TÌM HIỂU về hệ THỐNG THU PHÁT DIGITAL

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN HỮU NGHỊ VIỆT - HÀN KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG BÀI TẬP LỚN TRUYỀN HÌNH SỐ ĐỀ TÀI TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG THU PHÁT DIGITAL GVHD : Dương Tuấn Quang SVTH : Trần Ngọc Bảo Lớp : CCVT07A Đà Nẵng, tháng năm 2017 Truyền hình số GVHD: Dương Tuấn Quang MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .3 LỜI MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN TÍN HIỆU DIGITAL 1.1GIỚI THIỆU VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ 1.2 TIÊU CHUẨN TRUYỀN HÌNH SỐ 1.3TÍN HIỆU SỐ .7 Chương HỆ THỐNG THU PHÁT DIGITAL 2.1 TRUYỀN HÌNH SỐ THEO TIÊU CHUẨN ATSC 2.2 TRUYỀN HÌNH SỐ THEO TIÊU CHUẨN DIBEG 10 2.3 TRUYỀN HÌNH SỐ THEO TIÊU CHUẨN DVB-T 11 2.3.1 Energy Dispersal : Khối phân tán lượng 14 2.3.2 Outer Coder : Bộ mã hóa 15 2.3.3 Outer Interleaver : Bộ hoán vị 15 2.3.4Inner Coder : Bộ mã hóa .15 2.3.5 Inner Interleaver : Bộ hoán vị 15 2.4 SƠ ĐỒ KHỐI THU TÍN HIỆU : 16 2.4.1 Sơ đồ khối máy thu : .16 2.4.2 Sơ đồ khối thu kênh truyền hình kỹ thuật số mặt đất thực tế 17 2.5 CÁC THÔNG SỐ ĐO KIỂM TRA 18 KẾT LUẬN 23 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN 25 SVTH: Trần Ngọc Bảo_CCVT07A Truyền hình số GVHD: Dương Tuấn Quang DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DAB Digital Audio broadcasting DVB Digital Video Broadcasting DTV Digigtal Television UHF Ultra High Frequency 300-1000MHz VHF Very High Frequency 50-300MHz VLC Variable Lenghth Coding EBU European Broacasting Union SVTH: Trần Ngọc Bảo_CCVT07A Truyền hình số GVHD: Dương Tuấn Quang LỜI MỞ ĐẦU Số hóa trở thành xu hướng tất yếu ngành truyền hình giới Đã có nước(Luxembourg, Hà Lan, Phần lan, Thụy điển, Thụy sỹ, Đức Mỹ) hoàn tất trình chuyển đổi từ truyền hình analog sang truyền hình số Còn lại đa phần nước khác trình chuyển đổi Việc chuyển đổi từ truyền hình analog sang truyền hình số trình thay công nghệ truyền hình analog có tuổi đời đến 60 năm công nghệ truyền hình số phát triển tảng công nghệ với nhiều ưu điểm Truyền hình số qua vệ tinh, cáp, mặt đất lĩnh vực nghiên cứu mạnh mẽ, Bắc mỹ Châu âu Việt Nam truyền hình kỹ thuật số bước phát triển.Với mục tiêu đến năm 2020 100% mạng truyền hình cáp chuyển sang công nghệ số,hạ tầng truyền dẫn, phát sóng phát triển đồng bộ, đại, hiệu quả, thống tiêu chuẩn công nghệ, đảm bảo chuyển tải dịch vụ phát thanh, truyền hình, viễn thông công nghệ thông tin hạ tầng kỹ thuật, đáp ứng yêu cầu hội tụ công nghệ dịch vụ.Với cách thức tiếp cận từ vấn đề mang tính sở tiến tới giải pháp kỹ thuật giải pháp công nghệ, chúng em thực bố cục với hai nội dung : tìm hiểu công nghệ truyền hình số, hệ thống thu phát digital xđược tổng hợp thành chương : Chương 1: Tổng quan tín hiệu digita Chương 2: Hệ thống thu phát digital:Giới thiệu chuẩn truyền hình số sử dụng nguyên tắc điều chế tín hiệu hệ thống thu phát SVTH: Trần Ngọc Bảo_CCVT07A Truyền hình số GVHD: Dương Tuấn Quang Chương TỔNG QUAN TÍN HIỆU DIGITAL 1.1GIỚI THIỆU VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ Truyền hình số (Digital Television) phương pháp truyền hình hoàn toàn mới, tên gọi hệ thống truyền hình mà tất thiết bị kỹ thuật từ Studio máy thu làm việc theo nguyên lý kỹ thuật số Trong đó, hình ảnh quang học camera thu qua hệ thống ống kính, thay biến đổi thành tín hiệu điện biến thiên tương tự hình ảnh quang học nói (cả độ chói màu sắc) biến đổi thành dãy tín hiệu nhị phân (dãy số 1) nhờ trình biến đổi tương tự số Trên giới, nhà điều hành cáp, vệ tinh, mặt đất chuyển động đến môi trường số, Ở Châu Âu, truyền hình số sử dụng Anh (phát sóng truyền hình số 1999, Đức, Pháp, Ireland, Tây Ban Nha, Hà Lan, Thụy Điển, Hầu hết nhà phân tích công nhgiệp dự báo việc chuyển dịch lên truyền hình số tiến hóa (evolution) cách mạng (revolution), làm thay đổi cách sống hàng trăm triệu gia đình giới, công ty cho hội tụ máy tính cá nhân, máy thu hình (TV sets) Internet bắt đầu điều dẫn đến chuyển hóa cực đại máy tính, người tiêu dùng, kỷ nguyên số nâng cao việc xem truyền hình ngang với chất lượng chiếu phim, âm ngang với chất lượng CD với hàng trăm kênh truyền hình nhiều dịch vụ mới, truyền hình số cho thuê bao xem nhiều chương trình truyền hình với chất lượng cao nhất, Đối với nhà phát sóng truyền hình, việc chuyển dịch lên môi trường số làm giảm việc sử dụng băng tần/kênh, làm tăng khả cung cấp ứng dụng Internet cho thuê bao mở lĩnh vực mới, hội thương mại, Nhiều dịch vụ sở truyền hình số hình thành: • Truy cập Internet tốc độ • Chơi Game mạng với nhiều người • Video theo yêu cầu VOD (video – on - demand) • Cung cấp dòng video audio • Dịch vụ toán tiền từ nhà (home banking) SVTH: Trần Ngọc Bảo_CCVT07A Truyền hình số GVHD: Dương Tuấn Quang • Các dịch vụ thương mại điện tử • Cập nhật phần mềm máy tính • Truyền thanh, truyền hình đa phương tiện (Multimedia) • Đọc báo điện tử Trên năm mươi năm qua, truyền hình sử dụng tín hiệu tương tự phương tiện truyền dẫn phát sóng, Việc chấm dứt truyền hình tương tự phát triển truyền hình số đòi hỏi phải đầu tư máy thu hình số, máy phát hình số, thiết bị sản xuất hậu kỳ số cho chương trình truyền hình, Điều dẫn đến phải sử dụng mặt số chung, mở hội cho thị trường dân dụng, Truyền hình số có tốc độ truyền liệu cao, cho phép cung cấp nội dung đa phương tiện phong phú người xem truyền hình lướt qua Internet máy thu hình, Nhờ có kỹ thuật nén, phát sóng nhiều chương trình truyền hình kênh sóng (truyền hình tương tự phát sóng chương trình /1 kênh sóng) 1.2 TIÊU CHUẨN TRUYỀN HÌNH SỐ Các tổ chức tiêu chuẩn quốc tế sở nghiên cứu đề xuất tiêu chuẩn truyền hình số, ví dụ vài tổ chức quốc tế như: • ETSI (the European Telecommunications Standards Institute) • DVB (Digital Video Broadcasting) • ATSC (the Advanced Television Systems Committee) • DAVIC (the Digital Audio Visual Council) • ECCA (the European Cable Communications Association) • CableLabs • W3C (W3 Consortium) • FCC (the Federal Communications Commission) ETSI tổ chức phi lợi nhuận, xác định cung cấp tiêu chuẩn viễn thông, ETSI bao gồm hội đồng chung GA (General Assembly) , uỷ ban (Broard), tổ chức kỹ thuật TO (Technical Organization) ban thư SVTH: Trần Ngọc Bảo_CCVT07A Truyền hình số GVHD: Dương Tuấn Quang ký, Tổ chức TO đề xuất quảng bá tiêu chuẩn kỹ thuật, Trên 3500 chuyên gia làm việc cho ETSI 200 nhóm 1.3TÍN HIỆU SỐ Tín hiệu số dạng tín hiệu đặc trưng mức giá “0” hay “1” mạch số làm việc với hai mức giá trị nhiên đối tựơng điều khiển mạch số nhiều trường hợp có nhiều ,thậm chí có vô số trạng thái khác tín hiệu mà mạch số nhận phản hồi có tính chất Có phương pháp biến đổi ADC DAC, để thấy trình có tín hiệu số từ tín hiệu tương tự hay ngược lai • Chuyển đổi DAC (digital to ananlog converter): Đây trình lấy tín hiệu số (ở dạng nhị phân) chuyển thành tín hiệu analog với mức điện áp hay dòng điện tỉ lệ với giá trị số ngõ vào • Chuyển đổi ADC (analog to digital converter): Là trình chuyển đổi tín hiệu từ tương tự sang số gọi tắt A\D trình ngược D\A ,nhưng phức tạp D\A thời gian chuyển đổi nhiều ,dài SVTH: Trần Ngọc Bảo_CCVT07A Truyền hình số GVHD: Dương Tuấn Quang Chương HỆ THỐNG THU PHÁT DIGITAL 2.1 TRUYỀN HÌNH SỐ THEO TIÊU CHUẨN ATSC Từ đầu năm 1990, Mỹ xuất tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất có độ phân giải cao (HDTV) tổ chức, nhóm nghiên cứu khác đề xuất Năm 1993, sau nhiều thử nghiệm, Uỷ ban Tư vấn dịch vụ truyền hình tiên tiến (ACATS – Advisory Committee on Advance Television Service ) thuyết phục nhóm nghiên cứu chọn lọc điểm mạnh tiêu chuẩn, kết hợp lại để tạo nên tiệu chuẩn Năm 1995, Ủy ban Tư vấn ACATS thức trình lên tổ chức Fcc khuyến cáo tiêu chuẩn truyền hình độ phân giải cao số hóa (Digital HDTV) Mỹ với tên “The Grand Alliance” Đó làkết cạnh tranh sau tập trung trí tuệ tổ chức, công ty lớn Năm 1996 FCC chấp nhận tiêu chuẩn truyền hình số DTV Mỹ dực tiêu chuẩn gói liệu quốc tế 188 byte Mpeg-2 Các tiêu kỹ thuật cụ thể quy định Ủy ban dịch vụ truyền hình tiên tiến (ATSC – Advanced Television System Committee) ATSC cho phép 36 chuẩn Video từ HDTV (High Definition Television ) đến dạng thức Video tiêu chuẩn SDTV khác (Standard Definition Television) với phương thức quét (xen kẽ, liên tục) tỷ lệ khuôn hình khác Tiêu chuẩn ATSC DTV biết đến hệ thống dự định dùng để truyền tín hiệu video, audio, chất lượng cao liệu khác kênh đơn 6MHz Hệ thống chia sẻ cách đáng tin cậy khoảng 19Mbit/s kênh truyền hình mặt đất 6MHz khoảng 38Mbit/s kênh truyền hình cáp 6MHz Để thực điều đó, tín hiệu video nguồn mã hoá tới lần để tốc độ dòng bit tín hiệu truyền hình quy ước (NTSC) giảm xuống tới 50 lần cao Nhằm thu nhỏ tốc độ dòng bit, kỹ thuật nén Video Audio sử dụng hệ thống SVTH: Trần Ngọc Bảo_CCVT07A Truyền hình số GVHD: Dương Tuấn Quang Sơ đồ khối hệ thống DTV minh họa hình Hệ thống gồm khối: Mã hoá nén tín hiệu nguồn: Cho phép hạn chế tốc độ bit (nén liệu) phù hợp cho ứng dụng dòng liệu video số, audio số liệu phụ ( liệu điều kiện điều khiển truy nhập, liệu phục vụ) Ghép kênh truyền tải: Các thông tin chia nhỏ thành gói liệu, tương ứng có phần tiêu đề để nhận biết cho gói hay loại gói, tương ứng với thứ tự thích hợp gói liệu video, audio liệu phụ ghép vào dòng liệu đơn Hệ thống DTV sử dụng dòng truyền tải Mpeg-2 để ghép truyền dẫn tín hiệu video, audio liệu hệ thống phát sóng quảng bá Dòng tuyền tải ứng dụng độ rộng băng truyền kênh thông tin hay dung lượng lưu trữ có hạn, đường truyền với mode truyền không đồng (ATM) Hình 2.1a Sơ đồ khối hệ thống truyền hình số Thu/Phát : gồm trình mã hoá điều chế kênh truyền SVTH: Trần Ngọc Bảo_CCVT07A Truyền hình số GVHD: Dương Tuấn Quang Mã hoá kênh truyền có nhiệm vụ cộng thêm thông tin vào dòng bit liệu, thông tin sử dụng trình tái tạo liệu bên thu mã truyền dẫn suy hao qua trình truyền dẫn gây lỗi tín hiệu truyền dẫn Điều chế đem thông tin dòng liệu số điều chế lên thành tín hiệu truyền dẫn, gồm hai loại điều chế: Chế độ phát quảng bá mặt đất (8-VSB) Chế độ truyền liệu qua cáp tốc độ cao(16-VSB) 2.2 TRUYỀN HÌNH SỐ THEO TIÊU CHUẨN DIBEG Tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DiBEG (Digital Broadcasting Expert Group – Nhóm chuyên gia truyền hình số) Nhật gọi tiêu chuẩn ISDB-T (Integrated Service Didital Broadcasting – Terrestrial – Truyền hình số tích hợp dịch vụ mặt đất ) ARIB ( Association of Radio Industries and Business – Hiệp hội doanh nghiệp ngành công nghiệp vô tuyến ) DiBEG sử dụng kỹ thuật ghép kênh đoạn dải tần BST-OFDM (Band Segmented OFDM) cho phép sử dụng phương thức điều chế tín hiệu số khác đoạn (Segment) liệu : QPSK, DQPSK, 16-QAM 64-QAM Tín hiệu truyền tổ chức thành 13 khối (OFDM), khối có dải phổ 432 KHz với tín hiệu thị thông số truyền dẫn : loại điều chế, loại mã hiệu chỉnh lỗi sử dụng khối… Hình 2.2a OFDM phân chia dải tần (Band Segmented OFDM) SVTH: Trần Ngọc Bảo_CCVT07A 10 Truyền hình số GVHD: Dương Tuấn Quang ISDB-T cho phép hệ thống có dải phổ 5,6 MHz 432 KHz Trong môi trường kênh truyền hình MHz sử dụng ba loại máy thu : 5,6 MHz với giải điều chế OFDM hình HDTV để thu loại hình dịch vụ 5,6 MHz với giải điều chế OFDM để thu di động với hình tiêu chuẩn (SDTV) 432 KHz với giải điều chế OFDM để thu âm liệu DiBEG có khả đuợc sử dụng khu vực dải tần công tác 7/8 MHz ISDB-T thực tế biến thể tiêu chuẩn DVB-T 2.3 TRUYỀN HÌNH SỐ THEO TIÊU CHUẨN DVB-T Hệ thống trạm mặt đất DVB-T: kênh VHF/UHF trạm mặt đất phương tiện quan trọng với việc truyền dẫn tín hiệu số tốc độ cao thủ tục truyền lại đa đường tạo dội vang giảm âm tần số lựa chọn Trễ việc mở rộng tín hiệu việc truyền lặp phản xạ núi, đồi hay dãy nhà lên tới vài chục µs Trong trường hợp phía thu di chuyển, tín hiệu trực tiếp từ phía phát bị (kênh Rayleigh) phía thu bắt buộc phải khai thác đám mây tín hiệu phản hồi xung quanh vật thể Trong mạng đơn tần số (SFN), lựa chọn tần số kênh cố thể quan trọng tất máy phát phát tín hiệu giống thời điểm phát tín hiệu lặp lại “nhân tạo” khu vực dịch vụ (trễ lên đến vài trăm µs) Để khắc phục vấn đề này, tương thích kênh DVB-T thiết kế dựa việc điều chế đa sóng mang trực giao COFDM (Code Orthogonal Frequency Division Multiplexing – Ghép kênh phân chia theo tần số mã hoá) Hình 2.3a Tiêu chuẩn DVB-T SVTH: Trần Ngọc Bảo_CCVT07A 11 Truyền hình số GVHD: Dương Tuấn Quang Có thể chia dòng bit truyền tới thành hàng ngàn sóng mang phụ tốc độ thấp, ghép kênh FDM Hệ thống hoạt động hai mode : mode 2K cho mạng chuyển đổi ( tương ứng với 1705 sóng mang phụ dải thông 7,61 MHz khoảng thời gian symbol hiệu dụng T u = 224 µs) mode 8K cho SFNs ( tương ứng với 6817 sóng mang phụ dải thông 7,61 MHz khoảng thời gian symbol hiệu dụng Tu = 86 µs) Mỗi sóng mang điều chế theo lược đồ am-QAM (4, 16 hay 32 QAM) Điều chế COFDM chất làfading tần số chọn, sóng mang điều chế tốc độ bit trung bình ( tốc độ symbol vào khoảng Kbaud hay Kbaud tương ứng với mode 2K hay 8K) khoảng thời gian dài so với thời gian đáp ứng thay đổi kênh Do sóng mang phụ chiếm dải tần hẹp đáp ứng tần số kênh phẳng cục không mã viterbi với cụm lỗi tới từ sóng mangkhông tin cậy gần kề, làm suy giảm nhiễu băng hẹp Mô tả Hệ thống phát sóng truyền hình số mặt đất : Hình 2.3b Cấu trúc hệ thống truyền hình số mặt đất Quá trình phát sóng truyền hình mặt đất bao gồm thành phần sau: Tín hiệu Video/ Audio nguồn: Tín hiệu nguồn tín hiệu số hay tương tự biến đổi thành liệu số SVTH: Trần Ngọc Bảo_CCVT07A 12 Truyền hình số GVHD: Dương Tuấn Quang Các chuẩn tín hiệu số định dạng cho tương thích với hệ thống mã hoá Tín hiệu Video có tốc độ bit lớn, chẳng hạn chuẩn CCIR 601 tốc độ bit lên đến 270Mbps Để kênh truyền hình quảng bá có độ rộng 8MHz đáp ứng cho vie0c truyền tín hiệu số, cần phải giảm tốc độ bit cách nén tín hiệu Video Mã hoá nguồn liệu số (source coding): Mã hoá nguồn liệu thực nén số tín số nén khác Việc nén thực mã hoá MPEG-2 (Moving Picture Experts Group) Việc mã hoá dựa sở nhiều khung hình ảnh chứa nhiều thông tin với sai khác nhỏ Do Mpeg làm việc cách gửi thay đổi liệu lúc giảm từ 100 đến 200 lần Với audio vậy, việc nén dựa nguyên lý tai người khó phân biệt âm trầm nhỏ so với âm lớn chúng có tần số lân can bit thông tin trầm nhỏ bỏ không sử dụng Mã hoá nguồn liên quan đến đặc tính nguồn Phương tiện truyền phát không ảnh hưởng đến mã hoá nguồn Mã hoá kênh : Gói đa hợp video, audio liệu phụ vào dòng liệu, dòng truyền tải Mpeg -2 Nhiệm vụ mã hoá kênh làm cho tín hiệu truyền dẫn phát sóng phù hợp với kênh truyền Trong truyền hình số mặt đất mã sử dụng mã Reed-Solomon Mã Reed-Solomon sử dụng rộng rãi hệ thống thông tin ngày nay, có khả sửa lỗi cao Như để thực điều bên phát phải điều chế tín hiệu rõ nét chuẩn nhất, để bên thu dễ dàng thu tín hiệu vị trí nhà hay di động trời Dưới sơ đồ khối máy phát DVB-T : SVTH: Trần Ngọc Bảo_CCVT07A 13 Truyền hình số GVHD: Dương Tuấn Quang Hình 2.3c Sơ đồ khối tổng quát máy phát DVB-T Nhiệm vụ khối trình bày hình 2-3 Sau sơ đồ khối bên máy phát DVB-T thể trình kiểm soát lỗi dòng truyền Mpeg-2 cho truyền hình số mặt đất thông qua trình mã kênh (channel coding) Hình 2.3d sơ đồ khối tổng quát máy phát DVB-T Sơ đồ khối máy phát DVB-T Trong sơ đồ khối máy phát DVB-T trình bày hình, thành phần tham gia vào trình mã kênh bao gồm: 2.3.1 Energy Dispersal : Khối phân tán lượng Trong phân tán lượng, dòng truyền tải (payload stream) bị xáo trộn Quá trình cận thiết dòng truyền tải chứa nhóm ‘0’ ‘1’ mà điều thường gây bất lợi cho việc khôi phục clock máy thu công suất máy phát không phân phối theo thời gian SVTH: Trần Ngọc Bảo_CCVT07A 14 Truyền hình số GVHD: Dương Tuấn Quang 2.3.2 Outer Coder : Bộ mã hóa Trong mã hóa ngoài, mã Reed-Solomon sử dụng Mã có ưu điểm đặc biệt kênh có xác xuất đa sai số (multiple error) cao ứng dụng sử dụng phương pháp sửa lỗi liên tiếp Bộ theo sau trình chèn ngoài, mục đích để phân tán chùm lỗi (bursts error) thành lỗi nhỏ dễ dàng sửa lỗi 2.3.3 Outer Interleaver : Bộ hoán vị Bộ hoán vị có chức có chức hoán vị byte cho gói chống lỗi Điều tạo cấu trúc liệu hoán vi& 2.3.4Inner Coder : Bộ mã hóa Bộ mã hóa thực việc mã hóa tích chập (convolutonal code) mức bit cung cấp tỉ lệ mã từ 1/2 đến 7/8 2.3.5 Inner Interleaver : Bộ hoán vị Bộ hoán vị có chức xáo trộn liệu tín hiệu đa sóng mang miền tần số Và theo sau trình mã hóa kênh trình ánh xạ bit cho điều chế OFDM liệu mang Đây máy phát hình NV 7250 có công suất trung bình (RMS) 2,5 KW (tương đương khoảng 12 kw đỉnh), dùng điều chế số (Exciter A/B) với chuyển mạch tự động (1 Exciter dự phòng, Exciter hoạt động) SVTH: Trần Ngọc Bảo_CCVT07A 15 Truyền hình số GVHD: Dương Tuấn Quang Phần khuếch đại công suất gồm module khuếch đại giống đấu song song (VH 602), thay đổi lẫn Module khuếch đại VH602 có cấu tạo phức tạp, gồm nhiều lớp khuếch đại( lớp sử dụng nhiều khuếch đại giống dùng LDMOS đấu song song Cách đấu song song module khuếch đại công suất cho phép máy phát hoạt động liên tục có vài module cố ( lưu ý máy phát hình số phần trung tần phần khuếch đại tiếng riêng máy phát hình tương tự) Ngõ khối khuếch đại công suất nối với khối lọc hài (harmonics filter), khối lọc kênh (channel filter) khối chống sét (lightning protection) trước đến đầu vào cáp để lên anten phát Máy phát VN7250 hệ máy phát mới, sử dụng làm mát máy chất lỏng cho module khuếch đại công suất ( module dùng nguồn điện riêng) Bộ Exciter bao gồm nhiều module khác nhau: Encoder cho DVB-T tín hiệu video số đầu vào encoder cho tín hiệu video tương tự đầu vào Bộ sửa lỗi tiến kỹ thuật số (Precorrector) Bộ điều chế (Modulator) Bộ điều khiển ( Controller) Đơn vị điều khiển (Control unit), Motherboard (mạch chinh) Phần nguồn điện 2.4 SƠ ĐỒ KHỐI THU TÍN HIỆU : 2.4.1 Sơ đồ khối máy thu : Hình 2.4.1a Sơ đồ khối máy thu SVTH: Trần Ngọc Bảo_CCVT07A 16 Truyền hình số GVHD: Dương Tuấn Quang 2.4.2 Sơ đồ khối thu kênh truyền hình kỹ thuật số mặt đất thực tế Anten Yagi : thường dùng anten có nhiều chấn tư dẫn xạ, chấn tử chủ động, số chấn tử phản xạ Bộ Splitter : chia tín hiệu từ ngõ vào cho nhiều ngõ Receiver : đầu thu kỹ thuật số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-T có chức giải điều chế, giai mã truyền dẫn (kênh), giải đa hợp/ sửa lỗi, giải mã nguồn, biến đổi số sang tương tự Encoder : mã hóa Modulation : Bộ điều chế Tín hiệu truyền hình kỹ thuật số thu từ Anten Yagi đưa qua chia Sliptter thành nhiều đường tín hiệu, đường đưa vào đầu kỹ thuật số cho tín hiệu hình tín hiệu tiếng ban đầu Hai tín hiệu đưa vào mã hóa để thực mã hóa kênh truyền hình, tín hiệu sau điều chế lại với sóng mang chọn lựa theo xếp kênh truyền hình hữu tuyến cáp đồng trục Máy thu hình số DVB-T EFA (của hãng Rohde & Schwarz, Đức) thỏa mãn tiêu chuẩn ETS300744 thu, giải điều chế, giải mã phân tích tín hiệu OFDM Máy thu EFA có khả sau đây: Độ rộng băng tần kênh: 6/7/8 MHz Mode điều chế : 2K/8K Đồ thị chòm : QPSK, 16-QAM, 64-QAM SVTH: Trần Ngọc Bảo_CCVT07A 17 Truyền hình số GVHD: Dương Tuấn Quang Tỉ lệ mã hóa : 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8 Khoảng bảo vệ : 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 Giải điều chế phân lớp: α = 2, Sửa lỗi Reed-Solomon : RS(204/188) Độ rộng băng tần mạch lọc SAW: 6/7/8 MHz Tín hiệu vào máy thu hình từ anten tín hiệu OFDM Sauk hi biến đổi xuống (downconverter), ta có tín hiệu trung tần IF 36MHz Tín hiệu lọc mạch lọc Saw khác ( phụ thuộc vào độ rộng băng tần kênh) cộng nhiễi Gauss bên Tiếp theo, tín hiệu IF biến đổi thành băng tần cách sử dụng tạo dao động điều khiển số Phép biến đổi FFT (2K/8K) biến đổi tín hiệu từ miền thời gian vào miền tần số Sau xấp xỉ kênh dùng để sửa biên độ/ pha/ độ trễ tín hiệu làm cho hầu hết xung bị suy giảm truyền dẫn RF Tiếp theo, gói liệu dùng cho giải mã chập Viterbi, giải chèn liệu, giải mã Reed-Solomon giải ngẫu nhiên hóa liệu (phân tán lượng) Cuối cùng, giao diện Mpeg-2 đưa dòng truyền Mpeg-2 giải điều chế đến đầu phần cứng (TSSPi, TSASi) Máy thu hình số EFA máy thu chuyên dùng, chức trên, cho phép thực nhiều phép đo hiển thị thông số sau: đồ thị chòm sao, thông số OFDM, hiển thị tỉ số lỗi điều chế MER, đồ thị I/Q, xấp xỉ kênh, phân tích phổ, hàm phân bố biên độ, chức phân bố tích lũy CCDF, đáp ứng xung… 2.5 CÁC THÔNG SỐ ĐO KIỂM TRA Có nhiều phép đo để đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-T Các thông số cần thiết để đo kiểm tra như: Hình 2.5 a Sơ đồ khối máy phát DVB-T SVTH: Trần Ngọc Bảo_CCVT07A 18 Truyền hình số GVHD: Dương Tuấn Quang Độ xác tần số RF Mục đích: nhằm xác định độ xác tần số cao tần (RF) trình xử lý tín hiệu hệ thống OFDM Giao diện: ngõ hai khối nâng tần khuếch đại công suất Phương pháp: sóng mang tín hiệu DVB-T sóng mang hoa tiêu liên tục Các tần số đo (nếu cần thiết sử dụng nguồn tham chiếu có độ xác cao) tính trung bình hai giá trị Độ chọn lọc Mục đích : nhằm nhận biết khả loại bỏ can nhiễu kênh máy thu Giao diện : việc đo – kiểm tra mức tín hiệu đầu vào can nhiễu thực ngõ vào máy thu sử dụng ngõ hai khối giải mã giải mã tráo cho kiểm tra BER Phương pháp : Công suất đầu vào điều chỉnh đến 10db mức công suất tối thiểu Ngưỡng C/I cần thiết để đảm bảo “hầu lỗi” (QEF) sau giải mã RS (BER < 10 -4 trước giải mã RS) đo hàm số tần số can nhiễu CW (continuous wave) Phạm vi điều khiển tự động tần số Mục đích : nhằm xác định dải tần số khoảng máy thu đồng Giao diện : kiểm tra tín hiệu ngõ vào máy thu (test), kiểm tra đồng dòng truyền tải TS ngõ máy thu Phương pháp : cho tín hiệu vào đầu vào máy thu với mức 10db mức công suất tối thiểu Tín hiệu dịch tần số theo bước tới giá trị danh định, lỗi byte đồng (Sync byte error) thiết lập byte đồng (0x47) không xuất sau 188 204 byte Điều cần thiết cấu trúc đồng sử dụng toàn d6ay chuyền từ mã hóa đến giải mã Hơn việc kiểm tra phải thực byte điều không thiết phải thực mã hóa SVTH: Trần Ngọc Bảo_CCVT07A 19 Truyền hình số GVHD: Dương Tuấn Quang Hình 2.5b Sơ đồ khối máy thu DVB-T Công suất RF/IF Mục đích : để đo công suất tín hiệu công suất mong muốn Giao diện : từ ngõ khối D/A máy phát đến ngõ vào khối A/D máy thu Phương pháp : Công suất tín hiệu định nghĩa công suất trung bình tín hiệu đo cảm ứng công suất nhiệt Khi sử dụng máy phân tích phổ máy thu chuẩn cần tích hợp công suất tín hiệu bên dải thông tín hiệu (n x fSPACING) Công suất tạp nhiễu Mục đích : để đo công suất tạp nhiễu, nhân tố suy giảm chất lượng đáng kể mạng truyền dẫn Giao diện : từ ngõ vào máy thu đến khối A/D Phương pháp : công suất tạp nhiễu (công suất trung bình), công suất không mong muốn đo máy phân tích phổ (ngoài dịch vụ) Công suất tạp nhiễu xác định dải thông tín hiệu OFDM (n x fSPACING) Độ nhạy máy thu/ dải động kênh Gaussian Mục đích : nhằm xác định công suất đầu vào tối đa tối thiểu hoạt động bình thường máy thu để phục vụ công tác quy hoạch Giao diện : kiểm tra tín hiệu đầu vào máy thu kiểm tra BER trước RS ngõ vào ngõ khối Giải mã tráo Phương pháp : đo công suất đầu vào tối đa tối thiểu ứng với sau giải điều chế RS (tức BER Để đo công suất nhiễu công suất sóng mang, bề rộng dải thông xác định n x fSPACING, với n số sóng mang tích cực (6817 1705 sóng mang kênh 8MHz fSPACING khoảng cách tần số sóng mang OFDM SVTH: Trần Ngọc Bảo_CCVT07A 22 Truyền hình số GVHD: Dương Tuấn Quang KẾT LUẬN Như vậy, với nổ lực than giúp đỡ thầy,cô đồ án em với đề tài “ Tìm hiểu hệ thống thu phát digital” hoàn thành thời gian thi Nhìn chung đồ án đề cập cách khát quát vấn đề quan trọng hệ thống thu phát digital, trình ảnh hưởng đến hệ thống thu-phát tín hiệu truyền hình số Do kiến thức khả thân hạn chế nên đồ án không tranhs khỏi sai sót Mong góp ý thầy, cô bạn để nội dung đồ án hoàn thiện Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn thầy Dương Tuấn Quang, hướng dẫn em chuyên môn, phương pháp làm việc để em xây dựng hoàn thiện nội dung đồ án theo kế hoạch Em xin chân thành cảm ơn SVTH: Trần Ngọc Bảo_CCVT07A 23 Truyền hình số GVHD: Dương Tuấn Quang TÀI LIỆU THAM KHẢO Đỗ Hoàng Tiến, Vũ Đức Lý “Truyền Hình Số”, nhà xuất khoa học kĩ thuật, 2001 Ngô Thái Trị “Truyền Hình Số”, 1998 SVTH: Trần Ngọc Bảo_CCVT07A 24 Truyền hình số GVHD: Dương Tuấn Quang NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN SVTH: Trần Ngọc Bảo_CCVT07A 25 ... tài “ Tìm hiểu hệ thống thu phát digital hoàn thành thời gian thi Nhìn chung đồ án đề cập cách khát quát vấn đề quan trọng hệ thống thu phát digital, trình ảnh hưởng đến hệ thống thu- phát tín... mang tính sở tiến tới giải pháp kỹ thu t giải pháp công nghệ, chúng em thực bố cục với hai nội dung : tìm hiểu công nghệ truyền hình số, hệ thống thu phát digital xđược tổng hợp thành chương... Chương 1: Tổng quan tín hiệu digita Chương 2: Hệ thống thu phát digital: Giới thiệu chuẩn truyền hình số sử dụng nguyên tắc điều chế tín hiệu hệ thống thu phát SVTH: Trần Ngọc Bảo_CCVT07A Truyền hình