TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỦ - VIỄN THÔNG
DO AN
TOT NGHIEP DAI HOC
Dĩ tai:
NGHIEN CUUTRUY EN HINH SO VE TINH
THEO TIEU CHUAN CHAU AUTHE HE THU HAI (DVB-S2) VĂ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM
Giảng viín hướng dẫn: 7.S Cao Thănh Nghĩa Sinh viín thựchiện : Nguyễn Trọng Thâi
Lớp : 40K - ĐTVT
Khóa học : 2008 - 2013
NGHỆ AN- 2013
Trang 2MUC LUC Trang 09)80)/9627100077.- QA ẴÔÒÔỎ i TÓM TẮT ĐỒ ÂN 2222222222222222222111112112222121111111122221211111112 2221111111 xe iii DANH SÂCH CÂC HÌNH VE ssssesssssssssssosssseessossssesssssssssessssssssessesssssssecsssneessenssnsessens iv DANH SACH CAC BANG BIBU .esssesssssssssssesssossssessssssissssssssissesesssssessesssssessesssnseeseesen V DANH MỤC CÂC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮTT - ¿©+£+2+++E+£+2Eke+Ex+zzrx vii Chương 1 TÔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SÓ QUA VỆ TĨNH 1
1.1 Tổng quan về truyền hình số qua V6 tihie ccescssesssssesssssesesseesesssessssseesssseesessees 1
I0 00: 1 dÔŸ3Ÿ:::Đậệ , Ô 5
1.2.1 Thích nghỉ đầu văo vă phđn tân năng lượng -c-+ 6 1.2.2 00 10
1.2.3 Khối xâo trộn bit :+-222222222222+E222222111112 22122111111 re, 1
1.2.4 Ma hoa trong-m@ Chap occ ecececeesseseseseseseeceeeeeeeeeeeeeeaeaeaeaeeeeeeeeeeeeeeeeaeaes 13 1.2.5 Loc bang gĩc va diĩu chĩ tin HiGU ccccscsssssessssssssesssssssseessessssesseessseeeseeses 16
1.3 Câc thông số kỹ thuật đường truyền của tiíu chuẩn DVB-S - 18
1.4 Tiíu chuẩn truyền hình vệ tinh lưu động DVB-DSNG .- - 20
1.4.1 Sơ lược về điều chế mê lưới =+++++t+CEE+eerrrrrrkxerrrrrkks 21
1.4.2 Tiíu chuẩn DVB-DSNG 222 222222222222212222222111112.21 21 e 22
1.5 Kết luận chương l -22¿++2EV+++++22EEEAE+EEEE2111212222111222221112 222112 24 Chuong 2 TIEU CHUAN DVB-S2 VĂ MỘT SỐ ỨNG DỤNG 25 2.1 Giới thiệu về tiíu chuẩn DVEB-S2 .22¿-5222222c22222222 2221112 22E eecee 25 2.1.1 Khối thích nghi kiểu truyền dẫn 2-22£©22+ze+2E+seccrvseerrrs 25 2.1.2 Khối thích nghi dòng truyền tải -22-©2222222e22EEESe+EEESerrrreerrrrs 30 2.1.3 Khối mê hóa sửa lỗi trước FEC -cczz+22222vvvzcccrzezrrr 31 2.1.4 Khối ânh xạ bit lín chòm sao điều chế - czz+cccsscccz+e 34
2.1.5 Tạo khung lớp vật lý . ¿+ S« k1 * 2H HH HH gi, 36 2.1.6 Lọc băng gốc vă điều chế cầu phương - + ce+ecsc+e xezxezxz 53
2.2 Đặc điểm của tiĩu chudin DVB-S2 ccsccsssssssesssesssesssessecssecseessecsuecsessseesseeses 40
2.3 Một số điểm đâng chú ý về thông số kỹ thuật của tiíu chuẩn DVB-S2 42
Trang 3PC co sa 4 ÒÔỎ 50
Chuong 3 MOT SO DE XUAT VE DICH VU VA THONG SO TRAM THU PHAT
KHI SỬ DỤNG DVB-S2 CHO ĐĂI THVN cccccccccrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrree 51
3.1 Hiện trạng sử dụng thông tin vệ tinh của Đăi Truyền hình Việt Nam 51 3.1.1 Hiện trạng truyền dẫn va phât sóng câc chương trình truyền hình quảng bâ vă truyền hình lưu động qua vệ tỉnh ¿+222ez+2222zeerrrrvs 51
3.1.2 Hiện trạng truyền dẫn vă phât sóng chương trình truyền hình VTV4 dănh
cho cộng đồng người Việt Nam ở nước ngoăi qua vệ tỉnh -+ 52 3.1.3 Hiện trạng câc mây phât vệ tinh của Đăi THVN .- -‹+- 52 3.1.4 Hiện trang may phât vệ tinh lưu động băng C 53
3.2 Một số đề xuất về dịch vụ của DVB-S2
20000007 -1¬125“,) , 54 3.2.2 Phđn phối chương trình đến câc trạm phât truyền hình mặt đất 55
3.2.3 Câc ứng dụng lưu động DSNG sử dụng DVB-S2 - -55<c<52 56
3.2.4 Góp tin truyĩn hinh toi Studio ccccssssssesssssesssssesssssessssseeessseesssseesssseesessee 57 3.2.5 Mê hóa vă điều chế thích nghi cho câc ứng dụng điểm-điểm 58
3.2.6 Dich vu IP unicast .cccccsssesssssssssesscsssssecsecsssssssessssnecsessssnessesssanesseessanesseess 59
3.2.7 Đối với dich vụ truyền hinh quang ba c.ecceesceseeccsssescssseecsssesssseeessseessssee 60 3.3 Kết luận chương 3 22222¿+22E2.+222221111222221111122121111122221112 0.1111 65
KẾT LUẬN 6Ó
Trang 4
LỜI NÓI ĐẦU
Truyền hình vệ tỉnh bắt đầu sử dụng tại Việt Nam từ những năm 1990 để truyền dẫn tín hiệu câc chương trình truyền hình đến câc trạm phât lại mặt đất ở câc tỉnh, thănh trong cả nước Ban đầu lă sử dụng vệ tỉnh băng tần C, công nghệ tương tự, sau đó đê tiến đến công nghệ số băng tần C, Ku Sau đó truyền dẫn vệ tỉnh được sử đụng đề truyền hình trực tiếp câc chương trình như kỷ niệm câc ngăy lễ lớn, câc sự kiện thể thao, văn hóa trong vă ngoăi nước, cầu truyền hình, đê đem lại hiệu quâ kinh tế, kỹ thuật cao vă phât huy những ưu điểm của truyền hình số qua vệ tỉnh
Ngoăi nhiệm vụ truyền dẫn, từ năm 2002 Đăi Truyền hình Việt Nam đê sử
dụng vệ tinh văo dịch vụ truyền hình đến từng nhă DTH với ưu điểm có thể sử
dụng anten thu kích thước nhỏ gọn trín băng tần Ku Hiện nay, số lượng thuí bao DTH đê tăng lín đâng kể vă số lượng cũng như chất lượng chương trình không ngừng được nđng cao nhằm đâp ứng nhu cầu của thuí bao vă cạnh tranh với câc loại hình truyền dẫn khâc
Toăn bộ hệ thống truyền hình số qua vệ tỉnh của Truyền hình Việt Nam hiện
nay sử dụng tiíu chuẩn nĩn video MPEG-2 vă tiíu chuẩn truyền hình qua vệ tỉnh
DVB-S Tiíu chuẩn DVB-S2 ra đời từ năm 2003 với những ưu điểm so với chuẩn DVB-S như: khả năng sử dụng băng tần hiệu quâ hơn, câc kiểu điều chế, mê
hóa linh hoạt hơn vă không bị hạn chế với kiểu mê hoâ MPEG-2 mă mềm dẻo hơn
Trang 5Với mục tiíu năy em đê thực hiện đề tăi “Nghiín cứu truyền hình số vệ tình theo tiíu chuẩn Chđu Đu thế hệ thứ hai (DVB-S2) vă khả năng ứng dụng tại Việt Nam ”
Em xin chđn thănh cảm ơn thầy giâo Th.S Cao Thănh Nghĩa đê tận tình hướng dẫn, giúp đỡ trong quâ trình thực hiện đồ ân năy Do thời gian có hạn, trình độ bản thđn còn hạn chế nín không thể trânh khỏi những sai sót Kính mong được su gop y của câc thđy, câc cô cùng câc bạn
Sinh viín thực hiện
Nguyễn Trọng Thâi
Trang 6TOM TAT DOAN
Trong đồ ân nay, em xin trình băy tổng quan về truyền hình số vệ tỉnh vă đi sđu văo nghiín cứu vă thử nghiệm chuẩn DVB-S2, cũng như một số ứng dụng của
chuẩn DVB-S2 với ngănh truyền hình vă cuối cùng lă đề xuất về địch vụ vă
thông số trạm thu phât khi sử dụng DVB-S2 cho Đăi THVN Nội dung của đồ ân bao gồm:
- Chương 1: Tổng quan về truyền hình số vệ tỉnh - Chương 2: Tiíu chuẩn DVB-S2 vă một số ứng dụng
- Chương 3: Một số để xuất về dịch vụ vă thông số trạm thu phât khi sử dung DVB-S2 cho Dai THVN
ABSTRACK
In this thesis, I would like to present an overview of satellite digital television and going into research and testing DVB-S2, as well as some applications of the DVB-S2 standard for the broadcast industry and eventually is proposed to service and base station parameters when using the DVB-S2 for Vietnam Television The contents of the scheme include:
- Chapter 1: Overview of satellite digital television - Chapter 2: DVB-S2 standard and some applications
- Chapter 3: Some suggestions on services and base station parameters when using the DVB-S2 for Vietnam Television
Trang 7DANH SÂCH CÂC HÌNH VỀ
Trang
Hình 1.1 Một số ứng dụng của truyền hình số qua vệ tỉnh . -s 2 Hình 1.2 Sơ đồ khối truyền hình số qua vệ tỉnh - -¿¿-©2e+++2+see+crrxez 3 Hình 1.3 Sơ đồ khói hệ thống truyền hình vệ tinh DVB — S
Hình 1.4 Ví đụ một mạch tạo chuỗi giả ngẫu nhiín đơn giản -.- -«-«<«+ 7
Hình 1.5 Nguyín lý ngẫu nhiín hóa để phđn tân năng lượng trong DVB-S 9
Hình 1.6 Cấu trúc dong truyền tải sau khi được ngẫu nhiín hóa - 9
Hình 1.7 Gói dòng truyền tải TS của MPEG-2 -.-¿¿©22ccc2c2veeverreerrrrecree 10 Hình 1.8 Gói TS sau khi được mê hóa RS ¿- 52 5< + S252 *+sSzx£e£zxzesexzsseeese 10 Hình 1.9 Nguyín lý hoạt động của bộ xâo trộn/ giải xâo trộn - -+ 12
Hình 1.10 Lỗi chùm được phđn tân thănh nhiều lỗi đơn -2 +: 13
Hình 1.11 Bộ tạo mê chập với độ dăi K = 3 - 55+ S+‡x+tsrsrvetetetsrerevree 13 Hình 1.12 Câc trạng thâi vă đầu ra của bộ tạo mê chập được xĩt 14
Hình 1.13 Sơ đồ trạng thâi của bộ tạo mê chập được xXĩt -. cc«cc<xss+ 14 Hình 1.14 Sơ đồ lưới của bộ tạo mê chập được xĩt
Hình 1.15 Sơ đồ bộ tạo mê chập trong tiíu chuẩn DVB-S 1S Hinh 1.16 Vi tri câc bít được loại bỏ trong câc tỷ lệ mê tương ứng 16
Hình 1.17 Đâp ứng tần số của bộ lọc với câc giâ trị œ khâc nhau - 17
Hình 1.18 Sơ đồ khối điều chế vă giải điều chế QPSK trong DVB-S 18
Hình 1.19 Giản đồ chòm sao định vị câc bit điều chế QPSK - 18
Hình 1.20 Nguyín lý điều chế TCM 2-22¿+2E++++2EEEE22E21222113222211.12E1.cee 21 Hình 1.21 Sơ đồ nguyín lý điều chế TCM”pragmatic”dùng trong DVB 22
Hình 1.22 Sơ đồ khối điều chế §PSK tỷ lệ 2/3 trong DVB-DSNG - 23
Hình 1.23 Giản đồ định vị bit điều chế 8PSK tỷ lệ 2/3 trong DVB —DSNG 23
Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống DVB-S2 22 2+++2E++222EEEE22215222222212212.e 25 Hình 2.2 Hoạt động của bộ mê hóa CRC-8
Hình 2.3 Định dạng đầu ra sau khối thích nghi kiểu truyền dan 28
Hình 2.4 Câc thănh phần trong khối thích nghi dong truyền tải - 30
Hình 2.5 Khung BBFRAME tại đầu ra khối thích nghỉ dong truyền tải 30 Hình 2.6 Nguyín lý ngẫu nhiín hóa trong DVB-§2 -2¿-2cccsccvccrcrveccee 31
Trang 8Hình 2.7 Câc thănh phần trong khối mê hóa trước FEC -cc+ 31
Hình 2.8 Cấu trúc FECFRAME sau bộ mê hóa trước . -s¿se2se+x+z+rx 31
Hình 2.9 So đồ xâo trộn bit, điều chế §PSK vă khung FECFRAME thường 34
Hình 2.10 Câc sơ đồ điều chế được sử dụng trong DVB-S2 35 Hình 2.11 Ânh xạ câc bit trong điều chế phđn cấp - ¿+2sz+2cvsceee 36 Hình 2.12 Minh họa cấu trúc khung vật lý được sử dụng trong DVB-S2 36
Hình 2.13 Quâ trình tạo thănh FECFRAME trong DVB-S2 37 Hình 2.14 Câc thănh phần của khối tạo khung PLFRAME
Hình 2.15 Cấu trúc của PLHEADER 39
Hình 2.16 Mô hình mê hóa vă điều chế thích nghi 45
Hình 2.17 Độ lợi công suất cúa DVB-S2 với DVB-S 47
Hình 2.18 Độ loi bang thong cua DVB-S2 .47
Hình 2.19 (AWGN)
Nội) vă Ku (Vĩnh Yín)
Hình 3.2 Truyền dẫn vă phât sóng chương trình VTV4 qua vệ tinh 52
Hình 3.3 Sơ đồ khối mây phât vệ tỉnh băng C 2¿+CE+2ee+cEvvzeerrrrrkx 53
Hình 3.4 Cấu hình phât sóng HDTV vă SDTV sử dụng VCM - 55 Hình 3.5 Phđn phối chương trình đến câc tram phât truyền hình mặt đắt 56
Hình 3.6 Sơ đồ khối của hệ thống DVB-S2 với ứng dụng điểm-điểm 58
Hình 3.7 Dịchvụ IP dùng DVB-S2 liín kết ACM 72ccccccccccveeccrrrres 59
Trang 9DANH SACH CAC BANG BIEU
Bang 1.1 Vi du cdc trang thai va đầu ra của mạch tạo chuỗi giả ngẫu nhiín
Bảng 1.2 Câc thông số cơ bản của bộ tạo mê chập trong tiíu chuẩn DVB-S
Bang 1.3 Sự phụ thuộc của tốc độ bit văo băng thông vă tỷ lệ mê trong
BS 19
Bảng 1.4 Tý lệ mê trong vă Eb/ No yíu cầu tại phía thu -+ 20 Bang 1.5 Cac lựa chọn điều chế vă mê hóa trong DVB -DSNG - 24 Bảng 2.1 Giâ trị câc trường trong MATTYPE-[, 55c cccctreekekerererree 29
Bảng 2.2 Câc tham số mê hóa đối với khung FECFRAME thường 32
Bang 2.3 Đa thức sinh BCH trong trường hợp khung FECFRAME thường 33
Bang 2.4 Thông số của bộ xâo trộn bit trong tiíu chudn DVB-S2 34
Bảng 2.5 Số lượng câc SLOT theo độ dăi XFECRAME
Bảng 2.6 So sânh DVB-S2 với DVB-S ở một văi chế độ lăm việc khâc nhau điển hình 22+c+212112 2.1 1 HH HH 48 Bảng 3.1 Ví dụ so sânh DVB-S vă DVB-S2 trong ứng dụng quảng bâ 54
Bang 3.2 Bảng kết qua C/N toan tuyến đối với vùng phủ sóng vă với câc anten thu NoiiUi1sð vi0¡8 vì 1e) NT ẻ 62 Bang 3.3 Yíu cầu C/N đối với câc tỷ lệ mê hoâ FEC trong đương truyền vệ tinh tiíu chuẩn DVB-§ 2 2 2 HH 62 Bảng 3.4 Bảng kết quả C/N toăn tuyến đối với vùng phủ sóng vă với câc anten thu No 00s i18 ‹ 1â An 64 Bảng 3.5 Yíu cầu đường truyền đối với câc kiểu mê hoâ - 65
Trang 10DANH MUC CAC KY HIEU, CHU VIET TAT
8PSK 8-ary Phase Shift Keying Khóa dịch pha 8 mức
16-ary Amplitude Phase ¬
16APSK Khóa dịch biín độ vă pha 16 mức
Shift Keying
32-ary Amplitude Phase ¬
32APSK Khóa dịch biín độ vă pha 32 mức
Shift Keying
Adjacent Chanel -
ACT Nhiều kính cận kính Interference
AGC Automatic Gain control Tự động điíu chỉnh độ khuích dai
Adaptive Coding and ` ,
ACM Mê hóa vă điíu chí thích nghĩ
Modulation
Adjacent Satellite -
ASI Nhiĩu do vĩ tinh cận kính Interference
AVC Advanced Video Coding Mê hóa video tiín tiín
Additive white Gaussian - ,
AWGN Tạp đm Gaussian tính cộng trăng noise
BC Backwards Compatible Tương thích ngược
BER Bit Error Ratio Tỷ lệ lỗi bit
BPSK Binary Phase Shift Keying | Khóa dịch pha hai mức
Bode-Chaudhuri , -
BCH Mê khôi nhị phđn sửa lỗi Hocquenghem
CNR Carrier to Noise Ratio Tỷ sô sóng mang trín tạp đm CBR Constant Bit Rate Tốc độ bit không đổi
Constant Coding and os
CCM - Mê hóa vă điíu chí không đôi
Modulation
CRC Cyclic Redundancy Check | Mê kiểm tra chin lẻ vòng DFL Data Field Length Độ dăi trường đữ liệu
DTH Direct To Home Dịch vụ truyền hình vệ tinh tận nhă DVB Digital Video Broadcasting | Tô chức dự ân phât thanh truyền hình số chđu Đu
Trang 11
DNP Deleted Null Packets Xóa câc gói rỗng
EIRP Effective Isotropic Radiated | Công suất phât xạ đắng hướng tương Power đương
FEC Foward Error Correcection | Mê sửa lỗi trước
HDTV High Definition Television | Truyền hình độ phđn giải cao HP High Priorty Dòng dữ liệu độ ưu tiín cao HPA High Power Amplifier Bộ khuích đại công suđt cao IF Intermediate Frequency Tđn sô trung tđn
ISI Intersybol Interference Nhiễu xuyín ký tự LDPC Low Density Parity Check | Mê kiểm tra chẵn lẻ thấp LNA Low Noise Amflifier Bộ khuích đại tạp đm thđp LNB Low Noise Block Bộ đôi tđn, khuích đại tạp đm thđp
LP Low priority Dong dir ligu d6 wu tiĩn thap
MCPC Multi Chanel Per Carrier Nhiĩu kĩnh trĩn mot song mang Multi-Protocol
MPE Đóng gói đa thủ tục Encapsulation
MUX Multiplexer Ghĩp kính NP Null Packets Câc gói trông NA Not Applicable Không ứng dụng PL Physical Layer Lớp vật lý
PLS Physical Layer Signalling Bâo hiệu lớp vật lý PSK Phase Shift Keying Khóa dịch pha QoS Quality of Service Chat lugng dich vu QPSK Quadrature Phase Shift Keying | Điíu chí pha vuông góc RF Radio Frequency Tan so radio (cao tan)
RS Reed-Solomon error correction M4 sua sai Reed — Solomon
code
SCPC Single-Channel-Per-Carrier | Đơn kính trín một sóng mang
SDTV Televition Standard Definition Truyền hình phđn giải tiíu chuẩn
Trang 12
SOF Start Of Frame Bắt đđu khung
SSPA Solid State Power Amplifier | Bộ khuếch đại công suất bân dẫn SYNC Synchronization Đông bộ
TS Transport Stream Dòng truyín tải Tx Transmitter Mây phât tín hiệu
TWTA Traveling Wave Tube Bộ khuếch đại dùng đỉn sóng chạy
Amplifier
ULPC Uplink Power Control Điều khiển công suất phât lín
UP User Packet Gói người dùng
UPL User Packet Length Độ dăi gói người dùng
Trang 13
Chương l
TONG QUAN VE TRUYEN HINH SO QUA VE TINH
Truyền hình qua vệ tỉnh lă một phương phâp phủ sóng có hiệu quả so với câc phương phâp khâc Trong hệ thống truyền hình mặt đất, dĩ phủ sóng toăn bộ lênh thổ sẽ cần đến rất nhiều trạm phât truyền hình mặt đất với chất lượng tín hiệu
không đồng đều, nhất lă với địa hình nhiều đồi núi như nước ta Truyền hình qua vệ
tỉnh có những ưu điểm mă câc hệ thống phât sóng truyền hình khâc như truyền hình câp hay truyền hình mặt đất không thể có được
Với ưu điểm có vùng phủ sóng rộng, không phụ thuộc văo địa hình đồi núi,
để phủ sóng cả lênh thổ Việt Nam chỉ cần một trạm phât lín vệ tỉnh, những
trạm mặt đất đặt trong vùng phủ sóng đều thu được tín hiệu trực tiếp từ vệ tinh Một số ưu điểm nữa lă chất lượng tín hiệu ôn định, dung lượng đường truyền lớn, cường độ trường tại điểm thu ổn định truyền hình qua vệ tinh đê được sử dụng rộng rêi trín toăn cầu
1.1 Tổng quan về truyền hình số qua vệ tỉnh [1]
Truyền hình số qua vệ tỉnh phât triển văo năm 1995 nhưng văo thời
điểm đó chỉ chiếm một thị phần nhỏ Đến cuối năm 1998 chỉ có 0.3% hộ gia đình thu tín hiệu truyền hình số vệ tinh DTH Đến nay số hộ gia đình sử dụng truyền hình số qua vệ tỉnh đê phât triển tại hầu hết câc nước trín thế giới Chỉ tính đến cuối năm 2004 riíng khu vực Chđu  đê có trín 25 triệu hộ gia đình sử dụng
truyền hình số qua vệ tinh
Dịch vụ DTH sử dụng công nghệ truyền dẫn số nín đảm bảo chất lượng tín hiệu hình ảnh cũng như đm thanh, có thể truyền dẫn được nhiều chương trình truyền hay một chương trình truyền hình có độ phđn giải cao HDTV vă độ phđn thanh lập thể AC-3 Ngoăi ra hệ thống truyền hình số còn tương thích với
nhiều loại dịch vụ khâc như truyền dữ liệu, internet, truyền hình tương tâc
Do đặc điểm phđn bố địa hình vă dđn cư trín lênh thổ Việt Nam, nhiều đồi
Trang 14cao nhất Truyền hình Việt Nam bắt đầu sử dụng công nghệ truyền hình số qua vệ tinh từ thâng 4-1998 với chương trình VTV3 phât trín băng tan Ku qua vệ tinh Thaicom 2 Đến nay, toăn bộ câc chương trình của truyền hình Việt Nam đê sử dụng công nghệ truyền dẫn tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh
Việc chuyển đổi sang phât truyền hình số qua vệ tỉnh sẽ tạo ra nhiều
dịch vụ mới kết hợp với việc truyền dẫn tín hiệu truyền hình qua vệ tỉnh
trong tương lai như:
s Truyền hình trực tiếp từ vệ tỉnh tới câc hộ gia đình (DTH): Cung cấp
câc kính truyền hình mă người xem có thể thu trực tiếp chương trình truyền
hình từ vệ tinh bằng anten thu có đường kính từ 60cm đến 90cm
Dau cudi CATV
he DTH May phat mat ll) | — + ws ait SMATV
Hình 1.1 Một số ứng dụng của truyền hình số qua vệ tinh
e Truyền dẫn tín hiệu đến câc trạm phât lại mặt đất: Phương thức năy đang được âp dụng hiệu quả tại Đăi THVN để đưa tín hiệu câc chương trình
VTVI, VTV2, VTV3, VTV5 đến khoảng hơn 100 trạm phât lại mặt đất của
THVN tại câc tỉnh thănh phố vă hăng ngăn mây phât lại công suất nhỏ khâc tại câc huyện, xê trong cả nước
Trang 15e Truyền dẫn tín hiệu truyền hình lưu động (SNG): Truyền tin nhanh từ
hiện trường về studio, truyền hình trực tiếp câc chương trình ca nhạc, thể thao,
câc sự kiện chính trị, văn hóa,
® Internet: Cung cấp đường truyền số liệu tốc độ cao từ nhă cung cấp dich vụ đến câc thuí bao dịch vụ
e SMATV: Cung cấp dịch vụ truyền hình đến câc tòa nhă lớn, khu chung cư e Đầu cuối CATV: Cung cấp tín hiệu truyền hình đến câc đầu cuối dịch vụ truyền hình câp để đưa đến câc thuí bao truyền hình câp
Khâc với câc phương phâp truyền dẫn khâc như truyền hình mặt đất hay truyền hình câp, phương phâp truyền dẫn tín hiệu qua vệ tỉnh cũng có nhưng đặc điểm riíng phụ thuộc văo mục đích truyền dẫn tín hiệu qua vệ tỉnh Do đặc điểm của
truyền dẫn tín hiệu qua vệ tỉnh có đặc điểm lă truyền dẫn trong tầm nhìn thăng, hệ số
định hướng của anten lớn, tín hiệu ít bị ảnh hưởng của phản xạ nhiều đường Tuy nhiín do công suất trín vệ tỉnh lă hữu hạn, đồng thời cự ly thông tin lớn, suy giảm }N của
đường truyền không cao so với câc phương phâp truyền dẫn khâc, ví dụ như truyền đường truyền lớn, đễ bị ảnh hưởng của mưa nhât lă băng tần Ku vì vậy tỷ số
hình câp hay truyền hình số mặt đất Chính vì những lý do đó mă hiệu suất sử dụng
Trang 161/ Khối mê hóa tín hiệu vă ghĩp kính: Có nhiệm vụ tạo ra dòng truyền tải
TS Tín hiệu truyền hình tương tự được biến đổi sang tín hiệu số, sau đó được nĩn theo tiíu chuẩn MPEG -2 Dòng bit thu được lă câc dòng cơ sở ES được phđn văo
câc gói dòng truyền tải TS Tùy thuộc văo hệ thống mă dòng truyền tải có thể lă
đơn chương trình hay đa chương trình Câc biện phâp khóa mê cũng có thể được âp dụng dĩ tăng tinh bảo mật cho hệ thống
2/ Khối điều chế: Sau khi tạo thănh dòng truyền tâi MPEG-2, tín hiệu được
đưa đến khối điều chế tín hiệu số Khối điều chế có nhiệm vụ biến đổi tín hiệu truyền hình số MPEG-2 thănh tín hiệu trung tần IF (Intermediate Frequency 70/140 MHz) Tùy thuộc văo câc tiíu chuẩn khâc nhau mă câc kiểu điều chế được sử dụng khâc nhau Câc kiểu điều chế được âp dụng trong tiíu chuẩn DVB-S lă
QPSK, BPSK, 8PSK hay 16PSK; trong DVB-S2 1a QPSK, 8PSK, 16APSK, 32APSK
3/ Phan RF: Sau khi diĩu chĩ dong truyĩn tai thanh tin hiĩu trung tan IF, tin hiệu trung tần IF sẽ được đưa tới khối đối tần lín (Upceonverter) để biến đổi tín hiệu trung tần từ 70 MHz lín thănh tín hiệu RE Tùy thuộc văo băng tần hoạt động của
hệ thống mă tần số RF có thĩ thay đổi từ 5,9 GHz đến 6,7 GHz đối với băng tần C
hay từ 13,75 GHz đến 14,5 GHz đối với băng tần Ku Sau khi đi qua khối đổi tần tín
hiệu RF được đưa văo khối khuếch đại công suất (HPA - High Power Amplifier) để đạt được công suất cần thiết phât lín vệ tỉnh Khối đổi tần năy vă khối khuếch đại
công suất tương tự như câc khối khuếch đại công suất hay đổi tần trong câc trạm phât truyền hình tương tự qua vệ tinh
Hệ thống thu có chức năng ngược lại so với hệ thống phât, tín hiệu RF sau khi đi qua bộ khuếch đại tạp đm thấp (LNA) sẽ được đổi tần xuống trung tần band L Tại câc mây thu tín hiệu trung tần band L sẽ được khuếch đại, giải điều chế thănh dòng truyền tải TS sau đó được giải mê thănh tín hiệu tương tự đưa đến monitor qua đường dđy AV
Trang 17hiệu cho câc trạm phât lại tương tự, truyền dẫn cho câc chương trình truyền hình phụ vụ cho truyền hình trực tiếp hay từ vệ tỉnh đến câc hộ gia đình (DTH — Derect To Home)
Mặc dù truyền hình số qua vệ tinh có thể ứng dụng cho nhiều mục đích nhưng về cơ bản câc hệ thống mây phât tín hiệu truyền hình số qua vệ tỉnh đều có những đặc điểm chung
1.2 Tiíu chuẩn DVB -S (EN 300 421) J4]
Tiíu chuẩn DVB-S (EN 300 421) ra đời văo năm 1994, được sử dụng phố
biến để truyền tín hiệu truyền hình quâng bâ qua vệ tỉnh Đường truyền vệ tỉnh ngoăi những ưu điểm còn tổn tại một nhược điểm lớn lă cự ly thông tin lớn, chịu ảnh hưởng mạnh của nhiễu vă tạp đm Bản thđn dòng truyền tải MPEG-2 không có chức năng sửa lỗi, chống nhiễu đường truyền do vậy không thẻ truyền trực tiếp dòng truyền tải
Tiíu chuẩn DVB-S được thiết kế trín cơ sở gia tăng khả năng chống nhiễu cho dòng truyền tải MPEG-2
Theo DVB-S, quâ trình xử lý tín hiệu truyền hình vệ tỉnh gồm câc bước như sau:
- Thich nghi đầu văo vă phđn tân năng lượng
- Mê hóa ngoăi sử dụng mê Reed-Solomon RS (204,188) - _ Xâo trộn bit nhằm tăng khả năng chống lỗi cụm
- M& hĩa trong sử dụng mê xoắn với câc tỷ lệ mê khâc nhau - _ Lọc băng gốc vă điều chế QPSK
(oo) TT
Mê hóa vă ghĩp Thich neni dau vio Mê hóa ngoăi Xâo trín bị
Trang 181.2.1 Thích nghỉ đầu văo vă phđn tân năng lượng [2] 1.2.1.1 Sự cần thiết phải phđn tân năng lượng
Dong bit dau văo phải được tiến hănh phđn tân năng lượng, mục đích của quâ trình năy lă nhằm xâo trộn câc bit nhằm trânh hiện tượng câc bit giống nhau tập trung với số lượng lớn Khi đó sẽ xảy ra hiện tượng tập trung năng lượng trong phổ, được biết đến như câc phổ vạch Cần trânh xuất hiện phố vạch do:
- Sự tập trung năng lượng cao tần sẽ tăng khả năng tạo ra giao thoa trong câc kính có tần số cạnh nhau
- Câc vạch phổ có định có thĩ tạo ra vấn đề nghiím trọng khi thu Bởi vì bộ
dao động nội có thể điều chỉnh đến vạch phổ thay cho sóng mang tới, gđy tổn hao thông tin
- Câc vạch phổ, thực chất lă thănh phần một chiều DC rất khó để
truyền dẫn, gđy mất mât thông tin được truyền đi
1.2.1.2 Nguyín lý của ngẫu nhiín hóa nhằm phđn tân năng lượng
Việc ngẫu nhiín hóa được thực hiện theo nguyín lý tương tự như kỹ thuật trai phĩ Day bit đầu văo sẽ được cộng modul 2 với một dêy bit giả ngẫu nhiín (PRBS-Pseudo Random Binary Sequence) được tạo ra từ câc thanh ghi dịch Như vậy tín hiệu đầu văo có phổ bất kỳ trở thănh tín hiệu có phổ tương tự như
phô của tín hiệu giâ ngẫu nhiín
Tại phía thu, dêy bit thu được cũng được cộng với dêy bit giả ngẫu nhiín Khi đó sẽ khôi phục được dữ liệu hoăn toăn giống như trước khi xâo trộn Điều năy được giải thích như sau:
- Bộ cộng modul 2 lă cổng logic XOR có bảng chđn lý: Xx Y Q 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0
- Giả sử tín hiệu muốn truyền đi lă X
- Tín hiệu giả ngẫu nhiín PRBS lă Y
Trang 19- Tín hiệu thu được sau khi cộng với chuỗi giả ngẫu nhiín tương tự phía phât:
(X-Y)- Y'=X-(Y-.Y)=X (1.1)
Để tín hiệu sau khi khôi phục hoăn toăn giống với tín hiệu đê truyền đi thì tín hiệu giâ ngẫu nghiín tại phần thu phải giống hoăn toăn so với phần phât vă phải đồng bộ với phần phât
1.2.1.3 Điều kiện của chuỗi giả ngẫu nhiín
Câc chuỗi giâ ngẫu nhiín PRBS có thể được tạo ra từ câc thanh ghi dịch vă câc mạch hồi tiếp Đối với thanh ghi dịch có độ dăi n, độ dăi N của chuỗi
PRBS được tạo ra lă: N = 2P-]
Chuỗi PRBS trước khi xâo trộn với luồng bit văo MPEG-2 phải thỏa
mên câc điều kiện như:
- Tính cđn đối (balance property): số bit 1 vă 0 lệch nhau tối da 1 bit
- Tính chạy (run property): số bước chạy độ đăi I chiếm 1/2 tổng số bước
chạy, số bước chạy có độ dăi 2 chiếm 1⁄4 tổng số bước chạy, độ dăi 3 chiếm 1/8
tổng số bước chạy
- Tính tương quan (correlation property): so chuỗi ban đầu với chính chuỗi đó khi dịch chuyển, tổng câc số hợp (giống nhau) a (agreement) vă tổng câc số không hợp (khâc nhau) d (disagreement) lệch nhau không nhiều hon 1
Để minh họa, xĩt chuỗi PRSB đơn giản có 4 bộ ghi dịch như trong hình vẽ sau: (AN cb} Ra XI X2 x3 X4 > † 0 0 0
Hình 1.4 Ví đụ một mạch tạo chuỗi giả ngẫu nhiín đơn giản
Đa thức sinh (polynomial) của chuỗi giả ngẫu nhiín trong trường hợp năy
lă: 1+ XỶ + X” Vì bộ ghi dịch có n = 4 thanh ghỉ nín độ dăi chuỗi PRSB lă 2 -I
= 15 Giả sử trạng thâi ban đầu lă 1000, chuỗi giả ngẫu nhiín sẽ được tạo ra như trong bảng:
Trang 20SOTT | Trạng thâi Bit ra SOTT | Trang thâi Bit ra 1 1000 0 9 1010 0 2 0100 0 10 1101 1 3 0010 0 II 1110 0 4 1001 1 12 111 1 5 1100 0 13 0111 1 6 0110 0 14 0011 1 7 1011 1 15 0001 1 8 0101 1 1 1000 0 (lap lai)
Xĩt chuỗi bit được tạo ra, chuỗi bit năy thỏa mên câc tính chất của chuỗi PRBS như sau:
- _ Tính cđn đối: tổng số bit 0 lă 7, tổng số bit 1 1a 8
- _ Tính chạy: số bước chạy có độ dăi 1 bằng 4, số bước chạy có độ dăi 2 bằng 2, độ dăi 3 bằng 1, độ dăi 4 bằng 1
- Tính tương quan: xĩt công thức tổng quât hăm tự tương quan của
chuỗi f(f) (có chu kỳ T) vă bản sao của nó khi dịch chuyển f(t + +) (1 <r<N) Trong đó r lă số bước địch chuyền:
T/2
k(z) = lim Jro.t(t+ oa (12)
-T/2
Khi t = 0, f(t) va f(t + +) tương quan tốt nhất: K(t) = 1
Khi chuỗi f( được dịch di 1 nhịp, tương quan giữa f(t) va f(t + +) như sau:
000100110101111
1000100110101 11
daaddadaddddaaa
Trong đó tổng số d hơn tổng số a lă 1 Dịch số bước bất kỳ (1 <+ < N), hiệu số bit hợp vă không hợp luôn lă 1 Như vậy điều kiện về tính tương hợp được thỏa mên
1.2.1.4 Âp dụng ngẫu nhiín hóa trong DVB-S
Theo tiíu chuẩn DVB-S, đòng dữ liệu đầu văo hệ thống lă dòng truyền tải
MPEG-2 Độ dăi câc gói của dòng truyền tải lă 188 byte, trong đó có một byte
Trang 21năng lượng luôn được thực hiện từ bit đầu tiín của byte đồng bộ (MSB- Most Significant Bit) tire 1a bit 0 của byte 01000111
Chuỗi bit được nạp ban đầu
1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 —>| 1 2]3|14|5|8 |7 |8 |9 |10|11112|13|14|15
90000011 { Œ=—
Dòng bit đê xâo trộn/
Dong bit đê xâo trộn
Điều khiển Dòng bit cần xâo trộn/
TAt/mĩ Dòng bít cần giải xâo trộn
Hinh 1.5 Nguyín lý ngẫu nhiín hóa để phđn tân năng lượng trong DVB-S Chuỗi PRSB được tạo ra bằng thanh ghi dịch có độ dăi 15, biểu thức toân
cho mạch tạo chuỗi giả ngẫu nhiín lă: G(x) = I + xl#+x1!5,
Khi nhận tín hiệu byte đồng bộ, câc giâ trị của thanh ghi dịch được nạp giâ trị”100101010000000”vă việc tạo tín hiệu ngẫu nhiín được thực hiện với chu kỳ lă
8 gói dòng truyền tải MPEG-2 Sau khi xâo trộn đủ 8 gói dòng truyền tải, câc thanh
ghi dịch lại được nạp giâ trị trín vă thực hiện chu kỳ mới
Tại phía thu, tín hiệu thu được cũng được cộng với chuỗi giả ngẫu nhiín tương tự vă đồng bộ với chuỗi giâ ngẫu nhiín bín phât Do vậy đề cung cấp đấu hiệu cho bộ giải ngẫu nhiín, byte đầu tiín của gói truyền tải thứ nhất trong nhóm 8 gói được đảo
ngược trở thănh B§HEX (10111000) Đồng thời câc byte đồng bộ trong câc gói sẽ
không được ngẫu nhiín hóa Lúc năy bộ tạo chuỗi PRSB vẫn hoạt động nhưng đầu ra
sẽ được vô hiệu hóa do vậy câc byte đồng bộ sẽ vẫn được giữ nguyín
Byte đồng bộ của gói đầu tiín trong chuỗi 8 gói dòng truyền tải được ký hiệu lă
SYNC Byte đồng bộ của câc gói còn lại (từ gói 2 đến gói 8) được ký hiệu lă SVNC
Trang 22văo, hoặc dòng bit đầu văo không phải lă dòng truyền tải MPEG-2 Điều năy để
trânh xảy ra tình trạng phât đi sóng mang không được điều chế
Tại phía thu, chuỗi giả ngẫu nhiín được tạo ra từ một mạch hoăn toăn giống
với phía phât Để đồng bộ với phần phât, mạch tạo chuỗi giả ngẫu nhiín sẽ được
nạp giâ tr[”100101010000000”mỗi khi nhận được byte đồng bộ gói bị xâo trộn (SWNC) vă việc tạo chuỗi PRBS sẽ được thực hiện với chu kỳ 8 gói tương tự như phía phât
1.2.2 Mê hóa ngoăi
Đường truyền vệ tinh chịu ảnh hưởng lớn của nhiễu vă tạp đm nín việc âp dụng câc phương phâp sửa lỗi lă rất cần thiết Thông tin truyền hình lă dạng thông tin một chiều do vậy phương phâp sửa lỗi được sử dụng lă phương phâp sửa lỗi trước FEC Theo phương phâp năy, phía thu khi nhận được tín hiệu sẽ có khả năng phât hiện vă tự sửa chữa lỗi bit nếu có
Dòng bit sau khi qua khối thích nghi dòng truyền tải vă phđn tân năng lượng sẽ được đưa đến khối mê hóa ngoăi Trong tiíu chuẩn DVB, mê ngoăi được sử dụng lă mê RS (204, 188) Đđy lă mê Reed-Solomon, thuộc đạng mê khối (block
coding) Mê khối xử lý câc khối mê theo kích thước có định, đối với mê RS (204,
Trang 23Đa thức tạo mê: øg(x) = (x+AÙ) (x+AD (x+A!Š) với A= 02HEX
8 x2 + x3 + x2 +Ị,
Đa thức tạo trường: P(x) = x
Ma RS (204, 188) lă mê được rút gọn dựa trín mê gốc RS (255, 239) Trước khi đưa văo bộ mê hóa RS (255, 239), dòng bit được thím văo 5l byte mang giâ trị 0 Tại đầu ra bộ mê hóa câc giâ trị năy sẽ bị loại bỏ để tạo thănh gói 204 byte
Theo lý thuyết về mê khối, mê RS (204, 188) có thể sửa được tối đa 8 byte
trong I gói Khả năng sửa lỗi của mê khối đối với lỗi ngẫu nhiín phụ thuộc
văo số vị trí nhỏ nhất khâc nhau giữa câc cặp mê khâc nhau, được gọi lă khoảng câch Hamming Mê RS (204, 188) có thể sửa được cả lỗi ngẫu nhiín (random
error) vă lỗi chùm (burst error), tuy nhiín nó chỉ hiệu quả đối với câc lỗi đơn, nếu
lỗi chùm ânh hưởng đến nhiều hơn 8 byte thi ma RS (204, 188) không thể khắc
phục được mă phải kết hợp với câc phương phâp sửa lỗi khâc
1.2.3 Khối xâo trộn bit
Phương phâp xâo trộn bit được kết hợp với mê ngoăi RS (204, 188) để nđng
cao khả năng sửa lỗi chùm Khi có lỗi chùm xảy ra, chất lượng tín hiệu thu được
suy giảm đột ngột Nếu lỗi chùm xảy ra vượt quâ 8 byte thì phương phâp mê sửa sai RS (204, 188) không thể khắc phục được vă dẫn tới sự sai lệch trong quâ trình giải mê lại tín hiệu Nguyín lý của việc xâo trộn bịt lă xâo trộn câc byte trong câc gói khâc nhau theo một quy luật nhất định, sao cho câc byte liền nhau sẽ thuộc câc gói khâc nhau Tại phía thu, việc xâo trộn được lăm ngược lại với phía phât Khi có
lỗi chùm xảy ra trín đường truyền thì câc lỗi đó phđn đều trín câc gói mă không
tập trung tại một gói, nhờ đó mă khi đường truyền bị lỗi chùm thì vẫn có thể khắc
phục được trong một giới hạn năo đó
Việc xâo trộn được thực hiện thông qua đổi chỗ câc byte khâc nhau qua 12 nhânh, câc nhânh có cấu trúc lă câc thanh ghi địch FIFO (First In First Out-văo
trước ra trước) Mỗi nhânh bao gồm j*M ô (cell) Mỗi ô có kích thước lă 1 byte
Trong đó:
j: chỉ số của nhânh Giâ trị từ 0 đến 11
N: độ dăi của gói sau mê hóa ngoăi N = 204 byte
I: tổng số nhânh, còn gọi lă độ sđu xâo trộn (interleaving depth) I= 12 M: độ dăi thanh ghi dich nho nhat M = N/I = 204/ 12 = 17 byte
Trang 24Như vậy mỗi nhânh có kích thước từ 0, 17, 34 187 byte Nhânh của từ đồng bộ Nhânh của từ đồng bộ 1IEL-I ˆ Bộ xâo trộn I-12 Bộ xâo trộn I=12
Hình 1.9 Nguyín lý hoạt động của bộ xâo trộn/ giải xâo trộn
Khi nhận được byte đồng bộ gói, bộ xâo trộn sẽ bắt đầu thực hiện việc xâo
trộn câc byte giữa câc gói với nhau Giả sử thời gian chuyển mạch lă T, tương ứng
với thời gian truyền đi 1 byte Dĩ mdi byte có thể dịch đi 1 vị trí trong 1 nhânh cần thời gian lă 12T lă khoảng thời gian để chuyển mạch thực hiện một chu kỳ
Trong nhịp đầu tiín, byte đồng bộ không bị trễ được đi qua nhânh”0” Đến nhịp thứ 2, byte thứ 2 (byte tiếp sau byte đồng bộ) được nạp văo ô đầu tiín của
nhânh” 1”đồng thời đọc số liệu tại ô cuối cùng của nhânh”1” Như vậy độ trễ của
byte đọc ra (từ lúc văo nhânh đến lúc ra khỏi nhânh) đối với nhânh 1 được xâc định như sau:
T¡ = 12T * số cell trong nhânh”1”= 12T *M= 12 * 17=204T (1.3)
Khi nhịp thứ 3 bắt dau, byte tiếp theo được nạp văo nhânh”2”đồng thời
doc ra byte cuối cùng ở nhânh”2”vă cứ như vậy cho đến hết nhânh”1 1”bộ xâo trộn sẽ trở về nhânh”0”vă tiếp tục chu kỳ mới
Độ trễ của câc byte khi đi qua nhânh j được xâc định như sau:
Tị=12T*XM*j= 12T *17*j=204T *j (1.4)
Tại phía thu, bộ giải xâo trộn cũng có nguyín lý tương tự như bộ xâo trộn Câc byte cũng được đưa qua câc thanh ghi dịch với chiều dăi tương ứng với chỉ số nhânh lă (I1-j) ô Như vay cdc byte tai phía phât có độ trễ ít sẽ được
lăm trễ nhiều hơn vă ngược lại sao cho tổng độ trễ của cả phần thu vă phât của
Trang 25khỏi bộ xâo trộn sẽ có thứ tự như trước khi văo bộ xâo trộn Sự khâc biệt của
dòng bít đầu ra so với đầu văo bộ xâo trộn lă số liệu trong mỗi gói ở đầu ra sẽ lă số liệu của nhiều gói khâc nhau ở đầu văo Câc byte đồng bộ gói không bị
thay đổi vị trí (không bị trễ) Khi có lỗi chùm xảy ra trín 1 gói thì lỗi sẽ được
phđn chia trín câc gói năy trước khi được đưa đến khối giải mê ngoăi, do vậy lăm tăng khả năng sửa lỗi của mê RS (204, 188) Lỗi chùm Lỗi đơn 11213|4|5|S V” xâo trộn tại phía thu 4 2 5 1 3 6 Hình 1.10 Lỗi chùm được phđn tân thănh nhiều lỗi đơn 1.2.4 Mê hóa trong-mê chập
Mê hóa trong lă lớp mê thứ 2 được sử dụng trong truyền hình số vệ tỉnh vă truyền hình số mặt đất để nđng cao hơn nữa khả năng sửa lỗi đường truyền Mê hóa trong theo tiíu chuẩn DVB-S lă loại mê chap (convolutional code) Ma chap
không xử lý câc khối bit có định như mê khối Dòng bit đầu văo bộ mê hóa lă
liín tục vă được đưa văo một thanh ghi dịch có kích thước K (tang), duoc goi la chiều đăi răng buộc của bộ ma hda (constraint length) Tin hiĩu đầu văo sẽ được cộng modul 2 với nội dung chứa trong thanh ghi dịch Sở dĩ gọi lă mê chập vì tín
hiệu văo được mê hóa bằng câch cộng với chính nó đê được lăm trễ về thời gian
Trang 26Trong đó:
[A]: trạng thâi ban đầu của thanh ghi dịch [B]: trạng thâi sau của thanh ghi dịch Đa thức sinh tại đầu ra l:GỊ =1+X+ Xử Đa thức sinh tại đầu ra 2: G2 = 1 + XỶ
Số câc tầng trong thanh ghi dịch của bộ tạo mê trong hình có độ dăi
bằng 2, như vậy số câc trạng thâi có thể có lă 2? = 4 trạng thâi (00, 01, 10, 11)
Tùy thuộc văo từ mê đầu văo vă trạng thâi của bộ tạo mê mă từ mê đầu ra có thể nhận câc giâ trị như sau: [0] [0 [II HỊ HỊ DỊ HỊ HỊ HỊ
Hình 1.12 Câc trạng thâi vă đầu ra của bộ tạo mê chập được xĩt
Hoạt động của bộ tạo mê chập có thể được biểu diễn bằng sơ đồ trạng thâi Câc trạng thâi được thể hiện tại câc nút, biểu diễn giâ trị của thanh ghi dịch theo chiều từ phải sang trâi Mỗi trạng thâi có thể chuyển đến 2 trạng thâi khâc tương
ứng với bit đầu văo lă 0 hoặc 1
Hình 1.13 Sơ đồ trạng thâi của bộ tạo mê chập được xĩt
Trang 27Một câch khâc để biểu diễn mê chập lă sử dụng sơ đồ lưới (trellis) Sơ đồ
lưới có ưu điểm lă có thể biểu điễn câc trạng thâi theo trục thời gian {0 1 28 000 0/00 0/00 0/00 | ị 00 1 ANA 01 wt 1/0 ị ị ị : 10 24434242 1/01 11 Tông —— Tim
Hình 1.14 Sơ đồ lưới của bộ tạo mê chập được xĩt
Mê chập được sử đụng trong tiíu chuẩn DVB-S có nguyín lý tương tự như
trín với số tầng của thanh ghi dich lă 6 Như vậy số trạng thâi có thể có 1a 2° = 64 trạng thâi G1= 133cct 4#) (+) (+)—>Dau ra 1 Câcbit | 1 0 1 1 0 1 1 dầu văo i 1 1 1 0 0 h 4®) —4@)—œ) X#)}—>Đầu ra2 G2= 171cct
Hình 1.15 Sơ đồ bộ tạo mê chập trong tiíu chuẩn DVB-S
Bang 1.2 Cac thong số cơ bản của bộ tạo mê chập trong tiíu chuẩn DVB-S Thông số Kỷ hiệu Giâ trị Tỷ lệ mê RC 1/2
Chiíu dăi răng buộc K 7
Đa thức sinh của nhânh thir 1 G1 14x? 4x34 x54 6
Da thức sinh của nhânh thứ 2 G2 J+X+ x? + x +x6
Ty 1ĩ ma 1/2 tương ứng với đòng bit đầu ra gấp đôi dòng bit đầu văo
Trang 28nhiín, câc bit phục vu cho việc sửa lỗi có thể được loại bỏ (puncturing) để tăng hiệu suất sử dụng Nhờ biện phâp loại bỏ, mê trong của tiíu chuẩn DVB- S có thể đạt được câc tỷ lệ mê sau: 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8 Đđy lă tỷ lệ giữa thông tin có
ích vă thông tin được truyền Tỷ lệ 1/2 phản ânh không sử dụng loại bỏ bit nhằm tối đa khả năng sửa lỗi, trong khi đó tỷ lệ 7/8 đạt được hiệu suất câc bit thông tin lớn nhất Tùy thuộc văo yíu cầu của ứng dụng cụ thể đòi hỏi khả năng sửa lỗi hay
tốc độ bit để có thể lựa chọn tỷ lệ mê phù hợp
Do việc loại bỏ lă không đối xứng nín trước khi được đưa văo khối điều chế, câc từ mê tại 2 nhânh đầu ra bộ mê trong được sắp xếp lại để có sự cđn bằng giữa dòng bit từ 2 nhânh x1 > x1 Y1 Y1 X1|X2|X3|X4 > X1 | Y2 | Y3 Y1 | Y2 | Y3 | Y4 Y1 | X3 | Y4 X1 | X2 | X3 X1 | Y2 Y1 | Y2 | Y3 >“lY1 |Xx3 X1|X2|X3|X4|XS5 > X1|Y2|Y4 Y1 | Y2 | Y3 | Y4 | Y5 Y1 | X3 | Y5 X1 | X2 | X3 | X4 | X5 | X6 | X7 > X1 | Y2 | Y4 | Y6 Y1 | Y2 | Y3 | Y4 | Y5 | Y6 | Y7 Y1 | X3 | X5 | X7
Hình 1.16 VỊ trí câc bit được loại bỏ trong câc tỷ lệ mê tương ứng, 1.2.5 Lọc băng gốc vă điều chế tín hiệu
Trong câc thiết bị điều chế tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh, tín hiệu được
xử lý bằng DSP ở khđu điều chế cũng như câc bộ lọc số trung tần Điều năy
giúp cho tín hiệu truyền hình có được độ linh động cao vă tốc độ ôn định Việc điều chế tín hiệu sử dụng DSP cho phĩp thay đổi kiểu điều chế (QPSK, 8PSK) dễ
dăng trong những trường hợp đặc biệt (ví dụ như truyền hình lưu động DSNG)
Tín hiệu văo bộ điều chế lă tín hiệu số với câc xung biểu diễn”0”vă”1” Phổ tần số của câc tín hiệu năy theo lý thuyết lă vô hạn vă đòi hỏi kính truyền
cũng phải có băng thông vô hạn để truyền dẫn Điều năy không thể thực hiện được trong thực tế do vậy cần phải có câc bộ lọc để hạn chế đâi thông của tín
Trang 29hiệu Sử dụng câc bộ lọc dẫn đến can nhiễu giữa câc symbol liền nhau, được gọi lă
nhiễu liín symbol ISI Để khắc phục điều năy, câc bộ lọc phải thỏa mên tiíu
chuẩn Nyquist Loại bộ lọc được sử dụng trong trong tiíu chuẩn DVB-S lă bộ lọc cos nđng, được đặc trưng bởi hĩ sĩ roll-off a
Hăm truyền đạt H(J của bộ lọc cos nđng: H() = l với lf| < f(1- ơ) (1.5) 1 Z |“ HỢ) [2n T- || sekd-e<ir<kdte (1.6) H(f) = 0 v6i |f] > fy(1+ a) (1.7) R Trong đó fy “TT lă tan số Nyquist vă ơ lă hệ số roll-off được lựa Ss
chọn tùy theo kiểu điều chế được sử dụng Khi sử dụng điều chế BPSK vă QPSK
hệ số œ = 0,35 Đối với điều chế §PSK hay 16QAM hệ số œ = 0,35 hoặc 0,25
tùy thuộc văo cấu hình thiết bị hay lựa chọn của người sử dụng hệ thống 1.0 = Gain Nă 0.9 IN na s \_„Roll-off= 0.2 os * Roll-off = 0.35 i 0.7 “at Nă 0.6 : ay 05 0.4 Y 0.3 = \Ă 0.2 ` “ Roll-off = 0.5 = UPN 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
Hinh 1.17 Dap tng tần số của bộ lọc với câc giâ trị œ khâc nhau
Sau khi qua bộ lọc, tín hiệu được đưa tới khối điều chế Phương phâp điều
chế được sử dụng trong tiíu chuẩn DVB-S lă điều chế pha vuông góc QPSK
Sở dĩ được gọi lă điều chế vuông góc vì tín hiệu sau điều chế gồm 2 thănh phần I
(Inphase) vă Q (Quadrature) lệch nhau 90” Trong DVB-S, 2 thănh phần I, Q năy
chính lă 2 đầu ra của bộ tạo mê chập
Trang 30
mt) 4 EX -@)— im
Cos(wt) Kính truyền Cos(wt)
Bộ dao S(t) Salt) Bộ dao
động nội| LÔ a Bă LÔ lqang nội Sinœt) |2 Belen at [EX_ BCS) BCS) x EX beat) Bộ lọc Bộ lọc
Hình 1.18 Sơ đồ khối điều chế vă giải điều chế QPSK trong DVB-S
Tín hiệu sau khi qua bộ lọc băng gốc gồm 2 thanh phan I(t) va Q(t) được đưa văo 2 bộ trộn (Mixer) Bộ trộn điều chế 2 tín hiệu thănh phần I, Q với
tín hiệu được lay từ bộ dao động nội (Local Oscillator), tuy nhiín đối với thănh
phần Q (Quadrature) thì tín hiệu từ bộ dao động nội được đảo pha 90 Đầu ra của
2 bộ trộn kết hợp lại tạo thănh sóng mang với câc góc pha lă ø/4, 34, 5⁄4, 74 Mỗi trạng thâi pha năy biểu diễn một symbol tương ứng trong biểu đồ chòm sao Phương phâp điều chế QPSK có 4 trạng thâi symbol đo vậy mỗi symbol bao
gồm log24 = 2 bit, tương ứng với tốc độ đữ liệu tăng gấp 2 lần so với điều chế
BPSK thông thường
Hình 1.19 Giản đồ chòm sao định vị câc bit điều chế QPSK
Tín hiệu sau điều chế sẽ được đưa đến khối cao tần nhằm biến đổi tín hiều trung
tần thănh cao tần trước khi khuếch đại công suất đề đưa đến anten phât lín vệ tinh
1.3 Câc thông số kỹ thuật đường truyền của tiíu chuẩn DVB-S
Bảng sau cho thấy so sânh giữa băng thông tín hiệu truyền, tỷ lệ mê chập với lượng thông tin hữu ích thu được sau giải mê chống nhiễu Thông tin hữu ích tăng theo tỷ lệ mê chập được sử dụng vă băng thông được cấp phât cho
kính truyền
Trang 31Bảng 1.3 Sự phụ thuộc của tốc độ bit văo băng thông vă tỷ lệ mê trong DVB-S BW RS _|RU (Mb/s)|RU (Mb/s)|RU (Mb/s)|RU (Mb/s)|RU (Mb/s) (MHz) | (Mbaud) | Tỷ lệ 1⁄2 | Tỷ lệ 2/3 | Tỷ lệ 3/⁄4 | Tỷ lệ 5⁄6 | Tỷ lệ 7/8 54 42,2 38,9 51,8 58,3 64,8 68,0 46 35,9 33,1 44,2 49,7 55,2 58,0 40 31,2 28,8 38,4 43,2 48,0 50,4 36 28,1 25,9 34,6 38,9 43,2 45,4 33 25,8 23,8 31,7 35,6 39,6 41,6 30 23,4 21,6 28,8 32,4 36,0 37,8 27 21,1 19,4 25,9 29,2 32,4 34,0 26 20,3 18,7 25,0 28,1 31,2 32,8 Trong do:
BW (Bandwidth): Bang thông tín hiệu
Rs: Tĩc d6 symbol Coi kính truyền có hiệu suất sử dụng băng thông
BWIRS = 1,28
RU: Tốc độ dòng bit sau giai ma FEC
Ví dụ đối với kính có băng thông 36 MHz: Tốc độ symbol: RS = 36: 1,28 = 28,125 Mbaud Sử dụng điều chế QPSK, mỗi symbol gồm 2 bit thông
tin Như vậy tốc độ bịt sau bộ mê hóa chập lă: RỊ = 28,125 * 2 = 56,25 Mbit/s Với tỷ lệ mê chập 3/4, tốc độ bit trước khi văo bộ mê chập lă: R2 = 56,25 * 3/4 = 42,1875 Mbit/s Str dung ma Reed-Solomon (204, 188) nín tốc độ bit hữu ích
trước khi thím câc bit sửa lỗi lă: RU = 42,1875 * 188/204 = 38, 8786 Mbit/s
Tuy câc tỷ lệ mê cao có hiệu suất dòng bit lớn hơn nhưng kha năng chống nhiễu thấp, không phù hợp với đường truyền kĩm Bảng sau cho thấy mối quan hệ giữa tỷ lệ mê vă tỷ số năng lượng bit trín mật độ phổ công suất tạp đm (Eb/ No) Tỷ số Eb/ No được chọn dĩ thỏa mên tiíu chí QEF sau khi qua bộ giải mê
Reed-Solomon Như vậy, tùy thuộc văo ứng dụng cụ thĩ va chất lượng đường truyền
mă tỷ lệ mê được lựa chọn phù hợp
Trang 32Bang 1.4 Tỷ lệ mê trong vă Eb/ No yíu cầu tại phía thu Tý lệ mê trong Eu/No yíu cầu (dB) (*) 1⁄2 4,5 2/3 5 3/4 5,5 5/6 6 7/8 6,4 (*) Eb/ No yĩu cau duge tinh voi BER = 2.1072 sau giải mê chập, QEF sau giải mê RS (204,188)
QEF được định nghĩa lă có xấp xỉ nhỏ hơn 1 lỗi trong 1 giờ ở đầu văo của
bộ giải nĩn MPEG-2 tương ứng với BER 10! đân 111,
1.4 Tiíu chuẩn truyền hình vệ tinh lưu động DVB-DSNG (EN 301 210) [5] Hiện nay, một trong những ứng dụng quan trọng của kỹ thuật truyền
hình lă chức năng truyền hình lưu động Câc chương hình trực tiếp như thể
thao, ca nhạc, phỏng vấn, cầu truyền hình luôn có sức hấp dẫn với khân giả Để thực hiện điều năy, phương phâp thường được sử dụng lă câc xe truyền hình lưu động SNG mặt trực tiếp tại noi diĩn ra sự kiện, truyền tín hiệu về cho studio xử lý thông qua vệ tinh Truyền hình lưu động analog (PAL, SECAM, NTSC) sử dụng điều chế EM hoạt động ở băng tần C vă Ku có thiết bị phât cồng kĩnh vă
đê trở nín lỗi thời Hiện nay, phổ biến lă câc hệ thống SNG kỹ thuật số DSNG với
những ưu điểm như:
- Giảm bớt kích thước của trạm phât lín (anten, bộ khuếch đại ) - Yĩu cau EIRP vĩ tinh thấp hơn
- Nđng cao hiệu suất sử dụng phô
Văo năm 1997, tiíu chuẩn DVB-DSNG ra đời trín cơ sở kế thừa tiíu
chuẩn DVB-S Bín cạnh kiểu điều chế QPSK trong DVB-S, tiíu chuẩn DSNG bổ
sung kỹ thuật điều chế lưới 8PSK vă 16QAM Điều năy tạo cho hệ thống khả năng
linh hoạt điều chỉnh phương phâp mê hóa kính vă điều chế trong những điều
kiện cụ thể để tối đa chất lượng
Trang 331.4.1 Sơ lược về điều chế mê lưới
Điều chế mê lưới TCM được Ungerboeck phât minh văo năm 1971 Thông thường trong xử lý tín hiệu, mê hóa vă điều chế lă 2 quâ trình riíng biệt Tuy nhiín với phương phâp TCM, điều chế vă mê hóa được kết hợp với nhau để nđng cao hiệu suất của hệ thống Hệ thống TCM gồm 2 thănh phần chính: Bộ mê hóa
lưới (mê chập) vă bộ ânh xạ bit lín chòm sao điều chế Điều chế (k+1)bit Ânh xạ bit — | > 3 Symbol sau : Boma : Bộ điều điều chế kbit - hóa chập ` chế M Tỷ lệ mức k/(k+1) , M = 2k+1 —>| âo) Sóng mang Hình 1.20 Nguyín lý điều chế TCM
Việc sử dụng điều chế mê lưới TCM nhằm lăm tăng hiệu suất sử dụng phổ
tín hiệu Băng thông cần thiết không thay đổi vì tốc độ symbol vă độ rộng xung
không đổi Điều khâc biệt lă số bit trín một symbol nhiều hơn khiến tốc độ bit tăng
lín Điều năy phải trả giâ bằng việc khoảng câch giữa câc symbol trín chòm sao
điều chế giảm đi Số mức M trong kỹ thuật điều chế M mức căng lớn thì
khoảng câch năy căng giảm, gđy khó khăn trong quâ trình giải điều chế do yíu
cầu tỷ số tín hiệu trín tạp đm S/N phải đủ lớn Kỹ thuật TCM khắc phục điều nay
bằng câch sử dụng mê chập trước khi câc bit được đưa văo điều chế để tang kha năng chống lỗi Do vậy hiệu suất tăng lín trong khi băng thông vă công suất phât lă
không thay đổi
Trang 34điều chế Nhờ vậy, tốc độ bít truyền qua hệ thống tăng lín so với DVB-S
nhưng vẫn đảm bảo giải mê chống lỗi được ở phía thu Nhânh không mê hóa 5 po — NE US Anh xa bit r * PP x lín chòm P/S L| Machập |_| Lai bo sao điều p7— E Iyị bit Ậ e chế 1⁄2 bit được mê hóa cho Cac byte tir Nhânh được mê hoa lu `—————Z mỗi symbol bộ xâo trộn
P/P : Song song — song song Mê chập tý lệ kín P/S : Song song - nôi tiếp
Hình 1.21 Sơ đồ nguyín lý điều chế TCM”pragmatic”đùng trong DVB
1.4.2 Tiíu chuẩn DVB-DSNG (EN 301 210)
Trong DVB-DSNG, quâ trình xử lý dòng dữ liệu tương tự như tiíu chuẩn
DVB-S, với một số khâc biệt:
© Thích nghỉ ghĩp kính đòng truyền tải vă phđn tân năng lượng (theo DVB-S) e Mê hóa ngoăi Reed-Solomon (204, 188) (theo DVB-S)
e Xâo trộn bit (theo DVB-S) e Mê hóa trong:
= Ma chập có loại bỏ bit (theo DVB-S)
“ Mê lưới”pragmatic”liín kết với 8PSK vă l6QAM © Ânh xạ bit lín chòm sao điều chế:
= QPSK (theo DVB-S) “ 8PSK (khâc DVB-S) = 16QAM (khâc DVB-S)
e Lọc băng gốc dùng bộ lọc cos nđng:
“ Hệ số cuốn ơ = 0,35 cho QPSK, 8PSK, 16QAM
= Tuy chon a = 0,25 cho 8PSK, 16QAM
e Điều chế cầu phương (quadrature modulation) (theo DVB-S):
Khi sử dụng điều chế QPSK, tiíu chuẩn DVB-DSNG hoăn toăn tương tự với
DVB-S Trong 2 trường hợp còn lại, 2 tiíu chuẩn khâc biệt nhau từ phần mê hóa trong vă điều chế Ví dụ, với trường hợp 8PSK 2⁄4:
Trang 35Với mê sửa sai 2/3, cứ 2 bit văo thì có 3 bit tại đầu ra Khối chuyền đổi song song ra song song sẽ biến đổi 8 tín hiệu văo thănh 2 tín hiệu ra song song Hai luồng bit năy sẽ được đưa qua khối mê chập với tỷ lệ 1/2 trín đường El dĩ tạo ra 2 bit trín 1 nhịp cùng với 1 bit trín đường NE để tạo ra 3 bit trín 1 nhịp cho
phù hợp với I symbol điều chế 8PSK Sau đó 3 bit năy sẽ được đưa đến khối điều chế 8PSK NE; Nhânh không mê hóa U1 I P0 P/P Y C2| Tạo symbol Mê chập 8PSK P7 Ea tỷ lệ 1/2 X C1 Q
Nhânh được mê hóa 2 bit mê trong symbol
Hình 1.22 Sơ đồ khối điều chế 8PSK tỷ lệ 2/3 trong DVB-DSNG
Khối mê chập tương tự như trong điều chế QPSK Giản đồ định vị bit điều chế §PSK, TCM với tý lệ trín 2/3 như trong hình vẽ sau: U1=0 U1=0 C21=1 Q C2=0 C1=1 C1=1 U1=0 1E—— U1=0 a=! lă cz=o €1z0 | C1=0 L U1=1 TT U1=1 C2=0 C2=1 C1=0 C1=0 U1=1 U1=1 C2=0 C2=1 C1=1 C1=1
Hình 1.23 Gian dĩ dinh vị bit điều chế 8PSK tý lệ 2/3 trong DVB -DSNG
Câc phương phâp điều chế vă mê hóa khâc trong DVB-DSNG cũng có nguyín lý tương tự 8PSK 2/4 Sử dụng nhiều tỷ lệ mê khâc nhau giúp cho hệ thống DVB -DSNG có khả năng lựa chọn phương ân tối ưu tùy theo điều kiện cụ thể
Trang 36Bang 1.5 Câc lựa chọn điều chế vă mê hóa trong DVB -DSNG cay Tỷ lệ Hiệu suất phô Eu/ Nụ yíu cầu Kiểu điều chế có mê trong (sô bit/symbol) (dB) (*) 1/2 0,92 4,5 2/3 1,23 5,0 QPSK 3/4 1,38 5,5 5/6 1,53 6,0 7/8 1,61 6,4 2/3 1,84 6,9 §PSK 5/6 2,30 8,9 8/9 2,46 9,4 3/4 2,76 9,0 16QAM 7/8 3,22 10,7
(*): Eb/N0 yíu cầu được tính với BER=2x10 2
QEF sau giải mê RS
trước giải mê RS vă
QEF được định nghĩa lă có xấp xỉ nhỏ hơn 1 lỗi trong 1 giờ ở đầu văo của
bộ giải nĩn MPEG-2 tương ứng với BER 10! đân 111,
1.5 Kết luận chương I
Tiíu chuẩn DVB-S vă DVB-DSNG thiết kế trín cơ sở gia tăng khả
năng chống nhiễu cho dòng truyền tải MPEG-2 vă hiện đang được sử dụng rộng rêi trong truyền hình có câc đặc điểm nổi bật lă:
1 Tín hiệu đầu văo lă đòng truyền tải MPEG-2 TS
2 Kiểu điều chế lă QPSK đối với DVB-S vă QPSK, 8PSK, I6QAM đối với DVB-DSNG
3 Mê hóa chống nhiễu: Mê ngoăi lă mê RS(204,188) vă mê trong lă mê chập 4 Hiện chỉ sử dụng hai hệ số rool-off lă 0,35 vă 0,25
5 Mê hóa vă điều chế lă cố định không thay đổi được khi đang trong quâ
trình truyền tin
Trang 37Chương 2
TIEU CHUAN DVB-S2 VA MOT SO UNG DUNG
Chuan truyĩn hình số qua vệ tinh DVB-S hiện đang được sử dụng rộng rêi trín thế giới, tuy nhiín nhu cầu tăng hiệu quả sử dụng băng tần vă tốc độ truyền dẫn tín hiệu để đâp ứng nhu cầu ngăy căng cao của câc dịch vụ như dịch vụ HDTV, dịch vụ internet tốc độ cao qua vệ tinh Chuan DVB-S2 (Digital Satellite Broadcasting gnd Generation) ra đời để đâp ứng câc nhu cầu đó
2.1 Giới thiệu về tiíu chuẩn DVB -S2 (EN 302 307) [6]
DVB-S2 lă thế hệ thứ 2 của truyền hình số phât qua vệ tinh, được phât triển từ
năm 2003, phiín bản mới nhất 1a V1.2.1 thang 8 năm 2009 DVB-S2 kết hợp chức
năng của truyền hình quảng bâ DVB-S vă câc ứng dụng chuyín nghiệp DVB-DSNG trong một tiíu chuđn duy nhất Trong tương lai, DVB-S2 sẽ dần thay thế cả hai tiíu chuẩn năy nhờ sự vượt trội về hiệu quả sử dụng băng tần vă độ linh hoạt
Sơ đồ khối hệ thống DVB-S2 như sau: CHE ĐỘ THÍCH NGHI ¡Dòng dữ liệu Dữliệu Đông bộ | j Xóa gói asec ¡ văođơn ¡ _ dòngdừ ji trồng i BO i ¡chương trình, Lệnh ACA liệu đầu văo | Ì (ACM TS) i Cacia eos jDòng dữ liệu Dữ liệu Đồng bộ Xóa gói ee ¡ vaoda | dòng dữ Lj trồng Ì Bộ ‡ jchuong trình! Lệnh ACM liệu đầu văo! ‡ (ACM TS) i ệ =.—.—.—.~í.4 ` Câc hệ thống phụ (nĩt đứt) không cần thiết với câc ứng dụng quảng bâ dòng truyền đơn chương trình = QPSK Tỷ lệ: 1⁄4, 1⁄3, 2/5, 1/2, 3/5, 8PSK 2/3, 3/4, 4/5, 5/6, 8/9, 9/10 16APSK o= 0,35; 32APSK 0,25; 0,2 fear ese ea ee ~ fel
MaFEC { Anhxa Điều chế Ỷ Dòng phđn cực ín kít tính cho chế độ = [=—n ) ron điều khiển bộ đệm Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống DVB-S2
2.1.1 Khối thích nghỉ kiểu truyền dẫn
Khối thích nghĩ kiểu truyền dẫn thực hiện việc thích nghi giao diện đầu văo,
mê hóa CRC-8 để phât hiện lỗi, đồng bộ vă kết hợp dòng bit (trong trường hợp đầu
Trang 38văo đa chương trình), chia nhỏ đòng bit thănh câc DATA FIELD Cuối cùng,
một tín hiệu bâo hiệu được thím văo để thông bâo cho phía thu biết những thông
tin cơ bản về dữ liệu vă cấu trúc khung Định dạng của chuỗi bit đầu ra của khối thích nghi kiểu truyền dẫn sẽ bao gồm trường BBHEADER (80 bit) vă trường đữ liệu DATA FIELD có kích thước không cố định
2.1.1.1 Khối giao diện đầu văo
Theo định nghĩa, đầu văo của hệ thống DVB-S2 có thể lă: - Một hoặc nhiều đòng truyĩn tai (TS) MPEG
- Một hoặc nhiều dòng dữ liệu chung, có thể lă dòng bit liín tục hoặc dạng gói
Do DVB-S2 chấp nhận nhiều dạng đầu văo khâc nhau nín câc đạng đầu văo năy cần phải được nhận biết vă chuyển về một dạng chung DVB-S2 phđn loại đầu văo dựa trín độ dăi của dòng bít vă gân câc giâ trị độ dăi gói UPL (User Packets Length) tương ứng như sau:
- Dòng truyền tâi TS: Giâ trị UPL cố định vă bằng (188 x 8) bit (độ dăi
một gói MPEG) Byte đầu tiín luôn lă byte đồng bộ (47HEX)
- Dòng đữ liệu chung: Có thể lă đòng bit liín tục (được gân UPL = Op), hoặc dạng gói đữ liệu Trong trường hợp gói, nếu độ dăi gói không đổi vă nhỏ hơn
64K thì UPL được gân bằng độ dăi của gói, nếu không thỏa mên 2 điều kiện
trín thì đầu văo được xem như liín tục (UPL = 0D)
Đối với câc gói dữ liệu không phải dòng truyền tải, nếu byte đồng bộ lă byte
đầu tiín của gói thì byte năy sẽ không bị thay đổi Nếu không, byte đồng bộ bằng 0p
sẽ được thím văo phía trước của gói đồng thời giâ trị UPL tăng thím 8 bit
- Tín hiệu điều khiến ACM (ACM Command): Nếu hệ thống lăm việc trong chế độ mê hóa điều chế thích nghỉ ACM, tín hiệu điều khiến có thể được sử dụng để điều chỉnh tỷ lệ đầu văo cho phù hợp với điều kiện truyền dẫn
2.1.1.2 Bộ mê hóa CRC-8
Mê hóa CRC chỉ được sử dụng cho dạng dữ liệu gói Nếu UPL = 0D thì khối năy được bỏ qua không xử lý
Trường hợp UPL # 0, đòng bit đầu văo sẽ có dạng một chuỗi câc gói đữ liệu
người dùng UP (User Packet) với độ dăi UPL, bắt đầu bằng byte đồng bộ (byte
đồng bộ được hệ thống gân bằng 0 nếu không có)
Trang 39Nếu như vậy, phần mang thông tin có ích của gói UP (ngoại trừ byte
đồng bộ) sẽ được đưa văo bộ mê hóa CRC, với đa thức sinh: g(X) = (X° + x4 + x3 4x2 4 1X2 +X + 1K +1) = XB 4X7 4x9 4 x4 4 x? 41,
Đầu ra bộ mê hóa CRC lă phần dư của phĩp tính: [ XŠuG@): 9(X) ], trong
đó u(X) lă gói đầu văo sau khi trừ đi 8 bit của byte đồng bộ Giâ trị năy sẽ thay thĩ
cho byte đồng bộ của gói UP tiếp theo, còn byte đồng bộ bị thay thế sẽ được copy văo trường SYNC của BBHEADER UPL
SYNC UP SYNC UP SYNC UP
| Tính toân ¿ Thay thế cho byte đồng bộ tiệp theo Ă Re: mê CRC-8 Hình 2.2 Hoạt động của bộ mê hóa CRC-8 2.1.1.3 Khối Merger/Slicer
Đầu văo của bộ Merger/Slicer có thể lă dòng bit liín tục hoặc gói UP
Khối Merger/Slicer gồm 2 thănh phần, thực hiện 2 nhiệm vụ khâc nhau:
° Slicer:
Đọc dòng đữ liệu văo (trường hợp có nhiều đầu văo thì chỉ đọc 1 trong số
câc dòng đầu văo) rồi chia thănh câc khối DATA FIELD có kích thước DFL (Data
Field Length) Gia tri DFL phải thỏa mên:
(Kbch-80) = DFL > 0
Trong đó KBCH lă độ đăi khối bit trước khi mê hóa BCH (nhận câc giâ tri khâc nhau, tùy theo tỷ lệ mê được âp dụng), 80 bit lă kích thước của trường
BBHEADER
° Merger:
Liín kết câc khối DATA FIELD của cùng một dòng đầu văo Trong trường
hợp chỉ có một dòng dữ liệu đầu văo thì khối khối Merger trở nín không cần
thiết vă được bỏ qua
Tùy thuộc văo ứng dụng, việc phđn chia câc bít văo trường DATA
FIELD cĩ thĩ được thực hiện theo 2 câch:
Trang 40- Lap day kích thước tối đa của DATA FIELD, tương ứng với độ đăi bit yíu
cầu trước khi mê hóa BCH trừ đi 80 bit BBHEADER (Kbch-80) Như vậy, một gói
UP có thể bị chia văo nhiều DATA FIELD khac nhau
- Ngược lại, có thể phđn chia sao cho mỗi DATA FIELD chỉ chứa một số nguyín câc UP
Do câc gói UP có thể bị chia văo câc DATA FIELD khâc nhau vă câc
byte đồng bộ được thay thế bằng trường sửa lỗi CRC-§, nín để thực hiện đồng bộ ở
phía phât cần chỉ ra số câc bit tính từ đầu một DATA FIELD cho đến bit bắt đầu
của trường CRC-§ đầu tiín Khoảng câch năy sẽ được chứa trong trường SYNCD trong BBHEADER .eeee” SYNCD : , ' § 80 bits DLF '
MATYPE DFL SYNC SYNC CRC8
(2 bytes) (2 bytes) (1 byte) (2 bytes) (1 byte)
Hình 2.3 Định đạng đầu ra sau khối thích nghi kiểu truyền dẫn 2.1.1.4 Chỉn BBHEADER
Một trường BBHEADER có độ dăi có định (10 byte) sẽ được thím văo phần đầu của DATA FIELD nhằm xâc định cấu trúc của DATA FIELD đó
BBHEADER gồm câc thănh phần:
1) MATYPE (2 byte): mô tả định dạng dòng dữ liệu đầu văo, phương phâp thích
nghỉ kiểu truyền dẫn, chế độ lăm việc CCM hay ACM, hĩ sĩ roll-off a
Trong đó:
e_ Byte đầu tiín (MATYPE-1) gồm câc thănh phần:
- TS/GS-Transport StreamGeneric Stream: Đầu văo lă dòng truyền tai hay dong dir ligu chung (2 bit)