Đang tải... (xem toàn văn)
Cùng với sự phát triển công nghệ nén tín hiệu Video, đã mở ra khả năng phát triển truyền hình số trong việc lu trữ chơng trình cũng nh việc truyền dẫn và quảng bá tín hiệu truyền hình
Nguyễn Nh Nhất Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học bách khoa hà nội - Luận văn thạc sĩ khoa học Ngành: điện Tử -viễn thông Đ iện tử Viễn thông 2004-2006 Hà Nội 2006 Đề tài Truyền hình số DVB việt nam Xu hớng phát triển Ngun nh nhÊt Hµ néi 2006 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131626651000000 Môc lôc Trang Më ®Çu Ch¬ng 1: Tỉng quan Chơng 2: Tạo dòng MPEG-2 cấu trúc MPEG-2 TS 2.1 Đặc điểm tín hiệu trun h×nh 2.2 Chun ®ỉi sè ®èi víi tÝn hiƯu video .8 2.2.1 Quá trình số hoá tín hiệu Video tổng hợp 2.2.2 Quá trình số hoá tín hiệu Video thành phần 2.3 Nén Video chuÈn MPEG .12 2.3.1 Mét sè tiªu chuÈn nÐn 12 2.3.2 CÊu tróc dßng bÝt Video MPEG-2 13 2.3.3 Nén theo không gian (Nén intra) - ảnh I 14 2.3.4 NÐn theo thêi gian (NÐn Inter -ảnh P B) 16 2.3.5 Profile & Level 20 2.4 NÐn Audio MPEG -2 .22 2.4.1 Hä nÐn audio MPEG 22 2.4.2 Sơ đồ nén audio MPEG 23 2.4.3 Đặc ®iÓm nÐn Audio MPEG 24 2.5 Cấu trúc dòng truyền tải MPEG-2 TS 26 2.5.1 CÊu tróc ph©n líp hƯ thèng 26 2.5.2 Cấu trúc dòng truyền tải .33 2.5.3 CÊu tróc gãi trun t¶i TS 35 2.5.4 Thông tin đặc tả chơng trình (PSI) 39 2.5.5 Đặc điểm dòng MPEG-2 .42 2.5.6 øng dụng dòng truyền tải MPEG-2 TS .43 Nguyễn Nh Nhất Luận văn thạc sĩ Chơng 3: Truyền hình số mặt đất DVB-T .45 3.1 Đặc điểm chung truyền hình số mặt đất .45 3.2 Truyền hình số mặt đất DVB-T 46 3.2.1 Đặc điểm tiêu chuẩn DVB-T 47 3.2.2 Sơ đồ khối 49 3.2.2.1 Phần mà hoá kênh truyền 51 3.2.2.2 Phần điều chế 63 3.2.3 CÊu tróc khung OFDM 65 3.2.4 Chất lợng đờng truyền tiêu chuẩn DVB-T 76 Chơng 4: Truyền hình số qua Vệ tinh DVB-S 79 4.1 Đặc điểm cđa trun h×nh vƯ tinh 79 4.2 Tiªu chuÈn DVB-S (EN-300421) 82 4.2.1 Mà hoá kênh truyÒn 83 4.2.2 Phần điều chế 88 4.2.3 Chất lợng đờng truyền 91 4.3 Mét sè tiêu chuẩn khác 92 4.3.1 Tiªu chuÈn DVB-S (TR 101 198) 92 4.3.2 Tiªu chuÈn DVB-DSNG (EN 301 210) 92 4.4 Tính toán chất lợng đờng truyền DVB-S 93 Chơng :Truyền hình số qua cáp DVB-C 99 5.1 Tiªu chuÈn DVB-C (EN 300 429) 99 5.1.1 Sơ đồ khối 99 5.1.2 M· hãa kªnh trun 100 5.1.3 Phần điều chế 101 5.2 Mét sè tiªu chuÈn kh¸c .103 Nguyễn Nh Nhất Luận văn thạc sĩ Chơng 6: Truyền hình số dvb việt nam xu Hớng phát triển 105 6.1 Tơng lai công nghiệp truyền hình .105 6.2 Trun h×nh sè DVB ë ViÖt Nam hiÖn .107 6.2.1 Trun h×nh sè qua vƯ tinh DVB-S 107 6.2.2 Trun h×nh sè qua c¸p DVB-C .113 6.2.3 Trun hình số mặt đất DVB-T 114 6.3 Xu hớng phát triển dịch vụ DVB t¹i ViƯt Nam 120 6.4 KÕt luËn .124 Mét sè thuËt ng÷ 126 Tµi liƯu tham Kh¶o 133 Nguyễn Nh Nhất Luận văn thạc sĩ mở đầu Truyền hình ngày đà trở thành nhu cầu thiếu xà hội Ngoài nhu cầu tìm hiểu tin tức, truyền hình đà mang lại cho ngời xem chơng trình giải trí bổ ích dịch vụ thông tin khác nh nhiều loại dịch vụ tơng tác theo hai chiÒu nh video on demand, gameshow on demand, e-shopping on demand, new on demand, webbrosing on demand Cïng víi phát triển khoa học công nghệ, công nghệ thông tin đà tạo thay đổi lớn rong lĩnh vực truyền hình đem lại nhiều dịch vụ lĩnh vực truyền hình Trong năm gần công nghệ truyền hình đà chuyển sang bớc phát triển - trình chuyển đổi từ công nghệ truyền hình tơng tự sang công nghệ truyền hình số Việc chuyển đổi không xẩy lĩnh vực sản xuất chơng trình truyền hình mà lĩnh vực truyền dẫn phát sóng tín hiệu truyền hình Nhiều nhà nghiên cứu đà cho đà bắt đầu thời ®¹i míi- thêi ®¹i cđa Digital Video, Digital Television Trun hình tơng tự ngày đợc nhắc tới dần vào quên lÃng nhờng đờng cho truyền hình kü tht sè Tõ thËp kû 80 c¸c níc ph¸t triển giới đà nghiên cứu, triển khai thử nghiệm truyền dẫn phát sóng truyền hình số qua vệ tinh, qua cáp mạng phát sóng mặt đất Các công nghệ đà đợc hoàn thiện năm cuối kỷ 20 đầu kỷ 21 để năm tới chuyển sang ph¸t sãng sè chÝnh thøc Cïng víi sù ph¸t triĨn công nghệ nén tín hiệu Video, đà mở khả phát triển truyền hình số việc lu trữ chơng trình nh việc truyền dẫn quảng bá tín hiệu truyền hình số đến ngời xem Truyền hình số có u điểm bật so với truyền hình tơng tự nh: Có thể truyền nhiều chơng trình băng tần Có chất lợng cao bị ảnh hởng tạp âm đờng truyền Có thể lu trữ chuyển đổi mà không làm giảm chất lợng Có khả truyền đợc chơng trình truyền Nguyễn Nh Nhất Luận văn thạc sĩ hình độ phân giải cao (HDTV) băng tần 8MHz Có thể kết hợp dịch vụ truyền hình dịch vụ viễn thông khác Vì việc nghiên cứu truyền hình số tiếp cận với khoa học công nghệ thay đổi nhanh chóng việc quan trọng cần đợc đẩy mạnh để đa Truyền Hình Việt Nam (THVN) tiến kịp với nớc khu vực giới, tránh tụt hậu lÃng phí Việt Nam kỹ thuật truyền hình số đà đợc quan tâm từ năm 1990, trung tâm nghiên cứu phát triền ứng dụng quản lý truyền hình đà có nhiều đề tài truyền hình số Đài THVN (Truyền Hình Việt Nam) đà đa lộ trình chuyển dịch từ truyền hình tơng tự sang truyền hình số năm 1999 Sau nhiều hội nghị khoa học việc lựa chọn chuẩn truyền hình số (ATSC, DVB, ISDB-T) đợc sử dụng Việt Nam Năm 2001 Đài THVN đà định chọn chuẩn DVB Trớc nhu cầu thực tế nh thân kỹ s làm việc ngành truyền hình, cụ thể Đài THVN, nên chọn đề tài Truyền hình số DVB Việt Nam xu hớng phát triển để nghiên cứu, tìm hiểu nhằm có đợc đóng góp định cho truyền hình Việt Nam Nội dung luận văn đề cập đến: Cơ sở truyền hình số Các phơng thức truyền dẫn tín hiệu truyền hình số DVB Truyền hình số DVB Việt Nam xu hớng phát triển Công nghệ truyền hình số một lĩnh vực phức tạp hợp nhiều kiến thức công nghệ thông tin truyền thông, luận văn không tránh khỏi thiếu sót Vì mong muốn nhận đợc ý kiến đóng góp thầy, cô bạn đồng nghiệp để luận văn có đợc tác dụng định Qua xin chân thành cảm ơn giúp đỡ thầy, tiến sỹ Đỗ Hoàng Tiến đà tận tâm giúp đỡ để hoàn thành luận văn Hà nội tháng 10/ 2006 Nguyễn Nh Nhất Luận văn thạc sĩ Chơng Tổng quan Hệ thống truyền hình tập hợp thiết bị cần thiết để đảm bảo trình phát thu tin tức hình ảnh Lịch sử phát triển truyền hình đến cho đời nhiều tiêu chuần truyền hình khác nhau, nhng dù phải có sơ đồ khối nh hình 1.1 Cảnh vật A ống kính Bộ chuyển đỏi ảnh - tín hiệu Bộ khuéch đại gia công tín hiệu Kênh truyền Bộ tạo xung đồng Bộ kh.đại xử lý tín hiệu Bộ chuyển đỏi tín hiệu - ảnh Bộ tách xung đồng Hình 1.1: Sơ đồ khối tổng quát hệ thống truyền hình đen trắng Truyền hình đen trắng đời từ năm đầu thập kỷ 20 với nhiều tiêu chuẩn truyền hình khác nhau: A, B, C, D, K, E, F, G, H, J, K, L, M, N TiÕp theo đời hệ truyền hình mầu với hệ : NTSC, PAL, SECAM xuất vào thập kỷ 50 kỷ trớc đà tạo nên bớc ngoặt trình phát triển công nghệ truyền hình Cả hệ truyền hình sử dụng tín hiệu thành phần tín hiệu chói tín hiệu mầu (Y, R-Y, B-Y) Điều khác hệ mầu phơng pháp điều chế ghép kênh tín hiệu mầu với tín hiệu chói Do phát triển nhanh chóng công nghệ điện tử với đời vi mạch cỡ lớn, xử lý tín hiệu số với tốc độ cao, nhớ dung lợng lớn bùng nổ công nghệ thông tin nhng năm gần đây, video số, truyền hình số đà hoàn toàn mang tính khả thi bớc trở thành thực Số hóa tín hiệu truyền hình thực tế không biến đổi tín hiệu truyền hình tơng tự sang tín hiệu số mà trình xử lý tín hiệu để giảm thông tin không cần thiết để đảm bảo tín hiệu truyền hình số truyền đợc băng tần truyền hình tơng tự Nguyễn Nh Nhất Luận văn thạc sĩ So với hệ thống truyền hình tơng tự, truyền hình số có u điểm nh: - Tín hiệu số nhậy cảm với dạng méo xẩy đờng truyền - Có khả tái tạo, không suy hao chÊt lỵng trun dÉn cịng nh lu trữ tín hiệu - Có tính linh hoạt, mền dẻo trình xử lý tín hiệu - Hiệu sử dụng băng tần cao truyền dẫn tín hiệu truyền hình số có nén - Có khả phân cấp chơng trình sử dụng hệ truyền hình số mặt đất DVB-T hay ISDB-T - Có khả truyền dẫn tín hiệu truyền hình có độ phân giải cao kênh truyền hình tơng tự - Có khả kết hợp với nhiều dịch vụ thông tin khác - Khoá mà đơn giản - Công nghệ truyền hình số có khả mà truyền hình tơng tự thực đợc Sơ đồ tổng quát hệ thống truyền hình số nh hình 1.2 Đầu vào thiết bị truyền hình số nhận tín hiệu truyền hình tơng tự Trong thiết bị mà hóa (biến đổi A/D) tín hiệu truyền hình ananlog đợc biến đổi thành tín hiệu truyền hình số Tín hiệu truyền hình analog Biến đổi A/D Nén, ghép kênh Thiết bị phát Mà hóa Điều chế kênh Kênh truyền Tín hiệu truyền hình analog Biến đổi D/A Tách kênh giải nén Thiết bị thu Giải mà kênh Giải điều chế Hình 1.2 Sơ đồ khối tổng quát hệ thống truyền hình số Nguyễn Nh Nhất Luận văn thạc sĩ Các tham số đặc trng tín hiệu đợc xác định từ hệ thống truyền hình đà chọn Tín hiệu truyền hình số đợc đa tới thiết bị phát, đợc chuyển tới kênh thông tin tới thiết bị thu Tại bên thu tín hiệu đợc biến đổi ngợc lại với qúa trình xử lý phía phát, giải mà tín hiệu truyền hình, thực biến đổi tín hiệu truyền hình số thành tín hiệu truyền hình tơng tự Hệ thống tín hiệu truyền hình số xác định trực tiếp cấu hình mà hóa giải mà Khi truyền qua kênh thông tin tín hiệu truyền hình số đợc mà hóa kênh để chống lỗi Hiện giới tồn tiêu chuẩn truyền hình số ATSC Mỹ đề xuất, DVB châu Âu đề xuất ISDB-T Nhật Bản đề xuất Truyền hình Việt Nam qua trình số hoá phải chọn cho lộ trình thích hợp phù hợp với hoàn cảnh đất nớc kế thừa thành tựu công nghệ truyền hình số giới Do khoảng 10 năm trở lại Truyền hình Việt Nam đà tập trung tìm hiểu, so sánh u nhợc điểm hệ thống truyền hình số giới sau nhiều hội nghị khoa học đà chọn tiêu chuẩn DVB chuẩn truyền hình số đợc sử dụng Việt Nam vào năm 2001 thời điểm ®ã chn DVB sư dơng tÝn hiƯu trun h×nh sè ®ỵc nÐn theo chn MPEG-2 Tõ ®ã ®Õn Trun hình Việt Nam đà tăng cờng đầu t trang thiÕt bÞ theo chn DVB MPEG-2 nh»m tõng bíc sè hoá ngành công nghệ truyền hình nớc Trong năm đầu việc số hoá đợc thực khâu sản suất chơng trình truyền hình, đến số hoá dần công đoạn truyền dẫn phát sóng tín hiệu truyền hình Hiện toàn hệ thống truyền hình số Việt Nam sử dụng chuẩn nÐn MPEG-2 cđa DVB Trong hiƯn trªn thÕ giới đà phát triển nhiều công nghệ nh nén Video MPEG-4 có khả giảm đợc tốc độ bit Nguyễn Nh Nhất Luận văn thạc sĩ xuống thấp mà chất lợng hình ảnh không đổi Tuy nhiên sản phẩm thơng mại công nghệ cha phổ biến số lợng thiết bị đầu t theo chuẩn MPEG-2 Việt Nam lớn tiếp tục phát triển thời gian dài Do luận văn tập trung vào lĩnh vực truyền dẫn tín hiệu truyền hình số theo chuẩn nén MPEG-2 Nguyễn Nh Nhất Luận văn thạc sÜ