Truyền hình kỹ thuật số mặt đắt

Truyền hình kỹ thuật số mặt đất GVHD: Đinh Sơn Tú MỤC LỤC CHƯƠNG 1: SỰ PHÁT TRIỂN CỦA TRUYỀN HÌNH CHẤT LƯỢNG CAO HDTV VÀ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ 1.1.Tổng quan truyền hình 1.1.1.Lịch sử đời phát triển truyền hình 1.1.1.1.Truyền hình giới 1.1.1.2.Truyền hình Việt Nam 10 1.2.Giới thiệu truyền hình 12 1.2.1.Truyền hình cáp 12 1.2.2.Truyền hình vệ tinh 13 1.2.3.Truyền hình số mặt đất 14 1.3.Truyền hình chất lượng cao HDTV Truyền hình kỹ thuật số .15 1.3.1.Sự phát triển truyền hình Analog .15 1.3.2.Sự phát triển truyền hình chất lượng cao HDTV .15 1.3.2.1.Các chuẩn HD độ phân giải 16 1.3.2.2.Nguồn phát tín hiệu HDTV 18 1.3.2.3.Mô tả kỹ thuật quét 19 1.3.2.4.Mô tả định dạng ảnh 19 1.3.2.5.Độ phân giải 20 1.3.2.6.Thiết bị thu tín hiệu HDTV 21 1.3.2.7.Ưu nhược điểm 22 1.3.2.8.Những hệ thống 22 1.3.3.Sự phát triển truyền hình kỹ thuật số 23 CHƯƠNG 2: CÁC CHUẨN KỸ THUẬT CỦA TRUYỀN HÌNH SỐ VÀ TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT 25 2.1.Tổng quan truyền hình số 25 2.1.1.Các phương thức truyền dẫn tín hiệu số 25 2.1.2.Các hệ tiêu chuẩn truyền dẫn truyền hình số 25 2.1.3.Xu hướng chuyển đổi lựa chọn tần số quốc gia giới 26 2.2.Các chuẩn kỹ thuật truyền hình số 27 2.2.1.Tiêu chuẩn ATSC 27 2.2.2.Tiêu chuẩn DIBEG 30 2.2.3.Tiêu chuẩn DVB 31 2.2.3.1.Giới thiệu 31 2.2.3.2.Đặc điểm hệ thống DVB 31 SVTH: Trịnh Phi Hùng Truyền hình kỹ thuật số mặt đất GVHD: Đinh Sơn Tú 2.2.3.3.DVB –S 33 2.2.3.4.DVB – C 34 2.2.3.5.DVB – T 34 2.2.4.So sánh tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất 36 2.2.5.Vì chọn chuẩn DVB – T nước ta 41 2.3.Phương pháp điều chế DVB – T 42 2.3.1.QAM (DVB – C) 42 2.3.2.QPSK (DVB – S) 43 2.3.3.OFDM (DVB – T) 43 2.3.3.1.Giới thiệu OFDM 43 2.3.3.2.Nguyên lý OFDM 44 2.3.3.3.Phương pháp điều chế OFDM tiêu chuẩn DVB 45 2.3.3.4.Lựa chọn điều chế sóng mang COFDM 46 2.4.Phương pháp nén audio/video truyền hình số mặt đất 46 2.4.1.Một số mã dùng kỹ thuật nén 46 2.4.1.1.Khái niệm EnTropy nguồn tín hiệu 46 2.4.1.2.Mã RLC 47 2.4.1.3.Mã Shannon – fano 48 2.4.1.4.Mã Huffman 49 2.4.1.5.Ví dụ phương pháp xây dựng mã Huffman 51 2.4.1.6.Giải mã theo mã Huffman 52 2.4.2.Nén tín hiệu audio 53 2.4.2.1.Phương pháp nén không thông tin 53 2.4.2.2.Phương pháp nén có thông tin 54 2.4.2.3.Tiêu chuẩn nén audio MPEG-1 54 2.4.2.4.Tiêu chuẩn nén audio MPEG-2 57 2.4.2.5.Tiêu chuẩn AC-3 57 2.4.3.Kỹ thuật nén video số 60 2.4.3.1.Khái quát chung 60 2.4.3.2.Mơ hình nén ảnh 60 2.4.3.3.Nén không thông tin 62 2.4.3.4.Nén có thông tin 62 2.5.Các kỹ thuật ghép kênh số 63 2.5.1.Giới thiệu 63 2.5.2.Ghép kênh gói (Packet Multiplexing) MPEG 64 2.5.3.Tổng quan ghép kênh MPEG-2 64 SVTH: Trịnh Phi Hùng Truyền hình kỹ thuật số mặt đất GVHD: Đinh Sơn Tú 2.5.4.Hệ thống ghép kênh truyền tải MPEG-2 65 2.5.4.1.Sơ đồ khối hệ thống ghép kênh phân kênh MPEG-2 65 2.5.4.2.Dịng sở đóng gói PES 66 2.5.4.3.Ghép kênh dòng chương trình (Program Stream MUX) 67 2.5.4.4.Ghép kênh dòng truyền tải (Transport Stream MUX) 68 2.5.4.5.Cấu trúc gói truyền tải 69 2.5.4.6.Thông tin đặc tả chương trình (PSI) 70 2.5.4.7.Hệ thống ghép dịng chương trình 70 2.5.4.8.Đặc điểm dòng truyền tải MPEG-2 71 CHƯƠNG 3: ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT – TƯƠNG QUAN GIỮA TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT VỚI TRUYỀN HÌNH CÁP VÀ TRUYỀN HÌNH TƯƠNG TỰ TRUYỀN THỐNG 72 3.1.Chỉ tiêu kỹ thuật nhiễu 72 3.1.1.Can nhiễu nhiều đường 72 3.1.2.Chỉ tiêu can nhiễu xung 72 3.2.Ưu điểm nhược điểm truyền hình số mặt đất 73 3.2.1.Ưu điểm 73 3.2.2.Nhược điểm DVB – T 74 3.3.Tương quan truyền hình số mặt đất truyền hình cáp 74 3.3.1.Đặc điểm chung truyền hình số 74 3.3.2.Truyền hình cáp DVB – C 75 3.3.3.Truyền hình số mặt đất DVB – T 76 3.4.Tương quan DVB – T truyền hình tương tự truyền thống 76 3.4.1.Can nhiễu hai hệ thống Analog DVB – T 76 3.4.2.Can nhiễu analog số kênh 77 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ KỸ THUẬT TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT Ở ĐÀI TRUYỀN HÌNH BÌNH DƯƠNG 79 4.1.Giới thiệu sơ đồ khối hệ thống thu phát truyền hình số mặt đất 79 4.2.Sơ đồ khối DVB – T trung tâm truyền hình Bình Dương 80 4.2.1.Nguồn phát 81 4.2.2.Các chương trình thu vệ tinh 81 4.2.3.Qui trình thu phát tín hiệu 83 4.3.Set – Top – Box 84 4.3.1.Hoạt động Set – Top – Box 84 SVTH: Trịnh Phi Hùng Truyền hình kỹ thuật số mặt đất GVHD: Đinh Sơn Tú 4.3.2.Cấu tạo Set – Top – Box 85 4.4.Cách chọn đầu thu truyền hình số mặt đất 88 4.5.Phòng xử lý tín hiệu phát trung tâm truyền hình Bình Dương 89 PHỤ LỤC SVTH: Trịnh Phi Hùng Truyền hình kỹ thuật số mặt đất GVHD: Đinh Sơn Tú DANH MỤC HÌNH CHƯƠNG 1: SỰ PHÁT TRIỂN CỦA TRUYỀN HÌNH CHẤT LƯỢNG CAO HDTV VÀ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ Hình 1.1: Truyền hình vệ tinh 14 Hình 1.2: Khung hình 4:3 16:9 16 Hình 1.3: Mơ tả ký hiệu HDTV 20 Hình 1.4: Độ phân giải HDTV 20 Hình 1.5: Thiết bị thu HDTV 21 Hình 1.6: Cablecard 21 Hình 1.7: DVI 21 Hình 1.8: HDMI 21 Hình 1.9: Hệ thống thu HDTV 22 Hình 1.10: Cơng nghệ truyền hình ảnh lớn 22 Hình 1.11: Hệ thống truyền hình HDTV 23 CHƯƠNG 2: CÁC CHUẨN KỸ THUẬT CỦA TRUYỀN HÌNH SỐ VÀ TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT 25 Hình 2.1: Biểu đồ phân chia chuẩn truyền hình số 27 Hình 2.2: Sơ đồ khối hệ thống truyền hình số 29 Hình 2.3: OFDM phân chia dãi tần 30 Hình 2.4: Sơ đồ khối hệ thống DVB 31 Hình 2.5: Tiêu chuẩn DVB – S 33 Hình 2.6: Tiêu chuẩn DVB – C 34 Hình 2.7: Tiêu chuẩn DVB – T 35 Hình 2.8: QAM (DVB – C) 43 Hình 2.9: QPSK (DVB – S) 43 Hình 2.10: Phương pháp điều chế đa sóng mang 44 Hình 2.11: Cây mã Huffman 50 Hình 2.12: Thủ tục xây dựng mã Huffman 52 Hình 2.13: Ví dụ giải mã theo mã Huffman 52 Hình 2.14: Hệ thống mã hóa điểm động khối số liệu audio 53 Hình 2.15: Cấu trúc mã hóa audio MPEG 55 Hình 2.16: Cấu trúc giải mã audio MPEG 55 Hình 2.17: Các lớp audio MPEG 56 Hình 2.18: Dạng dịng số liệu lớp audio MPEG-1 56 SVTH: Trịnh Phi Hùng Truyền hình kỹ thuật số mặt đất GVHD: Đinh Sơn Tú Hình 2.19: Dạng dịng số liệu lớp audio MPEG-2 57 Hình 2.20: Hệ thống audio truyền hình số 57 Hình 2.21: Sơ đồ hệ thống nén giải nén audio 59 Hính 2.22: Mơ hình hệ thống nén video 61 Hình 2.23: Bộ ghép kênh MPEG-2 64 Hình 2.24: Hệ thống phân kênh, ghép kênh MPEG-2 65 Hình 2.25: Mơ hình đóng gói dịng sở 66 Hình 2.26: Cú pháp dịng sở đóng gói 57 Hình 2.27: Ghép kênh dịng chương trình 57 Hình 2.28: Dịng chương trình 57 Hình 2.29: Ghép kênh dịng truyền tải 68 Hình 2.30: Dịng truyền tải 68 Hình 2.31: Chia gói PES thành gói TS 68 Hình 2.32: Cấu trúc gói truyền tải 69 Hình 2.33: Lớp truyền tải 69 Hình 2.34: Ghép kênh dịng bit truyền tải cấp hệ thống 70 Hình 2.35: Khái quát hệ thống tách chương trình từ dịng bit truyền tải 71 CHƯƠNG 3: ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT – TƯƠNG QUAN GIỮA TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT VỚI TRUYỀN HÌNH CÁP VÀ TRUYỀN HÌNH TƯƠNG TỰ TRUYỀN THỐNG 72 Hình 3.1: Phổ kênh số analog 77 Hình 3.2: Phổ kênh số analog đồng kênh 78 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ KỸ THUẬT TRUNG TÂM TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT Ở ĐÀI TRUYỀN HÌNH BÌNH DƯƠNG 79 Hình 4.1: Hệ thống thu phát truyền hình số 79 Hình 4.2: Sơ đồ khối tổng quát kênh số Truyền hình Bình Dương 80 Hình 4.3: Mơ tả nguồn phát 81 Hình 4.4: Sơ đồ truyền dẫn (chèn logo, text,…) 83 Hình 4.5: Máy phát kỹ thuật số 84 Hình 4.6: Máy phát 84 Hình 4.7: Cấu trúc Set – Top – Box 85 Hình 4.8: Hộp Set – Top – Box 88 Hình 4.9: Hệ thống chương trình Truyền hình số 89 Hình 4.10: Bộ xử lý tín hiệu chương trình số 89 SVTH: Trịnh Phi Hùng Truyền hình kỹ thuật số mặt đất GVHD: Đinh Sơn Tú Hình 4.11: Khu xử lý chương trình analog BTV2 90 Hình 4.12: Khu xử lý chương trình analog BTV1 91 Hình 4.13: Bộ nén chương trình số tín hiệu số 91 Hình 4.14: Máy phát tín hiệu 92 SVTH: Trịnh Phi Hùng Truyền hình kỹ thuật số mặt đất GVHD: Đinh Sơn Tú LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại bùng nổ thông tin, nhu cầu trao đổi thông tin người lớn Xã hội ngày phát triển nhu cầu thơng tin người dân ngày tăng Ngành phát truyền hình đời trở thành cầu nối đưa thông tin quảng bá quần chúng cách nhanh chóng hiệu Khơng có thơng tin, người khơng theo đuổi kịp thời đại khơng thể phát triển, qua ngày thấy rõ vai trị thơng tin Và ngành phát truyền hình trở thành phần tất yếu đời sống xã hội Mặc dù, truyền hình phát triển nhanh chóng cho nhiều loại truyền hình như: truyền hình cáp, truyền hình vệ tinh, gần truyền hình internet,…nhưng truyền hình số mật đất tồn đáp ứng nhu cầu cảu đa số người dân nước có Việt Nam Trong truyền hình số tín hiệu video audio biến đồi thành tín hiệu số Mã hóa nguồn liệu thuật tốn, loại bỏ thơng tin dư thừa ảnh tĩnh động, thực phép nén với tỉ lệ nén khác Một trình nén tương tự audio Trong pham vi phủ sóng, truyền hình số mặt đất có chất lượng ổn định, khắc phục vấn đề tượng bóng ma, tạp nhiễu, tạp âm Máy thu lắp đặt vị trí thuận tiện, xách tay lưu động ngồi trời Tuy nhiên chất lương kênh truyền vẩn bị giảm tương phản xạ nhiều đường kiến trúc, tồ nhà cao tầng Trong khn khổ đồ án tốt nghiệp này, em khái quát số kỹ thuật sử dụng truyền hình số mặt đất Đồng thời tìm hiểu phần thiết kế kỹ thuật đài truyền hình SVTH: Trịnh Phi Hùng Truyền hình kỹ thuật số mặt đất GVHD: Đinh Sơn Tú CHƯƠNG 1: SỰ PHÁT TRIỂN CỦA TRUYỀN HÌNH CHẤT LƯỢNG CAO HDTV VÀ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ 1.1 Tổng quan truyền hình 1.1.1 Lịch sử đời phát triển truyền hình Có thể nói, truyền hình phương tiện truyền thông phổ biến giới Không phương tiện truyền thơng, phương tiện giải trí t, ngày truyền hình cịn ứng dụng nhiều lĩnh vực sống đại: an ninh , y học, giáo dục … Truyền hình loại hình phương tiện thơng tin đại chúng xuất từ khoảng kỷ XX, phát triển nhanh chóng, mạnh mẽ phổ biến rộng rãi vòng vài ba thập niên trở lại Thế mạnh đặc trưng truyền hình cung cấp thơng tin dạng hình ảnh (Kết hợp âm mức độ định với chữ viết) mang tính hẫp dẫn sinh động, trực tiếp tổng hợp Từ đó, loại hình phương tiện truyền thông độc đáo, đặc biệt tạo nên người tiếp nhận thông tin hiệu tổng hợp tức thời nhận thức thẩm mỹ, trước hết trình độ trực quan, trực cảm Bằng kết hợp chức phản ánh- nhận thức thẩm mỹ- giải trí, truyền hình ngày thu hút nhiều khán giả Vai trị, vị trí, ảnh hưởng tác động truyền hình cơng chúng nói chung, trình hình thành định hướng dư luận xã hội nói riêng tăng lên nhanh chóng 1.1.1.1.Truyền hình giới Truyền hình hệ thống phát thu hình ảnh âm thành thiết bị truyền dẫn tín hiệu từ qua cáp, sợi quang quan trọng sóng điện từ Những hệ thống truyền hình thật bắt đầu vào hoạt động thức thập niên 40 kỷ này, không lâu sau khái niệm "truyền hình" sử dụng với nghĩa hiểu ngày Ngành truyền hình giới phải trải qua thời gian dài phát triển có thành tựu Năm 1873, nhà khoa học người Scotland James Cleck Maxwell tiên đoán tồn sóng điện từ, phương tiện chuyền tải tín hiệu truyền hình Cùng năm này, nhà khoa học người Anh Willoughby Smith trợ lý Joseph May chứng minh điện trở suất nguyên tố Selen thay đổi chiếu sáng Phát minh đưa khái niệm "suất quang dẫn", nguyên lý hoạt động ống vidicon truyền ảnh 15 năm sau, năm 1888, nhà vật lý người Đức Wihelm Hallwachs tìm khả phóng thích điện tử số vật liệu Hiện tượng gọi "phóng tia điện tử", nguyên lý ống orthicon truyền ảnh Mặc dù nhiều phương thức chuyển đổi ánh sáng thành dòng điện tử phát minh hồn thiện hệ thống truyền hình chưa đủ điều kiện để đời Vấn đề cốt yếu dòng điện tạo yếu chưa tìm phương pháp khuyếch đại hiệu Mãi năm 1906, Lee De Forest, kỹ sư người Mỹ đăng ký sáng chế ống triode chân khơng vấn đề giải SVTH: Trịnh Phi Hùng Truyền hình kỹ thuật số mặt đất GVHD: Đinh Sơn Tú Truyền hình có mối liên hệ thiết với số loại hình truyền thống hay nghệ thuật khác phát thanh, điện ảnh…Tuy nhiên, sau vài thập kỷ sơ khai, truyền hình tiến hành bước dài thực tách khỏi loại hình khác, trở thành phương tiện truyền thơng độc lập có sức mạnh to lớn việc tạo dựng định hướng dư luận Việc phát sóng truyền hình Mỹ năm 1930, truyền hình thực phổ biến từ năm 1950 Những đài phát NBC, CBS, ABC… sau phát triển thêm hệ thống truyền hình thực lớn mạnh trở thành tập đoàn phát - truyền hình tầm cỡ giới Trên thực tế, hình thành phát triển truyền hình gắn liền với kiện khoa học - công nghệ kiện trị - xã hội khác Ngay từ đầu năm 1920, người ta ý đến truyền hình họ nhận thức vai trị truyền hình việc tun truyền, quảng bá mặt kinh tế, trị, xã hội… Như vậy, thấy, lịch sử phát triển truyền hình ln nằm song hành với lịch sử tiến nhân loại Truyền hình ngày lớn mạnh lớn nhu cầu thông tin công chúng ngày cao, khoa học kỹ thuật phát triển xuất nhu cầu giao lưu quốc tế Chính thân vấn đề kiện trị, xã hội góp phần thúc đẩy truyền hình phải tự phát triển phát huy ưu mình, từ dần tạo nên đặc trưng riêng biệt mang tính loại hình hệ thống phương tiện truyền thông đại chúng Được thiết kế với ảnh rộng áp dụng kỹ thuật hình ảnh 1125 dịng qt ngang thay cho máy thu hình truyền thống 525 625 dịng qt 1.1.1.2 Truyền hình Việt Nam ™ Sự đời Truyền hình Việt Nam Ngày 7/9/1970, chương trình truyền hình thử nghiệm nước Việt Nam dân chủ cộng hồ phát sóng Chương trình Đài tiếng nói Việt Nam thực Trước đó, ngày 4/1/1968, phó thủ tướng Lê Thanh Nghi ký định số 01/TTG-VP cho phép tổng cục thơng tin (trực thuộc Chính Phủ) thành lập " Xưởng phim vơ tuyến truyền hình Việt Nam " Đây xưởng phim nhựa 16 ly, có nhiệm vụ làm phim thời tài liệu truyền hình gửi nước ngồi nhờ đài truyền hình nước xã hội chủ nghĩa phát sóng họ để tuyên truyền đối ngoại, đồng thời hướng dẫn hợp tác với đồn làm phim vơ tuyến truyền hình nước ngồi đến quay phim Việt Nam Năm 1971.Chính Phủ định chuyển xưởng phim vơ tuyến truyền hình tử tổng cục thơng tin sang Đài tiếng nói Việt Nam, tăng cường cho truyền hình đội ngũ làm phim thời tài liệu có kinh nghiệm thực tế có số vốn tư liệu quý Giữa năm 1966, Mỹ đưa truyền hình vào miền Nam Khi nhận thông tin này, biên tập đội ngũ cán kỹ thuật Đài tiếng nói Việt Nam tâm lao vào đua chuẩn bị cho truyền hình để tiếp quản điều hành Đài truyền hình miền Nam sau giải phóng Nhiều đồn cán bộ, kỹ SVTH: Trịnh Phi Hùng 10 Truyền hình kỹ thuật số mặt đất GVHD: Đinh Sơn Tú hiển thị cách sử dụng giải mã liệu Hiển thị liệu đưa đến thiết bị đưa đến xử lí Set-Top-Box ™ Bộ xử lí đồ họa GP: Hiện yêu cầu đồ họa Set-Top-Box thấp nhiên tương lai tăng nhà sản xuất tích hợp xử lí đồ họa vào Set-TopBox Mục đích để chạy file cho internet định dạng file cho truyền hình tương tác Khi chạy kĩ thuật đồ họa file đồ họa thường dùng để hiển thị video tiêu chuẩn lên máy thu hình Cơng suất xử lí nhà cung cấp ứng dụng game 3D đến cho thuê bao ™ Đơn vị xử lí trung tâm: CPU não Set-Top-Box thiết kế chip riêng gọi xử lí Về mặt chức xử lí CPU phần tử quan trọng Set-Top-Box Các chức tiêu biểu processor bao gồm: Khởi động phần cứng khác Set-Top-Box Xử lí phạm vi ứng dụng internet truyền hình tương tác Kiểm tra quản lí gián đoạn phần cứng Tìm liệu lệnh từ nhớ Chạy nhiều chương trình ™ Cấu hình nhớ (memory): Set-Top-Box cần nhớ để lưu lệnh thuê bao đưa Bộ nhớ có dạng chip, chip kết nối vào bảng hệ thống Set-Top-Box Các modul nhớ tính theo phần trăm giá thành Set-Top-Box Hầu hết phần tử Set-Top-Box địi hỏi có nhớ để thực nhiều nhiệm vụ khác Kĩ thuật đồ họa, giải mã video, giải mã xáo trộn đòi hỏi số lượng định nhớ để hoàn thành chức riêng biệt Set-Top-Box Có loại: RAM ROM • RAM: Hầu hết chức Set-Top-Box yêu cầu truy cập vào RAM RAM dùng miền thời gian liệu chạy xử lí thành phần hardware khavs RAM bố trí modul nhớ riêng SIMM nối vào bảng hệ thống có loại RAM: DRAM SDRAM • ROM: Là nhớ đọc, liệu không bị tắt điện hầu hết Set-Top-Box có chứa EEPROM FlashROM Chúng dạng công nghệ ROM Để xóa EEPROM phơi ánh sáng cực tím xạc điện • FlashROM: Chip flash memory giống chức EEPROM xóa lập trình lại được, cho phép cập nhật hệ thống hệ điều hành Set-Top-Box software ứng dụng qua mạng mà khơng cần đến vị trí th bao SVTH: Trịnh Phi Hùng 87 Truyền hình kỹ thuật số mặt đất GVHD: Đinh Sơn Tú 4.4 Cách chọn đầu thu truyền hình số mặt đất Hình 4.8: Hộp Set-Top-Box Để thu tín hiệu truyền hình số mặt đất, ngồi tivi bạn cần trang bị thêm thu tín hiệu số set-top box Nhưng chọn loại set-top vấn đề nhiều người quan tâm Ở nước ta có hai loại dịch vụ truyền hình số: Truyền hình số vệ tinh DTH (Direct-To-Home) VTV truyền hình số mặt đất DVB-T Đài truyền hình TP HCM (HTV); Đài truyền hình Bình Dương (BTV); Cơng ty Đầu tư Phát triển Cơng nghệ Truyền hình (VTC) cung cấp Để thu sóng truyền hình số mặt đất phải có set-top box theo tiêu chuẩn DVBT anten thu thơng dụng Để thu truyền hình vệ tinh cần có set-top box theo tiêu chuẩn DVB-S với chảo anten parabol 0, 4-0, m khối dịch tần (LNB), cịn để thu truyền hình cáp cần set-top box theo tiêu chuẩn DVB-C Thị trường có nhiều loại đầu thu truyền hình số mặt đất với giá chất lượng khác nhau, phổ biến model DT-T9, DT-T10, DT-DT10A, DT11 DT12 VTC, Humax (Hàn Quốc), One-up (Đài Loan) công ty Thuận Thảo lắp ráp, phân phối, số loại có xuất xứ từ Trung quốc Tuỳ theo cấu tạo mà đầu thu bắt số chương trình hay bắt tất chương trình mà đài truyền hình phát Về bản, đầu thu có số chức thông dụng như: định dạng video hệ PAL/NTSC, giải nén, tắt tiếng (mute), hiển thị thơng tin chương trình, cài đặt chương trình u thích khóa mã chương trình Yếu tố định khả bắt nhiều chương trình phần mềm giải mã Do HTV BTV khơng mã hóa kênh phát nên tất đầu thu có chuẩn DVB-T bắt được, cịn sóng phát VTC phần lớn kênh mã hóa nên nhiều tín hiệu từ anten đưa xuống đầu thu có chương trình phần mềm khơng hiểu tín hiệu nên khơng giải mã (khơng thu được) Do đặc điểm truyền hình số mặt đất phát sóng vơ tuyến cao tần, địi hỏi anten phát anten thu phải nhìn thấy nên phải đặt anten hướng đài phát hướng phải khơng bị vật cản Vì người nhà cao tầng lợi bắt tín hiệu truyền hình số Nhược điểm truyền hình số mặt đất (DVB-T) phụ thuộc nhiều vào địa hình tháp anten thấp, vùng phát sóng bị nhà cao tầng che khuất SVTH: Trịnh Phi Hùng 88 Truyền hình kỹ thuật số mặt đất GVHD: Đinh Sơn Tú 4.5 Phịng xử lý tín hiệu phát trung tâm truyền hình Bình Dương Hình 4.9: Hệ thống chương trình Truyền hình số Hình 4.10: Bộ xử lý liệu chương trình số SVTH: Trịnh Phi Hùng 89 Truyền hình kỹ thuật số mặt đất GVHD: Đinh Sơn Tú Hình 4.11: Khu xử lý chương trình analog BTV2 SVTH: Trịnh Phi Hùng 90 Truyền hình kỹ thuật số mặt đất GVHD: Đinh Sơn Tú Hình 4.12: Khu xử lý chương trình analog BTV1 Hình 4.13: Bộ nén chương trình số tín hiệu số SVTH: Trịnh Phi Hùng 91 Truyền hình kỹ thuật số mặt đất GVHD: Đinh Sơn Tú Hình 4.14: Máy phát tín hiệu SVTH: Trịnh Phi Hùng 92 Truyền hình kỹ thuật số mặt đất GVHD: Đinh Sơn Tú PHỤ LỤC Một số cột mốc quan trọng niên đại truyền hình 1887: Heinrich Hertz (người Đức) chứng minh tính chất sóng điện từ.1890-1895: Edouart Branly (người Pháp), Oliver Lodge (người Anh) Alexandre Popov (người Nga) hoàn chỉnh điện báo vô tuyến 1895: Guglielmo Marconi (người Ý) ứng dụng cơng trình nghiên cứu vơ tuyến điện Tháng 3/1899: Liên lạc vô tuyến quốc tế đời Anh Pháp, dài 46 Km 1923: Vladimir Zworykin (người Nga) phát minh ống iconoscop, cho phép biến lượng ánh sáng thành lượng điện 1929: Chương trình phát hình đâu tiên BBC thực từ kết nghiên cứu John Baird quét học Tháng 4/1931: Chương trình phát hình thực Pháp dựa nghiên cứu René Barthélemy 1934: Vladimir Zworykin hoàn chỉnh nghiên cứu iconoscop bắt đầu ứng dụng vào việc xây dựng phát sóng truyền hình 1935: Pháp đặt máy phát tháp Eiffel 1936: Thế vận hội Berlin truyền hình số thành phố lớn 1939: Truyền hình Liên Xơ phát đặn hàng ngày 1941: Mỹ chấp nhận 525 dòng quét với phân giải Trong sau chiến tranh giới thứ II: Các cường quốc chạy đua gay gắt để phát chương trình truyền hình nhằm vận động nhân dân ủng hộ chiến lược quân kinh tế 1948: Pháp chấp nhận chuẩn 819 dịng qt, kết nghiên cứu Henri de France 1954: Đài RTF phát buổi truyền hình điều biến tần số 1956: Hãng Ampex giới thiệu máy ghi hình từ (thu hình ảnh băng từ) Tháng 10/1960 truyền hình trực tiếp tranh luận kênh truyền hình ứng cử viên tổng thống Mỹ: Richard Nixon John Kennedey 1964: Vệ tinh đĩa tĩnh phóng lên quỹ đạo mang tên Early Bird 1965: Diễn chiến chuẩn truyền hình màu SECAM (Pháp) PAL (Đức) Châu Âu Tháng 10/1967: Khánh thành truyền hình màu Pháp Liên Xơ 1969: Cuộc đổ lên bề mặt trăng tàu Apollo 11 chuyền hình trực tiếp qua Mondovision 1970: Hiệp hội viễn thơng quốc tế phân chia sóng truyền hình centimet cho nước giới thiệu loại băng hình video dùng cho cơng chúng 1992: Truyền hình kỹ thuật số trở thành thực SVTH: Trịnh Phi Hùng 93 Truyền hình kỹ thuật số mặt đất GVHD: Đinh Sơn Tú Các nghiên cứu mắt người áp dụng truyền hình 2.1 Đặc tính phổ Các xạ điện từ nằm khoảng tần số rộng nằm từ vài chục KHz đến hạng triệu MHz tồn giải tần gọi chung phổ điện từ, ánh sang mắt người thấy chiếm phần nhỏ phổ điện từ, có tần số từ 3,9.1014 Hz đến 7,9.1014 tương đương với bước sóng 760nm đến 380 nm, tần số cao ánh sáng tia cực tím, tia X , tia gama, thấp tần số ánh sang tia hồng ngoại, sóng radio… Trong khoảng ánh sang thấy tập hợp nhiều màu sắc : Đỏ - Cam – Vàng - Lục – Lam – Tràm – Tím, độ nhạy mắt với màu sắc không đều, mắt nhạy cảm với màu Lục giảm dần với màu xung quanh Với màu sắc (ảnh đặc trưng) có thơng số: sắc màu, độ bão hồ màu, độ chói màu Truyền hình đen trắng truyền thơng tin độ chói, cịn truyền hình màu truyền đầy đủ thơng tin ảnh 2.2 Độ nhạy tương phản Một ảnh có nhiều chi tiết chi tiết ảnh có độ chói khác nhau, độ tương phản tỉ lệ độ chói cao so với độ chói thấp nhất, tỷ lệ lớn độ tương phản cao Ngồi tự nhiên độ chênh lệch khoảng 10.000 lần, truyền hình thi khoảng 100 lần, máy tính khoảng 256 lần SVTH: Trịnh Phi Hùng 94 Truyền hình kỹ thuật số mặt đất Ảnh có độ tương phản cao 2.3 GVHD: Đinh Sơn Tú Ảnh có độ tương phản thấp Khả phân giải mắt Mắt người có khả phân biệt điểm A B nhìn từ góc α > 1,5' nhỏ măt người khơng phân biệt hai điểm riêng rẽ Dựa đặc điểm truyền hình người ta phát lại điểm ảnh rời rạc cho từ mắt người tới điểm ảnh với góc nhìn đủ nhỏ để ta khơng thấy điểm phân biệt Từ nghiên cứu người ta tính hình, người ta khơng cần phát lại tất điểm ảnh mà người ta phát lại khoảng 600 điểm ảnh theo chiều dọc 800 điểm ảnh theo chiều ngang, hình có độ phân giải cao số điểm ảnh lớn 2.4 Quán tính mắt Khi ta nhìn ảnh, ảnh tắt hình ảnh tồn người khoảng 0,1 giây, tượng lưu ảnh võng mạc hay gọi quán tính mắt Lợi dụng tính chất người ta cho ảnh xuất rời rạc 10 lần / giây ta có cảm nhận ảnh kiên tục Trong truyền hình, người ta truyền 25 hình / giây, hình ảnh ta cảm nhận liên tục Bảng : kênh truyền hình (tiêu chuẩn Châu Âu OIRT) Tần số Kênh (MHz) Kênh Tần số Dải băng I Dải băng V 48-56 38 606-614 56-64 39 614-622 40 622-630 Dải băng II SVTH: Trịnh Phi Hùng 95 Truyền hình kỹ thuật số mặt đất 76-84 84-92 92-100 Dải băng III 174-182 182-190 190-198 198-206 10 206-214 11 214-222 12 222-230 Dải băng IV 21 470-478 22 478-486 23 486-494 24 494-502 25 502-510 26 510-518 27 518-526 28 526-534 29 534-542 30 542-550 31 550-558 32 558-566 33 566-574 34 574-582 35 582-590 36 590-598 37 598-606 Dải băng V (tiếp) 77 918-926 78 926-934 79 934-942 80 942-950 81 950-958 SVTH: Trịnh Phi Hùng GVHD: Đinh Sơn Tú 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 630-638 638-646 646-654 654-662 662-670 670-678 678-686 686-694 694-702 702-710 710-718 718-726 726-734 734-742 742-750 750-758 758-766 766-774 774-782 782-790 790-798 798-806 806-814 814-822 822-830 830-838 838-846 846-854 854-862 862-870 870-878 878-886 886-894 894-902 902-910 910-918 96 Truyền hình kỹ thuật số mặt đất GVHD: Đinh Sơn Tú Bảng :các thơng số phát sóng ba tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất STT 10 Thông số MPEG-2 4:2:0 (tiêu chuẩn máy thu) Tốc độ bit[Mbps] Khả ghép nhiều chương trình Loại nén audio Độ rộng kênh sóng [MHz] Điều chế số Tỉ số lỗi bit BER Ngưỡng cường độ trường (thu) dB Khả thu nhà (cố định với antenna để bàn) Khả thu di động (xe, tàu) đến 270Km/h Khả lập mạng phát sóng tần số (FSN) Khả tương thích với truyền cáp (C) vệ tinh (S) SVTH: Trịnh Phi Hùng DVB-T MPEG-2 TS Thay đổi ISDB-T MPEG-2 TS Thay đổi ATSC MPEG-2 TS Cố định khó thay đổi MPEG-2 Layer II (AC3) 6:7:8 MPEG-2 ACC 6:7:8 AC-3 COFDM (mỗi tải điều chế QAM) Thấp Cao(+4) OFDM segments 8-VSB Thấp Cao(+4) Cao Thấp(-4) Tốt Tốt Kém (phải định hướng) Khá tốt Rất tốt Không Tốt Tốt Không Rất tốt Rất tốt Không 97 Truyền hình kỹ thuật số mặt đất GVHD: Đinh Sơn Tú Một số giải pháp xử lý liệu truyền hình số 5.1 Tráo ngồi Dữ kiệu tráo trục tần số thời gian, điều có nghĩa dịng bit liệu thay truyền liên tục truyền cách gián đoạn riêng rẽ thời gian sóng mang khác Khối tráo liệu đặt mã mã Mục đích tráo liệu nhằm xóa nhỏ nhóm bit lỗi dài, liên tục xảy giải mã đầu thu, hiệu mã tăng thêm nhờ tráo liệu đầu phát theo qui luật định Ở đầu thu liệu xếp theo trình tự ngược lại, kết nhóm lỗi bit dài xảy đường truyền bị phân tán thành bit lỗi đơn nhóm lỗi bit ngắn sau tráo Những lỗi bit hoàn tồn phát hiệu chỉnh lỗi nhờ tráo ngồi, nhiên tráo liệu khơng làm tăng dung lượng bit đường truyền Trong tiêu chuẩn DVB tráo liệu sử dụng 12 byte, đặt đầu phát đặt đầu thu, chu kì tráo lựa chọn để có khả đồng với gói MPEG, byte đồng dịng truyền tải MPEG khơng bị ảnh hưởng với gói truyền tải 204 byte ( 187 byte liệu, byte đồng bộ, 16 byte dành cho mã RS để hiểu chỉnh lỗi byte lỗi) Tráo liệu dùng cho tiêu chuẩn DVB bao gồm 12 đường, đơn vị trễ 17 byte, (12x17= 204 byte dó có đường khơng trễ dành cho byte đồng bộ) Ở đầu tráo, SVTH: Trịnh Phi Hùng 98 Truyền hình kỹ thuật số mặt đất GVHD: Đinh Sơn Tú byte đồng giữ nguyên đầu vào, liệu đưa vào tráo, byte đưa qua tráo, byte cho qua trễ riêng có độ trễ khác số nguyên lần 17 byte, theo chu kì 12 byte 5.2 Mã tráo 5.2.1 Mã trong: Là loại mã chập dựa mã 64 trạng thái, tỷ lệ mã ½ Đa thức tạo mã G1= 171 oct cho đẫu X G2 = 133 oct cho đầu Y Tráo bit: Luồng số liệu đưa vào tráo bit tách thành V luồng Việc tách kênh thực phép ánh xạ bit đầu vào Xdi thành bit đầu Truyền đúp liệu hệ thống truyền số, thường sử dụng lớp mã hiệu chỉnh lỗi: mã mã Mã thiết kế hiệu chỉnh để hiệu chỉnh lỗi ngắn, mã để sữ lỗi dài.mã dùng mã trellis địi hỏi sóng mang phải đủ lớn có sóng mang bị phản xạ, mã trellis khơng có khả phát phục hồi liệu SVTH: Trịnh Phi Hùng 99 Truyền hình kỹ thuật số mặt đất GVHD: Đinh Sơn Tú 5.3 Truyền đúp liệu Trong hệ thống truyền số thường sử dụng hai lớp mã hiệu chỉnh lỗi: “mã trong”(inner code) mã (outer code) Mã thiết kế để hiệu chỉnh lỗi ngắn mã để sữ lỗi Mã thường dung mã trellis đòi hỏi biên độ song mang phải đủ lớn sóng mang cụ thể biến tượng phản xạ, mã trellis khơng có khả phát phục hồi liệu Để khắc phục tượng liệu thay truyền lần người ta truyền hay nhiều lần sóng mang khác nhau, sóng mang bị triệt tiêu phản xạ, sóng khác khơng bị ảnh hưởng, liệu khơng thể phục hồi sóng mang thứ khơi phục sóng mang thứ 2,các sóng mang truyền tải liệu phân phối ngẫu nhiên, nhiên bị giảm dung lượng kênh, để bù đắp lại, nức điều chế hệ thống OFDM thường tăng lên so với hệ thống sử dụng sóng mang Vd: hệ thống sóng mang sử dụng phương pháp điều chế: 16 Q-AM để truyền cung tốc độ liệu, OFDM phải sử dụng 32- QAM 5.4 Truyền liệu song song đa sóng mang Với kỹ thuạt truyền nối tiếp truyền thống, symbol làm tuần tự, đáp tuyến tần số symbol chiếm trọn vẹn dãy tần kênh truyền Kỹ thuật truyền kiểu song song khắc phục số nhược điểm kỹ thuật truyền nối tiếp Trong kỹ thuật truyền song song truyền đồng thời nhiều dòng liệu, nhiều dòng dũ liệu truyền thời điểm Đáp tuyến symbol chiếm phần nhỏ toàn dãy tần Trong cơng nghệ truyền song song cổ điển tồn dãi tần kênh chia cho N kênh không chồng chéo lẫn Mỗi kênh điều chế symbol riêng biệt sau N kênh ghép kênh theo tần số Có phương thức để tách biệt kênh con: • Sử dụng lọc để tách kênh Phương pháp giống phương pháp FDM truyền thống Mỗi lọc tương ứng với kênh có bề rộng dãi thơng bằng: BW= (1+a)fm Trong đó: a:hệ số cosin; fm: bề rộng dải phổ nyquist Nhược điểm khó chế tạo lọc hồn hảo số lượng sóng mang lớn • Sử dụng điều chế QAM để tăng hiệu suất sử dụng dải thông Đối với phương pháp này, chất lượng lọc khơng địi hổi gắt gao • Sử dụng phép biến đổi fourier rời rạc để điều chế giải điều chế liệu truyền song song Trong trường hợp dải phổ có dạng hàm sin vơ tận Ghép kênh theo tần số theo phương pháp OFDM thực việc sử dụng lọc dải mà phương thức sử lý tín hiệu gốc Tín hiệu trực giao tách khỏi đầu thu can nhiễu symbol kênh lân cận loại trừ cách lựa chọn khoảng cách sóng mang giá trị đảo ngược chu kì hữu ích SVTH: Trịnh Phi Hùng 100 Truyền hình kỹ thuật số mặt đất GVHD: Đinh Sơn Tú symbol Có thể định nghĩa cách đơn giản OFDM phương pháp đa sóng mang mà sóng mang trực giao Phương pháp điều chế có phân cấp Trong điều chế có phân cấp có loại: • Dịng liệu ưu tiên nhiều dịng liệu ưu tiên Dịng liệu ưu tiên nhiều bảo vệ mã mạnh ( ví dụ tỉ lệ mã 1/2) sử dụng để xác định góc phần tư mặt phẳng tín hiệu phức Ở sóng mang riêng biệt điều chế biểu điễn giá trị I,Q tương ứng • Dịng liệu ưu tiên bảo vệ mã yếu (vdu: 5/6) sử dụng để điều chế sóng mang cịn lại cho sóng mang tạo thành đám mây chịm xung quanh vị trí xác định liệu ưu tiên nhiều Trong điều kiện C/N đủ lớn điểm sơ đồ chóm xác định rõ ràng, xác, dịng liệu giải điều chế C/N thấp đám điểm đám mây khơng xác định xác, nhiên có khả nhận biết điểm lẽ dòng liệu ưu tiên giải điều chế Trường hợp điều chế 16 QAM, bit ưu tiên bao gồm: y0 y1 bít ưu tiên bao gốm y2 y3 Ví dụ điểm cao phía trái chịm có giá trị 1000 có y0=1; y1=y2=y3=0 Nếu điểm giải mã thể tín hiệu điều chế QPSK y0 y1 bít ưu tiên giải điều chế Để giải điều chế 64 QAM bít ưu tiên nhiều y0, y1 bít ưu tiên y2, y3,y4, y5 Nếu chòm giải điều chế thể QPSK y0, y1 giải mã Để giải mã bit ưu tiên tồn chịm phải xem xét y2, y3, y4, y5 lấy từ toàn cụm bit y0, y1, y2, y3, y4, y5 Điều chế phân cấp cho HDTV truyền đồng thời với SDTV HDTV thu mày thu có kích thước lớn với anten cố định SDTV phù hợp với máy thu xách tay di động Trong trường hợp can nhiễu lớn máy thu HDTV chuyển sang thu SDTV độ phân giải thấp Trong điều chế có phân cấp, trạng thái 16 QAM (4 bit) chia làm nhóm bit Khoảng cách điểm chịm thay đổi chút cho nhóm bảo vệ tốt nhóm cịn lại SVTH: Trịnh Phi Hùng 101 ... cục thông tin (trực thuộc Chính Phủ) thành lập " Xưởng phim vơ tuyến truyền hình Việt Nam " Đây xưởng phim nhựa 16 ly, có nhiệm vụ làm phim thời tài liệu truyền hình gửi nước ngồi nhờ đài truyền... ngoại, đồng thời hướng dẫn hợp tác với đồn làm phim vơ tuyến truyền hình nước ngồi đến quay phim Việt Nam Năm 1971.Chính Phủ định chuyển xưởng phim vơ tuyến truyền hình tử tổng cục thơng tin... đầu thước phim tư liệu hình ảnh tĩnh liên tục quay đĩa quay xem hình - Năm 1887 Thomas Edison phát minh camara quay phim Năm 1895 biểu diễn ảnh động Pháp với 15 hình giây Năm 1927 phim có tiếng