Đề tài truyền hình số mặt đất DVB-T và quá trình chuyển đổi sang DVB t2

Cùng với sự phát triển của công nghệ truyền hình, chuẩn truyền hình số DVB-T là chuẩn phát sóng truyền hình số mặt đất đã được triển khai thành công, được nhiều nước chấp nhận. Tuy nhiên, từ sau sự ra đời của chuẩn DVB-T thì các nghiên cứu về kỹ thuật truyền dẫn vẫn tiếp tục được triển khai . Mặt khác, nhu cầu về phổ tần cao càng khiến cho việc gia tăng hiệu quả sử dụng phổ tần lên mức tối đa càng cấp thiết. Từ đó đã phát triển lên chuẩn truyền hình số mặt đất thế hệ thứ 2 là DVB-T2. Việc nghiên cứu tìm hiểu các đặc tính công nghệ của tiêu chuẩn truyền số DVB-T trong quá trình phát triển lên thế hệ mới DVB-T2 là nhiệm vụ cần thiết đối với các cơ quan nghiên cứu ứng dụng truyền hình cũng như cán bộ kỹ thuật nghiên cứu trong lĩnh vực này. Đó là lý do em chọn đề tài: “Truyền hình số mặt đất DVB-T và quá trình chuyển đổi sang DVB-T2” Bố cục luận văn bao gồm bốn chương, trong chương I: giới thiệu tổng quát về truyền hình số, ưu điểm của truyền hình số so với truyền hình tương tự, phân tích các tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất trên thế giới. Tiếp theo, trong chương II: phân tích những ưu điểm nổi bật của truyền hình số mặt đất DVB-T với kỹ thuật ghép đa tần trực giao có mã (COFDM), một kỹ thuật điều chế có rất nhiều ưu điểm và sự lựa chọn tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T ở Việt Nam. Trong chương III: trình bày một số nội dung chính của tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T2, những ưu điểm vượt trội của DVB-T2 so với DVB-T. Chương IV: phân tích quá trình chuyển đổi truyền hình số mặt đất từ DVB-T sang DVB-T2 ở Châu Âu và trình bày quá trình phát triển truyền hình số mặt đất ở Việt Nam, những kiến nghị khi triển khai truyền hình số mặt đất DVB-T2 tại Việt Nam. Sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu, được sự hướng dẫn khoa học tận tình của Thầy giáo TS.Nguyễn Hoàng, luận văn đã được hoàn thành.Do thời gian có hạn, trình độ bản thân còn hạn chế, thêm vào đó luận văn của em là vấn đề tương đối mới nên không thể tránh khỏi những sai sót. Kính mong được sự đóng góp của các thầy, các cô cùng các bạn. MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢNG MỞ ĐẦU . 1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ 1.1. Giới thiệu về truyền hình số . .3 1.2. Ưu điểm của truyền hình số . .4 1.3. Cơ bản về tín hiệu video số .7 1.3.1. Tiêu chuẩn số hóa tín hiệu video màu tổng hợp . 7 1.3.2. Tiêu chuẩn lấy mẫu tín hiệu video thành phần . . .10 1.4. Nén tín hiệu trong truyền hình số . 12 1.4.1. Mục đích nén . . .12 1.4.2. Bản chất của nén . .13 1.4.3. Phân loại nén . .14 1.5. Truyền dẫn tín hiệu truyền hình số . .14 1.5.1. Truyền tín hiệu truyền hình số qua cáp đồng trục . . .15 1.5.2. Truyền tín hiệu truyền hình số bằng cáp quang . . .15 1.5.3. Truyền tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh . . .15 1.5.4. Phát sóng truyền hình số trên mặt đất . .16 1.6. Các tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất hiện nay trên thế giới . .16 1.6.1 Chuẩn ATSC . .17 1.6.2.Chuẩn ISDB-T . 19 1.6.3. Chuẩn DVB . 21 1.7. Kết luận chương I . 21 CHƯƠNG II: TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT THEO TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU (DVB-T) VỚI KỸ THUẬT GHÉP ĐA TẦN TRỰC GIAO CÓ MÃ (COFDM). 2.1. Giới thiệu về tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất ETSI EN 300744 . 23 2.1.1. Phạm vi của tiêu chuẩn . .23 2.1.2.Nội dung chính của tiêu chuẩn . .24 2.2. Thực hiện bằng cách sử dụng COFDM . 29 2.3. Ghép đa tần trực giao OFDM . 30 2.3.1. Nguyên lý OFDM . 30 2.3.2. Số lượng sóng mang . .31 2.3.3.Đặc tính trực giao và việc sử dụng DFT/FFT . 32 2.3.4 Tổ chức kênh trong OFDM . .36 2.3.5. Phương thức mang dữ liệu trong COFDM . .40 2.4. Mã hóa kênh trong DVB-T . .42 2.4.1.Mã hóa phân tán năng lượng . .42 2.4.2.Mã ngoại (outer coding) . 44 2.4.3.Ghép xen ngoại (outer interleaving) . 44 2.4.4.Mã hoá nội (inner coding) . 47 2.4.5.Ghép xen nội . .48 2.5. Một số khả năng ưu việt của DVB-T . 55 2.5.1 Điều chế phân cấp . .55 2.5.2.Mạng đơn tần SFN . .61 2.6. Kết luận chương II . .64 CHƯƠNG III: TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT THEO TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU THẾ HỆ THỨ 2 (DVB-T2). 3.1.Giới thiệu 66 3.2. Những tiêu chí cơ bản của DVB-T2 . .67 3.3. Một số nội dung chính trong tiêu chuẩn DVB-T . .69 3.3.1. Mô hình cấu trúc DVB-T2 . .69 3.3.2. Lớp vật lý DVB-T2 .71 3.3.3. Những giải pháp kỹ thuật cơ bản . .72 3.4. Kết luận chương III .81 CHƯƠNG IV: QUÁ TRÌNH CHUYỂN ĐỔI TỪ DVB-T SANG DVB-T2 Ở CHÂU ÂU VÀ MỘT SỐ KIẾN NGHI KHI TRIỂN KHAI DVB-T2 TẠI VIỆT NAM. 4.1. Sự ra đời tất yếu của tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất thế hệ thứ hai (DVB-T2) . .83 4.1.1.Các yêu cầu về thương mại đòi hỏi cho ra đời một thế hệ thứ hai cho tiêu chuẩn truyền hình kỹ thuật số DVB- T . .83 4.1.2. Mối quan hệ với tiêu chuẩn số mặt đất DVB-T hiện tại 84 4.1.3. Mục đích của các yêu cầu về thương mại . 84 4.1.4. Mối liên hệ với các tiêu chuẩn chính yếu khác . .85 4.2. Quá trình chuyển đổi từ DVB-T sang DVB-T2. Một số vấn đề cần xem xét khi triển khai DVB-T2 . .85 4.2.1. Giới thiệu .85 4.2.2. Các yêu cầu của chuẩn DVB-T2 . 86 4.2.4. Khả năng chuyển từ DVB-T sang DVB-T2 . .87 4.2.3. Các chiến lược triển khai DVB-T2 . 88 . 4.2.5. Hiện trạng (thử nghiệm, thông báo triển khai dịch vụ) . .90 4.2.6. Các kiến nghị về công nghệ cho toàn Châu Âu 91 4.3. Quá trình triển khai truyền hình số mặt đất ở Việt Nam . .92 4.4. Những kiến nghị khi triển khai DVB-T2 ở Việt Nam . .94 4.5. Kết luận chương IV 95 KẾT LUẬN CHUNG . .96 TÀI LIỆU THAM KHẢO . 97

ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB-T q trình chuy n đ i sang DVB-T2 M ð U V i s phát tri n c a kinh t khoa h c k thu t, nghành cơng ngh có cơng ngh n t vi n thơng có s phát tri n vư t b c ba th p k v a qua ñem l i nhi u thành t u phát minh ng d ng s n xu t, đ i s ng xã h i Cơng ngh truy n hình m t b ph n quan tr ng lĩnh v c ñi n t vi n thơng, có nh ng ng d ng r ng rãi to l n phát tri n văn hóa đ i s ng tinh th n xã h i Trong m t th p k qua ñã ch ng ki n s chuy n ñ i m nh m c a công ngh truy n hình t phương th c tương t xang cơng ngh s Vi t Nam trình chuy n ñ i th c s ngo n m c v i s ph c p t ng bư c lĩnh v c truy n hình qu ng bá truy n hình tr ti n T đ u nh ng năm 90 cho ñ n nghành truy n hình ng d ng thành t u v cơng ngh truy n hình s truy n d n v tinh, phát tri n m ng truy n hình cáp ph c p h th ng truy n hình s m t đ t Truy n hình s đư c áp d ng đ u tiên công ty VTC 10 năm qua, s phát tri n h th ng truy n hình s c a VTC góp ph n quan tr ng đưa thơng tin v kinh t tr , văn hóa th thao gi i trí phong phú đ n ñông ñ o công chúng ñ a phương v i ch t lư ng cao Cùng v i s phát tri n c a cơng ngh truy n hình, chu n truy n hình s DVB-T chu n phát sóng truy n hình s m t đ t ñã ñư c tri n khai thành công, ñư c nhi u nư c ch p nh n Tuy nhiên, t sau s ñ i c a chu n DVB-T nghiên c u v k thu t truy n d n v n ti p t c ñư c tri n khai M t khác, nhu c u v ph t n cao n cho vi c gia tăng hi u qu s d ng ph t n lên m c t i ña c p thi t T phát tri n lên chu n truy n hình s m t ñ t th h th DVB-T2 Vi c nghiên c u tìm hi u đ c tính công ngh c a tiêu chu n truy n s DVB-T trình phát tri n lên th h m i DVB-T2 nhi m v c n thi t ñ i v i quan nghiên c u ng d ng truy n cán b k thu t nghiên GVHD: TS.Nguy n Hoàng HV: ð ng Văn Anh Trang ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB-T q trình chuy n ñ i sang DVB-T2 c u lĩnh v c ðó lý em ch n ñ tài: “Truy n hình s m t ñ t DVB-T q trình chuy n đ i sang DVB-T2” B c c lu n văn bao g m b n chương, chương I: gi i thi u t ng qt v truy n hình s , ưu m c a truy n hình s so v i truy n hình tương t , phân tích tiêu chu n truy n hình s m t đ t th gi i Ti p theo, chương II: phân tích nh ng ưu m n i b t c a truy n hình s m t đ t DVB-T v i k thu t ghép ña t n tr c giao có mã (COFDM), m t k thu t u ch có r t nhi u ưu ñi m s l a ch n tiêu chu n truy n hình s m t đ t DVB-T Vi t Nam Trong chương III: trình bày m t s n i dung c a tiêu chu n truy n hình s m t đ t DVB-T2, nh ng ưu ñi m vư t tr i c a DVB-T2 so v i DVB-T Chương IV: phân tích q trình chuy n đ i truy n hình s m t đ t t DVB-T sang DVB-T2 q trình phát tri n truy n hình s m t đ t Châu Âu trình bày Vi t Nam, nh ng ki n ngh tri n khai truy n hình s m t đ t DVB-T2 t i Vi t Nam Sau m t th i gian tìm hi u nghiên c u, ñư c s hư ng d n khoa h c t n tình c a Th y giáo TS.Nguy n Hồng, lu n văn đư c hồn thành.Do th i gian có h n, trình đ b n thân cịn h n ch , thêm vào lu n văn c a em v n đ tương đ i m i nên khơng th tránh kh i nh ng sai sót Kính mong ñư c s ñóng góp c a th y, b n GVHD: TS.Nguy n Hồng HV: ð ng Văn Anh Trang ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB-T q trình chuy n đ i sang DVB-T2 CHƯƠNG I : T NG QUAN V TRUY N HÌNH S 1.1 Gi i thi u v truy n hình s Truy n hình s tên g i m t h th ng truy n hình mà t t c thi t b k thu t t Studio cho ñ n máy thu ñ u làm vi c theo nguyên lý k thu t s Trong đó, m t hình nh quang h c cammera thu đư c qua h th ng ng kính, thay đư c bi n đ i thành tín hi u n bi n thiên tương t hình nh quang h c nói (c v đ chói màu s c) s ñư c bi n ñ i thành m t dãy tín hi u nh phân (dãy s 1) nh q trình bi n đ i tương t s S d ng phương pháp s ñ t o, lưu tr truy n tín hi u c a chương trình truy n hình kênh thơng tin m m t kh đ c bi t r ng rãi cho thi t b truy n hình Trong m t s ng d ng, tín hi u s đư c thay th hồn tồn cho tín hi u tương t có kh th c hi n ñư c ch c mà tín hi u tương t h u khơng th làm đư c ho c r t khó th c hi n, nh t vi c x lý tín hi u lưu tr So v i tín hi u tương t , tín hi u s cho phép t o, lưu tr , ghi ñ c nhi u l n mà không làm gi m ch t lư ng nh Tuy nhiên, không ph i t t c trư ng h p, tín hi u s đ u đ t đư c hi u qu cao so v i tín hi u tương t (b l c m t ví d th ) M c dù v y, xu hư ng chung cho s phát tri n công nghi p truy n hình th gi i nh m ñ t ñư c m t s th ng nh t chung, m t h th ng truy n hình hồn tồn k thu t s có ch t lư ng cao d dàng phân ph i kênh thơng tin H truy n hình k thu t s ñã ñang ñư c phát tri n toàn th gi i, t o nên m t cu c cách m ng th t s công nghi p truy n hình Nguyên lý c u t o c a h th ng thi t b truy n hình s đư c đưa hình 1-1: GVHD: TS.Nguy n Hồng HV: ð ng Văn Anh Trang ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB-T q trình chuy n đ i sang DVB-T2 Tín hi u truy n hình tương t Thi t b phát Bi n ñ i A/D Tín hi u truy n hình s Mã hóa kênh Bi n đ i tín hi u Kênh thơng tin Tín hi u truy n hình tương t Bi n đ i Tín hi u truy n hình s D/A Gi i mã hóa kênh Bi n đ i tín hi u Thi t b thu Hình 1.1 Sơ đ c u trúc t ng quát c a h th ng truy n hình s ð u vào c a thi t b truy n hình s s ti p nh n tín hi u truy n hình tương t Trong thi t b mã hố (bi n đ i A/D), tín hi u hình s đư c bi n đ i thành tín hi u truy n hình s , tham s ñ c trưng c a tín hi u đư c xác đ nh t h th ng truy n hình đư c l a ch n Tín hi u truy n hình s ñư c ñưa t i thi t b phát Sau tín hi u truy n hình s đư c truy n t i bên thu qua kênh thông tin T i bên thu, tín hi u truy n hình s ñư c bi n ñ i ngư c l i v i q trình x lý t i phía phát Gi i mã tín hi u truy n hình th c hi n bi n đ i tín hi u truy n hình s thành tín hi u truy n hình tương t H th ng truy n hình s s tr c ti p xác đ nh c u trúc mã hố gi i mã tín hi u truy n hình Ngồi ra, trư c truy n qua kênh thơng tin, tín hi u truy n hình s đư c mã hố kênh Mã hố kênh đ m b o ch ng sai sót cho tín hi u truy n kênh thơng tin Thi t b mã hoá kênh ph i h p đ c tính c a tín hi u s v i kênh thơng tin Khi tín hi u truy n hình s đư c truy n theo kênh thơng tin, thi t b bi n đ i ñư c g i b ñi u ch b gi i ñi u ch 1.2 Ưu ñi m c a truy n hình s - M t máy phát truy n hình s có th phát đư c đ n chương trình truy n hình m t máy phát analog ta ñang s d ng ch phát ñư c m t chương trình nh t theo h PAL(Phase Alternating Line) Xét v m t ph ta th y GVHD: TS.Nguy n Hoàng HV: ð ng Văn Anh Trang ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB-T q trình chuy n đ i sang DVB-T2 tín hi u tương t ph ch t p trung lư ng vào sóng mang hình, ti ng burst màu Trong tín hi u s bao g m hàng ngàn sóng mang t p trung dày ñ c vào m t d i ph có ñ r ng tương ñương S t n d ng t i ña hi u qu ph ch hình 1.1 cho phép truy n hình s có th truy n phát đư c nhi u chương trình đ ng th i ðây ưu ñi m ñáng k so v i truy n hình tương t Hình Hình Hình Ti ng Ti ng Hình Ti ng Ti ng Ph tín hi u tương t Hình 1.1: Ph c a tín hi u tương t tín hi u s Ph tín hi u s Hình 1.2: Ph c a tín hi u tương t tín hi u s Ngồi truy n hình s cịn m t s ưu ñi m khác so v i truy n hình tương t : - Cơng su t phát khơng c n q l n cư ng đ ñi n trư ng cho thu s th p cho thu analog (ñ nh y máy thu s cao -30dB ñ n -20dB so v i máy thu analog) - Thu s khơng cịn hi n tư ng "bóng ma" tia sóng ph n x t nhi u hư ng ñ n máy thu ðây v n đ mà h phát analog khơng kh c ph c n i GVHD: TS.Nguy n Hoàng HV: ð ng Văn Anh Trang ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB-T q trình chuy n ñ i sang DVB-T2 Distant transmitter Nearest transmitter Hình 1.3: Phát hình DVB-T - Thu b ng anten c ñ nh nhà hay anten di chuy n (c a máy thu xách tay) ñ u th c hi n ñư c - Thu di ñ ng t t, ngư i xem dù ơtơ, tàu ho v n xem đư c chương trình truy n hình S dĩ v y có th x lý t t ñư c hi n tư ng hi u ng d ch t n Doppler gây - Cho kh thi t l p m ng ñơn t n SFN (Single Frequency Network), nghĩa nhi u máy phát m t kênh sóng ði u cho hi u qu l n xét v m t công su t t n s - Phát hình s đem l i cho ta h i xem chương trình v i đ nét cao V n dĩ tín hi u s có tính ch ng nhi u cao - Tín hi u s d x lý, môi trư ng qu n lý ñi u n x lý r t thân thi n v i máy tính V i ưu m c a mình, h th ng truy n hình s đư c th c hi n h u h t qu c gia th gi i ðây m t trình t t y u, Truy n hình Vi t nam ñang giai ño n chuy n ti p Hi n q trình s hố tín hi u truy n hình Vi t nam s thay th d n cơng đo n, trang thi t b t tương t sang s ðó q trình s hố t ng ph n R i truy n hình s s thay th hoàn toàn truy n GVHD: TS.Nguy n Hoàng HV: ð ng Văn Anh Trang ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB-T q trình chuy n đ i sang DVB-T2 hình tương t , t o ñi u ki n cho ngành công nghi p phát tri n m nh m hơn, k t h p v i m ng truy n thông khác, t o thành m t th gi i thông tin s , ph c v cho ngư i m t cách h u hi u 1.3 Cơ b n v video s S hóa tín hi u video q trình bi n đ i tín hi u truy n hình màu tương t thành tín hi u s Có hai phương pháp bi n đ i là: + Bi n ñ i tr c ti p tín hi u video màu t ng h p + Bi n ñ i riêng t ng tín hi u video màu thành ph n 1.3.1.Tiêu chu n s hóa tín hi u video t ng h p Xu hư ng phát tri n studio hoàn toàn k thu t s yêu c u m t tiêu chu n chung cho thi t b video s Các tiêu chu n video s t ng h p ñư c xây d ng ñ hư ng t i m c tiêu ñó Phù h p v i yêu c u công ngh , hai h th ng tiêu chu n s hố tín hi u video t ng h p ñã ñư c phát tri n r ng rãi ðó tiêu chu n fSC NTSC tiêu chu n 4fSC PAL Tín hi u video t ng h p tương t ñư c l y m u t i t n s b ng l n t n s sóng mang ph (4fSC) S bit bi u di n m u đóng vai trị quan tr ng vi c xác đ nh ch t lư ng nh tính kinh t c a thi t b Thông thư ng thi t b s d ng ho c 10 bit ñ bi u di n m u a.Tiêu chu n 4fSC NTSC Tiêu chu n 4fSC NTSC ñư c xác ñ nh SMPTE 244M g m tham s c a tín hi u video t ng h p theo h NTSC tính ch t k t n i song song c a h th ng Chu n SMPTE đư c mơ t b ng 1-1 T n s l y m u tín hi u b ng l n t n s sóng mang ph : flm=14,3181 MHz (thư ng vi t 14,3 MHz) ð ng b trình l y m u đư c l y t tín hi u ñ ng b màu c a tín hi u video t ng h p Hình 1-4 minh ho ph tín hi u NTSC l y m u t i t n s 4fSC GVHD: TS.Nguy n Hoàng HV: ð ng Văn Anh Trang ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB-T q trình chuy n ñ i sang DVB-T2 B ng 1-1 Tiêu chu n fSC NTSC Tín hi u vào NTSC S m u m t dòng 910 S m u m t dịng tích c c 768 T ns l ym u 4fmp=14,32818 MHz C u trúc l y m u Tr c giao Kho ng cách l y m u +330,+1230,+2130,+3030, Mã hố Lư ng t hố đ u Thang lư ng t ho c 10 bit Trong ph tín hi u, có m t kho ng cách h gi a t n s 4,2 MHz - t n s l n nh t c a NTSC b n, t n s 7,16 MHz (t n s Nyquist) V i kho ng h này, b l c ch ng nhi u b l c tái t o có đ c n khơng lý tư ng ñư c phép s d ng Tiêu chu n khơng xác đ nh tính ch t c a b l c ch ng nhi u b l c tái t o, v y nhà s n xu t có th t l a ch n b l c, ph c v cho m c đích kinh t k thu t A D i thông m c D i thông cao có th ch p nh n danh đ nh 2fSC 7,16MHz 3,58MHz T n s Nyquist fSC 3fSC 10,7MHz T ns l y m u 4fSC 14,3MHz 5fSC f Hình 1.4: Ph c a tín hi u l y m u chu n 4fSC NTSC GVHD: TS.Nguy n Hoàng HV: ð ng Văn Anh Trang ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB-T q trình chuy n ñ i sang DVB-T2 b Tiêu chu n 4FSC PAL Tín hi u tương t PAL NTSC có nhi u m tương đ ng, song tín hi u s theo chu n 4fSC c a hai h th ng r t khác B ng 1-2 t ng k t ñ c ñi m c a tín hi u s h 4fSC PAL T n s l y m u b ng l n t n s sóng mang ph hay 17,734475 MHz (thư ng vi t 17,73 MHz) Tín hi u xung clock ñư c l y t xung ñ ng b màu c a tín hi u video t ng h p B ng 1-2 Tiêu chu n fSC PAL Tín hi u vào S m u m t dòng 1135 S m u m t dịng tích c c 948 T ns l ym u 4fSC = 17,734475 MHz Kho ng cách l y m u +450,+1350,+2250,+3150, Mã hố Lư ng t hố đ u Thang lư ng t A PAL ho c 10 bit D i thơng m c danh đ nh D i thơng cao có th ch p nh n 2fSC 8,86 MHz 4,43 MHz T n s Nyquist fSC 3fSC 13,29 MHz T n s l ym u 4fSC 17,7 MHz 5fSC f Hình 1-5 Ph c a tín hi u l y m u chu n 4fsc NTSC GVHD: TS.Nguy n Hoàng HV: ð ng Văn Anh Trang ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB-T q trình chuy n đ i sang DVB-T2 Hình 1-5 minh ho ph l y m u h 4fSC PAL ñây có m t kho ng cách gi a t n s MHz, t n s cao nh t c a h PAL b n, t n s 8,86 MHz (t n s Nyquist) Tiêu chu n khơng xác đ nh tính ch t c a b l c ch ng nhi u b l c tái t o, song nhà s n xu t thư ng s d ng t i t n s cao Cũng v i tín hi u 4fSC NTSC, c n ý ñ n v n ñ vư t m c tín hi u trình chuy n đ i sang tín hi u s ñưa tr c ti p vào thi t b s 4fSC, theo t o u c u nghiêm ng t v gi i h n d i thông c a b l c tái t o ð kh c ph c, rìa sư n trư c xung xố c a tín hi u s c n phù h p v i tín hi u tương t 1.3.2.Tiêu chu n l y m u tín hi u video thành ph n Có nhi u tiêu chu n l y m u tín hi u video s thành ph n, ñi m khác ch y u t l gi a t n s l y m u phương pháp l y m u tín hi u chói tín hi u màu, ñó bao g m: Tiêu chu n 4:4:4; 4:2:2; 4:2:0; 4:1:1 Các đ nh d ng s video có nén ch l y m u cho dịng tích c c c a video ð n m ñư c ý nghĩa c a chu n l y m u ta tìm hi u phương th c c a t ng chu n a) Tiêu chu n 4:4:4 M u tín hi u ch đư c §iĨm lÊy mÉu tÝn hiƯu chãi UY l y đ i v i ph n t tích c c §iĨm lÊy mÉu m u ®á CR c a tín hi u video V i h PAL, §iĨm lÊy mÉu m u lam CB hình đư c chia làm 625x720 m (pixel) Các tín hi u chói (UY), tín Hình 1-6: Tiêu chu n 4:4:4 hi u hi u màu (CR, CB) ñư c l y m u t i t t c ñi m l y m u dịng tích c c c a tín hi u video C u trúc l y m u c u trúc tr c giao, v trí l y m u hình 1-5 Theo tiêu chu n 4:4:4 có kh khơi ch t ph c lư ng hình nh t t, thu n ti n cho vi c x lý tín hi u Các t ch c tiêu chu n qu c t ñã th ng nh t v ch tiêu t n s l y m u cho truy n hình s theo tiêu chu n - v i tên g i CCIR - 601 V i chu n 4:4:4 t c đ dịng d li u (ví d cho h PAL) đư c tính sau: GVHD: TS.Nguy n Hoàng HV: ð ng Văn Anh Trang 10 ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB-T q trình chuy n đ i sang DVB-T2 TÀI LI U THAM KH O Ti ng Vi t: [1] B Bưu Vi n thơng - T ng công ty VTC - ð tài KC.01.16 (2006), th nghi m máy phát hình s DVB-T [2] ð Hoàng Ti n - Dương Thanh Phương ( 2004 ), Truy n hình k thu t s , NXB khoa h c k thu t, Hà N i Ti ng Anh: [3] ETSIEN 300 744: "Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television" [4] ETSI EN 302 755: "Digital Video Broadcasting (DVB); Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2)" [5] DVB Bluebook A133: "Digital Video roadcasting (DVB); Implementation uidelines for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2)" Web: [6] http://www.phatthanhtruyenhinh.vn/modules.php?name=News&op=viewst&sid=302 truy c p cu i ngày 23/10/2011 [7].http://www.phatthanhtruyenhinh.vn/modules.php?name=News&op=viewst&sid=303 truy c p cu i ngày 23/10/2011 [8].http://www.phatthanhtruyenhinh.vn/modules.php?name=News&op=viewst&sid=384 truy c p cu i ngày truy c p cu i ngày truy c p cu i ngày 2310/2011 [9].http://www.phatthanhtruyenhinh.vn/modules.php?name=News&op=viewst&sid=385 truy c p cu i ngày 24/10/2011 [10].http://www.phatthanhtruyenhinh.vn/modules.php?name=News&op=viewcat&catid=3 &page=10 truy c p cu i ngày 24/10/2011 [11].http://www.phatthanhtruyenhinh.vn/modules.php?name=News&op=viewst&sid=184 truy c p cu i ngày 24/10/2011 [12].http://vctv.vn/2010051004191386p0c162/dvtt2-tieu-chuan-truyen-hinh-so-mat-dat- GVHD: TS.Nguy n Hoàng HV: ð ng Văn Anh Trang 97 ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB-T q trình chuy n đ i sang DVB-T2 cho-truyen-hinh-co-do-phan-giai-cao-hdtv-phan-1.htm truy c p cu i ngày 24/10/2011 [13].http://vctv.vn/20100510042454172p0c162/dvtt2-tieu-chuan-truyen-hinh-so-mat-datcho-truyen-hinh-co-do-phan-giai-cao-hdtv-phan-cuoi.htm truy c p cu i ngày 24/10/2011 GVHD: TS.Nguy n Hoàng HV: ð ng Văn Anh Trang 98 ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB-T q trình chuy n đ i sang DVB-T2 L I CAM ðOAN Tơi xin cam đoan: B n lu n văn t t nghi p công trình nghiên c u th c s c a cá nhân tơi đư c th c hi n s nghiên c u lý thuy t dư i s hư ng d n khoa h c c a Ti n sĩ: Nguy n Hoàng –Vi n ð i h c M Hà N i Tơi xin kh ng đ nh v s trung th c c a l i cam k t Tác gi ð ng Văn Anh GVHD: TS.Nguy n Hoàng HV: ð ng Văn Anh Trang 99 ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB-T q trình chuy n đ i sang DVB-T2 L I C M ƠN Em xin chân thành c m ơn: Ti n sĩ Nguy n Hoàng ngư i Th y t n tình hư ng d n em su t trình làm lu n văn Em xin c m ơn th y, cô tr c ti p gi ng d y chương trình đào t o cao h c truy n d y nh ng ki n th c kinh nghi m quý báu ñ b n lu n văn đư c hồn thành v i ch t lư ng cao nh t Em xin c m ơn th y khoa n t - thơng tin, khoa sau ñ i h c – Vi n ð i h c M Hà N i ñã t o ñi u ki n t t nh t ñ chúng em h c t p su t th i gian qua Xin chân thành c m ơn! Tác gi ð ng Văn Anh GVHD: TS.Nguy n Hoàng HV: ð ng Văn Anh Trang 100 ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB-T q trình chuy n ñ i sang DVB-T2 M CL C L I CAM ðOAN L I C M ƠN DANH M C CÁC T VI T T T DANH M C CÁC HÌNH V DANH M C CÁC B NG M ð U…………………………………………………………………… CHƯƠNG I: T NG QUAN V TRUY N HÌNH S 1.1 Gi i thi u v truy n hình s ……………………………………………… … 1.2 Ưu m c a truy n hình s ………………………………………………… .4 1.3 Cơ b n v tín hi u video s …………………………………………………… 1.3.1 Tiêu chu n s hóa tín hi u video màu t ng h p…………… 1.3.2 Tiêu chu n l y m u tín hi u video thành ph n…………… ……… 10 1.4 Nén tín hi u truy n hình s 12 1.4.1 M c đích nén……………………………………… ……………… .12 1.4.2 B n ch t c a nén…………………………………………… 13 1.4.3 Phân lo i nén………………………………………… …………… 14 1.5 Truy n d n tín hi u truy n hình s …………………………………… 14 1.5.1 Truy n tín hi u truy n hình s qua cáp đ ng tr c……….……… 15 1.5.2 Truy n tín hi u truy n hình s b ng cáp quang………….… 15 1.5.3 Truy n tín hi u truy n hình s qua v tinh…………….…… 15 1.5.4 Phát sóng truy n hình s m t đ t……………………… 16 1.6 Các tiêu chu n truy n hình s m t đ t hi n th gi i .16 1.6.1 Chu n ATSC……………………………………………………… 17 1.6.2.Chu n ISDB-T 19 1.6.3 Chu n DVB 21 1.7 K t lu n chương I .21 GVHD: TS.Nguy n Hoàng HV: ð ng Văn Anh Trang 101 ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB-T q trình chuy n đ i sang DVB-T2 CHƯƠNG II: TRUY N HÌNH S M T ð T THEO TIÊU CHU N CHÂU ÂU (DVB-T) V I K THU T GHÉP ðA T N TR C GIAO CÓ Mà (COFDM) 2.1 Gi i thi u v tiêu chu n truy n hình s m t đ t ETSI EN 300744 .23 2.1.1 Ph m vi c a tiêu chu n .23 2.1.2.N i dung c a tiêu chu n 24 2.2 Th c hi n b ng cách s d ng COFDM .29 2.3 Ghép ña t n tr c giao OFDM .30 2.3.1 Nguyên lý OFDM 30 2.3.2 S lư ng sóng mang .31 2.3.3.ð c tính tr c giao vi c s d ng DFT/FFT .32 2.3.4 T ch c kênh OFDM 36 2.3.5 Phương th c mang d li u COFDM .40 2.4 Mã hóa kênh DVB-T 42 2.4.1.Mã hóa phân tán lư ng .42 2.4.2.Mã ngo i (outer coding) 44 2.4.3.Ghép xen ngo i (outer interleaving) 44 2.4.4.Mã hoá n i (inner coding) 47 2.4.5.Ghép xen n i 48 2.5 M t s kh ưu vi t c a DVB-T……………………………… 55 2.5.1 ði u ch phân c p……………………………………….……….… 55 2.5.2.M ng ñơn t n SFN 61 2.6 K t lu n chương II 64 GVHD: TS.Nguy n Hoàng HV: ð ng Văn Anh Trang 102 ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB-T q trình chuy n đ i sang DVB-T2 CHƯƠNG III: TRUY N HÌNH S TH H TH M T ð T THEO TIÊU CHU N CHÂU ÂU (DVB-T2) 3.1.Gi i thi u………………………………………………… ………………… 66 3.2 Nh ng tiêu chí b n c a DVB-T2……………………………… 67 3.3 M t s n i dung tiêu chu n DVB-T…………………………… .69 3.3.1 Mơ hình c u trúc DVB-T2……………………………… 69 3.3.2 L p v t lý DVB-T2………………………………………………… .71 3.3.3 Nh ng gi i pháp k thu t b n………………………… 72 3.4 K t lu n chương III………………………………………………………… .81 CHƯƠNG IV: QUÁ TRÌNH CHUY N ð I T DVB-T SANG DVB-T2 CHÂU ÂU VÀ M T S KI N NGHI KHI TRI N KHAI DVB-T2 T I VI T NAM 4.1 S ñ i t t y u c a tiêu chu n truy n hình s m t đ t th h th hai (DVB-T2)……………………………………………………………………… .83 4.1.1.Các yêu c u v thương m i địi h i cho ñ i m t th h th hai cho tiêu chu n truy n hình k thu t s DVBT…………………………………… .83 4.1.2 M i quan h v i tiêu chu n s m t ñ t DVB-T hi n t i…………… 84 4.1.3 M c đích c a u c u v thương m i………………………… 84 4.1.4 M i liên h v i tiêu chu n y u khác…………………… 85 4.2 Q trình chuy n đ i t DVB-T sang DVB-T2 M t s v n ñ c n xem xét tri n khai DVB-T2………………………………………… … 85 4.2.1 Gi i thi u……………………………………… ………………… .85 4.2.2 Các yêu c u c a chu n DVB-T2………………………………… .86 4.2.4 Kh chuy n t DVB-T sang DVB-T2……………………… .87 4.2.3 Các chi n lư c tri n khai DVB-T2…………………………… 88 GVHD: TS.Nguy n Hoàng HV: ð ng Văn Anh Trang 103 ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB-T q trình chuy n ñ i sang DVB-T2 4.2.5 Hi n tr ng (th nghi m, thông báo tri n khai d ch v )…………… 90 4.2.6 Các ki n ngh v cơng ngh cho tồn Châu Âu…………………… 91 4.3 Q trình tri n khai truy n hình s m t ñ t 4.4 Nh ng ki n ngh tri n khai DVB-T2 Vi t Nam…………………… 92 Vi t Nam……………………… .94 4.5 K t lu n chương IV………………………………………………………… 95 K T LU N CHUNG…………………………………………………………… 96 TÀI LI U THAM KH O……………………………………………………… 97 GVHD: TS.Nguy n Hoàng HV: ð ng Văn Anh Trang 104 ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB-T q trình chuy n ñ i sang DVB-T2 DANH M C CÁC T ASK ATSC ACE VI T T T Amplitude Shift Keying - Khố d ch biên đ Advanced Television System Commitee U ban h th ng truy n hình m i (c a M ) Active Constellation Extension - m r ng chịm tích c c (dùng DVB-T2) BPSK Binary Phase Shift Keying - Khoá d ch pha hai m c BCH bose-chaudhuri -hocquenghem CCIR CCITT CENELEC COFDM CSIF DBPSK Consultative Committee on International Telegraph and Telephon U ban tư v n ñi n tho i ñi n báo qu c t Consultative Committee on International Radio U ban tư v n vô n qu c t Comté Européen de Normalisation ELECtrotechnique U ban tiêu chu n k thu t ñi n t Châu âu Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ghép ña t n tr c giao có mã Common Source Intermediate Format ð nh d ng trung gian cho ngu n chung (dùng chu n Mpeg) Differential Binary Phase Shift Keying Khoá d ch pha vi sai hai m c DCT Discrete Cosine Transform - Chuy n ñ i cosin r i r c DFT Discrete Fourier Transform - Chuy n ñ i Fourier r i r c DPCM Differential Pulse Code Modulation - ði u ch xung mã vi sai DQPSK DTTB Differential Quadratue Phase Shift Keying Khoá d ch pha vi sai b n m c Digital Terrestrial Television Broadcasting Truy n d n truy n hình s m t đ t GVHD: TS.Nguy n Hoàng HV: ð ng Văn Anh Trang 105 ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB-T q trình chuy n đ i sang DVB-T2 DVB Digital Video Broadcasting - Qu ng bá truy n hình s DVB-C DVB – Cable - Truy n d n truy n hình s qua cáp DVB-S DVB – Satellite - Truy n d n truy n hình s qua v tinh DVB-T DVB – Terrestrial - Truy n d n truy n hình s m t đ t EDTV Enhanced Definition TeleVision - Truy n hình phân gi i nâng cao ETSI European Telecommunications Standards Institute Vi n tiêu chu n vi n thông Châu âu ES dòng b n (Elementary Stream) FEC Forward Error Correction - Hi u ch nh l i trư c FFT Fast Fourier Transform - Chuy n ñ i Fourier nhanh FSK Frequency Shift Keying - Khoá d ch t n GOP Group Of Pictures - Nhóm nh (trong Mpeg) HDTV High Definition TeleVision - Truy n hình phân gi i cao HL High Level - M c cao (dùng MPEG-2) HP High Priority bit stream Dòng bit ưu tiên cao (dùng ñi u ch phân c p) I In-phase - ð ng pha (dùng QAM) Q Quadrature phase - Vuông pha (dùng QAM) IDFT Inverse DFT -DFT ngư c IEC IFFT ISDB-T ISO ITU JBIG International Electrotechnical Commission (part of the ISO) U ban k thu t ñi n t qu c t Inverse FFT - FFT ngư c Intergeted Services Digital Broadcasting – Terrestrial H th ng truy n hình s m t đ t s d ng m ng ña d ch v (Nh t) International Standard Organization - T ch c tiêu chu n qu c t International Telecommunication Union Liên minh vi n thông qu c t Joint Binary Image experts Group GVHD: TS.Nguy n Hoàng HV: ð ng Văn Anh Trang 106 ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB-T q trình chuy n đ i sang DVB-T2 Nhóm chuyên gia nghiên c u tiêu chu n v JPEG JTC nh nh phân Joint Photographic Experts Group Nhóm chuyên gia nghiên c u tiêu chu n v nh Joint Technical Committee broadcast U ban k thu t phát truy n hình Châu âu LDTV Limited Definition TeleVision - Truy n hình phân gi i gi i h n LP Low Priority bit stream - Dịng bít ưu tiên th p PLP Physical Layer Pipes - ng l p v t lý (dùng DVB-T2) LDPC Low Density Parity Check- ki m tra cư ng ñ ưu tiên th p (dùng DVB-T2) MB Macro Block - Kh i macro (dùng MPEG-2) ML Main Level (dùng MPEG-2) MP Main Profile (dùng MPEG-2) MPEG Moving Pictures Experts Group Nhóm chuyên gia nghiên c u v tiêu chu n hình nh đ ng MISO (Multiple Input, Single Output) - ña anten phát, m t anten thu NRZ Non Return to Zero - Không tr v OBO Output Back Off - ð d tr công su t ñ u c a b khu ch ñ i OFDM OOK PAL Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ghép ña t n tr c giao On-Off-Keying - Khoá t t m Phase Alternating Line H truy n hình màu PAL (pha thay đ i theo dịng qt) PRBS Pseudo-Random Binary Sequence - Chu i gi ng u nhiên nh phân PRK Phase Reversal Keying - Khố đ o pha PSK Phase Shift Keying - Khoá d ch pha PAPR Peak - to - average Power Ratio - t s công su t đ nh /cơng su t trung bình GVHD: TS.Nguy n Hoàng HV: ð ng Văn Anh Trang 107 ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB-T q trình chuy n đ i sang DVB-T2 QAM Quadrature Amplitude Modulation - ði u ch biên ñ vng góc QPSK Quadratue Phase Shift Keying - Khố d ch pha vng góc RS Reed-Solomon SDTV Standard Definition TeleVision - Truy n hình phân gi i tiêu chu n SFN Single Frequency Network - M ng ñơn t n s TS Transport Stream - Lu ng truy n t i TR Tone Reservation - h n ch âm s c UHF Ultra-High Frequency VHF Very-High Frequency VLC Variable Length Coding - Mã có đ dài thay đ i VSB Vestigial sideband - Biên t n c t DANH M C CÁC HÌNH V Hình 1.1 Sơ đ c u trúc t ng quát c a h th ng truy n hình s Hình 1.2: Ph c a tín hi u tương t tín hi u s Hình 1.3: Phát hình DVB-T GVHD: TS.Nguy n Hồng HV: ð ng Văn Anh Trang 108 ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB-T q trình chuy n đ i sang DVB-T2 Hình 1.4: Ph c a tín hi u l y m u chu n 4fSC NTSC Hình 1.5 Ph c a tín hi u l y m u chu n 4fsc NTSC Hình 1.6: Tiêu chu n 4:4:4 Hình 1.7: Tiêu chu n 4:2:2 Hình 1.8: Tiêu chu n 4:2:0 Hình 1.9: Tiêu chu n 4:1:1 Hình 1.10 : Sơ đ kh i q trình nén gi i nén Hình 1.11 : B n ñ phân b nư c th gi i l a ch n tiêu chu n DVB-T Hình 1.12: Khung d li u VSB Hình 2.1: Sơ đ kh i ch c h th ng phát hình s m t đ t Hình 2.2: Sơ đ kh i h th ng phát truy n hình s m t đ t theo tiêu chu n DVB-T Hình 2.3: Hi n tư ng tr gây xuyên nhi u gi a symbol Hình 2.4: Chèn thêm kho ng b o v Hình 2.5: Chèn thêm pilot r i rác (scattered pilot) Hình 2.6 Phân chia kênh Hình 2.7: Ví d v đáp ng kênh thay đ i theo th i gian v i hai ñư ng tr , m i có m t đ d ch t n Doppler khác nhau, v i đư ng tín hi u Tr c z miêu t biên đ đáp ng kênh Hình 2.8: Chèn sóng mang ph Hình 2.9: Chèn kho ng b o v Hình 2.10: D ng tín hi u minh h a có kho ng b o v Hình 2.11: Các sóng mang ñ ng b Hình 2.12: Th c hi n mapping d li u lên symbol Hình 2.13: Chịm s c a DVB-T Hình 2.14: Sơ đ mơ t nguyên lý ng u nhiên, gi i ng u nhiên chu i s li u Hình 2.15: Sơ đ nguyên lý c a b ghép tách ngo i Hình 2.16: Các bư c trình ng u nhiên, mã ngo i, ghép ngo i (n =2, 3, 8) Hình 2.17: Sơ đ th c hi n mã ch p t c đ 1/2 Hình 2.18: Sơ đ th c hi n vi c ghép n i mapping theo mơ hình khơng phân c p GVHD: TS.Nguy n Hoàng HV: ð ng Văn Anh Trang 109 ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB-T q trình chuy n đ i sang DVB-T2 Hình 2.19: Sơ ñ th c hi n ghép n i mapping theo mơ hình phân c p Hình 2.20: Chịm phân c p DVB-T Hình 2.21: Sơ đ ph sóng tư ng trưng s d ng u ch phân c p Hình 2.22: ð ng b mi n t n s Hình 2.23: ð ng b v m t th i gian Hình 3.1: Mơ hình c u trúc DVB-T2 Hình 3.2: L p v t lý Hình 3.3: Các PLP khác v i lát th i gian khác Hình 3.4: T-2 Frame v i kênh RF đơn nhi u PLP mode Hình 3.5: M t đ ph cơng su t đ i v i 2K 32K Hình 3.6: Mơ hình MISO Hình 3.7: M u hình Pilot phân tán đ i v i DVB-T(Trái) DVB-T2(ph i) Hình 3.8: ð th chịm 256-QAM Hình 3.9: Chịm 16-QAM "xoay" Hình 3.10: Thành tích c a chịm xoay so v i khơng xoay Hình 3.11: Kho ng b o v ñ i (GI) v i 8K 32K 1/128 Hình 3.12: So sánh mã s a sai s d ng DVB-T DVB-T2 DANH M C CÁC B NG B ng 1-1 Tiêu chu n fSC NTSC B ng 1-2 Tiêu chu n fSC PAL B ng 1-3 ð c ñi m b n c a ATSC B ng 1-4 Các thông s truy n d n ISDB-T cho kênh truy n Mhz B ng 2.1: Sơ ñ puncturing dãy ñư c truy n sau bi n ñ i n i ti p song song GVHD: TS.Nguy n Hoàng HV: ð ng Văn Anh Trang 110 ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB-T q trình chuy n đ i sang DVB-T2 B ng 2.2: Hoán v bit theo mode 2k B ng 3.1: DVB-T2 s d ng t i Anh so v i DVB-T B ng 3.2: Dung lư ng d li u mang SFN B ng 3.3: So sánh mode s n có DVB-T DVB-T2 B ng 3.4: Ví d v mode MFN Anh GVHD: TS.Nguy n Hoàng HV: ð ng Văn Anh Trang 111 ... truy n hình s m t ñ t DVB- T2 , nh ng ưu ñi m vư t tr i c a DVB- T2 so v i DVB- T Chương IV: phân tích q trình chuy n đ i truy n hình s m t đ t t DVB- T sang DVB- T2 trình phát tri n truy n hình s...ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB- T q trình chuy n đ i sang DVB- T2 c u lĩnh v c ðó lý em ch n đ tài: “Truy n hình s m t đ t DVB- T q trình chuy n ñ i sang DVB- T2 ” B c c lu n văn... 39 ð tài: Truy n hình s m t đ t DVB- T q trình chuy n đ i sang DVB- T2 H th ng DVB- T s d ng sóng mang "pilot", tr i ñ u ñ n kênh truy n d n, đóng vai trị làm m ñánh d u ñ ng b , hình 2.10: DVB- T