Nghiên cứu và ứng dụng công nghệ phát thanh số tại việt nam báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật

§µi TiÕng Nãi ViƯt Nam 0o0 B¸O C¸O tỉng kÕt KHOA HäC Kỹ THUậT Đề TàI KHCn Cấp nhà nớc mà số kc 01.17 NGHIÊN CứU Và ứNG DụNG CÔNG NGHệ PHáT THANH Số TạI VIệT NAM KS Đoàn Việt Trung 5854 01/6/2006 Hà Nội - 2005 Đài Tiếng Nói Việt Nam BáO CáO tổng kết KHOA HọC Kỹ THUậT Đề TàI NGHIÊN CứU Và ứNG DụNG CÔNG NGHệ PHáT THANH Số TạI VIệT NAM KS Đoàn Việt Trung Hà Nội - 2005 Tài liệu đợc chuẩn bị sở kết thực Đề tài cấp Nhà nớc thuộc Chơng trình KC 01 mà số KC.01.17 Báo cáo tổng kết Đề tài KC.01.17 (v4) MC LC BO CÁO TỔNG KẾT KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ PHÁT THANH SỐ Ở VIỆT NAM Các chữ viết tắt MỞ ĐẦU Phần I TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH PHÁT TRIỀN PHÁT THANH SỐ 11 II I./ LIỆU PHÁT THANH CÓ TỒN TẠI ĐƯỢC TRONG TRẬN CHIẾN CÔNG NGHỆ KHÔNG DÂY 11 II.2 XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ PHÁT THANH SỐ TRÊN THẾ GIỚI 16 II.2.1 Mở đầu 16 Hướng 1: 17 Hướng2 : 18 Hướng Phát số qua vệ tinh 21 Hướng : 21 II.2.2 Sự phát triển 22 II 2.2.1 Về vấn đề tiêu chuẩn hoá 22 II.2.2.2 Về vấn đề pháp lý: 22 II.2.2.3 Qui mô triển khai ứng dụng triển vọng phát triển 22 II.2.2.4 Tổng kết nét phát triển phát số giới khu vực 25 a./Phát số DAB Eureka – 147 25 b./ Phát số băng tần 30 MHz theo tiêu chuẩn DRM 33 c./ Phát số theo chuẩn In - Band On – Channel ( IBOC)- HD Radio 36 d./ Phát số theo chuẩn Intergrated Services Digital Broadcasting ( ISDB) 37 II.2.3 Tình hình nghiên cứu phát số Việt Nam trước thực đề tài KC.01.17: 38 Phần III.TÓM TẮT TIÊU CHUẨN PHÁT THANH SỐ E147 VÀ DRM 39 III.1./ TIÊU CHUẨN PHÁT THANH SỐ EUREKA 147 39 Dịch vụ phát số 39 Xem xét chi tiết nhà cung cấp dịch vụ 45 Máy thu số 57 III.2/ PHÁT THANH SỐ TRÊN CÁC BĂNG TẦN NHỎ HƠN 30 MHZ - DRM 60 60 Mở đầu 60 Hệ thống DRM 60 Chất lượng âm 63 Simulcast - phát đồng thời dịch vụ analog digital 64 Giải pháp phủ sóng 65 Thử nghiệm phát số băng sóng trung 66 Kết luận vê phát số theo tiêu chuẩn DRM 67 Phần IV ĐÁNH GIÁ VÀ LỰA CHỌN TIÊU CHUẨN PHÁT THANH SỐ CHO TIẾNG NÓI VIỆT NAM 69 IV TIÊU CHÍ, QUAN ĐIỂM ĐÁNH GIÁ 69 Công nghệ: 69 Page of B¸o c¸o tỉng kết Đề tài KC.01.17 (v4) a) Vn tiờu chun hoá 69 b) Chất lượng tín hiệu: 69 c) Khả phục vụ 69 d) Phổ tần số : 69 2) Khả phủ sóng: 69 3) Hiệu kinh tế: 70 4) Tính khả thi phương án lựa chọn 70 IV.2 ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN TIÊU CHUẨN: 70 1.Công nghệ: 70 a) Vấn đề tiêu chuẩn hoá 70 b./ Chất lượng tín hiệu 72 2./ Khả phục vụ 73 3) Phổ tần số : 74 4./ Khả phủ sóng: 75 5./ Khả thiết lập mạng tần số 76 6./ Hiệu kinh tế 77 7./Tính khả thi phương án lựa chọn 79 Phần V THỬ NGHIỆM ĐỂ GÓP PHẦN CHO VIỆC LỰA CHỌN TIÊU CHUẨN PHÁT THANH SỐ CHO TIẾNG NÓI VIỆT NAM 81 V QUAN ĐIỂM TIẾN HÀNH THỬ NGHIỆM 81 V NHỮNG CƠNG VIỆC THỬ NGHIỆM CHÍNH Đà THỰC HIỆN 81 Phần thu: 81 Phần phát: 82 PHẦN VI BỘ TIÊU CHUẨN PHÁT THANH SỐ CHO TIẾNG NĨI VIỆT NAM & LỘ TRÌNH CHUYỂN SANG CƠNG NGHỆ PHÁT THANH SỐ CỦA ĐÀI TIẾNG NÓI VIỆT NAM 90 A MỞ ĐẦU 90 B VỀ BỘ TIÊU CHUẨN PHÁT THANH SỐ CHO TIẾNG NÓI VIỆT NAM 91 C.LỘ TRÌNH CHUYỂN SANG PHÁT THANH SỐ 91 1./ Sản xuất chương trình phát 91 2./Lưu trữ âm thanh: 92 3./ Truyền dẫn phát sóng : 92 4./ Máy thu 93 5./ Nghiên cứu phát triển đổi công nghệ 93 PHẦN VII ĐÁNH GIÁ, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96 PHỤ LỤC 100 Page of B¸o cáo tổng kết Đề tài KC.01.17 (v4) Cỏc ch vit tắt DSB viết tắt Digital Sound Broadcasting Phát số (nói chung) DRM viết tắt Digital Radio Mondiale : Phát số cho băng tần nhỏ 30MHz, phát số sóng trung sóng ngắn E147 viết tắt Eureka 147: Phát số theo tiêu chuẩn châu Âu E147 bắt đầu triển khai với mục đích ban đầu thay cho phát FM Bắt nguồn từ châu Âu, Eureka 147 phát triển nhiều nước giới từ năm 90, mang dịch vụ đa phương tiện với tốc độ đến 1,5Mbit/s băng III – VHF hay băng L Từ 2004 Hàn quốc, DMB (Digital Multimedia Broadcasting) phát triển tiếp tục DAB với dịch vụ đa phương tiện thức triển khai qua hệ thống vệ tinh ( S-DMB tiếp tục hệ thống mặt đất ( T-DMB) HD Radio viết tắt phát chất lượng cao High Definition Radio: HD Radio đưa thị trường Mỹ từ 2003, dựa kỹ thuật IBOC ( dải kênh – In Band On Channel) lúc đầu thiết kế để dùng cho VHF băng II kết hợp với hệ thống FM analog ISDB – T viết tắt Intergrated Services Digital Broadcast – Terrestrial: Là tiêu chuẩn phát số Nhật – tiêu chuẩn thiết kế để dùng cho chương trình âm truyền hình Page of B¸o c¸o tỉng kết Đề tài KC.01.17 (v4) OFDM l mt s hệ thống điều chế nhiều sóng mang sử dụng hàng trăm hàng ngàn sóng mang , hàng trăm hàng chục ngàn bít liệu phân bổ cho OFDM CIF ( Common Interleaved Frame) CIF khối tín hiệu COFDM CIF truyền theo chu kỳ 24ms chứa 55296 bit Đơn vị có địa nhỏ CIF CU có dung lượng 64 bit FM : phát điều tần AM : phát điều biên POTS :Plain Old Telephone Service 3G hệ thống công nghệ số hệ thứ ba dựa hệ thống UMTS ( Universal Mobile Telecommunications System LCD : hình tinh thể lỏng WAP ( Wireless Applications Protocol): giao thức ứng dụng không dây PAD ( Programm Associated Data) : thông tin kèm theo chương trình X- PAD( eXtended-Programm Associated Data) :dịch vụ liệu DVB-T ( Digital Video Broadcasting – Terrestial ): truyền hình số mặt đất DVB-H ( Digital Video Broadcasting Handhelds) :truyền hình số cho thiết bị cầm tay DQPSK: điều chế số National Radio Systems Committee- (NRSC) Uỷ ban hệ thống radio quốc gia Mỹ Các kỹ thuật nén MPEG AAC , SBR, MPEG CELP, HVXC Ensemble : tín hiệu tổng hợp ETI NI ( Ensemble Transport Interface Network Independent ) – giao diện mạng ghép kênh không phụ thuộc vào mạng ETI NA( Ensemble Transport Interface Network Adaption Layer)- giao diện mạng ghép kênh tương thích với tầng mạng CRC ( cyclic redundancy checks): phương pháp sửa lỗi FEC ( Forward Error Correction):sửa lỗi trước – UEP ( unequal error protection): kỹ thuật bảo vệ khơng đồng mức Page of B¸o c¸o tổng kết Đề tài KC.01.17 (v4) Simulcast - phỏt ng thời dịch vụ analog digital SFN (Single Frequency Network)- Mạng tần số -: Thiết lập mạng gồm nhiều máy phát, phát nội dung chương trình tần số MFN- Mạng sử dụng nhiều tần số: Khác với phát AM analog, phát AM số cho phép thu chương trình, máy thu chuyển thu tần số khác có chất lượng tốt hơn, tất nhiên phải phát nội dung Page of B¸o c¸o tỉng kÕt §Ị tµi KC.01.17 (v4) MỞ ĐẦU Đề tài “ Nghiên cứu ứng dụng công nghệ phát số Việt Nam” đề tài nghiên cứu cấp Nhà nước Chương trình KC.01 với mã số KC.01.17 Theo nội dung phê duyệt, đề tài “Nghiên cứu ứng dụng phát số Việt Nam” triển khai thời gian từ 1.2003 đến 9.2005 Trong trình thực hiện, đồng ý Bộ Khoa học Công nghệ Chương trình KC 01, đề tài điều chỉnh nội dung kinh phí nghiên cứu thử nghiệm ( phát thử nghiệm DRM thay cho DAB E147), thời gian thực (từ 12.2004 sang 9.2005 khn khổ kinh phí cấp) ( chi tiết xin xem thêm Phần V báo cáo tổng kết báo cáo tình hình thực đề tài ) Mục tiêu đề tài Nghiên cứu, phân tích, đánh giá, so sánh tiêu chuẩn phát số giới Thử nghiệm (phát sóng thử nghiệm, đưa phương án chế tạo thử mẫu máy thu số) Trên sở phân tích, đánh giá lý thuyết thử nghiệm: Lựa chọn tiêu chuẩn phát số cho phát Việt Nam: đánh giá yếu tố ảnh hưởng, khuyến nghị tiêu chuẩn phát số sử dụng Đài Tiếng nói Việt Nam để phủ sóng chuơng trình đối nội đối ngoại Nghiên cứu đưa kiến nghị lộ trình phát triển phát số Việt Nam: đánh giá yếu tố ảnh hưởng, xây dựng lộ trình triển khai chuyển từ phát analog sang phát số khu vực sản xuất chương trình, truyền dẫn phát sóng, máy thu Nghiên cứu đưa mơ hình cơng nghệ phát số Việt Nam Tính cấp thiết đề tài: Hiện ngành phát Việt Nam phát triển mạnh Hình thành mạng lưới đài phát từ trung ương tới địa phương Chất lượng phủ sóng chất lượng thu đáp ứng yêu cầu Diện phủ sóng đạt 87% dân số, tiêu mong muốn 99% Với công nghệ analog, phát triển ngành phát để đáp ứng nhu cầu phát triển xã hội gặp số khó khăn trở ngại sau: - Sẽ vơ tốn để mở rộng vùng phủ sóng - Mở thêm chương trình cần đầu tư thêm mạng phát sóng, truyền dẫn tín Page of B¸o c¸o tỉng kết Đề tài KC.01.17 (v4) hiu, kinh phớ u t lớn.Trong nhu cầu tăng thêm chương trình thiết - Chi phí khai thác mạng phát sóng cao, chủ yếu cho điện tiêu thụ - Chất lượng thu bị hạn chế tượng pha đinh, nhiều đa đường - Chất lượng sóng ngắn hạn chế, nhiều nước khơng chấp nhận để phủ sóng đối nội - Chuyển sang phát số xu tất yếu giới Việt Nam ngoại lệ Lý phát khơng có biên giới, cầu nối quốc gia độc lập; phương tiện nghe thống phổ cập tồn cầu Bên cạnh đó, phát số có ưu điểm nâng cao chất lượng chương trình, giảm chi phí khai thác, tăng nguồn thu với dịch vụ gia tăng; nâng cao hiệu sử dụng phổ tần số vô tuyến điện Tuy nhiên, giải pháp công nghệ lại đa dạng phát triển Từ vấn đề nêu thấy ngành phát Việt Nam phải làm chủ công nghệ, xác định bước cho tương lai phù hợp với điều kiện kinh tế trị đất nước Chính nghiên cứu cơng nghệ phát số công việc cần thiết Cách tiếp cận : Để đưa kiến nghị lựa chọn Bộ tiêu chuẩn phát số cho Tiếng nói Việt Nam lộ trình phát triển phát số cho Tiếng nói Việt Nam, cần tiến hành nghiên cứu nắm vững tiêu chuẩn phát số kết hợp xem xét nhiều yếu tố ảnh hưởng khác : xu phát triển phát số giới khu vực, chiến lược phát triển kinh tế xã hội Việt Nam, ngành phát Việt Nam ngành có liên quan (viễn thơng, truyền hình, cơng nghiệp điện tử ), khả phục vụ, tiêu chí kinh tế, kỹ thuật (điều kiện địa hình phủ sóng, khả tận dụng sở hạ tầng sẵn có, phổ tần số sử dụng, phạm vi áp dụng, sách phủ sóng, giá thành máy thu ) Mặc dù xu chuyển sang phát số tất yếu, để đảm bảo cho việc triển khai phát số thành công Việt Nam, phải khuyến nghị tiêu chuẩn lộ trình triển khai hợp lý phù hợp với thực tiễn, chuyển đổi cơng nghệ phát khơng liên quan tới ngành phát mà ảnh hưởng trực tiếp tới hàng triệu người nghe đài Ngoài cần thiết có định hướng thời gian liên quan tới việc phân định phổ tần vơ tuyến điện cho dịch vụ nói chung, định hướng cho ngành công nghệ chế tạo thiết bị, phối hợp ngành phát thanh, truyền hình, viễn thơng Page of B¸o c¸o tỉng kÕt §Ị tµi KC.01.17 (v4) Máy phát số sản phẩm công nghệ cao chuyên dụng Hiện Việt Nam sản xuất máy phát FM công suất nhỏ với số phận nhập ngoại.Trên giới nay, số hãng sản xuất máy phát số ít, chủ yếu số hãng lớn, có tiềm lực kinh tế Vì giai đoạn này, chưa đủ điều kiện công nghệ kỹ thuật để chế tạo máy phát số Việt Nam Do dựa vào kết nghiên cứu lý thuyết, kiến nghị chủng loại máy phát phát số dùng cho Việt Nam Đối với lĩnh vực máy thu số, sâu tìm hiểu cơng nghệ chế tạo máy thu số Hiện phát triển thị trường máy thu Việt Nam chưa đáp ứng mong muốn người làm phát công nghiệp điện tử Việt Nam Đa số máy thu sản xuất nước từ linh kiện khối nhập ngoại Tuy vậy, giá thành máy thu sản xuất nước khó cạnh tranh với máy nhập từ Trung quốc Việc sản xuất linh kiện/khối quan trọng chưa đầu tư quan tâm mức Hiện nay, rào cản cho phát triển phát số giới thị trường máy thu hạn chế Tồn vịng tác động khép kín: giá thành máy thu cao - số người có máy thu số cịn - dịch vụ phát chưa thể phát triển - điều dẫn đến hạn chế số lượng người nghe ảnh hưởng xấu đến phát triển thị trường máy thu Tuy nhiên nhu cầu phát triển phát số công nghiệp điện tử Việt Nam, việc nghiên cứu phương án để tiến tới chế tạo máy thu số yêu cầu xúc Dựa vào sở sản xuất lắp ráp máy thu Đài Tiếng nói Việt Nam, phối hợp với Khoa Điện tử Viễn thông Trường Đại học Bách Khoa Hà nội tận dụng khả hợp tác quốc tế rộng rãi, đề tài tiến hành nghiên cứu mô tiến tới chế tạo mẫu máy thu số Việc mô chế tạo với mục đích để nghiên cứu công nghệ máy thu số, đánh giá khả phổ cập máy thu số thị trường minh chứng phần cho tiêu chuẩn lựa chọn Thiết kế nghiên cứu : chia thành hai giai đoạn Giai đoạn : Nghiên cứu tiêu chuẩn phát số Nghiên cứu phân tích đánh giá tiêu chuẩn kể phạm vi ứng dụng khả phát triển tương lai Nghiên cứu, phân tích yếu tố ảnh hưởng tới tiến trình phát triển phát số số nước có tính đặc trưng đặc biệt quan tâm Page of