CHƯƠNG III – MÃ HÓA VÀ ĐIỀU CHẾ DỮ LIỆU

Câu 21: Trình bày các phương pháp NRZ chuyển đổi dữ liệu số sang tín hiệu số (NRZ-I, NRZ-L). Lấy ví dụ minh họa và so sánh với chuỗn bit: 101100111000

Ø  NRZ (Nonreturn to Zero):

Sử dụng 2 mức điện áp khác nhau biểu diễn cho 2 giá trị nhị phân.

Bit 0 thể hiện không có điện áp.

Bit 1 mức điện áp cao.

Ø  NRZ-L (Nonreturn to Zero Level): (ngược lại với NRZ) 

Sử dụng 2 mức điện áp khác nhau biểu diễn cho 2 giá trị nhị phân.

Bit 0 mức điện áp cao.

Bit 1 thể hiện không có điện áp.

Ø  NRZ-I (Nonreturn to Zero Invert on Ones)

Xung điện áp chỉ thay đổi khi có sự thay đổi của bit 1.

Chuyển mức điện áp nếu gặp bit 1

Không chuyển mức điện áp nếu gặp bit 0

Ví dụ với Chuỗn bit: 101100111000

1

0

1

1

0

0

1

1

1

0

0

0

NRZ

NRZ-L

NRZ-I

Câu 22: Trình bày các phương pháp mã nhị phân nhiều mức chuyển đổi dữ liệu số sang tín hiệu số. (Bipolar-AMI, Pseudoternary). Lấy ví dụ minh họa và so sánh với chuỗi bit: 10111100010

Ø  Bipolar-AMI:  

Bit 0: Mức điện áp 0

Bit 1: Xung dương hoặc âm. Các giá trị 1 liên tiếp: các xung thay đổi cực tính luân phiên nhau

Ø  Pseudoternary (Cách biểu diễn ngược với AMI) 

Bit 1:   Biểu diễn bằng điện áp 0.

Bit 0:   Biểu diễn bởi một xung âm hoặc dương. Các giá trị 0 liên tiếp: biểu diễn bằng các xung thay đổi cực tính luân phiên.

 Ví dụ với Chuỗi bit: 10111100010

1

0

1

1

1

1

0

0

0

1

0

Bipolar-AMI 

Pseudoternary

Câu 23: Trình bày các phương pháp mã hai pha (Biphese) chuyển đổi dữ liệu số sang tín hiệu số. (Manchester, Differenttial Manchester). Lấy ví dụ minh họa và so sánh với chuỗi bit: 101100111000

Ø  Manchester: Có sự chuyển mức tín hiệu ngay trong mỗi bit

Biểu diễn:

Bit 1: Tín hiệu chuyển từ thấp tới cao           

Bit 0: Tín hiệu chuyển từ cao xuống thấp

Được Sử dụng chuẩn bởi IEE802.3

Ø  Differenttial Manchester: Sự chuyển mức tín hiệu ở giữa khoảng bit.

Biểu diễn:

Bit 0: Có chuyển mức tín hiệu ở đầu khoảng bit

Bit 1: Không có chuyển mức tín hiệu ở đầu khoảng bit

Tín hiệu của bit đầu tiên:

Bit 0

Bit 1

Thấp lên cao

Cao xuống thấp

Và các bit sau:

Trước

Bit 0

Bit 1

-

Cao xuống thấp

Thấp lên cao

+

Thấp lên cao

Cao xuống thấp

Manchester code là một mã vi sai (differential encoding scheme)

Được sử dụng bởi chuẩn IEEE 802.5

Ví dụ với chuỗi bit: 101100111000

1

0

1

1

0

0

1

1

1

0

0

0

Manchester

Differenttial

Manchester

Câu 24: Trình bày lược đồ mã nhị phân nhiều mức (Multilevel Binary): 2B1Q scheme. Lấy ví dụ với chuỗi bit: 0011011001

Chia chuỗi bit ra làm các cặp 2 bit 1. Quy ước:

Cặp bit

Trước

Hiện tại

00

+1

-1

01

+3

-3

10

-1

+1

11

-3

+3

Ví dụ với chuỗi bit: 0011011001

00

11

01

10

01

Câu 25: Trình bày lược đồ mã nhị phân nhiều mức (Multilevel Binary): 8B6T scheme. Lấy ví dụ với chuỗi bit: 000100010101001101010000

Quy ước:                                                                           Biểu diễn

Cặp bit

Biểu diễn

00

-2

01

+1

10

-1

11

+2

Câu 28: Trình bày kỹ thuật trộn/ đổi tần (Scrambling techniques): B8ZS. Lấy ví dụ với chuỗi bit: 1100000000110000010

- Mã lưỡng cực với 8 bit 0 thay thế.

- Nếu có 8 bit 0 liên tiếp và:

+ Nếu xung điện áp ứng với bit cuối cùng trước đó là dương, thì 8 bit 0 đó sẽ được mã hoá thành 000+-0-+.

+ Nếu xung điện áp ứng với bit cuối cùng trước đó là âm, thì 8 bit 0 đó sẽ được mã hoá thành 000-+0+-.

Vi dụ với chuỗi bit: 1100000000110000010

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

1

0

B

V

0

0

0

0

V

B

Câu 29: Trình bày kỹ thuật trộn/ đổi tần (Scrambling techniques): HDB3. Lấy ví dụ với chuỗi bit: 1100001000000000

B8ZS là mã AMI có thêm các tính chất sau: Chuỗi 4 bit liên tục được thay bởi một chuỗi 4 bit có cả bit 0 và bit 1 với 1 mã vi phạm luật đảo bit 1:

Cực tính của xung trước đó

Số bit 1 từ lần thay thế cuối cùng

Lẻ

Chẵn

-

+

000-

000+

+00+

-00-

Ví dụ với chuỗi bit: 1100001000000000

1

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

B

V

B

V

0

0

0

0

0

0

0

Câu 30: trình bày các phương pháp chuyển đổi dữ liệu số sang tín hiệu tương tự (ASK, FSK, PSK).Nêu ứng dụng của các phương pháp.Lấy ví dụ với chuỗi bit: 0011011001

Ø  ASK: Khoá dịch biên độ:

- Biểu diễn dữ liệu:

Các giá trị nhị phân biểu diễn những biên độ khác nhau của sóng mang

Bit 1: Sự có mặt của sóng mang

Bit 0: Sự vắng mặt của sóng mang

- Đánh giá:

Phương pháp ASK dễ dàng ảnh hưởng tới những thay đổi đột ngột và là kỹ thuạt điều biến hiệu quả hơn.

Sử dụng cho truyền dữ liệu trên cáp quang

(Thêm để dê hiểu)

 Ø  FSK: Khoá dịch tần số:

Các giá trị nhị phân được biểu diễn dưới dạng sóng với những tần số khác nhau gần tần số sóng mang:

1 được biểu diễn bằng tín hiệu có tần số f1

0 được biểu diễn bằng tín hiệu có tần số f2

Đặc điểm

Ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu hơn ASK

Có thể sử dụng sóng radio cao tần (3-30MHz)

(Ví dụ mạng LAN sử dụng cáp đồng trục)

Ø  PSK: Khoá dịch pha:

Pha của sóng mang được dịch đi để biểu diễn các giá trị nhị phân.

Ví dụ:

Bit 0 biểu diễn bởi việc gửi một đoạn tín hiệu cùng pha với đoạn tín hiệu trước đó.

Bit 1 biểu diễn bởi việc gửi một đoạn tín hiệu ngược pha với đoạn tín hiệu trước đó

Pha được đo tương đối so với khoảng bit trước

 Ứng dụng:

Truyền dữ liệu Digital sử dụng tín hiệu Analog

VD mạng điện thoại công cộng:

Dải tần của mạng điện thoại: dải tần số tiếng nói từ 300Hz đến 3400Hz

Tín hiệu số được đưa vào mạng qua modem, có chức năng chuyển từ tín hiệu số thành tín hiệu tương tự và ngược lại

Câu 32: Trình bày phương pháp chuyển đổi dữ liệu tương tự sang tín hiệu số PCM. So sánh 3 cách lấy mẫu. Lấy ví dụ trên một tín hiệu.

Ø  PCM: Điều biến xung mã

- Dựa trên lý thuyết lấy mẫu (Sampling theory):

+ Nếu tín hiệu f(t) được lấy mẫu trong các khoảng thời gian đều đặn và với tốc độ gấp 2 lần tần số của tín hiệu cao nhất, thì các mẫu sẽ chứa tất cả các thông tin của tín hiệu gốc. Hàm số f(t) có thể được xây dựng lại từ các mẫu này bằng cách sử dụng một bộ lọc thông thấp.

- PCM: Điều biến xung mã

VD: dữ liệu âm thanh co tần số dưới 4000Hz  Tốc độ 8000 mẫu/giây

Lấy mẫu tín hiệu tương tự (PAM = Pulse Amplitude Modulation);

Lượng tử hoá: để chuyển đổi thành số, mỗi mẫu tương tự này phải được gán một mã nhị phân.

- Mã hoá phi tuyến :

Cải tiến từ PCM cơ bản: khoảng cách giữa các mức lượng tử hoá không đều nhau.

Số bước lượng tử hoá cho tín hiệu ở biên độ thấp là lớn và ngược lại

Làm giảm rõ rệt sự méo tín hiệu

Mở rộng: Có thể sử dụng kỹ thuật nén giãn số liệu, giữ nguyên khoảng cách giữa các mức lượng tử hoá.

Câu 33: Trình bày phương pháp chuyển đổi dữ liệu tương tự sang tín hiệu số DM. Lấy ví dụ trên một tín hiệu cụ thể.

Điều biến Delta

·         Giảm độ phức tạp của các kỹ thuật PCM

·         Tín hiệu input tương tự xấp xỉ bằng 1 hàm bậc thang

·         Mức lượng tử  là khoảng cách lên hoặc xuống giữa mỗi mẫu

·         Đặc tính quan trọng của hàm bậc thang là có hành vi nhị phân

·         Đường bậc thang và dạng sóng của tín hiệu tương tự gốc bám sát nhau

Câu 34: So sánh 2 phương pháp PCM và DM

Về lấy mẫu:

-Trong PCM: L mức lượng tử hoá, n bit biểu diễn cho 1 mẫu

n= log2L

-Trong DM: tín hiệu đã điều biến mang thông tin về sự khác nhau của các mẫu liên tiếp. Nếu sự khác nhau là âm hay dương thì một xung âm hay dương tương ứng được phát ra trong tín hiệu đã điều biến.

 Về cơ bản DM mang thông tin về sự lệch của tín hiệu vào     tên gọi là điều biến delta.

DM thực hiện dễ dàng hơn so với PCM.