Ứng dụng hệ thống điều chế mã có xáo trộn vị trí bit và giải mã lặp để nâng cao chất lượng ghi/đọc dữ liệu
Luận án này tập trung vào việc ứng dụng hệ thống điều chế mã có xáo trộn vị trí bit và giải mã lặp (BICM-ID) nhằm nâng cao chất lượng ghi/đọc dữ liệu trong các hệ thống ghi từ. Đề tài nghiên cứu xuất phát từ tính cấp thiết của việc chuyển giao các kỹ thuật mã hóa và xử lý tín hiệu đã thành công trong các hệ thống thông tin số sang lĩnh vực ghi từ. Mặc dù sơ đồ BICM-ID đã được chứng minh hiệu quả cao trên kênh Gauss, nhưng yêu cầu điều chế đa mức đã hạn chế khả năng áp dụng trực tiếp cho ghi từ do tín hiệu đầu vào kênh ghi từ bị ràng buộc nhị phân.
Nội dung luận án được cấu trúc thành ba chương. Chương 1 trình bày cơ sở lý thuyết về ghi từ, bao gồm sơ đồ khối, nguyên lý hoạt động, mô hình kênh ghi với đáp ứng xung Lorentz và các vấn đề như nhiễu ISI. Chương này cũng đề cập đến các kỹ thuật xử lý tín hiệu như san bằng và mã hóa, cùng với sơ đồ khối hệ thống ghi từ ứng dụng nguyên lý BICM-ID và phần đặt vấn đề nghiên cứu.
Chương 2 đi sâu vào các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của hệ thống BICM-ID, bao gồm mã chập, bộ xáo trộn bit, bộ tín hiệu và kỹ thuật ánh xạ. Luận án nghiên cứu việc lựa chọn mã và bộ xáo trộn tối ưu dựa trên bộ tín hiệu và bộ ánh xạ, đồng thời giới thiệu các ánh xạ nhất dạng hình học (GU). Các cận trên xác suất lỗi bit và tiêu chí thiết kế cho hệ thống BICM-ID cũng được phân tích, cùng với kết quả xây dựng mã thông qua tìm kiếm vét cạn.
Chương 3 tập trung vào mô hình hệ thống sử dụng BICM-ID cho kênh ghi từ, đặc biệt là mô hình kênh PRML, trong đó nhiễu tổng cộng có thể được xấp xỉ là nhiễu trắng Gauss cộng (AWGN). Các ánh xạ SP và Phản Gray được định nghĩa và phân tích hồ sơ cự ly bit của chúng. Phần này cũng trình bày kết quả mô phỏng cho các hệ thống điều chế 3D và 4D với mã RSC, so sánh hiệu quả của các ánh xạ khác nhau (Gray, SP, Anti-Gray) và phân tích ảnh hưởng của số vòng lặp giải mã. Các kết quả tìm kiếm vét cạn các cặp máy mã - ánh xạ tốt nhất cho điều chế 3D và 4D cũng được đưa ra.
Những kết quả chính của luận án bao gồm việc xác định một lớp các ánh xạ mới giúp đơn giản hóa việc phân tích và đánh giá chất lượng hệ thống BICM-ID. Luận án đã đề xuất các cận trên xác suất lỗi bit mới dựa trên cự ly bit của bộ tín hiệu và tìm kiếm được các mã tốt phù hợp với bộ hoán vị từng dòng bit với mã RSC tỷ lệ 1/2 và điều chế 4-PSK, mang lại hiệu quả cao cho hệ thống BICM-ID. Đồng thời, luận án cũng đề xuất một phương án để áp dụng nguyên lý xử lý tín hiệu của sơ đồ BICM-ID cho ghi từ.