Quy hoạch vùng phủ sóng mạng đơn tần DVB T2

Quy hoạch vùng phủ sóng mạng đơn tần DVB T2 Quy hoạch vùng phủ sóng mạng đơn tần DVB T2 Quy hoạch vùng phủ sóng mạng đơn tần DVB T2 luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TĂNG MẠNH HỮU TĂNG MẠNH HỮU KỸ THUẬT VIỄN THƠNG QUY HOẠCH VÙNG PHỦ SĨNG MẠNG ĐƠN TẦN DVB-T2 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT VIỄN THÔNG CH2016B Hà Nội – Năm 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TĂNG MẠNH HỮU QUY HOẠCH VÙNG PHỦ SÓNG MẠNG ĐƠN TẦN DVB-T2 Chuyên ngành : Kỹ Thuật Viễn Thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT VIỄN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS NGUYỄN VĂN KHANG Hà Nội – Năm 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Văn Khang Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa công bố hình thức trước Ngồi đề tài có dùng số sơ đồ khối tác giả khác có trích dẫn thích nguồn gốc Nếu phát gian lận tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Hà Nội, ngày 20 tháng năm 2019 Tác giả luận văn Tăng Mạnh Hữu MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài nghiên cứu 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” [1] Mục tiêu số hóa truyền hình chuyển đổi hạ tầng truyền dẫn, phát sóng truyền hình mặt đất từ cơng nghệ tương tự sang công nghệ 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 ngun tần số để phát triển dịch vụ thông tin di động vô tuyến băng rộng, mạng đơn tần kỳ vọng giải pháp tối ưu cho việc thực mục tiêu Hiện nay, nghiên cứu truyền hình số nhận nhiều quan tâm, vậy, nghiên cứu định lượng cụ thể việc quy hoạch vùng phủ sóng chưa có nhiều Từ thực trạng yêu cầu phát triển truyền hình số, em chọn đề tài: “Quy hoạch vùng phủ sóng mạng đơn tần DVB-T2” làm luận văn thạc sỹ Tổng quan nghiên cứu Trong phần tổng quan nghiên cứu, em chọn lọc để trình bày lại số nghiên cứu bao gồm nghiên cứu giới nghiên cứu Việt Nam, nghiên cứu Việt Nam chủ yếu nghiên cứu truyền hình số mặt đất Các nghiên cứu giới cho thấy tính ứng dụng cao, đặc tính kỹ thuật, cơng nghệ áp dụng truyền hình số mạng đơn tần từ có phương pháp để quy hoạch vùng phủ sóng Từ tất nghiên cứu mức độ khác nhau, giúp em có số tư liệu kiến thức cần thiết để hình thành hiểu biết chung, giúp tiếp cận sâu nghiên cứu vấn đề “Quy hoạch vùng phủ sóng mạng đơn tần DVB-T2” Mục tiêu nghiên cứu luận văn Mục tiêu nghiên cứu luận văn xây dựng mơ hình quy hoạch vùng phủ sóng cho mạng đơn tần, từ áp dụng triển khai cho khu vực thực tế Đối tượng, phạm vi giới hạn nghiên cứu Thứ nhất, đối tượng nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu luận văn vùng phủ sóng truyền hình số mặt đất DVB-T2 Thứ hai, phạm vi nghiên cứu: - Phạm vi không gian: Nghiên cứu thực cho khu vực Bắc - Phạm vi thời gian: Số liệu thu thập từ năm 2012 đến năm 2016, định hướng giải pháp đề xuất hướng đến năm 2020 - Thứ ba, giới hạn nghiên cứu: Luận văn giới hạn phạm vi nghiên cứu khâu tìm kiếm liệu, phân tích tính tốn mơ phần mềm Phương pháp nghiên cứu nguồn số liệu Phương pháp nghiên cứu: luận văn, em sử dụng kết hợp phương pháp sau đây: phương pháp phân tích tổng hợp; phương pháp so sánh, đối chiếu; phương pháp nghiên cứu định tính định lượng Nguồn số liệu: luận văn sử dụng nguồn số liệu: Số liệu thu thập từ nguồn đáng tin cậy: liệu dân số, liệu đồ, liệu địa hình Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Việc quy hoạch vùng phủ sóng có ý nghĩa quan trọng việc hoạch định sách khai thác sử dụng mạng có hiệu suất cao tiết kiệm chi phí Hiện nay, truyền hình số DVB-T2 nhà đài AVG, VTV, VTC, RTB, SCTV đưa vào hoạt động Việt nam, vùng phủ sóng mở rộng qua năm đáp ứng nhu cầu cho người dân sử dụng TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài: Quy hoạch vùng phủ sóng mạng đơn tần DVB-T2 Tác giả luận văn: Tăng Mạnh Hữu Khóa: CH2016B Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Khang Luận văn gồm chương: CHƯƠNG 1: TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT Giới thiệu truyền hình số, cơng nghệ tiêu chuẩn truyền hình số CHƯƠNG 2: QUY HOẠCH MẠNG ĐƠN TẦN Trình bày mạng đơn tần phân tích vấn đề mạng đơn tần Phân tích quy hoạch mơ hình giải pháp quy hoạch mạng đơn tần CHƯƠNG 3: QUY HOẠCH CHO KHU VỰC CỤ THỂ Quy hoạch vùng phủ sóng cho khu vực Bắc bộ, mơ đưa kết ví dụ quy hoạch mạng triển khai thực tế Mục Lục LỜI CAM ĐOAN MỞ ĐẦU CÁC HÌNH VẼ SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN 11 CÁC BẢNG SỐ LIỆU 12 CÁC TỪ VIẾT TẮT 13 CHƯƠNG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT 15 1.1 Các công nghệ truyền hình số 15 1.2 Các tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất .15 1.2.1 Chuẩn ATSC (Advanced Television System Committee) : 15 1.2.2 Chuẩn DVB-T (Digital Video Broadcast- Terrestrial) 16 1.2.3 Chuẩn ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting- Terrestrial) 17 1.2.4 Đánh giá tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất 18 1.3 Công nghệ truyền hình kỹ thuật số mặt đất DVB-T DVB-T2 18 1.3.1 DVB-T .18 1.3.2 DVB-T2 .20 1.3.3 So sánh DVB-T DVB-T2 .22 1.4 Sự triển khai truyền hình số mặt đất giới 23 CHƯƠNG QUY HOẠCH MẠNG ĐƠN TẦN 24 2.1.Mạng đơn tần mạng đa tần 24 2.1.1 Khái niệm 24 2.1.2 Ưu nhược điểm mạng đơn tần 24 2.2 Mạng đơn tần cấu hình 25 2.2.1 Mạng đơn tần truyền hình kỹ thuật số .25 2.2.2 OFDM mạng đơn tần .27 2.2.3 Cấu hình mạng đơn tần 40 2.3 Vấn đề đồng máy phát thuộc mạng đơn tần 43 2.3.1 Bù thời gian trễ tĩnh để đồng máy phát mạng đơn tần .45 2.3.2 Bù thời gian trễ động để đồng máy phát mạng đơn tần .46 2.4 Quy hoạch mạng đơn tần 49 2.4.1 Trình tự quy hoạch cho mạng đơn tần .52 2.4.2 Các thông số ảnh hưởng đến việc quy hoạch mạng đơn tần: 52 2.5 Một số mơ hình giải pháp quy hoạch lý thuyết .67 2.5.1 Mơ hình mạng phân bố đều: 67 2.5.2 Mơ hình mạng phân bố khơng 75 2.6 Tối ưu mạng đơn tần 76 2.6.1 Vấn đề xây dựng thuật toán .77 2.6.2 Thuật toán 79 CHƯƠNG QUY HOẠCH CHO KHU VỰC CỤ THỂ 82 3.1 Quy hoạch mạng đơn tần cho khu vực Bắc Bộ: 82 3.1.1 Yêu cầu 82 3.1.2 Đặc điểm khu vực 82 3.1.3 Dự đốn mơ hình mạng .84 3.1.4 Mô vùng phủ can nhiễu .85 3.1.5 Kết quy hoạch .89 3.2 Các ví dụ quy hoạch mạng triển khai thực tế 89 3.2.1 Mạng đơn tần Việt Nam .89 3.2.1 Mạng đơn tần nước giới 92 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 PHỤ LỤC I: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM RADIO MOBILE 97 PHỤ LỤC II: CÁC BƯỚC TÍNH TỐN MƠ PHỎNG MẠNG ĐƠN TẦN KHU VỰC ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ 99 10 CÁC HÌNH VẼ SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN Hình 1-1 Sơ đồ khối hệ thống DVB-T .19 Hình 1-2 Sơ đồ khối hệ thống DVB-T2 .20 Hình 1-3 Bản đồ phân bố cơng nghệ truyền hình mặt đất giới .23 Hình 2-1 Mơ hình mạng đa tần đơn tần .24 Hình 2-2 Phổ sóng mang OFDM tín hiệu OFDM 27 Hình 2-3 Bộ điều chế OFDM 28 Hình 2-4 Khối biến đổi serial to parallel điều chế số 29 Hình 2-5 Dịng bit mà điều biến sử dụng sóng mang 30 Hình 2-6 Sóng mang bít điều biến 31 Hình 2-7 Sóng mang bit điều chế 31 Hình 2-8 Sóng mang và bit điều chế .32 Hình 2-9 Các sóng mang điều chế 32 Hình 2-10 Khối điều chế tín hiệu OFDM 33 Hình 2-11 Khối bảo vệ 35 Hình 2-12 Nhiễu ISI 35 Hình 2-13 Dời ký tự phía sau khoảng lớn trễ đường truyền Sẽ nhiễu ISI .36 Hình 2-14 Sơ đồ chuỗi bảo vệ 36 Hình 2-15 Khi chưa có chuỗi bảo vệ 37 Hình 2-16 Khi chuỗi bảo vệ để trống 38 Hình 2-17 Khi chuỗi bảo vệ ký tự (cyclic prefix) .39 Hình 2-18 Sơ đồ khối giải điều chế OFDM 39 Hình 2-19 Sơ đồ khối mạng đơn tần 40 Hình 2-20 Cấu hình thiết bị mạng DVB-T sử dụng mạng đơn tần 43 Hình 2-21 Truyền sóng mạng đơn tần .43 Hình 2-22 Sóng hai máy phát đến máy thu .45 Hình 2-23 Cờ thời gian đồng .47 Hình 2-24 Khung thời gian tín hiệu 48 Hình 2-25 Thời gian tín hiệu .49 Hình 2-26 Lưu đồ quy hoạch mạng 52 Hình 2-27 Truyền sóng trường hợp coi mặt đất phẳng .58 Hình 2-28 Vật chắn tầm nhìn thẳng .59 Hình 2-29 Hàm mật độ xác suất phân bố Rayleigh 63 Hình 2-30 Hàm mật độ xác suất phân bố fading Ricean 64 Hình 2-31 Mơ hình mạng kích thước lớn 67 Hình 2-32 Cơng suất phát Band IV/V 69 Hình 2-33 Vùng phủ máy phát thiết bị thu di động nhà, Band IV/V 69 Hình 2-34 Can nhiễu tương ứng mạng Band IV/V 70 Hình 2-35 Mơ hình biểu diễn khả can nhiễu 70 11 Hình 2-36 Mơ hình mạng mạng có kích thước nhỏ 71 Hình 2-37 Mơ hình mạng nửa kín có kích thước nhỏ .74 Hình 3-1 Bản đồ khu vực Đồng Bằng Bắc Bộ 83 Hình 3-2 Bản đồ liệu độ cao số SRTM3 83 Hình 3-3 Mơ hình dự đốn kích thước lớn .84 Hình 3-4 Mơ hình dự đốn kích thước nhỏ .84 Hình 3-5 Vùng phủ DVB-T2 với anten thu độ cao 5m 87 Hình 3-6 Vùng phủ DVB-T2 với anten thu độ cao 10m 87 Hình 3-7 Can nhiễu trạm phát 88 Hình 3-8 Vùng phủ sóng mạng đơn tần theo chuẩn DVB-T2 miền Bắc Việt Nam với trạm phát sóng Vân Hồ , HTV-HN, Keangnam, Nam Định .90 Hình 3-9 Mạng đơn tần Singapore .92 Hình 3-10 Bản đồ vùng phủ DVB-T2 (diện tích 470 km x 360 km) 93 CÁC BẢNG SỐ LIỆU Bảng 1.1 So sánh thông số DVB-T DVB-T2 [3] 22 Bảng 2.1 Khoảng thời gian Mega-Frame 42 Bảng 2.2 Khoảng thời gian Mega-Frame 47 Bảng 2.3 Ví dụ khoảng thời gian bảo vệ chế độ phát khác (8k, 2k) 54 Bảng 2.4 Tỷ số bảo vệ số sang số đồng kênh (mode 2k) 56 Bảng 2.5 Độ dẫn điện bề mặt trái đất 61 Bảng 2.6 Các loại hình khí hậu 61 Bảng 2.7 Thông số cho mạng đơn tần kích thước lớn 68 Bảng 2.8 Thông số cho mạng đơn tần kích thước nhỏ .72 Bảng 2.9 Thơng số cho mạng đơn tần kích thước nhỏ .73 Bảng 2.10 Thông số cho mạng nửa kín có kích thước nhỏ .75 Bảng 3.1 Dân số trung bình phân theo địa phương năm 2016 (*) 82 Bảng 3.2 Bảng thơng số hệ truyền hình mặt đất DVB-T VTC 89 Bảng 3.3 Thông số phát sóng 93 12 ... 2: QUY HOẠCH MẠNG ĐƠN TẦN Trình bày mạng đơn tần phân tích vấn đề mạng đơn tần Phân tích quy hoạch mơ hình giải pháp quy hoạch mạng đơn tần CHƯƠNG 3: QUY HOẠCH CHO KHU VỰC CỤ THỂ Quy hoạch vùng. .. nghiên cứu vấn đề ? ?Quy hoạch vùng phủ sóng mạng đơn tần DVB- T2? ?? Mục tiêu nghiên cứu luận văn Mục tiêu nghiên cứu luận văn xây dựng mơ hình quy hoạch vùng phủ sóng cho mạng đơn tần, từ áp dụng triển... đồng máy phát mạng đơn tần .46 2.4 Quy hoạch mạng đơn tần 49 2.4.1 Trình tự quy hoạch cho mạng đơn tần .52 2.4.2 Các thông số ảnh hưởng đến việc quy hoạch mạng đơn tần: 52 2.5