Truyền dẫn truyền hình số độ nét cao qua vệ tinh theo chuẩn DVB s2 sử dụng giải thuật điều chế và mã hóa thích nghi ACM

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ VÕ ĐÌNH AN TRUYỀN DẪN TRUYỀN HÌNH SỐ ĐỘ NÉT CAO QUA VỆ TINH THEO CHUẨN DVB-S2 SỬ DỤNG GIẢI THUẬT ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HĨA THÍCH NGHI – ACM LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG HUẾ - 2014 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ VÕ ĐÌNH AN TRUYỀN DẪN TRUYỀN HÌNH SỐ ĐỘ NÉT CAO QUA VỆ TINH THEO CHUẨN DVB-S2 SỬ DỤNG GIẢI THUẬT ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HĨA THÍCH NGHI – ACM Ngành: Cơng nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: 60.52.02.03 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: TS NGUYỄN QUỐC TUẤN HUẾ - 2014 LỜI CẢM ƠN  Trước tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành sâu sắc đến Tiến sĩ Nguyễn Quốc Tuấn, người tận tình hướng dẫn tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo khoa Điện tử viễn thông Trường Đại học Công Nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội, thầy cô giáo Trường Đại học Khoa học Huế trực tiếp giảng dạy, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho trình học tập nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn bạn học viên lớp cao học Điện tử viễn thơng khóa 1-2 Huế, đồng nghiệp người thân bên cạnh, động viên, khuyến khích tơi suốt thời gian học tập thực luận văn Xin chân thành cảm ơn! LỜI CAM ĐOAN  Luận văn hoàn thành sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu nguồn tài liệu sách báo chuyên ngành thông tin mạng mà theo tơi hồn tồn tin cậy Nội dung luận văn tổng hợp từ tài liệu tham khảo liệt kê cuối luận văn Tôi xin cam đoan luận văn không hồn tồn giống với cơng trình nghiên cứu luận văn trước Huế, ngày 10 tháng 01 năm 2014 Người thực VÕ ĐÌNH AN MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ .5 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ VỆ TINH 10 1.1 Truyền dẫn truyền hình số 10 1.1.1 Sơ lược truyền hình số 10 1.1.2 Truyền dẫn chương trình truyền hình số 11 1.2 Sử dụng vệ tinh truyền dẫn chương trình truyền hình 12 1.2.1 Đặc điểm đường truyền vệ tinh 12 1.2.2 Lịch sử phát triển thông tin vệ tinh 14 1.2.3 Bước tiến từ DVB-S sang DVB-S2 15 1.2.4 Tình hình sử dụng truyền hình số vệ tinh Việt Nam .17 1.3 Kết luận chương 18 CHƢƠNG TIÊU CHUẨN TRUYỀN HÌNH SỐ VỆ TINH THẾ HỆ THỨ – DVB-S2 VÀ GIẢI THUẬT ĐIỀU CHẾ MÃ HĨA THÍCH NGHI – ACM 20 2.1 Giới thiệu 20 2.2 Cấu trúc hệ thống DVB-S2 20 2.2.1 Giới thiệu chung hệ thống DVB-S2 20 2.2.2 Đặc điểm cấu trúc khối chức hệ thống DVB-S2 .22 2.2.2.1 Mode thích nghi 22 2.2.2.2 Luồng thích nghi 27 2.2.2.3 Mã hóa FEC 28 2.2.2.4 Ánh xạ bít vào giản đồ chòm 35 2.2.2.5 Khung lớp vật lý (PL) 38 2.2.2.6 Hình dạng băng sở điều chế vị trí góc vng 45 2.3 Điều chế mã hóa thích nghi DVB-S2 45 2.3.1 Giới thiệu 45 2.3.2 Nguyên lý mã hóa điều chế thích nghi 46 2.3.2.1 Sơ đồ khối hệ thống mã hóa điều chế thích nghi .47 2.3.2.2 Chức khối: 47 2.3.2.3 Ứng dụng ACM truyền dẫn vệ tinh 48 2.4 Kết luận chương 48 CHƢƠNG MƠ PHỎNG VỀ ĐIỀU CHẾ MÃ HĨA SỬ DỤNG TRONG DVBS2 VÀ CÁC KẾT QUẢ 50 3.1 Giới thiệu chung 50 3.2 Mơ hình mơ mã hóa điều chế DVB-S2 50 3.2.1 Giải thích khối hệ thống 52 3.2.2 Các thơng số tính tốn 53 3.3 Kết mô 54 3.3.1 Giản đồ chòm phía thu 54 3.3.2 Tỷ lệ BER theo SNR 55 3.3.3 Số interation lựa chọn cho giải mã LDPC 56 3.3.4 BER theo SNR tương ứng với tốc độ mã khác 57 3.4 Bàn luận đánh giá 58 KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC 62 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ khối hệ thống truyền hình số Hình 1.2: Truyền dẫn truyền hình sử dụng vệ tinh Hình 1.3: Sơ đồ điển hình tính tốn đường truyền cho kênh thơng tin Hình 1.4: Sơ đồ hệ thống DVB-S2 Hình 2.1: Sơ đồ khối chức hệ thống DVB-S2 Hình 2.2: Sự bổ sung mã hóa CRC-8 Hình 2.3: Định dạng luồng lối chuyển đổi Hình 2.4: Định dạng khung BBFRAME lối khối chuyển đổi Hình 2.5: Q trình mã hóa PRBS Hình 2.6: Khn dạng trước chèn bít Hình 2.7: Phối hợp chèn bít cho 8PSK khung FEC thường (trừ tỉ lệ 3/5) Hình 2.8: Phối hợp chèn bít với 8PSK khung FEC thường (cho tỉ lệ 3/5) Hình 2.9: Giản đồ chịm tín hiệu QPSK Hình 2.10: Giản đồ chịm tín hiệu 8PSK Hình 2.11: Giản đồ chịm tín hiệu 16APSK Hình 2.12: Giản đồ chịm tín hiệu 32APSK Hình 2.13: Định dạng “khung lớp vật lý” PLFRAME Hình 2.14: (biểu tượnglà ký hiệu cho phép logic loại trừ nhị phân EXOR) Hình 2.15: Xáo trộn PL Hình 2.16: Cấu hình khối xáo trộn mã PL cho n = Hình 2.17: Điều chế mã hóa thích nghi DVB-S2 Hình 2.18: Sơ đồ khối hệ thống mã hóa điều chế thích nghi Hình 3.1: Mơ hình mơ mã hóa điều chế DVB-S2 Hình 3.2: Giản đồ bít chịm thu bên nhận Hình 3.3: BER theo SNR tương ứng QPSK sử dụng LDPC ½ Hình 3.4: Số interation lựa chọn cho giải mã LDPC Hình 3.5: BER theo SNR tương ứng QPSK sử dụng LDPC tương ứng với tỉ lệ mã khác DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT 16APSK 32APSK 8PSK ACM ASI AWGN BB BC BCH BER BS BSS BW C/N CBR CCM CNI CRC D DD DEMUX DF DNP DSNG DTH DTT DVB DVB-S DVB-S2 EBU EN FDM FEC FIFO FSS GF GS HDTV HEX HP IBO IF IMUX IRD IS ISCR ISI ISSYI ITU LDPC LNB LP LSB MIS MPE MPEG MSB NBC MUX NA OBO OCT OMUX NP NPD PER PID PL PLL PLS PS PSK PRBS QEF QPSK RF RO SDTV SIS SNG SMATV SOF ST TDM TS TV TWTA UPL UPs VCM MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Kỷ nguyên truyền dẫn thông tin vệ tinh thực có hiệu vào năm 80 Khi đó, truyền dẫn qua vệ tinh tiết kiệm băng thông giá thành sử dụng kiểu điều chế QPSK BPSK Những năm 90, công nghệ phát quảng bá qua vệ tinh phát triển rộng rãi sau ETSI công bố chuẩn DVB-S đầu tiên, kết hợp điều chế QPSK với mã sửa lỗi hướng truyền (Viterbi ReedSolomon) Cuộc cách mạng mã sửa lỗi kết hợp với cấu hình điều chế loạt đặc tính tảng làm nên tiêu chuẩn DVB-S2 Đây tiêu chuẩn tiêu chuẩn ETSI truyền dẫn thông tin vệ tinh Kiểu điều chế khép lại đường tiệm cận giới hạn mặt lý thuyết (giới hạn Shannon) Như vậy, DVB-S2 - chuẩn truyền dẫn vệ tinh hệ thứ DVB đời nhằm mở rộng nâng cao từ chuẩn DVB-S DVB-DSNG sử dụng thiết bị quảng bá tồn giới Chuẩn truyền hình số vệ tinh DVB-S thiết kế dùng điều chế QPSK với dịch vụ quảng bá tín hiệu truyền hình số liệu Do đó, chuẩn có hạn chế truyền tải ứng dụng có tốc độ bít cao chương trình HDTV Chức chuẩn DVB-S2 mở rộng dung lượng truyền dẫn truyền hình số vệ tinh, xuất phát từ nhu cầu phát nhiều chương trình truyền hình độ nét cao HDTV yêu cầu băng thông lớn thực tế sử dụng tiết kiệm tài nguyên băng tần Ku Thành công chuẩn DVB-S2 đưa vào chế độ điều chế mã hóa kênh truyền hiệu BCH với mã hóa LDPC nhằm mở rộng dung lượng truyền dẫn từ 30 đến 35% với yêu cầu C/N Chuẩn đưa bốn chế độ điều chế QPSK 8PSK thiết kế dành cho ứng dụng quảng bá, 16APSK 32 APSK dùng cho ứng dụng chuyên nghiệp DVB-S2 hỗ trợ truyền dẫn hay nhiều dịng tín hiệu truyền hình tiêu chuẩn truyền hình độ nét cao Chuẩn hỗ trợ ứng dụng nóng chuẩn nén video H264/AVC giúp tiết kiệm băng thông sử dụng cho nhà cung cấp dịch vụ Chuẩn DVB-S2 thiết kế để hỗ trợ ứng dụng vệ tinh sau với nhiều chế độ điều chế:  Dịch vụ quảng bá  Truyền dẫn  Các dịch vụ tương tác 50 CHƢƠNG MƠ PHỎNG VỀ ĐIỀU CHẾ MÃ HĨA SỬ DỤNG TRONG DVB-S2 VÀ CÁC KẾT QUẢ 3.1 Giới thiệu chung Cho đến nay, DVB-S2 ứng dụng rộng rãi kỹ thuật thông tin, đặc biệt ngành truyền hình Nhiều hãng truyền hình giới ứng dụng DVB-S2 cho ứng dụng truyền dẫn chương trình phục vụ sản xuất chương trình, ứng dụng tin tức, ứng dụng truyền dẫn đường trục truyền hình quảng bá Ở Đài Truyền hình Việt Nam, DVB-S2 sử dụng cho dịch vụ truyền tiếp chương trình đến trạm phát lại hệ thống vệ tinh Vinasat từ đầu năm 2012 Các ứng dụng góp tin, truyền chương trình trực tiếp từ trường trung tâm để sản xuất chương trình trực tiếp sử dụng xe vệ tinh DVB-S2 từ đầu năm 2013 Một hệ thống thu phát vệ tinh sử dụng DVB-S2 nói chung phức tạp nên việc đo đạc kết để đánh giá dựa hệ thống thực tế phục vụ cho việc nghiên cứu luận văn thực gặp nhiều khó khăn khó thực Trong khn khổ luận văn này, để đánh giá kết hệ thống DVB-S2, sử dụng mơ hình mơ hệ thống dựa phần mềm tính tốn Matlab 3.2 Mơ hình mơ mã hóa điều chế DVB-S2 Mơ hình mơ mã hóa điều chế DVB-S2 thể hình 3.1 (trang sau) 51 Hình 3.1: Mơ hình mơ mã hóa điều chế DVB-S2 52 3.2.1 Giải thích khối hệ thống - Bernoulli Binary: Nguồn liệu nhị phân đưa vào ngỏ vào hệ thống - BBFRAME Buffering: Bộ đệm thích nghi liệu ngõ vào, cung cấp cách thêm phần đệm vào để đảm bảo khung BBFRAME có độ dài khơng đổi Việc đệm thêm áp dụng hoàn cảnh mà liệu sử dụng tồn cho truyền phát không đủ lấp đầy khung BBFRAME, số lượng bít Ups định khung BBFRAME (Xem thêm mục 2.2.2.2 chương 2) Khung BBFRAME hoàn chỉnh ngẫu nhiên hóa Chuỗi ngẫu nhiên đồng với khung BBFRAME, bít MSB kết thúc sau chuỗi bít K bch Chuỗi xáo trộn sinh trình 14 phản hồi dịch ghi Đa thức để sinh chuỗi giả ngẫu nhiên là: + x 15 +x - BCH Encoder: Mã hóa ngồi BCH, t-error sửa lỗi mã BCH áp dụng cho khung BBFRAME nhằm tạo gói bảo vệ lỗi (Xem thêm mục 2.2.2.3.1 chương 2) - LDPC Encoder: Mã hóa LDPC Mã hóa LDPC mã hóa khối mã thơng tin có kích thước ( , ,…, , i=( , ,…, , kết thúc với , ,…, ) từ mã có kích thước , c = ) Quá trình truyền phát từ mã i0 (Xem thêm mục 2.2.2.3.2 chương 2) - General Block Interleaver: Với khuôn dạng điều chế 8PSK, 16APSK 32APSK, lối khối mã hóa LDPC bị chèn thêm bít nhờ sử dụng khối chèn Dữ liệu ghi liên tục vào cột, đọc liên hàng (MSB BBHEADER đọc trước, trừ trường hợp 8PSK tỉ lệ 3/5 trường hợp mà MSB BBHEADER đọc thứ ba) (xem them mục 2.2.2.3.3 chương 2) - QPSK Modulator: Khối điều chế QPSK Mỗi khung FEC (chuỗi 64800 bíts 16200 bíts) chuyển từ nối tiếp sang song song MSB khung FEC ánh xạ vào MSP chuỗi song song Mỗi chuỗi song song ánh xạ vào chòm sao, tạo (I,Q) chuỗi có độ dài đa dạng tùy thuộc vào việc lựa chọn hiệu suất điều chế Với QPSK, hệ thống sử dụng tiêu chuẩn mã Gray điều chế QPSK (không đổi) (Xem thêm mục 2.2.2.4 chương 2) Các mã điều chế sử dụng QPSK, 8PSK, 16APSK 32APSK Trong phần mô chủ yếu sử dụng mã điều chế QPSK - AWGN: Nhiễu kênh truyền dẫn Trong hệ thống mô này, xem kênh khơng có fading, nhiễu kênh gồm nhiễu cộng 53 - QPSK Soft-Decision Demodulator: Giải điều chế QPSK, thực công việc ngược lại điều chế QPSK - General Block Deinterleaver: Loại bỏ bít chèn vào bên phát - LDPC Decoder: Giải mã LDPC - BCH Decoder: Giải mã BCH - BBFRAME Unbuffering: Bộ đệm liệu thu ngõ hệ thống 3.2.2 Các thơng số tính tốn EsNodB: ModulationType: 'QPSK' NumBytesPerPacket: 188 NumBítsPerPacket: 1504 BCHCodewordLength: 32400 BCHMessageLength: 32208 BCHGeneratorPoly: {1x193 double} BCHPrimitivePoly: {1 0 0 0 0 0 1 1} NumPacketsPerBBFrame: 21 NumInfoBítsPerCodeword: 31584 BítPeriod: 3.1662e-05 LDPCCodewordLength: 64800 LDPCParityCheckMatrix: {32400x64800 logical} LDPCNumIterations: 50 InterleaveOrder: {64800x1 double} Constellation: {4x1 double} SymbolMapping: {0 1} PhaseOffset: 0.7854 BítsPerSymbol: SequenceIndex: NumSymsPerCodeword: 32400 54 NoiseVar: 0.7943 NoiseVarEst: 0.5617 RecDelayPreBCH: 32208 3.3 Kết mô Với lựa chọn ánh xạ bít chịm QPSK tỉ lệ mã sửa sai 1/2 sau mơ ta kết sau 3.3.1 Giản đồ chòm phía thu Giản đồ chịm thu đo sau tín hiệu truyền qua kênh AWGN mơ (Trong hệ thống mô này, xem kênh fading, nhiễu kênh gồm nhiễu cộng) Tín hiệu thu thể hình 3.2: Hình 3.2: Giản đồ bít chịm thu bên nhận Nhận xét: So sánh với giản đồ chòm QPSK theo lý thuyết (hình 2.9) giản đồ chịm thu có khn dạng, hình ảnh cho thấy chưa có chồng phổ việc tách cặp bít hồn tồn dễ dàng 55 3.3.2 Tỷ lệ BER theo SNR BER theo SNR xác định theo hình 3.3 Hình 3.3: BER theo SNR tương ứng QPSK sử dụng LDPC ½ Nhận xét: -Tỷ lệ lỗi bít nói chung giảm SNR tăng -Khi SNR lớn 0,6dB tỷ lệ lỗi bít có xu hướng giảm nhanh Để đạt -5 BER mức 10 SNR phải đạt gần 0,9dB Như vậy, điều kiện thời tiết thay đổi, mưa nhiều làm giảm chất lượng thu, SNR giảm làm cho BER tăng Muốn đạt tỷ lệ BER mong muốn cần phải tăng công suất phát đáng kể để tăng tỷ số SNR 56 3.3.3 Số interation lựa chọn cho giải mã LDPC Số interation thu sau giải mã LDPC mơ hình mơ có kết theo hình 3.4 Hình 3.4: Số interation lựa chọn cho giải mã LDPC Mã kiểm tra chẵn lẻ mật độ thưa (LDPC) Gallager xác định ma trận thưa kiểm tra chẵn lẻ, thường với cấu trúc ngẫu nhiên LDPC đạt hiệu suất gần giới hạn Shannon giải mã sử dụng thuật toán giải mã xác suất lặp (interation) Có hai ưu điểm nâng cao hiệu sửa lỗi mã i) đầu tiên, định nghĩa mã với trường không nhị phân (non-binary), cải thiện 0,6 dB tỷ lệ tín hiệu ồn với tỷ lệ lỗi đưa ii) thứ hai, sử dụng không thường xuyên ma trận kiểm tra chẵn lẻ với hàng hay cột không đồng có độ lợi lên đến 0,5 dB Việc thực sửa lỗi thực nghiệm mã kiểm tra chẵn lẻ mật độ thưa cho kênh nhiễu trắng Gaussian tốt Mã kiểm tra chẵn lẻ mật độ thấp chứng minh hữu ích cho việc giao tiếp qua kênh truyền hình mà làm cho chèn xóa bỏ phụ thay lỗi Sửa lỗi cho kênh truyền chưa nghiên cứu rộng rãi, có tầm quan trọng đồng hóa bên thu bên phát khơng hồn hảo Trong phạm vi luận văn khơng trình bày mã nối sử dụng mã “trong” phi tuyến 57 tính lạ mà chúng gọi mã số 'mờ', mã LDPC trường khơng nhị phân mã “ngồi” Mặc dù mã “trong“ cho phép đồng lại, sử dụng giải mã theo xác suất cung cấp kết đầu mềm cho giải mã LDPC “ngoài” Các mã LDPC với tốc độ mã khác sử dụng để đạt BER SNR mong muốn 3.3.4 BER theo SNR tƣơng ứng với tốc độ mã khác DVB S2 sử dụng mã hóa LDPC với tốc độ mã khác nhau, điều chế QPSK, 8PSK 16/32APSK theo nhóm sau: - 'QPSK 1/4', 'QPSK 1/3', 'QPSK 2/5', 'QPSK 1/2', - 'QPSK 3/5', 'QPSK 2/3', 'QPSK 3/4', 'QPSK 4/5', - 'QPSK 5/6', 'QPSK /9', 'QPSK 9/10' - '8PSK 3/5', '8PSK 4/5', '8PSK 2/3', '8PSK 3/4', - '8PSK 5/6', '8PSK 8/9', '8PSK 9/10' - „16APSK1/2‟, „16APSK2/3‟, „16APSK4/5‟… Sử dụng chương trình với thông số nêu cho điều chế QPSK, mã hóa LDPC với tốc độ khác 1/2, 3/5, 2/3 3/4 ta thu kết (hình 3.5) Nhận xét: - Kết mô cho thấy, hệ thống DVB-S2 điều chế QPSK sử dụng LDPC với tỷ l mó khỏc nhau: ẵ, 3/5, 2/3, ắ cho kt SNR khác với chênh lệch bình quân mã tăng 1dB - LDPC ½ cho phép thu tín hiệu với SNR khoảng 1dB LDPC ¾ địi hỏi SNR từ đến 5dB - Từ kết mô cho thấy, biến thiên BER theo SNR thay đổi nhanh Khi thời tiết thay đổi mưa bão… SNR thay đổi nhanh Do để đạt BER tín hiệu cần phải thay đổi tỉ lệ mã Ví dụ SNR từ 5dB tụt xuống cịn đến 4dB tỉ lệ mã phải chuyển từ ¾ xuống 2/3 -5 Như tùy theo chất lượng kênh, ví dụ để đạt tốc độ lỗi gói khoảng 10 , giao thức ACM cho DVB-S2 có đề nghị thay đổi mã hóa LDPC với tỷ số mã ¾ SNR  5dB (đường truyền trung bình) tỷ số mã ½ SNR  (đường truyền xấu)… 58 Hình 3.5: BER theo SNR tương ứng QPSK sử dụng LDPC tương ứng với tỉ lệ mã khác 3.4 Bàn luận đánh giá ACM tính phức tạp rộng lớn thực ngành cơng nghiệp VSAT Nó tác động đến hầu hết tính mạng thơng tin vệ tinh lẫn truyền hình số vệ tinh DVB-S2 bao gồm đóng gói liệu, báo hiệu cao, thời gian nhà cung cấp phục hồi tín hiệu thời gian thực theo dõi cấu hình mạng Như vậy, ACM phải tiếp cận thiết kế hệ thống đồng cho tổng thể hệ thống Nếu ACM thiết kế xung quanh yếu tố - chẳng hạn chipset thiết bị đầu cuối dành cho ngành truyền hình (CCM dựa DVBS2) - hiệu bị tổn hại đáng kể Thiết kế thích hợp hệ thống ACM phải bao gồm tất yếu tố hệ thống (cả trung tâm lẫn từ xa) để đảm bảo: • Đơn giản thiết kế mạng cấu hình cho nhà điều hành mạng • Hoàn thành hội nhập liền mạch ACM vào hệ thống QoS • Tối đa hóa lý thuyết ACM tăng hiệu tiêu chuẩn phát sóng quốc tế: DVB-S2 59 Tuy nhiên giới hạn luận văn trình bày ảnh hưởng ACM tới truyền hình số nhằm đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS) điều kiện môi trường thay đổi Trong kịch QoS, ví dụ hệ thống có sử dụng ACM phải thiết lập để cung cấp thơng tin tình trạng liên kết vị trí xa (kênh truyền) đến QoS hệ thống Điều cho phép mạng quản lý yêu cầu ứng dụng cụ thể để bảo đảm băng thông để điều khiển đặc biệt từ xa - bao gồm hai điều kiện liên kết từ xa thông số kỹ thuật QoS chi phối hoạt động cụ thể từ xa Với ACM tích hợp QoS, gọi VoIP tiếp tục nhận tốc độ liệu IP cần thiết để trì gọi điều chế mã hóa thay đổi nhiều lần suốt gọi trận mưa bão qua làm kênh truyền thay đổi liên tục Với truyền hình số vệ tinh vậy, nhà thiết kế để độ lợi quỹ dự phòng kênh thêm 3dB, nhiên thay đổi kênh truyền trời bị mây che phủ hay trận giông bão làm kênh truyền thay đổi (suy giảm) nghiêm trọng Một lợi ích ACM đặc biệt ý nhà khai thác mạng vùng nhiệt đới nơi mà mưa xối xả thách thức kênh truyền vệ tinh Cho đến nay, nhà khai thác mạng buộc phải cân dịch vụ thương mại bắt buộc để hiệu kinh tế cho khách hàng ràng buộc kỹ thuật cần thiết để đảm bảo trì các kênh truyền bất lợi điều kiện thời tiết ACM tự động tối ưu hóa hoạt động kênh truyền nhờ việc cân kênh truyền cách có hiệu sẵn sàng thích nghi để đảm bảo BER mong muốn điều kiện kênh truyền thay đổi Sự khác điều kiện trường hợp bầu trời tồi tệ giông bão, sương mù chứng tỏ lợi ích ACM trở nên rõ ràng Tỷ lệ lỗi bít BER cho truyền hình số vệ tinh địi hỏi 10 -5 cho thoại -2 vệ tinh khoảng 10 BER nên đảm bảo điều kiện thời tiết thông tin vệ tinh nhờ ACM Tất nhiên, giao thức ACM thích nghi điều chế mã hóa để đảm bảo BER mong muốn yêu cầu xử lý khác hệ thống mạng thông lượng hiệu dụng mạng truyền hình số vệ tinh bị thay đổi, khuôn khổ luận văn vấn đề liên quan không đề cập 60 KẾT LUẬN Tiêu chuẩn DVB-S2 đời giúp cải thiện lớn hiệu suất truyền dẫn qua vệ tinh, tăng hiệu sử dụng băng thong, đáp ứng nhu cầu phát triểnvề ứng dụng truyền hình vệ tinh băng rộng (truyền hình độ nét cao, siêu cao 3D) Tuy nhiên, việc thay dịch vụ sử dụng DVB-S cần phải có lộ trình thời gian hàng triệu giải mã DVB-S cịn sử dụng tin cậy đóng góp lớn vào thương mại vệ tinh số giới Thông qua việc nghiên cứu tiêu chuẩn DVB-S2 ta có cách nhìn tổng quan cơng nghệ DVB-S2 hiểu đâu mà DVB-S2 lại có vượt trội so với tiêu chuẩn DVB-S trước đây, sử dụng kỹ thuật mới: mã hóa tiên tiến mã hóa điều chế FEC, mã ngồi BCH, mã LDPC, sử dụng nhiều hệ số roll-off Chính nhờ kỹ thuật mà DVB-S2 có hiệu phổ đáng kể, tăng cường khả bảo vệ lỗi truyền phát tín hiệu Những ưu vượt trội cơng nghệ sở góp phần quảng bá thơng tin, cung cấp nhiều dịch vụ tiện ích cho người sử dụng khắp nơi Bên cạnh đó, việc sử dụng chức mã hóa điều chế thích nghi – ACM làm tăng đáng kể hiệu suất phổ đồng thời tăng tính ổn định linh hoạt ứng dụng truyền đơn hướng Hiện nay, DVB-S2 triển khai rộng khắp Đài truyền hình giới nước nên trình nghiên cứu luận văn gặp nhiều thuận lợi việc tìm tịi tài liệu Tuy nhiên, tính chất phức tạp hệ thống vệ tinh: hệ thống phát thường xa hệ thống thu nên để tiếp cận hệ thống vệ tinh hồn chỉnh từ phát đến thu khó Do đó, kết luận văn dựa hệ thống mô mà đo đạc từ thực tế Ngoài ra, việc sử dụng chức ACM trình thử nghiệm, chưa ứng dụng rộng rãi nên tài liệu đánh giá kết ACM hạn chế Do điều kiện thời gian nghiên cứu lực hạn chế nên nội dung luận văn không tránh khỏi sai sót Rất mong nhận ý kiến đóng góp quý thầy cô bạn để nội dung ngày hoàn chỉnh 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT: 1.TS.Ngô Thái Trị, Mã sửa lỗi hệ thống truyền hình số qua vệ tinh hệ thứ 2, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Cơng nghệ 2.KS: Nguyễn Văn Lợi, Truyền hình số vệ tinh DVB-S2 Nội PGs.TS Trịnh Anh Vũ, Thông Tin Số, nhà xuất Đại Học Quốc Gia Hà 2008 TIẾNG ANH: EN 300 421 V1.1.2 (1997-08), Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for 11/12 GHz satellite services ETSI EN 302 307 V1.2.1 (2009-08), Digital Video Broadcasting (DVB); Second generation framing structure, channel coding and modulation systems for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications (DVB-S2) ETSI TR 102 376 V1.1.1 (2005-02), Digital Video Broadcasting (DVB) User guidelines for the second generation system for Broadcasting, Interactive Services, News Gathering and other broadband satellite applications (DVB-S2) 62 PHỤ LỤC Chương trình Matlab tính BER điều chế QPSK, mã hóa LDPC 2/3 % DVB-S.2 LDPC Coding % Initialization subsystemType EsNodB in dB numFrames % Initialize configureDVBS2Demo % Display system parameters dvb %% LDPC Encoder and Decoder hLDPCEnc = comm.LDPCEncoder(dvb.LDPCParityCheckMatrix); hLDPCDec = comm.LDPCDecoder(dvb.LDPCParityCheckMatrix, 'IterationTerminationCondition', 'Parity check satisfied', 'MaximumIterationCount', dvb.LDPCNumIterations, 'NumIterationsOutputPort', true); %% Stream Processing Loop bbFrameTx = false(hBCHEnc.MessageLength,1); numIterVec = zeros(numFrames, 1); falseVec = false(dvb.NumPacketsPerBBFrame, 1); for frameCnt=1:numFrames % Transmitter, channel, and receiver bbFrameTx(1:dvb.NumInfoBítsPerCodeword) = logical(randi([0 1], dvb.NumInfoBítsPerCodeword, 1)); 63 bchEncOut ldpcEncOut intrlvrOut modOut chanOut demodOut deintrlvrOut [ldpcDecOut numIter] bchDecOut bbFrameRx = bchDecOut(1:dvb.NumInfoBítsPerCodeword,1); % Error statistics comparedBíts = xor(bbFrameRx, bbFrameTx(1:dvb.NumInfoBítsPerCodeword)); packetErr = any(reshape(comparedBíts, dvb.NumBítsPerPacket, dvb.NumPacketsPerBBFrame)); PER = step(hPER, falseVec, packetErr'); berMod = step(hBERMod, demodOut