ĐỀ THI Cơ sở lý thuyết truyền tin

Câu 1: Nêu khái niệm thông tin, tin, tín hiệu, đường truyền tin?
Trả lời:
- Thông tin: thông tin là tập hợp các tri thức mà con người
tiếp thu được qua các con đường khác nhau (nghe đài, đọc
trên báo…)
- Tin : là dạng vật chất cụ thể để biểu diễn hoặc thể hiện
thông tin: bản nhạc, bảng số liệu, bài viết,…
- Tín hiệu: thông tin được mang dưới dạng năng lượng khác
nhau gọi là vật mang: điện, điện từ, sóng âm, sóng ánh
sáng… Vật mang có chứa thông tin gọi là tín hiệu
- Đường truyền tin: là môi trường vật lý trong đó tín hiệu
được truyền từ nơi phát đến nơi nhận
Câu 2: Nêu định nghĩa và phân loại nhiễu?
Trả lời:
- Nhiễu: là mọi yếu tố ngẫu nhiên có ảnh hưởng xấu ảnh
hưởng đến việc thu tin. Những yếu tố này tác động xấu đến
tin truyền đi từ bên phát đến bên thu
- Phân loại: theo những dấu hiệu sau:
1. Theo bề rộng phổ của nhiễu:
 Nhiễu giải rộng (phổ rộng như của ánh sáng
trắng gọi là tạp âm trắng)
 Nhiễu giải hẹp ( gọi là tạp âm màu)
2. Theo quy luật biến thiên thời gian của nhiễu: nhiễu
rời rạc, nhiễu liên tục
3. Theo phương thức mà nhiễu tác động lên tín hiệu:
nhiễu cộng, nhiễu nhân, nhiễu hỗn hợp
4. Theo cách bức xạ của nhiễu:
 Nhiễu thụ động: là các tia phản xạ từ các mục
tiêu giả hoặc từ các địa vật trở về đài ta xét khi
các tia sóng của nó đập vào chúng

 Nhiễu tích cực: do một nguồn bức xạ năng lượng
( các đài or các hệ thống lân cận) or máy phát
nhiễu của đối phương chĩa vào hệ thống đang xét
5. Theo nguồn gốc phát sinh: nhiễu công nghiệp, nhiễu
khí quyển, nhiễu vũ trụ…
Câu 3: Nêu định nghĩa nguồn tin, mã hóa, mã hiệu?
Trả lời:
- Nguồn tin: là nơi sản sinh ra thông tin
+ Thông tin số: điện báo, luồng dữ liệu từ máy tính: nguồn
rời rạc
+ Thông tin liên tục: các bộ cảm biến, các nguồn audio
video: nguồn liên tục
- Mã hóa: là một phép biểu diễn s tin khác nhau, của một
nguồn rời rạc nào đó. Trong một bộ ký hiệu xác định nào đí,
chứa m ký hiệu khác nhau. Nhằm mục đích tăng tính hữu
hiệu và độ tin cậy của hệ thống truyền tin
+ m – cơ số của bộ mã
+ m < s : mỗi tin của nguồn được đặt tương ứng với một
dãy ( tổ hợp) gồm n ký hiệu của bộ ký hiệu. Dãy này đgl từ
mã
+ ni: độ dài của từ mã
- Mã hiệu(code): là sản phẩm của phép mã hóa, là tập các từ
mã được lập ra theo một luật đã được định trước. Tập các
từ mã này tạo nên một không gian V (V = {}
Câu 4: Nêu định nghĩa khoảng cách mã/tốc độ phát/độ dư
mã/khả năng phát tin của nguồn rời rạc?
Trả lời:
- Khoảng cách mã Hamming giữa hai từ mã bất kỳ của một bộ
mã đều là số những vị trí (thành phần) của chúng tính theo

cùng một thứ tự mà tại đó chúng có các dấu khác nhau


d(,)- khoảng cách giữa hai từ mã:
- Tốc độ phát của nguồn rời rạc: nếu gọi Tn là độ rộng trung
bình của mỗi xung thì tốc độ phát của nguồn tin rời rạc
được xác định như sau:
= – số xung trong một đơn vị thời gian
+ Thứ nguyên [] = bốt = số dấu (xung)/sec
- Nguồn rời rạc: là nguồn tạo ra các tin dưới dạng rời rạc
(vd: một tin liên tục cần truyền đi được rời rạc hóa, thì ta có
thể truyền đi các xung có biên độ khác nhau)
- Nguồn thông tin rời rạc: là nguồn tạo ra một chuỗi các biến
ngẫu nhiên rời rạc x1, x2, …, xn
- Độ dư của nguồn: được định nghĩa bởi biểu thức sau:
Dn = = 1 –
+ Trong đó: = gọi là hệ số nén tin
Với nguồn rời rạc gồm s tin : H(A)max = logs và Dn =
1- Khả năng phát của nguồn rời rạc được định nghĩa bởi biểu
thức sau:
H’(A) = Vn.H(A) =
+ Biểu thị lượng thông tin trung bình mà nguồn phát ra
được trong một đơn vị thời gian
Câu 5: Các định nghĩa về kênh rời rạc?
Trả lời:
- Kênh tin: là môi trường truyền tín hiệu từ nguồn tới đích
- Kênh rời rạc/liên tục: kênh được gọi là rời rạc nếu không
gian tín hiệu vào và không gian tín hiệu ra là rời rạc/liên tục
- Nếu sự truyền tin trong kênh là liên tục theo thời gian thì
kênh dgl liên tục theo thời gian. Nếu sự truyền tin chỉ thực

hiện ở thời điểm rời rạc theo thời gian thì kênh dgl rời rạc
theo thời gian
- Nếu sự chuyển đổi ký hiệu vào là x thành ký hiệu ra là y
không phụ thuộc vào các chuyển đổi trước đó thì kênh dgl


không nhớ. Nếu sự chuyển đổi đó phụ thuộc vào chọn gốc
thời gian thì kênh đgl dừng
Câu 6: Những chỉ tiêu chất lượng cơ bản của hệ thống truyền tin?
Trả lời:
- Tính hữu hiệu: thể hiện trên các mặt sau:
+ Tốc độ truyền tin cao
+ Truyền được đồng thời nhiều tin khác nhau
+ Chi phí cho một bit thông tin thấp
- Độ tin cậy:
+ Đảm bảo độ chính xác của việc thu nhận tin cao, xác suất
thu sai (BER) thấp
- Tính an toàn:
 Bí mật:
 Không thể khai thác thông tin trái phép
 Chỉ có người nhận mới hiểu được thông tin
 Xác thực: gắn trách nhiệm của bên gửi-bên nhận v ới
bản tin(chữa ký số)
 Toàn vẹn:
 Thông tin không bị bóp méo (cắt xén, xuyên tạc,
sửa đổi)
 Thông tin dược nhận phải nguyên vẹn kể cả nội
dung và hình thức
 Khả dụng: mọi tài nguyên và dịch vụ của hệ thống
phải được cung cấp đầy đủ cho người dùng hợp pháp

- Đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS): đây là một chỉ tiêu rất
quan trọng đặc biệt với các dịch vụ thời gian thực nhạy
cảm với độ trễ (truyền tiếng nói, hình ảnh)
Câu 7: Mối quan hệ giữa khoảng cách cực tiểu và sửa sai mã?
Trả lời:
- Định nghĩa: khoảng cách nhỏ nhất giữa hai từ mã bất kỳ của
bộ mã gọi là khoảng cách cực tiểu


do = mind();
- Khả năng sửa sai của bộ mã có độ dư được đánh giá thông
qua các định lý sau:
 Định lý 1: Một bộ mã đều nhị phân, có thể phát hiện
được tất cả các trường hợp sai có bội W() <= nếu thỏa
mãn: do>=
 Định lý 2: Điều kiện cần và đủ để một bộ mã đều nhị
phân, có thể phát hiện được tất cả các trường hợp sai
có bội W() <= t, nếu thỏa mãn: do>=2t +1
 Định lý 3: Điều kiện cần và đủ để một bộ mã nhị phân,
có thể phát hiện được tất cả các trường hợp sai có bội
và có thể sửa được tất cả các trường hợp sai có bội t
(t<=), nếu thỏa mãn : do>= t+ + 1
Câu 8: Cơ chế phát hiện và sửa sai của bộ mã?
Trả lời:
- Giả sử bộ mã dung có độ dài từ mã là n:
+ Số tổ hợp mã nhị phân n dấu có thể có là: No =
+ Để truyền các tin của nguồn ta chỉ cần: N = từ mã dung
(từ mã dung để mã hóa cho các tin của nguồn)
+ Số tổ hợp mã còn lại No – N = : gọi là số tổ hợp mã cấm
+ Do có nhiễu tác động, một từ mã dung có thể chuyển

thành N = từ mã có thể có (xét cả trường hợp véc-tơ sai = ) .
Như vậy, số trường hợp chuyển có thể có khi truyền N tổ
hợp mã là: N.No
+ Trong đó:
 N = 2^k trường hợp chuyển đúng
 2^k(2^k) trường hợp chuyển thành các tổ hợp
mã dung khác (không phát hiện được sai)
+ Số trường hợp chuyển sai có thể phát hiện được:
2^k.2^n – [2^k + 2^k(2^k – 1)] = 2^k(2^n – 2^k) = N(No
– N)


+ Tỷ số giữa số trường hợp chuyển sai có thể phát hiện
được và số trường hợp chuyển có thể có:
2^k(2^n – 2^k)/2^k.2^n = 1 – 2^k/2^n = 1 – N/No
+ Tỷ số giữa số trường hợp chuyển sai có thể sửa được và
số trường hợp sai có thể có:
+ Tỷ số này không phụ thuộc vào các phương pháp nhân
hoạch - các phương pháp mã hóa và giải mã. Nghĩa là ta có thể
sửa được một số sai nào đó bởi những cách phân hoạch nào đó.
Đó là ý nghĩa của việc đi tìm những bộ mã khác nhau, cấu trúc
của nó phụ thuộc vào tính chất thống kê của kênh (dựa vào xác
suất phân bố sai nhầm trong kênh)

Câu 9: Cơ sở lý thuyết phổ của quá trình ngẫu nhiên và biểu diễn
hình học cho thể hiện của tín hiệu ngẫu nhiên?(Slide thầy cho)
Câu 10: Trình bày các khái niệm về H1(A), H2(A), Hn(A), H(A/B),
C’?
Trả lời:
- H1(A) (entropy của nguồn tin rời rạc) là: trung bình thống

kê của lượng thông tin riêng, chứa trong các tin của nguồn
rời rạc
H1(A) = - H2(A) là: entropy hai chiều của nguồn rời rạc – đặc trưng
cho lượng thông tin ( độ bất đinh ) của nguồn khi kể đến sự
phụ thuộc giữa một bộ 2 tin
- Hn(A) là: entropy n chiều của nguồn rời rạc – đặc trưng cho
lượng thông tin (độ bất định) của nguồn, khi kể đến sự phụ
thuộc giữa một bộ gồm n tin
Hn(A) = H(A/AA…A)


-

-

-

=
H(A/B) là lượng thông tin tổn hao trung bình của mỗi tin ở
đầu phát khi đầu thu đã thu được một dấu nào đó
H(A/B) = H(B/A) là lượng thông tin riêng trung bình chứa trong mỗi
tin ở đầu thu khi đầu phát đã phát đi một tin nào đó
H(B/A) = I(AB) là lượng thông tin tương hỗ
I(A,B) = H(A) – H(A/B) = H(B) – H(B/A)
= H(A) + H(B) – H(A.B)
C’ là khả năng thông qua ( thông lượng) của kênh rời rạc –
là giá trị cực đại của lượng thông tin trung bình truyền qua
kênh rời rạc trong một đơn vị thời gian, lấy theo mọi phân
bố xác suất có thể có của nguồn tin
C’ =

+Đặt C = – khả năng thông qua của kênh đối với
một dấu (một lý hiệu)

C’ = Vk.C (bit/sec)