Tại sao lại dùng mã hóa kênh

Khi tín hiệu được gửi đi trong dạng sóng vô tuyến, tín hiệu sẽ đi từ máy phát qua channel tới máy thu, khi qua channel, tín hiệu sẽ bị nhiễu đi so với tín hiệu gốc, dẫn đến sự sai lệch tín hiệu. Theo logic, thì để có được tín hiệu như ban đầu, ta có 2 hướng xử lý sau.

• Làm cho môi trường truyền sóng (channel), không còn bị noise nữa
• Dùng các cách để tìm được sai lệch tín hiệu và sửa chúng

Cách đầu tính khả thi gần như là không thể trong môi trường không dây, nên cách thứ 2 được sử dụng, và đó là lý do thực tế nhất của việc sử dụng mã hóa kênh.

Ta sẽ gọi việc mã hóa phía gửi là encode, giải mã phía nhận là decode, thông tin nhận được sau quá trình encode gọi là code words, thông tin gốc là message.

Mã hóa kênh hoạt động thế nào?

Ý tưởng của mã hóa kênh là thêm các bit vào message gốc, các bit này không đặt theo một cách ngẫu nhiên mà theo các thuật toán mà chúng ta phát triển. Và việc thêm các bit này cũng cần được tính toán hợp lý, vì các bit thừa nãy sẽ làm cho truyền dữ liệu có ích chậm đi và làm tăng tính phức tạp của việc truyền dữ liệu.

Trong hệ thống mạng LTE, các thuật toán mã hóa kênh được định nghĩa sẵn theo tài liệu 3GPP.

Bài này sẽ nói về Block code, cách encode sử dụng cho UCI theo bảng trên.

Block code

Message ban đầu được chia thành các block (khối) k bit, sau quá trình encode thành các block n bit với n > k, tức là số bit sau khi encode nhiều hơn số bit đầu vào.

Chúng ta hoàn toàn có thể tạo các bảng ánh xạ này một cách ngẫu nhiên, nhưng không có nghĩa các bảng ánh xạ đó tối ưu cho mục đích của chúng ta.

Tạo codewords bằng cách nhân ma trận

Codewords = message * G

Với codewords là vector n*1 (n bit), message là vector k*1 (k bit), G là ma trận k*n

G sẽ được tạo bằng cách ghép một ma trận P khác với ma trận đơn vị I k*k

Ma trận P này có được dựa theo một số các lý thuyết khác, tạm thời không đề cập ở đây…

Tạo codewords bằng cách nhân đa thức

Các bit trong khối message tương ứng với các hệ số cho các bậc tăng dần, thành 1 đa thức, nhân nó với một đa thức mà ta định nghĩa, được một đa thức mới, rồi lấy các hệ số của đa thức mới tạo thành codewords.