Bài giảng Mạng và các công nghệ truy nhập - Chương 2: Một số kỹ thuật cơ sở trong công nghệ truy nhập

16 November 2010
37
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
‹ Chương 1 giới thiệu quan điểm truyền thống cũng như
hiện đại về khái niệm mạng truy nhập, các công nghệ truy 
nhập và sự phát triển của các hệ thống truy nhập.
‹ Xu hướng phát triển của mạng truy nhập trong tương lai 
tuy có nhiều quan điểm khác nhau nhưng đều thống nhất 
hướng tới công nghệ truy nhập theo mạng thế hệ sau NGN 
với tiêu chí truy nhập mọi lúc mọi nơi và không hạn chế tốc 
độ.
16 November 2010
38
CHƯƠNG 2
MỘT SỐ KỸ THUẬT CƠ SỞ TRONG 
CÔNG NGHỆ TRUY NHẬP
‹ Kỹ thuật giảm thiểu tác động của nhiễu:
• Kỹ thuật phát hiện và sửa lỗi.
• Kỹ thuật đan xen.
‹ Kỹ thuật đa truy nhập: 
CSDM, FDMA, TDMA, CDMA, SDMA, OFDMA, IDMA.
‹ Bảo mật.
16 November 2010
39
Một số kỹ thuật cơ sở trong công nghệ truy nhập
16 November 2010
40
Kỹ thuật phát hiện và sửa lỗi
Mã hoá kênh
Waveform (dạng sóng)
M-ary signaling
Antipodal (đối cực)
Orthogonal (trực giao)
Trellis-code modulation
Structured Sequences 
(chuỗi cấu trúc)
Block (mã khối)
Convolutional (mã xoắn)
Turbo
16 November 2010
41
Mã khối tuyến tính
‹Là một loại mã kiểm tra chẵn lẻ, đặc trưng bởi (n,k).
‹Bộ mã hoá sẽ biến đổi k số hạng thông tin thành 1 khối gồm n số hạng 
(n>k) - một véc tơ mã hoá.
‹k bit thông tin tạo ra 2k dãy bit thông tin riêng biệt - một véc tơ thông tin, 
gọi là không gian k chiều -> Khối n bit cũng có thể tạo thành 2n chuỗi 
riêng biệt và cũng gọi là không gian n chiều.
ÎMã khối tuyến tính sẽ biến đổi một chuỗi thông tin trong 2k chuỗi thành 
một chuỗi dữ liệu duy nhất trong 2n chuỗi hay nói cách khác đó là một 
biểu diễn ánh xạ 1-1 từ tập tin đến tập từ mã.
ÎMã khối tuyến tính bao gồm một số loại mã nổi tiếng như: mã vòng (mã 
cyclic), mã Hamming, mã Golay mở rộng, mã BCH.
16 November 2010
42
Ví dụ phép gán từ mã thông tin trong mã khối tuyến tính 
Véc tơ thông tin Từ mã
000 000000
100 110100
010 011010
110 101110
001 101001
101 011101
011 110011
111 000111
Ví dụ mã khối tuyến tính (6,3)
Îk=3, 2k = 23 = 8
(8 véc tơ thông tin hay 8 từ mã)
În = 6, 2n = 26 = 64 
(64 vectơ trong không gian V6)
16 November 2010
43
Một số loại mã khối tuyến tính
‹Mã cyclic (mã vòng)
‹Mã Hamming
‹Mã Golay
‹Mã Golay mở rộng
‹Mã BCH (Bose – Chadhuri- Hocquenghem): trường 
hợp tổng quát của mã Hamming
(n, k) = (23,12)
(n, k) = (24,12)
Khả năng phát hiện lỗi: e= dmin-1
Khả năng sửa lỗi: t=(dmin –1 )/2
16 November 2010
44
Mã xoắn
‹Quá trình tạo 
ra n phần tử 
đầu ra của bộ 
mã hoá phụ 
thuộc vào k 
bit đầu vào 
và K-1 tập 
hợp k bit đầu 
vào trước đó.
16 November 2010
45
Ví dụ về bộ mã xoắn tốc độ ½, K=3
16 November 2010
46
Xác định đầu ra theo trạng thái thanh ghi
chuỗi đầu vào m = 101
chuỗi đầu ra u = 11 10 00 10 11
Khả năng sửa lỗi: t=(df-1)/2
16 November 2010
47
Xác định đầu ra theo đa thức sinh
16 November 2010
48
Xác định đầu ra theo biểu đồ trạng thái
chuỗi đầu vào m = 101
chuỗi đầu ra u = 11 10 00 10 11
01
16 November 2010
49
Xác định đầu ra theo sơ đồ cây
chuỗi đầu vào m = 110 11
chuỗi đầu ra u = 11 01 01 00 01
16 November 2010
50
Xác định đầu ra theo biểu đồ lưới
chuỗi đầu vào m = 101
chuỗi đầu ra u = 11 10 00 10 11
16 November 2010
51
Mã Reed Solomon
• 0 < k< n < 2m + 2
• (n,k) = (2m – 1, 2m –1-2t).
• Khả năng sửa lỗi t = (n-k)/2
• Khoảng cách nhỏ nhất dmin= n -k + 1
‹Mã Reed Solomon (R-S) là mã vòng không nhị phân với 
symbol được tạo bởi chuỗi m bit, m nguyên và m>2).
‹R-S (n,k):
‹Ví dụ với R-S (255,247): 
n = 255, k = 247 -> m=8 
t = 4
16 November 2010
52
Trường Galois – Galois Fields
‹ Trường GF(2m) được sử dụng để cấu trúc nên mã R-S
‹Trong đó:
16 November 2010
53
Trường GF(23)
GF(23) = GF(8)
=
16 November 2010
54
Bảng cộng và nhân trong GF(8)
BẢNG 
CỘNG
BẢNG 
NHÂN
16 November 2010
55
Mã hoá RS
Ví dụ: (n,k)= (7,3) -> 2t = n-k =4
16 November 2010
56
Mã hoá RS (7,3)
Ví dụ: m = 010110111
16 November 2010
57
Mã hoá RS (7,3)
16 November 2010
58
Kỹ thuật đan xen
16 November 2010
59
Kỹ thuật đa truy nhập
‹ Đa truy nhập dự đoán sóng mang CSMA (Carrier Sense Multiple 
Access)
‹ Đa truy nhập phân chia theo tần số FDMA (Frequence Division 
Multiple Access)
‹ Đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA (Time Division Multiple 
Access)
‹ Đa truy nhập phân chia theo mã CDMA (Code Division Multiple 
Access)
‹ Đa truy nhập phân chia theo không gian SDMA (Space Division 
Multiple Access)
‹ Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao OFDMA (Orthogonal 
Frequancy Multiple Access)
‹ Đa truy nhập phân chia theo đan xen IDMA (Interleave Division 
Multiple Access)
16 November 2010
60
FDMA
+ Mỗi kênh được cấp phát một tần số cố định. 
+ Độ rộng băng tần cấp phát cho hệ thống B MHz được chia 
thành n băng tần con, mỗi băng tần con được ấn định cho một 
kênh riêng có độ rộng băng tần là B/n MHz. 
+ Các máy vô tuyến đầu cuối phát liên tục một số sóng mang đồng 
thời trên các tần số khác nhau. Máy thu đường xuống hoặc đường 
lên chọn sóng mang cần thiết theo tần số phù hợp.
16 November 2010
61
TDMA
+ Cho phép nhiều người dùng truy nhập vào cùng một kênh tần 
số mà không bị kẹt bằng cách định vị những rãnh thời gian duy 
nhất cho mỗi người dùng trong mỗi kênh. 
+ TDMA thường được sử dụng trong các hệ thống thông tin di 
động GSM hay các hệ thống thông tin vệ tinh.
16 November 2010
62
CDMA
+ Là phương thức đa truy nhập mà ở đó mỗi kênh được cung cấp 
một cặp tần số và một mã duy nhất. 
+ Phương thức này dựa trên nguyên lý trải phổ. Máy thu đồng thời 
các sóng mang cùng tần số và phân tách chúng bằng cách giải mã
các sóng mang này theo mã mà chúng được phát. 
+ Do mỗi kênh hay nguồn phát có một mã riêng nên máy thu có thể
phân biệt được sóng mang thậm chí tất cả các sóng mang đồng thời 
chiếm một tần số. 
16 November 2010
63
SDMA
+ Năng lượng sóng mang của các 
kênh hay các nguồn phát khác 
nhau được phân bố hợp lý trong 
không gian để chúng không gây 
nhiễu cho nhau. 
+ Vì các kênh hay các nguồn phát 
chỉ sử dụng không gian được quy 
định trước nên máy thu có thể thu 
được sóng mang của nguồn phát 
cần thu thậm chí khi tất cả các 
sóng mang khác đồng thời phát và
phát trong cùng một băng tần. 
+ SDMA được sử dụng ở tất cả
các hệ thống thông tin vô tuyến tổ
ong. 
16 November 2010
64
OFDMA
+ Mỗi người sử dụng được cấp phát một số sóng mang con (kênh 
tần số) trong tổng số sóng mang con khả dụng của hệ thống.
+ Các sóng mang con trực giao với nhau nên mật độ phổ công suất 
của các kênh sóng mang con này có thể chồng lấn lên nhau mà
không gây nhiễu cho nhau. 
+ Chính vì vậy ta không cần có các đoạn băng bảo vệ giữa các kênh 
(hay nói chính xác hơn chỉ cần các đoạn băng bảo về khá hẹp) và
nhờ đó tăng được dung lượng hệ thống OFDMA so với FDMA.
16 November 2010
65
IDMA
+ Là 1 kĩ thuật mới, hiện vẫn còn trong gian đoạn nghiên cứu. 
+ Là kĩ thuật dựa vào các đan xen khác nhau để tách những người 
sử dụng khác nhau trong 1 hệ thống truyền thông trải phổ đa người 
dùng.
+ Điều kiện cho IDMA được thực thi thành công là máy phát và thu 
chấp nhận đan xen giống nhau. 
+ Tiêu chuẩn để thiết kế đan xen trong IDMA là:
- Các đan xen phải thật dễ xác định và dễ tạo ra. 
- Các đan xen không “xung đột”.
16 November 2010
66
CSMA
Là phương thức truy nhập mà trong đó các trạm lắng nghe
sóng mang trên đường truyền và phản ứng theo nó được
gọi là các “Đa truy nhập dự đoán sóng mang” – CSMA
16 November 2010
67
Bảo mật
‹Mã hoá
‹Xác thực
‹Điều khiển truy nhập
16 November 2010
68
Bài tập chương 2 (1)
Vẽ cấu trúc bộ mã xoắn K=3, tốc độ 1/2 với
Cho đầu vào m = 1011, xác định đầu ra u theo các 
cách khác nhau
16 November 2010
69
Bài tập chương 2 (2)
Vẽ cấu trúc bộ mã xoắn K=3, tốc độ 1/3 với
Cho đầu vào m = 1011, xác định đầu ra u theo các 
cách khác nhau
16 November 2010
70
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
‹ Nội dung chương 2 đã giới thiệu sơ lược những kiến 
thức chung nhất của các kỹ thuật nền tảng, thường 
được sử dụng trong các công nghệ truy nhập.
‹ Những kiến thức này sẽ là tiền đề cho những tìm hiểu 
sâu hơn về các công nghệ truy nhập sẽ được tìm hiểu 
trong các chương sau.