ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ QUA VỆ TINH

Đồ án tốt nghiệp vệ tinh Truyền hình số qua mục lục Trang Lời nói đầu chương I – Tổng quan truyền hình vệ tinh I/ Khái niệm thông tin vệ tinh 1.1/ Lịch sử thông tin vệ tinh 1.2/ Tiến trình phát triển 1.3/ Các thành phần hệ thống 1.3.1/ Phần không gian 1.3.2/ Phần mặt đất 1.4/ Quỹ đạo 9 12 15 II/ Đường truyền 2.1/ Khái niệm 18 18 2.1.1/ Tuyến lên 2.1.2/ Tuyến xuống 2.1.3/ ảnh hưởng môi trường truyền sóng 2.1.4/ Bố trí tần số 2.2/ Chất lượng đường truyền 2.2.1/ Tỉ số cơng suất sóng mang công suất nhiễu 2.2.2/ Suy hao đường truyền không gian tự 2.2.3/ ảnh hưởng mưa tuyến truyền III/ Máy phát truyền hình vệ tinh 26 3.1/ Khối xử lý tín hiệu băng 3.2/ Khối điều chế 3.3/ Khối đổi tần 3.4/ Khối khuếch đại công suất 26 26 27 27 III/ Máy thu truyền hình vệ tinh 29 4.1/ Khối khuếch đại tạp âm thấp 4.2/ Khối đổi tần xuống 4.3/ Khối giải điều chế chương II – Số hố tín hiệu truyền hình 30 30 30 32 I/ Tín hiệu video tương tự 32 1.1/ Tín hiệu video tổng hợp 1.2/ Tín hiệu video thành phần 32 34 II/ Số hố tín hiệu video 35 2.1/ Q trình số hố tín hiệu video tổng hợp 2.2/Q trình số hố tín hiệu video thành phần III/ Nén video, audio theo chuẩn MPEG 35 35 38 3.1/ Nén Video 3.1.1/ Một số tiêu chuẩn nén tín hiệu 3.1.2/ Cấu trúc phân lớp 3.1.3/ Nén theo khơng gian Sinh viªn: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT 18 18 19 19 21 21 21 22 38 38 39 40 Đồ án tốt nghiệp vệ tinh Truyền hình sè qua 3.1.4/ Nén theo thời gian 3.2/ Nén Audio 3.2.1/ Sơ đồ nén Audio MPEG 3.2.2/ Đặc điểm nén Audio MPEG 41 47 47 48 IV/ Ghép kênh video, audio số theo chuẩn MPEG - 4.1/ Cấu trúc phân lớp hệ thống 4.2/ Cấu trúc dòng truyền tải 4.3/ Ưu điểm dòng truyền tải ứng dụng 4.3.1/ Ưu điểm dòng truyền tải 4.3.2/ ứng dụng dòng truyền tải chương III - truyền hình số qua vệ tinh I/ Hệ thống truyền hình số qua vệ tinh 50 50 53 59 59 60 61 63 1.1/ Mã hoá đường truyền 1.1.1/ Khối phân tán lượng 1.1.2/ Khối mã hoá đường truyền 1.2/ Phần điều chế 64 64 66 74 II/ Ghép kênh chương trình VTV1, 2, 3, máy phát C – Band – Digital Multipoint 77 2.1/ Nguyên lý ghép kênh 78 2.1.1/ Ghép kênh phân chia theo tần số 78 2.1.2/ Ghép kênh sử dụng dòng truyền tải MPEG -2 80 2.2/ Mơ hình ghép kênh chương trình VTV1, 2, 3, máy phát C – Band – Digital – Multipoint 90 Kết luận 94 Tài liệu tham khảo 95 Sinh viên: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT Đồ án tốt nghiệp vệ tinh Truyền hình sè qua lời nói đầu Truyền hình trở thành nhu cầu thiếu đời sống xã hội Truyền hình mang lại cho người nhu cầu cập nhật tin tức, nhu cầu giải trí Nhu cầu ngày tăng đòi hỏi cơng nghệ truyền hình phải ngày đổi tất khâu sản xuất chương trình truyền dẫn phát sóng Và cơng nghệ truyền hình số đời bước thay truyền hình tương tự đem lại cho truyền hình nhiều dịch vụ So với hệ thống truyền hình tương tự, truyền hình số có ưu điểm như: - Tín hiệu số nhậy cảm với dạng méo xẩy đường truyền - Có khả tái tạo, khơng suy hao chất lượng truyền dẫn lưu trữ tín hiệu - Tính linh hoạt đa dạng q trình xử lý tín hiệu - Hiệu sử dụng băng tần cao truyền dẫn tín hiệu truyền hình có nén - Có khả truyền dẫn tín hiệu truyền hình có độ phân giải cao kênh truyền hình tương tự - Có khả kết hợp với nhiều dịch vụ thơng tin khác - Khố mã đơn giản - Cơng nghệ trun hình số có khả khơng thể thực truyền hình tương tự Truyền hình số có phương thức truyền dẫn như: truyền hình số qua cáp, vệ tinh, mặt đất Trong đó, phưong thức truyền dẫn qua vệ tinh quan trọng nhằm quảng bá chương trình truyền hình đưa truyền hình đến nhà, nơi giới Truyền hình số qua vệ tinh mang lại số ưu điểm so với truyền hình tng t qua v tinh nh: Sinh viên: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT Đồ án tèt nghiƯp Trun h×nh sè qua vƯ tinh - Hiệu suất sử dụng băng tần vệ tinh cao nhờ áp dụng kỹ thuật truyền nhiều kênh sóng mang MCPC - Nâng cao chất lượng đường truyền - Tăng số lượng dịch vụ - Giảm giá thành thuê vệ tinh CHÍNH VÌ VẬY, VIỆC TIẾN HÀNH TÌM HIỂU VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ QUA VỆ TINH LÀ MỘT VẤN ĐỀ QUAN TRỌNG TRONG CÁC PHƯƠNG THỨC TRUYỀN DẪN SỐ NỘI DUNG BẢN ĐỒ ÁN ĐỀ CẬP ĐẾN CÁC VẤN ĐỀ: - Tổng quan truyền hình vệ tinh - Số hố tín hiệu truyền hình - Truyền hình số qua vệ tinh Truyền hình số qua vệ tinh vấn đề phức tạp nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót nên em mong nhận ý kiến đóng góp thầy cô bạn Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy giáo thái vinh hiển tận tình giúp đỡ bảo em hoàn thành đồ án ny Sinh viên: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT Đồ án tốt nghiệp vệ tinh Truyền h×nh sè qua Chương I -Tổng quan truyền hình vệ tinh I/ khái niệm thông tin vệ tinh Thông tin vệ tinh thông tin trạm mặt đất với chuyển tiếp vệ tinh Vệ tinh đặt ngồi phần khí mặt đất sử dụng để chuyển tiếp thông tin cho trạm mặt đất Các trạm mặt đất đặt mặt đất phần khí (máy bay) sử dụng để phát loại thơng tin đến vệ tinh, thu tín hiệu phát từ trạm vệ tinh Trạm vệ tinh thực chất trạm chuyển tiếp thông tin cho trạm mặt đất thiết bị thông tin đặt khoang vệ tinh Thành phần chủ yếu gồm phát đáp (Transponder) anten Đường truyền thông tin chia làm phần: tuyến lên từ trạm phát tới vệ tinh, tuyến xuống từ trạm vệ tinh tới trạm mặt đất đường liên kết trạm vệ tinh với (Intersatellite) Trong hệ thống thông tin vệ tinh, tùy thuộc vào loại vệ tinh sử dụng mà có tên gọi khác Nếu sử dụng vệ tinh địa tĩnh gọi thơng tin vệ tinh địa tĩnh Nếu sử dụng vệ tinh quỹ đạo thấp gọi hệ thống thơng tin vệ tinh không đồng ● Hệ thống thông tin vệ tinh địa tĩnh hệ thống thông tin vệ tinh sử dụng vệ tinh địa tĩnh phóng lên quỹ đạo tròn độ cao 35786km mặt phẳng xích đạo Vệ tinh bay chiều, vận tốc góc với hoạt động tự quay trái đất với chu kỳ quay 24 Do nhu cầu quảng bá, lĩnh vực truyền hình chọn hệ thống thơng tin vệ tinh địa tĩnh, với ưu có vùng phủ sóng rộng, độ tin cậy cao, giá thành hạ, làm phương thức truyền dẫn qua vệ tinh cho Sinh viªn: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT Đồ án tốt nghiệp Truyền hình số qua vệ tinh ● Hệ thống thông tin vệ tinh không đồng bộ, độ cao vệ tinh hàng chục đến hàng trăm ki -lơ -met nên vùng phủ sóng hẹp, cự li thông tin không xa Để thực thông tin liên lạc vùng rộng lớn phải cần nhiều vệ tinh Song với kỹ thuật công nghệ cao, ứng dụng cho loại hình chủ yếu cho lĩnh vực thông tin di động Những hệ điều hành cần dung lượng vừa nhỏ hệ điều hành qn Hệ thống thơng tin tồn cầu xây dựng dựa vệ tinh địa tĩnh, vệ tinh có góc chiếu xuống trái đất 17.340, đồng thời, góc ngẩng cực tiểu anten trạm mặt đất 50 Vệ tinh địa tĩnh phương tiện truyền dẫn phần lớn quốc gia phát triển phát triển Với ưu điểm bật vùng phủ sóng rộng, độ tin cậy cao, giá thành thấp Vệ tinh địa tĩnh sử dụng để truyền dẫn tín hiệu thơng tin từ phát thanh, truyền hình, thơng tin thoại Fax, truyền số liệu, nhắn tin Cũng phục vụ hệ điều hành, dịch vụ dẫn đường hàng không, hàng hải 1.1/ Lịch sử thông tin vệ tinh Thông tin vô tuyến qua vệ tinh phần quan trọng hệ thống thơng tin Nó hình thức thơng tin có dung lượng lớn, khoảng cách thông tin xa giá thành rẻ Ngay từ chiến tranh giới thứ hai, hai ngành công nghiêp tên lửa sóng cực ngắn (microwave) ưu tiên nghiên cứu phát triển mở hình thức thơng tin bổ xung cho loại thơng tin trước thơng tin qua sóng vơ tuyến qua cáp thơng tin vệ tinh Thời đại thơng tin vệ tinh việc phóng thành cơng vệ tinh nhân tạo Sputnik vào năm 1957 Sau hàng loạt vệ tinh phóng lên vệ tinh SCORE phóng (1958), vệ tinh phản xạ ECHO (1960), vệ tinh phát lưu trữ CORIER (1960), vệ tinh băng rộng TELSTAR RELAY (1962) vệ tinh địa tĩnh dầu tiên SYNCOM (1963) Sinh viên: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT Đồ án tốt nghiệp Truyền hình số qua vÖ tinh Năm 1965, vệ tinh địa tĩnh dành cho thương mại INTELSAT I (còn gọi Early Bird) mở đầu cho hàng loạt vệ tinh khác hãng sau đời; năm vệ tin thông tin Liên Xô cũ MONYLA đưa vào hoạt động Các vệ tinh có dung lượng thấpC, giá thành lại cao; ví dụ như: INTELSAT I nặng 68Kg cho dung lượng khoảng 480 kênh thoại với giá thành 32500 USD /1kênh Giá thành thuê kênh cao giá thành phóng vệ tinh cao, tuổi thọ ngắn (1.5 năm) dung lượng thấp Việc giảm giá thành kết nhiều nỗ lực cho tên lửa phải đẩy khối lượng lớn lên quỹ đạo với độ tin cậy cao ( 3750Kg INTELSAT IV) Thêm vào đó, sử dụng tốt kỹ thuật sóng cực ngắn, anten multibeam, kỹ thuật sử dụng lại tần số, sản xuất khuyếch đại công suất lớn hơn, dung lượng vệ tinh tăng kéo theo giá thành thuê kênh giảm (IntelSat IV có 80.000 kênh khoảng 380 USD /kênh – 1989) Ngồi ra, để làm giảm giá thành thông tin vệ tinh loại hình dịch vụ phải đa dạng Thông tin vệ tinh rõ ràng phương pháp thông tin ưu việt cho khoảng cách xa, vùng phủ sóng rộng Nhưng có hạn chế giá thành trạm mặt đất lớn Việc tăng kích thước công suất vệ tinh cho phép giảm kích thước trạm mặt đất kéo theo già thành giảm Do đó, lợi dụng tính chất vệ tinh liên kết, quảng bá Có thể phát từ trạm cho nhiều máy thu hay nhiều trạm tới trạm trung tâm gọi Hub Nhờ vậy, mạng phát liệu đa điểm, mạng truyền hình quảng bá mạng liên kết liệu phát triển Dịch vụ DTH ( Direct to home ) phát triển từ với kích thước anten thu nhỏ 0.6-3.5m 1.2/ Tiến trình phát triển Sự phát triển thông tin vệ tinh tính năm 1965 mà vệ tinh thương mại phóng S (Early Bird), sau 1970 dịch vụ thoại truyền hình Việc tăng dung lượng dẫn đến vệ tinh multibeam kế hoạch sử dụng lại tần số sau sử dụng kỹ thuật phân tập theo khơng gian, với kỹ thuật đa truy nhập theo tần số (FDMA) Nhu cầu tăng v s Sinh viên: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT Đồ án tốt nghiệp Truyền hình sè qua vƯ tinh lượng tuyến có dung lượng thấp nhu cầu quốc gia hay việc liên lạc tàu biển dẫn đến năm 1980 xuất kỹ thuật FDMA với kênh sóng mang / điều tần (SCPC/FM) điều chế khóa dịch pha sử dụng đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA/PSK) sau kỹ thuật số kỹ thuật đa kênh sóng mang (MCPC) Cùng với tiến trình cơng nghệ sản xuất anten với việc sản xuất anten multi beams cho phù hợp với vùng phủ sóng Việc tăng số chùm dẫn đến phải giải vấn đề xuyên nhiễu kỹ thuật nhảy Transponder Sau đó, kỹ thật chuyển mạch chùm vệ tinh sử dụng TDMA (SS-TDMA) giải vấn đề xuyên nhiễu kênh lân cận Trong tương lai, sử dụng tần số cao (30/20GHZ 50/40GHz) ảnh hưỏng mâ tới tần số lớn Thông tin vệ tinh khơng có ưu điểm mặt phủ sóng rộng loại thơng tin mặt đất mà còn: - Có khả quảng bá - Băng tần rộng - Thiết lập nhanh, dễ dàng thiết lập lại cấu hình Các loại hình dịch vụ thơng tin vệ tinh phân biệt sau: - Thoại truyền hình quốc tế, trạm mặt đất cỡ lớn đường kính anten (15-30m), người sử dụng liên kết qua mạng mặt đất, ví dụ INTELSAT, EUTELSAT - Các hệ thống đa dịch vụ, thoại liệu cho nhóm người sử dụng phân tán mặt địa lý Mỗi nhóm chia sẻ trạm mặt đất truy nhập qua mạng mặt đất giới hạn thành phố hay khu công nghiệp, trạm mặt đất đường kính anten (3 –10m), ví dụTELECOM 1, SBS, EUTELSAT 1, TELE-X INTELSAT (Mạng TDMAM) Sinh viªn: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT Đồ án tốt nghiệp vệ tinh Truyền hình số qua 1965 Hình 1.1 Sự phát triển kỹ thuật thông tin vệ tinh Sinh viên: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT - Đồ án tốt nghiệp Trun h×nh sè qua vƯ tinh Các hệ thống VSAT, dung lượng nhỏ, thông tin hướng hay hướng hầu hết người sử dụng trực tiếp liên kết với trạm mặt đất, đường kính antenkhoảng 0.6-1.2m, máy di động dạng này, ví dụ mạng EQUATORIAL, INTELNET INTELSAT 1.3/ Các thành phần hệ thống Hình1.2 thành phần hệ thống thông tin vệ tinh, gồm phần khơng gian phần mặt đất Hình Các thành phần thơng tin v tinh 1.3.1/ Phn khụng gian Sinh viên: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT 10 Đồ án tốt nghiệp vệ tinh Sinh viên: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT Truyền hình số qua 114 Đồ án tốt nghiệp vệ tinh Truyền hình số qua Từ sơ đồ khối ta thấy chơng trình chØ dïng chung khèi Mod + Up + HPA Và tất nhiên chơng trình dùng chung giải thông phát sóng mang Hơn nữa, việc thuê băng thông rộng để phát cho nhiều chơng trình nhận đợc nhiều u tiên công suất phát so với băng thông hẹp việc thực giảm công suất vào ( back - off ) đèn sóng chạy vệ tinh băng thông rộng so với băng thông hẹp Riêng băng Ku, thuê băng tần rộng với công suất phát lớn đợc cung cấp chế độ bảo vệ ®èi víi suy hao ma trªn ®êng trun lªn Hiện tại, vệ tinh thờng cung cấp hai chế độ khuếch đại tín hiệu chế độ giới hạn ( limiter mode ) chế độ tuyến tính ( linear mode ) Chế độ giới hạn : đợc trang bị điều chỉnh mức tự động (ALC) để giữ cho mức công suất kích vào đèn sóng chạy không đổi xuất suy hao tín hiệu tuyến lên, giữ cho công suất đầu đèn sóng chạy không đổi Hình vẽ dới mối liên hệ công suất đầu vào công suất đầu transponder chế độ giới hạn EMBED Word.Picture.8 Sinh viên: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT 115 Đồ án tốt nghiệp vệ tinh Truyền hình số qua Hình 3.16 Mối liên hệ công suất đầu vào công suất đầu transponder Dới điều kiện trời quang, công suất tín hiệu vào bình thờng mức A, nằm sâu so với điểm tới hạn giải động 20 dB Khi xuất suy hao ma tuyến lên, tín hiệu vào bị suy hao một lợng x dB mức vào nằm điểm B Tuy nhiên có ALC mà công suất kích cho đèn sóng chạy giống víi møc tÝn hiƯu lóc trêi quang, miƠn lµ møc suy hao 20 dB Khi EIRP phát xuống từ vệ tinh không thay đổi có ma tuyến lên Nếu tín hiệu bị suy hao 20 dB, ALC không khả bù mức công suất kích cho HPA EIRP bị giảm xuống Do ảnh hởng ma đờng truyền giảm xuống , phụ thuộc vào suy hao ma tuyến xuống chế độ giới hạn Chế độ tuyến tính : chế độ không đợc trang bị ALC để điều khiển mức công suất kích cho đèn sóng chạy Do mức EIRP xuống lỷ lệ với mức công suất vào Transponder Do công suất kích vào bị suy giảm xuất ma tuyến lên EIRP xuống giảm theo nh thể hình vẽ Do đó, ma ảnh hởng tới đờng truyền xuống đờng truyền lên EMBED Word.Picture.8 Sinh viên: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT 116 Đồ án tốt nghiệp vệ tinh Truyền hình số qua Hình 3.17 ảnh hëng cđa ma víi tun trun - HiƯn nay, c¸c mã hoá sử dụng máy phát C- band digital lµ cđa h·ng Tandberg Television T theo model khối mã hoá, sử dụng loại hình ghép kênh khác : Ghép kênh thông thờng : kiểu ghép kênh sử dụng Encoder model E5210 E5410 Trong kiểu ghép kênh thông thờng, ngời sử dụng thông qua máy tính điều khiển ghép kênh MEM hiển thị panel mặt trớc để thay đổi tay tốc độ bit cđa Encoder ● GhÐp kªnh thèng kª : kiĨu ghép kênh sử dụng Encoder model E5215, E5610 model sau Kiểu ghép kênh đợc thực với trợ giúp phần mềm Reflex, cho phép phân bổ nhóm tốc ®é bit tíi mét bé c¸c Encoder Sau ®ã bé ghép kênh phân chia tốc độ bit đến Encoder theo nhu cầu trình mã hoá ảnh 2.1.2.1/ Ghép kênh thông thờng a) Hạn chế việc mã hoá với tốc độ bít đầu cố định : Trong phơng pháp ghép kênh thông thờng, tốc độ bit cho Encoder đợc phân bổ khởi điểm chu trình làm việc Mỗi Encoder đáp ứng động theo thay đổi tốc độ bit thông tin hình ảnh Do chất lợng ảnh giảm chất lợng ảnh yêu cầu cao đầu giải mã chứa đựng nhiều méo mã hoá b) Phân phối tốc độ bit: Ngời vận hành phải tính toán mức đỉnh xảy biết trớc biến động ảnh để phân phối lại tốc độ bit để tránh việc tốc độ bit không đáp ứng đợc chất lợng ảnh Phải đặt tốc độ bit đầu Encoder để ảnh thay đổi nhiều , chất lợng ảnh đợc đảm bảo Tất nhiên điều dẫn tới không tối u sử dụng dung lợng kênh truyền Sinh viên: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT 117 Đồ ¸n tèt nghiƯp vƯ tinh 2.1.2.2/ GhÐp kªnh thèng kª Truyền hình số qua a) Những u điểm kỹ thuật ghép kênh thống kê : Trong chế độ ghép kênh thống kê ( Reflex ), tốc độ bit nhóm đợc phân phối động theo thời gian thực Encoder ( thờng nhiều ) Ngời vận hành ấn định chất lợng ảnh tơng đối đến Encoder Đây phép đo chất lợng ảnh kỳ vọng từ Encoder Một cách hay dùng ấn định cho kênh chất lợng ảnh tơng đối cao mức trung bình cho Encoder thích hợp Phần tèc ®é bit d tõ mét Encoder cã thĨ đợc phân bổ lại cho Encoder khác để giữ chất lợng ảnh theo dự định EMBED PBrush Hình 3.18 Đồ thị mô tả biến đổi tốc độ bít sử dụng kỹ thuật ghép kênh thông kê Sinh viên: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT 118 Đồ án tốt nghiệp vệ tinh Truyền hình số qua a)Vai trò ghép kênh ghép kênh thống kê: Bộ ghép kênh yêu cầu thông tin thay đổi chất lợng hình ảnh từ Encoder Sử dụng thông tin này, ghép kênh tính toán thay đổi phần tốc độ bit nhóm để đảm bảo chất lợng ảnh tơng đối dự định cho Encoder đợc trì Hệ thống đáp ứng với thay đổi ảnh nguồn để ghép kênh trì toàn chất lợng ảnh dự định, cách điều chỉnh lại phân bổ tốc độ bit b) Các đặc diểm phần mềm Reflex : Các đặc điểm phần mềm Reflex : - Cho phép thay đổi dải tốc độ bit liên tục từ 500 kbit/s đến 10 Mbit/s từ Mbit/s đến 33 Mbit/s ( tuỳ thuộc vào chế độ hoạt động ) ảnh đơn, hai mành hay chu kỳ ( 40 ms cho PAL -I vµ 33 ms cho NTSC -M ) - Mỗi Encoder đợc cho tríc mét “hƯ sè phơ bỉ sung “ ( Weighting factor ) - Khi thiết lập cấu hình, hệ thống Reflex yêu cầu liên Đồ thị mô tả biến đổi tốc độ bít sử dụng kỹ thuật ghép kênh thông kê quan đến ngời vận hành - Dựa phân phối thống kê nhu cầu tốc độ bit nguồn chơng trình - Khai thác khả xảy mức đỉnh nhu cầu tốc độ bit xảy kênh đơn c) Cơ chế hoạt động cụ thể trình ghép kênh thống kê - Điều khiển tốc độ bit đầu Encoder Dòng bit phát mã hoá Video ( Audio ) đợc gọi dòng sơ cấp ( ES) Để hạn chế tốc độ kênh đệm đầu vào cho giải mã chuẩn MPEG, tốc độ bit dòng ES nói chung phải không đổi Để điều khiển tốc độ đầu Encoder, đầu mã hoá đợc trang bị nhớ đệm FIFO: lợng thông tin đợc lu nhớ đệm đợc giám sát trì giới hạn đợc xác định trớc vòng hồi tiếp để sửa tham Sinh viên: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT 119 Đồ án tốt nghiệp Truyền hình số qua vệ tinh số lợng tử, tham số ảnh hởng lên tốc độ dòng bit đợc mã hoá Theo cách , đạt đợc tốc độ bit không đổi với độ phân giải phụ thuộc vào nội dung số lợng chuyển động ảnh ( chuyển động nhiều độ phân giải thấp ) Còn ghép kênh thống kê, để trì chất lợng ảnh ổn định tốc độ bit đầu mã hoá phải biến động theo nội dung ảnh, nhiên, việc phân bổ tốc độ cho mã hoá có hạn, cần có can thiệp định đến việc điều chỉnh thang lợng tử để tốc độ đầu không vợt giới hạn - Cơ chế phân phối tốc độ Thuật toán phân phối tốc độ đợc xây dựng để phân phối tốc độ bit tổng lên nhóm mã hoá Sự phân trợ giúp mã hoá để trì việc nén ảnh chất lợng cao Do đó, kết đo độ phức tạp ảnh đợc gửi từ mã hoá thông tin đợc sử dụng để phân phối tốc độ dự đoán nhu cầu mã hoá Khi đó, phân phối theo tỷ lệ hạn chế đợc thực cho mã hoá nh sau: với i=1, ,N Xi độ phức tạp đợc gửi mã hoá i Ri tốc độ phân cho mã hoá i DC dung lợng kênh N số mã hoá Hơn nữa, giá trị tốc độ bit dành cho mã hoá đợc cấu hình giải cho phép để ngăn chặn việc sử dụng tốc độ mức mã hoá Sinh viên: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT 120 Đồ án tốt nghiệp vệ tinh Truyền hình số qua với i =1, ,N - Đo độ phức tạp ảnh Việc đo độ phức tạp ảnh giải đợc vấn đề dự đoán giá trị tốc độ thích hợp cho đầu vào Video cho trớc Theo nguyên tắc lợng tử việc điều khiển tốc độ, phép đo xác đáng cho phép phân phối tốc độ giảm độ không ổn định thang lợng tử để cung cấp chất lợng Video ổn định Đây lý phức tạp lâu dài ảnh đợc ®o ë tÇng ®»ng sau theo biĨu thøc: víi T ảnh loai I, P B QT thang lợng tử sử dụng cho macroblock cho trớc ( tổng toàn macroblock tạo nên ảnh ) CT số bit ảnh tơng ứng Tuy nhiên, phép đo xác chuỗi ảnh Video ổn định cần có bổ xung phép đo phụ Dới sơ đồ khối mã hoá cho thấy hai phép đo phụ đợc bổ xung để tính toán hàm phức tạp Sinh viên: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT 121 Đồ án tốt nghiệp vệ tinh Truyền hình số qua Đầu tiên, tơng quan ảnh inter intra đợc sử dụng để dự đoán thay đổi mạnh độ phức tạp ảnh đầu vào nh cắt cảnh fading Các phép đo đợc thực sớm trình mã hoá để điều chỉnh độ phức tạp phù hợp với phân bổ tốc độ Thứ hai, thông tin phân bố vec tơ chuyển động đợc sử dụng để tăng cờng quán chuyển động ảnh Điều cho phép chuyển động đợc định hớng thích ứng với phức tạp ảnh Cuối cùng, điều khiển đệm đợc sửa đổi để tăng khả đáp ứng cảnh có nhiều thay đổi Sinh viên: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT 122 Đồ án tốt nghiệp vệ tinh Truyền hình số qua 2.2/ Mô hình ghép kênh chơng trình VTV 1, 2, 3, máy phát C band - digital Nh phân tích trên, việc ghép kênh nên đợc thực từ baseband, ghép kênh dòng truyền tải MPEG -2 Việc ghép kênh thống kê đợc thực ghép từ chơng trình trở lên hiệu thực cuả đợc biểu rõ nét ghép từ chơng trình trở lên Với máy phát C band digital dùng phơng pháp ghép kênh thông kê hiệu việc sử dụng băng thông Khi , model mã hoá từ E5215 trở có thực chức ghép kênh thống kê Sử dụng cấu hình +1 cho khối Encoder; cấu hình +1 cho khối lại Sinh viên: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT 123 Đồ án tốt nghiệp vệ tinh Truyền hình số qua Input Router Khối phân phối tín hiệu đến Encoder E5210 Bộ Router đợc đặt dới điều khiển máy tính điều khiển ghép kênh thông qua server kết cuối Trong trờng hợp có Encoder bị lỗi, chuyển đầu vào tới Encoder dự phòng Lúc này, toàn thông số cấu hình Encoder lỗi đợc máy tính chuyển sang cho Encoder dự phòng Sinh viên: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT 124 Đồ án tốt nghiệp vệ tinh ENCODER Truyền hình số qua Hiện sử dụng Encoder model E5210 có tốc độ đầu Encoder luôn cố định theo thiết lập Điều có nghĩa phải chấp nhận không tối u việc sử dụng dung lợng đờng truyền Khi ghép kênh chơng trình sử dụng kỹ thuật ghép kênh thống kê Lúc đó, từ máy tính quản lý ghép kênh ta phải đặt tốc độ bit cố định cho hai Encoder E5210, Encoder khác đáp ứng tính ghép kênh thống kê bình thờng ASI Splitter Đây chia hai đờng thụ động cho phép Encoder cung cấp đầu ASI ( giao diện nối tiếp không đồng ) cho MUX tích cực lẫn dự phòng MUX 5620 Là thiết bị dùng để ghép kênh dòng chơng trình bao gồm Video,Audio số liệu Các đặc điểm ghép kênh là: - Cho phép tới 16 chơng trình vào dòng truyền tải - Tốc độ bít đầu cực đại 100 Mbit/s - Ghép kênh thống kê - Hỗ trợ chức truyền hình trả tiền : hệ thống truy cập có ®iỊu kiƯn theo tiªu chn DVB simulcrypt ( Trong kü thuật này, yêu cầu có thoả thuận mạng truyền hình sử dụng hệ thống truy cập điều kiện khác nhng có thuật toán sáo trộn giống Điều cho phép ngời sử dụng truy cập đến dịch vụ chơng trình cho trớc hệ thống truy cập có điều kiện mà có tham gia thoả thuận Lúc , dòng truyền tải ghép kênh phải mang gói thông tin truy cập điều kiện cho hệ thống để ngời sử dụng xem đợc chơng trình hệ thống ) - Đặt cấu hình , điều khiển , giám sát trạng thái chuyển đổi dự phòng qua phần mềm điều khiển quản lý ghép kênh MEM MEM Bộ quản lý phần tử ghép kênh ( MEM ) máy tính điều khiển hệ thống Nó đợc sử dụng để đặt cấu hình hệ thống Máy tính giám Sinh viên: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT 125 Đồ án tốt nghiệp Truyền hình số qua vệ tinh sát hoạt động thành phần chủ chốt hệ thống Khi có lỗi xảy với Encoder, Multiplexer Modulator, thiết bị lỗi đợc thay thiết bị dự phòng nóng Các đặc điểm phầm mềm MEM : - Cho phép đặt cấu hình cho mã hoá, ghép kênh điều chế - Giám sát trạng thái thành phần hƯ thèng - Thùc hiƯn ®iỊu kiĨn chun ®ỉi dự phòng tự động - Lên cấu hình giám sát thông số ghép kênh thống kê - Đặt lịch trình cho việc thay đổi cấu hình đặt thay đổi vào phần cứng - Phát thông tin chơng trình, thông tin dịch vụ thông tin mạng vật lý theo thay đổi cấu hình - Khi MEM bị lỗi bị xoá, phần tử ghép kênh mang cấu hình theo nh lần thiết lập cuối - Giám sát tín hiệu Video đầu vào - Có thể điều khiển đợc thiết bị hãng khác, nhng với mục đích dự phòng nhờ kết nối rơle cảnh báo thiết bị với MEM Do thiết bị có lỗi thực chuyển đổi dự phòng Tuy nhiên, MEM lên cấu hình điều khiển cho thiết bị hãng thiết bị hãng có đặc thù riêng Ethernet Hub Thiết bị tập trung tín hiệu từ khối đến máy tính điều khiển ghép kênh Terminal Server Thiết bị kết nối dùng để kết nối khối có giao diện RS 232 RS 485 cho øng dơng ®iỊu khiĨn tõ xa b»ng máy tính Sinh viên: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT 126 Đồ án tốt nghiệp vệ tinh Trun h×nh sè qua kÕt ln Qua thêi gian t×m hiểu truyền hình số qua vệ tinh em thấy rõ u điểm phơng thức truyền dẫn Nhất nớc ta, nớc có đặc điểm địa hình nhiều đồi núi nên việc truyền dẫn cáp viba gặp nhiều khó khăn việc phủ sóng chơng trình truyền hình Việt nam toµn qc KĨ tõ thùc hiƯn viƯc trun dÉn chơng trình truyền hình Việt nam qua vệ tinh, đài phát khu vực thu phát lại chơng trình nên việc phủ sóng đợc rộng Hơn sử dụng kỹ thuật ghép kênh từ việc phát kênh sóng mang (SCPC) phát bốn kênh sóng mang (MCPC) Do tiết kiệm đợc băng thông mang lại hiệu to lớn không cho phía Đài Truyền hình mà cho phía ngời sử dụng Trong thời gian tới nhờ công nghệ tiên tiến, truyền hình số qua vệ tinh có thêm nhiỊu dÞch vơ míi nh DTH (Direct to home) hay truyền hình trả tiền (Pay TV) Trong đồ án này, thời gian có hạn nên em đề cập đến vấn đề truyền hình số qua vệ tinh nh Và lần em xin cảm ơn thầy giáo thái vinh hiển, ngời giúp đỡ tận tình để em hoàn thành đồ án Sinh viên: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT 127 Đồ án tốt nghiệp vệ tinh Truyền hình số qua tài liệu tham khảo Satellite Communication Systems G MARAL M BOUSQUET 2.Trun h×nh sè Ngun Kim S¸ch Digital Television Fundamentals Mc Graw Hill 1998 Michel Robin & Michel Poulin Digital Modulation and Coding Stephen Wilson Digital Video Broadcasting (DVB); Frame structure, channel coding and modulation for 14/12 GHz satellite services DVB – EN 300421 – 8/ 1997 Mét sè tµi liệu khoa học công nghệ truyền hình Sinh viên: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT 128 ... CÁC VẤN ĐỀ: - Tổng quan truyền hình vệ tinh - Số hố tín hiệu truyền hình - Truyền hình số qua vệ tinh Truyền hình số qua vệ tinh vấn đề phức tạp nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót nên em mong... trun hình số có khả khơng thể thực truyền hình tương tự Truyền hình số có phương thức truyền dẫn như: truyền hình số qua cáp, vệ tinh, mặt đất Trong đó, phưong thức truyền dẫn qua vệ tinh quan... thành đồ án Sinh viên: Chu Thị Thanh Mai N4 - K38 - ĐTVT Đồ án tốt nghiệp vệ tinh Truyền hình số qua Chương I -Tổng quan truyền hình vệ tinh I/ khái niệm thông tin vệ tinh Thông tin vệ tinh thông