Nghiên cứu các đặc điểm chính của công nghệ DVB H

ALC Asynchronous Layered Coding Mã hóa lớp không đồng bộBAT Bouquet Association Table Bảng kết hợp bó BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân CBMS Convergence of Broadcast

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

LỜI GIỚI THIỆU

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Cơ sở nghiên cứu và mục đích của luận văn 1

1.2 Tổ chức luận văn 2

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG 3

2.1 Giới thiệu chung 3

2.2 Các tiêu chuẩn truyền hình di động khác DVB-H đang sử dụng 4

2.2.1 Tiêu chuẩn truyền hình di động T-DMB 4

2.2.2 Tiêu chuẩn truyền hình di động ISDB-T 6

2.2.3 Tiêu chuẩn truyền hình di động MediaFlo 8

2.3 Tiêu chuẩn truyền hình di động DVB-H 10

2.3.1 Hiện trạng công nghệ 10

2.3.2 Tiêu chuẩn DVB-H 12

2.2.3 Những ưu việt của Truyền hình di động theo chuẩn DVB-H 13

CHƯƠNG 3: TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB–T 15

3.1 Giới thiệu chung 15

3.2 Mạng DVB 16

3.3 Nén tín hiệu video số - chuẩn MPEG 17

3.4 Hệ thống phát hình số mặt đất DVB-T 18

3.5 Kỹ thuật ghép kênh OFDM 21

3.5.1 Tính trực giao của các sóng mang 21

3.5.3 Lựa chọn điều chế cơ sở 24

3.5.4 Số lượng, vị trí và nhiệm vụ của các sóng mang 24

3.5.5 Chèn khoảng thời gian bảo vệ 27

3.5.6 Tổng vận tốc dòng dữ liệu của máy phát số DVB-T 29

CHƯƠNG 4: LỚP LIÊN KẾT DỮ LIỆU CỦA DVB-H 30

4.1 Mục đích, yêu cầu 30

4.2 Các giải pháp 31

4.2.1 Cơ chế lát cắt thời gian Time-slicing 31

4.2.2 MPE-FEC 33

4.3 Thực hiện cơ chế Time-slicing 35

4.3.1 Thuật toán Delta-t 35

4.3.2 Kích thước burst và thời gian Off 39

4.4 Thực hiện MPE-FEC 42

4.4.1 Nguyên lý làm việc trong phần đóng gói đa giao thức MPE 42

4.4.2 Cấu trúc khung của MPE-FEC 42

4.4.3 Thực hiện bảng dữ liệu ứng dụng 45

4.4.4 Thực hiện byte chẵn lẻ trong bảng dữ liệu RS 46

CHƯƠNG 5: LỚP VẬT LÝ CỦA DVB-H 47

5.1 Các mode 4K và bộ chèn theo độ sâu 47

5.2 Báo hiệu thông số truyền và kênh 5MHz 49

5.3 Thông tin dịch vụ 50

CHƯƠNG 6: CÔNG NGHỆ IP DATACAST 52

6.1 Nguyên lý chung 53

6.2 Kiến trúc và ngăn xếp giao thức 55

6.3 Mô hình cấu trúc hệ thống 57

6.3.1 Chức năng các khối 57

6.4 Mô hình truyền dữ liệu qua DVB-H 61

6.5 Mã hoá dữ liệu IP DATACASTING 62

6.5.1 Tầng giao thức vận chuyển 63

6.5.2 Giao thức phân phát dòng thời gian thực (RTP) 64

6.5.3 Giao thức vận chuyển dữ liệu RTP 64

6.5.4 Giao thức điều khiển RTP 66

6.5.5 Giao thức phân phát file (FLUTE) 69

KẾT LUẬN 73

1 Kết quả đạt được của luận văn 73

2 Hướng nghiên cứu, phát triển 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 74

ALC Asynchronous Layered Coding Mã hóa lớp không đồng bộ

BAT Bouquet Association Table Bảng kết hợp bó

BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân

CBMS Convergence of Broadcast and

Mobile Services

Hội tụ quảng bá và các dịch vụ

di động

C/N Carrier to Noise Ratio Tỷ số sóng mang/ tạp âmCRC Cyclic Redundance Check Mã kiểm tra dư vòng

CAM Conditional Access Module Khối truy nhập điều kiện

DAB Digital Audio Broadcasting Mạng phát thanh số

DES Data Encryption Standard Tiêu chuẩn mã hóa dữ liệuDFT Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourier rời rạc

DHCP Dynamic Host Configuration Giao thức cấu hình IP (máy tính) động DMB Digital Multimedia Broadcasting Mạng đa phương tiện số

DQPSK Difference QPSK Điều chế vi sai QPSK

DVB Digital Video Broadcasting Mạng truyền hình số

DVB-T DVB- Terrestrial Truyền hình số mặt đất

ECM Entitlement Control Message Thông báo điều khiển quyềnEBU European Broadcasting Union Hiệp hội PT-TH Châu âuEMM Entitlement Management Message Thông báo quản lý quyền

ES Elementary Stream Dòng sơ cấp

ESG Electronic Service Guide Hướng dẫn dịch vụ điện tử

FEC Forward Error Correction Sửa lỗi trước

FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh

FLUTE File DeLivery over Unidirectional Transport Phân phát file theo một hướng

GPS Global Possitionning System Hệ thống định vị toàn cầuGSM Global System for Mobile Communication Hệ thống di động toàn cầuHDTV High Definition TeleVision Truyền hình phân giải cao

HP High Priority bit stream Quyền ưu tiên cao

HPA High Power Amplifier Khuyếch đại công suất

HTTP Hyper Text Transfer Protocol Giao thức truyền siêu văn bảnIFFT Inverse Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier ngược

INT IP/MAC Notification Table Bảng thông báo IP/MAC

IP Internet Protocol Giao thức Internet

ISDB-T Intergeted Services Digital Broadcasting – Terrestrial Mạng tích hợp các dịch vụ truyền hình số mặt đất ISO International Standards Organisation Tổ chức tiêu chuẩn quốc tếISI Inter Symbol Interference Can nhiễu trong SymbolKMM Key Management Message Thông báo quản lý khóa

KMS Key Management System Hệ thống quản lý khóa

KMSA Key Management System Agent Đại diện hệ thống quản lý khóa

LCT Layered Coding Transport Vận chuyển mã lớp

MMS Multimedia Message Service Dịch vụ bản tin đa phương tiệnMPEG Moving Picture Experts Group Nhóm chuyên gia về ảnh độngMPE Multi Protocol Encapsulation Đóng gói đa giao thức

MTS MPEG- Tranport Stream Dòng vận chuyển MPEGNIT Network Information Table Bảng thông tin mạng

OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplex Ghép kênh phân chia tần số trực giaoOMA Open Mobile Association Kết hợp di động mở

OSI Open System Interconnection Liên kết hệ thống mở

PAT Program Association Table Bảng thông tin chương trìnhPEK Program Encryption Key Khóa mã chương trình

PSI Program Specific Information Thông tin đặc tả chương trìnhQAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ cầu phương

RTP Real Time Protocol Giao thức thời gian thực

RTCP Real Time Control Protocol Giao thức điều khiển thời gian thựcRTSP Real Time Streaming Protocol Giao thức dòng thời gian thựcSAP Service Access Point Điểm truy nhập dịch vụ

SDP Session Description Protocol Giao thức mô tả phiên

SEK Service Encryption Key Khóa mã dịch vụ

SI Service Information Thông tin dịch vụ

S/N Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu / tạp âm

SFN Single Frequency Network Mạng đơn tần

TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyềnT-DMB Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting Mạng đa phương tiện số mặt đấtTMCC Transmission Multiplexing Configuration Control Điều khiển cấu hình hợp kênh truyền dẫnTEK Trafic Encryption Key Khóa mật mã đường truyền

TPS Tranmission Parametter Signalling Báo hiệu tham số truyền dẫnUDP User Datagram Protocol Giao thức gói dữ liệu người dùngUHF Ultra- High Frequency Dải tần số UHF

UMTS Universal Mobile Telecommunication System Hệ thống thông tin di động chungVHF Very High Frequency Dải tần số VHF

WAP Wireless Application Protocol Giao thức ứng dụng không dây

Bảng 2 1: Bảng đặc tính kỹ thuật của DMB 15 Bảng 2.3: Các tham số truyền dẫn cơ bản ở 3 chế độ của ISDB-T 17 Bảng 2.4: Đặc tính kỹ thuật của MediaFlo 19

Hình 2.1: Cấu trúc của DMB 15

Hình 2.2: Hệ thống ISDB-T 16

Hình 2.3: Cấu trúc mạng MediaFlo 18

Hình 2.4: Tiến trình giảm công suất tiêu thụ của bộ thu DVB-T 21

Hình 2.5: Cấu trúc máy thu DVB-H 23

Hình 3.1: Sơ đồ cầu trúc mạng DVB 26

Cùng với sự phát triển của mạng viễn thông, điện thoại di động giờ đâykhông chỉ đơn thuần là thiết bị liên lạc thoại nữa mà còn có nhiều tính năngkhác như truy cập internet, truyền số liệu, tải các đoạn video ngắn…Tuynhiên từ lâu có một dịch vụ còn bỏ ngỏ chưa được khai thác trên điện thoại diđộng đó là truyền hình trực tuyến Những hạn chế về tốc độ và băng thông đãngăn cản không cho phép các mạng viễn thông GSM và GPRS thực hiệnđược điều này Với thế hệ 3G cũng đang vấp phải những khó khăn về băngthông truyền dẫn khi số lượng người sử dụng lớn, truy cập đồng thời Côngnghệ DVB-H ra đời đã giải quyết được những khó khăn này và mở ra mộtviễn cảnh thương mại khổng lồ cho nền công nghiệp trong tương lai Đó là sựkết hợp giữa của công nghệ viễn thông và quảng bá.

Nội dung của luận văn là nghiên cứu công nghệ truyền hình di độngDVB-H Đây là một công nghệ đáng giá và đầy triển vọng để đầu tư Với xuhướng phát triển như vũ bão của hệ thống mạng di động, các thiết bị cầm tay,các dịch vụ đi kèm, càng ngày chiếc điện thoại di động càng đóng một vai tròquan trọng trong cuộc sống của mọi người.Việc cung cấp thêm dịch vụ xemtruyền hình (bao gồm cả truyền hình tương tác, game online,…) theo chuẩnDVB-H sẽ mang đến cho người sử dụng phương thức giải trí, cập nhật thôngtin mới mẻ, mọi lúc mọi nơi.DVB-H là một tiêu chuẩn hứa hẹn nhiều ưu điểmhơn công nghệ viễn thông 3G!

CHƯƠNG 1

MỞ ĐẦU

1.1 Cơ sở nghiên cứu và mục đích của luận văn

Tháng 11 năm 2004, Viện Tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu - ETSI đãcông bố Tiêu chuẩn DVB-H cho các thiết bị cầm tay Tiêu chuẩn này đãnhanh chóng được các tập đoàn Viễn thông hàng đầu trên thế giới nhưNOKIA, O2, NTL, SIEMENS, đón nhận và ứng dụng thử nghiệm DVB-

H đang được coi là tiêu chuẩn hàng đầu cho các thiết bị cầm tay bởi tiêuchuẩn này thừa kế những ưu điểm của tiêu chuẩn phát sóng số mặt đấtDVB-T (đang được Công ty VTC phủ sóng trên diện rộng tại Việt Nam)

và có những cải tiến nhằm khắc phục yếu điểm của các hệ thống trước nó,

đó là cơ chế tiết kiệm pin, sử dụng MPE-FEC để thu tín hiệu di động tốt trong mạng tổ ong, phân phối tín hiệu quảng bá dưới dạng các IPdatagrams và quá trình chuyển giao trong mạng tổ ong đơn giản để mộtmáy cầm tay vừa nhỏ gọn vừa có đủ dung lượng pin để khi cần có thể xemđược các chương trình truyền hình trực tuyến, video theo yêu cầu, trìnhduyệt web, tra cứu các thông tin điện tử, điện thoại Trong tương laikhông xa, chúng ta sẽ được ứng dụng những thành quả do công nghệDVB-H đem lại đó là mobile phone TV - điện thoại di động truyền hình

Sự hội tụ của công nghệ viễn thông và quảng bá trên thiết bị cầmtay Tiêu chuẩn DVB-H đã thể hiện nhiều ưu điểm vượt trội và đã đượcthử nghiệm, triển khai tại một số quốc gia trên thế giới như Phần Lan,

Mỹ, Italia, Australia, Ấn Độ, Tại Việt Nam, Công nghệ truyền hình diđộng theo tiêu chuẩn này đã được Công ty Truyền hình Di động VTC đưavào triển khai dịch vụ cuối năm 2006

Luận văn đi sâu nghiên cứu các đặc điểm chính của công nghệ DVB-H

đó là cơ chế tiết kiệm năng lượng Pin, sử dụng MPE-FEC để thu tín hiệu diđộng tốt trong mạng tổ ong, phân phối tín hiệu quảng bá dưới dạng các IPdatagrams Những tính năng này đã làm nên một tiêu chuẩn mới (DVB-H)cho mobile phone TV - điện thoại di động truyền hình

1.2 Tổ chức luận văn

Luận văn được trình bày thành 6 chương:

Chương 1: Tác giả trình bày tóm tắt cơ sở nghiên cứu và mục đích cũng

như tổ chức của luận văn

Chương 2: Trình bày khái quát các tiêu chuẩn truyền hình di động đang

được ứng dụng trên thế giới như DMB, ISDB-T, Media Flo, DVB-H và phântích các ưu việt của chuẩn DVB-H so với các chuẩn truyền hình di động khác

Chương 3: Trình bày những nét chính về hệ thống truyền hình số

DVB-T làm cơ sở cho việc nghiên cứu chuẩn DVB-H

Chương 4: Mô tả lớp vật lý trong chuẩn H (hầu hết dựa trên

DVB-T với một số hữu hạn mở rộng), trong chương này cũng đề cập tới thông tindịch vụ của DVB-H

Chương 5: Mô tả lớp liên kết dữ liệu trong chuẩn DVB-H trong đó tập

trung nghiên cứu vào hai kỹ thuật có tính đột phá trong công nghệ DVB-H:

Cơ chế lát cắt thời gian (Time silicing) cho phép tiết kiệm năng lượng Pin và

sử dụng mã sửa lỗi tiến cho các dữ liệu đã được đóng gói khối đa giao thức(MPE-FEC) để thu tín hiệu di động tốt trong mạng tổ ong

Chương 6: Trình bày về công nghệ IP Datacast qua DVB-H (IP Datacast

over Digital Video Broadcast-Handheld) hay còn gọi là IP Datacast Ngoàiviệc mang lại những ứng dụng đa phương tiện mới cho người dùng, IPDatacast còn mở ra nhiều cơ hội kinh doanh mới cho các hãng viễn thông,truyền hình và truyền thông

CHƯƠNG 2

TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG

2.1 Giới thiệu chung

Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin là sự phát triển của côngnghệ viễn thông nói chung và công nghệ truyền hình nói riêng Các ứng dụngthu truyền hình di động đã và đang trở thành một xu hướng rõ rệt cho quátrình phát triển của công nghệ truyền hình hiện đại, đặc biệt là khả năng cánhân hóa những nội dung mà người sử dụng muốn thưởng thức và khả năngtương tác trực tiếp giữa khán giả và chương trình cũng như giữa khán giả vànhững người làm chương trình Hiện nay, do nhu cầu của thị trường, trên thếgiới đã có nhiều tiêu chuẩn công nghệ truyền hình di động khác nhau đượcnghiên cứu, phát triển và ứng dụng Nhưng tựu trung lại, có thể phân làm hailoại hình chính như sau:

Truyền hình di động dựa trên sóng thông tin di động

Truyền hình di động dựa trên sóng truyền hình

Dịch vụ Truyền hình di động dựa trên sóng thông tin di động đã từngđược một số quốc gia áp dụng như Nhật Bản, Hàn Quốc Tuy nhiên, loại hìnhnày vướng phải nhiều hạn chế lớn như chi phí rất cao, thêm vào đó là khảnăng nghẽn mạng thường xuyên xảy ra do luồng dữ liệu truyền hình phụthuộc trực tiếp vào hạ tầng mạng viễn thông Ở Việt Nam, hiện tại chỉ cóSfone cung cấp dịch vụ này nhưng giá khá đắt

Còn truyền hình di động dựa trên sóng truyền hình thì giá thành rẻ hơnrất nhiều và kèm theo đó là một loạt các tiện ích đặc thù.Với loại hình này,

hiện nay trên thế giới đã phát triển và đưa vào ứng dụng một số tiêu chuẩnkhác nhau như:

DMB: Được Hàn Quốc phát triển dựa trên DAB

ISDB-T: Là tiêu chuẩn được đưa ra bởi Nhật

MediaFlo: Tiêu chuẩn phát hình di động của Mỹ do Qualcomm phát triển

DVB-H: Tiêu chuẩn của Châu Âu dựa trên chuẩn DVB-T

2.2 Các tiêu chuẩn truyền hình di động khác DVB-H đang sử dụng

2.2.1 Tiêu chuẩn truyền hình di động T-DMB

DMB là mạng quảng bá đa truyền thông số có khả năng truyền đồng bộ

âm thanh, hình ảnh, dữ liệu cho các thiết bị di động DMB là sự mở rộng củatiêu chuẩn EUREKA 147 chủ yếu là dựa trên mạng phát thanh số DAB Cũnggiống như DVB, DMB cũng có khả năng truyền qua vệ tinh (S-DMB) haytruyền số mặt đất (T-DMB) Như vậy T-DMB chính là sự kết hợp của mạngquảng bá phát thanh số DAB và truyền thông đa phương tiện T-DMB cungcấp các loại hình dịch vụ dữ liệu khác nhau: thông tin chương trình, thông tin

về sản phẩm, thông tin giao thông, cũng như âm thanh hình ảnh trên các thiết

bị di động.Với T-DMB người nghe sóng không chỉ nghe mà còn có thể xemcác chương trình trong khi đang nghe trên sóng phát thanh số

theo tiêu chuẩn của DAB để đóng gói dòng vận chuyển MPEG2 cùng vớidòng dữ liệu trên một kênh nhỏ Để có thể sửa lỗi thì phía trên của lớp vậnchuyển được cộng thêm mã sửa lỗi RS và thuật toán ghép xen.

 Lớp ứng dụng: Lớp này chứa các thuật toán, hệ thống để đóng gói, mãhóa nội dung Như trên hình vẽ dòng vận chuyển MPEG-2 TS được sử dụng

để đóng gói, tập hợp nội dung và dùng để vận chuyển các gói dữ liệu từ cácgói MPEG4 SL Các gói MPEG-4 SL được tập hợp bởi các dòng thành phần

ES và dữ liệu MPEG-4 BIFS

Hình 2.1: Cấu trúc của DMB

Đa truyền thông

Kênh truyền RS (204, 188)

2.2.2 Tiêu chuẩn truyền hình di động ISDB-T

Hệ thống quảng bá tích hợp các dịch vụ số mặt đất ISDB-T được pháttriển tại Nhật Bản ISDB-T đáp ứng được cho các thiết bị từ cố định đến thiết

bị di động, nó cũng có chức năng cho hệ thống quảng bá truyền hình số mặtđất và phát thanh số mặt đất

Hình 2.2: Hệ thống ISDB-T

Hệ thống ISDB-T còn được gọi là hệ thống truyền dẫn phân đoạn băngOFDM (BST-OFDM) Băng tần truyền dẫn được thiết lập trên mỗi phân đoạn

có dải tần 6/14 MHz Trong hệ thống này các thông số truyền dẫn có thể đượcthiết lập một cách riêng biệt trên từng phân đoạn Các dòng TS được tái hợplại thành một dòng đơn TS Các thông tin về cấu hình phân đoạn kênh, thông

số truyền dẫn và các thông tin khác được gửi đến thiết bị nhận nhờ sử dụngbáo hiệu điều khiển cấu hình truyền dẫn (TMCC)

Các tham số truyền dẫn cơ bản: ISDB-T có 3 chế độ truyền dẫn khácnhau ( bảng 2.2)

Bảng 2.2: Các tham số truyền dẫn cơ bản ở 3 chế độ của ISDB-T

Tốc độ bit thông tin 3,65Mb/s – 23,23 Mb/s

Cấu trúc phân cấp Tối đa là 3 mức

- Cấu hình mã hóa kênh: Tập hợp các dòng TS khác nhau từ các bộ tậphợp MPEG2 thành dòng một dòng đơn TS Dòng TS này được chia thành cácgói có kích thước là 188 byte Các byte chẵn lẻ của mã RS được chèn vào cácgói như là một mã ngoại Trong trường hợp truyền dẫn phân cấp thì dòngtruyền có thể được phân thành các gói tùy theo thông tin chương trình và đầuvào mà có tối đa 3 hệ thống xử lý song song Phần xử lý song song bắt đầu bằngviệc phân tán năng lượng, ghép xen, và các xử lý khác nhờ sự tương quan trướcsau của tín hiệu số cả về thời gian và tần số Sau đó được mã hóa kênh các thông

số theo yêu cầu đặc tính truyền dẫn cũng như định dạng thiết bị nhận Các tham

số này bao gồm tốc độ mã của mã chập và hệ thống điều chế số như QPSK Do

hệ thống phân cấp đối tượng được xử lý song song có tốc độ bit thông tin khácnhau nên hệ thống thực hiện lưu dữ liệu tạm thời trong bộ nhớ đệm và đọc dữliệu trong các khối ký hiệu theo tốc độ xung mẫu IFFT Các tín hiệu dẫn đườngcho giải điều chế và ký hiệu điều khiển bao gồm thông tin TMCC kết hợp với kýhiệu thông tin tới một khung OFDM Ở đây ký hiệu thông tin được điều chế bởiDBPSK và khoảng bảo vệ được cộng vào tại đầu ra IFFT.

2.2.3 Tiêu chuẩn truyền hình di động MediaFlo

Công nghệ truyền hình di động MediaFlo được sáng chế bởi công tyQUALCOMM của Mỹ Công nghệ này cũng cho phép truyền nội dung đa truyềnthông tới nhiều thuê bao một cách đồng thời Công nghệ này hoạt động hiệu quảtrên các thiết bị di động và cũng tiết kiệm năng lượng cho thiết bị di động

cơ sở hạ tầng cho mạng NOC quản lý các thành phần của mạng, điểm truynhập nội dung cục bộ hay quốc gia phân phối tới nội dung mạng diện rộng và

thông tin hướng dẫn chương trình tới các thiết bị di động NOC cũng quản lýcác dịch vụ thuê bao, cung cấp các mã khóa để truy nhập NOC cũng có thểbao gồm một hay nhiều LOC mà cũng có chức năng phân phát nội dung cục

- Các thiết bị Flo: cho phép nhận được dạng sóng Flo có chứa nội dung

và thông tin hướng dẫn chương trình Các thiết bị Flo phải là đa chức năngnhư: điện thoại, sổ địa chỉ, truy cập Internet, hay là bàn điều khiển game

2.2.3.2 Các đặc tính kỹ thuật của MediaFlo ( bảng 2.4 )

Bảng 2.3: Đặc tính kỹ thuật của MediaFlo

Lớp mạng Dòng được định tuyến tới các kênh logic

người- mọi người đều có.

• Nhu cầu về những dịch vụ công cộng như: tin tức, video streams,truyền hình v.v trên điện thoại di động là rất lớn nhưng chưa được đáp ứng

* Các giải pháp:

• Công nghệ 3G (UMTS) có thể được sử dụng nhưng nó đang phảiđương đầu với hạn chế về băng thông khi có số lượng thuê bao lớn truy cậpđồng thời DVB-T dựa trên phát quảng bá dữ liệu dạng IP datacast (IPDC) cóthể là một giải pháp

*Các yêu cầu:

Có 3 vấn đề tồn tại với các thiết bị cầm tay nếu ứng dụng DVB-T, đó là:

1 Vấn đề thứ nhất: Cần giảm công suất tiêu thụ của máy thu Cơ chế

sử dụng năng lượng Pin như thế nào là hợp lý để thu xem các chương trình

TV trực tuyến không bị thiếu năng lượng mà vẫn đảm bảo tính nhỏ gọn củamáy cầm tay

Hình vẽ 2.4 mô tả biểu đồ tiêu thụ công suất của bộ thu DVB-T

Hình 2.4: Tiến trình giảm công suất tiêu thụ của bộ thu DVB-T

Giảm công suất tiêu thụ là một trong những lý do chính tạo nên tiêu

chuẩn DVB-H.

2 Vấn đề thứ hai: Thực hiện trong môi trường di động mạng tổ ong (các

cells), các thiết bị cầm tay sẽ phải đối mặt với:

• Tỷ số C/N thay đổi trong môi trường di động

• Hiện tượng doppler trong kênh di động

• Nhiễu xung

3 Vấn đề thứ ba: Cần thiết kế mạng một cách linh hoạt cho thu di

động để có thể thu di động bằng một anten đơn trong mạng đơn tần – SingleFrequency Network (SFN) cỡ trung bình và lớn

DVB-H là tiêu chuẩn công nghệ truyền hình kỹ thuật số cho các thiết bịcầm tay được ra đời tại châu Âu vào năm 2002 Công nghệ này cho phéptruyền tải đồng thời nhiều chương trình truyền hình, phát thanh hay dữ liệu IP(Internet Protocol) khác nhau tới những thiết bị cầm tay di động như: điệnthoại di động, PDA, v.v

Từ những phân tích trên đây, có thể thấy rằng nền tảng xây dựng nên tiêuchuẩn DVB-H cho thiết bị cầm tay chính là sự phát triển từ công nghệ DVB-Thay nói rõ hơn DVB-H chính là công nghệ DVB-T sử dụng công nghệ IP-datacast và giải quyết được 3 vấn đề tồn tại nêu trên

2.3.2 Tiêu chuẩn DVB-H

DVB-H được phát triển gần đây nhất trong tập các chuẩn truyền dẫn củaDVB đáp ứng các yêu cầu trên và thích nghi với hệ thống DVB-T trongtruyền hình số mặt đất cho thiết bị cầm tay với pin công suất thấp Nó đượcchấp nhận như là chuẩn ETSI EN 302304 vào tháng 11/2004

Sơ đồ cấu trúc của máy thu DVB-H được mô tả trong hình 1, nó baogồm bộ giải điều chế DVB-H và thiết bị cuối DVB-H (DVB-H terminal) Bộgiải điều chế DVB-H bao gồm bộ giải điều chế DVB-T, module time-slicing

và module MPE-FEC

Bộ điều chế DVB-T khôi phục các gói MPEG-2 TS từ tín hiệu RFDVB-T Nó hỗ trợ 3 mode truyền 8K, 4K, 2K với TPS (TransmitterParameter Signalling) Chú ý mode 4k, in-depth interleaver và DVB-Hsignalling chỉ được định nghĩa trong chuẩn DVB-H.

Module time-slicing (chỉ có trong DVB-H) nhằm mục đích tiết kiệmnguồn cho máy thu và thu chương trình gần như liên tục khi chuyển giaotần số

Module MPE-FEC (chỉ có trong DVB-H) hỗ trợ trên lớp truyền vật

lý, khả năng sửa lỗi dùng FEC giúp máy thu thu tốt trong những môitrường có nhiễu

Hình 2.5: Cấu trúc máy thu DVB-H

Hình 2.5 là sơ đồ hệ thống DVB-H để truyền các dịch vụ trên nền IP.Trong sơ đồ này, cả dịch vụ MPEG-2 truyền thống và các dịch vụ DVB-Hdùng chung một bộ multiplexer Các thiết bị cầm tay chỉ thu và giải mã cácdịch vụ

2.2.3 Những ưu việt của Truyền hình di động theo chuẩn DVB-H

Dịch vụ truyền hình di động theo tiêu chuẩn DVB-H sẽ mang đến cho ngườidùng nhiều tiện ích lớn nhờ những tính năng ưu việt mà hệ thống hỗ trợ:

Khả năng di chuyển với tốc độ rất cao (có thể di chuyển với tốc độ lên

tới trên 200 km/h) Do vậy người dùng có thể sử dụng dịch vụ truyền hình diđộng (xem các chương trình truyền hình, thực hiện các chức năng tương táctrực tiếp ) trên thiết bị của mình ngay cả khi ngồi trên các phương tiện giaothông như ô tô, tầu hỏa, xe buýt, … mà chất lượng vẫn không hề bị suy giảm.

Sử dụng công nghệ nén tiên tiến: truyền hình di động theo tiêu chuẩnDVB-H sử dụng công nghệ nén H.264/AVC, vừa giúp tiết kiệm băng thông

mà vừa giữ được chất lượng hình ảnh, âm thanh tương đương với chuẩntruyền hình độ phân giải cao HDTV

Do người dùng thường sử dụng dịch vụ trong môi trường di động hoặccác khu đô thị (nói một cách khác đây là môi trường mà tín hiệu truyền hìnhrất hay xảy ra lỗi do bị can nhiễu bởi các luồng tín hiệu nhiễu công nghiệp, ô

tô, xe máy, các tòa nhà ) nên công nghệ DVB-H đã hỗ trợ khả năng chốnglỗi và sửa lỗi ở 3 cấp độ khác nhau giúp cho tín hiệu đến người dùng hầu nhưkhông xảy ra lỗi hoặc nếu có thì tỷ lệ lỗi là rất thấp

Khả năng tiết kiệm năng lượng một cách tối đa cho thiết bị cầm tay,đây là một yêu cầu cấp thiết của dịch vụ truyền hình di động do thiết bị này sửdụng nguồn năng lượng chủ yếu là dựa từ Pin sẵn có trong thiết bị

Khả năng tương tác trực tiếp giữa người dùng và hệ thống rất cao - ưuđiểm mà các hệ thống truyền hình từ trước nay chưa từng có Chẳng hạn cácchương trình gameshow khán giả nếu muốn tương tác thì vừa phải ngồi bênchiếc TV để xem, vừa phải nhấc máy điện thoại để tương tác Nhưng vớinhững chiếc điện thoại xem truyền hình theo chuẩn công nghệ DVB-H, ngườidùng có thể ngồi bất cứ đâu mà vẫn có thể vừa xem truyền hình vừa tương táctrực tiếp với các những người làm chương trình thông qua các phím chứcnăng Họ cũng có thể trực tiếp nhận được các thông tin theo yêu cầu như lịch

phát sóng, các thông tin chuyên biệt như giá cả, tài chính chứng khoán, v.v thậm chí là cả những chương trình truyền hình mà họ yêu thích hoặc muốnlưu trữ để xem lại

Thanh toán điện tử: người dùng có thể thanh toán dịch vụ truyền hình

di động thông qua tài khoản của mình tại ngân hàng Khán giả cũng có thểdùng tài khoản cá nhân để mua các sản phẩm được rao bán hoặc đặt lệnh giaodịch chứng khoán trực tiếp trong các chương trình chuyên biệt của truyềnhình di động

CHƯƠNG 3

TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB–T

3.1 Giới thiệu chung

DVB-T nằm trong chuẩn DVB dành cho truyền hình số mặt đất Dự

án DVB(Digital Video Broadcasting – Phát sóng Video quảng bá) bắtđầu từ năm 1993 phục vụ cho việc phát triển truyền hình số ở Châu Âuqua vệ tinh, cáp và các trạm mặt đất Dự án DVB xây dựng nhiều tiêuchuẩn khác nhau:

DVB-S: Tiêu chuẩn phát sóng truyền hình số qua vệ tinh

DVB-C: Tiêu chuẩn truyền tải tín hiệu số bằng cáp, tương thích vớiDVB-S

DVB-MC: Tiêu chuẩn phân phối tín hiệu số tới nhiều điểm với tần sốthấp hơn 10GHz

DVB-T: Tiêu chuẩn phát sóng truyền hình số mặt đất cho các kênh códải phổ (7-8) MHz

DVB-T dựa trên kỹ thuật mã hoá kênh, kỹ thuật ghép kênh phân chia tần

số trực giao OFDM (Orthogonal Frequency Division Muliplexing) và đượcgọi là điều chế mã COFDM (Code Orthogonal Frequency DivisionMuliplexing)

Version cuối cùng của chuẩn DVB-T được ESTI đưa ra vào tháng

10-2004 Năm 2006 DVB-T được dùng là chuẩn phát hình số mặt đất cho hầu hếtcác nước Châu Âu , chuẩn này còn được một số nước như Ấn Độ, TrungQuốc, Australia, Đài Loan…, áp dụng

3.2 Mạng DVB

Hình 3.6: Sơ đồ cầu trúc mạng DVB

Hình 3.1 biểu diễn cấu trúc phân cấp của mạng phát sóng video quảng bá(DVB networks) được sử dụng trong DVB và DVB-H Nguyên lý chung là sửdụng dòng truyền tải MPEG-2 được định nghĩa trong chuẩn MPEG-2

Ở tầng thấp nhất là mức dòng cơ sở (ES–Elementary streams) Mộtdòng cơ sở chứa đựng một dòng thông tin từ đầu ra của bộ mã hoá MPEG-2.Thông dụng nhất là các dòng video và audio, tuy nhiên có thể là các dòng dữliệu khác như thông tin phụ đề…

Tập hợp các dòng cơ sở tạo thành một chương trình có nghĩa và đượcđồng bộ gọi là dịch vụ DVB-T Một ví dụ phổ biến là một kênh TV bao gồm

1 dòng cơ sở cho nội dung video, một dòng cơ sở cho audio và một dòng cơ

sở cho phụ đề

Vì mục đích truyền dẫn, một vài dịch vụ DVB được ghép kênh thànhmột tín hiệu duy nhất (tín hiệu vô tuyến mặt đất đối với DVB-T/DVB-H).Điều này tạo nên dòng truyền tải MPEG-2 (Transport Stream-TS) được địnhnghĩa trong chuẩn MPEG-2 Mỗi dòng truyền tải mang một tín hiệu ghépkênh, trong khi đó cùng một tín hiệu ghép kênh có thể được mang bởi nhiều

dòng truyền tải khác nhau Ở mức cao nhất của cấu trúc trên là mạng DVB,bao gồm nhiều dòng truyền tải.

3.3 Nén tín hiệu video số - chuẩn MPEG

Chuẩn MPEG (Moving Picture Expert Group) là chuỗi các chuẩn nénvideo với mục đích là mã hoá tín hiệu hình ảnh và âm thanh cho lưu trữ số đaphương tiện DSM (Digital Storage Media) ở tốc độ bit từ 1,5Mb/s tới 50 Mb/

s và được biết đến như MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 v.v…Các chuẩn MPEGtiến tới tối ưu hoá cho những ứng dụng video động và các đặc điểm của nócũng bao gồm một thuật toán cho việc nén dữ liệu audio với tỉ lệ từ 5:1 chođến 10:1

MPEG-1: Tiêu chuẩn nén ảnh động có kích thước 320x240 và tốc độbit từ 1Mb/s đến 1,5Mb/s dùng cho ghi hình trên băng từ và đĩa CD đồng thờitruyền dẫn trong các mạng (chẳng hạn trên mạng máy tính)

MPEG-2: Tiêu chuẩn nén được sử dụng cho các ứng dụng có tốc độcao hơn <=10Mb/s để truyền tín hiệu truyền hình số thông thường ChuẩnMPEG-2 cũng cho phép mã hoá video với các ứng dụng đòi hỏi phân tích ảnhtheo các cách khác nhau như thông tin video trên mạng IDSN sử dụng ATM

MPEG-3: Tiêu chuẩn nén tín hiệu số xuống còn <=50Mb/s để truyềntín hiệu truyền hình có độ phân giải cao Năm 1992 tiêu chuẩn MPEG-3 đượckết hợp với MPEG-2 dùng cho truyền hình thông thường và truyền hình có độphân giải cao và có tên chung là MPEG-2

MPEG-4: Chuẩn này dành cho nén hình ảnh video với ít khung hình vàyêu cầu làm tươi chậm Tốc độ dữ liệu yêu cầu là 9-40Kb/s MPEG-4 hoànthiện vào tháng 10-1998 nhằm mục đích phát triển các tiêu chuẩn mã hoá mớivới tốc độ bit rất thấp

MPEG-7: Chuẩn này mô tả thông tin của rất nhiều loại đa phương tiện.

Mô tả này sẽ kết hợp với chính nội dung của nó cho phép tìm kiếm nhanh vàhiệu quả theo yêu cầu người dùng MPEG được gọi chính thức là “ Giao thức

mô tả nội dung đa phương tiện”

Tiêu chuẩn MPEG là sự kết hợp giữa nén trong ảnh và nén liên ảnh Tức

là phương pháp nén có tổn hai dựa trên biến đổi DCT và bù chuyển động.Tiêu chuẩn MPEG không biểu diễn cấu trúc bộ mã hoá một cách chínhxác, chỉ đặc trưng chính xác các thuật toán nén và kích thước dòng số liệu.Cấu trúc một hệ thống MPEG cơ bản bao gồm 3 phần chính:

Bộ đồng bộ và dồn kênh tín hiệu Audio và Video

Hệ thống Video

Hệ thống Audio

3.4 Hệ thống phát hình số mặt đất DVB-T

Hệ thống DVB-T được thiết kế dựa trên ý tưởng:

Đưa ra mô hình hệ thống phát sóng truyền hình số mặt đất

Xác định các yêu cầu về chất lượng tín hiệu và khả năng tương thíchcho các loại dịch vụ khác nhau

Quan tâm tới vấn đề xử lý tín hiệu ở máy thu để mở rộng các giải phápthực hiện hệ thống khác nhau

Chống phản xạ nhiều đường, chống pha đinh, chống hiệu ứng Doppler

Tạo khả năng thu di động

Tạo khả năng thiết lập mạng đơn tần

Tạo khả năng đa phương tiện

Khả năng mở rộng cho đa phương tiện di động

Hình 3.2 Sơ đồ khối chức năng hệ thống phát hình số mặt đất

Trong mỗi chế độ truyền dẫn của chuẩn DVB-T có thể truyền tải đượctối đa 2 cấp độ khác nhau:

 Đối với chế độ không có phân cấp, chỉ có các vùng có cường độtrường đạt giá trị lớn hơn mức ngưỡng mới có thể thu được chương trình

 Đối với các máy phát hoạt động ở chế độ có phân cấp, khi đó có haimức ngưỡng thu khác nhau Mức ngưỡng “1” cho phép thu được toàn bộ cácchương trình Mức ngưỡng “2” chỉ giá trị cho phép thu được chương trình có

ưu tiên trong khâu truyền dẫn Chế độ phân cấp tại bộ điều chế chỉ thực hiệnđược khi điều chế 16 QAM hay 64 QAM

Điều chế phân cấp có hai đặc tính chính là:

Cho phép phát sóng hai dòng truyền tải MPEG độc lập trên cùng mộtkênh RF

Mỗi dòng truyền tải sẽ có một khả năng chống lỗi riêng, do đó sẽ cóvùng phủ sóng riêng.

Các thông số kỹ thuật chính của chuẩn DVB-T:

Tín hiệu vào: Dòng truyền tải MPEG-2

Mã hóa ngoại (Reed Solomon)

Xen ngoại (outer interleaving)

Mã hóa nội (mã xoắn punctured)

Xen nội (inner interleaving)

Mapping và điều chế

Truyền dẫn OFDM

Tín hiệu đầu vào máy phát là dòng truyền tải MPEG-2 và đầu ra là tínhiệu RF đi tới anten.

3.5 Kỹ thuật ghép kênh OFDM

Như chúng ta đã biết hệ phát số DVB-T sử dụng kỹ thuật COFDM (ghéptần số trực giao có mã sửa sai) như một phương thức điều chế dữ liệu OFDM

là một dạng đặc biệt của hệ thống điều chế đa sóng mang dựa trên nguyên tắcphân chia luồng dữ liệu thành các luồng dữ liệu con lên các sóng mang Cácsóng mang được điều chế với tốc độ bit thấp và với số lượng sóng mang lớn

sẽ mang được luồng dữ liệu có tốc độ bit cao

Ý tưởng đầu tiên của OFDM xuất phát từ khi xem xét sự suy yếu xảy ratrong phát sóng các kênh mặt đất Đáp ứng của kênh không tương đồng vớitừng dải tần nhỏ do có nhiều tín hiệu nhận được (tín hiệu chính + tín hiệuphản xạ), nghĩa là sẽ không còn năng lượng đủ để thu hoặc sẽ thu được nhiềuhơn một tín hiệu Để có thể lập lại được những dữ liệu đã mất ở bên thu cần

mã hóa dữ liệu trước khi phát

3.5.1 Tính trực giao của các sóng mang.

Việc sử dụng số lượng lớn sóng mang tưởng như không có triển vọng

lắm trong thực tế, là không chắc chắn, vì sẽ cần rất nhiều bộ điều chế, giải

điều chế và các bộ lọc đi kèm theo Và cũng có vẻ như sẽ cần một dải thông lớn hơn để chứa các sóng mang này Nhưng vấn đề trên đã được giải quyết

khi các sóng mang đảm bảo điều kiện được đặt đều đặn cách nhau mộtkhoảng fU = 1/ TU, với TU là khoảng symbol hữu ích (u: useful) Đây chính làđiều kiện trực giao của các sóng mang trong hệ thống ghép kênh phân chiatần số trực giao Hình 2 biểu diễn hình ảnh của phổ tín hiệu OFDM với 16sóng mang trực giao nhau trong dải thông kênh truyền dẫn và phổ tín hiệu RFcủa máy phát số DVB-T có dải thông 8MHz Các thành phần phổ của máyphát số DVB-T (gồm hàng ngàn sóng mang) chiếm hết dải thông 8MHz

Hình 3.3 Phổ tín hiệu OFDM với số sóng mang N=16

- Về mặt toán học, việc trực giao sẽ như sau: sóng mang thứ k đượcbiễu diễn:

với ωu = 2π/ TU, và điều kiện trực giao mà sóng mang phải thoả mãn là:

- Về ý nghĩa vật lý: khi giải điều chế tín hiệu cao tần này, bộ giải điềuchế không nhìn thấy các tín hiệu cao tần kia, kết quả là không bị các tín hiệucao tần khác gây nhiễu

- Về phương diện phổ: điểm phổ có năng lượng cao nhất của một sóngmang rơi vào điểm bằng không của sóng mang khác Vì các sóng mangđược đặt rất gần nhau nên tổng cộng dải phổ cũng chỉ như ở điều chế sóngmang đơn - nếu chúng được điều chế với tất cả dữ liệu và sử dụng bộ lọccắt đỉnh lý tưởng

Có nhiều nguyên nhân gây ra sự suy giảm tính trực giao và do đó sẽ gây

ra nhiễu tương hỗ giữa các sóng mang (ICI) Chúng có thể là các lỗi xảy ratrong việc lấy mẫu tần số của máy thu hay phase-noise trong các bộ tạo daođộng nội Tuy nhiên trong thực tế, những ảnh hưởng này có thể được giữ ởmức giới hạn có thể chấp nhận được

3.5.2 Biến đổi IFFT và điều chế tín hiệu

Kỹ thuật điều chế đa sóng mang phải sử dụng nhiều mạch điều chế cầuphương và các bộ lọc nhưng chúng ta đã tránh được điều này dựa trên phépbiến đổi FFT Bản chất của quá trình tạo tín hiệu OFDM là phân tích chuỗi bitđầu vào thành các sóng mang đã được điều chế theo một kiểu nào đó trongmiền thời gian liên tục Tuỳ thuộc vào kiểu điều chế mỗi tổ hợp bit trongchuỗi bit đầu vào được gán cho một tần số sóng mang, vì vậy mỗi sóng mangchỉ tải số lượng bit cố định Nhờ bộ định vị (Mapper) và điều chế M-QAM,sóng mang sau khi điều chế QAM là một số phức và được xếp vào biểu đồchòm sao theo quy luật mã Gray trên 2 trục Re (thực) và Im(ảo) Vị trí củamỗi điểm tín hiệu (số phức) trên biểu đồ chòm sao phản ánh thông tin về biên

độ và pha của các sóng mang Quá trình biến đổi IFFT sẽ biến đổi các số phứcbiễu diễn các sóng mang trong miền tần số thành các số phức biểu diễn cácsóng mang trong miền thời gian rời rạc Trong thực tế các thành phần Re

và Im được biểu diễn bằng chuỗi nhị phân được bộ điều chế IQ sử dụng đểđiều chế sóng mang cũng được biểu diễn bằng một chuỗi nhị phân Chuỗinhị phân sau điều chế IQ được biến đổi DA để nhận được tín hiệu trongbăng tần cơ bản

Quá trình xử lý ở phía thu sẽ thực hiện biển đổi FFT để tạo các điểm điềuchế phức của từng sóng mang phụ trong symbol OFDM, sau khi giải định vị(Demapping) xác định biểu đồ bit tương ứng các tổ hợp bit được cộng lại đểkhôi phục dòng dữ liệu đã truyền

3.5.3 Lựa chọn điều chế cơ sở

Tại mỗi symbol, mỗi sóng mang sẽ được điều chế bởi một số phức lấy từtập chòm sao Tuỳ thuộc vào kiểu điều chế cơ sở được chọn là QPSK,16QAM hay 64QAM mỗi sóng mang sẽ vận chuyển được số bit dữ liệu là

2, 4 hoặc 6 bit Tuy nhiên với công suất phát cố định, khi có nhiều bit dữliệu trong một symbol thì các điểm trong chòm sao càng gần nhau hơn vàkhả năng chống lỗi sẽ bị giảm Do vậy cần có sự cân đối giữa tốc độ vàmức độ lỗi

Với mô hình điều chế không phân cấp luồng số liệu đầu vào được táchthành các nhóm có số bit phụ thuộc vào kiểu điều chế cơ sở Mỗi nhóm bitnày mang thông tin về pha và biên độ của sóng mang và tương ứng với mộtđiểm trên biểu đồ chòm sao Hình 3.4 biễu diển các chòm sao của điều chếQPSK (4 QAM), 16-QAM và 64-QAM không phân cấp Trong mô hình điềuchế phân cấp, hai luồng số liệu độc lập sẽ được truyền trong cùng một thờiđiểm Luồng dữ liệu có mức ưu tiên cao(HP) được điều chế QPSK và luồng

có mức ưu tiên thấp được điều chế 16-QAM hoặc 64-QAM

Hình 3.4 Biễu diễn chòm sao của điều chế QPSK, 16-QAM và 64-QAM

3.5.4 Số lượng, vị trí và nhiệm vụ của các sóng mang

Tín hiệu truyền đi được tổ chức thành các khung (Frame) Cứ 4 khungliên tiếp tạo thành một siêu khung Lý do việc tạo ra các khung là để phục vụ

tổ chức mang thông tin tham số bên phát (bằng các sóng mang báo hiệu tham

số bên phát - Transmission Parameter Signalling – TPS carriers) Lý do củaviệc hình thành các siêu khung là để chèn vừa đủ một số nguyên lần gói mãsửa sai Reed-Solomon 204 byte trong dòng truyền tải MPEG-2 cho dù tachọn bất kỳ cấu hình tham số phát, điều này tránh việc phải chèn thêm cácgói đệm không cần thiết Mỗi khung chứa 68 symbol OFDM trong miềnthời gian (được đánh dấu từ 0 đến 67) Mỗi symbol này chứa hàng ngànsóng mang (6817 sóng mang với chế độ 8K, và 1705 sóng mang với chế độ2K) nằm dày đặc trong dải thông 8 MHz (Việt Nam chọn dải thông 8MHz,

có nước chọn 7MHz) Hình 3.5 biểu diễn phân bố sóng mang của DVB-Ttheo thời gian và tần số

Hình 3.5: Phân bố sóng mang của DVB-T (chưa chèn khoảng bảo vệ)

Như vậy trong một symbol OFDM sẽ chứa:

- Các sóng mang dữ liệu (video, audio, ) được điều chế M-QAM Số

lượng các sóng mang dữ liệu này chỉ có 6048 với 8K, và 1512 với 2K

- Các pilot (sóng mang) liên tục: bao gồm 177 pilot với 8K, và 45 pilot

với 2K Các pilot này có vị trí cố định trong dải tần 8MHz và cố định trongbiểu đồ chòm sao để đầu thu sửa lỗi tần số, tự động điều chỉnh tần số (AFC)sửa lỗi pha

- Các pilot (sóng mang) rời rạc (phân tán): bao gồm 524 pilot với 8K, và

131 pilot với 2K có vị trí cố định trong biểu đồ chòm sao Chúng không có vịtrí cố định trong miền tần số, nhưng được trải đều trong dải thông 8MHz Bênmáy thu khi nhận được các thông tin từ các pilot này sẽ tự động điều chỉnh đểđạt được "đáp ứng kênh" tốt nhất và thực hiện việc hiệu chỉnh (nếu cần)

- Khác với sóng mang các chương trình, các pilot không điều chế QAM,

mà chỉ điều chế BPSK với mức công suất lớn hơn 2,5 dB so với các sóngmang khác Hình 3.6 biểu diễn phân bố sóng mang pilot rời rạc và liên tục vớimức công suất lớn hơn các sóng mang dữ liệu 2,5 dB

Hình 3.6 Phân bố các pilot của DVB-T

- Các sóng mang thông số phát TPS (Transmission Parameter

Signalling) chứa nhóm thông số phát được điều chế BPSK vì thế trên biểu đồ

chòm sao, chúng nằm trên trục thực Sóng mang TPS bao gồm 68 sóng mangtrong chế độ 8K và 17 sóng mang trong chế độ 2K Các sóng mang TPS nàykhông những có vị trí cố định trên biểu đồ chòm sao, mà còn hoàn toàn cốđịnh ở các vị trí xác định trong dải tần 8MHz Hình 3.7 biểu diễn vị trí cácpilot và sóng mang TPS được điều chế BPSK

Hình 3.7 Phân bố các pilot của DVB-T trên biểu đồ chòm sao

3.5.5 Chèn khoảng thời gian bảo vệ

Trong thực tế khi khoảng tổ hợp thu được trải dài theo 2 symbol thìkhông chỉ có nhiễu giữa các symbol (ISI) mà còn cả nhiễu tương hỗ giữa cácsóng mang (ICI) Để tránh điều này người ta chèn thêm khoảng bảo vệ (GuardInterval duration) Tg trước mỗi symbolđể đảm bảo các thông tin là đến từcùng một symbol và xuất hiện cố định

Hình 3.8 Phân bố sóng mang khi chèn thêm khoảng thời gian bảo vệ

Mỗi khoảng symbol được kéo dài thêm vì thế nó sẽ vượt quá khoảng tổhợp của máy thu TU Như vậy đoạn thêm vào tại phần đầu của symbol để tạonên khoảng bảo vệ sẽ giống với đoạn có cùng độ dài tại cuối symbol Miễn là

trễ không vượt quá đoạn bảo vệ, tất cả thành phần tín hiệu trong khoảng tổhợp sẽ đến từ cùng một symbol và tiêu chuẩn trực giao được thoả mãn ICI vàISI chỉ xảy ra khi trễ vượt quá khoảng bảo vệ.

Độ dài khoảng bảo vệ được lựa chọn sao cho phù hợp với mức độ thu đađường(multi path) của máy thu Việc chèn khoảng thời gian bảo vệ được thựchiện tại phía phát Khoảng thời gian bảo vệ Tg có các giá trị khác nhau theoquy định của DVB [1]: 1/4TU, 1/8TU, 1/16TU và 1/32TU.

Hình 3.9 Các tia sóng đến trong khoảng thời gian bảo vệ

Khi chênh lệch thời gian của các tia sóng đến đầu thu không vượt quákhoảng thời gian bảo vệ Tg, thì máy thu hoàn toàn khắc phục tốt hiện tượngphản xạ (xem hình 3.9) Thực chất, khoảng thời gian bảo vệ Tg là khoảng thờigian trống không mang thông tin hữu ích, vì vậy, cùng chế độ phát, Tg cànglớn, thông tin hữu ích sẽ càng ít, số lượng chương trình sẽ giảm Nhưng Tgcàng lớn khả năng khắc phục các tia sóng phản xạ từ xa đến càng hiệu quả.Với sử dụng kỹ thuật ghép đa tần trực giao và với thông số khoảng thời gian

bảo vệ này tạo tiền đề cho việc thiết lậpmạng đơn tần DVB-T Các máy phát

thuộc mạng đơn tần đều phát cùng một kênh sóng, rất thuận lợi cho quyhoạch và tiết kiệm tài nguyên tần số

3.5.6 Tổng vận tốc dòng dữ liệu của máy phát số DVB-T

Thông thường, thông tin trên một kênh cao tần 8MHz của máy phátDVB-T phụ thuộc vào tổng vận tốc dòng dữ liệu mà nó có khả năng truyền tải

và có thể thấy các tham số phát như kiểu điều chế (modulation), tỷ lệ mã sửasai (code rate) và khoảng thời gian bảo vệ (Guard interval) sẽ quyết định khảnăng này Bảng 3.1 thống kê tổng vận tốc dòng dữ liệu máy phát DVB-T cóthể truyền tải từ 4,98 Mbit/s đến 31,67 Mbit/s trên một kênh cao tần 8MHzvới các nhóm thông số phát khác nhau

Bảng 3.1 Tổng vận tốc dòng dữ liệu

Máy phát số DVB-T còn một tham số nữa là chế độ phát 2K hoặc 8K.Chế độ phát 2K sử dụng 1705 sóng mang, trong đó có 1512 sóng mang dữliệu và 193 sóng mang tham số phát và các pilots Chế độ phát 8K sử dụng

6817 sóng mang, trong đó có 6048 sóng mang dữ liệu và 769 sóng mang tham

số phát và các pilot Trong chế độ 8K số lượng sóng mang dữ liệu gấp 4 lầntrong chế độ 2K nhưng thời gian để truyền hết số lượng sóng mang này cũnggấp 4 lần nên tổng vận tốc dòng dữ liệu cũng bằng chế độ 2K

độ dữ liệu đạt tới 15 Mb/s, hoạt động trong mạng đơn tần diện rộng, thu ởtốc độ di động cao chỉ với một anten và chuyển vùng (handover) bằng mộtthiết bị cuối đơn.

Hình 4.1 Công suất tiêu thụ của DVB-T