Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết wavelet vào công nghệ ADS

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Style Definition: TOC 1,chuong: Font: Times New Roman,
13 pt, Do not check spelling or grammar, Not All caps,
Indent: First line: 0,05 cm
Style Definition: TOC 5: Font: Times New Roman, 13 pt, Do
not check spelling or grammar, Condensed by 0,2 pt
Formatted: Font: 3 pt

TÀO VĂN CƯỜNG

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT WAVELET

Formatted: Line spacing: 1,5 lines

VÀO CÔNG NGHỆ ADSL

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM KỸ THUẬT
Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học
Chuyên sâu:
Sư phạm Kỹ thuật Điện tử

Formatted: Font: 12 pt
Formatted: Font color: Auto

Formatted: Font: 14 pt

HÀ NỘI - 2016

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

TÀO VĂN CƯỜNG

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT WAVELET
VÀO CÔNG NGHỆ ADSL
Chuyên ngành: Lý luận và phương pháp dạy học

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM KỸ THUẬT
Chuyên sâu: Sư phạm Kỹ thuật Điện tử

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. NGUYỄN ĐẮC TRUNG

HÀ NỘI - 2016


LỜI CAM ĐOAN

Formatted: Centered
Formatted

Tôi xin cam đoan những gì được viết trong luận văn này là do sự tìm hiểu và
nghiên cứu của bản thân. Mọi kết quả nghiên cứu cũng như ý tưởng của các tác giả
khác, nếu có đều được trích dẫn từ nguồn gốc cụ thể.
Luận văn này cho đến nay chưa được bảo vệ tại bất kỳ một Hội đồng bảo vệ
luận văn Thạc sỹ nào và chưa được công bố trên bất kỳ một phương tiện thông tin nào.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những gì mà tôi đã cam đoan trên đây.
Hà Nội, ngày …. tháng …. năm 2016

Tác giả luận văn

TÀO VĂN CƯỜNG

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt
Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt, Position:
Vertical: 0,01 cm, Relative to: Paragraph, Height: Exactly
0,53 cm

i


LỜI CẢM ƠN

Formatted: Level 1

Sau một thời gian học tập tại viện Sư phạm kỹ thuật, đến nay tôi đã hoàn thành
luận văn thạc sĩ chuyên ngành Lý luận và Phương pháp dạy học, chuyên sâu Sư phạm
kỹ thuật Điện tử - Viễn thông với đề tài: “ Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết Wavelet
vào công nghệ ADSL”.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy giáo TS.
Nguyễn Đắc Trung, người đã chỉ dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy, cô giáo Viện Sư phạm kỹ thuật, Viện
Điện tử - Viễn thông, Viện Đào tạo sau đại học - Trường Đại học Bách khoa Hà
Nội, các thầy cô giáo trường học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông cùng các
thầy cô giáo khác đã tham gia quản lý, giảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình
học tập và nghiên cứu.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, các đồng nghiệp và các em
học sinh, sinh viên Viện Điện tử - Viễn thông trường đại học Bách khoa Hà Nội đã
tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong quá trình thực nghiệm sư phạm tại trường.

Đồng thời tôi xin chân thành cảm ơn tất cả bạn bè và những người thân trong gia
đình đã quan tâm, động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Trong quá trình nghiên cứu, mặc dù rất cố gắng nhưng do thời gian và trình
độ hiểu biết còn hạn chế nên luận văn không tránh khỏi thiếu sót. Tôi rất mong nhận
được sự chỉ dẫn và góp ý để đề tài được hoàn thiện hơn.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Formatted: Centered, Indent: Left: 7,62 cm

Tác giả

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt
Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt, Position:
Vertical: 0,01 cm, Relative to: Paragraph, Height: Exactly
0,53 cm

ii


MỤC LỤC

Formatted: Level 1

LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................... ii
MỤC LỤC ............................................................................................................... iii

CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ............................................................................. v
DANH MỤC, BẢNG HÌNH .................................................................................. vii
LỜI MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 21
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ ÁP DỤNG
PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG TRONG DẠY HỌC ....................................... 147
1.1.Tổng quan về phương pháp mô phỏng .................................................... 147
1.1.1. Mô phỏng và phương pháp dạy học mô phỏng.................................... 147
1.1.2. Mô hình trong dạy học mô phỏng ...................................................... 1911
1.1.3. Phương pháp mô phỏng số ................................................................. 2315
1.2. Cơ sở lý luận của vận dụng phương pháp mô phỏng trong dạy học
thực hành................................................................................................. 2719
1.2.1. Dạy học thực hành ............................................................................. 2719
1.2.2. Cơ sở lý luận của vận dụng phương pháp mô phỏng số trong dạy học

Formatted: Justified, Right: 0,61 cm, Tab stops: 15,45 cm,
Right,Leader: … + Not at 15,48 cm

thực hành ...................................................................................................... 3123
1.2.3. Mục đích vận dụng PPMP trong dạy học thực hành.......................... 3425
1. 3. Quy trình vận dụng ................................................................................ 3829
1.3.1. Một số yêu cầu trong việc vận dụng .................................................. 3829
1.3.2. Quy trình vận dụng............................................................................. 4031

Formatted: Justified, Right: 0,61 cm

CHƯƠNG II: LÝ THUYẾT VỀ WAVELET, TỔNG QUAN VỀ ADSL VÀ

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt

CÁCH ĐIỀU CHẾ ............................................................................................. 4334

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt, Position:
Vertical: 0,01 cm, Relative to: Paragraph, Height: Exactly
0,53 cm

iii


2.1. Lý thuyết wavelet ................................................................................... 4334
2.1.1. Giới thiệu chung ................................................................................. 4334
2.1.2. Biến đổi Fourier và biến đổi Wavelet ................................................ 4737
2.1.3. Các họ Wavelet .................................................................................. 5343
2.2.2. Kỹ thuật điều chế và xử lý tín hiệu trong ADSL ............................... 6050
2.2.3. Điều chế đa âm rời rạc DMT ............................................................. 6152
2.3. Điều chế đa sóng mang (MCM) dựa trên WAVELET cho ADSL ..... 6959
2.3.1 Giới thiệu ............................................................................................ 6959
2.3.2 Phát biểu bài toán................................................................................ 7061
2.3.3. Điều chế wavelet trong ADSL ........................................................... 7363
3.3.4 Tần số lấy mẫu cho tín hiệu truyền: ................................................... 7566
2.3.5 Kết luận ............................................................................................... 8070
Chương 3: MÔ PHỎNG ................................................................................... 8171
3.1. Tính toán số và mô phỏng ...................................................................... 8171
3.1.1 Điều chế đa sóng mang dựa trên FFT ................................................ 8171
3.1.2 Điều chế đa sóng mang dựa trên DWT .............................................. 8272
3.2. Nhận xét kết quả thu được .................................................................... 8473
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ................................9179
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 9481

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt
Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt, Position:

Vertical: 0,01 cm, Relative to: Paragraph, Height: Exactly
0,53 cm

iv


CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

Formatted: Centered, Level 1

MH

Mô hình

PP

Phương pháp

PPDH

Phương pháp dạy học

MP

Mô phỏng

PT

Phương tiện

PTDH

Phương tiện dạy học.

CNTT

Công nghệ thông tin

CNMP

Công nghệ mô phỏng

HS

Học sinh

GV

Giáo viên

KTCN

Kỹ thuật công nghiệp

DH

Dạy học

ĐC

Đối chứng

TN

Thực nghiệm

TH

Thực hành

CNH - HĐH

Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá

ĐT

Đào tạo

ND

Nội dung

THPT

Trung học phổ thông

THCS

Trung học cơ sở

SPKT

Sư phạm kỹ thuật

ĐH

Đại học

HN

Hà Nội

ADSL

Asymmetric Digital Subscriber Line

ANSI

American National Standards Institute

ATU-C ADSL

Transmission Unit at the CO

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt

ATU-R ADSL

Transmission Unit at the

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt, Position:
Vertical: 0,01 cm, Relative to: Paragraph, Height: Exactly
0,53 cm

v


Remote side of the subscriber line
BER

Bit Error Rate

CAP

Carrierless Amplitude and Phase modulation

CP

Cyclic Prefix

DFT

Discrete Fourier Transform

DMT

Discrete Multi-Tone

DSL

Digital Subscriber Line

DWMT

Discrete Wavelet Multi-Tone

FFT

Fast Fourier Transform

FWT

Fast Wavelet Transform

ICI

Inter-Channel Interference

IFFT

Inverse Fast Fourier Transform

IFWT

Inverse Fast Wavelet Transform

ISI

Inter-Symbol Interference

ITU

International Telecommunication Union

MCM

Multi-Carrier Modulation

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt
Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt, Position:
Vertical: 0,01 cm, Relative to: Paragraph, Height: Exactly
0,53 cm

vi


Formatted: Left, Level 1, Tab stops: 7,75 cm, Centered

DANH MỤC, BẢNG HÌNH
Formatted: Font: 9 pt

Danh mục bảng
Bảng 2.1: Tổng kết tính chất của một số Wavelet....................................................... 5445
Bảng 2.2: Các thông số Đáp ứng tần số của tín hiệu truyền trên cáp đồng .............. 5748
Danh mục hình
Hình 1.1. Quá trình mô phỏng .........................................................................................179
Hình 1.2. Phân loại mô hình ......................................................................................... 2012
Hình 1.3. Quá trình mô phỏng số ................................................................................. 2416

Formatted: Level 1, Tab stops: 7,75 cm, Centered

Formatted: Font: 5 pt
Formatted: Line spacing: Multiple 1,35 li
Field Code Changed
Formatted: Font: 13 pt, Bold
Formatted: Centered
Formatted: Font: Bold
Field Code Changed
Formatted: Font: Not Bold

Hình 1.4. Cấu trúc bài dạy thực hành kỹ thuật ............................................................ 3122
Hình 1.5. Cấu trúc của phương pháp mô phỏng.......................................................... 4031
Hình 2.1: Cửa sổ Fourier hẹp, rộng và độ phân giải trên mặt phẳng tần số-thời gian4839
Hình 2.2: Độ phân giải trên mặt phẳng thời gian - tần số. Trục hoành biểu diễn thời
gian, trục tung biểu diễn tần số ................................................................... 4940
Hình 2.3: Biểu diễn CWT theo biểu thức (2.3) ........................................................... 5141
Hình 2.4: Các hàm Fourier cơ sở, ô ngói thời gian - tần số, và sự hội tụ trên mặt phẳng
thời gian - tần số........................................................................................... 5243
Hình 2.5: Các hàm cơ sở Wavelet Daubechies, ô ngói thời gian - tần số, và sự hội tụ
trên mặt phẳng thời gian - tần số................................................................. 5343
Hình 2.6: Các họ Wavelet (a) Haar (b) Daubechies4 (c) Coiflet1 (d) Symlet2 (e) Meyer
(f) Morlet (g) Mexican Hat.......................................................................... 5344
Hình 2.7: Ứng dụng xử lý tín hiệu sử dụng biến đổi Wavelet.................................... 5546
Hình 2.8: Sơ đồ nguyên tắc lấy mẫu tín hiệu............................................................... 6051
Hình 2.9: Sơ đồ khối tổng quát điều chế tín hiệu theo công nghệ DSL..................... 6152
Hình 2.10: Khái quát điều chế DMT ............................................................................ 6253
Hình 2.11 : Điều chế DMT dùng IDFT . ..................................................................... 6455
Hình 2.12: Tỉ số SNR của kênh truyền . ...................................................................... 6556
Hình 2.14: Đáp ứng xung của một kênh bị ISI . .......................................................... 6859
Hình 2.15: Mô tả ngõ ra của một kênh bị ISI khi kích bởi một xung ở đầu vào . ..... 6859
vii

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt
Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt, Position:
Vertical: 0,01 cm, Relative to: Paragraph, Height: Exactly
0,53 cm


Hình 2.16: Mô hình điều chế ........................................................................................ 7061
Hình 2.17: Sơ đồ khối truyền thông số dựa trên sóng con.......................................... 7263
Hình 2.18: Điều chế đa sóng mang .............................................................................. 7364
Hình 2.19: Dịch chuyển (a)1 tap (có chồng lấp)(b)7 tap (không chồng lấp)............ 7667
Hình 2.20: Ma trận kênh đầu thu (dịch chuyển 7 tap) tần số lấy mẫu ....................... 7767
Hình 2.21: Phía bên phát wavelet cặp đôi.................................................................... 7868
Hình 2.22: Sơ đồ khối điều chế wavelet ...................................................................... 7969
Hình 3.1: Mô hình Simulink của hệ thống điều chế DMT ......................................... 8271
Hình 3.2: Mô hình Simulink của hệ thống điều chế DWMT ..................................... 8372
Hình 3.3: Mô hình Simulink của hệ thống điều chế DWMT/FFT ............................. 8473
Hình 3.4a: Đáp ứng xung kênh h(t) của một dây đồng (CSA loop # 1 trong ITU
G.992.2) ........................................................................................................ 8574
Hình 3.4b: Phần thực và phần ảo của hàm truyền H(f)............................................... 8674
Hình 3.5: Ber của hệ thống MCM dùng FFT và DWT .............................................. 8675
Hình 3.6: Ma trận kênh hệ thống MCM dùng FFT ..................................................... 8776
Hình 3.7: Bản ánh xạ màu chỉ thị ma trận kênh .......................................................... 8776
Hình 3.8: Ma trận kênh của wavelet Daubechies D8 dịch chuyển 1 tap................... 8876
Hình 3.9: Ma trận kênh (a) trước, và (b) sau bộ cân bằng .......................................... 8977
Hình 3.10: Dịch chuyển 1 tap (a) chưa cân bằng (b) đã cân bằng ............................. 9078
Formatted: Font: Not Bold
Formatted: Font: Not Bold

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt, Position:
Vertical: 0,01 cm, Relative to: Paragraph, Height: Exactly
0,53 cm

viii


Formatted

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt
Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt, Position:
Vertical: 0,01 cm, Relative to: Paragraph, Height: Exactly
0,53 cm

1


Formatted: Heading 1, Centered, Indent: First line: 0 cm,
Line spacing: single

LỜI MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài

Formatted: Centered
Formatted: Font: Not Italic

Tên đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết Wavelet vào công nghệ ADSL”
1.1. Xuất phát từ yêu cầu của xã hội với việc phát triển mạnh mẽ của thông

Formatted: Indent: First line: 0,95 cm

Formatted: Font: Bold

tin truyền thông.
Trong thời gian vừa qua, trên thế giới đang tiếp tục diễn ra cuộc cách mạng
khoa học - công nghệ, sự chuyển biến từ kỷ nguyên công nghiệp sang kỷ nguyên
thông tin và phát triển kinh tế tri thức. Sự ra đời của các công nghệ cao đã giúp các
nước phát triển. Thế giới bước sang kỷ nguyên của xã hội thông tin.
1.2. Xuất phát từ việc ứng dụng CNTT trong dạy học diễn ra phổ biến và

Formatted: Font: Bold

sâu rộng trong các ngành, trong đó có ngành giáo dục trong giai đoạn hiện nay
Để nâng cao chất lượng đào tạo nguồn nhân lực Công nghệ thông tin và
truyền thông gắn liến với nhu cầu xã hội, theo mục tiêu cụ thể đến năm 2020 của
Nghị quyết số 36-NQ/TW ngày 01/7/2014 của Bộ Chính trị (khóa VI) về đẩy mạnh
ứng dụng, phát triển công nghệ thông tin (CNTT) đáp ứng yêu cầu phát triển bền
vững và hội nhập quốc tế, trong ba khâu đột phá chiến lược, có nội dung: “Tạo
chuyển biến mạnh mẽ về chất lượng nguồn nhân lực, đổi mới nội dung, phương
thức dạy và học, thúc đẩy xã hội học tập, đáp ứng yêu cầu phát triển đất nước”.
Quyết định số 1605/QĐ-TTg ngày 27/8/2010 của Thủ tướng chính phủ phê
duyệt chương trình Quốc gia về ứng dụng Công nghệ thông tin trong các cơ quan
nhà nước.

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt
Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt, Position:
Vertical: 0,01 cm, Relative to: Paragraph, Height: Exactly
0,53 cm

2

Mục tiêu là ứng dụng công nghệ thông tin vào các hoạt động quản lý, dạy và

Field Code Changed

học bằng các công nghệ phần mềm tiên tiến trên thế giới; hiện đại hóa cơ sở hạ tầng
thông tin theo hướng số hóa, mô phỏng hóa các máy móc, thiết bị dạy học, tạo đột
phá về chất lượng đào tạo.
Công nghệ phần mềm phát triển mạnh, trong đó các phần mềm giáo dục
cũng đạt được những thành tựu đáng kể. Công nghệ thông tin mở ra triển vọng to
lớn trong việc đổi mới các phương pháp và hình thức dạy học. Những phương pháp
dạy học theo cách tiếp cận kiến tạo, phương pháp dạy học theo dự án, dạy học phát
hiện và giải quyết vấn đề càng có nhiều điều kiện để ứng dụng rộng rãi. Các hình
thức dạy học như dạy học đồng đẳng, cộng tác nhóm… cũng có những đổi mới
trong môi trường CNTT và truyền thông.
Những khả năng mới mẻ và ưu việt này của CNTT và truyền thông đã nhanh
chóng làm thay đổi cách sống, cách làm việc, cách học tập, cách tư duy và quan
trọng hơn cả là cách ra quyết định của con người. Do đó, mục tiêu cuối cùng của
việc ứng dụng CNTT trong dạy học là: Nâng cao một bước cơ bản chất lượng học
tập cho SV, tạo ra môi trường giáo dục mang tính tương tác cao chứ không đơn
thuần chỉ là “thầy đọc, trò chép” như kiểu truyền thống. Sinh viên được khuyến
khích và tạo điều kiện để chủ động tìm kiếm tri thức, sắp xếp hợp lý quá trình học
tập, tự rèn luyện của bản thân mình.
1.3. Xuất pháp từ việc đổi mới phương pháp dạy học - Một trọng tâm của

Formatted: Font: Bold
Formatted: Justified, Indent: First line: 0,95 cm

ngành giáo dục hiện nay.
Việc đổi mới chương trình giáo dục và cùng với nó là đổi mới phương pháp

dạy học (PPDH) và đổi mới đánh giá là những phương diện thể hiện sự quyết tâm
cách tân, đem lại những thay đổi về chất lượng và hiệu quả giáo dục. Và ở khía
cạnh hoạt động, tất cả những đổi mới này đều được biểu hiện sinh động trong mỗi
giờ học qua hoạt động của người dạy và người học. Chính vì thế những câu hỏi
như: Làm thế nào để có một giờ học tốt? Đánh giá một giờ học tốt như thế nào cho
chính xác, khách quan, công bằng? luôn có tính chất thời sự và thu hút sự quan tâm
của tất cả các giáo viên (GV) và cán bộ quản lí giáo dục.

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt
Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt, Position:
Vertical: 0,01 cm, Relative to: Paragraph, Height: Exactly
0,53 cm

3


Trong những năm gần đây, dạy học dùng các phần mềm mô phỏng là xu

Formatted: Justified, Indent: First line: 0,95 cm, Tab stops:
1,38 cm, Left

hướng lựa chọn hàng đầu của việc đổi mới phương pháp giảng dạy. Hình thức dạy
học này mang đến cho người học một môi trường lý tưởng để kiến tạo và tự chiếm
lĩnh kiến thức thông qua các hoạt động được thiết kế bởi người dạy. Người học có
điều kiện phát triển mạnh mẽ tính chủ động, tư duy sáng tạo và các kỹ năng sử dụng
những công cụ hiện đại của khoa học công nghệ, đáp ứng nhu cầu thực tiễn đối với
sản phẩm đào tạo. Trong các hình thức dạy học mô phỏng, việc sử dụng phần mềm
và các phòng học đa chức năng có nối mạng Internet hoặc mạng nội bộ tỏ ra có
nhiều ưu điểm và được nhiều nước trên thế giới quan tâm theo đuổi. Kết hợp với
các hình thức seminar và thực hiện công tác nhóm (teamwork), dạy học mô phỏng

tạo ra sự phát triển toàn diện và nâng cao chất lượng giảng dạy.
1.4. Việc hiện đại hoá công tác đào tạo, áp dụng các phương pháp đào tạo

Formatted: Font: Bold

tiên tiến nhằm nâng cao chất lượng, hiệu quả công tác giảng dạy.
Việc hiện đại hoá công tác đào tạo, với đặc thù học sinh, sinh viên ở nhiều
lứa tuổi, trình độ học vấn, trình độ chuyên môn khi vào trường cũng khác nhau cũng
là một vấn đề đặt ra trong thời gian tới. Nhất là khi cả nước đang tích cực thực hiện
đề án đưa Việt Nam sớm trở thành nước mạnh về CNTT và đang hướng tới chính
quyền điện tử. Các bài giảng điện tử được thiết kế với nội dung và phương pháp học
tập theo một quá trình dạy và học một cách logic, khoa học sẽ tạo điều kiện cho
người học có thể tương tác, chủ động, sáng tạo trong quá trình tìm hiểu và lĩnh hội
kiến thức, nhờ vậy nâng cao được chất lượng và hiệu quả của quá trình dạy học.
Ngoài ra, việc ứng dụng CNTT và truyền thông trong dạy học sẽ tạo thuận lợi cho
người học có thể cần gì học nấy, học suốt đời, học mọi lúc, mọi nơi. Nhờ sự hỗ trợ
của CNTT và vận dụng phương pháp dạy học bằng phương pháp mô phỏng đã làm
nổi bật các mối quan hệ tác động qua lại giữa người dạy, người học và môi trường,
là một phương pháp dạy học theo quan điểm tích cực, hiện đại và hiệu quả.
1.5. Kế thừa sự phát triển của mạng internet và cách thức truyền tải thông
tin đã được nghiên cứu và ứng dụng lâu nay trên thế giới
Với ưu thế là tận dụng lại đường dây điện thoại, việc sử dụng ADSL đang
được phổ biến rộng khắp để truy cập internet, dùng IPTV ..Tuy nhiên công nghệ
4

Formatted: Font: Italic
Formatted: Font: Bold, Italic
Formatted: Font: Bold
Formatted: Indent: First line: 0,95 cm, Tab stops: 1,38
cm, Left

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt
Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt, Position:
Vertical: 0,01 cm, Relative to: Paragraph, Height: Exactly
0,53 cm


đang dùng cho ADSL là điều chế đa âm rời rạc (DMT) với việc dùng sóng sin nên
dễ bị nhiễu gây ra do tán sắc của kênh truyền do phụ thuộc vào khả năng định vị
theo cả miền thời gian lẫn miền tần số của hàm cơ sở dùng làm sóng mang của
bên phát .Vì vậy, việc chọn sóng mang là loại gì ảnh hưởng lớn đến hiệu
năng của hệ thống điều chế đa sóng mang.
Hiện nay biến đổi Wavelet là vấn đề đang được nhiều nhà toán học và kỹ
thuật trên thế giới quan tâm nghiên cứu. Biến đổi Wavelet ngày càng chứng tỏ khả
năng ứng dụng hiệu quả trong nhiều lĩnh vực khác nhau như mã hoá băng con, thiên
văn học, âm học, kỹ thuật hạt nhân, xử lý tín hiệu và xử lý ảnh, bệnh học thần kinh,
âm nhạc, ảnh cộng hưởng từ, quang học, dự báo động đất, radar, và các ứng dụng
thuần tuý toán học như giải phương trình vi phân từng phần.
Vì wavelet (sóng con) gọn gàng hơn so với các sóng sine thường dùng trong
ADSL nên đã nhiều tác giả đề xuất lấy wavelet làm sóng mang cho ADSL và đã có
một số thành công nhất định.
Trong khuôn khổ luận văn này, do liên quan đến vấn đề sư phạm, tôi xin

Formatted: Justified, Indent: First line: 0,95 cm, Tab stops:
1,38 cm, Left

phép được giới thiệu những vấn đề cơ bản về ADSL, phép biến đổi Wavelet và ứng
dụng của Wavelet, nhấn mạnh ứng dụng lý thuyết wavelet Daubechies trong điều
chế đa sóng mang cho ADSL .
Xuất phát từ những lý do nêu trên, tác giả đã chọn đề tài: “nghiên cứu ứng
dụng lý thuyết Wavelet vào công nghệ ADSL” làm đề tài nghiên cứu của luận văn.

Formatted: Font: Not Italic
Formatted: Heading 3, Indent: First line: 0 cm, Line
spacing: single

2.Mục đích nghiên cứu
Góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy về công nghệ thông tin và truyền

Formatted: Justified, Indent: First line: 0,95 cm, Tab stops:
1,38 cm, Left

thông tại các trường kỹ thuật thông qua việc sử dụng Công nghệ dạy học mô phỏng
một cách hợp lý.
Trên cơ sở nghiên cứu lí luận về quan điểm sư phạm, tiến hành: xây dựng bộ
bài giảng các môn liên quan đến điện tử truyền thông phục vụ việc giảng dạy cho

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt

họcsinh,sinhviêntạitrườngkỹthuật.Bàigiảngphảimôphỏngtrựcquansinhđộng,chínhxác,dễhiểuvớimọiđốitượnghọcnhằmnângcaohiệuquảdạyhọctheohướngpháthuytưduysángtạo,tínhtíchcựcvàchủđộngcủangườihọc,gópphầnđổimớiphươngphápdạyhọc.Bàigiảngtạorakhảnăngđộclập,tựtraudồinghiêncứuhọctập,khảnănghứngthú,sángtạochongườihọc,ungcấpcácbàiluyệntậpđểngườihọcủngcốkiếnthứcủamìnhsaumỗibàihọc.

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt, Position:
Vertical: 0,01 cm, Relative to: Paragraph, Height: Exactly
0,53 cm

5


3. Nhiệm vụ nghiên cứu.

- Nghiên cứu về cơ sở lý luận công nghệ dạy học hiện đại.

Formatted: Indent: Left: 0 cm, First line: 0,95 cm, Space
Before: 0 pt, After: 0 pt, Tab stops: 1,38 cm, Left

- Nghiên cứu về cơ sở lý luận của dạy học tương tác, Công nghệ dạy học bằng
phương pháp mô phỏng.
- Nghiên cứu ứng dụng CNTT để xây dựng bài giảng điện tử, các yêu cầu khi
xây dựng, qui trình thiết kế và sử dụng một bài giảng điện tử.
- Nghiên cứu xây dựng bài giảng điện tử cho các môn thuộc về chuyên ngành kỹ
thuật. Phương án cụ thể vận dụng công nghệ dạy học mô phỏng vào xây dựng, nghiên
cứu tính khả thi và hiệu quả của phương án.
- Nghiên cứu về lý thuyết Wavelet
- Nghiên cứu về ADSL
- Nghiên cứu về cách điều chế trong truyền sóng
4. Đối tượng nghiên cứuvà phạm vi nghiên cứu

Formatted: Font: Not Italic

- Đối tượng nghiên cứu: xây dựng bộ bài giảng điện tử dùng cho giáo viên và

Formatted: Indent: Left: 0 cm, First line: 0,95 cm, Space
Before: 0 pt, After: 0 pt, Tab stops: 1,38 cm, Left

học sinh, sinh viên trường kỹ thuật.
-Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu xây dựng bài giảng theo mục tiêu của chương

Formatted: Bullets and Numbering

trình khung. Tổ chức thực nghiê ̣m sư pha ̣m được tiế n hành ta ̣i trường đại học Bách
khoa hà nội
5. Giả thiết khoa học

Nếu biết sử dụng bộ bài giảng điện tử vào giảng dạy theo Công nghệ dạy học
mô phỏng một cách hợp lí thì sẽ góp phần nâng cao được chất lượng giảng dạy
(truyền thụ kiến thức) và học tập (phát huy được tính chủ động, tích cực của SV)
theo các mức độ:
- SV nắm vững, tự sửa đổi hoặc mở rộng kiến thức cho bản thân.
- Đa dạng hóa các hoạt động nhận thức và gây hứng thú học tập cho SV từ đó
nâng cao chất lượng và hiệu quả đào tạo.
Nếu đề tài thành công sẽ được áp dụng để nâng cao chất lượng, hiệu quả đào
tạo các môn thuộc ngành điện tử, CNTT và truyền thông, làm cơ sở cho các môn
6

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt
Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt, Position:
Vertical: 0,01 cm, Relative to: Paragraph, Height: Exactly
0,53 cm


như thông tin số, thông tin di động, định vị dẫn đường điện tử và các ngành nghề
khác cho mọi đối tượng là học sinh, sinh viên.
6. Phương pháp nghiên cứu.

Formatted: Font: Not Italic

- Phương pháp thu thập thông tin: Nghiên cứu lý thuyết (nghiên cứu cơ sở lý

Formatted: Indent: Left: 0 cm, First line: 0,95 cm, Space
Before: 0 pt, After: 0 pt, Tab stops: 1,38 cm, Left

luận, các tài liệu về Công nghệ dạy học mô phỏng, các phần mềm xây dựng bài giảng
điện tử được ứng dụng hiện nay).

- Phương pháp chuyên gia: Lấy ý kiến đánh giá, tư vấn từ các giáo viên dạy học
kỹ thuật lâu năm, đặc biệt là Công nghệ thông tin, đúc rút kinh nghiệm để xây dựng kế
hoạch dạy học và xây dựng đề tài.
- Phương pháp thực hành: Nghiên cứu thực nghiệm, dạy học thực tế thông qua
bộ bài giảng điện tử.
- Phương pháp nghiên cứu tài liệu và tổng hợp kinh nghiệm bản thân từ thực tiễn
quá trình giảng dạy các môn học thuộc ngành điện tử viễn thông. Trên cơ sở hiểu biết
về đối tượng người học, kết quả đạt được nhờ vận dụng kinh nghiệm bản thân để lựa
chọn phương án xây dựng đề tài.
-Phương pháp thực nghiệm: tổ chức giảng dạy trên lớp, đánh giá kết quả.

Formatted: Bullets and Numbering

7. Đóng góp mới của đề tài

Formatted: Font: Not Italic

 Về lý luận khoa học: Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết wavelet vào công nghệ

Formatted: Indent: Left: 0 cm, First line: 0,95 cm, Space
Before: 0 pt, After: 0 pt, Tab stops: 1,38 cm, Left

ADSL dùng cho giảng dạy trong các trường kỹ thuật theo công nghệ dạy học mô
phỏng với các bài dạy trực quan; các bài tập trắc nghiệm khách quan với nhiều dạng
trắc nghiệm phong phú. Học sinh, sinh viên có thể theo dõi bài giảng, làm bài kiểm
tra mọi lúc, mọi nơi, có thể qua mạng Internet.
 Về thực tiễn:
- Đề xuất mô hình và sơ đồ tổ chức dạy học mô phỏng.
- Nghiên cứu và vận dụng các phần mềm để xây dựng bộ bài giảng điện tử
mô phỏng trong giảng dạy ngành điện tử viễn thông, cho các môn học thực hành

như thông tin số, thông tin vô tuyến, thông tin di động....
Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt
Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt, Position:
Vertical: 0,01 cm, Relative to: Paragraph, Height: Exactly
0,53 cm

7


- Áp dụng hiệu quả phương pháp dạy học mô phỏng vào quá trình giảng dạy
các môn thuộc ngành điện tử viễn thông và các ngành nghề khác cho mọi đối tượng
là học sinh, sinh viên.
8. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn bao gồm 3 chương:
 Chương 1. Cơ sở lí luận & cơ sở thực tiễn
 Chương 2. Lý thuyết về Wavelet và ADSL. Cách điều chế sóng mang dựa
trên Wavelet cho ADSL
 Chương 3. Mô phỏng

Formatted: Centered

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt
Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt, Position:
Vertical: 0,01 cm, Relative to: Paragraph, Height: Exactly
0,53 cm

8


Các thuật ngữ viết tắt

Formatted: Centered, Level 1

MH

Mô hình

Formatted: Justified, Indent: First line: 2,33 cm

PP

Phương pháp

Formatted: Justified, Indent: First line: 2,33 cm

PPDH

Phương pháp dạy học

Formatted: Justified, Indent: First line: 2,33 cm

MP

Mô phỏng

Formatted: Justified, Indent: First line: 2,33 cm

PT

Phương tiện

Formatted: Justified, Indent: First line: 2,33 cm

PTDH

Phương tiện dạy học.

Formatted: Justified, Indent: First line: 2,33 cm

CNTT

Công nghệ thông tin

Formatted: Justified, Indent: First line: 2,33 cm

CNMP

Công nghệ mô phỏng

Formatted: Justified, Indent: First line: 2,33 cm

HS

Học sinh

Formatted: Justified, Indent: First line: 2,33 cm

GV

Giáo viên

Formatted: Justified, Indent: First line: 2,33 cm

KTCN

Kỹ thuật công nghiệp

Formatted: Justified, Indent: First line: 2,33 cm

DH

Dạy học

Formatted: Justified, Indent: First line: 2,33 cm

ĐC

Đối chứng

Formatted: Justified, Indent: First line: 2,33 cm

TN

Thực nghiệm

Formatted: Justified, Indent: First line: 2,33 cm

TH

Thực hành

Formatted: Justified, Indent: First line: 2,33 cm

CNH - HĐH

Công nghiệp hoá - Hiện đại hoá

Formatted: Justified, Indent: First line: 2,33 cm

ĐT

Đào tạo

Formatted: Justified, Indent: First line: 2,33 cm

ND

Nội dung

Formatted: Justified, Indent: First line: 2,33 cm

THPT

Trung học phổ thông

Formatted: Justified, Indent: First line: 2,33 cm

THCS

Trung học cơ sở

Formatted: Justified, Indent: First line: 2,33 cm

SPKT

Sư phạm kỹ thuật

Formatted: Justified, Indent: First line: 2,33 cm

ĐH

Đại học

HN

Hà Nội

Formatted: Justified, Indent: First line: 2,33 cm
Formatted: Justified, Indent: First line: 2,33 cm
Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt
Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt, Position:
Vertical: 0,01 cm, Relative to: Paragraph, Height: Exactly
0,53 cm

9


Formatted: Left, Line spacing: single

Formatted: Font: 12 pt

ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line

Formatted: Indent: First line: 2,59 cm, Tab stops: 6,86
cm, Left

ANSI American National Standards Institute
ATU-C ADSL Transmission Unit at the CO
ATU-R ADSL Transmission Unit at the
Remote side of the subscriber line
BER Bit Error Rate
CAP Carrierless Amplitude and Phase modulation
CP Cyclic Prefix
DFT Discrete Fourier Transform
DMT Discrete Multi-Tone
DSL Digital Subscriber Line
DWMT Discrete Wavelet Multi-Tone
FFT Fast Fourier Transform
FWT Fast Wavelet Transform
ICI Inter-Channel Interference
IFFT Inverse Fast Fourier Transform
IFWT Inverse Fast Wavelet Transform
ISI Inter-Symbol Interference
ITU International Telecommunication Union
MCM Multi-Carrier Modulation

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt
Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt, Position:
Vertical: 0,01 cm, Relative to: Paragraph, Height: Exactly
0,53 cm

10


CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ ÁP DỤNG

Formatted: Font: Bold
Formatted: Level 1

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Quá trình mô phỏng...................................................................................
Hình 1.2. Phân loại mô hình ......................................................................................
Hình 1.3. Quá trình mô phỏng số ..............................................................................
Hình 1.4. Cấu trúc bài dạy thực hành kỹ thuật .......................................................
Hình 1.5. Cấu trúc của phương pháp mô phỏng .....................................................
Hình 2.1: cửa sổ Fourier hẹp, rộng và độ phân giải trên mặt phẳng tần số - thời gian
Hình 2.2: độ phân giải trên mặt phẳng thời gian – tần số.
Hình 2.3: biểu diễn CWT theo biểu thức

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt

Hình 2.4: các hàm Fourier cơ sở, ô ngói thời gian – tần số
11

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt, Position:
Vertical: 0,01 cm, Relative to: Paragraph, Height: Exactly
0,53 cm

Hình 2.5: các hàm cơ sở Wavelet daubechies
CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ ÁP DỤNG
Hình 2.6: các họ Wavelet
Hình 2.7:ứng dụng sử lý tín hiệu sử dụng biến đổi Wavelet
Hình 2.8: Sơ đồ nguyên tắc lấy mẫu tín hiệu
HÌnh 2.9: sơ đồ khối tổng quát điều chế tín hiệu theo công nghệ DSL
Hình 2.10:Khái quát điều chế DMT
Hình 2.11: Điều chế DMT dùng IDFT
Hình 2.12: tỉ số NSR của kênh truyền
HÌnh 2.13: mô tả ngõ ra của một kênh bị ISI khi kích bởi một xung ở đầu vào
HÌnh 2.1: Mô hình điều chế
Hình 2.17: sơ đồ khối truyền thông số dựa trên sóng con
Hình 2.18: Điều chế đa sóng mang
Hình 2.19: Dịch chuyển Tap
Hình 2.20: Ma trận kênh đầu thu tần số lấy mẫu
Hình 2.21: Phía phát của Wavelet
Hình 2.22: Sơ đồ khối điều chế Wavelet
Hình 3.1: Mô hình Simulink của hệ thống điều chế DMT
Hình 3.2: Mô hình Simulink của hệ thống điều chế DWMT
Hình 3.3: Mô hình Simulink của hệ thống điều chế DWMT/FFT
HÌnh 3.4a: đáp ứng xung kênh h(t) của một dây đồng
HÌnh 3.4b: Phần thực và phần ảo của hàm truyền H(f)
Hình 3.5: Ber của hệ thống MCM dùng FFT và DWT
Hình 3.6: Ma trận kênh hệ thống MCM dùng FFT
Hình 3.7: Bản ánh xạ màu chỉ thị ma trận kênh
Hình 3.8: Ma trận kênh của Wavelet Daubechies D8 dịch chuyển 1 Tap
Hình 3.9: Ma trận kênh trước và sau bộ cân bằng
Hình 3.10: Dịch chuyển 1 Tap chưa cân bằng và đã cân bằng
Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt
Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt, Position:

Vertical: 0,01 cm, Relative to: Paragraph, Height: Exactly
0,53 cm

12


CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ ÁP DỤNG

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt
Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt, Position:
Vertical: 0,01 cm, Relative to: Paragraph, Height: Exactly
0,53 cm

13


CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ ÁP DỤNG

CHƯƠNG I

Formatted: Heading 1, Centered, Indent: Left: 0 cm, First
line: 0 cm
Formatted: Heading 1, Indent: Left: 0 cm, First line: 0 cm

CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC XÂY DỰNG VÀ ÁP DỤNG
Formatted: Centered, Indent: Left: 0 cm, First line: 0 cm

PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG TRONG DẠY HỌC

1.1.Tổng quan về phương pháp mô phỏng

Formatted: Font: Not Italic
Formatted: Indent: Left: 0 cm, First line: 0,95 cm

1.1.1. Mô phỏng và phương pháp dạy học mô phỏng
1.1.1.1. Mô phỏng (Simulation)

Formatted: Justified, None, Indent: Left: 0 cm, First line:
0,95 cm, Tab stops: 1,01 cm, Left

Mô phỏng từ lâu đã được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như kỹ
thuật, kinh tế, xã hội... Ngày nay nhờ có sự trợ giúp của máy tính có tốc độ tính toán

Formatted: Font: Not Bold
Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt
Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt, Position:
Vertical: 0,01 cm, Relative to: Paragraph, Height: Exactly
0,53 cm

14


nhanh, dung lượng bộ nhớ lớn mà phương pháp mô phỏng phát triển mạnh mẽ và
đem lại hiệu quả cao.
Mô phỏng bắt đầu từ việc chú ý nhấn mạnh các quy tắc, quan hệ và quá trình
phát triển của đối tượng nghiên cứu cùng với sự thay đổi của chúng. Các quan hệ
này của đối tượng có thể tạo ra các tình huống mới, thậm chí các quy luật mới, được
phát hiện trong quá trình mô phỏng. Trong khoa học và công nghệ, mô phỏng là con
đường nghiên cứu thứ ba, song song với việc nghiên cứu lý thuyết thuần tuý và
nghiên cứu thực nghiệm trên đối tượng thực. Nó được sử dụng khi không thể,

không cần hay không nên thực nghiệm trên đối tượng thực.
Theo Robert. E. Stephenson [20], mô phỏng là nghiên cứu trạng thái của mô
hình để qua đó hiểu được hệ thống thực. Việc mô phỏng bắt đầu việc tạo ra một mô
hình nhờ trí tưởng tượng (có suy nghĩ) của con người về những yếu tố có liên quan
đến hệ thống thực. Đôi khi người ta nhận thấy rằng, giữa mô hình nhận được và
thực tế có mâu thuẫn, song việc khảo sát được bổ sung và tiếp tục cho đến khi thỏa
mãn yêu cầu mà giả thuyết đề ra.
Một cách tổng quát, mô phỏng là quá trình thực nghiệm quan sát được và điều
khiển được trên mô hình của đối tượng khảo sát.
Mô phỏng thuận lợi cho người sử dụng về các mặt:
- Nhận thức: trực quan hoá, dễ tiếp cận và đo lường, lặp lại được nhiều lần
theo ý muốn, gợi mở tiên đoán, sáng tạo và thử nghiệm......
- Công nghệ (về thiết bị, phương tiện cũng như kỹ năng): khả thi, an toàn,
hiệu quả kinh tế, tiết kiệm thời gian, luyện kỹ năng trước khi tiếp xúc vật thực tế...
1.1.1.1.2. Phương pháp dạy học mô phỏng

Formatted: Font: Not Bold

* Khái niệm:
- Phương pháp có thể hiểu là con đường, cách thức để giải quyết những
nhiệm vụ nhất định và đạt mục đích đề ra.
Phương pháp bao gồm hai mặt chủ quan và khách quan. Về mặt khách quan,
đó là tác động của những quy luật chi phối sự tồn tại và phát triển của đối tượng
(khách thể) và được con người (chủ thể) nhận thức. Con người là chủ thể của

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt

phương pháp, trước khi tác động vào đối tượng phải có những hiểu biết cần thiết về

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt, Position:

Vertical: 0,01 cm, Relative to: Paragraph, Height: Exactly
0,53 cm

15