Với những ưu điểm vượt trội của truyền hình số so với truyền hình analog,
trong những năm qua, truyền hình số mặt đất đã phát triển mạnh mẽ trên thế giới và
ở Việt Nam, việc thay thế hoàn toàn truyền hình m ặt đất analog bằng công nghệ
truyền hình số mặt đất trên toàn thế giới sẽ diễn ra trong tương lai không xa.
Đến nay đã có nhiều Quốc gia trên thế giới lựa chọn tiêu chuẩn DVB – T để
phát sóng mặt đất. Tuy nhiên, trước các nhu cầu đòi hỏi về dung lượng, về kháng
lỗi đường truyền, nâng cao độ tin cậy với các loại hình dịch vụ, về giảm tỷ số công
suất đỉnh / công suất trung bình, nhu cầu về phân chia phổ tần của các dịch vụ viễn
thông khác, cùng với xu thế hội tụ trong các môi trường truyền dẫn, s ự phát triển
mạnh mẽ của truyền hình độ phân giải cao HDTV với dung lượng bit lớn mà DVB
– T chưa đáp ứng được.
Từ các yêu cầu thực tế đặt ra đó, nhóm DVB Project đã phát triển chuẩn
truyền hình số thế hệ thứ 2 là DVB – T2. Tiêu chuẩn này được xuất bản lần đầu tiên
vào 6/2008 và được ETSI chuẩn hóa từ tháng 9/2009. Hiện nay, Anh, Phần Lan đã
thông báo triển khai các dịch HDTV trên đường truyền mặt đất dùng chuẩn DVB –
T2; Đức, Ý Tây Ban Nha, Thuỵ Điển cũng đang tiến hành thử nghiệm phát sóng
DVB - T2.
Từ năm 2001, Việt Nam đã tiến hành thử nghiệm phát sóng truyền hình mặt
đất. Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt quy hoạch truyền dẫn, phát sóng truyền
hình, theo đó đến năm 2020 cơ bản chấm dứt truyền dẫn, phát sóng truyền hình mặt
đất sử dụng công nghệ analog trên toàn quốc. Trước sức ép về lộ trình chuyển đổi
hoàn toàn sang phát sóng số mặt đất trước năm 2020, xu hướng phát triển của
truyền hình số mặt đất DVB – T2 trên thế giới, luận văn tập trung phân tích các giải
pháp kỹ thuật của hệ thống truyền hình số mặt đất DVB – T, những bất cập, tồn tại
khi triển khai tại Việt Nam, đồng thời nghiên cứu cấu trúc và những giải pháp kỹ
thuật cơ bản, những tính năng ưu việt của tiêu chuẩn DVB – T2. Từ đó, đề xuất lựa
chon giải pháp công nghệ hợp lý nhất cho hệ thống truyền hình số mặt đất tại Viêt
Nam trong những năm tới.
21 trang |
Chia sẻ: tuandn | Lượt xem: 2243 | Lượt tải: 1
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận văn Tóm tắt Nghiên cứu, đề xuất lựa chọn công nghệ cho các hệ thống truyền hình số mặt đất Việt Nam, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM
----------------------------------------------------
NGUYỄN HUY HOÀNG
NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ CHO
CÁC HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT VIỆT NAM
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
MÃ SỐ: 60.52.70
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
HÀ NỘI – NĂM 2011
Luận văn được hoàn thành tại:
Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam
Người hướng dẫn khoa học:
PGS – TS Trần Hồng Quân
Phản biện 1: .......................................................................................................
............................................................................................................................
Phản biện 2: ......................................................................................................
..........................................................................................................................
Luận văn sẽ được bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn tại Học viện Công nghệ Bưu chính
Viễn thông
Vào lúc: ........giờ.......ngày........tháng........năm..........
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Thư viện Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
GIỚI THIỆU VỀ ĐỀTÀI
Với những ưu điểm vượt trội của truyền hình số so với truyền hình analog,
trong những năm qua, truyền hình số mặt đất đã phát triển mạnh mẽ trên thế giới và
ở Việt Nam, việc thay thế hoàn toàn truyền hình mặt đất analog bằng công nghệ
truyền hình số mặt đất trên toàn thế giới sẽ diễn ra trong tương lai không xa.
Đến nay đã có nhiều Quốc gia trên thế giới lựa chọn tiêu chuẩn DVB – T để
phát sóng mặt đất. Tuy nhiên, trước các nhu cầu đòi hỏi về dung lượng, về kháng
lỗi đường truyền, nâng cao độ tin cậy với các loại hình dịch vụ, về giảm tỷ số công
suất đỉnh / công suất trung bình, nhu cầu về phân chia phổ tần của các dịch vụ viễn
thông khác, cùng với xu thế hội tụ trong các môi trường truyền dẫn, sự phát triển
mạnh mẽ của truyền hình độ phân giải cao HDTV với dung lượng bit lớn mà DVB
– T chưa đáp ứng được.
Từ các yêu cầu thực tế đặt ra đó, nhóm DVB Project đã phát triển chuẩn
truyền hình số thế hệ thứ 2 là DVB – T2. Tiêu chuẩn này được xuất bản lần đầu tiên
vào 6/2008 và được ETSI chuẩn hóa từ tháng 9/2009. Hiện nay, Anh, Phần Lan đã
thông báo triển khai các dịch HDTV trên đường truyền mặt đất dùng chuẩn DVB –
T2; Đức, Ý Tây Ban Nha, Thuỵ Điển cũng đang tiến hành thử nghiệm phát sóng
DVB - T2.
Từ năm 2001, Việt Nam đã tiến hành thử nghiệm phát sóng truyền hình mặt
đất. Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt quy hoạch truyền dẫn, phát sóng truyền
hình, theo đó đến năm 2020 cơ bản chấm dứt truyền dẫn, phát sóng truyền hình mặt
đất sử dụng công nghệ analog trên toàn quốc. Trước sức ép về lộ trình chuyển đổi
hoàn toàn sang phát sóng số mặt đất trước năm 2020, xu hướng phát triển của
truyền hình số mặt đất DVB – T2 trên thế giới, luận văn tập trung phân tích các giải
pháp kỹ thuật của hệ thống truyền hình số mặt đất DVB – T, những bất cập, tồn tại
khi triển khai tại Việt Nam, đồng thời nghiên cứu cấu trúc và những giải pháp kỹ
thuật cơ bản, những tính năng ưu việt của tiêu chuẩn DVB – T2. Từ đó, đề xuất lựa
chon giải pháp công nghệ hợp lý nhất cho hệ thống truyền hình số mặt đất tại Viêt
Nam trong những năm tới.
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ
HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT,
NHU CẦU VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN
1.1 Giới thiệu các tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất
Với truyền hình số mặt đất, hiện tại hầu hết các nước đang sử dụng thế hệ thứ
nhất truyền hình số gồm 3 tiêu chuẩn:
1.1.1 Chuẩn ATSC
Năm 1996 FCC đã chấp nhận tiêu chuẩn truyền hình số của Mỹ dựa trên tiêu
chuẩn gói dữ liệu quốc tế 188 byte Mpeg – 2. Các chỉ tiêu kỹ thuật cụ thể được quy
định bởi ATSC. ATSC cho phép 36 chuẩn Video từ HDTV đến các dạng thức
Video tiêu chuẩn SDTV khác với các phương thức quét (xen kẽ, liên tục) và các tỷ
lệ khuôn hình khác nhau.
ATSC có cấu trúc dạng lớp, tương thích với mô hình liên kết hệ thống mở
(OSI) 7 lớp của các mạng dữ liệu. Mỗi lớp ATSC có thể tương thích với các ứng
dụng khác cùng lớp. ATSC sử dụng dạng thức gói MPEG-2 cho cả Video, Audio và
dữ liệu phụ. Các đơn vị dữ liệu có độ dài cố định phù hợp với sửa lỗi, ghép dòng
chương trình, chuyển mạch, đồng bộ, nâng cao tính linh hoạt và tương thích với
dạng thức ATM. Hình 1.1 dưới đây mô tả khung dữ liệu VSB.
§ å n g b é m µ n h s è 1
D ÷ l iÖ u
§ å n g b é m µ n h s è 2
D ÷ l iÖ u
8 2 8 b iÓ u t r n g
7 7 ,7 s
4 6 ,8 s
3 1 2 ® o ¹ n d ÷ l iÖ u
Hình 1.1 Khung dữ liệu VSB [3].
1.1.2 Chuẩn ISDB-T
ISDB – T còn gọi là tiêu chuẩn DiBEG của Nhật Bản ban hành năm 1997, sử
dụng kỹ thuật ghép kênh đoạn dải tần BTS (Band Segmened) – OFDM và cho phép
sử dụng các phương thức điều chế tín hiệu số khác nhau đối với từng đoạn dữ liệu
như QPSK, DQPSK, 16 QAM hoặc 64 QAM
ISDB-T sử dụng tiêu chuẩn mã hoá MPEG-2 trong quá trình nén và ghép
kênh. Hệ thống sử dụng phương pháp ghép đa tần trực giao OFDM cho phép truyền
đa chương trình phức tạp với các điều kiện thu khác nhau, truyền dẫn phân cấp, thu
di động v.v... có thể sử dụng cho các kênh truyền 6, 7 và 8MHz.
Các tham số cơ bản của ISDB-T như bảng 1.1 sau:
Bảng 1.1: mô tả các thông số truyền dẫn cho ISDB-T kênh cao tần 8MHz
[12].
Kiểu Kiểu 1 Kiểu 2 Kiểu 3
Số đoạn dữ liệu Ns 13
Độ rộng băng tần (MHz) 7,433 7,431 7,426
Khoảng cách sóng mang
(Khz)
5,291 2,645 1,322
Số sóng mang 1405 2809 5617
Kiểu điều chế sóng mang QPSK, 16QAM, 64QAM, DQPSK
Số biểu trưng trong một
khung
204
Khoảng thời gian tích cực
trong một biểu trưng (S)
189 378 765
Khoảng
phòng vệ
(S)
1/4 47,25 94,5 189
1/8 23,625 47,25 94,5
1/16 11,8125 23,625 47,25
1/32 5,90625 11,8125 23,625
Mã hoá nội Mã hóa cuộn (1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8)
Mã hoá ngoại Mã Reed Solomon (204, 188)
1.1.3 Tiêu chuẩn Châu Âu (DVB – T)
DVB dùng điều chế ghép kênh phân chia tần số trực giao có mã (COFDM),
tốc độ bit tối đa 24 Mbps( dải thông 8Mhz).
Điểm nổi trội nhất của COFDM là ở chỗ dòng dữ liệu cần truyền tải được
phân phối cho nhiều sóng mang riêng biệt. Mỗi sóng mang được xử lý tại một thời
điểm thích hợp và được gọi là một “COFDM Symbol”.
Do số lượng sóng mang lớn, mỗi sóng mang lại chỉ truyền tải một phần của
dòng bít nên chu kỳ của một biểu trưng khá lớn so với chu kỳ của một bít thông tin.
Các sóng mang riêng biệt được điều chế QPSK, 16QAM hoặc 64QAM. Tỷ lệ mã
hoá thích hợp của mã sửa sai cũng góp phần cải thiện chất lượng hệ thống.
1.1.4 Đánh giá 3 tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất
Điểm giống nhau của ba tiêu chuẩn trên là sử dụng chuẩn nén MPEG -2 cho
tín hiệu video. Điểm khác nhau cơ bản là phương pháp điều chế.
Hệ thống ATSC sử dụng kỹ thuật điều chế “điều biên cụt” của những năm
1980. Điều biên cụt 8VSB (Vestigal Side Band) vẫn bị các khuyết tật vốn có của
nó, không có khả năng cho thu di động, không khắc phục hiện tượng phản xạ và
không thiết lập được mạng đơn tần như giải pháp của hệ ISDB-T và DVB-T.
ISDB-T có ba điểm khác biệt so với DVB-T. Một là, sử dụng ghép xen thời
gian, trong khi DVB-T không sử dụng kỹ thuật này. Hai là, phân đoạn (vùng) tần số
cho các dịch vụ khác nhau. Trong ISDB-T, người ta dành 10 khoảng tần số cho dịch
vụ hình ảnh và 3 khoảng cho dịch vụ âm thanh trong khi DVB – T chỉ sử dụng
phương pháp điều chế phân cấp. Ba là, ISDB-T không tương thích với các hệ phát
số qua vệ tinh DVB-S và phát số qua cáp DVB-C
1.2 Thực trạng truyền hình só mặt đất tại Việt Nam
1.2.1 Truyền hình tương tự mặt đất
Theo số liệu khảo sát mới đây, hiện có 63.69% số hộ gia đình (22 triệu hộ)
đang xem truyền hình tương tự từ các đài phát khác nhau:
Đài Truyền hình Việt Nam (VTV) hiện đang có mạng phủ sóng analog trên
phạm vi toàn quốc với nhiều kênh chương trình. Đài truyền hình của 63 tỉnh thành
trong cả nước, Đài truyền hình kỹ thuật số (VTC), Đài Tiếng nói Việt nam (VOV)
hiện đang phát sóng analog.
Mạng phát hình số mặt đất
Với tổng số 25% số hộ gia đình cả nước đang xem truyền hình số mặt đất từ
các Đài:
Mạng truyền hình số VTC phát sóng toàn quốc theo chuẩn DVB-T, nén
MPEG2, là mạng truyền hình có diện phủ sóng trên 44 tỉnh, thành phố với trên 80
điểm phát sóng. Ngoài ra, Đài TH TP.HCM đang phát sóng DVB-T trên kênh 25.
Đài PT-TH Bình Dương cũng đã triển khai phát sóng DVB-T trên kênh 53, AVG
đang triển khai mạng DVB – T đơn tần.
Hiện nay VTC đã phát sóng 28 kênh truyền hình và nhiều kênh phát thanh
được điều chế trên hai kênh sóng mang liền kề.
Việc truyền dẫn tín hiệu đến các máy phát được thực hiện qua mạng cáp quang
và qua vệ tinh. Tín hiệu Video và Audio sau khi được nén và ghép thành 02 luồng
số liệu ASI 1 và ASI 2 sẽ được ghép và truyền qua cáp quang hoặc qua vệ tinh đến
các địa điểm phát sóng, phát ở 02 kênh RF liền kề phát sóng mặt đất.
Như vậy, hiện nay ở Việt Nam, việc phát sóng kỹ thuật số sử dụng công nghệ
DVB-T đã được một số đơn vị và các đài truyền hình từng bước triển khai. Các đài
và đơn vị này đều sử dụng công nghệ nén MPEG-2, phát sóng theo mô hình mạng
đa tần (trừ An Viên Group) và ghép khá nhiều chương trình trên một kênh sóng.
1.3 Nhu cầu và xu hướng phát triển
Người xem luôn có nhu cầu thu được nhiều kênh từ sóng truyền hình mặt đất.
Đáp ứng nhu cầu này với truyền hình Analog gặp nhiều khó khăn về thiết bị phát và
kênh sóng cao tần, vì mỗi kênh cần một máy phát và một kênh sóng.
Các băng tần VHF và UHF lâu nay dùng cho truyền hình mặt đất đến nay đã
không đủ cho yêu cầu phát nhiều kênh, trong khi các mạng thông tin chuyên ngành,
thông tin di động cũng có nhu cầu ở các dải tần này.
Chất lượng của các kênh truyền hình đòi hỏi ngày càng cao, đặc biệt là nhu
cầu thưởng thức truyền hình độ nét cao (HDTV) ngày càng lớn.
Để đáp ứng các nhu cầu trên chỉ có giải pháp là chuyển sang truyền hình số
mặt đất với những ưu điểm vượt trội so với truyền hình analog. Với truyền hình số
DVB-T có thể thiết lập mạng phát hình gồm nhiều máy phát trên cùng một kênh
sóng. Điều này giúp cho việc nâng cao hiệu quả sử dụng phổ tần và tiết kiệm kinh
phí đầu tư, chi phí vận hành...
Để phát huy được các ưu điểm trên, Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt quy
hoạch phát sóng truyền dẫn, theo đó sẽ chấm dứt truyền dẫn, phát sóng truyền hình
bằng công nghệ Analog, chuyển sang phát sóng số mặt đất trước năm 2020. Việc
phát triển nhanh các hệ thống phát hình số mặt đất với số kênh đủ lớn, có khả năng
phát HDTV là một nhu cầu cấp thiết ở nước ta.
Mạng DVB – T đã được nhiều Quốc gia lựa chọn triển khai cũng như đã
khẳng định được ưu thế rõ rệt trên thế giới. Tuy nhiên, qua các hệ thống truyền hình
số đang khai thác và nhu cầu thực tế đặt ra về đòi hỏi ngày càng tăng về dung
lượng, về kháng lỗi đường truyền, nâng cao độ tin cậy với các loại hình dịch vụ, về
giảm tỷ số công suất đỉnh / công suất trung bình, nhu cầu về phân chia phổ tần của
các dịch vụ viễn thông khác, cùng với xu thế hội tụ trong lĩnh vực truyền dẫn,
truyền hình di động, sự phát triển mạnh mẽ của truyền hình độ phân giải cao HDTV
với dung lượng bit lớn mà DVB – T chưa đáp ứng được.
Trước những nhu cầu đặt ra trên, từ tháng 6/2007 đến tháng 3/2008, trên 40 tổ
chức đã tập trung nghiên cứu tiêu chuẩn mới của DVB - T. Đến cuối năm 2008, những
nội dung cơ bản của tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất thế hệ thứ hai DVB-T2 đã được
ban hành. Cùng với việc ra đời các chuẩn nén mới như MPEG 4, chuẩn H264 kết hợp
với các ưu điểm vượt trội của DVB – T2, nhất là khi sử dụng với mạng đơn tần và
nhiều kênh liền kề sẽ là xu hướng phát triển cho truyền hình số mặt đất trên thế giới.
Trước hoàn cảnh đó, truyền hình số mặt đất Việt Nam sẽ lựa chọn công nghệ nào? Đây
là một bài toán cần có lời giải để đáp ứng được nhu cầu phát triển của kinh tế - xã hội
Việt Nam. Luận văn này sẽ tập trung nghiên cứu công nghệ truyền hình mặt đất đang
và sẽ có ở Việt Nam, thế giới để từ đó đề xuất khuyến nghị lựa chọn công nghệ hợp lý
cho truyền hình số Việt Nam.
Chương 2
TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT THEO TIÊU CHUẨN DVB – T
2.1 Sơ đồ khối của hệ thống DVB-T
Hệ thống được định nghĩa là một thiết bị gồm những khối chức năng, tín hiệu
đầu vào là dòng truyền tải MPEG-2 nhận được tại đầu ra của bộ ghép
(Multiplexer), đầu ra là tín hiệu RF đi tới anten.
Hệ thống tương thích với chuẩn nén tín hiệu video MPEG-2 ISO/IEC 13818.
Do hệ thống được thiết kế cho truyền hình số mặt đất hoạt động trong băng tần
UHF hiện có, nên đòi hỏi hệ thống phải có khả năng chống nhiễu tốt từ các máy
phát tương tự hoạt động cùng kênh hoặc kênh liền kề, đòi hỏi hệ thống phải có hiệu
suất sử dụng phổ tần cao băng tần UHF, điều này có thể đảm bảo bằng việc sử dụng
mạng đơn tần (SFN).
Sơ đồ khối chức năng của hệ thống phát theo tiêu chuẩn DVB – T được thể
hiện ở hình 2.1 dưới đây.
Hình 2.1: Sơ đồ khối chức năng hệ thống phát hình số mặt đất DVB-T [6]
Đây là sơ đồ khối của một hệ thống phát hình số mặt đất đầy đủ. Các tín hiệu
hình ảnh, âm thanh sẽ qua một loạt quá trình xử lý để cuối cùng, tại đầu ra anten
cũng vẫn là tín hiệu cao tần phát đi.
Những tính năng ưu việt của truyền hình số mặt đất lại hoàn toàn được thể
hiện trong các quá trình xử lý này.
Các khối nét đứt trên hình 2.1 sẽ được sử dụng khi hệ thống dùng theo cấu
hình điều chế phân cấp. Khi đó từ khối ghép kênh mã hóa nguồn dữ liệu MPEG 2
phân chia dòng dữ liệu thành 2 luồng với những mức ưu tiên khác nhau, tốc độ bit
và tỷ lệ mã hóa khác nhau, có nghĩa là khả năng chống lỗi của từng dòng bit là khác
nhau. Sơ đồ khối cho ta thấy một hệ thống máy phát chủ yếu sẽ gồm phần điều chế
OFDM và phần mã hoá sửa lỗi.
2.2 Giải pháp cơ bản ở từng khối chức năng của DVB-T
2.2.1 Ghép kênh và mã hóa nguồn dữ liệu MPEG-2
Các tín hiệu đầu vào gồm hình ảnh, âm thanh và các dữ liệu phụ sẽ được số
hóa nhờ khối ghép kênh, mã hóa và nén MPEG-2. Đầu ra của khối này sẽ là dòng
truyền truyền tải MPEG-2 với một tốc độ bit nhất định đưa vào máy phát. Đây là
quá trình số hóa tín hiệu.
2.2.2 Khối ghép kênh truyền tải và ngẫu nhiên hóa số liệu
Để hạn chế tối đa các lỗi trong truyền dẫn, dòng dữ liệu TS đến từ khối nén sẽ
được ngẫu nhiên hoá. Các gói dữ liệu này đầu tiên được nhận dạng bởi chuỗi giả
ngẫu nhiên PRBS. Mục đích của quá trình này là phân tán năng lượng trong phổ tín
hiệu số và xác định số nhị phân thích hợp (loại bỏ các chuỗi dài “0” và “1”), đồng
thời đây cũng được xem là quá trình phối hợp để ghép kênh truyền tải.
2.2.3 Khối mã ngoại và ghép xen ngoại
Dòng dữ liệu sau khi đã được ngẫu nhiên hóa sẽ tiếp tục được xử lý tại khối
mã ngoại và ghép xen ngoại. Sở dĩ gọi là “ngoại” vì việc xử lý ở đây là theo byte,
còn mã nội và ghép xen nội là xử lý theo “bit”. Bộ mã ngoại sử dụng mã Reed-
Solomon RS (204, 188, t=8) để mã hoá dữ liệu đã được ngẫu nhiên hoá nhằm tạo ra
các gói dữ liệu đã được bảo vệ lỗi.
Do được mã hoá theo mã RS (204,188, t=8) nên mỗi gói dữ liệu sẽ được
thêm 16 bytes sửa lỗi và nó có khả năng sửa tới 8 lỗi trong một gói.
Việc ghép ngoại chính là ghép các byte với một chu kỳ ghép qui định trước,
thường độ sâu ghép là l=12. Đây cũng là việc nhằm giảm tính thống kê của lỗi.
2.2.4 Khối mã nội (inner coder)
Đây là quá trình mã hoá tiếp theo nhưng việc mã sẽ chi tiết đến từng bit.
Thông số mã hóa ở đây chính là tỷ lệ mã hóa n/m (1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8). Nghĩa là
cứ m bít truyền đi thì chỉ có n bit mang thông tin, các bit còn lại là để sửa lỗi.
2.2.5 Khối ghép nội (inner interleaver)
Dữ liệu đến đây sẽ được tráo hoàn toàn theo từng bit, thông tin sẽ rất khác so
với ban đầu.
Bộ ghép kiểu bít
Quá trình này để giảm thiểu lỗi đến mức tối đa.
Bộ ghép xen symbol.
Mục đích của bộ ghép xen symbol là đặt những ký tự có v bit lên 1512 (mode
2k) hoặc 6048 (mode 8k) sóng mang. Bộ ghép xen symbol đuợc thực hiện trên các
khối có 1512 (mode 2k) hoặc 6048 (mode 8k) ký tự dữ liệu.
2.2.6 Chòm sao tín hiệu và quá trình ánh xạ (mapper)
Hệ thống phát sóng truyền hình số mặt đất OFDM sử dụng kỹ thuật truyền dẫn
ghép kênh phân chia tần số trực giao OFDM. Mỗi khung OFDM gồm các sóng
mang được điều chế theo một trong các phương pháp QPSK, 16QAM, 64QAM,
16QAM không đồng nhất, 64QAM không đồng nhất. COFDM cho phép trải dữ liệu
để truyền đi trên cả miền thời gian và miền tần số.
Do có hiện tượng fading tần số giữa các dải tần cận kề, nên COFDM có sử
dụng xen tần số, nghĩa là các bit dữ liệu liên tiếp nhau sẽ được trải ra trên các sóng
mang cách biệt nhau Hình 2.6
Hình 2.6 Thực hiện ánh xạ (mapping) dữ liệu lên các symbol
Trong DVB-T việc ánh xạ (mapping) dữ liệu lên các symbol OFDM thực ra là
điều chế từng sóng mang riêng rẽ, và có thể theo một trong ba chòm sao toạ độ
phức 4QAM, 16QAM, 64QAM. Tại mỗi symbol, mỗi sóng mang sẽ được điều chế
bởi một số phức lấy từ tập chòm sao.
2.2.7 Cấu trúc khung OFDM
Tín hiệu truyền dẫn được sắp xếp thành các khung. Mỗi khung có chu kỳ TF
gồm có 68 ký tự OFDM. Cứ 4 khung lập thành một siêu khung. Mỗi ký tự được
thiết lập bởi k = 6817 sóng mang ở mode 8k hoặc k = 1705 trong mode 2k, nó có
chu kỳ Ts.
COFDM đã thực hiện việc phân chia kênh truyền dẫn cả trong miền thời gian
và miền tần số, tổ chức kênh RF thành tập các "dải tần phụ" hẹp và tập các "đoạn
thời gian" liên tiếp nhau hình 2.8.
t im e
f r e
q u
e n
c y
C h a n n e l
B a n d w i d t h
f r e q u e n c y
s u b - b a n d
t i m e
s e g m e n t
Hình 2.8 Phân chia kênh
Mỗi cái có một độ dịch tần Doppler khác nhau, cùng với đường tín hiệu
chính. Trục z miêu tả biên độ đáp ứng kênh.
Ngoài dữ liệu truyền đi, 1 khung OFDM còn chứa:
Các tải phụ TPS (transmission parameter signalling).
Tín hiệu dẫn đường dùng cho đồng bộ khung, đồng bộ tần số, thời gian.
Các sóng mang trong 1 ký tự OFDM được đánh số từ kmin đến kmax.
kmin = 0, kmax =1704 trong mode 2k.
kmin = 0, kmax = 6816 trong mode 8k.
sóng mang kmin và kmax là (k-1)/TU.
Khoảng cách giữa các sóng mang liền kề nhau là 1/TU. Khoảng cách giữa các
tham số của 1 ký tự OFDM theo từng mode được cho trong bảng 2.4.
Bảng 2.4: Các tham số của 1 ký tự OFDM [7]
Tham số Mode 8k Mode 2k
Số các sóng mang k 6817 1705
Chỉ số của sóng mang kmin 0 0
Chỉ số của sóng mang kmax 6816 1704
Chu kỳ TU 896s 224s
Khoảng cách giữa các sóng mang 1116 Hz 4464 hz
Khoảng cách giữa sóng mang kmin và kmax 7,61 MHz 7,61 MHz.
Chèn các sóng mang phụ
Trong mỗi đoạn thời gian, gọi là mỗi symbol OFDM, mỗi dải tần phụ được
trang bị một sóng mang phụ mô tả trên hình 2.9. Để tránh nhiễu giữa các sóng
mang, chúng được bố trí vuông góc với nhau, nghĩa là khoảng cách giữa các sóng
mang được đặt bằng với nghịch đảo của một chu kỳ symbol
.
Hình 2.9. Chèn các sóng mang phụ [1]
Chèn khoảng bảo vệ
Do các "echo" được tạo ra bởi các bản sao của tín hiệu gốc khi bị trễ, nên tại
phần cuối của mỗi symbol OFDM sẽ có nhiễu liên symbol với phần đầu của symbol
tiếp theo. Để tránh điều này, một khoảng bảo vệ được chèn vào mỗi symbol. Như
trên hình 2.10.
. Hình 2.10: Chèn khoảng bảo vệ [1]
Đồng bộ kênh
Để giải điều chế tín hiệu một cách chính xác, các máy thu phải lấy mẫu chính
xác tín hiệu trong suốt khoảng hữu ích của symbol OFDM (bỏ qua khoảng bảo vệ).
Do đó, Hệ thống DVB-T sử dụng các sóng mang "pilot", trải đều đặn trong kênh
truyền dẫn, đóng vai trò làm các điểm đánh dấu đồng bộ.
2.2.8 Các tín hiệu chuẩn
Ngoài dữ liệu truyền đi trong khung OFDM còn có các thông tin phụ để giúp
cho thiết bị thu nhận dạng và giải điều chế được luồng dữ liệu.
Các tải phụ TPS (transmission parameter signalling) được truyền song song và
mang thông tin về: Điều chế, gồm giá trị của giản đồ chòm sao QAM; Thông tin mã
hoá theo lớp; Khoảng bảo vệ; Tỷ lệ mã nội; Model truyền (mode 2k hoặc 8k); Số
khung trong một siêu khung ( khi truyền trong mạng SFN