Lý dochọnđềtài
Ngày nay với sự bùng nổ của công nghệ thông tin đã thúc đẩy sự phát triểnmọi mặt kinh tế xã hội và nâng cao chất lượng sống con người, theo đó yêu cầu vềchấtl ư ợ n g c á c c h ư ơ n g t r ì n h t r u y ề n h ì n h , g i ả i t r í n g à y c à n g l ớ n L ĩ n h v ự c p h á t thanhtruyềnhìnhtrong mấynămtrởlại đâyđangcónhữngbướctiến nhảyvọt.Với những ưu điểm vượt trội của truyền hình số so với truyền hình tương tự, trongnhững năm qua, truyền hình số mặt đất đã phát triển mạnh mẽ trên thế giới nóichung và ở Việt Nam nói riêng.B ắ t đ ầ u g i ữ a 2 0 1 8 , V i ệ t N a m đ ã c ó c h ủ t r ư ơ n g thay thế các đài truyền hình từ trung ương đến địa phương bằng công nghệ số.Trước sức ép về lộ trình chuyển đổi hoàn toàn sang phát sóng số mặt đất trước năm2020, toàn bộ hệ thống truyền hình trên cả nước đã hoàn tất việc chuyển đổi sangtruyền hình số mặt đất thế hệ 2, DVB-T2 Sau khi đi vào hoạt động, vấn đề truyềndẫn phátsónghệthốnggặpkhông ítkhódo kênhtruyềnkhôngdây.
So với hệ thống truyền hình cáp và truyền hình Internet, kênh truyền dẫnkhông dây trong hệ thống DVB-T2 khắc nghiệt hơn nhiều, thậm chí còn khắcnghiệt hơn hệ thống truyền hình số vệ tinh Trong đó, tín hiệu cao tần mang cácchương trình truyền hình số DVT (Digital TeleVision) không chỉ bị mất khả nănglan truyền mà còn bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng che khuấttheo địa hình, bao gồm đồinúi, cây cối và các tòa nhà Tín hiệu đến máy thu từ các đường khác nhau bằngphản xạ và tán xạ Sự chồng chất của các tín hiệu vô tuyến từ các con đường khácnhaudẫnđếnsựbiếnđổibiênđộnhanhchóng(fastfading)cũngnhưtrảitrễcủ atínhiệuvôtuyến.Ngoàira,nếumáythuởtrạngtháidichuyểntốcđộcao,hiệu ứng Doppler và điều chế tần số ngẫu nhiên sẽ xảy ra Môi trường truyền dẫn khắcnghiệt đã đặt ra những yêu cầu rất nghiêm ngặt đối với công nghệ truyền dẫn lớpvật lý trong hệ thống phát sóng truyền hình số mặt đất DTTB (Digital TelevisionTerrestrial Broadcasting) đạt được độ tin cậy cần phải nghiên cứu mạnh mẽ [1].Theo đó, là cán bộ kỹ thuật của Đài phát thanh và truuyền hình, sau khi được đàotạo và bồi dưỡng kiến thức nâng cao, tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu đặc tính kênhtruyền củahệthốngtruyềnhìnhsốmặcđất”làm luậnvăntốtnghiệp khóahọc.
Tổngquantìnhhìnhnghiên cứu
Tình hìnhtrên thếgiới
Vào giữa những năm 1920, nhà phát minh người Scotland John Logie Baird đãchứng minh khả năng truyền thành công hình ảnh chuyển động được tạo ra bởi mộtđĩa quét với độ phân giải 30 dòng, đủ tốt để nhận biết khuôn mặt người Năm 1928,việc truyền tín hiệu truyền hình đầu tiên được thực hiện ở Schenectady, New
YorkvàđàitruyềnhìnhđầutiêntrênthếgiớiđượcthànhlậpbởiBBC(BritishBroadcasting Corporation) tại London 8 năm sau đó Sau thế chiến thứ II, kỷnguyên truyền hình đen trắng bắt đầu Các thông số kỹ thuật và thực hiện chi tiếtcủa dịch vụ truyền hình, bao gồm chụp ảnh, biên tập, sản xuất, phát sóng, truyền,thu và kết nối mạng, đã dần được hình thành Với sự phổ biến ngày càng tăng củangười xem truyền hình, truyền hình màu với trải nghiệm xem tốt hơn đã được phátminh để mô phỏng thế giới thực.Năm 1940, Peter Carl Goldmark với phòng thínghiệmCBS(ColumbiaBroadcastingSystem)đãphát minhramột hệt h ố n g truyền hình màu được gọi là hệ thống tuần tự trường Hệ thống này chiếm băngthông tương tự 12 MHz và được thực hiện bởi 343 dòng (ít hơn 100 dòng của TVđen trắng) ở các tốc độ quét trường khác nhau và do đó không tương thích với
Vàonhữngnăm1950,mộthệthốngtínhiệuTVmàuđượcgọilàNTSC(Ủy ban Tiêu chuẩn Truyền hình Quốc gia) đã được phát triển ở Hoa Kỳ để tương thíchvới TV đen trắng Lược đồ này sử dụng lược đồ mã hóa độ chói-sắc độ với các tínhiệuc hí nh m àuđỏ, x an h l á c â y vàx an hl a m ( R G B ) đượcmãhóat hà nh m ộ t t ínhiệu độ chói (Y) và hai tín hiệu màu (hoặc độ chói) được điều chế theo biên độ cầuphương(UvàV),vàtấtcảđượctruyềncùngmộtlúc.Năm1962,WalterBruch,
[14] một kỹ sư người Đức tại Telefunken, đưa ra hệ thống Đường dây thay thế pha(PAL)d ựa trê nh ệ th ốn g NT SC ởC ộ n g h ò a Li ê n b a n g Đứ c Hệ t h ố n g nàyt h ự c hiện đảo pha từng dòng của thành phần vuông góc của tín hiệu sắc độ trong hệthống NTSC và có thể bù lỗi pha một cách hiệu quả và tăng dung sai cho sai số phavi phân từ ± 12 ° đến ± 40 ° trong hệ thốngNTSC Hệ thống mới này đã được hơn120 quốc gia liên tiếp áp dụng và vào năm 1972, TrungQuốc cũng quyết định ápdụngnó.
Trong 70 năm đầu của thế kỷ XX, mặc dù sự phát triển của TV đã trải qua haigiai đoạn khác nhau (đen trắng và màu), nhưng đặc điểm cơ bản của truyền tín hiệutruyềnhìnhlàkhôngthayđổi,đólàtínhiệutruyềnhìnhliêntục,hoặcanalog,vàd o đó tại sao cả TV đen trắng và TV màu đều được gọi là tương tự Trong truyềntín hiệu truyền hình tương tự, biên độ, tần số, pha hoặc sự kết hợp của các thông sốnàycủasóngmangđượcthayđổiphùhợpvớinộidungcầntruyền.Dođó,điều chếtuyếntínhcũng nhưtruyềndẫnđạtđượctrongmộtbước.
Tìnhhìnhtrongnước
Sau khi có chủ trương số hóa hệ thống truyền hình, qua các cuộc thử nghiệmkhác nhau về 3 tiêu chuẩn truyền hình kỹ thuật số thì cuối cùng hội đồng Khoa họcĐài Truyền hình Việt Nam đã nhất trí trình lãnh đạo Đài ký quyết định lựa chọntiêu chuẩn truyền hình số mặt đất cho Việt Nam Vào 11h30 ngày 26/3/2001, ôngHồ Anh Dũng, Tổng Giám đốc Đài THVN, đã chính thức ký quyết định lựa chọntiêuc h u ẩ n t r u y ề n h ì n h s ố m ặ t đ ấ t D V B -
T , đ á n h d ấ u t h ờ i đ i ể m b ắ t đ ầ u c ủ a q u á trình chuyển đổi từ công nghệ phát sóng truyền hình tương tự sang truyền hình sốcủatruyềnhìnhViệtNam.
Năm 2011, Công ty Nghe nhìn Toàn cầu (AVG) phát sóng truyền hình số mặtđất theo phiên bản DVB-T2, phủ sóng khoảng 50% hộ dân Cũng trong năm này,Thủ tướng Chính phủ Nguyễn Tấn Dũng đưa ra đề án số hóa truyền hình nhằmchuyển đổi tín hiệu phát sóng truyền hình tương tự sang truyền hình số mặt đấtDVB-T2, mục tiêu đến năm 2020, 100% hộ dân ở Việt Nam có thể xem đượcTruyềnhìnhsố.[15] Đếnnăm2020,ViệtNamchínhthứchoànthànhđềánsốhóatruyềnhình.Từ0h ngày 28 tháng 12 năm 2020, 15 địa phương cuối cùng trong lộ trình số hoátruyền hình mặt đất bao gồm: HàGiang, Cao Bằng, Bắc Kạn, Tuyên Quang, LàoCai, Yên Bái, Lạng Sơn, ĐiệnBiên, Lai Châu, Sơn La, Hòa Bình, Kon Tum, GiaLai, Đắk Lắk, Đắk Nông ngừng phát sóng truyền hình tương tự Việt Nam hoànthành Đề án số hóa truyền dẫn,phát sóng truyền hình mặt đất (Đề án số hóa truyềnhình)đếnnăm2020đượcbanhànhtheoQuyếtđịnhsố2451/QĐ-TTgngày27/12/2011 củaThủ tướngChính phủ [15]
Mụcđíchnghiên cứu
Mụcđíchnghiêncứu
Mục đích nghiên cứu của luận văn là nghiên cứu lý thuyết tổng quan về côngnghệ truyền hình số mặt đất thế hệ 2 DVB-T2 và đặc tính kênh truyền của hệ thốngtruyền hìnhsốmặtđất.
Nhiệmvụnghiêncứu
- Nghiên cứu các đặc tính kỹ thuật của hệ thống truyền hình số mặt đất theo tiêuchuẩn châuÂu(DVB).
Đốitượng,phạmvinghiên cứu
Luận văn tập trung nghiên cứu cơ sở lý thuyết, đặc tính kỹ thuật và đặc tínhkênh truyềncủahệthốngtruyềnhìnhsốmặtđấtDTTB.
Phương phápnghiêncứu
Nghiên cứu lý thuyết, thu thập thông tin khoa học trên cơ sở tìm hiểu các vănbản, tài liệu và các công trình liên quan bằng các thao tác tư duy logic Phân tích vàtổng hợp thành luận chứng khoa học Tổng hợp liên kết từng mặt, từng bộ phậnthông tin đã được phân tích tạo ra một hệ thống lý thuyết mới từ đầu đến cuối vàsâusắcvềcôngnghệtruyềnhìnhsố mặtđấtthếhệ2.
Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với phần mềm mô phỏng Matlab để làm rõ bảnchấtvà cácvấnđềcủađốitượngnghiên cứu.
Cấu trúcluậnvăn
Nộidungchương nàysẽtrìnhbàyvềlịch sử vàsựphát triểncủatruyềnhìnhsố.
Ngoàiracũng trìnhbày tổng quan vềhệthống truyềnhình sốmặtđất.
Trong chương này sẽ trình bày các đặc tính kỹ thuật của hệ thống truyền hình sốmặtđấtDVB-T vàDVB-T2.
Chương 3:Đặctínhkênhtruyền củahệthốngtruyềnhình sốmặt đất
Chươngnàysẽgiớithiệungắngọnvềcácđặctínhcơbảncủakênhvôtuyếnvới hai mô hình toán học cơ bản Trên cơ sở đó, phân tích chi tiết các đặc tính củakênh.
Ýnghĩakhoahọcvàthựctiễncủađềtài
Kỷnguyên TVmàu tươngtự
Truyền hình đen trắng là bước mở đầu cho việc truyền các hình ảnh đi xa. Nóđược nghiên cứu và chế tạo vào những năm 60 của thế kỷ XX với những ống thuhình Vidicon Truyền hình đen trắng đã từng được sử dụng ở hầu hết các quốc giatrênthế giới, cùng với sự phát triển nhanh chóngcủa đènđiệnt ử t h ì c á c t h i ế t b ị của truyền hình đen trắng có độ ổn định hơn, chất lượng tốt hơn Tuy nhiên truyềnhình đen trắng lại có nhược điểm rất lớn là không có khả năng truyền đi các hìnhảnhcómàusắcnhưtrongthựctế.Dođó,năm1957,hệtruyềnhìnhmàuđầutiên đãrađờitạiPháp,đãmở racuộccách mạngđốivớinềncôngnghiệptruyềnhình.
Hiện nay, có 3 loại công nghệ truyền hình tương tự chính được sử dụng trêntoàn thế giới dựa trên tiêu chuẩn mã hóa hình ảnh NTSC, SECAM và PAL và sửdụng điều chế RF để điều chế tín hiệu sóng mang VHF hoặc UHF Mỗi khung hìnhcủa một hình ảnh truyền hình bao gồm các dòng quét trên màn hình Các dòng cóđộ sáng khác nhau, tập hợp toàn bộ dòng được vẽ một cách nhanh chóng để mắtngười cảm nhận nó như là một hình ảnh Các khung hình tiếp theo tuần tự đượchiển thị, cho phép mô tả chuyển động Các tín hiệu truyền hình tương tự có thôngtin về thời gian và đồng bộ để máy thu có thể tái tạo lại một hình ảnh hai chiềuchuyểnđộngtừmộttínhiệu mộtchiềubiếnthiên chậm.
- Tiêu chuẩn NTSC được phát triển tại Mỹ và lần đầu tiên được sử dụng trongnăm 1954, NTSC hiện là tiêu chuẩn truyền hình lâu đời nhất Nó bao gồm quétdòng là525và tầnsốquéthình là60Hz.
- Tiêu chuẩn SECAM được phát triển ở Pháp và lần đầu tiên được sử dụngvàonăm 1967.Nósử dụng quét dòng 625 vàtần số quét hìnhlà 50Hz. Cácl o ạ i tiêu chuẩn khác nhau sử dụng băng thông video và thông số kỹ thuật cung cấp dịchvụâm thanhkhácnhau.
- Tiêu chuẩn PAL được phát triển ở Đức và lần đầu tiên được sử dụng vàonăm 1967 Đây là một biến thể của NTSC, chuẩn PAL sử dụng quét dòng 625 vàtần số quét hình là 50Hz Các tiêu chuẩn khác nhau sử dụng băng thông video vàthông số kỹ thuậtcungcấpdịch vụ âm thanh khácnhau.
Trong kỷ nguyên truyền hình tương tự, các tiêu chuẩn đều có những phươngtiện truyền dẫn tín hiệu cho riêng mình Các thiết bị mạng có giá thành cao nên cácmạng truyền hình mặt đất đều trực thuộc nhà nước hoặc chính phủ Các chuẩnkhông có khả năng giao tiếp với nhau nên đòi hỏi các quốc gia phải có hệ thốngtruyền hình mặt đất riêng cho mình Hệ thống truyền hình tương tự bao gồm hệthốngsảnxuấtchươngtrìnhtruyềnhình(quayhậutrường,chỉnhsửa,hoànth iệnvà lưu trữ video), phát sóng (tạo ra composite video, điều chế, khuếch đại, phátsóng) và tiếp nhận (thu tín hiệu từ anten, giải điều chế của máy thu truyền hình vàhiển thịhình ảnhvàâmthanhđếnngườixem)vớitấtcảcáctín hiệu làtươngtự.
Ngày nay, thông tin kỹ thuật số được tạo ra trong phòng thu Với truyền hìnhkỹ thuật số, tất cả các quá trình là kỹ thuật số, các hình ảnh, âm thanh và tất cả cácthôngtin bổs u n g đ ư ợ c t ạ o r a , t r u y ề n đ i v à n h ậ n đ ư ợ c t í n h i ệ u k ỹ t h u ậ t s ố Đ i ề u này cho phép định dạng tốt nhất cho hình ảnh và âm thanh, hình ảnh rộng hơn sovới bản gốc (màn hình toàn cảnh), với mức độ cao hơn về độ phân giải (độ phângiảicao) và âm thanhstereo.
Các hệ thống truyền hình số với những ưu điểm vượt trội so với truyền hìnhtương tự ở khả năng chống nhiễu cũng như tăng hiệu quả băng thông đang ngàycàng phát triển và được nghiên cứu ở nhiều quốc gia Do đó, xu hướng hiện nay làchuyểnđổisangtruyềnhìnhsố.
Kỷnguyên truyềnhìnhsố
Nhu cầu của mọi người về chất lượng âm thanh và hình ảnh tốt hơn của tínhiệu TV luôn là động lực to lớn cho ngành phát thanh truyền hình và điều này dẫnđến việc phát minh ra truyền hình số (DTV) Ngoài ra, do những đột phá kỹ thuậtđáng kể trong lĩnh vực xử lý tín hiệu số (bao gồm thu nhận tín hiệu, ghi, nén, lưutrữ, phân phối, truyền và nhận), ngành bán dẫn và các ngành liên quan khác trongnửa thế kỷ qua, ngành phát thanh truyền hình hiện đang nắm lấy giai đoạn quantrọng thứbatronglịchsửcủanó,tứclàkỷ nguyênDTV.
Những ưu điểm của DTV so với truyền hình tương tự truyền thống có thểđượctóm tắtnhưsau:
Khả năng chống nhiễu tốt hơn, không tích tụ tiếng ồn và tín hiệu chất lượngcao.Sau khisốhóa,tínhiệu tương tựđượcchuyển thànhchuỗinhịphân(haimức).
Hiệu suất truyền cao hơn và linh hoạt hơn trong ghép kênhDễdàngmãhóavàhỗtrợ cácdịchvụ tươngtác
Dễdàng lưutrữ,xửlývàphân phốitrong môitrường mạng
Hình1.1:Sơđồcấu trúctổng quátcủahệthống truyền hình số
Thành phầncủahệthốngDTV
Hệ thống phát sóng DTV (Digital television) hoàn chỉnh bao gồm ba thànhphần chính; hệ thống đầu cuối chuyển đổi, hệ thống truyền tải / mạng phân phối vàhệthốngđầucuốingườidùng.
Hệ thống đầu cuối truyền để phát sóng DTV là thiết bị chuyên nghiệp cho đàitruyền hình và nó chủ yếu bao gồm máy quay video, máy ghi hình, thiết bị lưu trữ,máy tạo hiệu ứng đặc biệt, máy biênt ậ p , m á y p h ụ đ ề , b ộ m ã h ó a â m t h a n h v à video. Đơn vị xử lý thông tin thường bao gồm hệ thống lập lịch chương trình, hệthống quản lý người dùng, bộ ghép kênh và hệ thống truy cập có điều kiện (CA).Hệ thống lập kế hoạch chương trình là một nền tảng cho các ứng dụng hệ thống vàquản lý dịch vụ Hệ thống quản lý người dùng chịu trách nhiệm xử lý thông tin tàikhoản của người dùng Bộ ghép kênh là bộ phận cốt lõi của đơn vị và chịu tráchnhiệm lập nội dung, bao gồm chọn lại, phân bổ, ghép kênh và phân phối nội dungđượcthuthậptừcácnơikhácnhauđếncáckênhkhácnhauvớisựkiểmsoátcủa hệthốnglậpchươngtrình.
Các mạng điển hình để truyền và phân phối tín hiệu DTV bao gồm phát sóngmặtđất,cápvàvệtinh.
Các số liệu thống kê cho thấy truyền hình mặt đất vẫn là hình thức phát sóngtruyền hình quan trọng và phổ biến nhất Để thích ứng với môi trường truyền dẫnphức tạp nhất đối với phát sóng mặt đất, các công nghệ và khối chức năng trong hệthống DTTB không chỉ khác với truyền hình tương tự mà còn có thể khác vớitruyền hình vệ tinh hoặc truyền hình cáp Mạng truyền dẫn phát sóng mặt đất chủyếu sửdụngmạngđơntầnSFN,bộkích thích vàbộ truyền.
Truyền hình số mặt đất có diện phủ sóng hẹp hơn so với truyền qua vệ tinh,song dễ thực hiện hơn so với mạng cáp Cũng bị hạn chế bởi băng thông nên sửdụng phương pháp điều chế OFDM nhằm tăng dung lượng dẫn qua một kênh sóngvà khắc phục hiện tượng nhiễu ở truyền hình mặt đất tương tự Phương phápn à y có nhữngđặcđiểm:
- Trong phạm vi phủ sóng, chất lượng ổn định, khắc phục được các vấn đềphiền toáinhưhìnhảnhcóbóng,cannhiễu,tạpnhiễu,tạp âm…
- Máy thu hình có thể được lắp đặt dễ dàng ở các vị trí trong nhà, có thể xáchtayhoặclưuđộngngoàitrời.
- Có thể linh hoạt chuyển đổi từ phát chương trình có hình ảnh và âm thanhchất lượng cao (HDTV) sang phát nhiều chương trình chất lượng thấp hơn vàngượclại.
Tuy nhiên,phương thứctruyền hình sốmặtđấtcũngcómộtsốnhượcđiểm:
- Kênh bịgiảmchấtlượngdohiện tượngphản xạđađường (multipath).
- Do phân bố tần số khá dày trong phổ tần đối với truyền hình, giao thoa giữatruyền hìnhtương tựvàsố làvấnđềphảicầnxemxét.
Nhìn chung cả 3 phương pháp truyền dẫn truyền hình số ở trên đều có nhữngưu, nhược điểm riêng và chúng sẽ bổ sung, hỗ trợ lẫn nhau Nếu truyền hình qua vệtinh có thể phủ sóng một khu vực rất lớn với số lượng chương trình lên đến hàngtrăm thì tín hiệu số trên mặt đất dùng để chuyển các chương trình khu vực, nhằmvào mộtsố lượngkhônglớnngườithu. Đồng thời, ngoài việc thu bằng anten cố định trên mái nhà, truyền hình số mặtđất còn cho phép thu được bằng anten nhỏ của máy tính xách tay, thu trên di động(trên ôtô, máy bay…) Truyền hình số truyền qua mạng cáp phục vụ thuận lợi chođối tượng là cư dân ở các khu đông đúc, không có điều kiện lắp anten thu vệ tinhhay antenmặtđất.
Mạngđơntần SFNcủamô hìnhkênh hệthốngtruyềnhìnhsốmặtđất
SFN(Single-FrequencyNetwork)là một tính năngrất quantrọngc ủ a h ệ thống DTV giúp phân biệt nó với hệ thống truyền hình tương tự Nếu kênh được sửdụngtrongmột lĩnhvực kinhdoanh, thì kênh đósẽ không được phéps ử d ụ n g trong các lĩnh vực kinh doanh khác Đây là lý do chính mà kênh cấm(taboochannel) được sử dụng, và gọi là mạng đa tần MFN (MultiFrequencyNetwork) sửdụng trong các hệ thống truyền hình tương tự Tuy nhiên, SFN yêu cầu một số máyphát truyền cùng một tín hiệu chính xác tại cùng một thời điểm và cùng một tần sốđể đạt được vùng phủ sóng đáng tin cậy trong một vùng dịch vụ nhất định [11].SovớiMFN,SFNcónhữngưuđiểmsau:SFNrõràngcóthểđạtđượcviệcsửdụng phổ tần tốt hơn và có thể cung cấp cường độ tín hiệu phân bố đồng đều hơn trongvùng phủ mong muốn Độ lợi phân tập từ các máy phát khác nhau trong cùng mộtkhu vực dịch vụ có thể nâng cao hiệu suất thu đáng kể và/hoặc giúp giảm công suấtphát tổng thể Bằng cách điều chỉnh mật độ của các máy phát, chiều cao cũng nhưvị trí của các tháp và công suất phát của mỗi máy phát, có thể đạt được vùng phủsóngv à h i ệ u s u ấ t p h ổ t ố t h ơ n v ớ i c á c đ i ể m m ù đ ư ợ c g i ả m t h i ể u h i ệ u q u ả h o ặ c thậm chí bị loại bỏ hoàn toàn [12] Việc áp dụng khái niệm SFN cho các hệ thốngtruyền hình số mặt đất thu hút rất nhiều sự chú ý do ưu điểm của hiệu suất phổ cao Có hai sơ đồ cơ bản để xây dựng SFN Người ta sử dụng một sốm á y p h á t c ô n g suất cao để đạt được vùng phủ sóng cho một khu vực rộng lớn, thậm chí cho mộtquốc gia Cáchkháclànhận ra SFN bằng cáchs ử d ụ n g m ộ t m á y p h á t c ô n g s u ấ t cao và một số
“khe hở” hoặc “bộ lặp trên kênh” có công suất thấp hơn nhiều Cácbộ lọc lặp chủ yếu được sử dụng để cung cấp phạm vi phủ sóng bổ sung cho nhữngđiểm mù không được máy phát công suất cao che phủ Vì SFN yêu cầu tất cả cácmáy phát trong vùng dịch vụ phải truyền cùng một tín hiệu chính xác tại cùng mộtthờiđiểmvàtầnsố,nênmáythutrongvùngdịchvụsẽnhậnđượcrấtnhiềubả nsaoc ủ a c ù n g m ộ t t í n h i ệ u g ố c t ừ c á c m á y p h á t k há c nhau t h ô n g q u a c á c đườ ngkhác nhau Việc sử dụng SFN có thể tạo ra các hiệu ứng đa đường nghiêm trọnghơn, có nghĩa là, ngoài đa đường từ phản xạ và tán xạ, các tín hiệu được truyềntừcác máy phát khác ở cùng tần số có khả năng tạo ra một lượng lớn đa đường nhântạo, trong số đó có độ trễ và cường độ tín hiệu cao Độ trễ nhân tạo phụ thuộc vàokhoảngc áchcủ a cácmáyphát.Vídụ,khikhoảngc áchcủ a haimáyphátlà1 00km, độ trễ có thể lên tới 330μs Hệ thống SFN, khoảng cách của hai máy pháts Hệ thống SFN, khoảng cách của hai máy phát phảiđượcl ự a c h ọ n c ẩ n t h ậ n đ ể đ ả m b ả o r ằ n g đ ộ t r ễ n h â n t ạ o c ộ n g v ớ i t r ả i p h ổ đ a đường cực đại vẫn nhỏ hơn độ dài của khoảng bảo vệ Các thành phần đa đường cóđộ trễ dài và cường độ mạnh đó sẽ làm tăng đáng kể sự fading chọn lọc tần số củakênh phát sóng vô tuyến và do đó đặt ra nhiều yêu cầu nghiêm ngặt về thiết kế máythu Hiệu ứng đa đường động liên quan nhiều đến sự dịch chuyển tần số Doppler,giátrịlớnnhấtcủanóđượcxácđịnhbởitốcđộdichuyểnđầucuối củahệthống.
Trong mô hình kênh đa đường, độ trễ τ)l của mọi thành phần đa đường là giátrị tuyệt đối theo thời gian Tại đầu thu, tín hiệu được lấy mẫu tại hệ thống chu kỳkýhiệuTssaukhitínhiệuđiquabộ chuyểnđổitầnsốxuốngvàbộlọcphùhợp.
Cácchuẩntruyềnhình
Hoa Kỳ là một trong những quốc gia khởi xướng sự phát triển của DTV và đãhoànthành thành côngvà suôn sẻviệcchuyểnmạch từanalog sangkỹthuậtsố.
Một số quốc gia khác, bao gồm Canada, Mexico, Hàn Quốc và Honduras, đãápdụngtiêu chuẩnATSC
Châu Âu thăng hạng DTV rất nhanh và thành công Đến giữa năm 2013, gần20 quốc gia, bao gồm Đức, Tây Ban Nha, Na Uy, Hà Lan, Bỉ, Phần Lan và Vươngquốc Anh (UK), đã hoàn thành quá trình chuyển đổi từ truyền hình tương tự sangkỹ thuật số Tương tự như Hoa Kỳ, các quốc gia này cũng đã sử dụng luật pháp vàtàit r ợ c ủ a c h í n h p h ủ đ ể đ ả m b ả o q u á t r ì n h c h u y ể n đ ổ i s u ô n s ẻ t ừ a n a l o g s a n g DTV.Vương quốc Anh làmột trong những quốc giabắt đầu nổ lựcquảngb á DTV, cónhiều nhất trongcác nhà điềuhànhtruyềnhìnhtrảtiềnqua vệt i n h , British Sky Broadcasting Group PLC (BSkyB) và đài truyền hình công cộng,British BroadcastCorporation(BBC).
Với truyền hình số mặt đất, hiện tại hầu hết các nước trên thế giới đang sửdụng cácchuẩntruyềnhìnhsau:
Tiêu chuẩn ATSC DTV ban đầu được thiết kế cho các hệ thống phân phối cápvà phát sóng trên mặt đất để thu các chương trình HDTV ngoài trời Hệ thốngtruyền tải video, âm thanh và dữ liệu phụ chất lượng cao trong kênh 6 MHz và cóthể cung cấp tốc độ dữ liệu tải trọng xấp xỉ 19Mbps trong kênh quảng bá mặt đất6MHz bằng cách sử dụng điều chế dải biên tiền đình tám cấp (8-VSB) Hệ thốngbao gồm một hệ thống con nén và mã hóa nguồn, một hệ thống con ghép kênh vàtruyền dịch vụ, và một hệ thống con truyền dẫn RF Hình ảnh với nhiều chất lượngcót h ể được c u n g c ấ p b ằn g 1 8 l o ạ i đ ịn hd ạ n g vi de o (S D ho ặ c HD,q ué tl i ên t ụ c hoặcxenkẽ,cũngnhưcáctốcđộ khunghìnhkhácnhau).
Hệ thống ISDB-T được thiết kế để thu phát sóng trong nhà và ngoài trời,diđộng và di động của các dịch vụ tích hợp, bao gồm âm thanh, video, đồ họa và vănbản từ LDTV đến HDTV Hệ thống ISDB sử dụng công nghệ phân đoạn-
OFDM(có1 3p h â n đ o ạ n c h o b ă n g t h ô n g 6 M Hz ) vàb an đ ầ u được p h át tri ển c h ob ă n g thông 6MHz với tốc độ bit thực nằm trong khoảng từ 280,85 đến 1787,28 kbps chomỗiphânđoạn.Thônglượngdữliệutổngthểlàtừ3,65đến23,23Mbps,phùhợp để thực hiện các loại luồng dịch vụ khác nhau, bao gồm cả HDTV Các phân đoạnđó trong phổ tần số có thể được kết hợp và đối sánh một cách tuyệt vời để có thểmang nhiều loại dịch vụ khác nhau trong cùng một băng tần hoạt động, trong cácdịchvụ DTVdiđộngcụ thể.
Hệ thống DVB-T được thiết kế để thu sóng trong nhà và ngoài trời cũng nhưhỗ trợ thu sóng di động các dịch vụ video và âm thanh kỹ thuật số cũng như cácchương trìnhđaphươngtiện.
Tốc độ dữ liệu tải trọng trong kênh 8 MHz nằm trong khoảng từ 4,98 đến31,67Mbps,tùythuộcvàoviệclựachọncácthamsốmãhóakênh,kiểuđiềuchếv à khoảngthời gianbảovệ DVB-T là một hệ thống OFDMs ử d ụ n g c á c m ã s ử a lỗi theo tầng Hệ thống có thể hỗ trợ các cấu trúc mạng khác nhau, bao gồm mạngđơn tần số lớn (SFN) và mạng máy phát đơn, trong khi vẫn duy trì hiệu suất phổcao Đối với mã hóa nguồn, tiêu chuẩn DVB yêu cầu hệ thống DTV sử dụng thuậttoán nén MPEG- 2duynhất và luồngtruyềntải MPEG-2(TS) và phươngp h á p ghépkênh.
DTMB được thiết kế để hỗ trợ các yêu cầu khác nhau đối với các dịch vụ phátsóng như HDTV, SDTV và truyền phát dữ liệu đa phương tiện Nó có thể cung cấpvùng phủ sóng diện rộng bao gồm SFN và hỗ trợ cả thu sóng (trong nhà và ngoàitrời) và thu sóng di động DTMB sử dụng cả điều chế đơn và đa sóng mang với cấutrúc khung duy nhất được gọi là OFDM đồng bộ miền thời gian (TDS-OFDM) vàsử dụng mã chẵn lẻ mật độ thấp (LDPC) làm mã bên trong Bằng cách kết hợp tấtcả các tính năng kỹ thuật với nhau, DTMB đã được chứng minh là có thể cung cấpkhả năng đồng bộ hóa hệ thống nhanh chóng, độ nhạy nhận tốt hơn, hiệu suất hệthống tuyệt vời chống lại hiệu ứng đa đường, hiệu suất phổ cao và khả năng hỗ trợdịchvụ đaphươngtiện.
Kếtluậnchương1
Chươngnàyđãtrìnhbàyvềlịchsửvàsựpháttriểncủatruyềnhìnhkỹthuậtsố và tương tự trong thế kỷ qua Sự phát triển của DTV đã không có tác động đángkể đến ngành công nghiệp phát thanh truyền hình nói trên và ngoài thời đại truyềnhình tương tự (bao gồm cả truyền hình đen trắng và truyền hình màu) DTV có thểsử dụng phổ tần một cách hiệu quả và cung cấp nhiều dung lượng hơn so với phátsóng truyền hình tương tự(do đó, nhiều chương trình hơn), hình ảnh chất lượng tốthơn và chi phí vận hành thấp hơn Tuy nhiên, hệ thống phát sóng truyền hình kỹthuật số mặt đất sử dụng phương thức phát sóng qua sóng cho người dùng thay vìkết nối đĩa vệ tinh hoặc truyền hình cáp Các hệ thống phát sóng này sẽ tạo ra môitrường lantruyềnkhắcnghiệtnhất,đòihỏimộtthiếtkếhệthống.
Giớithiệuchung
Hiện tại, bốn tiêu chuẩn DTTB thế hệ đầu tiên đã được ITU chấp thuận chínhthức: Ủy ban Hệ thống Truyền hình Tiên tiến ATSC (Advanced Television SystemCommitee);PhátsóngvideokỹthuậtsốMặtđấtDVB-
T(DigitalVideoBroadcasting); ISDB-T (Dịch vụ Tích hợp Mặt đất Kỹ thuật số đúc); và DTMB(Truyền hình đa phương tiện kỹ thuật số mặt đất / truyền hình).
Mã hóa kênh, kỹthuật điều chế và chế độ hoạt động được hỗ trợ bởi các tiêu chuẩn này sẽ được giớithiệuvàthảoluậnchitiếttrongchươngnày.
Chuẩn truyền hình số sử dụng quá trình nén và xử lý số để có khả năng truyềndẫnđ ồn gt h ời nhiều ch ương t rì nh t ru y ề n h ìn ht ro n g mộ t dòng dữl iệ u, cung c ấ p chất lượng ảnh khôi phục tùy theo mức độ phức tạp của máy thu Chuẩn truyềnhình số là một sự thay đổi đáng kể trong nền công nghiệp sản xuất và quảng bá cácsản phẩm truyền hình.
Nó mang lại tính mềm dẻo và hiệu quả sử dụng cao do cónhiều dạng thức hình ảnh khác nhau trong nén số Hiện nay, trên thế giới tồn tạisong song ba tiêu chuẩn truyền hình số Trong đó DVB-T là tiêu chuẩn đang đượcứngdụngvàsửdụngrộngrãinhấtởnhiềuquốcgia.
HệthốngtruyềnhìnhsốmặtđấtDVB-T
DVB-T (Digital Video Broadcast – Terrestrial) là tiêu chuẩn truyền hình sốđược tổ chức ETSI (European Telecommunications Standards Institute) công nhậnvào tháng2năm1997.
DVB-T sử dụng kỹ thuật ghép kênh phân chia theo mã trực giao tần sốCOFDM(CodeOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing).COFDMlàk ỹ thuật có nhiều đặc điểm ưu việt, có khả năng chống lại phản xạ nhiều đường, phùhợpvớicácvùngdân cưcóđịahìnhphức tạp,chophépthi ết lậpm ạngđơn t ầnSFN (Single Frequency Network) và có khả năng thu di động, phù hợp với cácchương trìnhcóđộnétcao HDTV.
Hệ thống DVB-T có thể xử lý không chỉ kênh Gauss mà còn với cả kênhRiceanv à R a yl e ig h v à c ó t h ể x ửl ý t ố t cá ct iế ng v ọ n g đa đườn g tĩnh v à độ ngởmứccao(0-dB),độtrễdài.Hệthốngnàycóthểkhắcphụcmộtcáchđángtincậy nhiễu do tín hiệu trễ gây ra, bao gồm cả tiếng vọng do địa hình và tòa nhà phát rahoặctínhiệuđượctruyềnbởimáy pháttừxatrongmôitrườngSFN.
DVB-T có nhiều tham số để đáp ứng nhiều loại tỷ lệ sóng mang trên nhiễu vàđặctínhkênh.
Các thông số đó cho phép các đài truyền hình lựa chọn chế độ thích hợp nhất.CáckếthợpkhácnhaucủađiềuchếQAMvàcáctốcđộmãbêntrongkhácnhau có thể được sử dụng để cân bằng giữa tốc độ bit và độ mạnh Hệ thống cũng hỗ trợmã hóa và điều chế kênh phân cấp hai cấp, bao gồm cả chòm sao đồng nhất và đaphângiải.
Tín hiệu nguồn là tín hiệu số hay tương tự được biến đổi thành các dữ liệu số.Cácchuẩn tínhiệu s ốđượcđịnhdạngsa o chotươngthí ch vớihệhống m ã
Tínhiệuvideocótốcđộbitrấtlớn,chẳnghạnchuẩnCCIR601thìtốcđộbit tănglên đến270 Mbps Để các kênht r u y ề n h ì n h q u ả n g b á c ó đ ộ r ộ n g 8 M H z c ó thể đáp ứng cho việc truyền tín hiệu số, cần phải giảm tốc độ bit bằng nhiều cáchnén tínhiệuvideo.
Mã hóa nguồn dữ liệu thực hiện nén số ở các tần số nén khác nhau Việc nénđược thực hiện bằng bộ mã hóa MPEG-2 Việc mã hóa dựa trên cơ sở nhiều khunghình ảnhchứanhiềuthôngtinvớisựsaikhácrấtnhỏ.
Do đó, MPEG làm việc bằng cách chỉ gửi đi những sự thay đổi này và dữ liệulúc này có thể giảm từ 100 đến 200 lần Với tín hiệu Audio cũng vậy, việc nén dựatrên nguyênlýtai nghe người khó phân biệt âm thànht r ầ m n h ỏ s o v ớ i â m t h a n h lớnkhichúngcóthểbỏ đivàkhôngđượcsửdụng.
Mã hóa nguồn chỉ liên quan đến các đặc tính của nguồn Phương tiện truyềnphátkhôngảnhhưởngđếnmã hóanguồn.
Gói và đa hợp Video, Audio và các dữ liệu phụ vào một dòng dữ liệu phụ ởđây là dòng truyền tải MPEG-2 Nhiệm vụ của mã hóa kênh là làm cho tín hiệutruyền phátsóngphùhợpvớikênhtruyền.
Trong truyền hình số mặt đất mã được sử dụng là mã Reed-Solomon. MãReed-Solomon được sử dụng rộng rãi trong hệ thống thông tin ngày nay do có khảnăng sửalỗirấtcao.
- Điều chế: Điều chế tín hiệu phát sóng bằng dòng dữ liệu, quá trình này bao gồm cả mãhóa truyền dẫn, mã hóa kênh và các kỹ thuật hạ thấp xác suất lỗi, chống lại các suygiảmchấtlượngdophađinh,tạpnhiễu.
BộchiatáchluồngvậnchuyểnđếnthànhhailuồngvậnchuyểnMPEGđộc lập, tương ứng với các hệ thống ưu tiên cao và ưu tiên thấp Hai luồng bit này đượcánh xạ vào chòm sao tín hiệu bởi bộ điều chế và ánh xạ Để đảm bảo rằng tín hiệuđược truyền bởi một hệ thống phân cấp như vậy có thể được xử lý bởi một bộ thuđơngiảnvàbảnchấtphâncấpđượcgiớihạntrongviệcmãhóavàđiềuchếkênh phân cấp mà không sử dụng mã nguồn phân cấp Do đó, dịch vụ chương trình cóthể được mô phỏng như một phiên bản tốc độ bit thấp, được bảo vệ tốt hơn và mộtphiên bản khác có tốc độ dữ liệu cao và ít bảo vệ hơn Nói cách khác, các chươngtrìnhhoàntoànkhácnhaucóthểđượctruyềntrêncácluồngtruyềntảiriê ngbiệtvới sự bảo vệ khác nhau Trong cả hai trường hợp, bộ thu yêu cầu các khối đó chohoạt động nghịch đảo: bộ tách sóng bên trong, bộ giải mã bên trong, bộ khử xen kẽbên ngoài,bộ giảimãbênngoàivàbộ phânkênh.
Dòng số vào của hệ thống được tổ chức thành các gói có độ dài cố định chínhlà đầu ra của bộ ghép truyền dẫn các dòng MPEG-2 Chiều dài tổng cộng của mỗigóisaubộghéplà188byte,trongđócómộtbytechứctừmãđồngbộ.Thứtựxửlýởp híaphátluônluôntheothứtựtừbitMSB(bit0)củabytechứatừmãđồngbộ Để đảm bảo các chuyển đổi nhị phân được thực hiện chính xác thì dữ liệu củakhốighépkênhMPEG- 2đầuvàohệthốngđượcmã hóa.
Dữ liệu vào: 1011100xxxxxxxx… Dãy PRBS:
Việcn ạ p d ã y 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 v à o t h a n h g h i P R B S đ ư ợ c b ắ t đ ầ u t ạ i đ ầ u của mỗi lượt gói truyền dẫn Để cung cấp tín hiệu khởi tạo cho bộ giải nhiễu tínhiệu (descrambler), byte đồng bộ của gói truyền dẫn đầu tiên trong nhóm 8 gói cácbit được đảo lại Toàn bộ quá trình được gọi là quá trình thích nghi ghép truyềndẫn.
Bit đầu tiên tại đầu ra bộ tạo PRBS sẽ là bit đầu tiên (MBS) của byte đầu tiênsau byte từ mã đồng bộ đã được đảo Để hỗ trợ thêm các chức năng đồng bộ, trongthời gian của các byte đồng bộ của 7 gói truyền dẫn ngay sau đó, chuỗi PRBS vẫnđược tạo nhưnglại khônglấyra khiếnc á c b y t e đ ồ n g b ộ n à y k h ô n g đ ư ợ c n g ẫ u nhiênhóa.Vìthếchukỳ củaPRBS là1503byte.
Quá trình ngẫu nhiên hóa cũng ở trạng thái tích cực khi dòng bit đầu vào bộđiều chếkhôngtồn tạihoặckhông cùngđịnhdạngvớidòngMPEG-2.
Mã ngoài và tráo ngoài sẽ được thực hiện trên cấu trúc gói đầu vào theo hìnhvẽ (hình 2.3) mã rút ngắn Reed-Solomon R-S được thực hiện với từng gói và đãđược ngẫu nhiên hóa (188 byte) để tạo ra gói có tính chống lỗi (hình 2.3 mã R- Scũng được thực hiện với byte đồng bộ Gói dữ liệu có thể được đảo hoặc khôngđảo.
Mã bên ngoài là RS (204,188, t = 8), là mã rút gọn RS (255,239, t = 8). Đathứcsinhcủamạchmãhóalà
Hệ thống DVB có một bộ xen chập (bộ xen ngoài) với I = 12, M = 17 sau bộmã hóa RS và cấu trúc của nó giống với cấu trúc của bộ xen byte ATSC Các bytedữl iệ u x e n k ẽ được tạ o t h à n h b ởi góisửalỗiv àđ ược p h ân t á c h bằng m ộ t byte đồng bộ MPEG-2 đảo ngược hoặc không đảo ngược (để giữ chu kỳ 204 byte). Bộxen kẽ, bao gồm I = 12 nhánh, được kết nối tuần hoàn với luồng byte đầu vào bằngcôngt ắ c đ ầ u v à o M ỗ i n h á n h j l à m ộ t t h a n h g h i d ị c h c h u y ể n đ ầ u t i ê n , đ ầ u t i ê n (fifo) với độ sâu j × M × ô, trong đóM = 17 = N / I vàτ N = 204 Các ô của thanhghi FIFO chứa một byte với đầu vào và đầu ra chuyển mạch đồng bộ Đối với mụcđích đồng bộ hóa, các byte SYNC và SYNC sẽ luôn được chuyển đến nhánh 0 củabộxenkẽ(tươngứngvớikhôngcóđộ trễ).
Bộ ngắt xen kẽ tương tự như bộ xen kẽ về nguyên tắc với chỉ số nhánh đượcđảo ngược (tức là j = 0 tương ứng với độ trễ lớn nhất) Quá trình đồng bộ hóa khửxen kẽ có thể được thực hiện bằng cách định tuyến byte đồng bộ được nhận dạngđầu tiên (SYNChoặcSYNC) trongnhánh 0.
Hệthốngtruyềnhình số mặtđấtDVB-T2
Hệ thống DVB-T2 là hệ thống DVB-T thế hệ thứ hai được phát triển bởi tổchức Digital Video Broadcasting (DVB) Nó cung cấp các dịch vụ truyền tải dữliệu, video và âm thanh hiệu quả và đáng tin cậy cho các thiết bị di động… bằngcách sử dụng các kỹ thuật mã hóa và điều chế mới nhất DVB-T2 ban đầu khôngđược thiết kế để thay thế DVB-T trong ngắn hạn, và cả hai sẽ cùng tồn tại trên thịtrường cho các dịch vụ có nhu cầu khác nhau trong tương lai gần Tổ chức DVB đãxác định một loạt các yêu cầu kinh doanh làm khuôn khổ phát triển cho DVB-T2(viết tắt là T2 cũng được sử dụng trong suốt chương này) Các yêu cầu này có thểđượctóm tắtnhưsau:
- Truyền dẫn T2 phải có thể sử dụng các ăng ten thu trong nước hiện có vàtương thích với các phương tiện truyền dẫn hiện có (yêu cầu này hạn chế việc sửdụngkỹ thuậtMIMO,sẽliên quanđến cảăngten thuvàphốighépmới).
- T2 chủ yếu nên nhắm mục tiêu các dịch vụ đến các máy thu di động và máythudiđộng.
- T2 phải cung cấp mức tăng công suất tối thiểu 30% so với DVB-T làm việctrong cùngcácđiềukiệnvàràngbuộcquyhoạch.
- T2 sẽ cung cấp hiệu suất mạng đơn tần số (SFN) được cải thiện so vớiDVB- T.
- T2nêncómộtcơchếđểcungcấptínhmạnhmẽcủadịchvụ;cụthểlà,T2sẽcóthể cungcấpcácmứcđộmạnhmẽkhácnhauchocácdịchvụkhácnhau.Ví dụ,trongmộtkênh8MHzduynhất,T2cóthểcungcấpmộtsốdịchvụchoăngtenm áivà cácdịchvụkhácchomáythudiđộng.
- Cần có một cơ chế để giảm tỷl ệ c ô n g s u ấ t đ ỉ n h t r ê n c ô n g s u ấ t t r u n g b ì n h củatínhiệutruyềnđi,nếu cóthểđểgiảm suy haotruyềndẫn.
GiốngnhưchuẩnDVB-T,DVB-T2cũngsử dụngcôngnghệ OFDMđ ể truyền tín hiệu qua nhiều sóng mang con Trong khi đó, DVB-T2 là một tiêu chuẩntuyệt vời với một số chế độ khác nhau DVB-T2 sử dụng mã sửa lỗi tương tự nhưDVB-S2, tức là mã LDPC và BCH xếp tầng, với hiệu suất tuyệt vời trong khả năngchống nhiễu Hơn nữa, kết hợp với các đặc điểm của các kênh phát sóng mặt đất,chế độ xen kẽ bit và lập bản đồ chòm sao mới được đưa vào DVB-T2 dựa trên kỹthuật COFDM khoảng bảo vệ được sử dụng cho DVB-T Bảng 2.6 so sánh DVB-T2 và DVB-T về mã sửa lỗi chuyển tiếp, chế độ điều chế, chế độ khoảng thời gianbảovệ,kíchthướcFFT,rờirạcvàliêntụcsóngmang,v.v.Ngoàicácmụcđư ợcliệtkêtrongbảng,DVB-T2còn cung cấpmộtsố tínhnăngmới,baogồm:
- Cấu trúc khung T2 chứa tiêu đề có ký hiệu nhận dạng đặc biệt (ngắn), có thểđược sử dụng để quét kênh nhanh và bắt tín hiệu, đồng thời mang một số thông sốhệthốngcơ bản
- Xoay chòm sao, một dạng phân tập không gian tín hiệu được sử dụng để cảithiệnhiệusuấtnhận chochếđộ mãhóatốcđộ cao
- Khung mở rộng dành cho tương lai (FEF), một loại khung để mở rộng tínhiệu, phần không chuẩn bị bỏ qua bởi bộ thu thế hệ đầu tiên, có thể đảm bảo rằngthếhệtiếptheo sẽtương thíchvớicácbảnnâng cấp trongtương lai.
Bảng2.6:So sánhDVB-T2 vàτDVB-T
Mã FEC Mã hợp lệ + Mã RS
Chếđộđiềuchế QPSK,16QAM,64QAM QPSK, 16QAM,
Tín hiệurờirạc 8% tổng số nhà cung cấpdịchvụ
1%, 2%, 4%, 8% trongtổng số các nhà cung cấpdịchvụ
Tínhiệu liêntục 2,6% tổng số nhà cungcấpdịchvụ
Mô hình cấp cao nhất của hệ thống DVB-T2 được thể hiện trong hình 2.13.Quá trình hệ thống DVB-T2 có thể được chia thành xử lý đầu vào, mã hóa xen kẽbit và mô-đun điều chế, tạo khung và tạo ký hiệu OFDM Nội dung cụ thể của cácmô-đun sẽđượccungcấpbêndưới. Đầuv à o c ủ a t o à n b ộ h ệ t h ố n g c ó t h ể l à m ộ t h o ặ c n h i ề u ( c á c ) l u ồ n g v ậ n chuyển MPEG và các luồng chung Bộ tiền xử lý đầu vào không phải là một phầncủa hệ thống DVB-T2, bao gồm bộ tách dịch vụ hoặc bộ phân kênh cho luồngtruyền tải để tách các dịch vụ được truyền vào đầu vào của hệ thống DVB-T2, làmộthoặcnhiều luồng dữliệu lo gi c Mỗiluồng dữliệulogicđượcthựchiện b ởimột đường ống lớp vật lý (PLP) Hệ thống DVB-T2 hoàn thành việc truyền nhiềuPLPvàcácđầuracủabộ tiềnxửlýtươngứngvớicácPLP.
Nếu có nhiều đường ống lớp vật lý (PLP), việc truyền dữ liệu sẽ được chiatheo thời gian rõ ràng trong lớp vật lý và phạm vi tham số tương ứng được cungcấp,dođóchophépcânbằnggiữaphântậpthờigianvàgiảmtiêuthụđiệnnăng.
Kỹ thuật đa PLP và phân chia thời gian của DVB-T2 cho phép các cấp độ mãhóa, điều chế và độs â u x e n k ẽ m i ề n t h ờ i g i a n k h á c n h a u đ ư ợ c á p d ụ n g c h o c á c PLPkhácnhau,manglạiđộmạnhmẽkhácnhauchotừngdịchvụ.Máythucũng có thể tập trung tài nguyên giải mã của nó vào một PLP chứa dữ liệu cần thiết. Đặcbiệtlàbộđệmgiớihạnvềthờigianngắtxenkẽcóthểhỗtrợđộsâuxenkẽlớnhơ n so với chế độ PLP đơn lẻ, vì bộ đệm ngắt xen kẽ chỉ xử lý dữ liệu tương ứngvới các PLP được yêu cầu Với PLP đơn lẻ, độ sâu xen kẽ thời gian là khoảng 70mili giây, trong khi với nhiều PLP, điều này có thể được kéo dài đến thời lượngtoàn khung hình (150–250 mili giây) hoặc đối với các dịch vụ tốc độ dữ liệu thấphơn,nơinócóthểđượcmởrộngquanhiềukhunghình.
Trong chế độ truyền SISO (ăng-ten phát đơn), đầu ra lớp vật lý DVB-T2 là tínhiệu RF được điều chế trên một kênh RF, giống như DVB-T Trong chế độ truyềnMISO (ăng-ten kép), DVB- T2 sử dụng mã hóa Alamouti, trong đó đầu ra của lớpvậtlýcóthểtáchra tínhiệuđầurathứhai,đượctruyềnbởiăng-tenthứhai.
2.3.1.2 Xử lýđầuvàτo Để cải thiện các ứng dụng đa dịch vụ của hệ thống, định dạng dữ liệu đầu vàocho mỗi DVB-T2 PLP hỗ trợ luồng truyền tải, luồng liên tục chung, luồng có nhịpđộ dài chung và luồng chung được đóng gói, như được hiển thị trong hình 2.14 vàđượcg i ả i t h í c h ở p h ầ n s a u , t r o n g k h i h ệ t h ố n g D V B -
Dòng vận tải (TS) Sẽ được đặc trưng bởi các gói người dùng (UP) có độ dàiO-
UPL=1 8 8 b i t ( m ộ t g ó i MPEG), b y t e đầu t i ê n l à 0 x 4 7 N ó s ẽ đ ư ợ c b á o h i ệ u trong trường BBHEADER TS / GS Trong trường hợp luồng truyền tải, tốc độ góidữ liệu là một giá trị không đổi, một số trong số đó tương ứng với gói dữ liệu dịchvụvàphầnkháccủagóidữliệutrống.
Luồngliêntụcchung(GCS,Luồnggóicóđộdàithayđổitrongđóbộđiềuc hế không nhận thức được ranh giới gói) Sẽ được đặc trưng bởi một dòng bit liêntục và phải được TS / GS báo hiệu trong BBHEADER trường và UPL = 0D Mộtluồng gói có độ dài thay đổi trong đó bộ điều chế không nhận biết được ranh giớigói hoặc luồng gói có độ dài không đổi vượt quá 64 kbit sẽ được coi là GCS và sẽđược báo hiệu trong trường BBHEADER bởi trường TS / GS dưới dạng GCS vàUPL= 0D.
Luồng theo nhịp độ cố định chung (GFPS) Mục đích của định dạng này làtương thích với DVB-S2, có thể được thay thế bằng GSE trong tương lai Nó phảilà một luồng UP có độ dài không đổi, với các bit O-UPL có độ dài (giá trị O- UPLtối đa là 64 K) và sẽ được báo hiệu trong trường TS / GS của tiêu đề băng gốc O-UPL là độ dài gói người dùng ban đầu UPL là độ dài gói người dùng đã truyền,nhưđượcbáohiệutrongtrường BBHEADERTS/GS.
Dòng chung được đóng gói (GSE) Sẽ được đặc trưng bởi các gói có độ dàithay đổi hoặccác gói có độ dài không đổi, nhưđược báohiệutrongt i ê u đ ề g ó i GSEvàsẽđượcbáohiệu trongtrườngBBHEADERbởitrườngTS/GS.
Hình 2.15: Sơ đồ khối của mô-đun xử lý đầu vàτoởchếđộđầu vàτoA(tứclàτ PLPđơn). Đầu vào của hệ thống DVB-T2 phải bao gồm một hoặc nhiều luồng dữ liệulogic Một luồng dữ liệu logic được thực hiện bởi một PLP Mỗi PLP sử dụng chếđộ mã hóa điều chế cố định tĩnh và tốc độ truyền không đổi sau khi được thiết lập.Chế độx ử l ý m ẫ u đ ầ u v à o A đ ư ợ c s ử d ụ n g c h o m ộ t
P L P , t r o n g k h i c h ế đ ộ x ử l ý chế độ đầu vào B được sử dụng cho nhiều PLP Các cấu trúc cụ thể để xử lý đầuvàođượcthểhiệntronghình2.15và2.16.Quátrìnhxửlýđầuvàobaogồmmột mô-đun thích ứng chế độ và một mô-đun thích ứng luồng Các mô-đun thích ứngchế độ, hoạt động riêng biệt trên nội dung của mỗi PLP, cắt luồng dữ liệu đầu vàothành các trường dữ liệu và chèn một tiêu đề băng cơ sở vào đầu mỗi trường dữliệu, sau khi điều chỉnh luồng, sẽ tạo thành các khung cơ sở (BB) sẽ được chuyểntiếp tớimô-đunmãhóakênh.
TRUYỀN CỦAHỆTHỐNG TRUYỀN HÌNH SỐMẶTĐẤT
Kháiquátchung
Trong chương này quan tâm đến đặc tính kênh truyền của hệ thống DVB- T2.Đặc tính lan truyền phụ thuộc vào tần số cũng như chế độ truyền, và các dịch vụDTTB thường chiếm các dải
RF VHF/UHF [2] Không giống như khi truyền quacáp đồng trục, tín hiệu vô tuyến của các hệ thống DTTB sẽ không chỉ đến máy thuthôngquađườngdẫntrựctiếpmàcòntrảiquaphảnxạ,nhiễuxạvàtánxạ.Cá cyếu tố địa hình như giữa máy phát và máy thu cũng đóng một vai trò quan trọng.Cáchiệuứngđượcđềcậptrongđoạnnàykhôngphảilúcnàocũngtĩnhmàth ayđổi theothời gian.Tất cả nhữngyếutố nàysẽ tạothêm tínhn g ẫ u n h i ê n k h ô n g đáng kể cho tín hiệu nhận được và làm cho việc truyền tải đáng tin cậy và khả năngtiếpnhậnmạnhmẽtrởnênkhókhăn.
Về mặt thống kê, người ta có thể phân loại tác động của kênh vô tuyến đốivới tín hiệu vô tuyến nhận được thành hai loại tùy thuộc vào khoảng cách lantruyền: hiệu ứng quy mô lớn và quy mô nhỏ Nếu máy thu được đặt cố định tại mộtvị trí nhất định, công suất trung bình cục bộ của công suất tín hiệu vô tuyến nhậnđược sẽ bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng quy mô lớn, bao gồm mất đường dẫn và hiệuứng shadow của LOS Hình 3.2 cho thấy tác động của các hiệu ứng ở quy mô lớnđối với công suất tín hiệu nhận được Suy hao đường truyền (hoặc suy giảm đườngdẫn) được định nghĩa là sự giảm mật độ công suất (tức là suy hao) của một sóngđiện từ khi nó truyền trong không gian Nghiên cứu cho thấy rằng đối với một kênhkhông dây, suy hao đường dẫn đôi khi có thể được biểu diễn bằng số mũ suy haođường dẫn n, với giá trị của nó thường nằm trong khoảng từ 2 đến 4 Đối với sự lantruyềntrongkhônggiantựdo n= 2và đốivớimôitrườngsuyhaotươngđốin = 4. Đối với các tòa nhà, sân vận động và các môi trường trong nhà khác, n có thể caotới 6 Trong khi đường hầm có thể hoạt động như một ống dẫn sóng, n sẽ nhỏ hơn2.
Hình3.2:Hiệuứngquymô lớn vàτnhỏcủakênh vô tuyến
Hình 3.3: Đáp ứng xung kênh truyền h(t,τ) phản ánh cả hiệu ứng đa đườngvàτthayđổitheo thờigian.
Hiệu ứng Shadow là hiện tượng sóng điện từ vô tuyến bị chặn lại bởi cácngọn đồi, cây cối, tòa nhà… gây ra sự biến đổi đáng kể trong cường độ trung bìnhcủa trường điện từ của tín hiệu vô tuyến Shadow cũng được coi là có hiệu ứng trênquymôlớnvớiđặctínhthốngkêcủanó thỏamãnphânphốilognormal.
Tómlại, hiệuứng quymôl ớ n đ ư ợ c s ử d ụ n g đ ể d ự đ o á n h o ặ c đ o l ư ờ n g s ự biến đổi của công suất tín hiệu vô tuyến trung bình với khoảng cách truyền khoảngvài trăm bước sóng và xa hơn Suy hao đường dẫn và hiệu ứng shadow cùng phảnánh thốngkêhiệu ứngquymôlớn củakênhvôtuyến.
Hiệu ứng quy mô nhỏ mô tả sự biến đổi nhanh và mạnh của công suất tín hiệuvô tuyến nhận được trong thời gian ngắn (theo thứ tự giây) hoặc khoảng cách ngắn(trongvàibước sóng) Sự đónggóp c hí nh củ as ự biếnđổi nàyl à do tí n h i ệ u vô tuyến truyền đến máy thu thông qua các con đường khác nhau Đối với hiệu ứngquy mô nhỏ, hai thuộc tính kênh vô tuyến có tầm quan trọng nhất: sự dịch chuyểnDoppler (từ hiệu ứng Doppler), được tạo ra bởi chuyển động tương đối giữa máyphát và máy thu, tức là, kênh vô tuyến là biến thiên theo thời gian, và đặc tính trảitrễ của các đường khác nhau trong môi trường đa đường Rõ ràng các độ trễ khácnhau từ các kênh đa đường gây ra sự mở rộng thời gian trễ trên tín hiệu vô tuyếnnhận được Tác động của hai đặc điểm này được minh họa trong Hình 3.3.Hiệuứng quy mô nhỏ của kênh vô tuyến rất quan trọng đối với việc nghiên cứu và pháttriển trong việc lựa chọn công nghệ truyền dẫn cũng như thiết kế máy thu để đảmbảo hiệusuấtđápứngchohệthốngDTTB.
Mô hìnhtoánhọccủakênhtruyềnvôtuyến
Mối quan hệ giữa tín hiệu truyềnx(t)và tín hiệu nhậny(t)sau khi truyền quakênh không dây với đáp ứng xung củah(t,τ)và bị ô nhiễm bởi AWGN củaw(t)thường cóthểđượcbiểuthịnhưsau:
−∞ trongmôitrườnglantruyềnkhôngdây,tínhiệutruyềnđếnmáythusẽkháphứct ạp vàthay đổi rấtnhiều do kết quảcủa cáchiệuứ n g n h ư p h ả n x ạ , k h ú c x ạ v à nhiễuxạ.Đặcđiểmcủakênhluônthayđổitheothờigianvàkhônggian.
Do đó, đáp ứng xung của kênhh(t,τ)có thể được coi là một quá trình ngẫunhiên của cả thời gian và không gian Người ta có thể sử dụng quy trình ngẫu nhiênđểmôtảkênhvàđâyđượccoilàmôhìnhngẫunhiênhoặckênhthốngkê.
Tuy nhiên, trong thực tế, có một phương pháp mô hình kênh khác giúp đơn giảnhóa đáng kể việc phân tích kênh Nếu người ta chỉ xem xét các thuộc tính của đápứng xung kênh trong một khoảng thời gian tương đối ngắn và một không giantương đối hẹp,h(t,τ)sẽ được giữ nguyên và có thể sử dụng mô hình kênh xác định.Phân tích ở trên có nghĩa là có hai cách mô hình kênh không dây tùy thuộc vào quymô không gian và thời gian Nếu quy mô thời gian hoặc không gian đủ lớn, ngườita nên sử dụng mô hình kênh thống kê và mô hình kênh xác định có thể được ápdụngkhicảquymôthờigianvàkhônggianđềuđủnhỏ.
Trong hầu hết các trường hợp, kênh được coi là xác định, tuyến tính và bất biếntheothờigian.Ngaycảkhimôhìnhkênhthốngkêđượcthôngqua,cáctham sốcủa mô hình này phải có tính xác định cho các mục đích phân tích, ví dụ, trải trễ vàdịch chuyển Doppler Người ta có thể kết luận rằng cả hai mô hình thống kê và xácđịnh đềucóthể được sửdụng để môtảcácđặctínhcủa kênh DTTB: Môh ì n h trước mô tả các đặc điểm vĩ mô của kênh vô tuyến trong khi mô hình sau trình bàycácđặcđiểm vimôcủakênhphùhợpchocácứngdụngkỹ thuật.
Mô hình quá trình ngẫu nhiên thường yêu cầu kiến thức về hàm mật độ xác suấtkhớp được xác định bởi một tập hợp các biến ngẫu nhiên Vì khá khó để có đượcmột hàm mật độ xác suất khớp chính xác, người ta có xu hướng sử dụng các hàmtương quancủađáp ứngxungcủakênhđểmô tảđặctính thốngkêcủakênh. Đáp ứng kênh biến thiên theo thời gianh(t,τ)có thể được biểu thị dưới dạng bộlọcđápứngxunghữuhạn(FIR):
Bởi vì kênh là ngẫu nhiên, hàm tự tương quan có thể được sử dụng để mô tả đápứng xungcủakênh,tứclà
Tuynhiên,hàmtựtươngquanđượctrìnhbàytrongphươngtrình3.4vẫnkhós ửd ụ n g v ì n ó c h ứ a b ố n b i ế n N g ư ờ i t a c ó t h ể s ử d ụ n g m ô h ì n h p h â n t á n t ĩ n h , khôngtươngquan(WSS-
Về mặt toán học, nếu hàm tự tương quan không phụ thuộc vàothoặct´mà phụthuộcvàoΔt=t´- t,thìkênhđượccoilàWSS, nghĩalà
Nói một cách chính xác, tính ổn định yêu cầu thống kê bậc hai và bậc cao hơnkhôngthayđổitheothờigian,vàởđâyngườitachỉcóthểyêucầuthốngkêbậc haiđộc lậ p vớith ờigi an c h o m ụ c đ íc h n g h i ê n c ứu Nói về mặtt oá nh ọ c, độổ n định phải được thỏa mãn trong một khoảng thời gian vô hạn, nhưng trong thực tế,độ ổn định được định nghĩa sao cho thống kê bậc hai không thay đổi trong vòng 10lần thời gian liên kết kênh (tức là nghịch đảo của tần số Doppler) WSS không cónghĩa là đáp ứng xung kênh là bất biến theo thời gian Sử dụng kênh fading WSSlàm ví dụ, biên độ tín hiệu theo thời gian thỏa mãn phân phối Rayleigh với phươngsai của nó là bất biến theo thời gian nhưng đường bao tín hiệu thay đổi theo thờigian.
Tán xạ xác định quá trình vật lý trong đó tín hiệu vô tuyến buộc phải đi chệchkhỏi một đường thẳng bởi các điểm không đồng nhất cục bộ trong môi trường mànóđiqua.Sựphântánkhôngliênquan(US)giảđịnhrằngsựphântántừcácđộtrễ khácnhaulàkhông tươngquan,nghĩalà:
Mô hình WSS-US thường được sử dụngchocác kênhfadingđ a đ ư ờ n g , l à s ự kếthợpgiữaWSSvàUS.KênhWSS-
USgiảđịnhrằnghàmtươngquankênhlàbất biến theo thời gian trong khi các tán xạ có độ trễ đường dẫn khác nhau là khôngtương quan Giả định này là thực tế để mô tả các biến thiên ngắn hạn trong kênh vôtuyến.Kếthợp3.5và3.6,nóđượcmôtả:
(3.8) trong đóτ l là đại diện cho độ trễ thời gian của đường dẫn thứ,P l là hệ số suy giảmcông suất của độ trễ thời gian của đường dẫn thứ vàg l là viết tắt của biến thiên thờigian, kết hợp phương pháp Gauss phức của đường dẫn thứlvới phổ công suất củanóbằngphổDopplercủađườngdẫnthứl.Mộtlầnnữa,hệsốsuygiảmcôngsuấtP l và độ trễτ lcủa tất cả các đường dẫn có thể nhận biết cùng xác định đặc tính đa đường của kênh giảm dần tần số trong khig l điều khiển các đặc tính nhiễu củatừngđườngdẫncóthểđượcnhậnbiết.
Khi áp dụng mô hình kênh WSS-US, tín hiệu nhận được có thể được biểu thịdưới dạng tổng của tín hiệu đầu vào có độ trễ khác nhau nhân với hệ số được xácđịnhđộclậpbởiquátrìnhGaussphứcbậckhông,biến thiên thờigian. Đối với cácτ,h t khác nhau;τkhông tương quan với nhau, trong khi đối với mộtτ,h t cụ thể;τđược mô hình hóa bởi một phương pháp Gauss phức, biến thiên theothờigianvớiđặctínhfadingphẳng:
𝑙=0 𝑙=0 trong đóρvàτ l ,τ lvàτ f dđại diện cho hệ số suy giảm phức, độ trễ thời gian vàτ tần số Doppler của đường dẫn thứl, vàh l (t)là đại diện cho biến thiên thời gian, nhiễuphức của đường dẫn thứl.
Không làm mất tính tổng quát, sự suy giảm công suấtkênhđượcchuẩnhóavàđápứng:
𝑙=0 ĐểH(t,f)làτhàmtruyềnkênhtươngứngcủah(t,τ)đượcgọilàđápứngtầnsốk ênh,đượcbiểuthịnhưsau:
Vì kênh là WSS-US và sự suy giảm công suất đã được chuẩn hóa, người ta cóthểnhậnđượchàm tươngquancủađáp ứngtầnsốnhưsau:
(3.12) trong đó𝑅(∆𝑡)= 𝐸{𝑒 𝑗2𝜋𝑓 𝑑 ∆𝑡 }là hàm tương quan thời gian giãn cách; biến đổiổiFourier𝑆 𝑓
𝑑(𝑓 𝑑 )là mật độ phổ côngsuất Doppler, cũng có thể nhận được bằng tíchphân của hàm tán xạS(τ,f d )trênτ; và𝑅(∆𝑓)= 𝐸 {𝑒𝑗2𝜋∆𝑓𝑐 𝑙 }l à h à m t ư ơ n g q u a n t ầ nsố không gian với biến đổi Fourier nghịch đảoS τ (τ)của nó bằng mật độ phổ côngsuất của kênh, cũng có thể nhận được bằng tích phân của hàm tán xạS(τ,f d )trênf d[ 6] Mối quan hệ giữa hàm tương quan và hàm tán xạ của kênh WSS-US được thểhiện trongHình3.4.
Hình3.4:Mốiquanhệgiữacáchàτm tươngquan vàτtán xạcủakênhWSS-US
Trong các hệ thống DTTB, tín hiệu kỹ thuật số băng gốc sẽ trở thành tín hiệutương tự sau khi điều chế và lọc hình dạng xung Sau đó, nó được gửi đến máy thuqua không khí từ ăng-ten phát sau khi được chuyển đổi lên thành tần số vô tuyến.Tại bộ thu, đầu cuối thực hiện điều khiển độ lợi tự động để bù cho sự mất mát côngsuấttínhiệudoquátrìnhlantruyền.Máythusauđóchuyểnđổitínhiệutươngtự trở lại tín hiệu số băng tần cơ sở sau khi chuyển đổi tần số xuống và lấy mẫu. Bộlọcđốisánhcũngđượcyêu cầutrướckhigiảiđiều chế.
Dựa trên mô tả trên, đáp ứng xung của kênhh(t,τ)của các hệ thống DTTBkhôngchỉphảnánhchínhkênhvôtuyếnmàcònbaogồmtấtcảcáctácđộngcủ abộl ọ c d ạ n g x u n g , k ê n h v ô t u y ế n t h ự c t ế ( b a o g ồ m ă n g t e n c h u y ể n đ ổ i t ầ n s ố , truyền và nhận), mô-đun điều khiển độ lợi tự động, và bộ lọc phù hợp Người ta cóthể sử dụng bộ lọc kỹ thuật số băng tần cơ sở tương đương để mô tả mối quan hệgiữatính i ệ u đ ầ u vàovà đầ u ra Khix em x é t AWGN đ ư ợ c g hi chúl àz ( n ),m ố iquanhệnày cóthểđượcbiểuthịnhưsau:
(3.13) trong đóh(n,n l )là đáp ứng xung kênh băng gốc tương đương và có thể được lấylàm bộ lọc FIR,n l= τ l / T s , với Ts là khoảng thời gian lấy mẫu hoặc chu kỳ lấymẫu Cần lưu ý rằng nếu và chỉ khin l là số nguyên,h(n,n l )cho đáp ứng xung kênhchính xác tại mỗi điểm lấy mẫu Khin l không phải là số nguyên, tức là thời gian trễτ lc ủ a đ ư ờ n g d ẫ n n àτ y k h ô n g p h ả i l àτ s ố n g u y ê n c ủ a k h o ả n g l ấ y m ẫ u , h(n,n l )trởthành kênh lấy mẫu của bội số không với biểu thức đáp ứng xung của nó vẫn ởdạng phương trình 3.13, nhưng có những thay đổi về ý nghĩa của ký hiệu Lý do lànhư sau: Đối với các kênh đa đường thực tế, nếu độ trễ của các thành phần đađườngτ lkhông phải làτ số nguyên của chu kỳ lấy mẫu, thì nó tương đương với trường hợp thành phần này vượt qua bộ lọc nội suy kỹ thuật số xem xét hiệu quảtổng thể của bộ lọc và lấy mẫu ở máy thu Sau khi nội suy, thành phần đa đườngnày được chuyển đổi thành nhiều đường dẫn cách nhau bởiT s , tuy nhiên mô hìnhđa đường vẫn tương đương với mô hình trễ chạm được hiển thị như 3.13 [4] Nếukhông đượcchỉđịnh,hệthốngsẽhoạtđộng ởmộtsốnguyên củatần số lấy mẫu.
Cáctham sôcủakênh fadingvôtuyến
Nguyên nhân chủ yếu là do hiệu ứng đa đường của kênh vô tuyến, chuyển độngtương đối giữa máy phát và máy thu, và môi trường tán xạ xung quanh thiết bị diđộng, đáp ứng xung kênh thể hiện đặc tính phân tán trong cả miền thời gian và tầnsố Các hiệu ứng này tương ứng được gọi là Fading chọn lọc theo tần số và thờigian,vàtínhiệusẽbịtrảitrễvàtrảiDopplerkhiđiquakênhvôtuyến Đểmôtả haihiệuứngsongsongtồn tạiđộclập này,cầncó haibộtham số:bă ng thôngliênkếtvàthờigianliênkết.
3.3.1 Trảitrễđađường vàτFading chọn lọctheotần số
Trải trễ đa đường và băng thông kết hợp là hai tham số được sử dụng đểmô tả đặc tính phân tán của thời gian kênh vô tuyến như trong Hình 3.5, và có thểthấy rằng tín hiệu được truyền đến máy thu thông qua các cơ chế lan truyền khácnhau như tán xạ, phản xạ…Các đường lan truyền khác nhau tạo ra thời gian đến vàphađếnkhácnhaucủatínhiệutruyềntạimáythu,dẫnđếncáigọilàhiệntượng mở rộng trễ hoặc trải trễ của tín hiệu nhận, cũng có thể thấy trong 3.9 Sự chồngchất của tín hiệu đã truyền với các biên độ, pha và độ trễ thời gian khác nhau saukhi đi qua các đường khác nhau sẽ dẫn đến sự biến đổi biên độ đáng kể của tín hiệunhận được, tức là nhiễu Nhiễu được tạo ra bởi hiệu ứng lan truyền đa đườngthường đượcgọilànhiễu đađường.
Giảsửtínhiệuxung𝑥 (𝑡)=𝑎0𝛿(𝑡) ư ợ cđổi truyềnquakênhvôtuyến.Khiđótính iệunhậnđượcy(t)sẽchứamộtloạtcácxungcóđộtrễkhácnhauvàhệsốsuy
Cần lưu ý rằng kênh đa đường thay đổi theo thời gian, nghĩa là,h l (t)vàτ l là cáchàmcủathờigian.Hiệntượngmởrộngđộrộngxungcủatínhiệunhậnđượcgâyra bởi hiệu ứng đa đường được gọi là trải trễ Giả sửτ 0
