguyễn Hồng Sơn (2009), Kỹ thuật truyền số liệu , NXB Lao động xã hội
2. Trần Văn Sư (2005), Truyền số liệu và mạng thông tin số , NXB ĐH Quốc Gia TP.HCM
D) CÂU HỎI, BÀI TẬP, NỘI DUNG ÔN TẬP VÀ THẢO LUẬN
Câu 1: Nêu khái quát mạng truyền số liệu? Mạng truyền số liệu được thiết kế nhằm mục đích chính là gì?
Câu 2: Hãy trình bày mô hình tổng quát của một hệ thống truyền số liệu? Anh (Chị) hãy nêu lên một mô
hình của hệ thống truyền số liệu mà anh (chị) biết?
Câu 3: Trong mạng truyền số liệu, việc trao đổi dữ liệu giữa DTE và DCE phải chú ý những đặc điểm
nào?
Câu 4: Nêu các chức năng cần có trong các hệ thống truyền tin ngày nay?
Câu 5: Nêu ảnh hưởng của sự giảm và biến dạng tín hiệu? Mức độ suy giảm cho phép là như thế nào?
12
CHƯƠNG 2
Mã hóa và điều chế
Số tiết: 09 (Lý thuyết: 07 tiết; Bài tập: 02 tiết)
A) MỤC TIÊU
Ở chương này giới thiệu về mã hóa và điều chế. Người học cần đạt được các mục tiêu
sau:
+ Sinh viên hiểu về các phổ tần của tín hiệu, gồm phổ tần gián đoạn và phổ tần liên tục.
Nắm được các dạng mã hóa phổ biến và khái niệm về phương pháp điều chế biên độ, điều chế
góc và điều chế xung.
+ Sinh viên biết kỹ thuật ngẫu nhiên hóa, các công thức điều chế tín hiệu.
+ Sinh viên vận dụng kiến thức đã học để áp dụng trong mã hóa và điều chế tín hiệu.

+ Sinh viên hứng thú khi học và làm quen với mã hóa và điều chế tín hiệu, có nền tảng cơ
bản về mã hóa và giải mã thông tin.
B) NỘI DUNG
2.1. Phổ tần của tín hiệu
Trong một hệ thống thông tin tồn tại 3 dạng tín hiệu với phổ tần khác nhau:
Loại thứ nhất là các tín hiệu có tính tuần hoàn có dạng hình sin hoặc không. Một tín hiệu
không sin là tổng hợp của nhiều tín hiệu hình sin có tần số khác nhau. Kết quả này có được
bằng cách dùng chuỗi Fourier để phân tích tín hiệu.
Loại thứ hai là các tín hiệu không có tính tuần hoàn mà có tính nhất thời (Ví dụ: như các
xung lực), loại tín hiệu này được khảo sát nhờ biến đổi Fourier.
Loại thứ ba là tín hiệu có tính ngẫu nhiên, không được diễn tả bởi một hàm toán học nào.
Ví dụ như các loại nhiễu, được khảo sát nhờ phương tiện xác suất thống kê.
Các loại tín hiệu, nói chung, có thể được xét đến dưới một trong hai lĩnh vực:
Lĩnh vực thời gian: Trong lĩnh vực này tín hiệu được diễn tả bởi một hàm theo thời gian,
hàm này cho phép xác định biên độ của tín hiệu tại mỗi thời điểm.
Lĩnh vực tần số: Trong lãnh vực này người ta quan tâm tới sự phân bố năng lượng của tín
hiệu theo các thành phần tần số của chúng và được diễn tả bởi phổ tần.
Trong giới hạn của môn học, chúng ta chỉ đề cập đến hai loại tín hiệu đầu.
2.1.1. Phổ tần gián đoạn
Tín hiệu có tính tuần hoàn đơn giản nhất là tín hiệu hình sin
v(t)=V
m
sin(ωt+φ) = V
m
sin(2πft+φ)
Tín hiệu này có phổ tần là một vạch duy nhất có biên độ V
m
tại tần số f (Hình 2.1)
Hình 2.1. Tín hiệu hình sin
13

Các dạng tín hiệu tuần hoàn khác có thể phân tích thành tổng các tín hiệu hình sin, như
vậy phổ tần của chúng phức tạp hơn, gồm nhiều vạch ở các tần số khác nhau.
Tín hiệu thường gặp có dạng hình chữ nhật mà bởi phép phân tích thành chuỗi Fourier
ta thấy phổ tần bao gồm nhiều vạch ở các tần số cơ bản f và các họa tần 3f, 5f, 7f Hình 2.2).
(a) (b)
Hình 2.2. Tín hiệu hình chữ nhật
Tín hiệu Hình 2.2 a phân tích thành chuỗi Fourier:
v =


Với ω = 2π / T = 2πf
T & f lần lượt là chu kỳ và tần số của tín hiệu chữ nhật.
Lưu ý, nếu rời tín hiệu Hình 2.2.a lên một khoảng V theo trục tung thì phổ tần có
thêm thành phần một chiều Hình 2.3

(a)
(b)

Hình 2.3. Tín hiệu hình chữ nhật khi rời tín hiệu hình 2.2. a lên một khoảng V theo trục tung
v=V+

Xét trường hợp chuỗi xung chữ nhật với độ rộng τ << T , ta có tín hiệu và phổ ở Hình
2.4
v =
với x = τπ / T
14

(a)

( b)

Hình 2.4. Tín hiệu và phổ với trường hợp chuỗi xung chữ nhật có độ rộng
τ
<< T
Nhận thấy biên độ của họa tần thứ n xác định bởi:
V
n
=


Hình 2.4.a là phổ tần của tín hiệu, Hình 2.4.b cho trường hợp τ = 0.1 T. Trong trường
hợp này tần số đầu tiên của tín hiệu có biên độ đạt trị 0 là 10f.
Nếu xem băng thông BW của tín hiệu là khoảng tần số mà biên độ tín hiệu đạt giá trị
0 đầu tiên (vì năng lượng tín hiệu tập trung trong khoảng tần số này) ta có:
BW xác định bởi:
sin(nx) = 0
nx = π ⇒ nπτ / T = π ⇒ n / T =1/τ
hay BW=nf = n / T =1/τ
2.1.2. Phổ tần liên tục
Ðối với chuỗi xung ở trên khi T càng lớn khoảng cách phổ vạch càng thu hẹp lại và khi
T → ∞, chuỗi xung trở thành một xung duy nhất và phổ vạch trở thành một đường cong liên
tục có dạng bao hình của biên độ phổ trước đây Hình 2.5.
Ðường cong xác định bởi:
V(f) = V τ 
(a)
(b)
Hình 2.5. Chuỗi xung và phổ vạch khi T
→ ∞
2.2. Mã hóa
Việc tạo mã để có tín hiệu trên các hệ thống số có thể thực hiện một cách đơn giản là gán
một giá trị điện thế cho một trạng thái logic và một trị khác cho mức logic còn lại. Tuy nhiên

để sử dụng mã một cách có hiệu quả, việc tạo mã phải dựa vào một số tính chất sau:
Phổ tần của tín hiệu:
15
Nếu tín hiệu có chứa tần số cao thì băng thông của tín hiệu và của hệ thống phải rộng.
Nếu tín hiệu có thành phần DC có thể gây khó khăn trong ghép nối.
Ví dụ: không thể ghép tín hiệu có thành phần DC qua biến thế và kết quả là không cách ly
điện được.
Trong thực tế, sự truyền thông xấu nhất ở các cạnh của băng thông. Vì các lý do trên, một
tín hiệu tốt phải có phổ tần tập trung ở giữa một băng thông không quá rộng và không nên
chứa thành phần DC.
Sự đồng bộ
Thường máy thu phải có khả năng nhận ra điểm bắt đầu và kết thúc của một bit để thực
hiện sự đồng bộ với máy phát. Nên nhớ là trong chế độ truyền đồng bộ, máy phát và thu
không tạo ra xung đồng hồ riêng lẻ mà máy thu phải phục hồi xung này từ chuỗi dữ liệu phát
để sử dụng. Như vậy tín hiệu truyền phải tạo điều kiện cho máy thu phục hồi xung đồng hồ ẩn
trong chuỗi dữ liệu, cụ thể là phải có sự biến đổi giữa các mức thường xuyên.
Khả năng dò sai
Ðộ tin cậy trong một hệ thống thông tin là rất cần thiết do đó máy thu phải có khả năng dò
sai để sửa chữa mà việc này có thực hiện dễ dàng hay không cũng tùy vào dạng mã.
- Tính miễn nhiễu và giao thoa: Các dạng mã khác nhau cho khả năng miễn nhiễu khác
nhau.
- Mức độ phức tạp và giá thành của hệ thống: Các đặc tính này của hệ thống cũng tùy
thuộc vào dạng mã rất nhiều.
2.2.1. Các dạng mã phổ biến
Dưới đây giới thiệu một số dạng mã thông dụng và được sử dụng cho các mục đích khác
nhau tùy vào các yêu cầu cụ thể về các tính chất nói trên Hình 2.6
Nonreturn - to - zero - Level (NRZ - L)
0 = mức cao
1 = mức thấp
Ðây là dạng mã đơn giản nhất, hai trị điên thế cùng dấu (đơn cực) biểu diễn hai trạng thái

logic. Loại mã này thường được dùng trong việc ghi dữ liệu lên băng từ.
Nonreturn - to - zero inverted (NRZI)
0 = chuyển mức điện thế ở đầu bit
1 = không chuyển mức điện thế ở đầu bit
NRZI là một Ví dụ của mã vi phân: Sự mã hóa tùy vào sự thay đổi trạng thái của các bit
liên tiếp chứ không tùy thuộc vào bản thân bit đó. Loại mã này có lợi điểm là khi giải mã máy
thu dò sự thay đổi trạng thái của tín hiệu thay vì so sánh tín hiệu với một trị ngưỡng để xác
định trạng thái logic của tín hiệu đó và kết quả cho độ tin cậy cao hơn.
Bipolar - AMI
0 = không tín hiệu (hiệu thế = 0)
1 = hiệu thế âm hoặc dương, luân phiên thay đổi với chuỗi bit 1 liên tiếp
Pseudoternary
0 = hiệu thế âm hoặc dương, luân phiên thay đổi với chuỗi bit 0 liên tiếp
1 = không tín hiệu (hiệu thế = 0)
16
Hai loại mã có cùng tính chất là sử dụng nhiều mức điện thế để tạo mã (Multilevel
Binary), cụ thể là 3 mức: âm, dương và không. Ưu điểm của loại mã này là:
- Dễ tạo đồng bộ ở máy thu do có sự thay đổi trạng thái của tín hiệu điện mặc dù các trạng
thái logic không đổi (tuy nhiên điều này chỉ thực hiện đối với một loại bit, còn loại bit thứ hai
sẽ được khắc phục bởi kỹ thuật ngẫu nhiên hóa)
- Có điều kiện tốt để dò sai do sự thay đổi mức điện thế của các bit liên tiếp giống nhau
nên khi có nhiễu xâm nhập sẽ tạo ra một sự vi phạm mà máy thu có thể phát hiện dễ dàng.
Một khuyết điểm của loại mã này là hiệu suất truyền tin kém do phải sử dụng 3 mức điện
thế
Manchester
0 = Chuyển từ cao xuống thấp ở giữa bit
1 = Chuyển từ thấp lên cao ở giữa bit
Differential Manchester
Luôn có chuyển mức ở giữa bit
0 = chuyển mức ở đầu bit

1 = không chuyển mức ở đầu bit
Hai mã Manchester và Differential Manchester có cùng tính chất: mỗi bit được đặc trưng
bởi hai pha điện thế (Biphase) nên luôn có sự thay đổi mức điện thế ở từng bit do đó tạo điều
kiện cho máy thu phục hồi xung đồng hồ để tạo đồng bộ. Do có khả năng tự thực hiện đồng bộ
nên loại mã này có tên Self Clocking Codes. Do mỗi bit được mã bởi 2 pha điện thế nên vận
tốc điều chế (Modulation rate) của loại mã này tăng gấp đôi so với các loại mã khác, cụ thể ,
giả sử thời gian của 1 bit là T thì vận tốc điều chế tối đa (ứng với chuỗi xung 1 hoặc 0 liên
tiếp) là 2/T.
Hình 2.6. Một số dạng mã phổ biến
2.2.2. Kỹ thuật ngẫu nhiên hóa (Scrambling techniques)
Ðể khắc phục khuyết điểm của loại mã AMI là cho một mức điện thế không đổi khi có
một chuỗi nhiều bit 0 liên tiếp, người ta dùng kỹ thuật ngẫu nhiên hóa. Nguyên tắc của kỹ
17
thuật này là tạo ra một sự thay đổi điện thế giả bằng cách thay thế một chuỗi bit 0 bởi một
chuỗi tín hiệu có mức điện thế thay đổi, dĩ nhiên sự thay thế này sẽ đưa đến các vi phạm luật
biến đổi của bit 1, nhưng chính nhờ các bit vi phạm này mà máy thu nhận ra để có biện pháp
giải mã thích hợp. Dưới đây giới thiệu hai dạng mã đã được ngẫu nhiên hóa và được dùng rất
nhiều trong các hệ thông tin với khoảng cách rất xa và vận tốc bit khá lớn:
B8ZS: là mã AMI có thêm tính chất: chuỗi 8 bit liên tục được thay bởi một chuỗi với 2
mã vi phạm luật đảo bit 1
- Nếu trước chuỗi 8 bit 0 là xung dương, các bit 0 này được thay thế bởi 000 + - 0 - +
- Nếu trước chuỗi 8 bit 0 là xung âm, các bit 0 này được thay thế bởi 000 - + 0 + -
HDB3: là mã AMI có thêm tính chất: chuỗi 4 bit liên tục được thay bởi một chuỗi với 1
mã vi phạm luật đảo bit 1
Sự thay thế chuỗi 4 bit của mã HDB3 còn theo qui tắc sau:
Bảng 2.1. Qui tắc thay thế chuỗi 4 bit của mã HDB3
Cực tính của xung trước đó Số bit 1 từ lần thay thế cuối cùng
Lẻ chẵn
-
+

000- +00+
000+ -00-
Ngoài ra hệ thống Telco còn có hai loại mã là B6ZS và B3ZS dựa theo qui luật sau:
B6ZS: Thay chuỗi 6 bit 0 bởi 0 - + 0 + - hay 0 + - 0 - + sao cho sự vi phạm xảy ra ở bit
thứ 2 và thứ 5
B3ZS: Thay chuỗi 3 bit 0 bởi một trong các chuỗi: 00 +, 00 -, - 0 - hay + 0 +, tùy theo
cực tính và số bit 1 trước đó (tưong tự như HDB3).
Lưu ý là kỹ thuật ngẫu nhiên hóa không làm gia tăng lượng tín hiệu vì chuỗi thay thế có
cùng số bit với chuỗi được thay thế.
B = Valid bipolar signal; V = Bipolar violation
Hình 2.7. Ví dụ về mã B8ZS và HBD3
2.3. Điều chế
Biến điều chế là quá trình chuyển đổi phổ tần của tín hiệu cần truyền đến một vùng
phổ tần khác bằng cách dùng một sóng mang để chuyên chở tín hiệu cần truyền đi. Mục đích
của việc làm này là chọn một phổ tần thích hợp cho việc truyền thông tin, với các tần số sóng
18
mang khác nhau người ta có thể truyền nhiều tín hiệu có cùng phổ tần trên các kênh truyền
khác nhau của cùng một đường truyền.
Một cách tổng quát, phương pháp điều chế là dùng tín hiệu cần truyền làm thay đổi
một thông số nào đó của sóng mang (biên độ, tần số, pha ). Tùy theo thông số được lựa chọn
mà ta có các phương pháp điều chế khác nhau: điều chế biên độ (AM), điều chế tần số (FM),
điều chế pha ΦM, điều chế xung PM . . .
2.3.1. Ðiều chế biên độ ( Amplitude Modulation, AM )
Xét tín hiệu cao tần
e(t)=A
c
cos(ω
c
t +θ) (1)
Tín hiệu AM có được bằng cách dùng tín hiệu g(t) làm biến đổi biên độ của e(t).

Biểu thức của tín hiệu AM là:
e
AM
(t) = [A
c
+g(t)] cosω
c
t (2)
Ðể đơn giản, ta bỏ qua θ là lượng không đổi trong AM.
Những tính chất cơ bản của AM dễ dàng được xác định nếu ta biết tín hiệu g(t).
Xét g(t) là tín hiệu hạ tần:
g(t)= E
m
cosω
m
t (3)
Như vậy:
e
AM
(t)=(A
c
+ E
m
cosω
m
t

)cosω
c
t =A

c
[1+ (E
m
/A
c
)cosω
m
t

]cosω
c
t=A
c
[1+m
a
cosω
m
t]

cosω
c
t
(4)
Trong đó m
a
= E
m
/A
c
gọi là chỉ số biến điệu

(a) (b)
Hình 2.8. Dạng sóng và phổ tần của tín hiệu AM
Ðể thấy được phổ tần ta triển khai hệ thức (4)
e
AM
(t) = A
c
cosω
c
t + (m
a
A
c
/2)cos(ω
c
+ω
m
)t + (m
a
A
c
/2)cos(ω
c
-ω
m
)t (5)
Từ Hình 2.8.b ta thấy băng thông của tín hiệu đã điều chế bằng hai lần tần số của tín
hiệu hạ tần và được chia ra làm hai băng cạnh. Ðiều chế biên độ là một quá trình tuyến tính
nên mỗi tần số của tín hiệu hạ tần tạo ra một băng thông và trong trường hợp tín hiệu hạ tần

gồm nhiều tần số khác nhau thì băng thông của tín hiệu biến điệu là:
BW = 2f
m
(max) Trong đó f
m
(max) là tần số hạ tần cao nhất.
Dữ liệu số có thể được truyền bằng phương pháp điều chế AM, trong trường hợp này
gọi là kỹ thuật dời biên (ASK, Amplitude- Shift Keying). Bit 1 được truyền đi bởi sóng mang
có biên độ E
1
và bit 0 bởi sóng mang biên độ E
2
.
19
Hình 2.9. Minh họa tín hiệu ASK
2.3.2. Ðiều chế góc (Angle modulation)
Ta cũng bắt đầu với sóng mang chưa điều chế:
e(t)= A
c
cos(ω
c
t + f)= A
c
cosΦ(t) (6)
Nếu ω
c
thay đổi tương ứng với nguồn thông tin, ta có tín hiệu điều chế tần số (FM) và
nếu Φ(t) thay đổi ta có tín hiệu điều chế pha (ΦM).
Hai kỹ thuật điều chế này cơ bản giống nhau và được gọi chung là điều chế góc.
2.3.2.1. Ðiều chế tần số (FM)

Tần số ω(t) là giá trị biến đổi theo thời gian của Φ(t), nghĩa là:
ω(t) =
(7)
Vậy tần số của tín hiệu chưa điều chế là:
ω(t) =
(8)
Giả sử tín hiệu điều chế là g(t), theo định nghĩa của phép điều chế tần số, tần số tức
thời của sóng mang là: ω(t)=ω
c
[1+ g(t) ]

(9)
Thay (9) vào (7):
Φ(t) =
(10)
Thay vào pt (6):
e
FM
(t) =
(11)
Biểu thức (11) cho thấy tín hiệu g(t) được lấy tích phân trước khi được điều chế.
Xét trường hợp g(t) là tín hiệu hạ tần có dạng hình sin:
g(t) =
cosω
m
(t) (12)
∆ω là độ di tần và ω
m
là tần số của tín hiệu hạ tần
Ф(t) =

= ω
c
t + m
f
sinω
m
t Với
m
f
=

∆ω /ω
m
là chỉ số điều chế. Ðó là tỉ số của độ di tần và tần số của tín hiệu điều chế (hạ
tần).
e
FM
(t) = A
c
cos{ ω
c
t + m
f
sinω
m
t} (13)
20
Ðể thấy phổ tần của sóng FM ta triển khai biểu thức (13):
e

FM
(t) = A
c
J
0
(m
f
) cosω
c
t + A
c
J
2n
(m
f
) [ cos(ω
c
t + 2ncosω
m
t) + cos(ω
c
t - 2ncosω
m
t)]
A
c
J
2n+1
(m
f

) { cos[ω
c
t + (2n+1)cosω
m
t] - cos[ω
c
t - (2n+1)cosω
m
t]} (14)
J là hàm Bessel theo m
f
và n có mọi trị nguyên từ 0 đến ∞.
Từ (14) ta thấy sóng FM gồm thành phần cơ bản có tần số của sóng mang và biên độ
cho bởi số hạng thứ I , J
0
(m
f
) , và các băng cạnh cho bởi các số hạng còn lại.
Vì n lấy mọi giá trị từ 0 đến ∞ nên phổ tần của sóng FM rộng vô hạn, tuy nhiên do năng
lượng tín hiệu giảm rất nhanh với tần số cao nên người ta xem băng thông trong FM xấp xỉ
bằng:
BW = 2(m
f
ω
m
+ ω
m
) = 2(∆ω + ω
m
) rad/s

Hình 2.10. Dạng sóng và phổ tần của sóng FM
Cũng như trong trường hợp AM, tín hiệu dữ liệu số cũng được truyền bằng phương
pháp FM. Kỹ thuật này được gọi là kỹ thuật dời tần (FSK: Frequency- Shift Keying).
FSK được dùng rộng rãi trong truyền tin. Trong FSK bit 1 được truyền đi bởi tần số f
m
và bit 0 bởi tần số f
s
.
Ví dụ: trong hệ thống truyền sử dụng tiêu chuẩn của hãng Bell, bit 1 được truyền bởi tần
số 1070 Hz (f
m
) và bit 0 bởi tần số 1270 Hz (f
s
).
Hình 2.11. Tín hiệu điều chế FSK
2.3.2.2. Ðiều chế pha (ФM )
Từ phương trình (6) nếu góc pha Ф(t) thay đổi theo tín hiệu thông tin ta có điều chế
pha.
Vậy: e
PM
(t) = A
c
cos[ω
c
t + m
p
g(t)] (15)
Trong đó m
p
là độ dời pha cực đại

Tần số tức thời cho bởi:
ω
i
(t) = dФ(t)/dt
= ω
c
+ m
p
Nếu g(t) có dạng cos ω
m
t thì:
ω
i
(t) = ω
c
- m
p
ω
m
sin ω
m
t (16)
e
PM
(t) = A
c
cos[ω
c
t - m
p

ω
m
sin ω
m
t ] (17)
21
So sánh (17) và (13), xem m
p
là chỉ số điều chế pha, tương đương với m
f
trong FM, ta
có thể xác định được băng thông của tín hiệu ФM
BW = 2(ω
m
+ m
p
ω
m
) rad/s (18)
m
p
ω
m
= ∆ω
ep
là độ di tần tương đương của ФM
So sánh (11) và (15) ta thấy kỹ thuật của FM và ФM có cùng cơ sở. Ðiểm khác biệt là
trong FM ta lấy tích phân của tín hiệu hạ tần trước khi điều chế còn trong ФM thì không.
Ðiều chế pha là kỹ thuật rất tốt để truyền tin. Trong kỹ thuật dời pha, PSK (Phase-Shift
Keying), các bit 1 và 0 được biểu diễn bởi các tín hiệu có cùng tần số nhưng có pha trái ngược

nhau.
Hình 2.12. Mô tả một tín hiệu FSK
2.3.3. Ðiều chế xung ( Pulse modulation)
Ðây là phương pháp dùng tín hiệu hạ tần điều chế sóng mang là tín hiệu xung (có tần
số cao hơn), còn gọi là phương pháp lấy mẫu tín hiệu hạ tần. Mặc dù các tín hiệu tương tự
được lấy mẫu bởi các giá trị rời rạc, nhưng các mẫu này có thể có bất cứ giá trị nào trong
khoảng biến đổi của tín hiệu hạ tần nên hệ thống truyền tín hiệu này là hệ thống truyền tương
tự chứ không phải hệ thống truyền số.
Tùy theo thông số nào của xung thay đổi theo tín hiệu hạ tần, ta có: Ðiều chế biên độ
xung (pulse amplitude modulation, PAM), điều chế vị trí xung (pulse position modulation,
PPM), điều chế độ rộng xung (pulse width modulation, PWM).
2.3.3.1. Ðiều chế biên độ xung ( PAM):
Khi một chuỗi xung hẹp với tần số lặp lại cao p(t) được điều chế biên độ bởi tín hiệu
sin tần số thấp m(t), ta có sự điều chế biên độ xung. Tín hiệu sau khi điều chế là tích của hai
tín hiệu m(t).p(t) có dạng sóng là các xung với biên độ thay đổi theo dạng sóng hạ tần m(t).
Hình 2.13. Minh họa mẫu PAM tự nhiên
a) Mẫu PAM tự nhiên (Natural PAM sampling):
Khi biên độ xung đã điều chế có đỉnh theo dạng của tín hiệu m(t), ta có mẫu PAM tự
nhiên Hình 2.13).
22
Kết quả của phần 2.1.1 cho thấy tín hiệu p(t) có thể phân tích thành các thành phần:
V
o
+ Σ V
n
.cos(nω
s
t)
với V
0

= Vτ / T
s
là thành phần DC và ω
s
= 2π / T
s
là tần số của p(t).
Như vậy, m(t).p(t) bao gồm:
m(t).V
o
= m(t).Vτ / T
s
và

m(t).ΣV
n.
cos(nω
s
t)
Tóm lại, tích m(t).p(t) có chứa dạng sóng của tín hiệu điều chế (tín hiệu cần truyền)
trong thành phần tần số thấp m(t).V
0
và có thể phục hồi bằng cách cho sóng mang đã điều chế
qua một mạch lọc hạ thông.
Thành phần họa tần có dạng V
n
m(t)cos(nω
s
t) tương tự như tín hiệu điều chế 2 băng
cạnh triệt sóng mang (Double Sideband Suppressed Carrier, DSBSC).

Phổ tần của tín hiệu PAM với hạ tần là m(t) = sinω
m
t có dạng như Hình 2.14
Hình 2.14. Minh họa phổ tần của tín hiệu PAM với hạ tần là m(t) = sin
ω
m
t

Trong Hình 2.14 M(f) là phổ tần của tín hiệu dải nền và fm là tần số cao nhất của tín
hiệu này. Từ Hình 2.14 ta cũng thấy tại sao tần số xung lấy mẫu fs phải ít nhất hai lần lớn hơn
f
m
. Nếu M(f) được phục hồi từ mạch lọc hạ thông, độ phân cách từ M(f) tới dải tần kế cận
phải lớn hơn 0, nghĩa là W > 0
W = f
s
- f
m
- f
m
> 0 hay f
s
> 2 f
m
b) Mẫu PAM đỉnh phẳng (Flat-top PAM):
Ðây là mẫu PAM được dùng rộng rãi do dễ tạo ra sóng điều chế. Dạng sóng cho ở
Hình 2.15 các xung sau khi điều chế có đỉnh phẳng chứ không theo dạng của hạ tần.
Hình 2.15. Minh họa mẫu PAM đỉnh phẳng
Mặc dù khi phục hồi tín hiệu từ mạch lọc hạ thông sẽ có biến dạng do đoạn đỉnh phẳng
nhưng vì bề rộng xung thường rất nhỏ so với chu kỳ T

s
nên biến dạng không đáng kể. Nếu sự
biến dạng là đáng kể thì cũng có thể loại bỏ bằng cách cho tín hiệu đi qua một mạch bù trừ.
Tín hiệu PAM ít được dùng để phát trực tiếp do lượng thông tin cần truyền chứa trong
biên độ của xung nên dễ bị ảnh hưởng của nhiễu. PAM thường được dùng như là một bước
trung gian trong một phương pháp điều chế khác, gọi là điều mã xung (Pulse Code
Modulation, PCM) và được dùng trong đa hợp thời gian để truyền (TDM).
2.3.3.2. Ðiều chế thời gian xung (Pulse -time Modulation, PTM):
23
Ðiều chế thời gian xung bao gồm bốn phương pháp Hình 2.16. Ba phương pháp đầu tập
trung trong một nhóm gọi là điều chế độ rộng xung (Pulse-width modulation, PWM), phương
pháp thứ tư là điều chế vị trí xung (Pulse-position modulation, PPM).
Ba phương pháp điều chế độ rộng xung khác nhau ở điểm cạnh lên, cạnh xuống hay điểm
giữa xung được giữ cố định trong khi độ rộng xung thay đổi theo tín hiệu điều chế.
Phương pháp thứ tư, PPM là thay đổi vị trí xung theo tín hiệu điều chế trong khi bề rộng
xung không đổi.
Lưu ý là kỹ thuật PTM tưong tự với điều chế FM và ΦM, tín hiệu có biên độ không đổi
nên ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu.
Phổ tần của tín hiệu đã điều chế bằng phương pháp PWM, PPM giống như phổ tần của tín
hiệu điều chế FM, nghĩa là có nhiều họa tần nên khi sử dụng PWM và PPM người ta phải gia
tăng tần số xung lấy mẫu hoặc giảm độ di tần (để giới hạn băng thông của tín hiệu và tăng số
kênh truyền).
C) TÀI LIỆU HỌC TẬP
1. Nguyễn Hồng Sơn (2009), Kỹ thuật truyền số liệu , NXB Lao động xã hội
2. Trần Văn Sư (2005), Truyền số liệu và mạng thông tin số , NXB ĐH Quốc Gia TP.HCM
D) CÂU HỎI, BÀI TẬP, NỘI DUNG ÔN TẬP VÀ THẢO LUẬN
Câu 1: Trình bày sự giống và khác nhau giữa tín hiệu có phổ tần gián đoạn và liên tục?
Câu 2: Nêu ưu nhược điểm của tín hiệu điều chế xung mã PCM và tín hiệu điều chế biên độ
xung?
Câu 3: So sánh trực tiếp ưu điểm của các dạng mã phổ biến hiện nay?

CHƯƠNG 3
Các kĩ thuật truyền dữ liệu
Số tiết: 11 (Lý thuyết: 09 tiết, Bài tập: 02 tiết)
A) MỤC TIÊU
Ở chương này giới thiệu tổng về các kĩ thuật truyền dữ liệu. Người học cần đạt được các
mục tiêu sau:
+ Sinh viên hiểu và phân biệt được kỹ thuật truyền đồng bộ và bất đồng bộ, các mã phát
hiện lỗi CRC, Hamming, các mã nén dữ liệu Huffman, Run length.
+ Sinh viên biết khi nào sử dụng kỹ thuật truyền đồng bộ/ không đồng bộ. Biết cách sử
dụng các mã phát hiện lỗi trong phân tích gói tin ứng dụng trong truyền và nén dữ liệu.
+ Sinh viên vận dụng kiến thức đã học để áp dụng trong phân tích kiểm tra tính toàn vẹn
của gói tin. Ứng dụng trong nén và giải nén dữ liệu khi truyền trong mạng số liệu.
+ Sinh viên hứng thú với bài toán về đảm bảo tính toàn vẹn của thông tin trong mạng số
liệu.
B) NỘI DUNG
24
3.1. Kĩ thuật truyền đồng bộ và bất đồng bộ
3.1.1. Kĩ thuật truyền đồng bộ (Synchronous transmission)
Cách thức truyền trong đó khoảng thời gian cho mỗi bit là như nhau, và trong hệ thống
truyền ký tự khoảng thời gian từ bit cuối của ký tự này đến bit đầu của ký tự kế tiếp bằng
không hoặc bằng bội số tổng thời gian cần thiết truyền hoàn chỉnh một ký tự.
Về góc độ truyền tín hiệu số thì máy phát và máy thu sử dụng một đồng hồ chung, nhờ đó
máy thu có thể đồng bộ được với máy phát trong hoạt động dịch bit để thu dữ liệu.Như vậy,
cần phải có kênh (cần hiểu hoặc là cặp dây dẫn hoặc là một kênh trên đường ghép kênh hay
kênh do mã hoá ) thứ hai cho tín hiệu đồng hồ chung.
Tuy nhiên, khi xét đến các mức thông tin cao hơn mức vật lý trong mô hình hệ thống mở
thì việc đồng bộ này được thực hiện theo từng khối dữ liệu và đặc tính truyền đồng bộ hiểu
theo
nghĩa hẹp trong một khối.
Với truyền đồng bộ, khối dữ liệu hoàn chỉnh được truyền như một luồng bit liên tục

không có trì hoãn giữa mỗi phần tử 8 bit. Để cho phép thiết bị thu hoạt động được các mức
đồng bộ khác nhau , cần có các đặc trưng sau:
Luồng bit truyền được mã hoá một cách thích hợp để máy thu có thể duy trì trong một cơ
cấu đồng bộ bit.
Tất cả cá frame được dẫn đầu bởi một hay nhiều byte điều khiển nhằm đảm bảo máy thu
có thể dịch luồng bit đến theo các ranh giới byte hay ký tự một cách chính xác.
Nội dung của mỗi frame được đóng gói giữa một cặp ký tự điều khiển để đồng bộ frame.
Trong trường hợp truyền đồng bộ, khoảng thời gian gian giữa hai frame truyền liên tiếp
có các byte nhàn rỗi được truyền liên tiếp để máy thu duy trì cơ cấu đồng bộ bit và đồng bộ
byte hoặc mỗi frame được dẫn đầu bởi hai hay nhiều byte đồng bộ đặc biệt cho phép máy thu
thực hiện tái đồng bộ.
3.1.1.1. Nguyên tắc đồng bộ bit
Sự khác nhau cơ bản của truyền bất đồng bộ và đồng bộ là đối với truyền bất đồng bộ
đồng hồ thu chạy bất đồng bộ với tín hiệu đến, còn truyền đồng bộ thì đồng hồ thu chạy đồng
bộ với tín hiệu đến, các start bit và stop bit không được dùng, thay vì vậy mỗi frame được
truyền như là dòng liên tục các ký số nhị phân. Máy thu đồng bộ bit trong hai cách. Hoặc là
thông tin định thời được nhúng vào trong tín hiệu truyền và sau đó được tách ra bởi máy thu,
hoặc máy thu có một đồng hồ cục bộ được giữ đồng bộ với tín hiệu thu nhờ một thiết bị gọi là
DPLL (Digital Phase Lock-Loop). Như chúng ta sẽ thấy, DPLL lợi dụng sự chuyển trạng thái
từ bit 1->0 hay từ 0 ->1 trong tín hiệu thu để duy trì sự đồng bộ qua một khoảng thời gian định
kì nào đó. Lược đồ lai ghép là kết hợp cả hai cách. Nguyên lí hoạt động của các lược đồ này
được trình bày trên Hình 3.1.
25