Chuyên đề Truyền tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh

MỤC LỤC MỤC LỤC………………………………………………………………………..... 1 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ……………………………………………………………… 2 LỜI MỞ ĐẦU ………………………………………………………………………….. 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VÀ SƠ ĐỒ KHỐI PHÁT TRONG TRUYỀN HÌNH SỐ VỆ TINH………. 4 Vệ Tinh Và Băng Tần Của Vệ Tinh ………………………………… 4 Vệ Tinh …………………………………………………….. 4 Băng Tần Của Vệ Tinh………………………………………5 Sơ Đồ Khối ………………………………………………………..…...6 Nén Tín Hiệu …………………………………………………………..7 1.4 Đóng Gói Dòng Truyền Tải …………………………………………...8 CHƯƠNG 2. Mà HOÁ TÍN HIỆU ……………………………………………………..10 2.1 Mã RS………………………………………………………………… 10 2.2 Mã Hoá Cài Xen……………………………………………………... 11 2.2.1 Cài Xen Khối……………………………………………….. 13 2.2.2 Cài Xen Xoắn………………………………………………. 14 CHƯƠNG 3. ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU ………………………………………………… 16 3.1 Điều Chế Pha PSK………………………………………………… 16 3.2 Điều Chế Pha - 4 Mức ( 4 – PSK )………………………………… 17 3.3 S¬ ®å khèi m¹ch ®iÒu chÕ vµ gi¶i ®iÒu chÕ QPSK…………………… 18 KẾT LUẬN ………………………………………………………………………… 20 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT Từ Viết Tắt  Từ Đầy Đủ  Nghĩa Tiếng Việt   PCR  Program Clock Reference  Th«ng tin chuÈn ®ång bé ch­¬ng tr×nh   DCT  Discrete Cosine Transform  Biến đổi casin rời rạc   ES  Elementary Stream  Dßng cơ sở   PES  Program Elementary Stream  Dòng chương trình cơ bản   CRC  Cyclic Redundancy Code  M· kiểm tra lỗi   TS  Transport Stream  Dòng truyền tải   PID  Packet Identifier  Dßng gãi c¬ së   PSI  Program Specific Information  Th«ng tin x¸c ®Þnh ch­¬ng tr×nh   FSK  Frequency-shift keying  Điều chế tần số   PSK  Phase-shift keying  Điều chế pha   QPSK  quadrature phase-shift keying  Điều chế pha cầu phương   QAM  quadrature amplitude modulation  Điều chế biên độ cầu phương   FSS  Fixed Satellite Service  Dịch vụ vệ tinh cố định   DBS  Direct Broadcast Satellite  Vệ tinh quảng bá trực tiếp   LỜI MỞ ĐẦU Những năm gần đây, truyền hình số đang phát triển một cách mạnh mẽ để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người. Có thể nói trong một tương lai không xa, truyền hình số sẽ thay thế truyền hình tương tự. Điều này được khẳng định vì tín hiệu số có khả năng thực hiện được các chức năng mà tín hiệu tương tự hầu như không thể và rất khó thực hiện, nhất là trong việc xử lí tín hiệu và lưu trữ... Xu hướng chung cho sự phát triển công nghiệp truyền hình trên thế giới là xây dựng một hệ thống truyền hình hoàn toàn kĩ thuật số có chất lượng cao và dể dàng phân phối trên kênh thông tin. Với truyền hình nói chung và truyền hình số nói riêng thì truyền dẫn là một khâu tối quan trọng. Nó đảm bảo cho tín hiệu từ đài phát có thể truyền một cách chính xác tới máy thu của người sử dụng. Có hai phương pháp phổ biến để truyền dẫn tín hiệu truyền hình số là truyền hình số mặt đất và truyền hình số qua vệ tinh. Hiện nay ở Việt Nam truyền hình số mặt đất đang được sử dụng khá rộng rãi. Còn truyền hình số vệ tinh thì được sử dụng trong việc thu phát tín hiệu ở đài truyền hình. Trong đề tài này, chúng em đề cập những hiểu biết của mình về phương thức truyền tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh. Qua đó chúng em đã tìm hiểu về sơ đồ khối phía phát, cũng như các quá trình biến đổi tín truyền hình số như : mã hoá, lượng tử … Nội dung của chuyên đề bao gồm 3 chương như sau : CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VÀ SƠ ĐỒ KHỐI PHÁT TRONG TRUYỀN HÌNH SỐ VỆ TINH. CHƯƠNG 2 : Mà HOÁ TÍN HIỆU . CHƯƠNG 3 : ĐIỀU CHẾ TÍN HIỆU . Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do sự hạn chế về thời gian và năng lực nên nội dung của chuyên đề này không tránh khỏi những sai sót, chúng em mong được thầy cô và các bạn quan tâm góp ý thêm. Cuối cùng chúng em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm, giúp đỡ, chỉ dẫn tận tình của thầy giáo: Bùi Trung Hiếu, Nguyễn Viết Minh đã giúp đỡ chúng em trong quá trình hoàn thành chuyên đề này. Nhóm Sinh Viên Nguyễn Thành Luân. Nguyễn Ngọc Dần. Đào Gia Trung. CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN VÀ SƠ ĐỒ KHỐI PHÁT TRONG TRUYỀN HÌNH SỐ VỆ TINH. Vệ Tinh Và Băng Tần Của Vệ Tinh. Vệ Tinh Vệ tinh chuyển động quanh trái đất theo một quỹ đạo nhất định, hình bên. Khi vệ tinh chuyển động trong mặt phẳng quỹ đạo cùng chiều quay của quả đất với bán kính 35800 km, ta có vệ tinh địa tĩnh, khi đó, tại một địa điểm trên trái đất, vị trí của vệ tinh là không đổi. Sở dĩ vệ tinh địa tĩnh luôn ở một vị trí so với mặt đất là do đạt được sự cân bằng giữa các lực bao gồm trọng lực, lực li tâm. Vị trí cố định của vệ tinh trên quỹ đạo tĩnh gọi là vị trí quỹ đạo. Vị trí này được xác định bằng kinh tuyến chứa vệ tinh. Các vệ tinh của một quốc gia phải được xác lập trên một cung của qũy đạo theo sự phân chia của chuẩn quốc tế. Việc thực hiện đúng các tiêu chuẩn này nhằm tránh khỏi hiện tượng nhiễu giữa các kênh vệ tinh. Khoảng cách giữa các vị trí quỹ đạo càng bé thì số lượng vệ tinh càng nhiều trên quỹ đạo. Khoảng cách nhỏ nhất của chúng được xác định bằng tính định hướng của antena phát và thu. Ban đầu đối với băng C khoảng cách giữc các vệ tinh là 4o và đối với băng Ku khoảng cách đó là 3o, tuy nhiên hiện nay khoảng cách đó là nhỏ hơn 2o. Băng Ku có khoảng cách quỹ đạo nhỏ hơn vì bước sóng hẹp hơn, tính định hướng của antena cũng đạt cao hơn. Ngoài vệ tinh địa tĩnh, cần sử dụng các vệ tinh có quỹ đạo hình Elip. Nhờ việc kéo dài bán kính ở điểm xa trái đất lên cao mà các vệ tinh chuyển động tự do thời gian cũng như phạm vi phủ sóng được tăng lên. Vệ tinh với quỹ đạo Elip phục vụ cho các vùng ở hai bán cầu và đặc biệt cho các cực trái đất. Đặc điểm của hệ thống là do chuyển động tương đối của vệ tinh ở xa là rất nhỏ nên có thể thu được tín hiệu liên tục với antene cố định; trong khi đó, antena phát trên vệ tinh phải được điều chỉnh theo sự chuyển động của vệ tinh.
Băng tần vệ tinh Theo tiêu chuẩn quốc tế, các vệ tinh viễn thông sử dụng các dải tần số L, S, C, X, Ku, K, và dải tần có bước sóng milimet. Trong đó, các dải tần C và Ku được sử dụng rộng rãi trong truyền hình với dạng truyền thông cố định (FSS-Fixed Satellite Service). Truyền hình trực tiếp từ vệ tinh (DBS-Direct Broadcast Satellite) cũng sử dụng trong dải tần K. Tính chất của các băng tần và các loại dịch vụ phụ thuộc vào tính chất truyền sóng trong không gian của các dải tần đó. Băng tần C có tần số thấp nên suy hao do mưa và trong không khí nhỏ hơn. Vùng phủ sóng của vệ tinh, làm việc ở băng tần C, theo lí thuyết có thể đạt được 1/3 bề mặt quả đất. Độ rộng băng tần C từ 500MHz-800MHz, vì vậy, cùng một lúc có thể phát được 20 chương trình khác nhau phục vụ cho yêu cầu của các vùng khác nhau trong khu vực phủ sóng. Tuy nhiên, cũng do tần số thấp nên đường kính antena thu và phát phải lớn (từ 3-3,6m) nhất là đối với thiết bị vệ tinh thì việc vận chuyển rất cồng kềnh và phức tạp đồng nghĩa với chi phí sẽ tăng gấp bội. Đối với băng tần K, vùng phủ sóng hẹp hơn và suy hao trên đường truyền lớn lớn hơn nhiều so với băng tần C do tần số cao. Đặc biệt, tín hiệu ở băng tần K chịu suy giảm mạnh do mưa. Cả dải băng tần Kcùng chia ra làm nhiều dải tần con, mỗi dải 5 băng con cho phép truyền 3-5 chương trình. Anten cho vệ tinh làm việc ở băng tần Ku có bán kính nhỏ (từ 0,4-0,6 m) nên thiết bị thu phát nhỏ gọn. Thiết bị thu vệ tinh băng K khá đơn giản và dễ thao tác hơn so với băng C. Thông tin vệ tinh được chia làm các loại thông tin toàn cầu, thông tin khu vực, thông tin trong phạm vi quốc gia thông tin địa phương. Trong thông tin vệ tinh viễn thông toàn cầu, để đảm bảo hệ thống người ta thường dùng băng C để truyền với 3 vệ tinh trên 37 vị trí khác nhau. Cũng chỉ có băng C mới đáp ứng được yêu cầu phủ sóng trên diện rộng. Trong phạm vi khu vực lớn cũng sử dụng vệ tinh băng C. Vệ tinh băng K được sử dụng trong phạm vi quốc gia và cho truyền hình DBS. 1.2: Sơ đồ khối
 Hình 1.2 : Sơ đồ khối phía phát của truyền hình số vệ tinh. Các tín hiệu video, audio của các chương trình truyền hình sau khi được lấy mẫu và số hoá, là các dòng bit có tốc độ rất lớn, để đảm bảo tính thuận tiện, kinh tế cho truyền dẫn và lưu trữ, các dòng bit này được nén lại theo các chuẩn nén đang được sử dụng rộng rãi là MPEG-2 MP@ML (4:2:0) hoặc MPEG-2 4:2:2 P@ ML (4:2:2) với tín hiệu video và MPEG-2 lớp I hoặc II cho tín hiệu audio. Dòng bit sau các bộ nén, có tốc rất thấp, với truyền hình tiêu chuẩn thì tốc độ dòng video có thể giảm xuống còn 3
5Mb/s, dòng audio có tốc độ từ 32
1066Kb/s. Dòng tín hiệu sau khi nén có dạng là một dòng số liên tục vô hạn, để đảm bảo tính chống lỗi và kiểm soát dễ dàng, các dòng cơ sở (ES) này được chia thành các gói truyền tải. Gói truyền tải có độ dài cố định 188byte, cũng có một cách đóng gói khác là các gói chương trình có độ dài không cố định, gói này chỉ dùng cho mục đích lưu trữ. Truyền dẫn vệ tinh với băng thông lớn, mỗi transponder có độ rộng là 36MHz; 54MHz hoặc 72MHz. Với băng thông rộng như vậy và tốc độ dòng video, audio của mỗi chương trình nhỏ, do đó ta có thể truyền một chương trình riêng hoặc ghép nhiều chương trình lại và truyền trên cùng một transponder. Thông thường có thể truyền được 10 chương trình trên transponder có độ rộng 36MHz. Khi ghép nhiều chương trình lại với nhau, để cho phía thu dễ dàng xác định từng chương trình cụ thể thì ta phải đưa vào các thông tin dịch vụ xác định chương trình, thông tin đồng bộ, thông tin truy nhập có điều kiện (nếu có) và các số liệu riêng. Các thông tin này cũng được đóng thành các gói có độ dài cố định là 188byte. Dòng số liệu sau khi ghép kênh được gọi là dòng truyền tải TS (Transport Stream). Để tăng khả năng chống lỗi trên đường truyền, dòng truyền tải được đưa vào các khối mã hoá kênh và điều chế. Tín hiệu sau điều chế được đổi tần lên tần số vệ tinh (băng C, Ku, ...) và được khuếch đại lên công suất đủ lớn và đưa ra anten bức xạ ra không gian. 1.3 : Nén tín hiệu. Dòng cơ sở là dòng tín hiệu tại đầu ra của bộ mã hoá MPEG và chỉ chứa những thông tin cần thiết giúp bộ giải mã tái tạo lại hình ảnh hoặc âm thanh ban đầu. Cú pháp dòng cơ sở ES của tín hiệu video được thể hiện trong hình 2. Đơn vị cơ sở của một hình ảnh là khối DCT, mỗi khối có 8x8 phần tử ảnh. Các khối (Block) được tập hợp lại thành các Macro Block (MB), mỗi MB có một véc tơ chuyển động hai chiều. Các MB được tập hợp lại để tạo thành Slice. Nhiều Slice tập hợp lại tạo lên một ảnh hoặc một mành tích cực. Dữ liệu đầu của ảnh xác định ảnh đó là I, P hoặc B. Một vài ảnh tập hợp lại tạo thành các nhóm ảnh (GOP). Nhóm ảnh bắt đầu bằng một ảnh I. Nhóm ảnh có thể mở hoặc đóng. Nhiều GOP tập hợp lại tạo thành một chuỗi dữ liệu video. Tín hiệu audio được mã hoá theo chuẩn MPEG-2 mức I hoặc II. Phương pháp mã hoá MPEG dựa vào cơ chế sinh lý của tai người là trong dải âm tần từ 20Hz đến 20KHz, tai người chỉ nghe thấy âm thanh ứng với các cụm tần số rời rạc. Do đó, dòng số sau khi biến đổi ADC tín hiệu audio đưa vào bộ mã hoá MPEG-2 sẽ được biến đổi từ miền thời gian sang miền tần số, sau đó lọc lấy các cụm tần số mà tai nghe được (32 băng con). Tiếp đó tiến hành lượng tử và mã hoá các tín hiệu băng con. Tín hiệu dòng cơ sở đầu ra bộ mã hoá có dạng các khung số liệu bao gồm: thông tin đầu khung (header) mang các thông nhận dạng, đồng bộ, bản quyền; mã kiểm tra lỗi CRC; dữ liệu audio và các thông tin phụ khác. Tốc độ dòng số liệu có thể từ 32Kb/s đến 1066Kb/s. 1.4. §ãng gãi dßng truyÒn t¶i. CÊu tróc gãi truyÒn t¶i cã kÝch th­íc kh«ng ®æi, b»ng 188byte bao gåm phÇn tiªu ®Ò (header) vµ vµ phÇn th«ng tin (Pay load). H×nh 1.4: CÊu tróc phÇn header cña gãi truyÒn t¶i. PhÇn ®Çu ®Ò cña gãi truyÒn t¶i cã ®é dµi tèi thiÓu b»ng 4byte vµ chøa c¸c th«ng tin sau: Sync Byte: cã 8bit, chøa gi¸ trÞ kh«ng ®æi b»ng 0x47 dïng ®Ó ®ång bé c¸c gãi TS. Gi¸ trÞ 0x47 t¹o c¬ së ®Ó nhËn d¹ng chç b¾t ®Çu mét gãi truyÒn t¶i míi. Transport error indicator: 1bit- dïng ®Ó b¸o hiÖu cã lçi x¶y ra trªn ®­êng truyÒn. Khi cã gi¸ trÞ b»ng 1: ®ang cã lçi kh«ng thÓ söa ®­îc trong gãi TS hiÖn hµnh, v× vËy kh«ng nªn sö dông phÇn Payload cña gãi TS nµy. Payload unit start indicator: 1bit- chØ thÞ b¾t ®Çu cña payload. Gi¸ trÞ b»ng 1: Byte ®Çu tiªn cña Payload chÝnh lµ byte ®Çu tiªn cña gãi PES míi (®èi víi video, audio) hay lµ phÇn ®Çu cña mét b¶ng (®èi víi th«ng tin x¸c ®Þnh ch­¬ng tr×nh PSI). Transport Priority: 1bit- Khi b»ng 1: gãi TS nµy cã quyÒn ­u tiªn h¬n c¸c gãi kh¸c. Packet Identifier (PID): nhËn d¹ng gãi, gåm 13bit- ChØ thÞ lo¹i sè liÖu cã trong payload. §©y lµ th«ng tin ®Ó nhËn d¹ng gãi TS thuéc vÒ mét dßng gãi s¬ cÊp PES hay thuéc vÒ mét PSI cô thÓ nµo ®ã. Trong 213 gi¸ trÞ cã thÓ cã, 17 gi¸ trÞ ®­îc dµnh riªng cho c¸c môc ®Ých ®Æc biÖt. Cßn l¹i 8175 gi¸ trÞ dïng ®Ó g¸n cho dßng gãi s¬ cÊp PES hay PSI kh¸c nhau. Nh­ vËy cã thÓ ghÐp h¬n 8000 dßng gãi s¬ cÊp vµo mét dßng truyÒn t¶i. Mét sè PID ®Æc biÖt: Gi¸ trÞ 0x0010
0x1FFE dïng ®Ó g¸n cho c¸c gãi th«ng tin x¸c ®Þnh ch­¬ng tr×nh (PSI: Program Specific Information). Gi¸ trÞ 0x1FFF dµnh riªng cho c¸c gãi rçng. Transport Scrambling Control: 2bit- chØ thÞ kiÓu x¸o trén d÷ liÖu trong Payload, øng dông truyÒn h×nh tr¶ tiÒn. Gi¸ trÞ Bit  ý nghÜa   00  Kh«ng x¸o trén ë Payload   01  Dù tr÷ cho t­¬ng lai   10  X¸o trén ë Pay load víi kho¸ ch½n   11  X¸o trén ë Pay load víi kho¸ lÎ   Adaptation field control: 2bit- chØ thÞ cho biÕt cã xuÊt hiÖn hay kh«ng vµ nÕu cã th× phÇn tr­êng thÝch nghi (Adaptation field) nµy cã ®i kÌm víi Payload hay kh«ng. Gi¸ trÞ Bit  Chøc n¨ng   00  Dù tr÷ cho t­¬ng lai   01  ChØ cã Payload   10  ChØ cã Adaptation field   11  Cã c¶ Payload vµ Adaptation field   Continuity counter: 4bit-Gi¸ trÞ nµy sÏ t¨ng lªn 1 khi c¸c gãi TS kÕ tiÕp nhau truyÒn ®i cña cïng mét dßng gãi c¬ së (cïng PID). §iÒu nµy cho phÐp phÝa gi¶i m· s¾p xÕp l¹i c¸c gãi TS ®óng thø tù, còng nh­ ph¸t hiÖn c¸c gãi TS bÞ mÊt hoÆc lÆp l¹i. Adaptation field (Optional): Tr­êng thÝch nghi gåm c¸c byte chÌn cè ®Þnh, th«ng tin phôc vô cho viÖc ®Þnh thêi vµ ®iÒu khiÓn: th«ng tin chuÈn ®ång bé ch­¬ng tr×nh (PCR). CHƯƠNG 2. Mà HOÁ TÍN HIỆU. 2.1 M· Reed- Solomon (M· RS). M· RS ®­îc ®­a ra tõ n¨m 1960 nh­ng chØ ®Õn nh÷ng n¨m gÇn ®©y do c«ng nghÖ VLSI(Very-large-scale integration--m¹ch tÝch hîp cì rÊt lín) ph¸t triÓn nã míi ®­îc øng dông réng r·i vµ nghiªn cøu ngµy cµng nhiÒu. M· RS lµ mét tËp con cña m· BCH vµ m· khèi tuyÕn tÝnh. M· RS th­êng ®­îc ký hiÖu lµ RS(n, k) víi mçi ký hiÖu (symbol) cã m-bit. M· RS söa sai t lçi dïng c¸c ký hiÖu thuéc tr­êng Galois GF(q) cã c¸c tham sè: §é dµi tõ m·: n = q – 1 Sè ký hiÖu kiÓm tra: n - k = 2t Kho¶ng c¸ch tèi thiÓu: dmin = 2t + 1 XÐt m· RS trong tr­êng Galois GF(2m). Gi¶ sö
lµ phÇn tö c¨n b¶n trong GF(2m) . §a thøc sinh cña m· RS gèc söa sai t lçi cã chiÒu dµi 2m -1 lµ: g(x) = (x +
)( x +
2) ..... ( x +
2t) = g0 + g1x +g2x2 + ...... + g2t -1x2t -1 +x2t Tõ m· RS ®­îc x¸c ®Þnh: v(x) = g(x).u(x) v(x): tõ m· ®Çu ra bé m· ho¸. u(x): khèi th«ng tin ®Çu vµo. g(x): ®a thøc sinh. Khi m· ho¸ theo m· RS th× c¸c ký hiÖu m· lµ c¸c byte m-bit (th­êng dïng c¸c byte 8-bit). Sè l­îng c¸c tõ m· trong bé m· RS sÏ lµ: 2m -1 byte m-bit, gi¸ trÞ cña mçi tõ m· (byte m-bit sè liÖu) ®Òu lµ c¸c phÇn tö thuéc tr­êng GF(q). Nh­ vËy m· ho¸ theo m· RS th× dÉy sè liÖu nhÞ ph©n sÏ ®­îc chia thµnh c¸c byte m-bit ®Ó t¹o nªn c¸c ký hiÖu cña tr­êng GF(q) vµ kÝch th­íc cña tr­êng (q) sÏ quyÕt ®Þnh sè l­îng c¸c ký hiÖu cña bé m· nh­ng chÝnh q l¹i phô thuéc vµo sè bit (m) t¹o nªn mét ký hiÖu. Gi¶i m·: Gi¶ sö tõ m· truyÒn ®i lµ v(x) = v0 + v1x +... + vn-1xn-1. Lçi x¶y ra trªn ®­êng truyÒn, ®Õn bªn thu ta ®­îc vect¬ m·: r(x) = r0 + r1x +... + rn-1xn-1. Gi¶ sö vect¬ lçi lµ e(x) th× ta cã: r(x) = v(x) + e(x) §Çu tiªn lµ t×m vect¬ syndrome cña vect¬ r(x). Vect¬ syndrome lµ vect¬ 2t thµnh phÇn vµ ®­îc x¸c ®Þnh: s = (s1, s2, ..., s2t). si = r(
i) = r0 + r1
i + r2
2i + ... + rn-1
(n-1)i víi
NÕu syndrome s = 0 th× tõ m· thu ®­îc lµ ®óng, cßn syndrome s
0 th× tõ m· thu ®­îc bÞ sai vµ ta ph¶i söa sai. §Ó söa sai cÇn ph¶i gi¶i quyÕt ®­îc hai vÊn ®Ò: X¸c ®Þnh vÞ trÝ cã sai. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ sai (söa sai). Trong truyÒn h×nh sè qua vÖ tinh, ng­êi ta sö dông bé m· RS(204, 188) trong ®ã n = 204 byte, k = 188 byte = kÝch th­íc gãi truyÒn t¶i, sè byte kiÓm tra lµ 16 byte. Do ®ã m· RS(204, 188) cã kh¶ n¨ng söa ®­îc tèi ®a lµ 8 byte lçi x¶y ra trong tõ m· 204 byte. Nh­ vËy sau m· ho¸ RS, mçi gãi truyÒn t¶i ph¶i thªm vµo 16 byte ®Ó kiÓm tra, dÉn ®Õn tèc ®é dßng bÝt t¨ng lªn. 2.2 M· ho¸ cµi xen (Interleaver). Ph­¬ng ph¸p m· ho¸ Reed-Solomon dïng ®Ó söa lçi côm, nh­ng khi lçi côm x¶y ra qu¸ lín th× m· Reed-Solomon kh«ng thÓ kh«i phôc l¹i ®óng tÝn hiÖu t¹i phÝa thu vµ tÝn hiÖu thu ®­îc bÞ lçi. §Ó tr¸nh tr­êng hîp lçi côm qu¸ lín, ng­êi ta dïng m· ho¸ cµi xen sau khi m· ho¸ Reed-Solomon t¹i phÝa ph¸t vµ ®­îc gi¶i m· tr­íc t¹i phÝa thu. M· ho¸ cµi xen (ghÐp xen) cã t¸c dông chia nhá kho¶ng thêi gian xuÊt hiÖn lçi vµ v× thÕ cã thÓ coi sù xuÊt hiÖn lçi lµ ngÉu nhiªn. H×nh 2.2: Minh ho¹ kh¶ n¨ng chèng lçi do cµi xen. Trong h×nh trªn, khi ch­a ®­îc ghÐp xen, mét côm 5 tõ m·, mçi tõ m· 5 bit ®­îc truyÒn ®i trùc tiÕp. Thùc tÕ truyÒn dÉn th× lçi xuÊt hiÖn th× phÇn lín lµ xuÊt hiÖn theo côm, g©y ¶nh h­ëng ®Õn mét lo¹t bit liªn tiÕp. Trong tr­êng hîp cña chóng ta, gi¶ sö lçi xuÊt hiÖn theo mét côm 5 bit. Lóc nµy, ch¾c ch¾n sÏ xuÊt hiÖn mét tõ m· bÞ Ýt nhÊt lµ 3 bit. Trong ph­¬ng ph¸p söa lçi tr­íc, muèn söa ®­îc côm lçi nµy ®Ó ®¶m b¶o tÝnh chÝnh x¸c cña th«ng tin th× ta cÇn cã phÐp m· ho¸ cã ®é d­ lín, nghÜa lµ hiÖu n¨ng thÊp, ®ã lµ cßn ch­a tÝnh ®Õn tr­êng hîp khi lçi ®ã r¬i phÇn lín vµo mét tõ m· th× kh¶ n¨ng nhËn ®óng tõ th«ng tin lµ 0. NÕu ta sö dông ph­¬ng ph¸p cµi xen th× trong mäi tr­êng hîp xuÊt hiÖn côm lçi 5 bit liªn tiÕp, lçi chØ cã thÓ ¶nh h­ëng tíi mét bit cña mét tõ m·. Vµ v× chØ sai mét bit nªn víi ph­¬ng ph¸p m· ho¸ ®¬n gi¶n, ta còng cã thÓ söa ®­îc lçi nµy ë tÊt c¶ c¸c tõ m·, do ®ã nhËn ®­îc th«ng tin chÝnh x¸c. Ph­¬ng ph¸p cµi xen ®­îc ¸p dông cho mét ®o¹n nhiÒu khèi tõ m· liªn tiÕp, chóng sÏ ®­îc chia nhá thµnh tõng côm vµ ®­îc ph¸t ®i víi thø tù kh¸c víi thø tù ban ®Çu. Qui luËt chia côm nµy còng ®­îc phÝa thu biÕt ®Ó cã thÓ tiÕn hµnh hîp nhÊt th«ng tin tr­íc khi mang gi¶i m·. Cã hai ph­¬ng ph¸p cµi xen hay sö dông lµ cµi xen khèi (Block interleaving) vµ cµi xen xo¾n (Convolutional interleaving). 2.2.1 Cµi xen khèi (Block interleaving). Cµi xen khèi nhËn c¸c tõ m· vµo theo tõng khèi, ho¸n ®æi vÞ trÝ c¸c ký hiÖu råi míi ®­a luång th«ng tin ®· ®­îc s¾p xÕp l¹i. Sù ho¸n ®æi th­êng ®­îc thùc hiÖn b»ng c¸ch ®iÒn ®Çy th«ng tin vµo mét khung M(N theo chiÒu däc, sau ®ã thø tù ph¸t ®i l¹i lÊy theo chiÒu ngang. Khi ®ã ë phÝa thu sÏ tiÕn hµnh ®iÒn ®Çy mét « M(N kh¸c theo chiÒu ngang vµ th«ng tin ®­îc lÊy ra theo chiÒu däc. HoÆc ng­îc l¹i, ®iÒn ®Çy th«ng tin vµo mét khung M(N theo chiÒu ngang, thø tù ph¸t ®i l¹i lÊy theo chiÒu däc. Khi ®ã ë phÝa thu sÏ tiÕn hµnh ®iÒn ®Çy mét « M(N kh¸c theo chiÒu däc vµ th«ng tin ®­îc lÊy ra theo chiÒu ngang. C¸c ®Æc tÝnh quan träng nhÊt cña ph­¬ng ph¸p cµi xen nµy lµ: TÊt c¶ c¸c côm lçi cã chiÒu dµi nhá h¬n N ®Òu ®­îc c¸ch ly ë ®Çu thu theo nh÷ng kho¶ng c¸ch nhá nhÊt lµ M. TÊt c¶ nh÷ng côm lçi cã chiÒu dµi bN (b > 1) ®Òu ®­îc c¸ch ly ë phÝa thu theo nh÷ng kho¶ng c¸ch nhá nhÊt lµ M- b vµ g©y ¶nh h­ëng nµy ë nhiÒu nhÊt lµ b tõ m·. ChØ nh÷ng lçi cã chu kú N míi g©y nªn côm lçi liªn tôc ë ®Çu thu. VÒ ®é trÔ truyÒn dÉn, ph¶i ®iÒn ®Çy mét khung MxN ë phÝa ph¸t vµ mét khung t­¬ng tù ë phÝa thu. Nh­ng ta chØ ph¶i trÔ mét kho¶ng thêi gian M(N - 1) - 1 ë phÝa ph¸t (do chØ cÇn phÇn tö ®Çu tiªn cña hµng cuèi cïng cã th«ng tin lµ ta ®· cã thÓ ph¸t ®i, c¸c phÇn tõ cßn l¹i trong hµng sÏ ®­îc ®iÒn thªm trong lóc ph¸t) vµ mét kho¶ng thêi gian t­¬ng tù ë phÝa thu nªn ®é trÔ tæng céng cña chóng ta lµ 2.M.N - 2.M - 2. Do mét khung M(N ph¶i ®­îc ®iÒn ®Çy tr­íc khi truyÒn ®i nªn ta cÇn mét bé nhí kÝch th­íc M(N ë c¶ hai phÝa thu vµ ph¸t, nh­ng th­êng th× ë mçi phÝa ta th­êng sö dông tíi 2 khung nh­ vËy ®Ó cã thÓ ®iÒn ®Çy mét khung trong khi khung kia ®ang ph¸t, gi¶m