Nghiên ứu hệ thống truyền hình số mặt đất thế hệ thứ 2 và ứng dụng ho đài truyền hình thành phố hồ chí minh

NGUYỄN THÀNH CHINH BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN THÀNH CHINH NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG THẾ HỆ THỨ VÀ ỨNG DỤNG CHO ĐÀI TRUYỀN HÌNH THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THC S KỸ THUẬT KỸ THUẬT TRUYỀN THƠNG KHĨA CH2012B Hà Nội - 2014 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 1706118 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THÀNH CHINH NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT THẾ HỆ THỨ VÀ ỨNG DỤNG CHO ĐÀI TRUYỀN HÌNH THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Chuyên ngành : Kỹ Thuật Truyền Thông LUẬN VĂN THC S KỸ THUẬT KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS VŨ VĂN YÊM Hà Nội – 2014 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thực sản phẩm nghiên cứu Các số liệu kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực Các thơng tin, tài liệu trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc Nếu sai, xin hoàn toàn chịu trách nhiệm Hà Nội, ngày 15 tháng 03 năm 2014 Tác giả luận văn Nguyễn Thành Chinh ii MỤC LỤC Trang phụ bìa i Lời cam đoan ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt v Danh mục bảng ix Danh mục hình vẽ x MỞ ĐẦU xii Chương TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ 1.1 Hệ thống truyền hình tương tự 1.1.1 Tín hiệu truyền hình tương tự 1.1.2 Các hệ thống truyền hình màu 1.1.3 Các dạng video tương tự 1.2 Hệ thống truyền hình số 1.2.1 Lịch sử hình thành 1.2.2 Các chuẩn truyền hình số giới 1.2.3 Lí lựa chọn chuẩn DVB-T 14 1.3 Kết luận chương 16 Chương CÔNG NGHỆ TRONG HỆ THỐNG DVB-T2 17 2.1 Giới thiệu 17 2.2 Điều chế đa sóng mang trực giao OFDM 21 2.2.1 Nguyên lý OFDM 21 2.2.2 Tổ chức kênh OFDM 22 2.2.3 Phương thức mang liệu COFDM 26 2.3 Công nghệ nén ảnh 29 2.3.1 Giới thiệu chung 29 2.3.2 Các phiên H.26X 30 2.3.3 Mã hóa H.264 31 2.3.4 So sánh hiệu mã hóa H.264/AVC với tiêu chuẩn mã hóa trước 33 2.4 Bài tốn quy hoạch tần số vùng phủ sóng hệ thống DVB-T2 35 2.4.1 Lộ trình số hóa truyền hình số mặt đất 35 2.4.2 Quy hoạch mạng đơn tần 37 2.4.3 Một số mơ hình quy hoạch lý thuyết 52 2.5 Kết luận chương 60 Chương ĐỀ XUẤT TRIỂN KHAI DVB-T2 CHO ĐÀI TRUYỀN HÌNH THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 62 3.1 Giới thiệu hệ thống truyền hình HTV 62 3.1.1 Hiện trạng phát sóng mặt đất HTV 62 iii 3.1.2 Thống kê trạng hạ tầng phát sóng mặt đất HTV 3.2 Nghiên cứu lộ trình triển khai DVB-T2 cho HTV 3.2.1 Lộ trình phát sóng kỹ thuật số mặt đất dự kiến 3.2.2 Mục tiêu 3.2.3 Nội dung kế hoạch số hóa phát sóng hạ tầng phát sóng 3.2.4 Cơ sở thực 3.3 Tính tốn cụ thể vùng phủ sóng cho hệ thống DVB-T2 TP.HCM 3.3.1 Nghiên cứu thiết kế hệ thống 3.3.2 Mơ hình hệ thống dự kiến 3.3.3 Cấu hình mạng lưới 3.4 Kết luận chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN TÀI LIỆU THAM KHẢO iv 63 70 70 74 75 79 80 80 81 83 93 94 97 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết Thuật ngữ tiếng Anh Thuật ngữ tiếng Việt SFN Single frequency network Mạng đơn tần MFN Multi frequency network Mạng đa tần DTT Digital Terrestrial Television Truyền hình số mặt đất tắt DVB-T ASTC MPEG OFDM COFDM Digital Video Broadcasting- Terrestrial Advanced Television System Committee Moving Pictues Expert Group Tiêu chuẩn DVB-T Tiêu chuẩn ASTC Hội phim ảnh giới Orthogonal frequency-division Ghép kênh phân chia theo tần multiplexing số trực giao Coded Orthogonal Frequency Ghép kênh phân chia theo tần Division Multiplexing số trực giao có mã FEC Forward error correction Sửa lỗi trước DFT discrete Fourier transform Biến đổi Fourier rời rạc IDFT Inverse discrete Fourier transform Biến đổi Fourier ngược FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh LR Longley-Rice Mơ hình truyền sóng LongleyRice BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bit v Ghép kênh phân chia theo tần FDM Frequency-division multiplexing DSP Digital signal processing Xử lý tín hiệu số PCM Pulse-code modulation Điều chế xung mã PSK Phase-shift keying Dịch khoá pha QPSK Quadratue Phase Shift Keyin Khố dịch pha vng góc QAM Quadrature amplitude modulation số Điều chế biên độ cầu phương A/D Analog/Digital Tương tự/ Số D/A Digital/Analog Số/ Tương tự C/N Carrier-to-noise ratio Tỷ số sóng mang tạp âm LPF Lowpass Filter Lọc thông thấp SISO Single input single output Một đầu vào đầu MISO Multi input single output Nhiều đầu vào đầu HDTV Hight digital television Tuyền hình có độ phân giải cao PAL Phase Alternating Line NTSC ATSC ISDB-T National Television Hệ truyền hình màu PAL (pha thay đổi theo dịng qt) System Committee Cơ quan ấn định tiêu chuẩn truyền hình video Hoa Kỳ Advanced Television Systems Ủy ban hệ thống truyền hình Committee Integrated (của Mỹ) Services Digital Tiêu chuẩn truyền hình số tích Broadcasting - Terrestrial hợp đa dịch vụ mặt đất vi SDTV Standard-definition television Truyền hình độ nét tiêu chuẩn HDTV High-definition television Truyền hình độ nét cao MMDS LDPC ASIC AVC Multichanel Multipoint Hệ thống phát sóng phân phối Distribution Service đa kênh đến đa điểm Kiểm tra mật độ chẵn lẻ mức Low Density Parity Check thấp application Specific Integrated Circuit Advanced Video Compression Nâng cao tín hiệu hình nén International ITU-T Telecommunication Union Ứng dụng cụ thể mạch tích hợp - Telecommunication Lĩnh vực Tiêu chuẩn viễn thông - thuộc Tổ chức Viễn thông quốc tế Standardization Sector MC Motion Compensation Bù chuyển động ME Motion estimation Đánh giá chuyển động NAL Network Abstaction Layer Lớp trừu tượng mạng VCL Video Coding Layer Lớp mã hóa video ACE Active Constellation Extension Mở rộng chịm tích cực (dùng DVB-T2) CCIR Consultative Committee on International Telegraph and Telephon DVB Digital Video Broadcasting vii Ủy ban tư vấn điện thoại điện báo quốc tế Quảng bá truyền hình số Truyền dẫn truyền hình số qua DVB-C DVB-Cable DVB-S DVB-Satallite DVB-T DVB-Terrestrial DVB-T2 DVB-Terrestrial ES Elementary stream Dòng GOP Group of pictures Nhóm ảnh ISDB-T ISO Intergeted cáp Truyền dẫn truyền hình số qua vệ tinh Truyền dẫn truyền hình số mặt đất Truyền dẫn truyền hình số mặt đất hệ thứ Services Digital Intergeted Broadcasting – Terrestrial International Services Digital Broadcasting – Terrestrial Standard Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế Organization Khối MB Macro Block TS Transport stream HTV- HTV TMS Services Company Limited LDPC Low Density Parity Check Technology Macro(Dùng MPEG) Luồng truyền tải & Media Dịch vụ Kỹ thuật Truyền thông viii HTV Kiểm tra cường độ ưu tiên thấp DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 DVB-T2 sử dụng Anh so với DVB-T Bảng 2.2 Dung lượng liệu mang SFN Bảng 2.3 Quy hoạch sử dụng kênh tần số băng tần VHF/UHF cho truyền hình Bảng 2.4 Phân bổ kênh tần số cho truyền hình số mặt đất đến hết năm 2015 Bảng 2.5 Quy hoạch sử dụng kênh tần số băng tần VHF/UHF cho truyền hình mặt đất đến hết năm 2020 Bảng 2.6 Phân kênh tần số băng tần VHF/UHF Bảng 2.7 Ví dụ khoảng thời gian bảo vệ chế độ phát khác (8k, 2k) Bảng 2.8 Tỷ số bảo vệ số sang số đồng kênh (mode 2k) Bảng 2.9 Thông số cho mạng đơn tần kích thước lớn Bảng 2.10 Thơng số cho mạng đơn tần kích thước lớn Bảng 2.11 Thơng số cho mạng đơn tần kích thước lớn Bảng 2.12 Thơng số cho mạng nửa kín có kích thước nhỏ Bảng 3.1 Đặc tính video Bảng 3.2 Đặc tính audio Bảng 3.3 Cấu hình dự kiến sử dụng mạng SFN Bảng 3.4 Khoảng đặc máy cách trạm đầu ix