Truyền hình số mặt đất DVB t

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHẠM ĐỨC THIỆN TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHẠM DOÃN TĨNH Hà Nội - 2014 MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU 11 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ 13 1.1 Giới thiệu truyền hình số [2] 13 1.2 Ƣu điểm truyền hình số 14 1.3 Cơ video số [2] 16 1.3.1 Tiêu chuẩn số hóa tín hiệu video tổng hợp 16 1.3.2 Tiêu chuẩn lấy mẫu tín hiệu video thành phần 19 1.4 Nén tín hiệu truyền hình số 21 1.4.1 Mục đích nén 21 1.4.2 Bản chất nén: 22 1.4.3 Phân loại nén: 23 1.5 Truyền dẫn tín hiệu truyền hình số 23 1.5.1 Truyền qua cáp đồng trục 23 1.5.2 Truyền tín hiệu truyền hình số cáp quang 24 1.5.3 Truyền tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh 24 1.5.4 Phát sóng truyền hình số mặt đất 24 1.6 Các tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất giới 25 1.6.1 Chuẩn ATSC 26 1.6.2 Chuẩn ISDB -T 26 1.6.3 Chuẩn DVB 27 CHƢƠNG II: TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT THEO TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU (DVBT) VỚI KỸ THUẬT GHÉP ĐA TẦN TRỰC GIAO CÓ MÃ (COFDM) 28 2.1 Tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất ETSI EN300744 28 2.1.1 Phạm vi tiêu chuẩn 28 2.1.2 Nội dung tiêu chuẩn 28 2.2 Kĩ thuật điều chế số 33 2.2.1 Khoá dịch biên (ASK) 34 2.2.2 Khoá dịch pha (PSK) 35 2.2.3 Điều chế biên độ vng góc (QAM) 37 2.3 Ghép đa tần trực giao OFDM 40 2.3.1 Nguyên lý OFDM: 40 2.3.2 Số lƣợng sóng mang 41 2.3.3 Đặc tính trực giao việc sử dụng DFT/FFT 42 2.3.4 Tổ chức kênh OFDM 46 2.3.5 Phƣơng thức mang liệu COFDM 49 2.3.6 Cấu trúc khung OFDM 51 2.3.7 Báo hiệu thông số truyền dẫn 52 2.4 Mã hóa kênh DVB-T [3] 56 2.4.1 Mã hóa phân tán lƣợng 57 2.4.2 Mã ngoại (outer coding) 58 2.4.3 Ghép xen ngoại (outer interleaving) 58 2.4.4 Mã hoá nội (inner coding) 60 2.4.5 Ghép xen nội 62 CHƢƠNG III: TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT THEO TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU THẾ HỆ THỨ (DVB-T2) 63 3.1 Giới thiệu 63 3.2 Những tiêu chí DVB-T2 [4] 63 3.3 Một số nội dung tiêu chuẩn DVB-T2 [4] 65 3.3.1 Mơ hình cấu trúc DVB-T2 65 3.3.2 Lớp vật lý DVB-T2 [6] 67 3.3.3 Những giải pháp kỹ thuật [7] 70 CHƢƠNG IV: THỰC TẾ TRIỂN KHAI DVB -T TẠI VIỆT NAM VÀ MỘT SỐ KIẾN NGHỊ 79 4.1 Thực tế triển khai DVB-T Việt Nam 79 4.2 Thực tế triển khai DVB-T2 Việt Nam 81 4.2.1 Triển khai DVB-T2 Đài truyền hình kỹ thuật số VTC 81 4.2.2 Triển khai DVB-T2 Cơng ty cổ phần nghe nhìn tồn cầu (AVG) kết đo kiểm thực tế 82 4.2.3 Triển khai DVB-T2 Đài truyền hình Việt Nam (VTV) 87 4.3 Một số kiến nghị triển khai DVB-T DVB-T2 Việt Nam 88 KẾT LUẬN 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung luận văn „Truyền hình số mặt đất DVB-T‟ cơng trình nghiên cứu tơi, sở nghiên cứu lý thuyết thực dƣới hƣớng dẫn TS Phạm Doãn Tĩnh Các kết nghiên cứu tham khảo từ nguồn tài liệu nhƣ cơng trình nghiên cứu khoa học đƣợc trích dẫn đầy đủ Nếu có vấn đề sai phạm quyền tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm trƣớc Nhà trƣờng Tơi xin chịu trách nhiệm với tồn nội dung luận văn Hà nội, tháng năm 2014 Học viên Phạm Đức Thiện DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT A Khoá dịch biên độ ASK Amplitude Shift Keying ATSC Advanced Television System Commitee Uỷ ban hệ thống truyền hình ACE Mở rộng chịm tích cực Active Constellation Extension B BPSK Binary Phase Shift Keying Khoá dịch pha hai mức BCH Bose-chaudhuri -hocquenghem Mã BCH C CCIR CCITT CENELEC COFDM CSIF Consultative Committee on Uỷ ban tƣ vấn điện thoại International Telegraph and Telephone điện báo quốc tế Consultative Committee on Uỷ ban tƣ vấn vô tuyến quốc International Radio tế Comté Européen de Uỷ ban tiêu chuẩn kỹ thuật Normalisation ELECtrotechnique điện tử Coded Orthogonal Frequency Châu âu Ghép đa tần trực giao có mã Division Multiplexing Common Source Intermediate Format D Định dạng trung gian cho nguồn chung (dùng chuẩn DBPSK Differential Binary Phase Shift Keying Mpeg) Khoá dịch pha vi sai hai mức DCT Discrete Cosine Transform Chuyển đổi cosin rời rạc DFT Discrete Fourier Transform Chuyển đổi Fourier rời rạc DPCM Differential Pulse Code Modulation Điều chế xung mã vi sai DQPSK Differential Quadratue Phase Shift Keying DTTB Digital Terrestrial Television Broadcasting Khoá dịch pha vi sai bốn mức Truyền dẫn truyền hình số mặt đất DVB Digital Video Broadcasting Quảng bá truyền hình số DVB-C DVB – Cable Truyền dẫn truyền hình số qua DVB-S DVB – Satellite cáp Truyền dẫn truyền hình số qua DVB-T DVB – Terrestrial vệ tinh dẫn truyền hình số mặt Truyền E EDTV ETSI ES đất Enhanced Definition TeleVision Truyền hình phân giải nâng European Telecommunications cao tiêu chuẩn viễn thơng Viện Standards Institute Châu âu Elementary Stream Dịng F FEC Forward Error Correction Hiệu chỉnh lỗi trƣớc FFT Fast Fourier Transform Chuyển đổi Fourier nhanh FSK Frequency Shift Keying Khố dịch tần G GOP Nhóm ảnh (trong Mpeg) Group Of Pictures H HDTV High Definition TeleVision Truyền hình phân giải cao HL High Level Mức HP High Priority bit stream cao (dùng MPEG-2) Dòng bit ƣu tiên cao (dùng I điều chế phân cấp) I In-phase Đồng IDFT Inverse DFT QAM)ngƣợc DFT International Electrotechnical Commission Uỷ ban kỹ thuật điện tử quốc (part of the ISO) tế Inverse FFT FFT ngƣợc IEC IFFT pha (dùng Intergeted Services Digital Broadcasting –Hệ thống truyền hình số mặt ISDB-T Terrestrial đất sử ISO International Standard Organization dụng mạng dịch quốc vụ (Nhật) Tổ chức tiêuđachuẩn tế ITU International Telecommunication Union Liên minh viễn thông quốc J tế Nhóm chuyên gia nghiên JBIG Joint Binary Image experts Group JPEG Joint Photographic Experts Group JTC Joint Technical Committee broadcast cứu tiêu Nhóm chuẩn vềchuyên ảnh nhị gia phân nghiên cứu tiêu chuẩn Uỷ banvềkỹảnh thuật phát truyền hình Châu âu L LDTV Limited Definition TeleVision Truyền hình phân giải giới LP Low Priority bit stream hạn bít ƣu tiên thấp Dòng LDPC Low Density Parity Check Kiểm tra cƣờng độ ƣu tiên thấp M (dùng DVB-T2) MB Macro Block Khối macro (dùng ML Main Level MPEG-2) Dùng MPEG-2 MP Main Profile Dùng MPEG-2 MPEG Moving Pictures Experts Group MISO Multiple Input, Single Output Nhóm chuyên gia nghiên cứu tiêu chuẩn động Đa anten phát,hình mộtảnh anten thu N NRZ Non Return to Zero Không trở O Độ dự trữ công suất đầu OBO Output Back Off OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing GhépbộđaKĐ tần trực giao OOK On-Off-Keying Khoá tắt mở P Hệ truyền hình màu PAL PAL Phase Alternating Line PLP Physical Layer Pipes quét) Ống lớp vật lý (dùng PRBS Pseudo-Rando Binary Sequence DVB-T2) Chuỗi giả ngẫu nhiên nhị PRK Phase Reversal Keying phân đảo pha Khoá PSK Phase Shift Keying Khoá dịch pha (pha thay đổi theo dịng PAPR Tỷ số cơng suất đỉnh /công Peak - to - average Power Ratio suất Q trung bình QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ vng góc QPSK Quadratue Phase Shift Keying Khố dịch pha vng góc R RS Reed-Solomon Mã RS S SDTV Standard Definition TeleVision Truyền hình phân giải tiêu SFN Single Frequency Network chuẩn đơn tần số Mạng T TS Transport Stream Luồng truyền tải TR Tone Reservation Hạn chế âm sắc U UHF Tần số siêu cao Ultra-High Frequency V VHF Very-High Frequency Tần số cao VLC Variable Length Coding Mã có độ dài thay đổi VSB Vestigial sideband Biên tần cụt DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Tiêu chuẩn fSC NTSC 17 Bảng 2: Tiêu chuẩn 4fSC PAL 18 Bảng 1: Biểu diễn tín hiệu trực giao 4PSK…………………………………… 38 Bảng 2: Tốc độ dòng liệu phƣơng thức điều chế (Mb/s) 51 Bảng 3: Thông số OFDM mẫu 2K&8K kênh truyền 8MHz 52 Bảng 4: Sóng mang mang thơng tin TPS 52 Bảng 5: Thông tin báo hiệu bit 53 Bảng 6: Báo hiệu số khung đa khung 54 Bảng 7: Báo hiệu phƣơng thức điều chế 54 Bảng 8: Báo hiệu phân cấp 55 Bảng 9: Báo hiệu tốc độ mã 55 Bảng 10: Báo hiệu khoảng bảo vệ 56 Bảng 11: Báo hiệu mẫu truyền dẫn 56 Bảng 12: Sơ đồ puncturing dãy đƣợc truyền sau biến đổi nối tiếp song song 61 Bảng 1: DVB-T2 sử dụng Anh so với DVB-T 65 Bảng 2: Dung lƣợng liệu mang SFN 65 Bảng 3: Các thơng số kích thƣớc FFT cho DVB-T2/8 MHz 68 Bảng 4: Các phƣơng án điều chế DVB-T DVB-T2 68 Bảng 5: Thời lƣợng khoảng bảo vệ cho DVB-T2 kênh MHz 69 Bảng 6: Tốc độ bit hệ thống 8MHz, biến đổi FFT 32k, GI 1/128, PP7 70 Bảng 1: Vùng phủ sóng kết hợp hai trạm phát Vân Hồ HTV Hà Nội theo cƣờng độ trƣờng……………………………………………………………………85 Bảng 2: Kết đo cƣờng độ trƣờng vùng phủ sóng 86 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Sơ đồ cấu trúc tổng quát hệ thống truyền hình số 14 Hình 1.2: Phổ tín hiệu tƣơng tự tín hiệu số 15 Hình 1.3: Phổ tín hiệu lấy mẫu chuẩn 4fSC NTSC 17 Hình 1.4: Phổ tín hiệu lấy mẫu chuẩn 4fSC PAL 18 Hình 1.5: Tiêu chuẩn 4:4:4 19 Hình 1.6: Tiêu chuẩn 4:2:2 20 Hình 1.7: Tiêu chuẩn 4:2:0 20 Hình 1.8: Tiêu chuẩn 4:1:1 21 Hình 1.9: Sơ đồ khối trình nén giải nén 22 Hình 1.10: Bản đồ phân bố nƣớc giới lựa chọn tiêu chuẩn DVB-T 25 Hình 2.1: Sơ đồ khối chức hệ thống phát hình số mặt đất 29 Hình 2.2: Hệ thống truyền dẫn số 33 Hình 2.3: Sơ đồ ngun lí điều biên 34 Hình 2.4: Khoá ASK tắt bật 34 Hình 2.5: ASK đảo pha (PRK) 35 Hình 2.6: 2PSK (BPSK) 36 Hình 2.7(a): Sơ đồ pha Hình 2.7(b): Sơ đồ pha 4PSK 36 Hình 2.8: Sơ đồ pha 37 Hình 2.9(a): Sóng 4PSK bao gồm tin hiệu trực giao 38 Hình 2.10 Biểu đồ khơng gian tín hiệu QAM nhiều trạng thái 39 Hình 2.11 Hiện tƣợng trễ gây xuyên nhiễu symbol 41 Hình 2.12 Chèn thêm khoảng bảo vệ 43 Hình 2.13 Chèn thêm scattered pilot 45 Hình 2.14 Phân chia kênh 46 Hình 2.15 Ví dụ đáp ứng kênh thay đổi theo thời gian với hai đƣờng trễ, có độ dịch tần Doppler khác nhau, với đƣờng tín hiệu Trục z miêu tả biên độ đáp ứng kênh 46 Hình 2.16 Chèn sóng mang phụ 47 Hình 2.17 Chèn khoảng bảo vệ 47 LDPC, mã BCH Mã ngoại BCH có hiệu với tầng lỗi thấp Vì vậy, tổ chức DVB chọn phƣơng pháp mã ngoại BCH mã nội LDPC mã sửa sai tiêu chuẩn DVB-S2, đƣợc áp dụng cho DVB Hình 3.12: So sánh mã sửa sai sử dụng DVB-T DVB-T2 3.3.3.13 Tráo bit, tế bào, thời gian tần số Mục đích tráo trải nội dung thông tin miền thời gian và/hoặc tần số cho kể nhiễu đột biến lẫn phađing khơng có khả xố chuỗi bit dài dòng liệu gốc Tráo cịn đƣợc thiết kế cho bit thơng tin đƣợc truyền tải điểm xác định đồ thị chịm khơng tƣơng ứng với chuỗi bit liên tục dòng liệu gốc 3.3.3.14 Kỹ thuật giảm thiểu tỷ số cơng suất đỉnh/cơng suất trung bình (Peak - to - average Power Ratio - PAPR) [7] PAPR hệ thống OFDM cao làm giảm hiệu suất khuếch đại công suất RF Cả hai kỹ thuật làm giảm PAPR đƣợc sử dụng hệ thống DVBT2: mở rộng chịm tích cực (Active Constellation Extension - ACE) hạn chế âm sắc (Tone Reservation - TR) Kỹ thuật ACE làm giảm PAPR cách mở rộng điểm ngồi đồ thị chịm miền tần số, TR làm giảm PAPR cách trực tiếp loại bỏ giá trị đỉnh tín hiệu miền thời gian Hai kỹ thuật bổ sung cho nhau, ACE hiệu TR mức điều chế thấp TR hiệu ACE mức điều chế cao Hai kỹ thuật không loại trừ có khả sử dụng đồng thời Tuy nhiên ACE không đƣợc sử dụng với chuẩn xoay Theo sau kết thúc chuyển đổi tƣơng tự, ngƣời ta hy vọng quốc gia 77 bắt đầu triển khai dịch vụ dùng chuẩn DVB-T2 Trong 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 độ trình chuyển đổi Ngƣời ta cho chuẩn DVB-T DVB-T2 tồn nhiều năm, chuẩn hỗ trợ ngƣời xem loại dịch vụ khác Nhìn chung, DVB-T2 đem đến nhiều hội triển khai dịch vụ Với việc gia tăng dung lƣợng lên mức giới hạn vật lý có thể, chuẩn DVB-T2 thích hợp với nhiều dịch vụ tƣơng lai 78 CHƢƠNG IV: THỰC TẾ TRIỂN KHAI DVB -T TẠI VIỆT NAM VÀ MỘT SỐ KIẾN NGHỊ 4.1 Thực tế triển khai DVB-T Việt Nam Ngày 19 tháng 12 năm 2000 công ty VTC phát sóng tín hiệu truyền hình số Việt Nam 65 Lạc Trung - Hà Nội với máy phát đƣợc cải tiến từ máy phát hình analog độ cao anten 60 mét, phát kênh truyền hình với chất lƣợng đảm bảo tiêu chuẩn Sự kiện đánh dấu mốc quan trọng việc triển khai bƣớc tiếp theo, sở thực tiễn cho quan quản lý nhà nƣớc hoạch định định hƣớng cho ngành truyền hình Việt Nam Đầu năm 2001, VTC nâng cơng suất trạm phát sóng thử nghiệm Hà Nội lên thức, tăng số lƣợng kênh truyền hình lên 16 kênh với hai máy phát sóng, thử nghiệm trạm phát lặp lại kỹ thuật repeater/gap filler Phủ Liễn - Hải Phòng Nhƣ vậy, năm 2001 Việt Nam thức có tên đồ nƣớc triển khai DVB-T, chậm nƣớc phát triển công nghệ (nƣớc Anh) có ba năm Năm 2003, VTC thử nghiệm thành cơng phát sóng hai kênh số liền kề máy phát sóng, mở giải pháp vơ hữu ích: Tiết kiệm máy phát sóng, tiết kiệm tần số, điều mà từ trƣớc đến thời điểm chƣa có tiền lệ Giải pháp kỹ thuật phát sóng truyền hình số mặt đất VTC (chuyển đổi máy phát hình analog thành máy phát hình digital theo tiêu chuẩn DVB-T) tạo để ngày 26-3-2001 Tổng Giám đốc đài Truyền hình Việt Nam ký định chọn DVB-T tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất cho truyền hình Việt Nam Năm 2003 đài TH Bình Dƣơng VTC phối hợp triển khai hệ thống phát sóng truyền hình số đài TH Bình Dƣơng, mở thời kỳ mới: số hóa phát sóng đến đài truyền hình cấp tỉnh Ngày 5-4-2005 Phó Thủ tƣớng Chính phủ Phạm Gia Khiêm ký văn cho phép VTC mở rộng mạng truyền hình số mặt đất diện rộng, giao cho VTC nghiên cứu thử nghiệm dịch vụ đa phƣơng tiện truyền hình số mặt đất Ngay sau đó, VTC triển khai mở rộng mạng truyền hình số mặt đất nhiều tỉnh thành Đến mạng số mặt đất phủ sóng 40 tỉnh thành nƣớc, đƣợc mở rộng huyện, xã, vùng sâu vùng xa Hiện VTC 79 triển khai mạng truyền hình số rộng khắp nƣớc giai đoạn mở rộng huyện, khu vực miền núi vùng sâu vùng xa, biên giới hải đảo nhằm nhanh chóng đƣa truyền hình số mặt đất đến ngƣời dân nƣớc Cùng với VTC đài TH Bình Dƣơng, đài TH TP.HCM triển khai máy phát số để phát sóng khu vực TP.HCM Cùng thời điểm này, Đài truyền hình Kỹ thuật số VTC đời đặt Hà Nội mang quy mô quốc gia, đƣợc Hiệp hội Phát – Truyền hình châu Á Thái Bình Dƣơng (ABU) kết nạp làm thành viên vào năm 2006 Đài truyền hình Kỹ thuật số VTC phát sóng 100 kênh truyền hình, trở thành đơn vị cung cấp số kênh truyền hình lớn Việt Nam, có 28 kênh truyền hình số mặt đất quảng bá miễn phí, 72 kênh cịn lại truyền hình trả tiền công nghệ cao HD phát thử nghiệm truyền hình 3D, cơng nghệ truyền hình đại giới [1] Từ lợi ích việc triển khai thành cơng mạng phát sóng truyền hình diện rộng VTC, nhƣ tác động tới ngƣời xem truyền hình, mà ngày 16-2-2009, Thủ tƣớng Chính phủ ký định phê duyệt quy hoạch truyền dẫn phát sóng phát – truyền hình đến năm 2020, nêu rõ: “Từng bƣớc triển khai lộ trình số hóa mạng truyền dẫn - phát sóng truyền hình số mặt đất phù hợp với điều kiện thực tế thiết bị thu truyền hình số ngƣời dân địa bàn cụ thể Về ngừng phát sóng truyền hình mặt đất cơng nghệ tƣơng tự (analog) để chuyển sang phát sóng truyền hình mặt đất cơng nghệ số (digital) 95% số hộ gia đình có máy thu hình có khả thu đƣợc kênh chƣơng trình truyền hình quảng bá phƣơng thức truyền dẫn phát sóng số khác nhau” Ngày 19-7-2010 Thủ tƣớng Chính phủ ký tiếp định phê duyệt truyền hình số mặt đất 46 cơng nghệ đƣợc ƣu tiên đầu tƣ phát triển Các sản phẩm liên quan đến truyền hình số mặt đất 76 danh mục thuộc danh mục sản phẩm cơng nghệ cao đƣợc khuyến khích phát triển Ở nƣớc ta có nhà cung cấp dịch vụ truyền hình số mặt đất DVB-T đài truyền hình Việt Nam (VTV), Đài truyền hình Kỹ thuật số VTC, cơng ty cổ phần nghe nhìn tồn cầu (AVG) triển khai hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T phủ sóng tồn quốc đại Việt Nam sử dụng mạng đơn tần (SFN) 80 đƣợc thức phát sóng cuối năm 2011 sau năm phát thử nghiệm 4.2 Thực tế triển khai DVB-T2 Việt Nam Tại Việt Nam: Cơng ty Cổ phần nghe nhìn tồn 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 hồn tồn cơng nghệ sang DVB-T2 Ban Chỉ đạo Đề án số hóa truyền hình Việt Nam thảo thuận thống xác định việc áp dụng tiêu chuẩn truyền hình số DVB-T2 đem lại nhiều hiệu kinh tế, xã hội, phù hợp với xu phát triển công nghệ, đáp ứng u cầu cơng nghiệp hố, đại hố đến năm 2020 Trên sở đó, Ban đạo Đề án số hóa truyền hình Việt Nam đề nghị Thủ tƣớng Chính phủ giao Ban đạo Đề án số hố thức yêu cầu doanh nghiệp cung cấp dịch vụ truyền dẫn, phát sóng truyền hình số cần áp dụng tiêu chuẩn phát sóng DVB-T2, chuẩn nén tín hiệu âm hình ảnh MPEG-4/H.264 4.2.1 Triển khai DVB-T2 Đài truyền hình kỹ thuật số VTC Hiện đơn vị có giấy phép thiết lập hạ tầng mạng truyền hình số phủ sóng tồn 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 chƣơng trình miễn phí phục vụ nhiệm vụ trị, thơng tin tun truyền thiết yếu Trung ƣơng địa phƣơng, phục vụ triệu hộ dân Với mạnh kinh nghiệm 10 năm triển khai, VTC gấp rút thực Dự án nâng cấp mạng truyền hình số mặt đất theo chuẩn DVB-T lên công nghệ DVB-T2 phạm vi khu vực toàn quốc Từ ngày 15/09/2013 VTC thức phủ sóng DVB-T2 Đà Nẵng khu vực lân cận nhƣ Quảng Nam Trong thời gian tới VTC triển khai nâng cấp mạng truyền hình số mặt đất theo chuẩn DVB-T lên hệ thống truyền dẫn, phát sóng số mặt đất theo cơng nghệ DVBT2 đảm bảo phủ sóng tồn quốc khu vực Theo kế hoạch, VTC tiếp tục nâng cấp 81 phủ sóng khu vực Hà Nội TP.HCM lên mạng truyền dẫn DVB-T2 vào đầu năm 2014 Trong giai đoạn 2014 -2015 nâng cấp đầu tƣ mạng truyền hình Hải Phịng, Hải Dƣơng, Cần Thơ 19 tỉnh thuộc nhóm Đề án số hóa Giai đoạn 2016-1017 đến tỉnh, địa phƣơng thuộc nhóm Các tỉnh, địa phƣơng thuộc nhóm đƣợc tiến hành giai đoạn 2018-2019 4.2.2 Triển khai DVB-T2 Cơng ty cổ phần nghe nhìn tồn cầu (AVG) kết đo kiểm thực tế Bên cạnh mạnh vƣợt trội công nghệ, từ thành lập Truyền hình An Viên ln trọng vào phát triển nâng cao chất lƣợng nội dung kênh chƣơng trình, đảm bảo tính thơng tin - giải trí đa dạng, trung thực, hƣớng thiện để đáp ứng đƣợc thẩm mỹ thị hiếu ngƣời xem AVG - Truyền hình An Viên chọn kênh hay nhất, đƣợc nhiều ngƣời xem đƣa vào danh sách kênh để cung cấp đến ngƣời xem, kể đến kênh nhƣ VTV1, VTV2, VTV3, VTV6, kênh VTC, đài địa phƣơng nhƣ Hà Nội, TP HCM, Vĩnh Long, Đồng Nai, Bình Dƣơng, Khánh Hòa, Quảng Ninh, Hải Phòng, Nghệ An…, kênh quốc tế hấp dẫn nhƣ HBO, Star Movies, AXN, Cinemax, ESPN… Sau năm thức cung cấp dịch vụ, đến Truyền hình An Viên có 58 kênh hạ tầng số mặt đất DTT 67 kênh hạ tầng số vệ tinh DTH, có kênh truyền hình độ nét cao (HD) An Viên HD, HBO HD, Star Movies HD, AXN HD, NGC HD, Star World HD, Fashion HD, ESPN HD Discovery HD hạ tầng DTT DTH Với kênh HD, AVG - Truyền hình An Viên đƣợc xem hai nhà cung cấp có nhiều kênh HD thị trƣờng truyền hình trả tiền Truyền hình An Viên cịn giúp cho khán giả trải nghiệm cảm nhận hoàn toàn khác biệt thƣởng thức kênh nƣớc đƣợc thuyết minh, lồng tiếng Việt Là đơn vị đƣợc quyền thuyết minh, lồng tiếng kênh phim truyện HBO (SD HD), Star Movies (SD HD) kênh khám phá National Geographic Channel, AVG – Truyền hình An Viên giúp cho khán giả có cảm giác nhƣ xem phim rạp chiếu phim đại mà không cần đọc phụ đề 82 Mơ hình hệ thống mạng đơn tần theo tiêu chuẩn DVB-T2 AVG Hình 4.1: Mơ hình thiết lập mạng đơn tần phát sóng theo chuẩn DVB-T2 Hình 4.2: Sơ đồ kết nối thiết bị đo 83 Hình 4.3: Vùng phủ sóng kết hợp hai trạm phát Vân Hồ HTV Hà Nội theo cƣờng độ trƣờng Cƣờng độ Điểm đo trƣờng SFN Khoảng cách từ trạm điểm đo đến phát HTV Hà trạm Nội Vân Hồ Vân Hồ (Km) C58 (dBµV/m) Láng Hạ Cƣờng độ Khoảng cách trƣờng từ kênh 58 điểm đo đến trạm Vân Hồ trạm HTV (dBµV/m) Hà Nội (Km) Cƣờng độ trƣờng kênh 58 trạm HTV Hà Nội (dBµV/m) 67.3 3.458 49.5 0.280 67 55 4.809 44 1.630 54.3 60.3 5.412 60.5 5.987 42 Tiểu học Ái Mộ 47 4.311 46.1 6.560 34 Hồ Thủ Lệ 60 4.261 60 1.516 56.8 64.5 2.421 64.5 4.270 28 Khách sạn Thắng Lợi 70 5.419 68 5.083 62 Cơng viên Hịa Bình 52 8.674 54 6.067 48 Đền Đô-Bắc Ninh 58.5 16.018 58.2 18.251 28 Ngã TP Bắc Ninh 41.2 33.1 41.1 30.8 28 Trần Duy Hƣng Linh Đàm Bờ Hồ 84 Ngã tƣ thị trấn Bần 38.8 21.854 35.3 25.217 28 Cầu Giẽ 53.5 34.973 52.5 36.382 44 Ngã ba Láng Hòa Lạc 52.5 33.393 49.7 30.095 48.3 Bảng 1: Vùng phủ sóng kết hợp hai trạm phát Vân Hồ HTV Hà Nội theo cƣờng độ trƣờng Hình 4.4: Vùng phủ sóng mạng đơn tần theo tiêu chuẩn DVB-T2 miền bắc Việt Nam với trạm phát sóng Vân Hồ, HTV-HN, Keangnam, Nam Định 85 Bảng 2: Kết đo cƣờng độ trƣờng vùng phủ sóng Hình 4.5: So sánh kết mạng đơn tần mô đo thực tế Từ thực tế đo đƣợc, ta nhận thấy kết đo kiểm thực tế điểm đo thỏa 86 mãn yêu cầu đặt ra, Cùng điểm đo với cƣờng độ trƣờng theo chuẩn DVB- T2 lớn khoảng 50% so với DVB-T Kết đo kiểm thực tế mạng đơn tần theo chuẩn DVB-T2 có kết gần tiệm cận với kết theo tính tốn Với tính trội tiêu chuẩn DVB-T2, việc công ty AVG thực thành công phát sóng truyền hình số mặt đất theo chuẩn DVB-T2 tạo hội việc cung cấp dịch vụ truyền hình độ nét cao (HDTV), 3DTV, dịch vụ truyền hình di động, dịch vụ khác tƣơng lai Đặc biệt, đóng góp đáng kể việc thực mạng SFN nhằm tiết kiệm tài nguyên tần số quốc gia Hình 4.6: Vùng phủ sóng dự kiến đến hết năm 2015 4.2.3 Triển khai DVB-T2 Đài truyền hình Việt Nam (VTV) Cùng với VTC AVG, Đài truyền hình Việt Nam (VTV) thức bƣớc vào đua nâng cấp mở rộng vùng phủ sóng số mặt đất nhiều địa phƣơng Cụ thể, VTV phủ sóng truyền hình số mặt đất chuẩn DVB-T2 Hà Nội TP.HCM, dự kiến phủ sóng DVB-T2 thành phố Đà Nẵng vào đầu tháng 87 9/2013, Hải Phòng Cần Thơ vào quý 1/2014 4.3 Một số kiến nghị triển khai DVB-T DVB-T2 Việt Nam Nên sử dụng mạng đơn tần (SFN) theo vùng: Bắc, Trung, Nam dùng công nghệ truyền dẫn DVB-T2 kết hợp với kỹ thuật nén MPEG-4 AVC triển khai mạng truyền hình để tận dụng băng tần, sử dụng chung sở hạ tầng đài truyền hình cấp tỉnh để giảm chi phí đầu tƣ Triển khai thêm nhiều dịch để thu hút khách hàng nhƣ: HDTV, 3DTV… Công bố tiêu chuẩn thống cho sản phẩm ti vi số đầu thu truyền hình số mặt đ ấ t nhập sản xuất hỗ trợ thu truyền hình số theo tiêu chuẩn DVB-T DVB-T2 Những dòng ti vi sản xuất Việt Nam hay nhập phải tích hợp chuẩn cơng nghệ số DVB-T2 Việc mua TV tích hợp sẵn DVB-T2 giúp ngƣời dân mua thêm đầu thu kỹ thuật số, không cần dùng tới điều khiển giá thành chắn rẻ so với việc mua hai thiết bị riêng rẽ Đồng thời phải phát song song mạng truyền hình thời gian chuyển đổi: truyền hình tƣơng tự, truyền hình số DVB-T, truyền hình số DVB-T2 tránh làm xáo trộn việc thu tín hiệu truyền hình nhân dân Các nhà cung cấp dịch vụ nên có kế hoạch trợ giá sản phẩm đầu thu truyền hình số mặt đất (Set-top-box), chuyển dần kênh truyền hình quảng bá sang phát số mặt đất Sử dụng truyền hình số vệ tinh để hỗ trợ cho cơng tác số hóa truyền hình cho khu vực vùng núi, vùng sâu, vùng xa Chính phủ có sách cụ thể việc hỗ trợ triển khai mạng khu vực khu vực vùng núi, vùng sâu, vùng xa Để tránh việc kênh thiết yếu quốc gia địa phƣơng đƣợc phát sóng nhiều mạng địa điểm, nên quy định cần mạng phát sóng kênh thiết yếu dƣới hình thức FTA, đồng thời nhà nƣớc có hỗ trợ cho việc phát sóng kênh Sử dụng chuẩn nén H.264 88 H.264 chuẩn nén mở đƣợc cơng bố thức vào năm 2003, chuẩn hỗ trợ công nghệ nén tiên tiến hiệu Và đƣợc ứng dụng rộng rãi lĩnh vực thơng tin nói chung lĩnh vực truyền hình số nói riêng H.264 (còn đƣợc gọi chuẩn MPEG-4 Part 10/AVC for Advanced Video Coding hay MPEG-4 AVC) kế thừa ƣu điểm trội chuẩn nén trƣớc Đồng thời sử dụng thuật toán nén phƣơng thức truyền hình ảnh phức tạp, phƣơng pháp nén truyền hình ảnh mà chuẩn H.264 sử dụng làm giảm đáng kể liệu băng thông truyền video Với cách nén truyền thông tin chuẩn H.264 làm giảm đến 50% băng thơng kích thƣớc file liệu lƣu trữ so với cách nén thông thƣờng (chuẩn nén thông thƣờng đƣợc sử dụng rộng rãi MPEG-4 Part 2) giảm tới 80% băng thơng kích thƣớc file liệu lƣu trữ so với nén chuẩn Motion JPEG Điều cho thấy với hệ thống sử dụng chuẩn nén có thời gian lƣu trữ gấp đơi băng thơng mạng giảm nửa, lợi ích mà thấy chi phí cho lƣu trữ liệu video giảm nửa so với dùng hệ thống có chuẩn nén thơng thƣờng Ngồi việc truyền hình ảnh chiếm băng thơng giảm nửa, chi phí dành cho th băng thơng mạng giảm đáng kể Hoặc tăng chất lƣợng hình ảnh giám sát lên gấp đơi nhƣng đảm bảo đƣợc băng thông thời gian lƣu trữ nhƣ trƣớc Đây lợi lớn, giải vấn đề băng thông mạng Với chuẩn nén H.264 giải đƣợc nhiều khó khăn nhƣ 89 KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu, luận văn hoàn thành mục tiêu khoa học đề ra, đạt đƣợc số kết nghiên cứu lý thuyết rút đƣợc số nhận xét có ý nghĩa khoa học thực tiễn Các nội dung công việc kết đạt đƣợc luận văn bao gồm : Trình bày cách tổng quan truyền hình số, ƣu điểm truyền hình số so với truyền hình tƣơng tự, giới thiệu sơ lƣợc ba tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất có giới DVB-T, ATSC ISDB Phân tích nêu bật ƣu nhƣợc điểm tiêu chuẩn Châu Âu truyền hình số mặt đất (DVB-T), kỹ thuật ghép đa tần trực giao có mã (COFDM)-một kỹ thuật điều chế có nhiều ƣu điểm Trình bày số nội dung truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn châu âu hệ thứ (DVB-T2) Những ƣu điểm DVB-T2 so với DVB-T, với việc gia tăng dung lƣợng lên mức giới hạn vật lý có thể, chuẩn DVB-T2 môi trƣờng lý tƣởng cho dịch vụ nhƣ: HDTV, 3DTV 90 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ Bưu Viễn thơng - Tổng cơng ty VTC - Đề tài KC.01.16 (2006), thử nghiệm máy phát hình số DVB-T [2] Đỗ Hồng Tiến - Dương Thanh Phương (2004), Truyền hình kỹ thuật số, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội [3] Ngô Thái Trị Truyền hình số Nhà uất Đại học Quốc gia Nội [4] KS Lê Trọng Bằng, KS Đặng Trần Kiên, Khoa học Kỹ thuật Truyền hình - Số 2/2008 [5] 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)" [6] Mikel Mendicute, Iker Sobrón, Lorena Martínez and Pello Ochandiano Signal Theory and Communications Area Mondragon Goi Eskola Politeknikoa University of Mondragon, Spain [7] B Krongold and D Jone, “PAR Reduction in OFDM via Active Constellation E tension,” IEEE Trans Broadcasting, vol 49, pp 258-268, Sep 2003 [8] Charbel Abdel Nour and Catherine Douillard, Electronics Department Institut TELECOM/TELECOM Bretagne, CNRS UMR 3192 Lab-STICC Brest, France [9] Nour, C A & Douillard, C (2008) Rotated QAM constellations to improve BICM performance for DVB-T2 IEEE 10th International Symposium on Spread Spectrum Techniques and Applications, pp 354–359, ISBN: 978-1-4244-2203-6, Bologna, Italy, Aug 2008 [10] DIGITALEUROPE White paper: Standardized DVB-T2 RF specifications, Brussels April 17, 2012 [11] Roque, D.; Siclet, C (2013) "Performances of Weighted Cyclic Prefix OFDM with Low-Complexity Equalization" IEEE Communications Letters 17 (3): 439– 442 91 ... Giới thiệu t? ??ng qu? ?t truyền hình số, ƣu điểm truyền hình số so với truyền hình t? ?ơng t? ??, phân t? ?ch tiêu chuẩn truyền hình số m? ?t đ? ?t giới Tiếp theo, chƣơng II: Phân t? ?ch ƣu điểm b? ?t truyền hình số. .. QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ 1.1 Giới thiệu truyền hình số [2] Truyền hình số t? ?n gọi hệ thống truyền hình mà t? ? ?t thi? ?t bị kỹ thu? ?t từ Studio máy thu làm việc theo nguyên lý kỹ thu? ?t số Trong đó, hình. .. số qua DVB- S DVB – Satellite cáp Truyền dẫn truyền hình số qua DVB- T DVB – Terrestrial vệ tinh dẫn truyền hình số m? ?t Truyền E EDTV ETSI ES đ? ?t Enhanced Definition TeleVision Truyền hình phân giải