BỘ BƯU CHÍNH, VIEN THONG
CÔNG TY ĐẦU TƯ VÀ PHÁT TRIÊN CÔNG NGHỆ TRUYEN HINH VIET NAM
Xư*ế tt Vkkkkkkhkkkkk
DE TAI KC.01.16
Quyén sé: 6-7/19
6 TUEU CHUAN ETSI EN 300 744 V1.4.1 (2001-01) 7 PHƯƠNG PHÁP ĐO, DANH GIA CHAT LUQNG
’ HE THONG PHAT HiNH SO MAT DAT DVB-T
Trang 2
BỘ BƯU CHÍNH, VIỄN THƠNG
Trang 3
KC.01.16 Tiêu chuẩn ETSI EN 300 744 VI.4.1 (2001-01)
MỤC LỤC
1 Phạm vỉ của tiêu ChuUẪN:: e-.o5 5< ss se 9012 29190324 836590308089 30300546 3 2 Tài liệu tham khảo eees sen 911143662 680444840100014080040400201000000606 3
3 Ký hiệu và các từ viết tắt «-eessvkeetrerreeESEAH.rrHeHEAA.LAA.nrgArdenrkaee 4
3.1 Ký hiỆu: Ăn Hư HH Hàn TH HH TT HH1 011812114021 02n71 4
kcÏo na Sẽ 7
4 Mã hoá kênh và điều chế ss<-csss+ssSzestrseErserrseseetskeesesersrseree 9
4.1 Phối hợp ghép kênh truyền tải và ngẫu nhiên hoá dữ liệu - 9
4.2 Bộ mã ngoài và ghép Xen ngoài: .- 5 sưng 121 xe 10
CS, 00000: 0 20060 13
“AC cố nh ố 15
4.4.1 Ghép xen theo bit - Sàn HH ng nh HH HH như 15 4.4.2 Ghép xen Symbol «+ TH TH HT ng ng nhan 20 4.5 Chom sao tín hiệu và quá trinh định vị (mapping) - ‹«‹-< «-«s 23
4.4 Câu trúc khung OFDM . -5cccS<crx k2 1e rkrkrrrkicrrrrrrree 26 4.5 Các tín hiệu chuẩn - ¿2s s2 s22 LH H111 11x11 crrrrrerre 29
4.5.1, Cac Chir nan 29
4.5.2 Dinh nghĩa chuỗi tín hiệu chuân (chuỗi giả ngẫu nhiên-PRBS) 30
4.5.3 VỊ trí của các pilot phân tán s Lcc TH ce HH net grsea 30 4.5.4 VỊ trí các sóng mang pilot liên tỤc cv rerxea 31
4.5.5 Biên độ của tất cả các tín hiệu chuẳn scsz©ccecrvszzrsssrre 32
Trang 4KC.01.16 Tiéu chuan ETSI EN 300 744 V1.4.1 (2001-01)
4.8 Đặc tính phd va mat nạ phổ Ồ 4I
Trang 5KC.01.16 Tiêu chuẩn ETSI EN 300 744 V1.4.1 (2001-01)
1 Pham vi cita tiéu chuẩn:
Tiêu chuẩn ETSI EN 300 744 mô tả hệ thống phát hình số mặt đất Tiêu chuẩn này xác định hệ thống điều chế, mã kênh dùng cho các dịch vụ truyền hình số mặt đất nhiều chuong trinh s6 LDTV / SDTV / EDTV / HDTV
Nội dung của tiêu chuẩn:
- Mô tả chung hệ thống cơ bản của phát hình số mặt đất
- Xác định các yêu cầu chỉ tiêu chung, và các đặc điểm của hệ thống cơ bản, mục đích để đạt được chất lượng dịch vụ
- Xác định tín hiệu được điều chế số để cho phép tương thích giữa các phần
thiết bị được sản xuất bởi các nhà sản xuất khác nhau Đạt được điều này
bằng cách mô tả chỉ tiết tín hiệu xử lý ở phía các module, trong khi đó, việc xử lý ở các máy thu là để mở cho các giải pháp thực hiện khác nhau
2 Tài liệu tham khảo
[1] ISOAEC 13818: “Information technology ~ Generic coding of moving pictures and associated audio information — Parts | (Systems), 2 (Video) and 3
(Audio)”
[2] ETSI EN 300 421: “Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for 11/12 GHz satellite services”
(3] ETSI EN 300 429: “Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for cable systems”
[4] ETSI EN 300 468: “Digital Video Broadcasting (DVB); Specification for
Trang 6KC.01.16 Tiêu chuẩn ETSI EN 300 744 VI.4.1 (2001-01)
3 Ký hiệu và các từ viết tắt
3.1 Ký hiệu:
A() Véctơ ra từ bộ ghép xen nội e
Be, w Số lượng bit w của bộ ghép xen nội tại đầu ra e
a Tỷ lệ chòm sao xác định chòm sao QAM cho điều chế phân cấp
Bie) Véctơ vào tới bộ ghép xen nội đầu ra e be, w Số bit w của bộ ghép xen nội tại đầu ra e
be, do Số bit ra a„ của số dòng bit e đã giải ghép của giải bộ ghép nội
bị Số bit ¡ của cell nhận dạng
Cm, 1k complex cell voi khung thứ m trong symbol OFDM thir | tại sóng mang thứ k Cc’, Complex modulation với một tín hiệu tham chiếu tai sóng mang k Cự Complex modulation với một tín hiệu TPS tại sóng mang k trong symbol !
C/N Ty số tín hiệu trên nhiễu
A Khoảng thời gian của khoảng bảo vệ
free Ma chap không khoảng cách
‡ Tần số trung tâm của tín hiệu phát
G¡ Ga Các đa thức tạo mã chập g(x) Da thirc tao ma Reed-Solomon
h(x) Đa thức tạo mã BCH code
H(q) Phép hoán vị ghép xen symbol nội H.(w) Phép hoán vị ghép xen bit nội
Trang 7
KŒ.01.16 Tiêu chuẩn ETSI EN 300 744 VI.4.1 (2001-01)
I Độ sâu ghép xen của bộ ghép xen chập ngoài 10,11,12,13,14,1I5 các bộ ghép xen trong
j Chỉ số nhánh của bộ ghép xen ngoại
k Chỉ số sóng mang trong mỗi symbol OFDM
K Số sóng mang hoạt động trong mỗi symbol OFDM
Kim Kmax Chỉ số sóng mang hoạt động thấp nhất và cao nhất tương ứng
trong tín hiệu OFDM
I Chi sé OFDM symbol trong mét khung OFDM
m Chỉ số khung OFDM
m° Chi số siêu khung OFDM
M Độ sâu nhánh ghép xen nội chập với j = 1, M = N1
n Số byte đồng bộ dòng truyền tải
N Độ dài của gói bảo vệ lỗi trong các byte
Na Kích cỡ khối ghép xen symbol nội
Pp Chỉ số chèn pilot rời rạc
p(x) Đa thức tạo trường mã RS
P,(f) Cường độ phố công suất với sóng mang k
P(n) Mẫu ghép xen của bộ ghép xen symbol nội
tj Tý lệ mã cho mức ưu tiên ¡ Si Chỉ số bit TPS
t Số byte có thể sửa được bởi bộ giải mã Reed-Solomon
decoder
T Khoảng thời gian cơ sở
Ts Khoảng thời gian của một symbol OFDM
Trang 8
KC.01.16 Tiêu chuẩn ETSI EN 300 744 VI.4.1 (2001-01)
Tụ Khoảng thời gian của phần hữu ích (trực giao) của một
symbol không có khoảng bảo vệ
u Chi sé bit
Vv Số lượng bit trên mỗi symbol điều chế
Wk Giá trị của chuỗi giả ngẫu nhiên PRBS có thê ứng dụng được
cho sóng mang k
Xai Số lượng bit vào ạ tới bộ giải ghép nội
Xi Số lượng bit vào ưu tiên cao „¡ tới bộ giải ghép nội
"i Số lượng bịt vào ưu tiên thấp a tới bộ giải ghép nội Y Véctơ ra từ bộ giải ghép nội
Y’ Véctơ chung gian của bộ ghép symbol nội Xa Số bit q tại đầu ra của bộ ghép symbol nội
va Số bịt q của véctơ trung gian của bộ ghép symbol nội
Zz Symbol diéu ché complex
Trang 9KC.01.16 Tiéu chudn ETSI EN 300 744 VI.4.1 (2001-01) 3.2 Các từ viết tat ACI BCH BER DBPSK DFT DVB DVB-T EDTV FFT FIFO HDTV HEX HP IF IFFT LDTV LP MPEG MSB MUX NICAM OCT OFDM PA PRBS Adjacent Channel Interference Bose-Chaudhuri-Hocquenghem code Bit Error Ratio
Differential Binary Phase Shift Keying Discrete Fourier Transform
Digital Video Broadcasting DVB-Terrestrial
Enhanced Definition Television Fast Fourier Transform
First-In, First-Our shift register High Definition Television HEXadecimal notation High Priority bit stream Intermediate Frequency
Inverse Fast Fourier Transform Limited Definition Television Low Priority bit stream
Moving Picture Experts Group
Most Significant Bit MUItipleX
Near-Instantaneous Companded Audio Multiplex
OCTal notation
Orthogonal Frequency Division Multiplexing Phase Alternating Line
Pseudo-Random Binary Sequence
Trang 10
KC.01.16 Tiêu chuẩn ETSI EN 300 744 V1.4.1 (2001-01)
QAM Quadrature Amplitude Modulation
QEF Quasi Error Free
QPSK Quaternary Phase Shift Keying
RF Radio Frequency
RS Reed-Solomon
SDTV Standard Definition Television
SECAM Systéme Sequentiel Couléu A Mémoire
SFN Single Frequency Network
TPS Transmission Parameter Signalling
TV Television
Trang 11KC.01.16 Tiêu chudn ETSI EN 300 744 V1.4.1 (2001-01)
4 Mã hoá kênh và điều chế
4.1 Phối hợp ghép kênh truyền tải và ngẫu nhiên hoá dữ liệu
Dữ liệu lấy ra khỏi bộ ghép dữ liệu là luồng dữ liệu gồm các gói đữ liệu được
nén theo tiêu chuẩn MPEG-2 có độ dài 188 byte (gồm 1Byte đồng bộ và 187
Byte dữ liệu) Thứ tự xử lý sẽ luôn được bắt đầu từ MSB (bit “0°) của byte đồng
bộ gói (01000111)
Để đảm bảo cho việc truyền dẫn không có lỗi, dữ liệu sẽ được ngẫu nhiên hoá
theo sơ đỗ trong hình 1 Initialization Sequence | 0 0 ! 0 1 0 10000000 — 1123145 6|7l8 911011 12 13 14 15— 00000011 TT — Lo => Randomized/de-randomized Enable data output Clear/randomized data input Data input (MSB first): 201110COxxxxxxxx PRBS sequence: 00000011
Hình 1 Sơ đồ mô tả nguyên lý ngẫu nhiên, giải ngẫu nhiên chuỗi dữ liệu
Đa thức tạo chuỗi nhị phân giả ngẫu nhiên (Pseudo Random Binary Sequence — PRBS) sẽ là: I+ x' + x'
Việc khởi tạo chuỗi giả ngẫu nhiên được thực hiện bằng cách nạp chuỗi
#10010101010000007” vào thanh ghi dịch Quá trình khởi tạo này được thực hiện
theo chu kỳ cứ § gói MPEG-2 lại nạp một lần Đề tạo tín hiệu ban đầu cho bộ
Trang 12KC.01.16 Tiêu chuẩn ETSI EN 300 744 V1.4.1 (2001-01)
bit (từ 47x thành B8i:x) Quá trình đảo bít này được gọi là “sự thích nghĩ ghép
dòng truyền tải” (xem hình 2b)
Việc thực hiện ngẫu nhiên hoá chỉ áp dụng với các byte dữ liệu, do đó bít đầu
tiên lấy ra khỏi thanh ghi dịch sẽ được tích chập với bit đầu tiên của byte đầu tiên
theo sau byte đồng bộ đã được đảo bit (B8yex) Dé tro giúp các chức năng đồng bộ khác, khi 7 byte đồng bộ của 7 gói tiếp sau được truyền, chuỗi PRBS vẫn hoạt
động nhưng đầu ra của thanh ghi dịch bị khoá đo đó các byte này không được
ngẫu nhiên hoá Vì vậy chu kỳ của PRBS là 1503 bytes
Tín hiệu đưa vảo là luồng đữ liệu nối tiếp, luồng đữ liệu này bao gồm các gói được nén theo tiêu chuẩn MPEG-2, mỗi gói dữ liệu có 188 byte (gồm có 1 byte đồng bộ và 187 byte dữ liệu)
4.2 Bộ mã ngoài và ghép xen ngoài:
Việc mã ngoài và ghép xen ngoài sẽ được thực hiện trên cấu trúc gói đầu vào
(hình 2a)
Bộ mã ngoải 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 đữ liệu được bảo vệ lỗi
Do được mã hoá theo mã RS (204, 188, t=8) nên mỗi gói dữ liệu sẽ được thêm
20 bytes sửa lỗi và nó có khả năng sửa tới § lỗi trong một gói
Đa thức tạo mã lả:
Gx) = (+2) (KEM) (KER) EADY)
Với À = 02urx
Trường đa thức tạo mã: p(x) = x” +x' + xÌ+x? + 1
Mã RS ngắn được thực hiện bằng cách thêm 51 bytes, tất cả là “0” trước khi
byte dữ liệu được đưa vào bộ mã hoá RS (255, 239, t=8) Sau khi mã hoá RS, các byte rỗng sẽ được loại bỏ và các từ mã RS sẽ còn số byte là N=204 byte
Trang 13-10-KC.01.16 Tiéu chudn ETSI EN 300 744 V1.4.1 (2001-01)
Sơ đồ nguyên lý chung thực hiện việc ghép ngoài được cho trong hình 3 Theo sơ đồ việc ghép chập kiểu byte với độ sâu ghép l=12 sẽ được áp dụng
với các gói được lây ra khỏi bộ mã ngoài (hình 2c) Cấu trúc dữ liệu sau khi ghép
được chỉ ra trong hình 2d Quá trình ghép chập này phải dựa trên tiếp cận tương
hợp với tiếp cận Ramsey kiểu II, 1=12 là tiếp cận Forney Những byte dữ liệu
được ghép là các byte dữ liệu trong gói đã được bảo vệ lỗi và được giới hạn bởi byte đồng bộ (đảo hay không đảo) Chu kỳ chèn là 204 byte
Bộ ghép gồm 12 nhánh, được kết nói theo kiểu vòng với các byte đữ liệu bằng chuyển mạch đầu vào Mỗi nhánh j sẽ là một thanh ghi dich First in- First out, với
jxMô nhớ Trong đó: M = 17 =N/I,N = 204 byte
Trang 14-11-KC.01.16 Tiêu chudn ETSI EN 300 744 V1.4.1 (2001-01) a Ghép các gói truyền tải MPEG-2 % 8 Transport MUX packets jo PRBS period = 1503 ytes
-TRandomized D TanioniatD a Randomized D Randomized D: t
ener, Randomized Datal ` andomized Dall u , andomized Data] “7775, | Randomized Data
SYNC! 187 bytes SYNC2 187 bytes > NCB 187 bytes SYNCI 187 bytes is b Các gói truyền tải được ngẫu nhiên hoá: byte SVNC và Byte dữ liệu đã được ngầu nhiên k 204 bytes —› r——— ị | Sync or SYNCn 187 bytes Randomized Data 16 Parity bytes c Các gói dữ liệu đã được báo vệ lỗi theo mã Reed-Solomon (204, 188, 8) | SYNC) op | Thụ > SYNC! yy i SYNCn | ¡ SYNCh 203 bytes SYNCH oy SYNCh d Cầu trúc dữ liệu sau ghép xen ngoại; Độ sâu ghép xen I=12 bytes
SYNCI: Byte đồng bộ đã thực hiện không ngẫu nhiên
SYNCn: Byte đổng bộ không ngẫu nhiên,n=2,3 ,8
Hình 2 (a, b, c, d) Các bước trong phần thích nghỉ, phân tán năng lượng, mã hố ngồi và ghép xen
Trang 15
KC.01.16 Tiêu chuẩn ETSI EN 300 744 V1.4.1 (2001-01) 0 0 0 = 0 +, a1 I > ở + ImỊ | —y 4 ¡ ° i \ | byte per —¬ lhyte per 5 HH ae % — 13) $ 1a —— 3 eyupe a LH ‘ ¬ —Ừ ¬ mới l2 ofa — te _ NI Ta th ul 1I=l-I ge
FIFO shift register Outer Interleaver Outer Deinterleaver
Sync byte always passes through branch 0
Hinh 3: Sơ đỗ nguyên lý của bộ ghép và tách ngoại
4.3 Mã hoá nội (Inner coding)
Bộ mã nội sử dụng mã chập lỗ Nó cho phép lựa chọn các tỷ lệ mã khác nhau:
1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8 Cac phương pháp mã hoá này được dựa trên phương pháp
mã chập với tỷ lệ mã là 1⁄2 có 64 trạng thái được gọi là mã mẹ Sơ đồ nguyên lý của thực hiện việc mã chập với ty lệ 1⁄2 được cho trong hình 4 Đa thức tạo mã là
G¡= 171 oct cho đầu ra X và Gạ=133 oct cho dau ra Y
Bảng Ï đưa ra chuỗi bit truyền dẫn được tạo ra tương ứng với các tỷ lệ mã khác nhau Trong X và Y tương ứng với hai đầu ra của bộ mã chập
Tỷ lệ mã càng cao thì dòng dữ liệu cảng lớn nhưng tỷ số C/N cũng càng lớn
Tỷ lệ mã 1/2 tạo ra dòng dữ liệu lớn nhất nhưng tỷ số C/N cũng cao nhất, tỷ lệ
mã này được dùng cho các kênh bị nhiễu mạnh Tý lệ mã 7/8 tạo ra dòng dữ liệu
nhỏ nhất nhưng tỷ số C/N thấp nhất nên dùng cho các kênh ít bị nhiễu
Trang 16
KC.01.16 Tiêu chuẩn ETSI EN 300 744 VI.41 (2001-01) Modulo-2 addition na Data X Output (G, = 171 Octal} Input N Modulo-2 addition Y Output (G, = 133 Octal) - Hình 4: Sơ đồ thực hiện mã chập mẹ tỷ lệ 1/2 Inner Coder |X] p ` uncluring
-_ | Convolutional mat Tnner
Trang 17-14-KC.01.16 Tiêu chuẩn ETS] EN 300 744 V1.4.1 (2001-01) Bang |: Sơ đồ lỗ và dãy được truyền sau khi biến đối nói tiếp song song
| Ty lệ mã r Sơ đô lỗ Dãy được truyền sau khi biến đối song song - nỗi tiếp 12 X:1 XY, Y: 1 2/3 X: 10 XY Y2 Y: 11 3/4 X: 101 XY Y2Y3 Y: 110 5/6 X: 10101 XIY¡Y;X:Y¿X; Y: 11010 7/8 X: 1000101 ÄXIY(Y¿Y;Y¿X:;X,X: Y: 1111010 4.4 Ghép xen nội Tiêu chuẩn OFDM cho phép lựa chọn ba phương thức điều chế QPSK, 16- QAM, 64-QAM
Bộ ghép xen nội gồm hai khối: ghép xen kiểu bít và ghép xen kiểu symbol
4.4.1 Ghép xen theo bit
Trang 18-15-KC.01.16 Tiêu chuẩn ETSI EN 300 744 VI.4.1 (2001-01) 6 64-QAM Trong trường hợp không phân cấp, dữ liệu được tách thành v luồng dữ liệu con
Trong trường hợp phân cấp dữ liệu đưa vào gồm có hai luồng: luồng có mức ưu tiên cao và luồng có mức ưu tiên thấp Luồng có mức ưu tiên cao sẽ được tách thành hai luồng con, luồng có mức ưu tiên thấp được tách thành v-2 luỗng con
Quá trình tách các luồng con này được xem như việc chuyên các bit xạ thành
các bit đầu ra bạao
Trong kiểu không phân cấp: Xại = Đ(uiqmodyl(divv/2) + 2[dimod)(v/2)), di(div)v
Trong kiểu phân cấp: x°a¡ = baimod2, ditdivy2
XỶ ai =Ÿ ĐIdi(mod\v-2)](div)(v-2//2) + 2[di(mod)(v-2)/2 +2, di(div)(v-2) Trong đó:
Xdi Bit đưa vào trong mode không phân cấp
Xai la bit cia luéng uu tién cao trong mode phan cap x Gi là bit của luồng ưu tiên thấp trong mode phân cấp
di chỉ số bit đầu vào
bedo bit lây ra khỏi bộ tách
E Chỉ số luồng bit được tách (0 < e < v) do Chỉ số luồng bit tại đầu ra bộ ghép
Sau khi tách các bit được ánh xạ như sau:
QPSK X — boo xX, > bio
16-QAM không phân cấp 16-QAM phân cấp
Xo — bụo X'o — boo
XI — bạo Xr > bio
Trang 20
-17-KC.01.16 Tiêu chuẩn ETSI EN 300 744 VI.4.1 (2001-01) Xo.X Xu ————r x" XX pe ————> XOX Xa ——————> XU so Bit bạo.Đạ, 13g 25-015 interleaver Boao Re{z} convey DEMUX > You¥20
boPact , Interleaver BÉ laa — Ly nd
11 Symbol |YuY, Mapping b,.b,._| Bit asa [mereaver 29-21 Interleaver | 2?2- L_—> DEMUX a Im{z} convey 1 Probar Interleaver LS2%234.- Yo¥ae Hierarchical 16-QAM By 9.09 99-2914| Inlerleaver | 29 9 Bit sỔn + I0 DEMUX| „ TT apa 12) “4 interleaver I1 = Re{z} convey Em ŸYenYaoYao Đo Đa nụ Inlereaver Seo Fay in ry” 12 LS Symbol |YuY, i
Bit Interleave Mapping
Bạo,Ðạ t2 [—* lnterleaver 3o F———” r—*\ —» L—> DEMUX : tm{z} convey F—L_ „ Bit Yi.0¥3.0¥s.0 b bo Interleaver Aap Baym 40 40 14 an em Hierarchical 64-QAM Bit {i Be o.Ds 1 inteneaver 5.0.45 1.
Hình 6b: Sơ đồ chuyền các bit đầu vào lên thành các symbol được điều chế
đầu ra theo mô hình phân cấp
Với mỗi bộ ghép bit, đầu vào sẽ là:
B(€) = (beo, bạ, be 2, beg «++ Be 123)
Trang 21-19-KC.0L16 Tiêu chuẩn ETSI EN 300 744 VI.4.1 (2001-01)
13 H;(w) = (w +42) mod 126
14 H¿(w) =(w +21) mod 126 15 Hs(w) = (w + 84) mod 126
Đầu ra của bộ ghép bit được nhóm với nhau để tạo thành các symbol dữ liệu
Mỗi symbol dữ liệu sẽ gồm có v bit được lay tir v bộ ghép bit Vì vậy đầu ra của
bộ ghép bịt là các symbol y có v bit:
Vy = (ao ws Qliwees ay-t.w)
4.4.2 Ghép xen Symbol
Mục đích của ghép xen symbol 1a dat nhitng symbol co v bit lén 1512 (mode
2k) hoặc 6048 (mode 8k) sóng mang Bộ ghép symbol được thực hiện trên các
khối có 1512 (mode 2k) hodc 6048 (mode 8k) symbol đữ liệu
Vì vậy trong mode 2k, 12 nhóm mỗi nhóm có 126 symbol dữ liệu lẫy từ bộ
ghép bit sẽ được đọc một cách tuần tự vào trong véctơ
Y?=(y*wy`y*2 Ÿ si)
Trong mode §k, 48 nhóm mỗi nhóm có 126 symbol dữ liệu được đọc vào
trong véctơ:
Y” =(W YˆI,yÌ2 .Y Y 6041)
Véctơ Y thu được sau khi ghép là: Y= (Yi Y3,Y3 -Y Nmax-I)
Trong đó:
Yiug=y’ voi nhiing symbol cé chi sé chin q=0, Nmax-1
Yq=Y tra) với những symbol có chỉ sé 1é q=0, ,Nma 1
Nma= 1512 trong mode 2K va Nmax= 6048 trong mode 8K R; được xác định như sau:
i=0, R¡ [N;-2, N-3, ,1, 0] = 0,0 0
Trang 22
KC.OL16 Tiêu chuẩn ETSI EN 300 744 VI.4.1 (2001-01) i=2 Rj [N,-2, N,-3, .51, 0] =0,0 1 2<i<M max R; [N,-3, N.-4, .51, 0] =Ris [N 2, N,-3, - 2, 1] Trong mode 2K: Rj [9] =R;.¡[0]+R;¡ [3]
Trong mode 8K: R),[11 =R;-[1] +R;; [4] +Rin [6]
Trang 24-22-KC.01.16 Tiêu chuẩn ETSI EN 300 744 VI.4.1 (2001-01)
4.5 Chom sao tín hiệu va qua trinh dinh vi (mapping)
Hệ thông phát 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, 16-QAM, 64-QAM, 16-QAM
không đồng nhất, 64-QAM không đồng nhất Các sóng mang này được tạo ra
bằng việc mapping các symbol y lên sơ đồ mapping Gray Các sơ đồ mapping Gray cho từng phương pháp điều chế được cho trong hình 8 Tm{z‡ Convey y., QnSK Dit ordering: Retz} Convey you Xe
Emị⁄) Cơnvey xu vo, 16-QAM 4 ° « +3 it ordering: 2078 19:0 0618 2? Rit ordering: Yue Y 2 Yi Yee e tie ° 19 B1 332 i tet) Convey tr vi + [yt 3 " e tle * 1121 Olt tot ° ƯỔ 4? « * iar a1 2222 Imf7} Convey Yi doyed 4 64-QAM e e ° +? ® ° e ‘i er 1 Te f1018 761196 £01800 €ï¡0 © 206012 Bir ontering: Yas die Vag Fra Yi Yow S° ° s - +: ® »° ° ° TUG Ate +01E11 101931 G0190 €510 36G11 02209; ° ° e +3 ¢@ ° ° » od weal 701111 -£:137 081.9 G31 390711 009139 ° « tie ° +1 Louie 701113 +£21206 01290 €ý1 +© 230217 060109 + Refz‡ CônVEY Xa, 7 a 1 i 3 7 « ‹ ° +1 ‹ : 1 f21180 61:7 21212 619196 + ô +, « ° 1 112/1 411111 21713: - €7110 611` 310211 0/513" « + « +50 ° i Vat Ted) Lys f i80: Clits 106611 0:83 « - » +; °e e oe 1187 SI1C13 117510 @21000 G1106 318612 012092
Hinh 8a: Viéc mapping QPSK, 16-QAM và các dạng bít tương ứng (không
phân cấp và phân cấp với anpha = 1)
Trang 26-24-KC.01.16 Im{zj Convey y,.Ơ., a - ô +6 1311 +: + ++ TH: ° +4 6 Imiz} Convey Vi, ở Tiêu chudn ETSI EN 300744 V1.4.1 (2001-01) Non-uniform 16-QAM Bit ordering:
Saw Sie Yaa Fag
Trang 27-25-KC.01.16 Tiêu chuẩn ETSI EN 300 744 VI.4.1 (2001-01)
Luỗng dữ liệu ở đầu ra của bộ ghép nội là cdc symbol cé v bit Cac symbol này được mapping lên sơ đồ mapping Gray theo hình a Tương ứng với mỗi từ
mã ta sẽ thu được một số phức z
Trong trường hợp phân cấp: các symbol dữ liệu được tạo ra trong hình 6b và được mapping theo các so dé trong hình 8a, 8b, 8c
Trong trường hợp điều chế 16-QAM phân cấp:
Các bịt you: và y¡ „: lấy ra ở đầu ra của bộ ghép nội là các bit ưu tiên cao Các
bit có mức ưu tiên thấp là yza và ya„y Các bit này được mapping lên các sơ đồ
Gray tuỳ theo kiểu điều chế
Trong trường hợp điều chế 64-QAM phân cấp:
Các bit có mức ưu tiên cao là yọ„› và y¡„ Các bit có mức ưu tiên thấp là y;„,
:q, 4q và Y3.q'
4.4 Cấu trúc khung OFDM
Tín hiệu truyền dẫn được sắp xếp thành các khung Mỗi khung có chu kỳ Iy
gồm có 68 symbol OFDM Cứ bốn khung lập thành một siêu khung Mỗi symbol
được thiết lập bởi k = 6817 sóng mang trong mode 8k hoặc k = 1705 trong mode
2k, nó có chu ky Ts
Symbol OFDM gồm các phần: phần sử dụng với chu kỳ Tu và phần bảo vệ
với chu kỳ A Khoảng bảo vệ là một tham số quan trọng trong kỹ thuật OFDM
Để tránh nhiễu tín hiệu phản xạ hoặc tín hiệu từ các bộ phát sóng lân cận
trong mạng SFN, một khoảng bảo vệ được chèn vào giữa các symbol OFDM Độ dài khoảng bảo vệ phụ thuộc vào vùng phủ sóng và loại dịch vụ cung cấp
Với mạng SFN, độ dải khoảng bảo vệ phụ thuộc vào khoảng cách có trạm phát sóng, các thực nghiệm cho thấy rằng với mạng SFN diện rộng cần khoảng
Trang 28
-KC.0116 Tiêu chuẩn ETSI EN 300 744 V1.4.1 (2001-01)
bảo vệ tối thiếu là 200us Khoảng bảo vệ được chèn vào trước các symbol
OFDM liên tiếp nhau
Độ dài khoảng bảo vệ theo từng mode 2k và 8k được cho trong bảng sau: A/Tu D6 dai khoang bao vé Mode 8k Mode 2k 1/4 224s 56ns 1⁄8 112ps 28us 1/16 56ps 14us 1/32 28us Tus
Bảng3 Độ dài khoảng bảo vệ
Các symbol trong khung OFDM được đánh số từ 0 đến 67 Tất cả các symbol gồm có dữ liệu và thông tin chuẩn Do mỗi symbol gồm nhiều sóng mang được điều chế tách biệt nên các symbol OFDM này có thể được phân chia thành các ô,
mỗi ô tương ứng với một sóng mang
Ngoài dữ liệu truyền đi, một khung OFDM còn chứa:
Các sóng mang TPS (transmission parameter signalling)
Tín hiệu pilot dùng cho đồng bộ khung, đồng bộ tần số, đồng bộ thời gian
Các sóng mang trong một symbol OFDM được đánh số từ k„ia đến Kma„ Kmin = 0, Kmax = 1704 trong mode 2k
Kinin = 0, Kmax = 6816 trong mode 8k
Khoảng cách giữa các sóng mang liền kề nhau là 1/Tu Khoảng cách giữa các
sóng mang k„iạ và k„ạy là (k-1)/Tu
Các tham số của một symbol OFDM theo từng mode được cho trong bảng
sau:
Trang 29
-27-KC.01.16 Tiêu chuẩn ETSI EN 300 744
Bảng 4 : Các tham số của một symbol OFDM V1.4.1 (2001-01) Tham số Mode 8k Mode 2k Số các sóng mang k 6817 1705
Chỉ sô của sóng mang Knin 0 0 Chỉ sô của sóng mang kmax 6816 1704
Chu kỳ Tu 896ns 224us
Khoảng cách giữa các sóng mang 1116Hz 4464Hz
Khoảng cách giữa các sóng mang kmin Và Kmay 7,61Mhz 7,61Mhz Biến đổi ngược IFFT có sóng mang, có giá trị phức từ miễn tần số sang miền (1+ 68x m) xT, S15 (1+ 68x m+ 1)xTs thời gian co 67 Kans sứ)=Re > » # XWau kữ) ne I=) kK, J2 U~A-l x1,—68xm x1, ) Yr =e 0 else Trong đó: k là chỉ số sóng mang
| là chi s6 symbol OFDM m chi số của số khung
T; Khoảng thời gian của symbol
K số sóng mang
Tụ chu kỳ của symbol
A khoảng thời gian bảo vệ
fy tần số trung tâm của tín hiệu RF
k’ chỉ số sóng mang so với tần số trung tâm
Trang 30
-28-KC.OL.16 Tiêu chuẩn ETSI EN 300 744 V1.4.1 (2001-01)
Cik symbol phức của sóng mang k của symbol dữ liệu số l (1,2, 68) trong khung thứ m
Các giá trị Ca¡„ được tính từ số phức z Tuỳ theo phương pháp điều chế mà các giá trị Cm¡¿ được tính theo bảng sau: Phương thức điều chế Giá trị œ Giá trị c QPSK C=z/12 a=1 C=z/V10 16-QAM a=2 C=z/ 20 a=4 C=z/452 a=l C=z/V42 64-QAM a=2 C=z/V60 a=4 C =z/V108 Bang 5 Các giá trị Cm¡„ theo các phương pháp điều chế 4.5 Các tín hiệu chuẩn 4.5.1 Các chức năng
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 tế bào mang
thông tin chuẩn (reference) được truyền dẫn với mức công suất cao (xem phần
4.5.5) Thông tin truyền dẫn trong các té bao này là các tế bào pilot phân tán hoặc
liên tục
Mỗi một pilot liên tục trùng với pilot phân tán (scattere) ở tất cả các symbol thứ 4 Số các sóng mang dữ liệu sử dụng theo từng symbol là cố định: 1512 sóng
mang ở mode 2k, 6048 sóng mang ở mode 8k
Trang 31
-29-KC.01.16 Tiéu chudn ETSI EN 300 744 V1.4.1 (2001-01)
Giá trị thông tin pilot liên tục hay phân tán được lấy từ chuỗi giả ngẫu nhiên
PRBS (pseudo Random Binary Sequence)
4.5.2 Định nghĩa chuỗi tín hiệu chuẫn (chuỗi giả ngẫu nhiên-PRBS)
Cac pilot liên tục hoặc phân tán được điều chế theo chuỗi PRBS, w¿, tương ứng với từng chỉ số k Chuỗi này cũng quản lý pha bắt đầu của thông tin TPS (mô
tả trong phần 4.6)
Quá trình tạo thành chuỗi PRBS thể hiện trong hình 10
PRBS đầu tiên chính là bit ra đầu tiên của PRBS trùng với sóng mang tích cực
đầu tiên Giá trị mới được tạo ra bởi PRBS trên mỗi sóng mang đã sử dụng
Initialization sequence
Il I ! 1 l | 1 1 1 1 1
i-bit L-bit L-bit 1-bit 1-bic 1-bit L-bit †-bit 1-bit 1 -bit b-bit delay delay FAM delay FA] delay [9] delay F-) delay Py delay Fy cũ Hình 9 Quá trình tạo chuỗi PRBS PRBS sequence starts: 1111141111100
Quá trình tạo PRBS theo đa thức: X”" + X? + 1 (xem hình 10)
4.5.3 VỊ trí của các pilot phân tán
Thông tin chuẩn trong chuỗi tín hiệu chuẩn được truyền dẫn trong pilot phân tán ở mọi symbol Các pilot phân tán luôn được truyền dẫn ở mức năng lượng
cao (xem phan 4.5.5)
Re {mix} =4/3x2 (1/2 — Wx)
Trang 32
-30-KC.01.16 Tiéu chudn ETSI EN 300 744 VI.4.1 (2001-01) Im{€u.ix} =0 Trong đó: m là chỉ số khung k là chỉ số tần số của các sóng mang ¡ là chỉ số thời gian của các symbol
Trong mỗi symbol OFDM có chỉ số 1 (0 < 1 < 67) các pilot phân tán được mang bởi các sóng mang chỉ số k được tính như sau: k = Kain + 3 x (1 mốd) = 12p Trong đó p là số nguyén (p> 0), p dugc chon sao cho k € (Kinin » Kmax) Ki, =Ù Kyox = 6 816 if 8K | | đOOOOOOOOOOOĐOOOOOO 0000000@000000000008 ®OO®OOOOOOOOOOO®OOO - OOOOOOOOOO§OOOOOOOO® 0@000000000008000008 symbo} 67 0000@000000000008006 symbol 0 00000008000000000008 I 4 OOOOOOOOOO@OOOOOOOO@®S O®8000000000008000008symbol 3 00008000000000008008 00000000000000000008 0000000000800 0000008 @ Pilotmaccao 2 owe © Dw liéu Hình 10 Cấu trúc khung
4.5.4 Vị trí các sóng mang pilot liên tục
Các sóng mang phân tán đã được miêu tả ở trên, 177 pilot liên tục ở mode 8k
và 45 pilot ở mode 2k được chèn vào theo bảng 5
Trang 33
-31-KC.01.16 Tiéu chudn ETSI EN 300 744 V1.4.1 (2001-01) Continual pilot carrier positions (index number k} 2K mode 8K mode 0 48 54 87 144 156 192 201 255 279 282 333 432 450 |0 48 54 87 141 156 192 201 255 279 262 333 432 450 483 525 531 618 636 714 759 765 780 804 873 888 918 |483 525 531 618 636 714 759 765 780 804 873 888 939 942 969 984 1050 1101 1107 1110 1137 1140 1146 |918 939 942 969 984 1050 1101 1107 1110 1137 1140 1206 1269 1323 1377 1491 1683 1704 1146 1206 1269 1323 1377 1491 1683 1704 1752 1758 1791 1845 1860 1896 1905 1959 1983 1986 2037 2136 2154 2187 2229 2235 2322 2340 2418 2463 2469 2484 2508 2577 2592 2622 2643 2646 2673 2688 2754 2805 2811 2814 2841 2844 2850 2910 2973 3027 3081 3195 3387 3408 3456 3462 3495 3549 3564 3600 3609 3663 3687 3690 3741 3840 3858 3891 3933 3939 4026 4044 4122 4167 4173 4188 4212 4281 4296 4326 4347 4350 4377 4392 4458 4509 4515 4518 4545 4548 4554 4614 4677 4731 4785 4899 5091 5112 5160 5166 5199 5253 5268 5304 5313 5367 5391 5394 5445 5544 5562 5595 5637 5643 5730 5748 5826 5871 5877 5892 5916 5985 6000 6030 6051 6054 6081 6096 6162 6213 6219 6222 6249 6252 6258 6318 6381 6435 6489 6603 6795 6816
Bảng 6 Chỉ số của các sóng mang pilot liên tục
4.5.5 Biên độ của tất cả các tín hiệu chuẩn
Như mô tả ở mục 4.4, sự điều chế của tất cả những tế bào dữ liệu được tiêu
chuẩn là E [cxc*] = 1
Có thẻ là pilot liên tục hoặc là các pilot phân tán, chúng là những thành phần
được định nghĩa ở mục 4.5.3 hoặc 4.5.4, được truyền đi với mức công suất cao, theo công thức E [cxc*] = 16/9
Trang 34
~32-KC.01.16 Tiêu chuẩn ETSI EN 300 744 VI.4.1 (2001-01)
4.6 Tín hiệu mang thông số truyền dẫn (TPS)
Các sóng mang TPS được sử dụng với mục đích truyền những thông số liên quan tới quá trình phát, ví dụ như mã hoá và điều chế kênh TPS được truyền dẫn song song vào 17 sóng mang TPS theo mode 2k và 68 sóng mang theo mode 8k Mọi sóng mang TPS trong cùng một symbol vận chuyển cùng bit thơng tin mã hố vi sai Những sóng mang sau biểu thị chứa những sóng mang TPS: 2K mode 8K mode 34 50 209 346 413 569 595 686 790901 |34 50 209 346 413 569 595 688 790 901 1073 1219 1262 1286 1469 1073 1219 1262 1286 1469 15941687 |1594 1687 1738 1754 1913 2050 2117 2273 2299 2392 2494 2605 2777 2923 2986 2990 3173 3298 3391 3442 3458 3617 3754 3821 3977 4003 4096 4198 4309 4481 4627 4670 4694 4877 5002 5095 5146 5162 5321 5458 5525 5681 5707 5800 5902 6013 6185 6331 16374 6398 6581 6706 6799 Bảng 7 Các sóng mang TPS Những sóng mang TPS chuyển những thông tin sau:
Điều chế chứa giá trị a của mẫu chòm sao QAM
øP Thông tin phân cấp
Khoảng bảo vệ
m&
9
Ty lệ mã sửa sai
Mode truyền dẫn (2k hoặc 8k)
Số các khung trong đa khung
>
ø Thông số nhận dạng tế bao
Chú ý: Giá trị œ định nghĩa việc điều chế phụ thuộc vào khoảng cách giữa “đám mây” trong chòm sao QAM Giá trị này cho phép tạo ra các dạng khác
nhau của cấu hình điều chế, đó là QPSK, 16QAM và 64QAM
Trang 35KC.01.16 Tiéu chudn ETSI EN 300 744 V1.4.1 (2001-01)
4.6.1 Pham vi ctia TPS
Dòng TPS được đưa vào 68 symbol OFDM liên tiếp, được gọi là một khung
OFDM Bốn khung liên tiếp tương ứng với một siêu khung
Sự liên tiếp tương ứng với những sóng mang TPS của symbol đầu tiên trong
mỗi khung OFDM được sử dụng để khởi động TPS điều chế trong mỗi sóng
mang TPS (mục 4.6.3)
Mỗi symbol OFDM mang một bit TPS Mỗi khối TPS (tương ứng với một khung OFDM) chứa 68 bit, công dụng các bit như sau:
một bit khởi động
16 bit đồng bộ
37 bịt thông tín
14 bit mã hoá dư nhằm chống lỗi
Trong 37 bịt thông tin, 31 đã được sử dụng tại hiện tại Còn lại 6 bít dùng dé dự trữ cho tương lai và đặt là bit gia tri 0
4.6.2, Dinh dang truyén dan TPS
Các thông tin, thông số truyền dẫn được truyền mô tả trong hình 9
Việc trải phổ của mỗi thông số truyền dẫn: trạng thái chòm sao, giá trị œ, tỷ lệ mã sửa sai, chỉ thị siêu frame và khoảng bảo vệ lên trên bit tổng hợp được mô tả trong mục 4.6.2.1 tới 4.6.2.8
Bit ngoài cùng phía trái là bit được truyền đi đầu tiên
Trang 36
-KC.01.16 Tiéu chudn ETSI EN 300 744 VI.4.1 (2001-01)
Bit number Format Purpose/Content So see subclause 4.6.2.1 Initialization $4 $46 0011010111101110 or Synchronization word
4100101000010001
S17 - S22 010 111 Langth indicator
S23, S24 see table 10 Frame number
$25, 526 see tabie 11 Constellation
$27, Sog S29 see table 12 Hierarchy information $40, $34, 532 see table 13 Code rate, HP stream S23 S34 S35 see table 13 Code rate, LP stream
83g 537 see table 14 Guard interval S3g Sao see tabie 15 Transmission mode 849 - S47 see subclause 4.6.2.10 Cail identifier S49 - $53 all set to “0” Reserved for future use Sq > Sg7 BCH code Error protection
Bang 8 TPS signalling information and format
Thông tin TPS được truyền di trong siéu khung m’ bit S25-S39 luôn luôn gắn vào siêu khung m' + 1, trong khi tất cả các bit khác nằm trong siêu khung m”
4.6.2.1 Sự khổi tạo
Bit dau tiên, Sp la bit khởi tạo cho điều chế 2-PSK vi sai Việc điều chế bit
khởi tạo TPS được nhận từ PRBS liên tiếp được định nghĩa trong mục 4.5.2 Quá trình làm việc được mô tả trong mục 4.6.3
4.6.2.2 Việc đằng bộ
Bit I đến bit 16 của TPS là các từ đồng bộ
Trang 37-35-KC.01.16 Tiéu chudn ETSI EN 300 744 V1.4.1 (2001-01)
4.6.2.3 Nhận dạng chiều dài dòng TPS
Sau bit đầu tiên của thông tin dòng TPS được sử dụng để nhận dạng chiều đại
dòng TPS (đếm số lượng bit của TPS) Lúc hiện tại chúng có giá trị S17-S22 = 010111 nếu tế bào nhận dạng (xem mục 4.6.2.10) không được cung cấp và giá trị S17-S22 = 011111 nếu tế bào nhận dạng được cung cấp 4.6.2.4 Số khung Bồn khung tổng hợp thành một siêu khung Mỗi khung trong một siêu khung được đánh số từ 0-3 theo bảng 10
Bits $93,554 Frame number
00 Frame number 1 in the super-frame 01 Frame number 2 in the super-frame 10 Frame number 3 in the super-frame 11 Frame number 4 in the super-frame
Bang 9 Dinh dạng báo hiệu cho mỗi frame
4.6.2.5 Chom sao
Chòm sao được cảnh báo bằng 2 bit theo bảng 11 Theo kiểu điều chế, bộ thu
Trang 38-KC.01.16 Tiéu chudn ETSI EN 300 744 V1.4.1 (2001-01)
4.6.2.6 Théng tin phân cấp
Thông tin phân cấp sẽ quyết định việc truyền dẫn được phân cấp như thé nào
và tuỳ thuộc theo giá trị œ Mô hình chòm sao QAM tương ứng với giá trị a thay
đổi được mô tả trong hình 8a/b/c
Bits S57, Sog, Sog a value 000 Non hierarchical 001 a=4 010 œ=2 011 œ=4 100 reserved 101 reserved 110 reserved 111 reserved Bang 11 Dinh dang bao hiéu voi cdc gia tri a 4.6.2.7 Tỷ lệ mã sửa sai
Mã hố kênh khơng phân cấp và điều chế yêu cầu báo hiệu của một tỷ lệ mã
sửa sai Trong trường hợp này, 3 bịt quyết định tỷ lệ mã sửa sai theo bảng 12 với
giá trị 000
Hai tỷ lệ mã sửa sai có thể được gắn vào hai mức khác nhau của điều chế với
mục đích nhận được sự phân cấp Sự truyền dẫn sẽ bắt đầu với tỷ lệ mã sửa sai
cho mức HP(r1) của điều chế và kết thúc cho mức LP(r2) Mỗi tỷ lệ mã sửa sai sẽ
được báo hiệu theo bảng 12
Trang 39
-37-KC.01.16 Tiêu chuẩn ETSI EN 300 744 V1.4.1 (2001-01) Bits Code rate $39) $34: S32 (HP stream) $33) $34, 535 (LP stream) 000 1/2 001 2/3 010 3/4 011 5/6 100 7/8 101 reserved 110 reserved 111 reserved Bảng 12 Định dạng báo hiệu với mỗi tý lệ mã sửa sai 4.6.2.8 Khoảng bảo vệ
Giá trị của khoảng bảo vệ được báo hiệu theo bảng 13
Bits S36, $37 Guard interval values (A/Ty) 00 1/32 01 1/16 10 1/8 11 1/4 Bảng 13 Định dạng báo hiệu với mỗi giá trị khoảng bảo vệ 4.6.2.9 Phương thức truyền dẫn
Hai bit dùng để báo hiệu phương pháp truyền dẫn
Trang 40-38-KC.01.16 Tiêu chuẩn ETSI EN 300 744 VL.4.1 (2001-01)
4.6.2.10 Nhận dạng tế bảo
Tám bit từ S40 tới S47 được dùng để nhận dạng tế bao Cac byte quan trọng
của cell-id[4], ví dụ b15-b18 sẽ được truyền dẫn trong siêu khung với số khung 1 và 3 Cac byte quan trong ít hơn của cell-id, vi dụ b7-b10, sẽ được truyền dẫn
trong siêu khung với số khung 2 và 4 Việc trải phổ các bit mô tả trong bảng 18
Nếu sự dự phòng của cell-id không lường từ trước, 8 bit sé đạt giá trị 0
TPS bit number Frame number 1 or 3 Frame number 2 or 4
S409 cell_id bys cell_id bz $44 cell_id byy cell_id bg
S42 cell_id ba cell_id bs
$43 cell_id by cell_id by $44 cell_id by, cell_id bạ
$45 cell_id big cell_id b„ S46 cell_id bg cell_id bạ S47 cell_id bg cell_id bp
Bảng 15 Ảnh xạ của cell-Id trên các bit TPS 4.6.2.11 Bảo vệ lỗi của TP.S
53 bit chứa trong TPS đồng bộ và thông tin (bit S1-S53) được mở rộng với 14 bit BCH (67, 53, t2) mã ngắn, nhận được từ BCH mã hoá có hệ thống nguyên
gốc (127, 113, 2)
hixjext +x 4x8 4x8 +x txt tx tx tL
Mã hoá BCH ngắn có thể được thực hiện bằng cách cộng thêm 60 bit, tất cả đặt về 0, trước đầu vào các bit thông tin của mã hoá BCH (67, 53, t=2) Sau BCH