Đang tải... (xem toàn văn)
ĐỒ án kỹ thuật mã hóa STTC ĐỒ án kỹ thuật mã hóa STTC ĐỒ án kỹ thuật mã hóa STTC ĐỒ án kỹ thuật mã hóa STTC ĐỒ án kỹ thuật mã hóa STTC ĐỒ án kỹ thuật mã hóa STTC ĐỒ án kỹ thuật mã hóa STTC ĐỒ án kỹ thuật mã hóa STTC ĐỒ án kỹ thuật mã hóa STTC
CHƯƠNG 1 KỸ THUẬT MÃ HÓA KHÔNG GIAN-THỜI GIAN LƯỚI STTC 1.1 Phương pháp mã hóa không gian - thời gian 1.1.1 Giới thiệu !"#$%&'()*+%,-! %.&/(+#"01!&!/23"#$456 !&!7!2-4-28+#)/2696:;6%$%%$ <%='7! ;%!$$=56 '-#!22-4">+?@$%&56 -#!7! A<!BC@'-4-'<"7DE !&!3 -#!%&F!&!$&!.!&!!G&!57 D-#!">+?-4&!*+)696:' 4HA/@I&/56!4 -#!-#%J %%&'-#!"K!&! -#!'L '<%3M15 @&!A<!KAN!(M<OP;%!$$ M<!!<+$"=(;%!$$A$"!<+$"=(AM<;%!$$AM<A$" !<+$"='Q;/$A$+"%!$$=5 1.1.2 Các hệ thống mã hóa không gian thời gian RS A/@-#!M18! $%&' T $(-#!AUM'/A)U VU5-OM5 WE %&-#!MIM5.H-4 ("/M<X%J(-#!Y MI 1 ! Z;! (! C ([(! =\]^;5= #!-'<_'<!`M5P "0&R."/M<X%J_'<'/' "/M<-@!2F M3 6ZC -45WE --#!"0-#!-'<M!/4-aF 2%""<"<;bc=-4RKA!H "/M<"<"<(-#!"d%R2%' $!<! e5 R Z ;R ( R C ([( R = \]^;5C= A<-(!f'!/4X!`A _A"<"<-#!%&-O MI $%&&!(/'"/M<R (gg (-#!%&MI$ 'K!B!&!"/M<-#!%&-@!!h<B;J/=5i$!"/M< -@!2F!&!$&!(-#!!jAI;5C=(-#!k'"/M< ;"%!$$"/M<=5V "K%a!` ' lZA M bP;Mb"bVm=\]^;5n= A<-(A M '!-M'P'M1)A/@5V "K%aA<;5= Mo "K%a!` $%&5p@$ I!B&/%&'&/.<A)696:5+-/2( H)2F$%&-2$!4-#!UMI*+ %,(2B">Ao)A/@'5 A<)*+(!&! "*+'o"A<H!G"/M<' /-aF"/M<'/""/M<&!5.&/(3 .H T $ '"7!Oq!` 3 %&MX"/M2MI*+)5.-4( 3 -#!.$r(rZ(C([( T (-#!Y MIA r (-#!!<MI ( T n j t i i t j i t t i r h x n = = + ∑ \]^;5]= i ''%8q!`$r.-45p'L-!%!` M2L)s""%t!AMUu-%a!"Kp u 5)B!&! 3 -#!F T $.-4Mo$!! T e5 A Z;A A C ([(A = \]^;5v= 2 pq.&/!4-#!BMI$!! T e(-#!Y MI 5 Z; ( C ([( = \]^;5w= A<-(H'%8"0!j-2Lq.$5W<-($!3 -#!!4-#!M4+q" A ZV R x \]^;5y= B">AoMB.&/"0">+?<&R$<<+ ;6Q=-4%?!!H-%&'Ao&/!A.&) 9YIA))696:56z&!(&/%&.!@)5. &/ ( " $A! D/2 -X -#! 3 <& +7 A) MU % <B !&! {!+$E!HB2'!H7!"7" C ( T T n n i t i t j i t t j i r h x = = − ∑∑ ∑ \]^;5|= PB"0!kF"$A!D/2-X}K'!HB5 1.2 Mã trellis không gian-thời gian (STTC) 1.2.1 Giới thiệu !<%S%%J%-8/-`'-#!<('<. !%-#!IA!<A#%696:5KAN!!%-z!M %h#% A/@~A?' (+<!j">+?M-B -#! DB!<'<%%&%B%t!.%5 p2PR>Y-!%FY7-8'<-4.<A!H !&!$!<A-!%(UR>YF!HY7-8'<-4.<AF!H $!<A%?!'<A.&A!-!`M5 P!&!$!<AMo!&!+!!/4!&!M3+E D+X! D8H8!M356HMS%!X%J-8'<'8"0.< A$!<AM!<HM-8'<5.-4(M+E -8'<"0-#! +X!'<8-8)!`+X!(M!`8-8"0-#!+X!'<M!` 8256H8+X!M+E '<"0.<A$!<AM5!-' T ! Zb\n^;5•= 3 '"8!`+X!-#!k'!<"A$!`M5VU+!< K/A_H$!<AA<%?!'<M(MOM+E '< 8-8)';=M!`8!!`M(8!'/k' A.&!`M(A<-!j!M+E -8'<A<B I$!<A5 VU5C-O!` 3 -#!.&/"0-#!MBD- 6QW;%!$$6RQ$<<+W$!<+$A=B5P6QW"0-#! 7! 'B$!<Ai$AM(-'<!$A!3!~/}K"0 -#!!k'!H+E -#!B5%t!.<!`MB1$<'~ "A.&A)B-O!€"<'"A.&(M!M! %J%'WA/@+E !-TM%"U-%t!.%!`MBj "C T;W= 5 1.2.2 Nguyên lý mã hóa mã lưới 6;/!%=-#!M4+qD;!<+$A$"=<z!"-O A.&;"$+A=B"7M2-aFA.& ."A.&22% h/!M+E -8'<5 4 4RJ/+7!KAN!!`(!8+h+X!MM(+h-4 R&!-XA.&!`A<!U5A.&-#!3Mo C 5 iZC(!N!C C Z]A.&uu(u(u(5 FA.&/m!j!4--2A.&R/(R-#!R&!-XMIM-8'<5 W7'<-!"-OA.&" VU5nP4+q"-OA.&5 4'A_%t!<.-!`(RSM!!- k=0.55 5 VU5]-O!`Zu5v iZu5vUHM-8'<"0!CM-8A5! m ZR;= ⊕ R;= ⊕ R;C= m C ZR;= ⊕ R;C= 8'<-#!!&!M•:T!4-#!2++.!&!$!<AX%J \^'\u^( !&!$!<A'/-#!k'!&!$!<A"5 W-J/'"-OA.&!`M VU5v-OA.& 6 $Z u Z\R;=(R;C=^ mZ\m (m C ^ m ZR;= ⊕ R;= ⊕ R;C= m C ZR;= ⊕ R;C= -OB-O-#!F"-OA.&IA)-z u ( ( C ( n A)-,(-,'/M4+qXA3!`!&!A.&. .Z5-(-z u ( ( C ( n M4+qZxIM)%BU05 -#!"-O" VU5w-O sB">-8'<-#!Md-8FA.& u Zuu'+E -8'<8#' uuu;-8'<-#!M4+qMoS-t(uMoS@=5i%%&% A)-#!"-O%t!.%" VU5y-OZw 7 -(+/+E -8A"0'uuuuuu;+<!-'u5v)"M A"0K%-"M'<=5 1.3 Nguyên lý giải mã mã lưới 1.3.1 Giải mã sử dụng giản đồ lưới sB">M-#!!H3 11 01 01 00 10 11 A<F t=0 t=6 ;sB">A.&I.<S 0 =00=5--8'<'11UMB "0B'!<Aoutput = 1("-O!/4"A.& .t=1. -(input = 01UMB"0D/2-X!<output = 1(!t/-2B-OU !HM-#!"0'1 1 0 1 0 0 VU5|2B-OU!HM-#!'uuu 1.3.2 Khoảng cách Hamming trong giải mã lưới p-M2(<B!&!Vh'"Y7&!EC"X%J5 •S3+?A)(B">RB/AHM--]M-8)(!HM-#!'1111 ;/U1101=5 F"-O+(K/!C!&!-F u (!<input = 11 (h=0)'!< input = 00 (h=2). 8 VU5•<B!&!V!`C&A. u T_A'Ao("0!k-%3+(-'!<B!&!V} 5 2%$<(.t=1(-8'<!M3H('!B--AF -@!<B!&! Vh=15W<-(MB"0R$RS!B-'/A<!&! M!2%$<5 .t=2, input=01(U--F n "0!h=0. €--F C "0!h=1;! -=5W<<B!&!V-&!)!4!k-+-4R&! -X+E A5 VU5u<B!&!VA<F-<.5 /)(-4J!<-!/!<<&(A<7!2("03a<B !&!VVA)-<.'-D 9 H = h 0 + h 1 + … + h n VU5a<B!&!VV F"-OA)(K/<B!&!V"0-#!3!~/DF-<.('" D"-X'<-;A<A#%'/'t=5=UMB"0 D/2-X!k-'!a<B!&!V'}K5 $<"-OA)U-!H=1 '--K(+<-(+E -8A"0'110105 1.3.3 Giải mã sử dụng thuật toán Viterbi i3+?A)4 v--A<"-O("-+7A)a<B!&! VD/2-X!k-!H'}K5 /)(-!&!M(A<.+-(-+'.k !4)w<z!•U"-!8RS!4)nC<z!Cvw-5 <&i$AM;-#!%&A4'<1•wy=!<%S%<.AFAK@- A<a"!&!-5 <&!jAAo(2!C--#!<'A.&U!j !8DJ-!<B!&!V}5p!&!&!(2'- +'.U!j!8DJ2 k-1 -/U 2 k -('-+'-- ;$<-X=K%]<z!v8-+'.U!4-#! !3R&!A<82!&!A#%5 -O+4 !&!'MR&!-X--K/!B!H RB/A5 . t=0 (Md-8FA.& u (!C--2%'- u h=2<z!- h=05 10 [...]... quả của mã hóa STTC trên hai anten phát chính là đạt được 2 chuỗi kí tự với quan hệ như ví dụ trên Tượng tự ta có thể mở rộng dùng sơ đồ lưới trạng thái trường hợp 8 trạng thái, 8 QAM như sau: 15 Chương 1 : Kỹ thuật mã hóa không gian-thời gian lưới STTC Hình 1.20 Sơ đồ lưới 8 trạng thái, 8 QAM 1.3.6 Bộ giải mã STTC Bộ giải mã STTC dựa trên thuật toán Viterbi và cấu trúc lưới mã Mỗi lần bộ giải mã nhận... dựa trên 13 Chương 1 : Kỹ thuật mã hóa không gian-thời gian lưới STTC tổng khoảng cách Hamming, từ đó suy ngược ra dữ liệu gốc Ở các thời điểm tiếp theo, quá trình giải mã cũng xảy ra tương tự 1.3.5 Bộ mã hóa STTC Giả sử STTC sử dụng trong trường hợp 2 anten phát, dùng 4 trạng thái và điều chế 4 QAM, ta sẽ có 4 trạng thái 00, 01, 10, 11 ứng với 4 kí tự 0, 1, 2, 3 Cấu trúc mã hóa STTC dùng cho 4 QAM và... đầu ra ở bộ mã hóa được tính như sau: v1 k X tk = ∑ I t1− p a k + ∑ I t2−q bq mod 4, k = 1, 2 [5] (1.16) p p =0 Với Xt1 và Xt2 là 2 kí tự lần lượt được truyền ra anten phát thứ nhất và thứ hai ở chu kì thời gian thứ t 14 Chương 1 : Kỹ thuật mã hóa không gian-thời gian lưới STTC Hoặc cũng có thể xây dựng nguyên lý mã hóa STTC dựa trên sơ đồ lưới trạng thái như sau: Hình 1.19 sơ đồ lưới 4 trạng... j qti |2 [3] (1.17) Thuật toán Viterbi được sử dụng để tính toán đường đi với số branch metric thấp nhất 16 Chương 1 : Kỹ thuật mã hóa không gian-thời gian lưới STTC Ví dụ : Giả sử có chuỗi tín hiệu vào như sau : 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 -> ta mã hóa thành các trạng thái ứng với điều chế 4-QAM,với 00 : 0 ; 01 :1 ; 10 : 3 ; 11: 2 , ta được : 2 3 1 0 1 Sau khi đưa vào bộ mã hóa STTC ta sẽ được : 0 2 2 3 3... ta đã tìm hiểu được nguyên lý mã hóa/ giải mã của mã lưới, có một cái nhìn cụ thể về hệ thống STTC, cũng như thuật toán Viterbi Mã lưới là một mã nhị phân sửa lỗi phổ biến nhất hiện nay và được tìm thấy trong rất nhiều ứng dụng: trong thông tin di động (IMT-2000; GSM; IS - 95), trong thông tin vệ tinh số và các hệ thống thông tin truyền đại chúng… STTC là phương pháp mã hóa lưới kết hợp phân tập nhằm... 0.7790 0.3912 2.0708 1.6281 1.8528 Từ vị trí của các metric thành phần đó ta sẽ có chuổi bit được giải mã là : 23101 21 Chương 1 : Kỹ thuật mã hóa không gian-thời gian lưới STTC Ta minh họa quá trình trên bằng hình vẽ đơn giản sau : +Mã hóa STTC :: 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 +Giải mã STTC : 0 1.1475 0.4901 1.4878 0.6880 1.3408 1.7977*1.0e+308 0.4382 1.1736 0.5576 1.9815 0.7664 1.7977*1.0e+308... trạng thái, giả sử ta có chuỗi kí tự đầu vào bộ mã hóa như sau: [2 3 1 0 1 ………] Ban đầu, bộ mã hóa ở tráng thái “0”, theo đó kí tự “0” được truyền ra anten phát thứ nhất, anten phát thứ hai nhận được kí tự “2” Sau đó, bộ mã hóa nhảy đến trạng thái “2”, theo đó kí tự “2” được truyền ra anten phát thứ nhất, anten phát thứ hai nhận được kí tự “3” Bộ mã hóa lại nhảy đến trạng thái “3” và kí tự “3” lại... hơn sẽ không thể là đường chính xác nên bộ giải mã sẽ loại bỏ các đường này để xử lí được nhanh hơn Trong trường hợp này, ta sẽ loại bỏ 4 đường có H lớn nhất 11 Chương 1 : Kỹ thuật mã hóa không gian-thời gian lưới STTC Hình 1.14 loại bỏ các đường có H lớn - Tại t=4, giả sử có tiếp lỗi bit đơn xảy ra, cũng sẽ có 8 đường đi tới trạng thái t=4 nhưng bộ mã hóa sẽ bỏ đi 4 đường có H cao nhất Hình 1.15 Lỗi...Chương 1 : Kỹ thuật mã hóa không gian-thời gian lưới STTC - Tại t=1, có lỗi bit đơn xảy ra và có tất cả 4 đường đi từ hai trạng thái S 0 và S1, do có lỗi xảy ra nên không có đường nào có tổng Hamming H=0 Hình 1.12 Thuật toán Viterbi trong giải mã lưới - Tại t=3, do tại mỗi trạng thái có 2 đường nên sẽ có 8 đường cần phải xét với... tục có 8 đường được tạo ra, bộ giải mã sẽ vẫn chỉ xét 4 đường có H là nhỏ nhất Tuy nhiên, ở đây xảy ra trường hợp là có 4 đường có cùng tổng khoảng cách Hamming, vì không có cách nào để lựa chọn nên bộ giải mã sẽ lựa chọn ngẫu nhiên 2 trong 4 đường này để đưa vào nhóm 4 đường có tổng khoảng cách Hamming nhỏ nhất 12 Chương 1 : Kỹ thuật mã hóa không gian-thời gian lưới STTC Hình 1.16 Chọn ngẫu nhiên 2 trong . CHƯƠNG 1 KỸ THUẬT MÃ HÓA KHÔNG GIAN-THỜI GIAN LƯỚI STTC 1.1 Phương pháp mã hóa không gian - thời gian 1.1.1 Giới thiệu . -8A"0'uuuuuu;+<!-'u5v)"M A"0K%-"M'<=5 1.3 Nguyên lý giải mã mã lưới 1.3.1 Giải mã sử dụng giản đồ lưới sB">M-#!!H3 11 01 01. !-TM%"U-%t!.%!`MBj "C T;W= 5 1.2.2 Nguyên lý mã hóa mã lưới 6;/!%=-#!M4+qD;!<+$A$"=<z!"-O A.&;"$+A=B"7M2-aFA.&