Lý thuyết thông tin - Giới thiệu chung

CH NG 1. GI I THI U CHUNGƯƠ Ớ Ệ
1.1. S l c v s phát tri n thông tin sơ ượ ề ự ể ố
- Telegraphy: là h th ng thông tin liên l c b ng đi n tín, đánh d u s phát tri n đ u        
tiên c a h th ng truy n thông đi n. Đây là m t h th ng truy n thông s . Truy n          
thông đi n báo đ c kh i x ng b i Samuel Morse và đ c công b vào năm 1837.      
Morse đã phát minh ra mã nh phân có chi u dài thay đ i b ng cách s d ng chu i các      
d u ch m (∙) và d u g ch (-) (g i là các t mã) đ bi u di n cho các m u t alphabet          
c a Ti ng Anh. V i mã này, các m u t trong b n tin xu t hi n v i t n xu t nhi u           
h n s đ c bi u di n b ng các t mã ng n còn cac m u t xu t hi n v i t n xu t              
ít s đ c bi u di n b ng các t mã dài h n. Cũng chính vì th mà mã Morse là ti n        
thân c a các ph ng pháp mã hóa ngu n có chi u dài t mã thay đ i. Minh hoa vê ma       !
Morse:
- Năm 1875: G n 40 năm, sau th i kỳ c a Morse, Emile Baudot đã đ xu t m t lo i "     
mã dành cho truy n thông đi n tín trong đó các m u t trong b ng Alphabet Ti ng     
Anh đ c mã hóa b i các t mã nh phân có chi u dài t mã c đ nh b ng 5. V i mã         
Baudot, các thành ph n c a t mã nh phân này là các bit d u “1” ho c bit tr ng “0”.     # 
Minh hoa ma Baudot: !

M c dù Morse đã kh i x ng cho s phát tri n c a h th ng truy n thông s#         
b ng đi n đ u tiên là h th ng đi n tín (Telegraphy), cũng đ c xem nh là truy n        
thông s hi n đ i, đăc biêt la b t ngu n cho nghiên c u c a Nyquist năm 1924.       $ 
Nyquist đã t p trung vào vi c xác đ nh t c đ truy n tín hi u t i đa có th đ t đ c%          
qua m t kênh truy n đi n tín v i đ r ng băng kênh cho tr c mà không có nhi u liên       
ký hi u (ISI). Ông đã đ a ra đ c mô hình toán h c c a m t h th ng truy n thông        
đi n tín (Telegraph) trong đó tín hi u phát đi có d ng t ng quát:   
( ) ( )
n
n
s t a g t nT= −
∑
Trong đo an la chuôi d liêu nhi phân & ! '  

{ }
1±
đ c truyên v i tôc đô   & 
b
1 T bit s
. Nyquist
đa xac đinh đ c dang xung tôi u co băng tân gi i han t i W Hz đam bao tôc đô bit tôi! &    &  &    ( ( &  &
đa ma không gây ra nhiêu ky hiêu (ISI). ! & 
1.2. H th ng thông tin sệ ố ố
1.2.1. Khái ni m v thông tin sệ ề ố
Tr c h t ta c n hi u khái ni m “digital” đây có nghĩa là giá tr r i r c và có       " 
hàm ý r ng tín hi u có m t bi n giá tr nguyên đ c l p. Thông tin s bao g m các con      %  
s và các ký hi u (ví d nh các ký t trên bàn phím). Máy tính d a trên d ng th       
hi n s (digital) c a thông tin đ x lý. Các ký hi u (symbols) không có giá tr s và       
m i ký hi u đ c máy tính bi u di n b i m t s duy nh t. Ví d nh mã ASCII bi u           
di n ký t “a” t ng ng v i giá tr s    $   
( )
10
97
và ký t “A” t ng ng v i giá tr s  $   
( )
10
65
.
1.2.2. Mô hình h truy n tin s nói chungệ ề ố
Hinh 1.1: Cac thanh phân c ban cua môt hê thông thông tin sô &  ( (   & &
Hình 1.1 minh h a s đ ch c năng và các thành ph n c b n c a h th ng   $      
truy n thông s . đó, đ u ra c a ngu n phát tin cũng có th là tín hi u t ng t nh  )        
tín hi u audio hay video ho c tín hi u s ch ng h n nh đ u ra c a máy đi n báo #   *     
đánh ch (teletype). Trong h th ng truy n thông s , các b n tin đ c t o ra t các'        

ngu n phát tin đ c chuy n thành chu i ký hi u nh phân (binary digits). M t cách lý      
t ng là chúng ta mong mu n b n tin đ u ra ngu n phát tin là có ít hay không có     
thành ph n d th a. Quá trình chuy n đ i hi u qu các b n tin đ u ra c a ngu n phát          
tin t ng t hay s thành m t chu i các ký hi u nh phân đ c g i là mã hóa ngu n         
hay nén d li u.' 
Chu i ký hi u nh phân t o ra b i b mã hóa ngu n mà chúng ta còn g i là       
chu i thông tin, đ c đ a qua b mã hóa kênh. Chu i nh phân t i đ u ra c a b mã         
hóa kênh l i đ c cho qua b đi u ch s đ t o d ng thích h p v i kênh truy n           
thông.
1.2.3. Kênh truy n tinề
Kênh truy n thông là môi tr ng đ truy n tín hi u t máy phát đ n máy thu. "     
V i truy n d n vô tuy n, kênh có th là áp su t khí quy n (kho ng không t do). V i         
môi tr ng khác nh các kênh tho i h u tuy n, th ng là ch t li u v t lý nh các"   '  "   % 
dây d n kim lo i, cáp s i quang.  
- Kênh s dung dây dân kim loai (wireline)  ! 
- Kênh s dung s i quang (Fiber Optic Channels)  
- Kênh vô tuyên s dung điên t tr ng (Wireless Electromagnetic Channels)&     "