Đề tài Xử lý tín hiệu trong mạng WCDMA

rst. Tiếp theo thiết bị giám sát các kênh điều khiển paging để thực hiện một quyết định khi nó được thông báo. Nếu một cuộc gọi được nhận, một cờ nội bộ được thiết lập cho biết thiết bị đã vào mode truy nhập. Nếu bản tin chỉ dẫn từ hệ thống là một chỉ dẫn đăng ký, một cờ được thiết lập chỉ cho biết thiết bị đang thử truy nhập. Khi một người dùng khởi đầy một cuộc gọi, đã quay số, thì sẽ có yêu cầu truy nhập. 3.3.3. Điều khiển truy nhập và ấn định ban đầu Điều khiển truy nhập và ấn định ban đầu là một quá trình dành sự chú ý của một hệ thống, dành được sự cho phép sử dụng dịch vụ hệ thống, và được phân cho một kênh truyền thông để ấn định một phiên thông tin. Điều khiển truy nhập và ấn định ban đầu xảy ra khi một thiết bị đáp lại yêu cầu truy nhập, mong muốn thiết lập một cuộc gọi, hay vài lần thử truy nhập. Truy nhập vào WCDMA xảy ra ngẫu nhiên. Để tránh đụng độ giữa các thiết bị, một quá trình xử lý tránh nghẽn tranh chấp được sử dụng. Trước khi một thiết bị thử truy nhập vào hệ thống, đầu tiên nó phải đợi cho đến khi có kênh rỗi, sau đó thiết bị bắt đầu truyền một bản tin yêu cầu truy nhập (còn gọi là bản tin truy nhập thăm dò) trên một kênh truy nhập ngẫu nhiên RACH tại công suất rât thấp. Một truy nhập thăm dò chứa một phần tiêu đề (preamble), theo sau đó là bản tin kênh truy nhập. Nếu một bản tin yêu cầu truy nhập không dành được sự chú ý của hệ thống trong một khoảng thời gian ngắn, thiết bị sẽ tăng mức công suất phát và gởi một bản tin thăm dò khác. Quá trình sẽ lặp lại cho đến khi hệ thống trả lời yêu cầu truy nhập trên kênh AICH hay khi thiết bị đạt mức công suất tối đa cho phép được ấn định bởi hệ thống. Nếu hệ thống thừa nhận yêu cầu được phục vụ của thiết bị, thiết bị sẽ gửi thêm thông tin thiết lập một kênh riêng để bắt đầu truyền. Hình 3.2 Truy nhập hệ thống WCDMA 3.3.3.1. Nhận thực Nhận thực là một quá trình trao đổi thông tin giữa mạng và thiết bị di động, thực hiện nhận thực người dùng hay thiết bị. Sự xác nhận tính xác thực của người dùng hay thiết bị cho phép nhà cung cấp phục vụ hay từ chối cung cấp dịch vụ. Như vậy quá trình nhận thực sẽ hạn chế người dùng có ý gian lận, thiết bị không có thông tin xác nhận hợp lệ. Hệ thống WCDMA yêu cầu nhận thực trong suốt thời gian xử lý truy nhập. 3.3.3.2 Paging Paging là quá trình cảnh báo thiết bị rằng chúng đang nhận một cuộc gọi, một điều khiển, hay một bản tin. Thiết bị di động lắng nghe bản tin paging cho sự nhận dạng mã của chúng (ISMI hay TMSI) trên một kênh paging. Sau khi thiết bị đã được đăng ký với hệ thống, nó sẽ được phân cho một nhóm, nhóm paging được nhận diện bởi chỉ thị paging (PI) được cung cấp lúc bắt đầu nhóm bản tin paging. Đầu tiên thiết bị di động đọc PI để quyết định nhận bản tin paging nếu còn "thức" hoặc vào chế độ "nghĩ" nếu nó không nhận dạng PI được liên kết với nhóm paging riêng. 3.3.4. Chế độ kết nối. Chế độ kết nối là quá trình quản lý phiên thông tin khi một thiết bị di động đang chuyển tải dữ liệu đến và từ trạm gốc. Ở chế độ kết nối trạm thu phát gốc điều khiển liên tục thiết bị di động suốt phiên thông tin. Những điều khiển này bao gồm điều khiển mức công suất, chuyển giao, cảnh báo, … Trạm gốc thực hiện điều khiển thông qua kênh điều khiển dành riêng. Để vào chế độ đã kết nối, trạm gốc phải mở một kênh thông tin riêng với thiết bị di động. Khi đã kết nối, một khung hay gói được nhận bởi trạm gốc có thể được chuyển đến đường thông tin đã được ấn định (cho thoại) hay địa chỉ IP (cho phiên dữ liệu). Khi phiên thông tin hoàn thành kết nối sẽ đóng và trạm gốc có thể dùng để ấn định cho một kết nối khác. Suốt chế độ kết nối quá trình xử lý phiên thông tin gồm những nhiệm vụ: chèn và trích những bản tin điều khiển để cho phép các thực hiện điều khiển công suất, chuyển giao mềm, thêm hay giới hạn phiên thông tin (những kênh logic) và những chức năng hoạt động khác của thiết bị. 3.3.5. Thuật toán lập bảng danh mục gói. Một thuật toán liệt kê bảng danh mục gói là một chương trình phối hợp chuổi các xử lý liên tiếp, được dùng để phối hợp luồng dữ liệu đa người dùng. Bảng danh mục gói có thể ấn định các mức ưu tiên khác nhau dựa trên loại ứng dụng và người dùng. Những gói của các người dùng riêng có thể được ấn định mức ưu tiên cao, các gói cho các ứng dụng riêng như điện thoại IP có thể được xác định mức ưu tiên cao hơn các ứng dụng như duyệt web hay mail. 3.3.6. Đăng ký. Đăng ký là một xử lý của thiết bị di động để báo cho hệ thống vị trí và sự sẵn sàng nhận dịch vụ (như cuộc gọi vào). Sự thu nhận những yêu cầu đăng ký cho phép hệ thống định tuyến đến trạm vô tuyến gốc hay máy phát nơi thiết bị mới đang ký, đăng ký là một quá trình xử lý liên tục. Thiết bị đăng ký khi bật nguồn, khi di chuyển giữa những vùng gom vô tuyến mới, khi được yêu cầu của hệ thống, và khi thiết bị tắt nguồn. Bởi vì quá trình đăng ký chiếm tài nguyên của hệ thống (dung lượng kênh và dung lượng phục vụ hệ thống), nên có một sự thoả hiệp giữa thông tin đăng ký và bảo dưỡng thường xuyên và dung lượng hệ thống. Suốt thời điểm tích cực sử dụng cao hệ thống các xử lý đăng ký có thể bị giảm. PHẦN 2 XỬ LÝ TÍN HIỆU CHƯƠNG 4 XỬ LÝ TÍN HIỆU TRONG MẠNG DI ĐỘNG WCDMA 4.1. Giới thiệu Xử lí tín hiệu trong các hệ thống thông tin di động nói chung và trong hệ thống WCDMA nói riêng là quá trình biến đổi tín hiệu gồm nhiều bước theo những kĩ thuật xác định trước. Quá trình này thực hiện việc bổ sung một số thành phần, thay đổi, hoặc có thể chuyển sang dạng tín hiệu khác từ tín hiệu ban đầu. Mục đích xử lí nhằm đưa tín hiệu về dạng thích hợp môi trường truyền dẫn vô tuyến với xác suất lỗi xảy ra thấp, đảm bảo chất lượng thu phát, giảm ảnh hưởng nhiễu và một số yếu tố tác động ngoài môi trường, tối ưu đặc tính hệ thống. Quá trình xử lí tín hiệu xảy ra trong các thiết bị thu phát vô tuyến tại các thiết bị di động hoặc tại các trạm gốc. 4.2. Sơ đồ khối chung của một thiết bị thu phát vô tuyến số Lập khuôn Mã hóa nguồn Mã hóa Mã hóa kênh Ghép kênh Điều chế Trải phổ Đa truy nhập Tx Lập khuôn Giải mã nguồn Giải mã hóa Giải mã kênh Giải ghép kênh Giải điều chế Giải trải phổ Đa truy nhập Rx Luồng bit Đồng bộ Dạng sóng số Đầu vào số Đầu ra số Kênh Nguồn tin Nhận tin Các bit kênh Đến các nơi nhận khác Từ các nguồn khác Luồng bit Hình 4.1: Sơ đồ tổng quát của thiết bị vô tuyến số ở hệ thống thông tin số. Các khối trên bao gồm: lập khuôn, mã hóa nguồn, mã hóa, mã hóa kênh, ghép kênh, điều chế, trải phổ và đa truy nhập cho thấy quá trình biến đổi tín hiệu từ nguồn đến máy phát. Các khối phía dưới cho thấy quá trình biến đổi tín hiệu từ máy thu đến nơi nhận. Máy phát thông thường gồm tầng biến đổi nâng tần, khuếch đại công suất và anten. Máy thu thường gồm anten, bộ khuếch đại tạp âm thấp, bộ biến đổi hạ tần và khuếch đại trung tần. Trong các bước xử lý thì lập khuôn, điều chế và giải điều chế là các bước bắt buộc: Lập khuôn thực hiện biến đổi nguồn tin thành các ký hiệu số để nguồn tương thích với quá trình xử lý ở hệ thống. Mã hoá nguồn (Source Encoder): gồm hai quá trình số hoá và nén tín hiệu thoại. Số hoá là quá trình biến đổi tiếng nói dạng tương tự về dạng tín hiệu số phù hợp với các xử lí số tiếp theo trong hệ thống. Nén tín hiệu số nhằm làm giảm tốc độ tín hiệu, mục đích tối ưu dung lượng hệ thống. Mã hoá CRC (CRC Encoder): thực hiện thêm vào một số bít kiểm tra dư vòng CRC mục đích phát hiện lỗi xảy ra. Mã hoá xoắn (Convolutional Encoder): chức năng sửa lỗi khối bản tin. Ghép xen (Interleaver): thực hiện việc thay đổi vị trí bít trong khối thông tin. Chức năng bộ ghép xen là phân tán các bít lỗi, tăng hiệu quả khôi phục và sửa lỗi ở hướng thu. Phối hợp tốc độ: thực hiện lặp hoặc tách bỏ bít để tất cả các kênh sử dụng đều được xử lí cùng tốc độ. Đối với tín hiệu thoại thì phối hợp tốc độ ở đây gồm việc lặp các mẫu bít để đạt được tốc độ truyền dẫn giống nhau cho tất cả các kênh thoại. Trải phổ (Spreading): thực hiện trải rộng phổ tín hiệu bằng các mã trực giao. Các mã trực giao sử dụng cho đường lên giúp phân biệt các kênh khác nhau của một thuê bao. Ngẫu nhiên hoá (Scrambling): thực hiện nhân chuỗi xung tín hiệu sau trải phổ với chuỗi mã ngẫu nhiên hoá. Mục đích của quá trình này là sửa dạng tín hiệu phân bố tập trung hơn tránh tình trạng phổ vạch dẫn đến mạch vòng khoá pha quyết định sai, khôi phục nhằm sóng mạng . Điều chế (Modulation): biến đổi tín hiệu mang thông tin vào sóng mang hình sin cho phù hợp với đường truyền vô tuyến. Giải điều chế (Demodulation): khôi phục lại tín hiệu số từ tín hiệu đã điều chế thu được. Giải ngẫu nhiên hóa (Descrambling)ù: thực hiện việc giải mã ngẫu nhiên khôi phục dạng tín hiệu thực như sau trải phổ, nhận dạng mã dài cho mỗi thuê bao. Giải trải phổ (Despreading): nhận dạng các kênh của người sử dụng và đồng thời thực hiện nén phổ tín hiệu, khôi phục phổ tín hiệu gốc ban đầu. Tách (Puncturation): tách bỏ các bít được lặp lại ở hướng phát trả về chuỗi bít ban đầu. Giải ghép xen (Interleaver Decoder): sắp xếp các bít theo qui luật ngược lại khi thực hiện ghép xen ở hướng phát. Giải mã mã xoắn (Convolutional Decoder): thực hiện việc sửa lỗi xảy ra bằng thuật toán giải mã riêng. Giải mã CRC (CRC Decoding): kiểm tra lại xem còn lỗi hay không sau khi đã thực hiện sửa lỗi bằng mã xoắn. Bộ giải mã nguồn (Source Decoding): thực hiện giải nén tín hiệu và khôi phục tín hiệu thoại ban đầu bằng quá trình biến đổi tín hiệu số sang dạng tín hiệu tương tự đưa đến loa người dùng dạng âm thanh. 4.3. Sơ đồ xử lý chung cho đường lên và đường xuống trong hệ thống thông tin di động WCDMA WCDMA có một sơ đồ truyền đa tốc độ mềm dẻo cung cấp khả năng truyền nhiều loại dịch vụ khác nhau với những thông số về chất lượng và tốc độ dịch vụ khác nhau. Hình 4.2. và 4.3. chỉ cho thấy sơ đồ ghép kênh truyền đa tốc độ cho riêng đường lên và đường xuống. Dữ liệu từ kênh chuyển tải được mã hoá sau đó sắp xếp lên kênh vật lý rồi truyền trên liên kết truyền vật lý. Sơ đồ là sự phối hợp của phát hiện lỗi, sữa lỗi, phối hợp (bắt) tốc độ sắp xếp các kênh chuyển tải lên các kênh vật lý. Truyền đa tốc độ bao gồm các bước sau: thêm mã kiểm tra vòng dư CRC cho mỗi kênh chuyển tải mã hoá kênh phối hợp (bắt) tốc độ chèn những bit truyền gián đoạn chèn phân đoạn khung vô tuyến ghép các kênh chuyển tải phân đoạn các kênh vật lý sắp xếp các kênh chuyển tải lên các kênh vật lý Hình 4.2 Sơ đồ đa tốc độ cho đường lên Hình 4.3. Sơ đồ đa tốc độ cho đường xuống Sự phát hiện lỗi của các khối chuyển tải được thực hiện bởi mã kiểm tra vòng dư CRC 24, 16, 12, 8 bit, hoặc không có (0 bit). Sau khi thêm vào CRC, việc ghép và phân đoạn các khối chuyển tải đã được thực hiện mã hoá, các khối chuyển tải được móc nối với nhau. Nếu số bit trên khoảng thời gian truyền lớn hơn khoảng tối đa của khối mã thì phân đoạn khối mã được thực hiện. Độ lớn tối đa của khối mã phụ thuộc vào loại mã được sử dụng, với mã xoắn là 504, mã turbo là 5114 bit, và không giới hạn khi không thực hiện mã hoá kênh. Cân bằng khung vô tuyến là sự thực hiện chèn, độn các bit theo thứ tự nào đó để đảm bảo đầu ra có thể có thể phân đoạn vào các khung vô tuyến cùng độ lớn. Cân bằng độ lớn kênh vô tuyến chỉ được thực hiện ở đường lên. Ở đường xuống, sự phối hợp (bắt) tốc độ thực hiện cung cấp độ dài khối phù hợp để phân đoạn kênh vô tuyến. Các bit DTX được dùng để điền đầy khung vô tuyến khi quá trình truyền ở đường xuống bị gián đoạn do số bit truyền tối đa nhỏ hơn số bit quy định trong mỗi khung. Điểm chèn bít chỉ thị DTX phụ thuộc vào vị trí cố định hay linh động của kênh chuyển tải sắp xếp trên kênh vô tuyến sử dụng. Nó được phối hợp để ấn định cho mỗi kênh chuyển tải vị trí cố định hay linh hoạt trong thời gian truyền. 4.4. Mã hoá tiếng WCDMA cũng là hệ thống số. Do đó, tín hiệu thoại cũng phải được biến đổi từ tương tự sang số trước khi đưa vào xử lí tiếp theo như đối với hệ thống GSM. WCDMA sử dụng bộ mã hoá tiếng thích ứng đa tốc độ (AMR:Adaptive Multi Rate). ư Một số đặc điểm của bộ mã hoá tiếng (Codec tiếng) thích ứng đa tốc độ AMR: AMR hoạt động theo mỗi khung thoại dài 20ms ứng với 160 mẫu ở tần số lấy mẫu là 8 Khz. Tốc độ có thể thay đổi theo từng khung trong từng 20ms. Tương thích với 8 nguồn tốc độ khác nhau:12.2 Kbps, 10.2 Kbps, 7.95 Kbps, 7.4Kbps, 6.7 Kbps, 5.9 Kbps và 4.75 Kbps. Do đặc điểm khung làm việc của bộ Codec AMR là 20ms nên mặc dù tốc độ trên một khung kênh vật lí riêng DCH có thể thay đổi từng 10ms, nhưng đối với dữ liệu thoại thì sau khoảng 20ms mới thay đổi. Khả năng chịu lỗi khung của AMR cao, 1% và tỉ số lỗi bít BER = 10-4. Yêu cầu thay đổi tốc độ tuỳ thuộc vào trạng thái dung lượng mạng, phụ thuộc vào tải của giao diện, chất lượng kết nối và được điều chỉnh ở mạng truy nhập. Khi tải cao thì có thể điều chỉnh giảm tốc độ để tăng dung lượng truyền dẫn. Hoặc khi thuê bao ngoài vùng phủ sóng thì công suất phát phải cao, khi đó có thể giảm tốc độ để mở rộng vùng phủ sóng. Tốc độ bít thực tế được sử dụng cho từng khung thoại phụ thuộc vào điều kiện kênh vô tuyến hiện tại. Codec thích ứng sẽ chọn lựa tốc độ tối ưu dựa trên cơ sở chất lượng kênh. Mã hoá tiếng tương thích đa tốc độ hỗ trợ phát hiện tích cực tiếng VAD (Voice Activity Detection) và phát gián đoạn DTX (Discontinous Transmission). Không có thông tin phát ra giao diện vô tuyến khi không có thông tin thoại có thể giảm thời lượng phát qua giao diện vô tuyến khoảng 50%. VAD và DTX hầu như được ứng dụng trong mọi hệ thống di động. Quá trình thực hiện mã hoá: Tiếng nói có tốc độ thay đổi được thực hiện biến đổi sang số và nén tốc độ dùng kĩ thuật điều xung mã thích ứng vi sai ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation). Tuy nhiên, trong WCDMA cũng có thể sử dụng PCM tuỳ theo dung lượng hệ thống và yêu cầu chất lượng dịch vụ. Điều xung mã thích ứng vi sai ADPCM theo chuẩn của ITU_T (G_726), có thể tạo ngỏ ra tốc độ 16Kbps, 24Kbps, 32Kbps hoặc 40 Kbps theo số bít mã hoá cho một mẫu. Trong hệ thống WCDMA sử dụng chủ yếu ở tốc độ ngỏ ra 32Kbps (G_721) cũng có thể sử dụng 16Kbps nhưng khi đó chất lượng thoại giảm đi. Nguyên lí của phương pháp mã hoá ADPCM 32Kbps là thông tin phát đi được lượng tử dựa trên mức sai khác giữa mẫu tiếng đầu vào và các mẫu dự đoán ước tính trước tín hiệu đầu vào, với số bít mã hoá 4bít/1mẫu. Đối với thông tin vô tuyến, tốc độ càng giảm càng tối ưu về dung lượng hệ thống do chiếm ít đường truyền hơn, nhưng WCDMA chấp nhận được tốc độ lớn hơn nhằm cải thiện chất lượng tín hiệu gần với chất lượng mạng cố định. Nguyên lí của ADPCM 16Kbps hoàn toàn tương tự như ADPCM 32Kbps chỉ khác thay vì mã hoá 4 bít cho một mẫu thì chỉ mã hoá 2 bít cho một mẫu. So với một số phương pháp mã hoá khác, ADPCM có một số ưu điểm: độ trễ xử lí thấp, độ phức tạp thấp hơn, điểm trung bình đánh giá chất lượng nén thoại MOS (Mean Option Score) có giá trị tương đối cao. Bảng 4.1 So sánh ADPCM với một số kĩ thuật khác Kiểu mã Tốc độ ngỏ ra Thời gian trễ Độ phức tạp Điểm trung bình RPE_LTP 13 Kbps 20 ms 1 3.8 ADPCM 32 Kbps 0.125 ms 0.5 4.1 QCELP 8.5 Kbps 20 ms 1 4 Để thực hiện điều xung mã thích ứng vi sai, tín hiệu thoại trước hết phải được biến đổi vào dạng PCM. Sơ đồ thực hiện điều xung mã PCM như hình 4.2. Hình 4.4. Sơ đồ khối thực hiện điều xung mã PCM Tín hiệu thoại trước tiên được đưa qua bộ lọc giới hạn băng tần tín hiệu về băng tần tiếng 300_3400 Hz. Hình 4.5. Lấy mẫu. Lấy mẫu là biến tín hiệu tương tự thành tín hiệu rời rạc. Tín hiệu tiếng sau đó được lấy mẫu trong những khoảng thời gian cách đều nhau. Các mẫu tín hiệu sau đó được gần đúng hoá biên độ theo 256 mức tín hiệu tương đối được chuẩn hoá trước ( mức lượng tử ), quá trình này gọi là quá trình lượng tử hoá. PCM 64Kbps thực hiện lượng tử không đồng đều, nghĩa là chênh lệch giữa các mức lượng tử không bằng nhau và thay đổi theo hàm Logarit. Có hai luật lượng tử: luật sử dụng ở Bắc Mỹ và Nhật Bản, luật A sử dụng ở Châu Âu. Liên hệ giữa ngỏ ra w2(x) và ngỏ vào w1(x) theo hai qui luật như sau: Với luật : w2(x) = ; (0< < 1, = 255) (4.1) Với luật A : w2(x) = ; (0 ) (4.2) w2(x) = ; ( 1) (4.3) trong đó, A=87.6 Giai đoạn cuối cùng của quá trình điều xung mã PCM là thực hiện mã hoá sang dạng số, mỗi mức lượng tử được mã hoá bằng 8 bit/1 mẫu. Tốc độ ngõ ra bộ PCM không đồng đều là 64Kbps (8000mẫu/ 1s * 8 bít/ 1mẫu). Điều xung mã vi sai ADPCM: Điều xung mã thích ứng vi sai ADPCM thực hiện chuyển tín hiệu PCM 64Kbps sang tín hiệu tốc độ ngỏ ra thấp hơn 32 hoặc 16 Kbps. Sơ đồ thực hiện như hình 4.4. Hình 4.6. Bộ mã hoá ADPCM Tín hiệu PCM không đồng đều 64 kbps đưa qua bộ biến đổi để chuyển sang dạng PCM đồng đều (Uniform PCM). Tín hiệu PCM đồng đều ngỏ ra đưa đến bộ cộng, thực hiện tính toán tín hiệu hiệu số bằng cách trừ đi giá trị ước lượng (Estimated Signal) của tín hiệu ngỏ vào. Tín hiệu ước lượng này được tạo ra từ bộ dự đoán thích ứng (Adative Predictor). Kết quả sau bộ cộng được mã hoá 4 bít/1 mức (đối với ADPCM 32Kbps) hoặc 2 bít/1 mức (đối với ADPCM 16Kbps). Bộ lượng tử thích ứng đảo (Inverse Adaptive Quantizer) lấy giá trị ngỏ ra ADPCM tạo lại tín hiệu sai khác được lượng tử, thực hiện trên từng 4 (hoặc 2 bít) tương ứng. Kết quả cộng với tín hiệu ước lượng hồi tiếp từ ngỏ ra bộ dự đoán để tạo lại tín hiệu PCM đồng đều. Sau đó, cả tín hiệu được phục hồi và tín hiệu sai khác tái tạo lại được đưa đến bộ dự đoán thích ứng. Ở đây sử dụng phương pháp lặp vòng hồi tiếp được thực hiện. Bộ dự đoán thích ứng dựa vào hai tín hiệu trên tạo ra tín hiệu ước lượng của tín hiệu ngỏ vào, sau đó lấy hồi tiếp lại cộng với tín hiệu sai khác lượng tử lần sau tái tạo tín hiệu ngỏ vào ban đầu (PCM đồng đều). Như vậy, tín hiệu cuối cùng được phát đến các khối xử lí tiếp theo là tín hiệu số 16Kbps, 32 Kbps hoặc 64 Kbps tuỳ theo kiểu mã hoá được sử dụng. Tại thiết bị thu: thực hiện quá trình giải mã ngược lại: Chuỗi tín hiệu số thu được giải mã ADPCM tạo luồng số PCM 64 Kbps. Sau đó thực hiện giải mã PCM khôi phục lại tín hiệu thoại ban đầu. Sơ đồ bộ giải ADPCM như hình 4.5. Hình 4.7. Bộ giải mã ADPCM. Tín hiệu ADPCM 32 Kbps khi nhận được đưa đến bộ lượng tử thích ứng đảo tạo lại tín hiệu sai khác được lượng tử hoá giống như khi thực hiện mã hoá. Các giá trị sai khác sau đó được đưa đến bộ cộng, cộng với tín hiệu dự đoán để phục hồi lại tín hiệu được phát. Tín hiệu khôi phục đưa đến bộ chuyển đổi về lại dạng PCM và sau đó đưa đến bộ điều chỉnh mã hoá đồng bộ. Tín hiệu PCM ở dạng PCM đồng đều. Bộ hiệu chỉnh mã hoá đồng bộ ( Synchronous Coding Adjustment) biến đổi tín hiệu được phục hồi sang dạng PCM đồng đều, sau đó so sánh với tín hiệu sai khác thu được thực tế để kiểm tra, nếu có lỗi xảy ra thì tiến hành sửa lỗi trước khi tạo tín hiệu PCM ngỏ ra. Bộ này có ý nghĩa giảm méo tín hiệu xảy ra giữa các bộ chuyển đổi (chẳng hạn ADPCM_PCM_ADPCM,...). Ngỏ ra bộ hiệu chỉnh mã hoá đồng bộ là tín hiệu PCM 64 Kbps được khôi phục. Tín hiệu PCM tiếp tục được giải mã tái tạo lại tín hiệu tương tự, thực hiện như sau: Hình 4.8. Bộ giải mã PCM 64 Kbps. Tín hiệu PCM 64 Kbps được giải mã từng 8 bít khôi phục lại tín hiệu tương tự ban đầu. Sau đó, đưa đến bộ giải nén theo luật A hay như sử dụng ở hướng phát. Trước khi đưa đến loa phát ra tiếng thì tín hiệu cũng được lọc giới hạn băng tần về băng tần âm thanh nghe được. 4.5. Mã hoá kiểm tra lỗi CRC và giải mã Ø Mã hoá kênh Cũng như hệ thống GSM, mã hoá kênh ở đây cũng thực hiện việc thêm vào một số bít dư làm tăng khoảng cách Hamming của bộ mã để kiểm tra phát hiện hoặc có thể sửa nhiều lỗi đường truyền hơn. Mã hoá kênh gồm mã hoá kiểm tra lỗi CRC và sửa lỗi bằng mã hoá xoắn. Khoảng cách Hamming của bộ mã ở đây được định nghĩa là khoảng cách Hamming nhỏ nhất của hai từ mã trong bộ mã. Khoảng cách Hamming càng lớn thì khả năng kiểm soát lỗi càng tốt. Gọi t là số bít lỗi và d là khoảng cách Hamming của bộ mã, bộ mã có thể: Phát hiện được t lỗi nếu d t+1 ( 4.4 ) Sửa được t lỗi nếu d2t+1. ( 4.5 ) Việc thêm các bít dư sẽ dẫn đến tình trạng tăng tốc độ truyền dẫn nhưng bù lại cho chất lượng dữ liệu cao hơn. Do đó, việc chọn từ mã CRC dài bao nhiêu bít cũng như chọn tỉ lệ mã hoá xoắn phải xét đến vấn đề dung lượng, yêu cầu chất lượng và độ phức tạp khi thực hiện. Khi số bít CRC càng lớn hay tỉ lệ mã hoá xoắn càng nhỏ, nghĩa là số bít ngỏ ra càng nhiều thì khả năng kiểm lỗi càng tốt nhưng khi đó tốc độ càng tăng và độ phức tạp thực hiện cũng tăng. Ø Mã hoá CRC (Cyclic Redundance Check): Mã hoá kiểm tra dư vòng CRC là dạng mã hoá không nhớ, nghĩa là từ mã sau không phụ thuộc vào từ mã trước đó mà chỉ phụ thuộc vào khối bít thông tin đầu vào hiện tại. Mã hoá CRC được đặc trưng bởi một đa thức sinh hay còn gọi là đa thức tạo mã G(x) và tỉ lệ mã r = k/n. Tỉ lệ mã r cho biết có k bít thông tin đầu vào, bộ mã hoá CRC tạo từ mã đầu ra n bít bao gồm k bít bản tin và n-k bít dư thêm vào. Bộ mã hoá CRC hoạt động dựa trên bộ ghi dịch bằng các ngỏ cộng Module2. Các bộ ghi dịch được thiết kế dựa trên trạng thái các hệ số của đa thức tạo mã. Đa thức tạo mã là các đa thức nguyên thuỷ với các hệ số xác định cấu trúc bộ tạo mã. Thuật toán tạo mã kiểm tra CRC: Bản tin được chia thành từng khối k bít đưa vào bộ mã hoá CRC. Chuỗi bít vào được đặc trưng bằng đa thức bản tin m(x) = m0 + m1x +...+mk-1xk-1 (4.6) Trong đó, mi ( i= 0..k-1) là trạng thái k bít bản tin đầu vào. mk-1 ứng với bít có trọng số lớn nhất và được phát trước. - Đa thức tạo mã (đa thức sinh ) CRC k bít bản tin tạo từ mã n bít có bậc n-k G(x) = 1 + g1x +g2x2+...+ gn-k xn-k (4.7) Số bít dư được tạo ra bằng số luỹ thừa cao nhất của đa thức tạo mã, tức n-k bít. Nhân đa thức bản tin m(x) với thừa số xn-k , được đa thức a(x) bậc n, A(x) = xn-k m(x). (4.8) Thực hiện chia đa thức A(x) cho đa thức s