ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP _Nghiên cứu mã Turbo trong hệ thống CDMA

MỤC LỤC
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CDMA....................................................................1
1.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG.....................................................................................1
1.2 TỔNG QUAN ................................................................................................1
1.3 THỦ TỤC THU/PHÁT TÍN HIỆU.....................................................................2
1.4 CÁC ĐẶC TÍNH CỦA CDMA..........................................................................2
1.4.1 Tính đa dạng của phân tập.........................................................................2
1.4.2 Điều khiển công suất CDMA......................................................................3
1.4.3 Công suất phát thấp.....................................................................................5
1.4.4 Bộ mã-giải mã thoại và tốc độ số liệu biến đổi............................................5
1.4.5 Bảo mật cuộc gọi..........................................................................................6
1.4.6 Chuyển giao mềm(Soft Handoff).................................................................7
1.4.7 Dung lượng..................................................................................................7
1.4.8 Tách tín hiệu thoại........................................................................................8
1.4.9 Tái sử dụng tần số và vùng phủ sóng .................................................8
1.4.10 Giá trị Eb/E0 thấp và chống lỗi ...........................................................8
1.4.11 Dung lượng mềm ...........................................................................8
1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG.......................................................................................9
CHƯƠNG 2 : KHÁI NIỆM MÃ TURBO.................................................................10
2.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG..................................................................................10
2.2 SỰ KẾT NỐI MÃ VÀ RA ĐỜI CỦA MÃ TURBO(TURBO CODE)............10
2.3 BỘ MÃ HOÁ TÍCH CHẬP HỆ THỐNG ĐỆ QUY (RSC) ............................11
2.3.1 Mã chập tuyến tính.....................................................................................12
2.3.2 Mã tích chập hệ thống đệ quy....................................................................13
2.3.3 Các bộ mã hoá tích chập đệ quy và không đệ quy.....................................14
2.3.4 Kết thúc Trellis...........................................................................................15
2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG ................................................................................16
CHƯƠNG 3 : MÃ TURBO KẾT NỐI SONG SONG................................................17

3.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG...................................................................................17
3.2 BỘ MÃ HOÁ .............................................................................................17
3.3 KỸ THUẬT XOÁ (PUNCTURE)....................................................................19
3.4 BỘ CHÈN (INTERLEAVER)..........................................................................20
3.4.1 Bộ chèn ma trận ........................................................................................21
3.4.2 Bộ chèn giả ngẫu nhiên..............................................................................21
3.4.3 Bộ chèn dịch vòng......................................................................................22
3.4.4 Bộ chèn chẵn-lẻ(Odd-Even) ......................................................................22
3.4.5 Bộ chèn Smile............................................................................................23
3.4.6 Bộ chèn khung............................................................................................24
3.4.7 Bộ chèn tối ưu............................................................................................24
3.4.8 Bộ chèn đồng dạng.....................................................................................25
3.4.9 Bộ chèn S ..................................................................................................25
3.5 BỘ GIẢI MÃ....................................................................................................26
3.5.1 Khái niệm về các thuật toán giải mã .........................................................26
3.5.2 Tổng quan về các thuật toán giải mã .........................................................27
3.5.3 Thuật toán Log-MAP ...............................................................................29



3.5.4 Thuật toán SOVA.......................................................................................30
3.5.4.1 Độ tin cậy của bộ giải mã SOVA tổng quát.......................................30
3.5.4.2 Bộ giải mã thành phần SOVA.............................................................33
3.5.4.3 Sơ đồ khối của bộ giải mã SOVA.......................................................34
3.6 CẢI TIẾN CHẤT LƯỢNG PCCC QUA THIẾT KẾ BỘ CHÈN.....................37
3.6.1 Thiết kế bộ chèn mới..................................................................................39
3.6.2 Các phương pháp tối ưu hoá cấu trúc bộ chèn...........................................42
3.7 SỰ KHÁC NHAU GIỮA MÃ CHẬP VÀ MÃ PCCC.....................................42
3.8 SO SÁNH CHẤT LƯỢNG CÁC HỆ THỐNG MÃ HOÁ
.................................................................................................................................42

3.9 KẾT LUẬN CHƯƠNG.....................................................................................43
CHƯƠNG 4 :ỨNG DỤNG CỦA MÃ TURBO..........................................................44
4.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG...................................................................................44
4.2 CÁC ỨNG DỤNG TRUYỀN THÔNG ĐA PHƯƠNG TIỆN(MMC) ............44
4.2.1 Hạn chế khi ứng dụng TC vào MCC..........................................................44
4.2.1.1 Băng thông giới hạn............................................................................44
4.2.1.2 Khối lượng dữ liệu lớn........................................................................44
4.2.1.3 Tính thời gian thực..............................................................................44
4.2.1.4 Các đặc tính của kênh truyền .............................................................44
4.2.2 Các đề xuất khi ứng dụng TC vào MCC....................................................45
4.2.2.1 Kích thước khung lớn..........................................................................45
4.2.2.2 Cải tiến quá trình giải mã ...................................................................45
4.3 CÁC ỨNG DỤNG TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY ..................................46
4.3.1 Các hạn chế khi ứng dụng TC trong truyền thông không dây....................46
4.3.1.1 Kênh truyền ........................................................................................46
4.3.1.2 Hạn chế về thời gian...........................................................................46
4.3.1.3 Kích thước khung nhỏ.........................................................................47
4.3.1.4 Băng thông giới hạn............................................................................47
4.3.2 Cải tiếnviệc thực hiện giải mã PCCC bằng cách tăng hệ số Scalling và
khoảng cách tự do theo chuẩn CDMA2000........................................................47
4.3.2.1 Bộ mã hoá PCCC theo chuẩn CDMA2000.........................................47
4.3.2.2 Phân bố trọng số 2,3 ở mã PCCC trong CDMA2000.........................50
4.3.2.3 Hệ số Scalling...................................................................................51
4.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG.....................................................................................52
CHƯƠNG 5 CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ..................................54
5.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG...................................................................................54
5.2 CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG......................................................................54
5.2.1 Cấu trúc chương trình.................................................................................54
5.2.2 Chương trình chính....................................................................................54
5.3 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG...................................................................................56

5.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG.....................................................................................62



DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Phổ trong quá trình thu và phát CDMA........................................................1
Hình 1.2: Các quá trình phân tập trong CDMA............................................................3
Hình 1.3: Điều khiển công suất trong CDMA...............................................................5
Hình 1.4: Chuyển giao mềm..........................................................................................7
Hình 2.5: Mã kết nối nối tiếp......................................................................................10
Hình 2.6: Mã kết nối song song..................................................................................11
Hình 2.7: Thanh ghi dịch cho sự mã hóa ...........................................................12
Hình 2.8: Các ví dụ về mã chập..................................................................................13
Hình 2.9: Bộ mã hoá tích chập có r=1/2 ; K=3...........................................................13
Hình 2.10: Bộ mã hoá RSC của hình 2.5....................................................................14
Hình 2.11: Bộ mã hoá tích chập không đệ quy r = 1/2 va K = 3
với chuỗi ngõ vào và ngõ ra....................................................................................14
Hình 2.12: Bộ mã hoá tích chập đệ quy có r = 1/2 và K = 3 của hình 2.6 cùng với
chuỗi ngõ vào và ra ....................................................................................................15
Hình 2.13: Cách thức kết thúc trellis ở bộ mã RSC....................................................15
Hình 3.14: Bộ mã hoá PCCC tổng quát......................................................................18
Hình 3.15: Mã PCCC tốc độ 1/3 gồm 2 bộ mã hoá chập hệ thống đệ quy.................18
Hình 3.16: Sơ đồ chi tiết mã hoá PCCC tốc độ 1/3.....................................................19
Hình 3.17: Bộ chèn làm tăng trọng số mã của bộ mã hoá RSC2 khi so sánh với bộ
mã hoá RSC1...............................................................................................................20
Hình 3.18: Bộ chèn ma trận.........................................................................................21
Hình 3.19: Bộ chèn giả ngẫu nhiên với độ dài chuỗi ngõ vào L= 8............................21
Hình 3.20: Bộ chèn dich vòng với L=8, a=3, s=0.......................................................22
Hình 3.21: Mô tả bộ chèn Smile..................................................................................24
Hình 3.22: Bộ chèn bán ngẫu nhiên với L = 16 và S = 2............................................26

Hình 3.23: Các thuật toán giải mã dựa trên Trellis.....................................................27
Hình 3.24: Bộ giải mã lặp Log-MAP..........................................................................29
Hình 3.25: Các đường survivor và đường cạnh tranh để ước đoán độ tin cậy............30
Hình 3.26: Ví dụ trình bày việc gán độ tin cậy bằng cách sử dụng các giá trị metric
trực tiếp.......................................................................................................................32
Hình 3.27: Tiến trình cập nhật cho thời điểm t − 2 (MEMlow = 2)............................33
Hình 3.28: Bộ giải mã thành phần SOVA ........................................................34
Hình 3.29: Sơ đồ khối bộ giải mã SOVA....................................................................35
Hình 3.30: Bộ giải mã SOVA lặp................................................................................36
Hình 3.31: Quá trình tạo thông tin extrinsic................................................................40
Hình 3.32: Cấu trúc bộ giải mã lặp với các trọng số...................................................41
Hình 3.33: So sánh hệ thống mã hoá...........................................................................43
Hình 4.34: Sơ đồ giải mã lặp.................................................................................46
Hình 4.35: Bộ giải mã Pipeline.............................................................................46
Hình 4.36: Sơ đồ bộ mã hoá PCCC theo chuẩn CDMA2000.....................................48
Hình 4.37: Thủ tục tính địa chi ngõ ra của bộ chèn.............................49
Hình 4.38: Khoảng cách tự do hiệu dụng....................................................................52



Hình 5.39: Chương trình mô phỏng chính..................................................................55
Hình 5.40: Kết quả lần 1.............................................................................................59
Hình 5.41: Kết quả lần 2.............................................................................................59
Hình 5.42: Kết quả lần 3.............................................................................................60
Hình 5.43: Kết quả lần 4.............................................................................................60
Hình 5.44: Kết quả lần 5.............................................................................................61
Hình 5.45: Kết quả lần 6.............................................................................................61
Hình 5.46: Kết quả lần 7.............................................................................................62

Chương 1: Tổng quan về CDMA

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CDMA
1.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG
Lý thuyết về CDMA đã được xây dựng từ những nǎm 1950 và được áp dụng
trong thông tin quân sự từ những nǎm 1960. Cùng với sự phát triển của công nghệ
bán dẫn và lý thuyết thông tin trong những nǎm 1980, CDMA đã được thương mại
hoá từ phương pháp thu GPS và Ommi-TRACS, phương pháp này cũng đã được đề
xuất trong hệ thống tổ ong của Qualcomm - Mỹ vào nǎm 1990.
Trong chương này ta đề cập đến những vấn đề sau:
• Tổng quan về CDMA.
• Thủ tục thu phát tín hiệu trong CDMA.
• Các đặc điểm của CDMA.
1.2 TỔNG QUAN
Hình 1.1: Phổ trong quá trình thu và phát CDMA
T/L: là thời hạn cắt.
1
f
0 1/T
T
Phổ tin
T/L
F
c
F
c
+T/L
Phổ tín hiệu
đã phát
T/L
f

c
f
c
+T/L
Phổ tín hiệu
thu được
f
0 1/T
T
Phổ tin tức
Trải phổ
Nén phổ
Máy phát dùng mã PN để trải phổ
Chương 1: Tổng quan về CDMA

Trong thông tin CDMA thì nhiều người sử dụng chung thời gian và tần số, mã
PN (tạp âm giả ngẫu nhiên) với sự tương quan chéo thấp được ấn định cho mỗi người
sử dụng. Người sử dụng truyền tín hiệu nhờ trải phổ tín hiệu truyền có sử dụng mã
PN đã ấn định. Đầu thu tạo ra một dãy giả ngẫu nhiên như ở đầu phát và khôi phục
lại tín hiệu dự định nhờ việc trải phổ ngược các tín hiệu đồng bộ thu được.
1.3 THỦ TỤC THU/PHÁT TÍN HIỆU
 Tín hiệu số liệu thoại (9,6 Kb/s) phía phát được mã hoá, lặp, chèn và được
nhân với sóng mang f
0
và mã PN ở tốc độ 1,2288 Mb/s (9,6 Kb/s x 128).
 Tín hiệu đã được điều chế đi qua một bộ lọc bǎng thông có độ rộng bǎng
1,25 MHZ sau đó phát xạ qua anten.
 Ở đầu thu, sóng mang và mã PN của tín hiệu thu được từ anten được đưa
đến bộ tương quan qua bộ lọc bǎng thông độ rộng bǎng 1,25 MHz và số
liệu thoại mong muốn được tách ra để tái tạo lại số liệu thoại nhờ sử dụng

bộ tách chèn và giải mã.
1.4 CÁC ĐẶC TÍNH CỦA CDMA
1.4.1 Tính đa dạng của phân tập
Trong hệ thống điều chế bǎng hẹp như điều chế FM analog sử dụng trong hệ
thống điện thoại tổ ong thế hệ đầu tiên thì tính đa đường tạo nên nhiều fading nghiêm
trọng. Tính nghiêm trọng của vấn đề fading đa đường được giảm đi trong điều chế
CDMA bǎng rộng vì các tín hiệu qua các đường khác nhau được thu nhận một cách
độc lập.
Nhưng hiện tượng fading xảy ra một cách liên tục trong hệ thống này do
fading đa đường không thể loại trừ hoàn toàn được vì với các hiện tượng fading đa
đường xảy ra liên tục đó thì bộ giải điều chế không thể xử lý tín hiệu thu một cách
độc lập được.
Phân tập là một hình thức tốt để làm giảm fading, có 3 loại phân tập là theo
thời gian, theo tần số và theo khoảng cách. Phân tập theo thời gian đạt được nhờ sử
dụng việc chèn và mã sửa sai. Hệ thống CDMA bǎng rộng ứng dụng phân tập theo
tần số nhờ việc mở rộng khả nǎng báo hiệu trong một bǎng tần rộng và fading liên
hợp với tần số thường có ảnh hưởng đến bǎng tần báo hiệu (200 - 300) KHz. Phân
tập theo khoảng cách hay theo đường truyền có thể đạt được theo 3 phương pháp sau:
2
Chương 1: Tổng quan về CDMA

* Thiết lập nhiều đường báo hiệu (chuyển vùng mềm) để kết nối máy di động đồng
thời với 2 hoặc nhiều BS.
* Sử dụng môi trường đa đường qua chức nǎng trải phổ giống như bộ thu quét thu
nhận và tổ hợp các tín hiệu phát với các tín hiệu phát khác trễ thời gian.
* Đặt nhiều anten tại BS.
Các loại phân tập để nâng cao hoạt động của hệ thống CDMA được chỉ ra trên
hình 1.2 và được tóm tắt như sau:
+Phân tập theo thời gian : Chèn mã, tách lỗi và mã sửa sai.
+Phân tập theo tần số:Tín hiệu bǎng rộng 1,25 MHz.

+Phân tập theo khoảng cách (theo đường truyền) :Hai cặp anten thu
của BS, bộ thu đa đường và kết nối với nhiều BS (chuyển vùng mềm).
Hình 1.2: Các quá trình phân tập trong CDMA
1.4.2 Điều khiển công suất CDMA
Hệ thống CDMA cung cấp chức nǎng điều khiển công suất 2 chiều (từ BS
đến máy di động và ngược lại) để cung cấp một hệ thống có dung lượng lưu lượng
lớn, chất lượng dịch vụ cuộc gọi cao và các lợi ích khác. Mục đích của điều khiển
công suất phát của máy di động là điều khiển công suất phát của máy di động sao cho
tín hiệu phát của tất cả các máy di động trong một vùng phục vụ có thể được thu với
độ nhạy trung bình tại bộ thu của BS. Khi công suất phát của tất cả các máy di động
trong vùng phục vụ được điều khiển như vậy thì tổng công suất thu được tại bộ thu
của BS trở thành công suất thu trung bình của nhiều máy di động.
3
Chương 1: Tổng quan về CDMA

Bộ thu CDMA của BS chuyển tín hiệu CDMA thu được từ máy di động tương
ứng thành thông tin số bǎng hẹp. Trong trường hợp này thì tín hiệu của các máy di
động khác còn lại chỉ như là tín hiệu tạp âm của bǎng rộng .Thủ tục thu hẹp bǎng
được gọi là độ lợi sử lý nhằm nâng cao tỷ số tín hiệu/ giao thoa (db) từ giá trị âm lên
đến một mức đủ lớn để cho phép hoạt động được với lỗi bit chấp nhận được.
Một mong muốn là tối ưu các lợi ích của hệ thống CDMA bằng cách tǎng số
lượng các cuộc gọi đồng thời trong một bǎng tần cho trước. Dung lượng hệ thống là
tối đa khi tín hiệu truyền của máy di động được thu bởi BS có tỷ số tín hiệu/giao thoa
ở mức yêu cầu tối thiểu qua việc điều khiển công suất của máy di động.
Hoạt động của máy di động sẽ bị giảm chất lượng nếu tín hiệu của các máy di
động mà BS thu được là quá yếu. Nếu các tín hiệu của các máy di động đủ khoẻ thì
hoạt động của các máy này sẽ được cải thiện nhưng giao thoa đối với các máy di
động khác cùng sử dụng một kênh sẽ tǎng lên làm cho chất lượng cuộc gọi của các
thuê bao khác sẽ bị giảm nếu như dung lượng tối đa không giảm.
Việc đóng, mở mạch điều khiển công suất từ máy di động tới BS và điều

khiển công suất từ BS tới máy di động sử dụng trong hệ thống CDMA được chỉ trên
hình 1.3. Mạch mở đường điều khiển công suất từ máy di động tới BS là chức nǎng
hoạt động cơ bản của máy di động. Máy di động điều chỉnh ngay công suất phát theo
sự biến đổi công suất thu được từ BS. Máy di động đo mức công suất thu được từ BS
và điều khiển công suất phát tỷ lệ nghịch với mức công suất đo được. Mạch mở
đường điều khiển công suất làm cho các tín hiệu phát của tất cả các máy di động
được thu với cùng một mức tại BS. BS cung cấp chức nǎng mạch mở đường điều
khiển công suất qua việc cung cấp cho các máy di động một hằng số định cỡ cho nó.
Hằng số định cỡ liên quan chặt chẽ tới yếu tố tải và tạp âm của BS, độ tǎng ích anten
và bộ khuyếch đại công suất. Hằng số này được truyền đi từ BS tới máy di động như
là một phần của bản tin thông báo.
4
Chương 1: Tổng quan về CDMA

Hình 1.3: Điều khiển công suất trong CDMA
1.4.3 Công suất phát thấp
Việc giảm tỷ số Eb/No (tương ứng với tỉ số tín hiệu trên nhiễu) chấp nhận
được không chỉ làm tǎng dung lượng hệ thống mà còn làm giảm công suất phát yêu
cầu để khắc phục tạp âm và giao thoa. Việc giảm này nghĩa là giảm công suất phát
yêu cầu đối với máy di động. Nó làm giảm giá thành và cho phép hoạt động trong các
vùng rộng lớn hơn với công suất thấp khi so với các hệ thống analog hoặc TDMA có
công suất tương tự. Hơn nữa, việc giảm công suất phát yêu cầu sẽ làm tǎng vùng
phục vụ và làm giảm số lượng BS yêu cầu khi so với các hệ thống khác.
Một tiến bộ lớn hơn của việc điều khiển công suất trong hệ thống CDMA là
làm giảm công suất phát trung bình. Trong đa số trường hợp thì môi trường truyền
dẫn là thuận lợi đối với CDMA. Trong các hệ thống bǎng hẹp thì công suất phát cao
luôn luôn được yêu cầu để khắc phục fading tạo ra theo thời gian. Trong hệ thống
CDMA thì công suất trung bình có thể giảm bởi vì công suất yêu cầu chỉ phát đi khi
có điều khiển công suất và công suất phát chỉ tǎng khi có fading.
1.4.4 Bộ mã-giải mã thoại và tốc độ số liệu biến đổi

Bộ mã - giải mã thoại của hệ thống CDMA được thiết kế với các tốc độ biến
đổi 8 Kb/s. Dịch vụ thoại 2 chiều của tốc độ số liệu biến đổi cung cấp thông tin thoại
5
Chương 1: Tổng quan về CDMA

có sử dụng thuật toán mã - giải mã thoại tốc độ số liệu biến đổi động giữa BS và máy
di động. Bộ mã - giải mã thoại phía phát lấy mẫu tín hiệu thoại để tạo ra các gói tín
hiệu thoại được mã hoá dùng để truyền tới bộ mã - giải mã thoại phía thu. Bộ mã -
giải mã thoại phía thu sẽ giải mã các gói tín hiệu thoại thu được thành các mẫu tín
hiệu thoại.
Hai bộ mã - giải mã thoại thông tin với nhau ở 4 nấc tốc độ truyền dẫn là 9600
b/s, 4800 b/s, 2400 b/s, 1200 b/s, các tốc độ này được chọn theo điều kiện hoạt động
và theo bản tin hoặc số liệu.
Bộ mã - giải mã thoại biến đổi sử dụng ngưỡng tương thính để chọn tốc độ số
liệu. Ngưỡng được điều khiển theo cường độ của tạp âm nền và tốc độ số liệu sẽ chỉ
chuyển đổi thành tốc độ cao khi có tín hiệu thoại vào. Do đó, tạp âm nền bị triệt đi để
tạo ra sự truyền dẫn thoại chất lượng cao trong môi trường tạp âm.
1.4.5 Bảo mật cuộc gọi
Hệ thống CDMA cung cấp chức nǎng bảo mật cuộc gọi mức độ cao và về cơ
bản là tạo ra xuyên âm, việc sử dụng máy thu tìm kiếm và sử dụng bất hợp pháp kênh
RF là khó khǎn đối với hệ thống tổ ong số CDMA bởi vì tín hiệu CDMA đã được
scrambling (trộn). Về cơ bản thì công nghệ CDMA cung cấp khả nǎng bảo mật cuộc
gọi và các khả nǎng bảo vệ khác, tiêu chuẩn đề xuất gồm khả nǎng xác nhận và bảo
mật cuộc gọi được định rõ trong EIA/TIA/IS-54-B. Có thể mã hoá kênh thoại số một
cách dễ dàng nhờ sử dụng DES hoặc các công nghệ mã tiêu chuẩn khác.
6
Chương 1: Tổng quan về CDMA

1.4.6 Chuyển giao mềm(Soft Handoff)
Hình 1.4: Chuyển giao mềm

Chuyển giao mềm là chuyển giao trong đó trạm di động bắt đầu thông tin với
một trạm gốc mới mà vẫn chưa cắt thông tin với trạm gốc cũ .Chuyển giao mềm chỉ
có thể được thực hiện khi cả trạm gốc cũ lẫn trạm gốc mới đều làm việc ở cùng một
tần số .MS thông tin với hai đoạn của hai ô nhớ khác nhau (chuyển giao hai đường)
hoặc với ba đoạn của ba ô nhớ khác nhau (chuyển giao ba đường ) .BS điều khiển
trực tiếp quá trình xử lý cuộc gọi trong quá trình chuyển giao được gọi là BS sơ
cấp .BS sơ cấp có thể khởi đầu bản tin điều khiển đường xuống .Các BS khác không
điều khiển xử lý cuộc gọi là các BS thứ cấp .Chuyển giao mềm kết thúc khi hoặc BS
sơ cấp hoặc BS thứ cấp bị loại bỏ .Nếu BS sơ cấp bị loại bỏ thì BS thứ cấp trở thành
BS sơ cấp cho cuộc gọi này . Chuyển giao ba đường có thể kết thúc bằng cách loại bỏ
một trong số các BS và trở thành chuyển giao hai đường.
1.4.7 Dung lượng
Việc tái sử dụng tần số trong hệ thống tế bào tạo ra một mức độ giao thoa nhất
định để mở rộng dung lượng hệ thống một cách có điều khiển. Do CDMA có đặc tính
gạt giao thoa một cách cơ bản nên có thể thực hiện điều khiển giao thoa có hiệu quả
hơn trong hệ thống FDMA và TDMA .Trong hệ thống CDMA một băng tần rộng
được sử dụng chung bởi tất cả các BS.
Các thông số xác định dung lượng của hệ thống CDMA gồm độ lợi xử lý, chu
kỳ công suất thoại, hiệu quả tái sử dụng tần số và lượng búp sóng của anten BS .Khi
7
Chương 1: Tổng quan về CDMA

có nhiều kênh thoại được cung cấp trong hệ thống CDMA trong cùng một tỷ lệ cuộc
goi bị chặn và hiệu quả trung kế cũng tăng lên thì càng nhiều dịch vụ thuê bao được
cung cấp trên một kênh.
1.4.8 Tách tín hiệu thoại
Trong thông tin 2 chiều song công tổng quát thì tỷ số chiếm dụng tải của tín
hiệu thoại không lớn hơn khoảng 35%. Trong trường hợp không có tín hiệu thoại
trong hệ thống TDMA và FDMA thì khó áp dụng yếu tố tích cực thoại vì trễ thời gian
định vị lại kênh tiếp theo là quá dài. Nhưng do tốc độ truyền dẫn số liệu giảm nếu

không có tín hiệu thoại trong hệ thống CDMA nên giao thoa ở người sử dụng khác
giảm một cách đáng kể. Dung lượng hệ thống CDMA tǎng khoảng 2 lần và suy giảm
truyền dẫn trung bình của máy di động giảm khoảng 1/2 vì dung lượng được xác định
theo mức giao thoa ở những người sử dụng khác.
1.4.9 Tái sử dụng tần số và vùng phủ sóng
Tất cả các BS đều tái sử dụng kênh băng rộng trong hệ thống CDMA.Giao
thoa tổng ở tín hiệu máy di động thu được từ BS ,giao thoa tạo ra trong các máy di
động của cùng một BS và giao thoa tạo ra trong các máy di động của BS bên
cạnh,giao thoa tổng từ tất cả các máy di động bên cạnh bằng 1/2 của giao thoa tổng
từ các máy di động khác trong cùng BS.Hiệu quả tái sử dụng tần số của các BS
không định hướng khoảng 65%,đó chính là giao thoa tổng từ các máy di động khác
trong cùng một BS với giao thoa từ tất cả các BS.Trong trường hợp anten của BS là
không định hướng thì giao thoa trung bình giảm xuống 1/3 vì mỗi anten kiểm soát
nhỏ hơn 1/3 số lượng máy di động trong BS.Do đó dung lượng cung cấp bởi toàn bộ
hệ thống tăng xấp xỉ 3 lần.
1.4.10 Giá trị E
b
/E
0
thấp và chống lỗi
E
b
/E
0
là tỉ số của năng lượng trên mỗi bit đối với mật độ phổ công suất tạp âm
, đó là giá trị tiêu chuẩn để so sánh hiệu suất của phương pháp điều chế và mã hoá
số.Mã sửa sai được sử dụng trong hệ thống CDMA cùng với giải điều chế hiệu suất
cao,có thể tăng dung lượng và giảm công suất yêu cầu đối với máy phát giảm E
b
/E

0
.
1.4.11Dung lượng mềm
Hệ thống CDMA có mối liên quan linh hoạt giữa số người sử dụng và loại
dịch vụ.Trong hệ thống Analog và TDMA thì số cuộc gọi được ấn định đối với
8
Chương 1: Tổng quan về CDMA

đường truyền luân phiên hoặc sự tắt cuộc gọi xãy ra trong trường hợp tắc nghẽn kênh
trong trạng thái chuyển giao.Nhưng trong hệ thống CDMA cuộc gọi được thoả mãn
nhờ tăng tỉ lệ lỗi bit cho tới khi cuộc gọi khác hoàn thành .Hệ thống CDMA còn sử
dụng lớp dịch vụ để cung cấp dịch vụ chất lượng cao phụ thuộc vào giá thành dịch vụ
và ấn định công suất (dung lượng) nhiều cho các người sử dụng dịch vụ lớp cao.Có
thể cung cấp thứ tự ưu tiên cao hơn đối với dịch vụ chuyển giao của người sử dụng
lớp dịch vụ cao so với người sử dụng thông thường.
1.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG
Với những ưu điểm vượt trội của CDMA nên ngày nay công nghệ này đã được
sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới nói chung và Việt Nam ta nói riêng.
Những ưu điểm của công nghệ này được dựa trên những kỹ thuật và kỹ thuật
mã hoá và giải mã nói riêng là một phần quan trọng tạo nên ưu điểm của công nghệ
này.Ta sẽ đi sâu tìm hiểu vấn đề mã Turbo ở những chương tiếp theo.
9
Chương 2: Khái niệm mã Turbo

CHƯƠNG 2 : KHÁI NIỆM MÃ TURBO
2.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG
Mã Turbo là sự kết nối gồm hai hay nhiều bộ mã riêng biệt để tạo ra một mã
tốt hơn và cũng lớn hơn.Mô hình ghép nối mã đầu tiên được Forney nghiên cứu để
tạo ra một loại mã có xác suất lỗi giảm theo hàm mũ tại tốc độ nhỏ hơn dung lượng
kênh trong khi độ phức tạp giải mã chỉ tăng theo hàm đại số.Mô hình này bao gồm sự

kết nối nối tiếp một bộ mã trong và một bộ mã ngoài.
Chương này trình bày:
• Sự kết nối các mã và sự ra đời của mã Turbo( TC).
• Gới thiệu về mã chập hệ thống đệ quy (Recursive Systematic
Convelutional Code_RSC), là cơ sở của việc tao ra mã TC.
2.2 SỰ KẾT NỐI MÃ VÀ RA ĐỜI CỦA MÃ TURBO(TURBO CODE)
Forney đã sử dụng một bộ mã khối ngắn hoặc một bộ mã tích chập với giải
thuật giải mã Viterbi xác suất lớn nhất làm bộ mã trong và một bộ mã Reed-Salomon
dài không nhị phân tốc độ cao với thuật toán giải mã sửa lỗi đại số làm bộ mã ngoài.
Mục đích lúc đầu chỉ là nghiên cứu một lý thuyết mới nhưng sau này mô hình
ghép nối mã đã trở thành tiêu chuẩn cho các ứng dụng cần độ lợi mã lớn .Có hai kiểu
kết nối cơ bản là kết nối nối tiếp (hình 1.1) và kết nối song song ( hình 1.2)
Hình 2.5: Mã kết nối nối tiếp
Bộ mã hoá 1 được gọi là bộ mã ngoài ,còn bộ mã hoá 2 là bộ mã trong.Đối với
mã kết nối nối tiếp ,tốc độ mã hoá: R
nt
=k
1
k
2
/n
1
n
2
Đối với mã song song , tốc độ mã hoá tổng : R
ss
= k/( n
1
+n
2

)
Bộ mã hoá 1
r = k
1
/n
1
Bộ mã hoá 2
r = k
2
/n
2
Ngõ vào Ngõ ra
10
Chương 2: Khái niệm mã Turbo


Hình 2.6: Mã kết nối song song
Trên chỉ là các mô hình kết nối lý thuyết.Thực tế các mô hình này cần phải sử
dụng thêm các bộ chèn giữa các bộ mã hoá nhằm cải tiến khả năng sửa sai.
Năm 1993, Claude Berrou, Alain Glavieux, Puja Thitimajshima đã cùng viết tác
phẩm “ Near Shannon limit error correcting coding and decoding :TURBO
CODE” đánh dấu một bước tiến vượt bậc trong nghiên cứu mã sửa sai.Loại mã mà
họ giới thiệu thực hiện trong khoảng 0.7dB so với giới hạn của Shannon cho kênh
AWGN.Loại mã mà họ giới thiệu được gọi là mã Turbo ,thực chất là sự kết nối song
song các bộ mã tích chập đặc biệt cùng với các bộ chèn .Cấu hình này gọi là :“Kết
nối song song các mã tích chập “( Parallel Concatenated Convolutional Code_
PCCC)
Ngoài ra cũng có “Kết nối nối tiếp các mã tích chập”(Serial Concatenated
Convolutional Code_SCCC) và dạng“ Kết nối hổn hợp các bộ mã tích chập”(
Hybrid Concatenated Convolutional Code_HCCC).Các loại mã này có nhiều đặc

điểm tương tự nhau và cùng xuất phát từ mô hình của Berrou nên gọi chung là:
TURBO CODE ( TC).
2.3 BỘ MÃ HOÁ TÍCH CHẬP HỆ THỐNG ĐỆ QUY (RSC)
Trong bộ mã TC sử dụng một bộ mã tích chập đặc biệt : mã tích chập hệ thống
đệ quy ( Recursive Systematic Convolutional Code_RSC ).Tính hệ thống có nghĩa là
đầu vào của bộ mã hoá cũng có nghĩa là một phần của ngõ ra .Vì thế ,một bit trong n
bit ngõ ra của một vòng lặp mã hoá đơn là 1 bit trong thông điệp đi vào bộ mã hoá .
Tính đệ quy có nghĩa là có hồi tiếp từ ngõ ra bộ mã hoá về ngõ vào .Các bộ mã
hoá tích chập truyền thống không có hồi tiếp nên có thể được coi như một bộ lọc FIR
còn các bộ lọc RSC nhờ hồi tiếp nên có thể coi như là bộ lọc IIR.
Ngõ vào
Ngõ ra
Bộ ghép
(Multiplexer)
Bộ mã hoá1
r = k/n
1
Bộ mã hoá
r = k/n
2
11
Chương 2: Khái niệm mã Turbo

2.3.1 Mã chập tuyến tính
Bộ mã hóa sử dụng các thanh ghi dịch để đưa thêm độ dư vào luồng dữ liệu .
Bộ phận cơ bản của phần cứng trong việc mã hóa này là thanh ghi dịch với
(m+1) ngăn ( stages), như hình sau
Hình 2.7: Thanh ghi dịch cho sự mã hóa
Mỗi một ký hiệu g
i

trên hình là một số nhị phân đại diện cho sự ngắn mạch
hoặc hở mạch( g
i
=1 là ngắn mạch, g
i
=0 là hở mạch). Các bits thông tin trên thanh ghi
được kết hợp bởi bộ cộng modulo 2 để tạo nên các bit ở đầu ra ta gọi các bit đầu ra
là các bit mã hóa. Công thức biễu diễn các bit ở đầu ra ứng với các bit vào là:
y
j
=S
j-m
g
l
⊕ . . . .⊕ S
j-1
g
1
⊕ S
j
g
0
(mod 2)
m
= ∑ S
j – i
g
i

i=0

Để mô tả bộ mã hóa mã chập người ta đưa ra các thông số của bộ mã hóa như
sau : (n,k, K) , Trong đó
k : số đầu vào
n :số đầu ra
K:chiều dài constraint lengths(số ngăn lớn nhất trên thanh ghi)
Trong đó k < n để ta có thể thêm độ dư vào luồng dữ liệu để thực hiện phát hiện sai
và sửa sai.Hình 2.4 bên dưới cho ta thấy rõ hơn về bộ mã chập
g
l
g
1
g
0
S
j-m
S
j-1
.....
S
j
Message bits x
i
encoded bit y
j
12
Chương 2: Khái niệm mã Turbo

+
+
1

0
0
(1+1+0+0)
(1+0+0)
1
0
1
1
1
1
(1+0+0)
(1+0+0+0)
0
0
0
+
+
Hình 2.8: Các ví dụ về mã chập
2.3.2 Mã tích chập hệ thống đệ quy
Mã tích chập hệ thống đệ quy được lấy từ bộ mã hoá tích chập thông thường
bằng cách hồi tiếp một trong những ngõ ra mã hoá thành ngõ vào của nó
Hình 2.9: Bộ mã hoá tích chập có r=1/2 ; K=3
Một bộ mã tích chập thông thường được biểu diễn qua các chuỗi g
1
= [1 1 1] và
g
2
=[ 1 0 1] và có thể được viết là G =[ g
1
,g

2
] .Bộ mã hoá RSC tương ứng bộ mã hoá
tích chập thông thường đó được biểu diễn là G = [ 1, g
2
/g
1
] trong đó ngõ ra đầu tiên (
biểu diễn bởi g
1
) được hồi tiếp về ngõ vào , g
1
là ngõ ra hệ thống , g
2
là ngõ ra
feedforward.Hình 2.6 trình bày bộ mã hoá RSC
D
D
+
+
x
c
(2)
c
(1)
13
Chương 2: Khái niệm mã Turbo

Hình 2.10: Bộ mã hoá RSC của hình 2.5
2.3.3 Các bộ mã hoá tích chập đệ quy và không đệ quy
Một bộ mã hoá tích chập đệ quy có khuynh hướng cho ra các từ mã có trọng

số tăng so với bộ mã hoá không đệ quy ,nghĩa là bộ mã tích chập đệ quy cho ra ít từ
mã có trọng số thấp và cũng dẫn đến việc thực hiện sửa sai tốt hơn
Đối với mã Turbo ,mục đích của việc thực hiện các bộ mã hoá RSC là tận
dụng bản chất đệ quy của các bộ mã hoá và tận dụng sự kiện bộ mã hoá là hệ thống
Để kiểm tra bộ mã hoá tích chập đệ quy hay không đệ quy ,ta xét ví dụ sau
,bộ mã tích chập không đệ quy đơn giản có ma trận sinh g
1
= [1 1] và g
2
=[1 0] ,
( hình 2.7)
Hình 2.11: Bộ mã hoá tích chập không đệ quy r = 1/2 va K = 3
với chuỗi ngõ vào và ngõ ra
Hình 2.8 trình bày một bộ mã hoá tích chập tương đương của hình 2.7 có:
G =[ 1, g
2
/ g
1
]
D
+
+
x
c
2
c
1
+
D
D

+
c
2
=[1 0 0 0]
c
1
=[1 1 0 0]
x=[1 0 0 0]
14
Chương 2: Khái niệm mã Turbo

Hình 2.12: Bộ mã hoá tích chập đệ quy có r = 1/2 và K = 3 của hình 2.6 cùng
với chuỗi ngõ vào và ra
Hai mã có cùng khoảng cách tự do tối thiểu và có thể mô tả bằng cấu trúc
trellis. Vì vậy các mã có cùng xác suất lỗi sự kiện đầu tiên ,tuy nhiên các mã này có
các mức độ lỗi bit khác nhau do BER phụ thuộc vào sự tương ứng ngõ vào - ra của
bộ mã hoá. BER của mã tích chập hệ thống đệ quy thì thấp hơn BER của mã tích
chập không đệ quy tương ứng với cùng tỉ số tín hiệu trên nhiễu(SNR) thấp .
2.3.4 Kết thúc Trellis
Đối với bộ mã tích chập thông thường, Trellis được kết thúc bằng( m= k -1)
các bit zero thêm vào sau chuỗi ngõ vào. Các bit thêm vào này lái bộ mã tích chập
thông thường đến trạng thái tất cả zero ( là trạng thái kết thúc trellis) .Nhưng cách
này không thể áp dụng cho bộ mã hoá RSC do có quá trình hồi tiếp .Các bit thêm vào
để kết thúc cho bộ mã hoá RSC phụ thuộc vào trạng thái của bộ mã hoá và rất khó dự
đoán .Ngay cả khi tìm được các bit kết thúc cho một trong các bộ mã hoá thành phần
thì các bộ mã hoá thành phần khác có thể không được lái đến trạng thái tất cả zero
với cùng các bit kết thúc do có sự hiện diện của bộ chèn giữa các bộ mã hoá thành
phần. Hình 2.9 là kết thúc trellis :
Hình 2.13: Cách thức kết thúc trellis ở bộ mã RSC
Để mã hoá chuỗi ngõ vào ,khoá chuyển bật đến vị thí A , để kết thúc trellis thì

khoá chuyển bật đến vị trí B.
D
+
c
2
=[1 1 1 1]
c
1
=[1 0 0 0]
x=[10 0 0]
15
Chương 2: Khái niệm mã Turbo

2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG
Qua chương này ta biết được các khái niệm về mã tích chập ,mã tích chập hệ
thống đệ quy.Từ các mã này kết nối với nhau theo một kiểu kết nối nhất định ta được
mã Turbo, kết nối ở đây là kết nối song song các bộ mã RSC.Tuy nhiên, để hình
thành nên mã Turbo không phải kết nối đơn giản như vậy mà cần phải có bộ chèn
cũng như là sử dụng kỹ thuật xoá để mang lại hiệu quả cao hơn.Chương sau ta sẽ tìm
hiểu về mã hoá ,giải mã cũng như là cấu trúc của mã PCCC…
16
Chương 3: Mã Turbo kết nối song song

CHƯƠNG 3 : MÃ TURBO KẾT NỐI SONG SONG
(PARALLEL CONCATENATED CONVOLUTIONAL CODE)

3.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG
Mã Turbo kết nối song song là sự kết nối song song các bộ mã tích chập hệ
thống đệ quy.
Chương này đi chi tiết trình bày cụ thể các vấn đề liên quan đến mã PCCC

như:
• Cấu trúc bộ mã hóa, tổng quát và cụ thể
• Các phương pháp và thuật toán giải mã, chủ yếu là thuật toán:Log-MAP
và SOVA.
• Phân tích chất lượng mã PCCC, tính ưu việt và các yếu tố ảnh hưởng đến
chất lượng thực hiện mã PCCC.
• Biện pháp tăng chất lượng bằng thiết kế bộ chèn
• So sánh giữa PCCC với các loại mã đã biết trước đây.
3.2 BỘ MÃ HOÁ
Mã PCCC là sự kết nối song song của 2 hay nhiều mã RSC. Thông thường
người ta sử dụng tối thiểu 2 bộ mã hoá tích chập .Sơ đồ khối mã PCCC tổng quát
được trình như hình 3.1
Mỗi bộ mã hoá RSC
i
được gọi là các bộ mã thành phần (constituent code).Các
bộ mã thành phần có thể khác nhau ,tốc độ mã khác nhau nhưng có cùng cỡ khối bit
ngõ vào là k ,các chuỗi mã hoá ngõ ra bao gồm một chuỗi hệ thống (chuỗi bit vào) .Ở
các bộ mã hoá thứ hai trở đi ,chuỗi bit nhận vào để mã hoá trước hết phải qua một bộ
chèn .Tất cả các chuỗi mã hoá ngõ ra sẽ được hợp lại thành một chuỗi bit duy nhất n
bit trước khi truyền .
17
Chương 3: Mã Turbo kết nối song song

Hình 3.14: Bộ mã hoá PCCC tổng quát
Tốc độ mã hoá (code rate) của bộ mã hoá PCCC là: r = k/n
Mỗi bit thông tin ngõ vào sẽ trở thành một phần của từ mã ngõ ra (tính hệ
thống ) và sẽ được kèm theo bằng ( 1/r - 1) bit ( gọi là bit parity) để sửa lỗi nếu
có.Nếu r càng nhỏ tức số bit parity đi kèm sẽ lớn và dẫn đến khả năng sửa lỗi cao hơn
rất nhiều nhưng tốc độ truyền giảm đi , số bit truyền nhiều hơn có nghĩa là băng
thông lớn hơn và độ trễ tăng lên .Theo khuyến cáo của các tổ chức định chuẩn thì giá

trị r chỉ nên nhỏ nhất là 1/6 .
Trong quá trình hợp các chuỗi mã hoá thành một chuỗi mã hoá duy nhất ta có
thể dùng một kỹ thuật khá mới mẻ đó là kỹ thuật xoá (puncture) .
Một mã Turbo tiêu biểu là loại được kết nối theo kiểu PCCC. Sơ đồ khối được
biểu diễn trong hình 3.2
Hình 3.15: Mã PCCC tốc độ 1/3 gồm 2 bộ mã hoá chập hệ thống đệ quy


.
.
.
.
.
.
.
.
.
c
0
Bộ mã hoá
RSC1

Bộ mã hoá
RSC2
Bộ chèn 1
x
c
1,i
c
2,i

Bộ mã hoá
RSCn
Bộ chèn n-1
c
n+1,i
.
.
.
.
.
.
Chuyển
đổi song
song sang
nối tiếp
hoặc
puncture
c
c
3
Bộ mã hoá
RSC1
Bộ mã hoá
RSC2
Bộ chèn
x
c
2
c
1

18
Chương 3: Mã Turbo kết nối song song

Bộ mã hoá Turbo cơ bản được thiết kế bằng cách kết nối song song hai bộ mã
hoá hệ thống đệ quy tích chập lại với nhau .Một bộ mã hoá RSC có tốc độ mã hoá
tiêu biểu là r =1/2 ,hai bộ mã hoá thành phần được phân cách nhau bởi một bộ chèn
( interleaving) .Chỉ có một trong ba đầu ra của hai bộ RSC trên là đầu ra của hệ thống
,đầu ra của hệ thống có được bằng cách thay đổi thứ tự vị trí của bit đầu vào.Hình 3.2
là sơ đồ khối mã PCCC thường được sử dụng nhất và sẽ được dùng để làm ví dụ mô
tả các đặc tính của mã PCCC cũng như chương trình mô phỏng .Tốc độ mã hoá của
bộ mã này là r =1/3 ,bộ mã hoá RSC đầu tiên cho ra chuỗi hệ thống c
1
và chuỗi chập
đệ quy c
2
,trong khi bộ mã hoá RSC thứ hai thì bỏ qua chuỗi hệ thống của nó và chỉ
cho ra chuỗi chập đệ quy c
3
.
Hình 3.16: Sơ đồ chi tiết mã hoá PCCC tốc độ 1/3
3.3 KỸ THUẬT XOÁ (PUNCTURE)
Kỹ thuật xoá là kỹ thuật dùng để tăng tốc độ mã của một bộ mã hoá mà không
làm thay đổi cấu trúc của bộ mã hoá.Tốc độ mã càng thấp thì chất lượng càng cao
nhưng băng thông tăng.Ví dụ bộ mã tốc độ 1/3 ở hình 3.2 có thể trở thành bộ mã hoá
tốc độ 1/2 bằng cách thay vì 1 bit ngõ vào sẽ có tương ứng 3 bit ngõ ra mã hoá thì ta
cho ngõ ra mã hoá chỉ còn 2 bit.Bản chất của kỹ thuật puncture là làm giảm n theo
một qui luật nào đó để tốc độ mã hoá r tăng lên.
Ví dụ: bộ mã trong hình 3.2 , nếu chuỗi hệ thống c
1
vẫn giữ nguyên và các chuỗi

c
2
và c
3
sẽ được lấy xen kẽ. Chuỗi c
2
sẽ lấy các bit lẻ và các bit chẵn của chuỗi

c
3
thì
bộ mã sẽ có tốc độ 1/2. Khi bộ giải mã nhận được chuỗi bit đến thì nó sẽ thêm vào
19
Chương 3: Mã Turbo kết nối song song

chuỗi này các bit 0 tại những chỗ đã bị xoá bớt .Như vậy có thể làm sai lệch bit parity
nên giảm chất lượng.
3.4 BỘ CHÈN (INTERLEAVER)
Đối với mã Turbo , có một hay nhiều bộ chèn được sử dụng giữa các bộ mã
hoá thành phần .Bộ chèn được sử dụng tại bộ mã hoá nhằm mục đích hoán vị tất cả
các chuỗi ngõ vào có trọng số thấp thành chuỗi ra có từ mã ngõ ra trọng số cao hay
ngược lại .Luôn đảm bảo với một chuỗi ngõ vào thì ngõ ra một bộ mã hoá sẽ cho từ
mã trọng số cao còn bộ mã hoá kia sẽ cho ra từ mã trọng số thấp để làm tăng khoảng
cách tự do tối thiểu.
Bộ chèn không những được sử dụng tại bộ mã hoá mà nó cùng với bộ giải chèn
(deinterleaver) có trong bộ giải mã đóng một vai trò quan trọng .Vai trò của bộ chèn
chính tại bộ giải mã mới bộc lộ hết .Một bộ chèn tốt sẽ làm cho các ngõ vào của bộ
giải mã SISO ít tương quan với nhau tức là mức độ hội tụ của thuật toán giải mã sẽ
tăng lên ,đồng nghĩa với việc giải mã chính xác hơn.
Ví dụ bộ chèn được sử dụng để tăng trọng số của các từ mã như trong hình 3.2

Hình 3.17: Bộ chèn làm tăng trọng số mã của bộ mã hoá RSC2 khi so sánh với
bộ mã hoá RSC1
Từ hình 3.4 ,đối với bộ mã hoá RSC1 thì chuỗi ngõ vào x cho ra chuỗi mã tích
chập đệ quy có trọng số thấp c
2
.Để tránh bộ mã hoá RSC2 cho ra chuỗi ngõ ra đệ
quy khác cũng có trọng số thấp ,bộ chèn hoán vị chuỗi ngõ vào x thành 1 chuỗi mới
với hi vọng cho ra chuỗi mã tích chập đệ quy có trọng số cao c
3
.Vì vậy , trọng số mã
của mã PCCC là vừa phải , nó được kết hợp từ mã trọng số thấp của bộ mã hoá 1 và
trọng số cao của bộ mã hoá 2.
c
2
Mã trọng số thấp
Mã trọng số cao
Mã hệ thống
Bộ mã hoá RSC 1
Bộ mã hoá RSC 2
Bộ chèn
x
c
1
c
3
20
Chương 3: Mã Turbo kết nối song song

3.4.1 Bộ chèn ma trận
Bộ chèn ma trận khối được sử dụng thường nhất trong các hệ thống liên lạc .

Hình 3.18: Bộ chèn ma trận
Với bộ chèn như trên , nếu ta cho chuỗi vào là ( x
1
x
2
. . . . . .x
15
), như bảng 3.1
Bảng 3.1 Bảng ma trận vào
Thì chuỗi ra là:
x
1
x
6
x
11
x
2
x
7
x
12
. . . … … x
5
x
10
x
15
3.4.2 Bộ chèn giả ngẫu nhiên

Hình 3.19: Bộ chèn giả ngẫu nhiên với độ dài chuỗi ngõ vào L= 8
Bộ chèn giả ngẫu nhiên sử dụng tính ngẫu nhiên cố định và sắp xếp chuỗi ngõ
vào theo thứ tự hoán vị.Như hình trên bộ chèn viết vào [ 01101001] và đọc ra
[ 01011001]
Đọc ra
0 1 … … 1 0
0 0 … … 1 0
… …
1 1 … … 0 0
0 0 … … 1 1
Viết vào
x
1
x
6
x
11
x
2
x
7
x
12
x
3
x
8
x
13
x

4
x
9
x
14
x
5
x
10
x
15
0
1 1 0 1
0
0 1
1
3 6 8 2
7
4 5
0
1 0 1 1
0
0 1
Viết vào
Hoán vị ngẫu nhiên cố định
Đọc ra
21