Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
1 Mã hóa khối trong OFDM

1 Mã hóa khối trong OFDM

Tải bản đầy đủ - 0trang

Error Probability

(logarithmic)



Bài tập lớn- Bùi Đức Toàn-ĐT7-K52

Phần 2 Nguyên lý và kỹ thuật OFDM



uncoded

coded



Signal to Noise Ratio



Hình 4-2 Đặc tính của mã hóa khối trong kênh Gaussian

Đặc tính lỗi của kênh truyền đợc cải thiện khi sử dụng mã

hóa khối đợc minh họa ở hình trên. Nh đã thấy ở trên hình

vẽ, sử dụng mã hóa khối không chỉ giảm đáng kể xác suất lỗi

mà còn có đoạn dốc trên đặc tuyến cho phép giảm xác suất

lỗi rất nhanh khi tăng một lợng nhỏ tỷ số tín hiệu trên tạp âm

S/N. Khi kích thớc của khối tơng đối lớn, đoạn dốc xảy ra khi

ta tăng tỷ số S/N lên chỉ vài dB. Điều này cho phép tạo ra

dung lợng lý tởng với cùng tốc độ bit.

Phơng pháp giải mã nói đến ở trên là phơng pháp dựa

trên quyến định cứng (hard decision). Với phơng pháp này,

bộ giải mã thực hiện với các bit đầu ra của bộ giải điều chế.

Do đó các lỗi xảy ra với tín hiệu analog sẽ bị mất ở bộ điều

chế. Sẽ tốt hơn nếu có một sự đánh giá các lỗi đó trong khi

giải mã. Đây là phơng pháp giải mã hóa mềm (soft

decoding). Trong phơng pháp này, bộ giải điều chế không

chỉ giải điều chế cho ra các bit đã mã hóa nh thông thờng,

mà còn kiểm tra độ tin cậy khi đa ra các bit đó. Khi mà độ

tin cậy thấp hơn ngỡng cho phép, bộ giải điều chế sẽ cho ra



Bài tập lớn- Bùi Đức Toàn-ĐT7-K52

Phần 2 Nguyên lý và kỹ thuật OFDM

một ký tự đặc biệt gọi là ký tự trắng (erasure symbol) thay

cho mét bit. Nh vËy bé gi¶i m· sẽ làm việc với 3 mức tín hiệu

đầu vào. Bất kỳ tổ hợp của t lỗi và e ký tự trắng có thể đợc

sửa sai nếu d = 2t + e + 1. Phơng pháp giải mã hóa quyến

định mềm này có thể cho hiệu quả sửa lỗi cao nếu chọn đợc ngỡng thích hợp cho ký tự trắng.

Mã khối có thể làm việc với các ký tự (tổ hợp các bit) hơn

là với các bit nhị phân. Một phơng pháp có hiệu quả và đợc

sử dụng nhiều đó là m· Reed-Solomon. Mét bé lËp m· ReedSolomon [n,k,d] sÏ ¸nh xạ k ký tự m mức thành n ký tự m mức

với d là khoảng cách Hamming hiệu dụng (là số các ký tự khác

nhau giữa các từ mã). Kích thớc khối n phải nhỏ hơn m - 1 để

dễ thực hiện và giảm giá thành.

Ví dụ bộ mã hóa Reed-Solomon làm việc với các ký tự là

byte (8 bit). Khi ®ã m = 28 = 256, do ®ã n ≤ 255. Mét bé lËp

m· [255, 235, 20] sÏ ¸nh xạ khối 235 byte thành khối 255 byte.

Và khi đó bộ giải mã sẽ có thể sửa sai đợc 10 ký tự lỗi hoặc

20 ký tự trắng (erasure).

Mã hóa khối, đặc biệt là mã Reed-Solomon rất hiệu quả

trong việc chống lại lỗi chùm. Trong hệ thống đơn sóng mang

những lỗi chùm có thể xảy ra do nhiễu xung hoặc do pha

đinh. Trong hệ thống đa sóng mang cũng thờng gặp phải lỗi

chùm. Nhiễu xung có phổ rộng nên có thể ảnh hởng tới vài

sóng mang. Còn pha đinh lựa chọn tần số với dải tần chịu

ảnh hởng của nó rộng hơn dải tần của một sóng mang nên

cũng có thể ảnh hởng đến một vài sóng mang liền nhau.

Ta còn có thể nâng cao tính chịu lỗi chùm của hệ thống

bằng kỹ thuật cài xen (interleaving). ở phía phát các symbol



Bài tập lớn- Bùi Đức Toàn-ĐT7-K52

Phần 2 Nguyên lý và kỹ thuật OFDM

đợc xáo trộn trớc khi truyền đi, ở phía thu các symbol đợc

sắp xếp lại trớc khi giải mã. Do đó lỗi cụm xảy ra trên đờng

truyền sẽ không tác động đến các symbol liên tiếp nhau.

Một dạng mã khối rất hay đợc sử dụng để phát hiện lỗi

(không sửa lỗi) là mã vòng CRC (Cyclic Redundancy Check). ở

đây một số cố định các bit kiểm tra đợc thêm vào từ mã.

Phía thu sẽ sử dụng các bit này để kiểm tra, nếu phát hiện ra

lỗi thì sẽ yêu cầu truyền lại. Nguyên lý tạo mã vòng là chia từ

mã cho đa thức sinh g(x) chọn trớc và thêm phần d vào từ mã

ban đầu. Nh vậy từ mã truyền đi sẽ chia hết cho g(x), và

phía thu sẽ sử dụng đặc điểm này của từ mã để phát hiện

lỗi. Dới đây là một số đa thức sinh hay đợc sử dụng tơng

ứng với 8 bit kiểm tra (đa thức đầu) và 16 bit kiểm tra (các

đa thức sau):



g ( x ) = x8 + 1



g ( x ) = x16 + 1



g ( x ) = x16 + x12 + x 5 + 1

g ( x ) = x16 + x11 + x 4 + 1



M· vßng CRC có u điểm là bộ lập mã và giải mã đơn giản

dùng thanh ghi dịch và cộng modul-2. Mã vòng CRC với n bit

kiểm tra cho phép phát hiện mọi lỗi có độ dài nhỏ hơn n và

với xác suất 1 - 2n cho các lỗi khác.



4.2 Mã hóa vòng xoắn (Convolutional Coding)

Mã vòng xoắn hay còn gọi là mã chập là một phơng pháp

mã hóa rất quan trọng trong OFDM. Khác với mã khối, mã vòng

xoắn không thực hiƯn m· hãa cho tõng khèi mµ thùc hiƯn m·

hãa liên tục với dòng bit. Do đó mã vòng xoắn là một loại mã



Bài tập lớn- Bùi Đức Toàn-ĐT7-K52

Phần 2 Nguyên lý và kỹ thuật OFDM

liên tục và có nhớ nghĩa là không chỉ phụ thuộc vào từ mã

đầu vào mà còn phụ thuộc vào các từ mã trớc đó. Bé m· hãa

bao gåm mét thanh ghi dÞch m bit, n bộ cộng modul-2 và một

bộ chuyển mạch để lấy n bit đầu ra từ n bộ cộng modul-2.

Nếu trong mỗi chu kỳ chuyển mạch có k bit đầu vào thanh

ghi dịch (k < m) thì tốc độ mã hóa sẽ là k/n, tức là với k bit

đầu vào bộ mã hóa vòng xoắn sẽ cho n bit đầu ra. Nh vậy mã

vòng xoắn đợc đặc trng bởi bộ 3 th«ng sè [n, k, m]. CÊu

tróc cđa bé m· hãa vòng xoắn nh sau:

Thanh ghi dịch m bit



Đầu vào



b



b



1



n Bộ cộng

modul-2



+



2



b



b



3



+



m



+



Chuyển mạch

Đầu ra



Hình 4-3 Bộ mã hóa vòng xoắn tổng quát

Mã vòng xoắn có thể đợc biểu diễn bằng giản đồ trạng

thái với số trạng thái là s = 2m-1. Ngoài ra cũng có thể biểu

diễn mã vòng xoắn dới dạng đa thức, cây mã hoặc lới. Dới

đây là giản đồ trạng thái của bộ mã hóa vòng xoắn [3,1,3]

tức là với mỗi bit đầu vào cho 3 bit đầu ra, và độ dài của

thanh ghi dịch là 3 bit.



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

1 Mã hóa khối trong OFDM

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×