Nghiên cứu đặc tính kênh truyền của hệ thống truyền hình số mặt đất

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN LÊ CƠNG TÂM NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH KÊNH TRUYỀN CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT •• LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN Bình Định - Năm 2021 LÊ CƠNG TÂM NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH KÊNH TRUYỀN CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT •• Chuyên ngành : Kỹ thuật viễn thông Mã số : 8520208 Người hướng dẫn: TS NGUYỄN VĂN HÀO LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết khoa học trình bày luận văn thành nghiên cứu tham khảo tài liệu khoa học thân suốt thời gian thực đề tài định hướng người hướng dẫn Các kết đạt xác, trung thực phù hợp với hướng nghiên cứu đề tài luận văn Tác giả luận văn Lê Công Tâm tentsMỤC •• LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh đầy đủ Tiếng Việt ATSC Advanced Television System Commitee Hội đồng hệ thống truyền hình cải tiến AVG Audio Visual Global Công ty cổ phần nghe nhìn tồn cầu BER Bit Error Rate Tỷ số lỗi bit BPSK Binary Phase Shift Keying Điều chế pha nhị phân COFDM Coding Othogonality Fequency Dvision Mltiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao có mã DTT Digital Terrestrial Television Truyền hình số mặt đất DVB Digital Video Broadcasting Truyền hình số FFT Fast Fourrier Transform Biến đổi Fourrier nhanh FIR Finite Impulse Responese Đáp ứng xung hữu hạn HDTV High Definitiom Television Truyền hình độ phân giải cao ICI Inter-Carrier Interference Nhiễu liên sóng mang ISDB Integrated Services Digital Broadcasing Truyền hình số dịch vụ tích hợp ISI Inter-Symbol Interference Nhiễu liên ký tự JPEG Joint Photoghraphic Experts Group Nhóm chuyên gia nghiên cứu ảnh tĩnh ML Main Level (dùng MPEG-2) MP Main Profile (dùng MPEG-2 MFN Multiple Frequency Network Mạng đa tần MISO Multi Input Single Output Nhiều đầu vào đầu MPEG Moving Pictures Experts Group Nhóm chuyên gia nghiên cứu ảnh động NTSC National Television System Comittee Hội đồng hệ thống truyền hình quốc gia Mỹ OFDM Othogonality Fequency Dvision Mltiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao PAL Phase Alternative Line Đảo pha theo dòng PAPR Peak to Average Power Ratio m9 PCM Pulse Code Modulation Điều chế xung mã QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ vng góc QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa dịch pha vng góc RF Radio Frequence Tần số vơ tuyến SDTV Standard Definition Television Truyền hình độ phân giải tiêu chuẩn SFN Single Frequence Network Mạng đơn tần SNR Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu tạp âm UHF Ultra High Frequency Tần số siêu cao (Siêu cao tần) VHF Very High Frequency Tần số cao VSB Vestigal Side Band Điều biên cụt VTC Vietnam Television Corporation Tổng Công ty truyền thông đa phương tiện Việt Nam VTV Vietnam Television Đài truyền hình Việt Nam DTTB Digital Terrestrial Television Broadcasting Hệ thống truyền hình số mặt đất PLP Physical Layer Pipes Ống lớp vật lý (dùng DVBT2) LDPC Low Density Parity Check Kiểm tra cường độ ưu tiên thấp (dùng DVB-T2) SISO Single Input Single Output Một đầu vào đầu TS Transport Stream Luồng truyền tải  /X Á, J.9 / /X Á, Tỷ số công suất đỉnh/công suất trung bình DANH MỤC HÌNH VẼ Số hiệu hình Tên hình Số trang 1.1 Sơ đồ cấu trúc tổng quát hệ thống truyền hình số 2.1 Sơ đồ khối hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T 16 2.2 Sơ đồ khối điều chế số DVB-T 18 2.3 Xử lý xáo trộn gói truyền tải 19 2.4 Gói bảo vệ lỗi RS (204,188) 19 2.5 Tạo đa thức sinh mã chập đục lỗ (2,1 7) 20 2.6 Khối điều chế COFDM DVB-T 21 2.7 Phổ tín hiệu OFDM với số sóng mang N=16 22 2.8 24 Biểu diễn chòm điều chế QPSK, 16 QAM, 64 QAM 2.9 Phổ lý thuyết tín hiệu truyền DVB-T khoảng thời gian bảo 26 vệ 2.10 Phân bố sóng mang chèn thêm khoảng thời gian bảo vệ 27 2.11 Các tia sóng đến khoảng thời gian bảo vệ 28 2.12 So sánh cấu trúc MFN SFN 30 2.13 Mơ hình cấp cao hệ thống DVB-T2 33 2.14 Định dạng dòng đầu vào PLP 35 2.15 Sơ đồ khối mô-đun xử lý đầu vào chế độ đầu vào A (tức 36 PLP đơn) 2.16 Sơ đồ khối mô-đun xử lý đầu vào chế độ đầu vào B (tức 37 nhiều PLP) 2.17 Sơ đồ khối sơ đồ mã hóa điều chế xen bit 38 2.18 Định dạng liệu trước so sánh bit 39 2.19 Chế độ xen kẽ bit 40 2.20 Kiểm tra ma trận tỷ lệ 3/4 chế độ xen kẽ bit 40 2.21 Chế độ xen kẽ bit xoắn cột 41 2.22 Chế độ xen kẽ thời gian 43 2.23 Chế độ xen kẽ thời gian 43 2.24 Chế độ xen kẽ thời gian 43 2.25 Cấu trúc khung DVB-T2 44 2.26 Cấu trúc khung cho siêu khung 44 2.27 Sơ đồ khối mơđun tạo OFDM 45 2.28 Mẫu tín hiệu rải rác PP3 (hệ thống SISO) 47 2.29 Mẫu tín hiệu rải rác PP3 (hệ thống MIMO) 47 2.30 Sơ đồ khối phần mở rộng chòm hoạt động 48 2.31 Sơ đồ khối kỹ thuật đặt âm 49 2.32 Cấu trúc ký hiệu P1 51 2.33 Các sóng mang hoạt động ký hiệu P1 51 3.1 Các khối chức hệ thống DTTB 54 3.2 Hiệu ứng quy mô lớn nhỏ kênh vô tuyến 55 3.3 Đáp ứng xung kênh truyền h(t,T) phản ánh hiệu ứng đa 55 đường thay đổi theo thời gian 3.4 Mối quan hệ hàm tương quan tán xạ kênh WSS-US 60 3.5 Giản đồ lan truyền đa đường khơng khí 63 3.6 Giản đồ trải trễ đa đường 63 3.7 Phân phối công suất kênh đa đường 64 3.8 Kênh fading đa đường chọn lọc theo tần số 66 (a) cấu hình phân phối cơng suất miền thời gian so với độ trễ kênh; (b) đáp ứng miền tần số kênh 3.9 3.10 Đặc điểm biến thiên theo thời gian kênh vô tuyến 67 Sự suy giảm kênh so với thời gian sau kênh biến thiên 67 theo thời gian 3.11 Cách chuyển động tương đối máy thu máy phát gây dịch chuyển tần số Doppler 68 3.12 Kênh fading chọn lọc theo thời gian: 68 (a) tác động biến thiên thời gian kênh đến tín hiệu nhận (b) tác động dịch chuyển tần số Doppler đến tín hiệu nhận 3.13 Fading chọn lọc theo thời gian kênh vô tuyến với: 70 (a) trải Doppler miền tần số (b) thời gian kết hợp miền thời gian 3.14 Mối quan hệ tham số tín hiệu kênh fading: 71 (a) fading độ dài ký hiệu liệu (b) fading băng thơng tín hiệu 3.15 Đặc điểm kênh fading Rayleigh: 73 (a) phân bố không gian (b) đáp ứng tần số 3.16 Sự phân bố Ricean với hệ số Ricean K khác (K = 0, 74 phân bố Rayleigh) 3.17 Phổ công suất Doppler kênh Ricean 75 3.18 Đáp ứng tần số mơ hình kênh DVB-T P1 78 3.19 So sánh cấu trúc MFN SFN 3.20 Cơng suất tín hiệu nhận chuẩn hóa so độ trễi với: (a) máy phát SFN (b) hai máy phát SFN 3.21 Biểu đồ BER kênh vô tuyến với mức điều chế 16- 80 81 83 QAM 3.22 84 Biểu đồ BER kênh Ricean với mức điều chế khác 3.23 Biểu đồ BER kênh Rayleigh với mức điều chế khác 84 DANH MỤC BẢNG BIỂU Tên bảng Số hiệu bảng Số trang 2.1 DVB-T Mã chập đục lỗ 21 2.2 25 2.3 2.4 Số lượng gói RS siêu khung OFDM kết hợp nhiều chế độ khác Khoảng thời gian ký hiệu khoảng thời gian bảo vệ Bảng mã R-S mã 2.5 Đặc điểm tiên chuẩn DVB-T 31 2.6 2.7 So sánh DVB-T2 DVB-T Góc quay tương ứng với loại chòm 34 42 2.8 Phân bố loại tín hiệu khác loại ký hiệu (X = tại) 46 2.9 2.10 3.1 27 29 48 Nhóm tín hiệu liên tục sử dụng với kích thước FFT Biểu thị khoảng thời gian bảo vệ 50 Giá trị 6, p T mô hình kênh DVB-T P1 78 ... vụ nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan hệ thống truyền hình số 14 - Nghiên cứu đặc tính kỹ thuật hệ thống truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn châu Âu (DVB) - Nghiên cứu đặc tính kênh truyền hệ. .. đích nghiên cứu 3.1 Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu luận văn nghiên cứu lý thuyết tổng quan cơng nghệ truyền hình số mặt đất hệ DVB-T2 đặc tính kênh truyền hệ thống truyền hình số mặt đất. .. truyền hệ thống truyền hình số mặt đất DVB- T2 3.3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu Luận văn tập trung nghiên cứu sở lý thuyết, đặc tính kỹ thuật đặc tính kênh truyền hệ thống truyền hình số mặt đất DTTB