Truyền hình số mặt đất dvb t

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T Sinh viên thực hiện: NGUYỄN MINH ĐỨC Lớp 48K - ĐTVT Giảng viên hướng dẫn: Ths NGUYỄN THỊ MINH Vinh, 12-2011 Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T LỜI CẢM ƠN Trước tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới thầy giáo trường Đại Học Vinh nói chung thầy cô giáo khoa Điện Tử Viễn Thơng nói riêng tận tình giảng dạy, truyền đạt cho em kiến thức, kinh nghiệm quý báu suốt thời gian qua Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Phúc Ngọc, thầy tận tình giúp đỡ, trực tiếp bảo, hướng dẫn em suốt trình làm đồ án tốt nghiệp Trong thời gian làm việc với thầy, em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà cịn học tập tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, điều cần thiết cho em trình học tập công tác sau Sau xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè động viên, đóng góp ý kiến giúp đỡ q trình học tập, nghiên cứu hồn thành đồ án tốt nghiệp Nguyễn Minh Đức Lớp 48K – ĐTVT Khoa Điện Tử Viễn Thông Trường Đại Học Vinh Vinh, ngày 05 tháng 01 năm 2012 MỤC LỤC DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU 12 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ .14 1.1 Giới thiệu chung .14 1.2 Ba tiêu chuẩn truyền hình số giới .17 1.2.1 Chuẩn ATSC 18 1.2.2 Chuẩn DVB 20 1.2.3 Chuẩn ISDB-T .22 CHƢƠNG II: TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT TIÊU CHUẨN DVB-T 24 2.1 Tiêu chuẩn phát hình số mặt đất ETSI EN 300 744 .24 2.1.1 Phạm vi tiêu chuẩn 24 2.1.2 Nội dung tiêu chuẩn 25 2.2 Các kĩ thuật điều chế số 29 2.2.1 Khóa dịch biên (ASK) 30 2.2.2 Khóa dịch pha (PSK) .31 2.2.3 Điều chế biên độ vuông góc (QAM) .32 2.2.4 Phổ dung lượng truyền dẫn .35 2.2.5 Cấu hình hệ thống điều chế số 36 2.3 Mã hóa kênh tiêu chuẩn DVB-T 40 2.3.1 Khối phân tán lượng .40 2.3.2 Mã 42 2.3.3 Khối ghép xen 42 2.3.4 Khối mã 43 2.3.5 Khối ghép xen 45 2.3.6 Biểu đồ chịm tín hiệu ánh xạ bit 48 2.4 Phƣơng pháp ghép OFDM 53 2.4.1 Cơ sở phương pháp OFDM 53 2.4.2 Phương pháp COFDM 58 2.5 Tổ chức kênh OFDM 63 2.5.1 Phân chia kênh .63 Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T 2.5.2 Các sóng mang phụ .63 2.5.3 Chèn khoảng bảo vệ 64 2.5.4 Đồng kênh truyền .65 2.5.5 Tín hiệu tham số truyền TPS 67 2.5.6 Cấu trúc khung OFDM 68 2.6 Điều chế COFDM 70 CHƢƠNG III:PHÁT SĨNG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT Ở VIỆT NAM 71 3.1 Chọn tiêu chuẩn phát sóng truyền hình số cho Việt Nam 71 3.1.1 Quan điểm kỹ thuật .71 3.1.2 Quan điểm kinh tế trị 72 3.2 Dự kiến triển khai .73 KẾT LUẬN 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T Hình 1.1 Bản đồ phân bố nước giới lựa chọn tiêu chuẩn truyền hình số 17 Hình 1.2 Máy phát VSB 19 Hình 1.3 Máy thu VSB 19 Hình 1.4 Khung liệu VSB 20 Hình 1.5 Dịch vụ hình ảnh hình ảnh nhận cho Hệ thống ISDB-T .23 Hình 2.1 Sơ đồ khối hệ thống DVB-T .25 Hình 2.2 Hệ thống truyền dẫn số .29 Hình 2.3a Sơ đồ nguyên lý điều biên .30 Hình 2.3b Khóa ASK tắt – bật 30 Hình 2.4 Sơ đồ pha 2PSK 31 Hình 2.5 Sơ đồ pha 4PSK 32 Hình 2.6 Sơ đồ pha 8PSK, 16PSK 32 Hình 2.7 Sóng 4PSK bao gồm tín hiệu trực giao 33 Hình 2.8 Biểu đồ khơng gian tín hiệu 16QAM 34 Hình 2.9 Biểu đồ khơng gian tín hiệu QAM nhiều trạng thái 35 Hình 2.10 Truyền dẫn tín hiệu mức 35 Hình 2.11 Mật độ phổ cơng suất tín hiệu băng gốc 36 Hình 2.12 Cấu hình điều chế 4PSK 37 Hình 2.13 Tương quan mã đầu vào đầu 37 Hình 2.14 Cấu hình điều chế PSK kiểu nối tiếp 38 Hình 2.15 Tương quan mã xung đầu vào pha đầu 38 Hình 2.16 Biến đổi Gray - Nhị phân tự nhiên 39 Hình 2.17 Cấu hình điều chế QAM nhiều trạng thái 39 Hình 2.18 Nguyên lý xáo trộn giải xáo trộn liệu 41 Hình 2.19 Các bước q trình phân tán lượng, mã hóa ngồi tráo liệu .42 Hình 2.20 Sơ đồ ngun lý ghép xen ngồi 43 Hình 2.21 Mã vịng xoắn với tốc độ mã ½ .44 Hình 2.22 Mã ghép xen 44 Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T Hình 2.23 Ánh xạ bit đầu vào thành symbol điều chế với mode truyền không phân cấp 46 Hình 2.24 Ánh xạ bit đầu vào thành symbol điều chế với mode truyền phân cấp 47 Hình 2.25 Ánh xạ 16-QAM 64-QAM chòm với α = 49 Hình 2.26 Chịm điều chế phân cấp DVB-T 50 Hình 2.27 Biểu đồ chịm khơng đồng với α = 51 Hình 2.28 Ánh xạ 16-QAM 64-QAM khơng đồng với α = 52 Hình 2.29 Phổ mật độ công suất 54 Hình 2.30 Phổ biên độ sóng mang có tần số trực giao 55 Hình 2.31 Phổ ghép kênh đa tần số trực giao (OFDM) 56 Hình 2.32 Sơ đồ khối nguyên lý hệ thống OFDM 58 Hình 2.33 Phổ tín hiệu COFDM 59 Hình 2.34 Đáp ứng tần số kênh đa đường 60 Hình 2.35 Tín hiệu phản xạ khoảng bảo vệ 62 Hình 2.36 Phân chia kênh COFDM 63 Hình 2.37 Sắp xếp sóng mang phụ 64 Hình 2.38 Chèn khoảng bảo vệ 64 Hình 2.39 Các sóng mang đồng 65 Hình 2.40 Cấu trúc khung OFDM 69 Hình 2.41 Khối OFDM hệ thống DVB-T .70 DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T Bảng 1.1: Đặc điểm ATSC .18 Bảng 1.2: Các thông số truyền dẫn cho ISDB-T kênh cao tần 8MHz .22 Bảng 2.1: Biểu diễn trực giao 4PSK 33 Bảng 2.2: Quan hệ xung đầu vào đầu điều chế 37 Bảng 2.3: Quan hệ xung đầu vào đầu điều chế 38 Bảng 2.4: Mẫu tách trích chuỗi truyền sau chuyển đổi song song - nối tiếp .44 Bảng 2.5: Vị trí sóng mang pilot 66 Bảng 2.6: Vị trí sóng mang TPS 67 Bảng 2.7: Định dạng nội dung tín hiệu TPS 68 Bảng 2.8: Các thông số OFDM DVB-T 69 Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT VIẾT TẮT TỪ TIẾNG ANH TỪ TIẾNG VIỆT ASK Amplitude Shift Keying Khóa dịch biên độ ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền không đồng Advanced Television System Ủy ban hệ thống truyền hình Commitee (của Mỹ) Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha mức Carrier-to-noise ratio Tỷ số sóng mang tạp âm ATSC BPSK C/N CCIR Consultative Committee on International Radio Consultative Committee on CCITT International Telegraph and Telephone CENELEC COFDM CSIF D/A DBPSK Ủy ban tư vấn vô tuyến quốc tế Ủy ban tư vấn điện thoái điện báo quốc tế Comté Européen de Normalisation Ủy ban tiêu chuẩn kỹ thuật Electrotechnique (từ tiếng Pháp) điện tử Châu Âu Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing Common Source Intermediate Format Digital-to-Analogue Converter Defferential Binary Phase Shift Keying Ghép đa tần trực giao có mã Định dạng trung gian cho nguồn chung (dùng chuẩn MPEG) Chuyển đổi số tương tự Khóa dịch pha vi sai mức DCT Discrete Cosine Transform Chuyển đổi cosin rời rạc DFT Discrete Fourier Transform Chuyển đổi fourier rời rạc DPCM DQPSK DTTB Defferential Pulse Code Modulation Defferential Quadratue Phase Shift Keying Digital Terrestrial Television Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Điều chế xung mã vi sai Khóa dịch pha vi sai mức Truyền dẫn truyền hình số mặt Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T Broadcasting đất DTV Digital Television Truyền hình số DVB Digital Video Broadcasting Truyền dẫn truyền hình số DVB-C DVB - Cable DVB-S DVB - Satellite DVB-T DVB-Terestrial EBU EDTV The European Broadcasting Union Enhanced Definition Television Truyền dẫn truyền hình số qua cáp Truyền dẫn truyền hình số qua vệ tinh Truyền dẫn truyền hình số mặt đất Ủy ban phát truyền hình Châu Âu Truyền hình phân giải nâng cao European Telecommunications Viện tiêu chuẩn viễn thông Standards Institute Châu Âu FDM Frequency Division Multiplex Ghép kênh phân chia tần số FEC Forward Error Correction Hiệu chỉnh lỗi trước FFT Fast Fourier Transform Chuyển đổi Fourier nhanh FSK Frequency Shift Keying Khóa dịch tần GOP Group of Pictures Nhóm ảnh (trong MPEG) High Definition Television Truyền hình phân giải cao ETSI HDTV HL High Level HP High Priority Bit Stream Mức cao (dùng MPEG2) Dòng bit ưu tiên cao (dùng điều chế phân cấp) I In-phase Đồng pha (dùng QAM) Q Quadrature phase Vuông pha (dùng QAM) Inverse DFT DFT ngược IDFT IEC International Electrotechnical Commission (part of the ISO) Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Ủy ban kỹ thuật điện tử quốc tế Page ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP IFFT ISDB-T ISO ITU TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T Inverse FFT Intergeted Services Digital Broadcasting - Terrestrial FFT ngược Hệ thống truyền hình số mặt đất sử dụng mạng đa dịch vụ (của Nhật) International Standard Organization Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế International Telecommunication Union JBIG Joint Binary Image Experts Group JPEG Joint Photographic Experts Group Liên minh viễn thông quốc tế Nhóm chuyên gia nghiên cứu tiêu chuẩn ảnh nhị phân Nhóm chuyên gia nghiên cứu tiêu chuẩn ảnh Joint Technical Committee Ủy ban kỹ thuật phát Broadcast truyền hình Châu Âu Limited Definition Television Truyền hình phân giải giới hạn LO Local Osillator Bộ dao động nội LP Low Priority Bit Stream Dòng bit ưu tiên thấp MB Macro Block JTC LDTV MCM Multi Carrier Modulation Khối macro (dùng MPEG-2) Kỹ thuật điều chế đa sóng mang ML Main Level Dùng MPEG-2 MP Main Profile Dùng MPEG-2 MPEG Moving Pictures Experts Group Nhóm chuyên gia nghiên cứu tiêu chuẩn hình ảnh động MTS Message Toll Service Dịch vụ báo tin đường dài MUX Multiplex Ghép kênh National Television System Hệ truyền hình màu NTSC (30 Commitee khung/s, 525 dòng quét đơn) NRZ Non Return to Zero Không trở OBO Output Back Off Độ dự trữ công suất đầu NTSC Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Page 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T Hình 2.35 Tín hiệu phản xạ khoảng bảo vệ Để tạo nên tín hiệu truyền đa sóng mang COFDM, với quan hệ symbol miền thời gian sang miền tần số, phép tốn biến đổi nhanh Fourier Một tín hiệu phát tín hiệu hàm cosin tuần hồn Khi sóng vơ tuyến lan truyền tạo nhiều đường truyền Tại điểm thu xác định, máy thu nhận tín hiệu từ nhiều đường, sóng truyền thẳng sóng phản xạ Tín hiệu phản xạ có dạng với tín hiệu (truyền thẳng) bị dịch pha biên độ có suy giảm Ngồi cịn có tín hiệu nhận từ máy phát khác, phát kênh sóng vơ tuyến, có chung nguồn liệu đầu vào Tại máy thu, tín hiệu sóng phản xạ tín hiệu từ máy khác kênh tần số Do có tổng hợp biên độ pha sóng thu nhận tổng hợp ổn định theo sau khoảng thời gian symbol tích cực TU - Hệ thống OFDM cịn có khả chịu đựng nhiễu băng hẹp Nếu phạm vi phủ sóng có tồn nguồn nhiễu băng hẹp rơi vào kênh tần hoạt động hệ thống OFDM hệ thống chấp nhận khơng truyền số sóng mang cách đặt biên độ sóng mang Tình trạng tương tự trường hợp số sóng mang bị suy giảm tác động pha chọn lọc tần số Khi hệ thống OFDM giảm thiểu việc gây nhiễu đến hệ thống Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Page 62 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T xem nguồn nhiễu Khả có ý nghĩa vùng phủ sóng có tồn kênh truyền hình tương tự truyền hình số Khi sóng mang phụ hệ thống OFDM trùng với sóng mang hình, sóng mang tiếng, sóng mang màu kênh truyền hình tương tự “tắt” đi, ưu tiên cho truyền hình tương khả chịu can nhiễu truyền hình tương tự tần số 2.5 Tổ chức kênh OFDM 2.5.1 Phân chia kênh Hệ thống COFDM thực việc phân chia kênh truyền dẫn miền thời gian miền tần số, kênh tần số tạo băng tần phụ đoạn thời gian liên tiếp Hình 2.36 mơ tả phân kênh COFDM Hình 2.36 Phân chia kênh COFDM 2.5.2 Các sóng mang phụ Trong symbol OFDM (ứng với time-segment), dải tần phụ có sóng mang phụ Các sóng mang phụ xếp trực giao nhau, khoảng cách sóng mang phụ nghịch đảo chu kỳ symbol Hình 2.37 biểu diễn xếp sóng mang phụ Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Page 63 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T Hình 2.37 Sắp xếp sóng mang phụ 2.5.3 Chèn khoảng bảo vệ Do có tiếng vọng (Echoes) gây nên hiệu ứng truyền đa đường, nên phần đầu symbol bị nhiễu symbol trước OFDM khắc phục điều cách chèn thêm khoảng bảo vệ trước symbol hình 2.38 Hình 2.38 Chèn khoảng bảo vệ Trong khoảng bảo vệ máy thu bỏ qua mà khơng xử lý tín hiệu Tuy nhiên, việc chèn thêm khoảng phải trả giá giảm dung lượng truyền dẫn Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Page 64 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T 2.5.4 Đồng kênh truyền Trong trình giải điều chế, máy thu phải lấy mẫu xác tín hiệu khoảng thời gian hữu ích symbol OFDM Do cửa sổ thời gian ấn định khoảng thời gian Hệ thống DVB-T sử dụng sóng mang phụ “pilot” trải kênh truyền dẫn, đóng vai trị điểm đánh dấu đồng (Synchronisation Markers) hình 2.39 Tín hiệu pilot sử dụng để đồng khung, đồng tần số, đồng thời gian, đánh giá kênh truyền, nhận dạng mode truyền Các sóng mang Pilot xác định vị trí cố định symbol OFDM có số lượng 45 Pilot carriers cho mode 2K 177 Pilot carriers cho mode 8K Vị trí số lượng sóng mang Pilot chu kỳ symbol mode 2K 8K cho bảng 2.5 Hình 2.39 Các sóng mang đồng Tín hiệu Pilot điều chế chuỗi giả ngẫu nhiên PRBS (Pseudo Random Binary Sequence) Chuỗi cho phép khống chế pha ban đầu tín hiệu tham số truyền TPS Bộ phát PRBS hoạt động theo đa thức : G(x) = x11 + x2 + Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Page 65 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T Sự phân chia kênh, mã hóa liệu, chèn khoảng bảo vệ sóng mang đồng tạo đặc tính sở phương pháp điều chế COFDM Các đặc tính làm giảm khả truyền tải kênh tốc độ bit hiệu dụng Tuy nhiên, chúng tạo khả lựa chọn hợp lý khả chống lỗi dung lượng kênh Bảng 2.5: Vị trí sóng mang pilot Mode 2K Mode 8K 45 pilot carriers 177 pilot carriers 48 54 87 141 48 54 87 141 156 192 201 255 156 192 201 255 279 279 282 333 432 450 483 525 531 618 282 233 432 450 483 636 714 759 765 780 804 873 888 918 525 531 618 636 714 939 942 969 984 1050 1101 1107 1110 1137 759 765 780 804 873 1140 1146 1206 1269 1323 1377 1491 1683 1704 888 918 939 942 969 1752 1758 1791 1845 1860 1896 1905 1959 1983 984 1050 1101 1107 1110 1986 2027 2136 2154 2187 2229 2235 2322 2340 1137 1140 1146 1206 1269 2481 2463 2469 2484 2508 2577 2592 2622 2643 1323 1377 1491 1683 1704 2646 2673 2688 2754 2805 2811 2814 2841 2844 Vị trí sóng mang Pilot 2850 2910 2973 3027 3081 3195 3387 3408 3456 3462 3495 3549 3564 3600 3609 3663 3687 3690 3741 3840 3858 3891 3933 3939 4062 4044 4122 4167 4173 4188 4212 4281 4296 4326 4347 4350 4377 4392 4458 4509 4515 4518 4545 4548 4554 4614 4677 4731 4785 4899 5091 5112 5160 5166 5199 5253 5268 5304 5313 5367 5391 5394 5445 5544 5562 5595 5637 5643 5730 5748 5862 5871 5877 5892 5916 5985 6000 6030 6051 6054 6081 6096 6162 6213 6219 6222 6249 6252 6258 6318 6381 6435 6489 6603 6795 6816 Vị trí sóng mang Pilot Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Page 66 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T 2.5.5 Tín hiệu tham số truyền TPS Tín hiệu tham số truyền TPS (Transmision Parameter Signalling) phát mang thông tin báo hiệu cho máy thu biết :  Loại điều chế QAM QPSK  Kiểu truyền không phân cấp phân cấp  Khoảng bảo vệ Tguard  Tốc độ mã Inner Code Rate  Truyền theo mode 2K 8K  Số frame superframe Tín hiệu tham số truyền phát song song 17 sóng mang TPS (TPS carier) cho mode 2K 68 sóng mang TPS cho mode 8K Vị trí sóng mang TPS cho bảng 2.6 Bảng 2.6: Vị trí sóng mang TPS Vị trí sóng mang TPS Mode 2K Mode 8K 34 50 209 346 413 569 34 50 209 346 413 569 595 688 790 901 1073 1219 1262 1286 1469 1594 595 688 790 901 1073 1687 1738 1754 1913 1050 2117 2273 2299 2392 2494 2605 2777 2923 2966 1219 1262 1286 1469 2990 3173 3298 3391 3442 3458 3617 3754 3821 3977 4003 4096 4198 4309 1594 1687 4481 4627 4670 4694 4877 5002 5095 5146 5162 5321 5458 5525 5681 5707 5800 5902 6013 6185 6331 6374 6398 6581 6706 6799 Trong khung OFDM, liệu TPS xác định qua 68 symbol OFDM liên tiếp, symbol OFDM mang bit TPS Mỗi khối TPS (tương ứng với khung OFDM) bao gồm 68 bit có vai trị sau : - bit bắt đầu - 16 bit đồng - 37 bit thông tin - 14 bit mã sửa sai Trong 37 bit thơng tin có 23 bit sử dụng 23 bit lại dự trữ đặt giá trị Định dạng nội dung thông tin TPS nêu cụ thể bảng 2.7 Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Page 67 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T Bảng 2.7: Định dạng nội dung tín hiệu TPS Bit chức Định dạng thị S0: Bit mở đầu S1 – S16: Từ mã đồng 0011010111101110 1100101000010001 S23, S24: Chỉ số khung OFDM 00 – khung số 1; 01 – khung số 10 – khung số 3; 11 – khung số S25, S26: Constellation 00: QPSK; 01: 16-QAM; 10: 64-QAM 11: Dự trữ S27, S28, S29: Thông tin phân cấp 000: không phân cấp; 001:  = 010:  = 2; 011:  = 4; 1xx: dự trữ S30, S31, S32: Tốc độ mã dòng HP 000: 1/2; 001: 2/3; 010: 3/4; 011: 5/6 100: 7/8; 101, 110, 111: dự trữ S33, S34, S35: Tốc độ mã dòng LP 000: 1/2; 001: 2/3; 010: 3/4; 011: 5/6 100: 7/8; 101, 110, 111: dự trữ S36, S37: Chỉ thị tốc dộ mã 00: 1/32; 01: 1/16; 10: 1/8; 11: 1/4 S38, S39: Chỉ thị mode truyền 00: mode 2K ; 01: mode 8K; 1x: dự trữ S40 – S53: Dự trữ Đặt tất S54 – S67: Mã chống nhiễu Mã BCH 2.5.6 Cấu trúc khung OFDM Trong hệ thống DVB-T, tín hiệu phát tổ chức theo khung (frame) Mỗi khung có chu kỳ khung TF bao gồm 68 symbol OFDM Cứ khung tạo lên siêu khung Mỗi symbol OFDM tạo K = 6817 sóng mang phụ mode 8K K = 1705 sóng mang phụ mode 2K truyền thời gian TS Nó gồm khoảng thời gian : thời gian hiệu dụng để truyền tin tức symbol TU khoảng thời gian bảo vệ Tg Các symbol khung OFDM đánh số (k) từ đến 67, chúng chứa đựng liệu thơng tin chuẩn bao gồm tín hiệu pilot tín hiệu tham số truyền TPS (như phân tích trên) Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Page 68 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T Các sóng mang đánh số k [Kmin; Kmax] Kmin = Kmax = 1074 mode 2K 6816 mode 8K Các thông số khác nêu chi tiết bảng 2.8 Bảng 2.8: Các thông số OFDM DVB-T Thông số Mode 8K Mode 2K Số sóng mang (K) 6817 1705 Kmin 0 Kmax 6816 1704 Thời gian hiệu dụng TU 896 µs 224 µs Khoảng cách sóng mang 1116 Hz 4464 Hz 7,61 7,61 1/TU Khoảng cách Kmin Kmax (K-1)/TU Khoảng bảo vệ Tg/TU ¼ 1/8 1/16 1/32 1/4 1/8 Thời gian khoảng bảo vệ 224 µs 112 µs 56 µs 26 µs 56 µs 28 µs 14 µs µs Chu kỳ symbol 1120 µs 1008 µs 952 µs 924 µs 280 µs 252 µs 238 µs 231 µs 1/16 1/32 TS = Tg + TU Hình 2.40 minh họa cấu trúc khung OFDM, vị trí tín hiệu sóng mang Pilot (Pilot carriers) cho mode 2K mode 8K Mỗi hàng symbol OFDM bao gồm 1705 sóng mang cho mode 2K 6817 sóng mang cho mode 8K Khung OFDM tạo thành từ 68 symbol OFDM liên tiếp Hình 2.40 Cấu trúc khung OFDM Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Page 69 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.6 TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T Điều chế COFDM Sơ đồ khối điều chế COFDM minh họa hình 2.41 Cơ sở điều chế COFDM dựa vào thuật toán biến đổi ngược Fourrier nhanh IFFT (Inverse Fast Fourrier Transform) R (Real) Data Input I D/A Converter IFFT Prepro cesser I/Q Modulator 2K/8K I (image) Q IF Output D/A Converter Hình 2.41 Khối OFDM hệ thống DVB-T Quá trình biến đổi IFFT thực chíp vi xử lý Bộ vi xử lý tính tốn hoạt động với xung lấy mẫu tín hiệu COFDM miền thời gian Hệ số phức Fourrier X(k) thiết lập nên cặp giá trị gồm phần thực Re (Real) thành phần ảo Im (Image) dạng nhị phân Các cặp giá trị nhị phân truy xuất đọc thời gian chu kỳ xung clock symbol Dữ liệu cung cấp cho điều chế vuông pha I/Q sau để chuyển phổ tín hiệu lên vùng tần số cao RF Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Page 70 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T CHƢƠNG III: PHÁT SĨNG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT Ở VIỆT NAM Tại Việt Nam việc thử nghiệm truyền hình số nhiều quy mô khác tiến hành khẩn trương nhiều năm qua thu kết quan trọng Những kết thử nghiệm giúp Chính phủ định ứng dụng rộng rãi cơng nghệ truyền hình số mặt đất DVB-T theo tiêu chuẩn Châu Âu Việt nam từ tháng năm 2005.[5] 3.1 Chọn tiêu chuẩn phát sóng truyền hình số cho Việt Nam Vì chọn chuẩn DVB-T ? Việc lựa chọn tiêu chuẩn phát sóng cho Việt Nam cần dựa số tiêu chí hay quan điểm định Ở giai đoạn, quan điểm khác số điểm Ví dụ: Trước (1984), Việt Nam định lựa chọn tiêu chuẩn truyền hình màu SECAM III b tiêu chuẩn phát sóng D/K (theo khối nước XHCN) Việt Nam thành viên OIRT (tổ chức phát truyền hình quốc tế khối nước XHCN) Sau (1990), Việt Nam định lại chọn tiêu chuẩn truyền hình màu PAL giữ nguyên tiêu chuẩn phát sóng D/K thơng qua vài lần hội thảo Việc định chọn SECAM III b chủ yếu nhà lãnh đạo định Lần định chọn PAL có đưa vài lần hội thảo với cán khoa học kỹ thuật Lần chọn tiêu chuẩn phát sóng truyền hình số có số chuẩn bị ban đầu nói Tuy nhiên chưa thực phép thử nghiệm cách Thông thường, để chọn lựa cần vào số quan điểm định ví dụ quan điểm kỹ thuật, quan điểm kinh tế - trị 3.1.1 Quan điểm kỹ thuật - Là tiêu chuẩn có ưu điểm, đại, mở (để phát triển thêm) có khả tương thích cao, nhiều nước sử dụng - Có khả làm việc với tỷ lệ khn hình 4:3 16:9 (băng tần tiêu chuẩn) 16:9 (băng tần cao) Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Page 71 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T Sử dụng dòng truyền liệu theo tiêu chuẩn quốc tế (định dạng lấy mẫu 4:2:0, nén MPEG-2 MP-ML, có khả tương thích chuyển đổi lên/xuống lớp bậc thấp cao, quan hệ SDTV HDTV) - Tiêu chuẩn phát sóng số không gây trở ngại cho việc quy hoạch số - Có khả sử dụng lại (phần định) hệ thống máy phát hình kỹ thuật tương tự 3.1.2 Quan điểm kinh tế trị - Tiêu chuẩn nhiều nước sử dụng (thuận lợi cho trao đổi chương trình, hội nhập quốc tế) - Có khả đầu tư phù hợp với Việt Nam Căn vào quan điểm kỹ thuật, quan điểm kinh tế - trị ưu điểm ba tiêu chuẩn DVB-T, ISDB-T, ATSC, ta đến lựa chọn Tiêu chuẩn DVB-T có số ưu điểm trội so với tiêu chuẩn kia: Dòng truyền bit (TS): - Ghép chương trình truyền hình (mỗi chương trình kèm theo nhiều đường tiếng) kênh (1 - chương trình với chất lượng tốt) - Dễ thay đổi tốc độ (để cân đối chất lượng số lượng chương trình truyền hình dòng truyền TS) - Truyền nhiều đường radio với đường video - Nhiều dịch vụ (tương tác, truyền hình theo yêu cầu VOD,…) Độ rộng kênh sóng mềm dẻo (8 MHz) Tỉ lệ lỗi bit [BER] thấp Thu cố định thu di động (đến 270 Km/giờ): tốt Khả dung mạng SFN: tốt Số lượng nước sử dụng DVB-T: lớn Tuy kết thử nghiệm Brazil có khác với đánh giá Singapore (Brazil đánh giá ISDB-T tốt DVB-T kỹ thuật) Nhưng ưu điểm DVB-T hồn tồn thỏa mãn tiêu chí nêu Ngồi Việt Nam sử dụng độ rộng kênh phát sóng (truyền hình tương tự) MHz (tiêu chuẩn D/K) Điều DVB-T đáp ứng tốt Vấn đề thứ hai Việt Nam sử dụng mạng điện theo tiêu chuẩn 50 Hz Vấn đề có liên quan đến đồng hệ thống truyền hình (từ khâu sản xuất Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Page 72 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T chương trình đến khâu truyền dẫn phát sóng, hệ PAL có chuẩn 625 dòng/50Hz) Nước gần ta Singapore định dùng tiêu chuẩn DVB-T Hồng Kông Trung Quốc nghiên cứu thử nghiệm có thiên hướng chọn DVB-T Với lý nêu trên, Việt Nam cần phải chọn sử dụng tiêu chuẩn DVBT cho truyền hình Việt Nam Thực tế, việc định chọn tiêu chuẩn phát sóng DVB-T cho Việt Nam đồng thời có nghĩa định chọn tiêu chuẩn truyền dẫn số qua cáp qua vệ tinh DVB-C DVB-S, tiêu chuẩn thuộc họ tiêu chuẩn DVB (Châu Âu) 3.2 Dự kiến triển khai Từ định chọn DVB-T, cần triển khai:  Phát thử nghiệm phạm vi thành phố: - Tại điểm: Hà Nội TP Hồ Chí Minh từ 2001 - Máy phát hình số, kênh sóng thuộc băng UHF, cơng suất 2KW trung bình - Từ 2004 trở nhà nước khơng cấp phép nhập máy phát hình tương tự Từ đến 2003 khuyến cáo nhập máy phát hình tương tự có khả chuyển sang phát số  Ghép nhiều chương trình truyền hình kênh sóng Hệ thống ghép nhiều chương trình thành dòng liệu nối tiếp TS bao gồm khâu: - Biến đổi tương tự sang số cho audio video - Mã hóa (nén) MPEG-2 cho video audio - Ghép kênh chương trình, ghép kênh dịng truyền chung cho video audio Hệ thống ghép kênh cần phải nghiên cứu cân nhắc để lắp đặt Trung tâm truyền hình máy phát  Đo kiểm tra báo cáo kết - Bố trí thường xun đo kiểm tra thơng số quan trọng, báo cáo kết quả, hội thảo kỹ thuật (nhiều lần) - Đầu tư thiết bị đo kiểm tra kỹ thuật số giao cho đơn vị thực Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Page 73 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T  Quy hoạch mạng phủ sóng số - Kết đo - kiểm tra giúp ích cho việc quy hoạch mạng phân bố (SFN) - Tiến hành quy hoạch (từ năm 2003 trở đi) mạng phủ phân bố Trong cần cân nhắc quan hệ hệ thống truyền hình số quốc gia địa phương kênh phát - chương trình truyền hình có chất lượng tốt - Trong quy hoạch cần ý đến tồn hệ thống máy phát hình tương tự (quốc gia địa phương) Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Page 74 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T KẾT LUẬN Qua thời gian học tập nghiên cứu Khoa Điện tử Viễn thông - Đại Học Vinh, giảng dạy giúp đỡ tận tình thầy giáo Đến em kết thúc khóa học nhận đề tài tốt nghiệp Với giúp đỡ tận tình thầy giáo Nguyễn Phúc Ngọc, thầy giáo, cô giáo Khoa Điện tử Viễn thông cố gắng thân em hoàn thành đồ án với nội dung sau:  Tìm hiểu tổng quan truyền hình số  Tìm hiểu kỹ thuật điều chế truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn Châu Âu (DVB-T)  Giới thiệu tiêu chuẩn phát sóng truyền hình số mặt đất Việt Nam, dự kiến triển khai Từ kết đạt được, đồ án sâu tiếp tục nghiên cứu chi tiết kỹ thuật điều chế truyền hình số mặt đất DVB-T để nhằm áp dụng triển khai xây dựng mơ hình truyền hình số mặt đất DVB-T Việt Nam cách hiệu Do thời gian nghiên cứu chưa dài nhận thức cịn nơng cạn chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, em xin trân trọng cảm ơn tiếp thu ý kiến đóng góp, sửa chữa Thầy giáo bạn để em tiếp tục hoàn thiện nghiên cứu mở rộng đề tài cách toàn diện Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh Viên Nguyễn Minh Đức Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Page 75 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Quách Tuấn Ngọc: “Xử lý tín hiệu số”, Nhà xuất giáo dục - 1997 [2] Nguyễn Phạm Anh Dũng: “Digital Radio-Relay Technology”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật - 1997 Bản dịch [3] http://www.dalat.gov.vn/ptth/Ky%20thuat/Ky%20thuat.h tm, truy cập cuối ngày 19/12/2012 [4] ETSI EN 300 744, European Standard (Telecommunications series): “Digital broadcasting systems for television, sound and data services; Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television”, DVB Project technical publication - 1999 [5] http://truyenhinhso.vn/th-so-mat-dat, truy cập lần cuối ngày 19/12/2012 Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Page 76 ... ÁN T? ? ?T NGHIỆP TRUYỀN HÌNH SỐ M? ?T Đ? ?T DVB- T Broadcasting đ? ?t DTV Digital Television Truyền hình số DVB Digital Video Broadcasting Truyền dẫn truyền hình số DVB- C DVB - Cable DVB- S DVB - Satellite... Các thông số OFDM DVB- T 69 Nguyễn Minh Đức 48K - ĐTVT Page ĐỒ ÁN T? ? ?T NGHIỆP TRUYỀN HÌNH SỐ M? ?T Đ? ?T DVB- T DANH SÁCH CÁC T? ?? VI? ?T T? ?T VI? ?T T? ?T TỪ TIẾNG ANH T? ?? TIẾNG VI? ?T ASK Amplitude Shift... t? ?? Page ĐỒ ÁN T? ? ?T NGHIỆP IFFT ISDB -T ISO ITU TRUYỀN HÌNH SỐ M? ?T Đ? ?T DVB- T Inverse FFT Intergeted Services Digital Broadcasting - Terrestrial FFT ngược Hệ thống truyền hình số m? ?t đ? ?t sử dụng mạng