Kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM trong truyền hình số mặt đất DVB t2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ KỸ THUẬT GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ TRỰC GIAO OFDM TRONG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T2 NGUYỄN TUẤN ANH HÀ NỘI - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ TRỰC GIAO OFDM TRONG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T2 NGUYỄN TUẤN ANH CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ MÃ NGÀNH: 60520203 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS PHẠM MINH VIỆT HÀ NỘI - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tên Nguyễn Tuấn Anh, học viên cao học lớp Điện tử K6, chuyên ngành Kỹ thuật điện tử Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ ‘‘Kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM truyền hình số mặt đất DVB-T2 ” công trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu nghiên cứu thu thập nhiều tài liệu sở nghiên cứu thực nghiệm không chép Tác giả Nguyễn Tuấn Anh LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình nghiên cứu thực đề tài luận văn tốt nghiệp mình, nhận giúp đỡ chân thành nhiệt tình chuyên gia, nhà quản lý, thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp người thân gia đình Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: - Các thầy cô khoa Sau Đại học, nhiệt tình giúp đỡ, hướng dẫn suốt trình học tập khoa - Xin cảm ơn anh chị lớp Kỹ thuật Điện tử trao đổi, giúp đỡ trình học tập - Các đồng nghiệp, thu thập liệu phục vụ cho luận văn tốt nghiệp - Đặc biệt, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS-TS Phạm Minh Việt tận tâm, hướng dẫn, bảo, giúp đỡ hoàn thành luận văn Do điều kiện lực thời gian có hạn, luận văn tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận đóng góp, dẫn quý báu Thầy, Cô, đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn ! Hà nội, tháng 10 năm 2015 Nguyễn Tuấn Anh MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU CHƯƠNG GIỚI THIỆU KĨ THUẬT GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ TRỰC GIAO 1.1 SƠ LƯỢC VỀ OFDM 1.2 CÁC KHÁI NIỆM LIÊN QUAN ĐẾN OFDM 1.2.1 Hệ thống đa sóng mang 1.2.2 Ghép kênh phân chia theo tần số FDM 1.3 NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA OFDM 1.4 TÍNH TRỰC GIAO TRONG OFDM 1.5 BIỂU DIỄN TOÁN HỌC CỦA TÍN HIỆU OFDM 11 1.5.1 Trực giao 11 1.5.2 Tạo sóng mang sử dụng IFFT 12 1.6 CÁC KĨ THUẬT ĐIỀU CHẾ TRONG OFDM 14 1.6.1 Điều chế BPSK 14 1.6.2 Điều chế QPSK 16 1.6.3 Điều chế QAM 18 1.7 ĐÁNH GIÁ KĨ THUẬT OFDM 19 1.7.1 Ưu điểm 19 1.7.2 Nhược điểm 20 CHƯƠNG CÁC ĐẶC TÍNH CỦA KÊNH TRUYỀN VÔ TUYẾN 21 2.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG 21 2.2 ĐẶC TÍNH KÊNH TRUYỀN VÔ TUYẾN TRONG HỆ THỐNG OFDM 21 2.2.1 Sự suy giảm tín hiệu (attenuation) 21 2.2.2 Hiệu ứng đa đường 22 2.2.3 Dịch Doppler 26 2.2.4 Nhiễu AWGN 27 2.2.5 Nhiễu liên kí tự ISI 27 2.2.6 Nhiễu liên sóng mang ICI 28 2.2.7 Tiền tố lặp CP 30 2.3 KHOẢNG BẢO VỆ 32 2.4 GIỚI HẠN BĂNG THÔNG CỦA OFDM 34 2.4.1 Lọc băng thông 34 2.4.2 Độ phức tạp tính lọc băng thông FIR 35 2.4.3 Ảnh hưởng lọc băng thông tới tiêu kĩ thuật OFDM 36 2.5 KẾT LUẬN 36 CHƯƠNG CÁC VẤN ĐỀ KĨ THUẬT GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ TRỰC GIAO TRONG HỆ THỐNG OFDM 37 3.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG 37 3.2 TỔNG QUAN VỀ ĐỒNG BỘ TRONG HỆ THỐNG OFDM 38 3.2.1 Nhận biết khung 39 3.2.2 Ước lượng khoảng dịch tần số 41 3.2.3 Bám đuổi lỗi thặng dư FOE 45 3.3 CÁC VẤN ĐỀ ĐỒNG BỘ TRONG HỆ THỐNG OFDM 47 3.3.1 Đồng tần số hệ thống OFDM 48 3.3.2 Đồng kí tự hệ thống OFDM 49 3.3.3 Ảnh hưởng sai lỗi đồng đến tiêu chất lượng hệ thống OFDM 54 3.4 Tỷ số công suất đỉnh công suất trung bình (PAPR) 54 3.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 55 CHƯƠNG ỨNG DỤNG KỸ THUẬT GHÉP KÊNH THEO TẦN SỐ TRỰC GIAO OFDM TRONG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T2 57 4.1 YÊU CẦU ĐẶT RA ĐỐI VỚI TIÊU CHUẨN TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT MỚI 57 4.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TIÊU CHUẨN TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T2 58 4.3 MÔ HÌNH CẤU TRÚC HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T2 59 4.4 CÁC ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA DVB-T2 60 4.4.1 Các ống lớp vật lý ( Physical Layer Pipes – PLPs) 60 4.4.2 Băng tần phụ (1.7Mhz 10Mhz): 67 4.4.3 Các mode sóng mang mở rộng (8K, 16K, 32K) 68 4.4.4 MISO dựa sở Alamouti (trên trục tần số) 68 4.4.5 Symbol khởi đầu (P1 P2) 69 4.4.6 Mẫu tín hiệu Pilot (Pilot Pattern) 69 4.4.7 Phương thức điều chế 256-QAM 70 4.4.8 Chòm xoay (Rotated Constellation) 71 4.4.9 Kỹ thuật giảm thiểu tỷ số công suất đỉnh/công suất trung bình (Peak-to -Average Power Ratio – PAPR) 72 4.4.10 Tráo bit, ánh xạ bit lên đồ thị chòm 73 4.4.11 Tráo tế bào, tráo thời gian 73 4.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG IV 76 CHƯƠNG V: GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ CHO TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT TẠI VIỆT NAM 78 5.1 SO SÁNH CÁC THAM SỐ CƠ BẢN CỦA DVB-T VÀ DVB-T2 78 5.2 KHẢ NĂNG CHUYỂN ĐỔI TỪ DVB-T SANG DVB-T2 79 5.2.1 Lộ trình số hóa truyền hình số mặt đất 79 5.2.2 Khả chuyển đổi từ DVB-T sang DVB-T2 80 5.2.3 Khả ứng dụng DVB-T2 Việt Nam 80 5.3 KHUYẾN NGHỊ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ CHO TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT TẠI VIỆT NAM 81 5.3.1 Lựa chọn giải pháp công nghệ cho truyền hình số mặt đất Việt Nam 81 5.3.2 Triển khai DVB-T2 Việt Nam 82 5.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG V 88 KẾT LUẬN 89 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 89 PHẠM VI ỨNG DỤNG 89 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 CÁC TỪ VIẾT TẮT ACE Active Constellation Extension Mở rộng chòm tích cực AFC Automatic Frequency Control Điều khiển tần số tự động ATSC Advanced AVG Television System Hội đồng hệ thống truyền hình Commitee cải biên Audio Visual Global Công ty cổ phần nghe nhìn toàn cầu BCH Bose-Chaudhuri-Hocquenghem BER Bit Error Rate Tỷ số lỗi bit BPSK Binary Phase Shift Keying Điều chế pha nhị phân CATV Collective Antenna Telvision Truyền hình cáp dây dẫn C/N Carrier/Noise Sóng mang/tạp âm COFD Coding M Dvision Mltiplexing trực giao có mã DTT Digital Terrestrial Television Truyền hình số mặt đất Othogonality Fequency Ghép kênh phân chia theo tần số DiBEG Digital Broadcasting Expert Group Nhóm chuyên gia truyền hình số DPCM Điều chế xung mã vi sai Differential Pulse Code Modulation DVB Digital Video Broadcasting Truyền hình số EDTV Enhanced Definition Television Truyền hình độ phân giải mở rộng ES Elementary Stream FEC Forward Error Correction Sửa lỗi trước (thuận FEF Future Extension Frame Khung mở rộng dành cho tương lai FFT Fast Fourrier Transform Biến đổi Fourrier nhanh FIR Finite Impulse Responese Dòng sở Đáp ứng xung hữu hạn GI Guard Intervalman Khoảng bảo vệ HDTV High Definitiom Television Truyền hình độ phân giải cao HP High Priority Độ ưu tiên cao ICI Inter-Carrier Interference Nhiễu liên sóng mang IF Intermediate Frequency Trung tần IFFT Inverse Fast Fourrier Transform Biến đổi nhanh Fourrier ngược IPTV ISDB Internet Protocol Television Integrated Services Truyền hình IP Digital Truyền hình số dịch vụ tích Broadcasing ISI JPEG Inter-Symbol Interference Joint Photoghraphic Experts Group hợp Nhiễu liên ký tự Nhóm chuyên gia nghiên cứu ảnh tĩnh LDPC Low Density Parity Check (Codes) Mã kiểm tra ngang hành mật độ thấp LDTV Low Definitiom Television Truyền hình độ phân giải thấp LP Low Priority Độ ưu tiên thấp MCM Multi Carrier Modulation Điều chế đa sóng mang MFN Multiple Frequency Network Mạng đa tần MI Modulator Interface Giao diện điều chế MISO Multi Input Single Output Nhiều đầu vào đầu MPEG Moving Pictures Experts Group Nhóm chuyên gia nghiên cứu ảnh động NTSC OFDM OIRT National Television System Hội đồng hệ thống truyền hình Comittee quốc gia Mỹ Othogonality Fequency Dvision Ghép kênh phân chia theo tần số Mltiplexing trực giao Organization Internatinal Radio and Tổ chức phát truyền hình Television quốc tế PAL Phase Alternative Line Đảo pha theo dòng PAPR Peak to Average Power Ratio Tỷ số công suất đỉnh/công suất trung bình PCM Pulse Code Modulation Điều chế xung mã PES Packetized Elementary Stream Dòng sở đóng gói PLP Physical Layer Pipes Ống lớp vật lý PRBS Pseudo Random Bit Sequence Chuỗi bit giả ngẫu nhiên QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ vuông góc QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa dịch pha vuông góc RF Radio Frequence Tần số vô tuyến SDTV Standard Definition Television Truyền hình độ phân giải tiêu chuẩn SFN Single Frequence Network Mạng đơn tần SNR Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu tạp âm TPS Transmission Parameter Signalling Báo hiệu tham số bên phát TR Tone Reservation ạn chế âm sắc TS Transport Stream Dòng truyền tải UHF Ultra High Frequency Tần số siêu cao (Siêu cao tần) VHF Very High Frequency Tần số cao VO Video Object Đối tượng video VSB Vestigal Side Band Điều biên cụt VTC Vietnam Television Corporation Tổng Công ty Truyền thông đa phương tiện Việt Nam VTV Vietnam Television Đài truyền hình Việt Nam số quốc gia, chuẩn dùng để hỗ trợ dịch vụ HDTV (cả miễn phí trả tiền) dùng để cải tiến hay thay dịch vụ truyền hình có độ phân giải chuẩn Tuy nhiên, việc thay chuẩn DVB-T DVB-T2 cần có khoảng thời gian „quá độ‟ trình chuyển đổi Người ta cho chuẩn DVB-T DVB-T2 tồn nhiều năm, chuẩn hỗ trợ người xem loại dịch vụ khác Nhìn chung, DVB-T2 đem đến nhiều hội triển khai dịch vụ Với việc gia tăng dung lượng lên mức giới hạn vật lý có thể, chuẩn DVB-T2 thích hợp với nhiều dịch vụ tương lai 77 CHƯƠNG V GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ CHO TRUYỀN HÌNH SỐMẶT ĐẤT TẠI VIỆT NAM Chính ưu điểm vượt trội truyền hình số mà hầu giới có Việt Nam đưa lộ trình số hóa hệ thống truyền hình số mặt đất ngưng phát sóng truyền hình tương tự So với tiêu chuẩn DVB-T, tiêu chuẩn DVB-T2 tỏ có nhiều ưu điểm mạnh vượt trội đó, chắn DVB-T2 lựa chọn hiệu truyền hình số mặt đất Việt Nam 5.1 SO SÁNH CÁC THAM SỐ CƠ BẢN CỦA DVB-T VÀ DVB-T2 Với việc úng dụng nhiều giải pháp kỹ thuật mới, DVB-T2 cho phép phát triển tối đa hiệu ứng dụng mạng đơn tần So với chuẩn DVB-T, mode sóng mang cộng thêm để cải thiện tiêu kỹ thuật Các thông số DVB-T2 sử dụng Anh so với thông số DVB-T thể bảng 5.1 5.2 Bảng 5.1: DVB-T2 sử dụng UK so với DVB-T 78 Bảng 5.2: Dung lượng liệu DVB-T2 so với DVB-T mạng SFN 5.2 KHẢ NĂNG CHUYỂN ĐỔI TỪ DVB-T SANG DVB-T2 5.2.1 Lộ trình số hóa truyền hình số mặt đất Truyền hình số mặt đất đời nhanh chóng khẳng định vị thị trường Chính ưu điểm vượt trội truyền hình số mà hầu giới có Việt Nam đưa lộ trình số hóa truyền hình số mặt đất ngưng phát sóng truyền hình tương tự Căn Quyết định 2451/QĐ-TTg ngày 27 tháng 12 năm 2011 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt “Đề án số hóa truyền dẫn, phát sóng truyền hình mặt đất đến năm 2020” Mục tiêu trình số hóa: - Chuyển đổi hạ tầng truyền dẫn, phát sóng truyền hình mặt đất từ công nghệ tương tự sang công nghệ số theo hướng đại, hiệu quả, thống tiêu chuẩn công nghệ nhằm nâng cao chất lượng dịch vụ, tăng số lượng kênh chương trình, nâng cao hiệu sử dụng tần số truyền hình, đồng thời giải phóng phần tài nguyên tần số để phát triển dịch vụ thông tin di động vô tuyến băng rộng - Mở rộng vùng phủ sóng truyền hình số mặt đất nhằm phục vụ tốt nhiệm vụ phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội, cung cấp dịch vụ truyền hình đa dạng, phong 79 phú, chất lượng cao, phù hợp với nhu cầu thu nhập người dân đảm bảo thực tốt nhiệm vụ trị, quốc phòng an ninh Đảng Nhà nước - Hình thành phát triển thị trường truyền dẫn, phát sóng truyền hình số mặt đất nhằm thu hút nguồn nhân lực xã hội để phát triển hạ tầng kỹ thuật truyền hình, sở đảm bảo quản lý thống nhất, có hiệu Nhà nước - Tạo điều kiện để tổ chức xếp lại hệ thống đài phát thanh, truyền hình phạm vi nước theo hướng chuyên môn hóa, chuyên nghiệp hóa, hoạt động nội dung thông tin với hoạt động truyền dẫn, phát sóng 5.2.2 Khả chuyển đổi từ DVB-T sang DVB-T2 DVB-T2 hội để hỗ trợ dịch vụ có tốc độ bit lớn HDTV, 3DTV Đặc tính kỹ thuật DVB-T2 xem chuẩn thay tiềm cho chuẩn DVB-T dùng Điều có nghĩa tương lai dịch vụ truyền hình cung cấp DVB-T thay dịch vụ dùng DVB-T2 Khi phát sóng tiêu chuẩn DVB-T2, dịch vụ hướng đến bổ sung cho môi trường truyền theo chuẩn DVB-T dùng Việc triển khai dịch vụ dùng chuẩn DVB-T2 đảm bảo tính cạnh tranh môi trường DTT nhắm đến mục tiêu thuê bao chuyển dần sang sử dụng dịch vụ DVB-T2 5.2.3 Khả ứng dụng DVB-T2 Việt Nam Tiêu chuẩn DVB-T2 đời cho phép người làm truyền hình Việt Nam có nhiều lựa chọn việc xây dụng hệ thống truyền hình kỹ thuật số đại Truyền hình số quảng bá mặt đất phát triển rộng khắp tỉnh thành nước ngày có nhiều nhà cung cấp dịch vụ truyền hình số quảng bá với số lượng chương trình ngày tăng Với ràng buộc giới hạn băng tần, môi trường truyền hình mặt đất cần có hệ thống truyền dẫn hiệu để đáp ứng yêu cầu truyền hình tương lai hỗ trợ triển khai dịch vụ truyền 80 hình Sự phát triển DVB-T2 minh chứng cho tin tưởng vào công nghệ quảng bá môi trường truyền hình mặt đất Việc phát triển tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất hệ thứ hai đáp ứng yêu cầu thực tế Đó gia tăng dung lượng băng thông giúp cung cấp cho người xem dịch vụ truyền hình DVB-T2 hỗ trợ hội cho nhà quảng bá triển khai chuỗi dịch vụ HDTV môi trường DTT, hỗ trợ dịch vụ truyền hình tương lai Các dịch vụ hệ 3DTV hưởng lợi từ việc gia tăng dung lượng sẵn có DVB-T2 Việc thay tiêu chuẩn DVB-T tiêu DVB-T2 cần có khoảng thời gian “quá độ” trình chuyển dổi Tiêu chuẩn DVB-T DVB-T2 cung tồn nhiều năm, tiêu chuẩn hỗ trợ cho người xem loại hình dịch vụ khác Hiện nay, Việt Nam thành công việc ứng dụng truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-T2, công nghệ truyền hình tiên tiến giới truyền dẫn phủ sóng truyền hình nước 5.3 KHUYẾN NGHỊ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ CHO TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT TẠI VIỆT NAM 5.3.1 Lựa chọn giải pháp công nghệ cho truyền hình số mặt đất Việt Nam Từ ưu điểm DVB-T2 so với DVB-T, trình số hóa truyền hình mặt đất Việt Nam cần lựa chọn giải pháp công nghệ cho truyền hình số mặt đất sau: - Không phát triển thêm hệ thống truyền hình mặt đất theo công nghệ cũ analog DVB-T, bước triển khai hệ thống truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-T2 bên cạnh hệ thống DVB-T có - Khi triển khai mạng DVB-T2 cần phải quy hoạch thống nhất, khoa học vùng toàn quốc, thiết kế hợp lý mạng đa tần mạng đơn tần - Với hệ thống triển khai lắp đặt, đầu thu DVB-T2 chưa phổ biến, giá thành cao, trước mắt góc độ kinh tế chưa phù hợp điều quan trọng 81 việc xây dựng hệ thống phải có tính mở để phát DVB-T chọn lọc thiết bị tương thích với tiêu chuẩn DVB-T2, điều kiện cho phép dễ dàng chuyển đổi sang hoạt động theo tiêu chuẩn DVB-T2 - Trong vùng để tăng dung lượng, tiết kiệm dải sóng mang phục vụ cho khả thu truyền hình di động nên thiết kế hệ thống mạng đơn tần - Đối với khu vực miền núi, địa hình phức tạp, sóng truyền hình khó truyền xa, đồng thời cần đưa vào hệ thống chương trình truyền hình địa phương nên sử dụng mạng đa tần với kênh liền kề - Để đáp ứng nhu cầu xem nhiều kênh chương trình, tăng loại hình dịch vụ, đặc biệt kênh HDTV, việc buộc phải chọn công nghệ DVB-T2 cần phải ứng dụng kỹ thuật nén tín hiệu MPEG-4 AVC 5.3.2 Triển khai DVB-T2 Việt Nam Tại Việt Nam, Công ty cổ phần nghe nhìn toàn cầu AVG triển khai phát sóng truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-T2 với mạng đơn tần Đài truyền hình Việt Nam định sử dụng tiêu chuẩn DVB-T2 phát sóng thức Hà Nội TP Hồ Chí Minh từ đầu năm 2013 Công ty VTC, doanh nghiệp sử dụng tiêu chuẩn DVB-T có kế hoạch triển khai phát sóng truyền hình số tiêu chuẩn DVB-T2 dần chuyển đổi hoàn toàn sang công nghệ DVB-T2 Truyền hình An Viên (AVG) Truyền hình An Viên đơn vị cung cấp truyền hình kỹ thuật số nói chung kỹ thuật số mặt đất nói riêng đơn vị Việt Nam triển khai mạng truyền dẫn phát sóng truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-T2 áp dụng cho công nghệ mạng đơn tần SFN đảm bảo tiết kiệm tài nguyên tần số Các tham số phát sóng truyền hình An Viên thể bảng 5.3 82 Bảng 5.3: Các tham số phát sóng truyền hình An Viên Cấu hình tổng thể hệ thống truyền dẫn, phát sóng theo tiêu chuẩn DVB-T2 áp dụng công nghệ mạng đơn tần SFN với kênh tần số 57 (762 MHz), 58 (770 MHz) 59 (778MHz) thể hình 5.1 83 Hình 5.1: Cấu hình tổng thể hệ thống mạng SFN theo tiêu chuẩn DVB-T2 AVG Hệ thống bao gồm: - Program source (Nguồn chương trình): Bao gồm kênh truyền hình AVG tự sản xuất nguồn chương trình khác - Headend (Trung tâm truyền hình): Là nơi thực việc nén kênh chương trình sử dụng hệ thống thiết bị Encoder theo tiêu chuẩn MPEG-4, hệ thống chèn khóa mã (CA) quản lý thuê bao, thiết bị ghép kênh chuong trình (MUX) Đầu ghép kênh (MUX) dòng truyền tải TS (tương ứng cho kênh tần số) đưa vào hệ thống T2 Gateway - T2 Gateway: Hệ thống gồm T2 Gateway tiếp nhận luồng TS đầu MUX, thực chức đóng gói khung sở (Basedband Frame), thông tin báo hiệu L1, thông tin đồng bộ,… vào gói T2-MI Đầu T2 Gateway gói T2-MI đóng gói truyền 84 mạng truyền dẫn IP đến máy phát trạm Đảm bảo thực phát đồng tín hiệu mạng đơn tần SFN - Mạng truyền dẫn: Thực phân phối tín hiệu từ đầu Headend đến trạm phát sóng - Trạm phát sóng: Các trạm phát sóng triển khai phạm vi nước, với kênh tần số trạm có máy phát sóng DVB-T2, công suất máy phát 3kW Hiện tại, truyền hình số mặt đất An Viên phủ sóng gần nước, phát sóng chuẩn DVB-T2 với 70 kênh hạ tầng truyền hình số mặt đất miền Bắc, 67 kênh hạ tầng số mặt đất miền Nam Bản đồ phủ sóng truyền hình An Viên thể hình 5.2 Hình 5.2: Bản đồ phủ sóng toàn quốc AVG 85 Truyền hình Kỹ thuật số VTC VTC phát sóng truyên hình số mặt đất theo chuẩn DVB-T2 Đà Nẵng từ tháng 9/2013 phát sóng DVB-T2 Hà Nội TP Hồ Chí Minh vào đầu năm 2014 Đây bước kế hoạch tổng thể VTC đầu tư nâng cấp mạng phát sóng truyền dẫn số mặt đất lên công nghệ DVB-T2 đảm bảo tiến độ số hóa phát truyền dẫn toàn quốc theo Đề án số hóa phát sóng, truyền dẫn truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-t2 Chính phủ phê duyệt Hiện đơn vị có giấy phép thiết lập hạ tầng mạng truyền hình số phủ sóng toàn quốc VTV, VTC, AVG VTC đơn vị tiên phong có phạm vi phủ sóng số rộng VTC phủ sóng 47 tỉnh, thành phố với gần 30 kênh chương trình không thu phí phục vụ nhiệm vụ trị, thông tin tuyên truyền thiết yếu Trung ương địa phương, phục vụ triệu hộ dân Trong thời gian tới, VTC triển khai nâng cấp mạng truyền hình số mặt đất theo chuẩn DVBT lên hệ thống truyền dẫn, phát sóng số mặt đất theo công nghệ DVB-T2 đảm bảo phủ sóng toàn quốc Đài truyền hình Việt Nam VTV Tính đến đầu năm 2015, Đài Truyền hình Việt Nam VTV phát sóng số chuẩn DVB-T2 kênh tần số 25 TP Hồ Chí Minh, 51 Hà Nội, 43 Đà Nẵng, 43 Hải Phòng 45 Cần Thơ Sau đó, VTV triển khai số hóa tiếp tục đến tỉnh thuộc khu vực khác để tiến tới số hóa toàn quốc vào năm 2020 Các tham số phát sóng Đài truyền hình Việt Nam thể bảng 4.4 86 Bảng 5.4: Các tham số phát sóng Đài truyền hình Việt Nam Bản đồ phủ sóng truyên hình số mặt đất VTV Hà Nội Tp.HCM mô tả hình 5.3 hình 5.4 Hình 5.3: Bản đồ phủ sóng DVB-T2 Hà Nội VTV 87 Hình 5.4: Bản đồ phủ sóng DVB-T2 Tp HCM VTV 5.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG V Hiện nay, nhiều nước giới nghiên cứu, ứng dụng, triển khai thành công tiêu chuẩn DVB-T2 nhận ủng hộ cao người xem Việt Nam nghiên cứu, ứng dụng triển khai thành công tiêu chuẩn DVB-T2 Việc thay chuẩn DVB-T DVB-T2 cần có khoảng thời gian “quá độ” trình chuyển đổi Hai tiêu chuẩn DVB-T DVB-T2 tồn nhiều năm, chuẩn hỗ trợ người xem loại hình dịch vụ khác 88 KẾT LUẬN ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ Sau thời gian tìm hiểu nghiên cứu, hướng dẫn thầy PGSTS Phạm Minh Việt, luận văn tốt nghiệp hoàn thành Công nghệ ghép kênh phân chia theo tần số trực giao - OFDM công nghệ đại cho truyền thông tương lai Hiện việc nghiên cứu ứng dụng OFDM không ngừng nghiên cứu mở rộng phạm vi ứng dụng ưu điểm việc tiết kiệm băng tần khả chống lại fading chọn lọc tần số xuyên nhiễu băng hẹp Đồ án tìm hiểu, trình bày vấn đề kỹ thuật OFDM số vấn đề kỹ thuật cho công nghệ OFDM khả ứng dụng OFDM vào truyền hình số mặt đất DVB-T2 PHẠM VI ỨNG DỤNG Từ việc tìm hiểu các kĩ thuật hệ thống OFDM trình bày chương trước tiếp tục nghiên cứu ứng dụng OFDM mà nghiên cứu ứng dụng lĩnh vực thông tin vô tuyến Công nghệ lựa chọn kết hợp phương pháp điều chế cổ điển phương pháp đa truy cập vô tuyến , ứng dụng OFDM dành cho mạch vòng vô tuyến nội hạt , LAN vô tuyến , dịch vụ truyền thông cá nhân tế bào Các hệ thống đa truy cập cá nhân tế bào dựa OFDM OFDM-TDMA MC-TDMA xem xét hệ hệ thống vô tuyến nhiều người sử dụng HƯỚNG PHÁT TRIỂN - Vấn đề ghép kênh phân chia theo tần số trực giao giải pháp cho lĩnh vực truyền thông, ứng dụng truyền hinh, đặc biệt công nghệ truyền hình phát triển tương lai - Việc nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật ghép kênh theo tần số trực giao OFDM truyền hình số mặt đất DVB-T2 làm tảng để phát triểnnâng cao chất lượng đường truyền, độ nét Đó giải phápnâng cao chất lượng tói ưu dịch vụ 89 truyền hình tương lai.Và ứng dụng đài truyền hình Việt Nam - Mặc dù cố gắng kiến thức có hạn nên luận văn tránh khỏi sai sót , mong qua luận văn có kinh nghiệm hữu ích cho sau Một lần em xin chân thành cảm ơn thầy PGS-TS Phạm Minh Việt tận tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt [1] Bộ thông tin truyền thông (2010), “Đề án số hóa truyền dẫn phát sóng truyền hình mặt đất đến năm 2020” [2] Đỗ Hoàng Tiến, Dương Thanh Phương (2004), Kỹ thuật truyền hình, NXB Khoa học – Kỹ thuật [3] Ngô Thái Trị (2004), Truyền hình số mặt đất, NXB Đại học Quốc gia [4] Nguyễn Thanh Bình, Võ Nguyễn Quốc Bảo (2008), Xử lý âm thanh, hình ảnh, Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông - TP Hồ Chí Minh [5] Phạm Đắc Bi, Lê Trọng Bằng, Đỗ Anh Tú (8/2004), Các đặc điểm máy phát số DVB-T, Tạp chí Bưu Viễn thông & Công nghệ thông tin Tài liệu Tiếng Anh [6] DVB Project technical publication (1999), ETSI EN 300 744: “Digital broadcasting system for television, sound and data services; Framing structure, channel coding and modulation fos digital terrestrial television (DVB-T)” [7] DVB Project technical publication (2010), ETSI EN 302 755: “Digital Video broadcasting (DVB); Frame structure channel coding and modulation for a second generation digital terrestrial television broadcasting system (DVB-T2)” [8] IncJohn Arnold, Michael Frater, Mark Pickering (2007), Digital Television Technology and Standards, John Wiley and Sons [9] Marcelo S Alencar (2009), Digital Television System, Cambridge University Press [10] http://dvb.org [11] http://tongquanvienthong.blogspot.com [12] http://truyenhinhavg.org [13] http://vtv.vn 91 [...]... tỷ số công suất đỉnh trên công suất trung bình (PAPR) trong hệ thống OFDM Chương 4 : Ứng dụng kỹ thuật OFDM trong truyền hình số mặt đất DVB- T2 Chương này trình bày tổng quan về Truyền hình số mặt đất DVB- T2 Chương 5: Giải pháp công nghệ cho Truyền hình số mặt đất tại Việt Nam CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU KĨ THUẬT GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ TRỰC GIAO 1.1 SƠ LƯỢC VỀ OFDM OFDM nằm trong một lớp các kỹ thuật. .. mang và truyền trên các kênh tần số khác nhau, ghép những kênh tần số này lại với nhau theo kiểu FDM Hình 1.2 Cấu trúc hệ thống đa sóng mang 4 1.2.2 Ghép kênh phân chia theo tần số FDM Ghép kênh phân chia theo tần số là phương pháp phân chia nhiều kênh thông tin trên trục tần số Sắp xếp chúng trong những băng tần riêng biệt liên tiếp nhau Mỗi kênh thông tin được xác định bởi tần số trung tâm mà nó truyền. .. điểm khi sử dụng kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tân số trực giao Chương 2 : Các đặc tính của kênh truyền vô tuyến Giới thiệu đặc điểm của kênh truyền như đa đường, fading lựa chọn tần số, dịch Doppler, nhiễu AWGN Các đặc tính này ảnh hưởng lên tín hiệu gây nhiễu ISI và ICI trong hệ thống OFDM Chương 3 : Các vấn đề kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tân số trực giao trong hệ thống OFDM Chương này trình... nhiều hơn trong tương lai Nhưng thuận lợi của việc sử dụng OFDM là khả năng vươn xa hơn cũng như tính phổ biến của các hệ thống OFDM Nội dung luận văn gồm 4 chương : Chương 1 : Giới thiệu kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tân số trực giao Trong chương này trình bày tổng quan về kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tân số trực giao OFDM , các phương thức điều chế được sử dụng trong hệ thống OFDM và chỉ... IEEE 802.16(WiMAX), phát quảng bá âm thanh số( DAB), và phát quảng bá truyền hình số mặt đất chất lượng cao(HDTV) 1.2 CÁC KHÁI NIỆM LIÊN QUAN ĐẾN OFDM OFDM là kĩ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao. OFDM phân toàn bộ băng tần thành nhiều kênh băng hẹp,mỗi kênh có một sóng mang.Các sóng mang này trực giao với các sóng mang khác có nghĩa là có một số nguyên lần lặp trên một chu kỳ kí tự Vì... 4 Hình 1.2 Cấu trúc hệ thống đa sóng mang 4 Hình 1.3 Ghép kênh phân chia theo tần số 5 Hình 1.4 So sánh kỹ thuật sóng mang không chồng xung (a) và kỹ thuật sóng mang chồng xung (b) 6 Hình 1.5 Sơ đồ hệ thống OFDM 7 Hình 1.6 Tích 2 vectơ trực giao bằng 0 9 Hình 1.7 Giá trị trung bình của sóng sin bằng 0 9 Hình 1.8 Tích phân các sóng sin có cùng tần. .. hiệu ghép kênh phân chia theo tần số có dải phổ khác nhau nhưng xảy ra đồng thời trong không gian, thời gian … f1 f2 fn f Hình 1.3 Ghép kênh phân chia theo tần số Để đảm bảo tín hiệu của một kênh không bị chồng lên tín hiệu của các kênh lân cận, tránh nhiễu kênh, đòi hỏi phải có các khoảng trống hay các băng bảo vệ xen giữa các kênh Điều này dẫn đến sự không hiệu quả về phổ 1.3 NGUYÊN LÝ CƠ BẢN CỦA OFDM. .. Bản đồ phủ sóng toàn quốc của AVG 85 Hình 5.3: Bản đồ phủ sóng DVB- T2 tại Hà Nội của VTV 87 Hình 5.4: Bản đồ phủ sóng DVB- T2 tại Tp HCM của VTV 88 MỞ ĐẦU Việc nghiên cứu kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM được biết đến từ những năm 70 của thế kỷ trước, với những ưu điểm chính như: cho phép truyền dữ liệu tốc độ cao được truyền song song với tốc độ thấp trên các băng... 53 Hình 4.1: Mô hình cấu trúc hệ thống DVB- T2 [7] 59 Hình 4.2: Mô hình hệ thống của DVB- T2 61 Hình 4.3: Vai trò T2- Gateway 62 Hình 4.4: Các Ống lớp vật lý 64 Hình 4.5: Khung T2 với chế độ M-PLP 66 Hình 4.6: DVB- T2 với chế độ M-PLP cho nhiều dịch vụ khác nhau 66 Hình 4.7: Mật độ phổ công suất đối với mode 2K và 32K 68 Hình 4.8: Mô hình MISO... Sự phân bố lũy tích đối với phân bố Rayleigh 23 Bảng 2.2 Các giá trị trải trễ thông dụng 26 Bảng 4.1: Ví dụ về cấu hình DVB- T2 được ghép bởi 3 ống lớp vật lý 64 Bảng 5.1: DVB- T2 sử dụng tại UK so với DVB- T 78 Bảng 5.2: Dung lượng dữ liệu DVB- T2 so với DVB- T trong mạng SFN 79 Bảng 5.3: Các tham số phát sóng của truyền hình An Viên 83 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sóng mang OFDM