Truyền hình số mặt đất dvb t và thực trạng sử dụng tại việt nam

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH KHOA ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: Truyền hình số mặt đất DVB – T thực trạng sử dụng Việt Nam Người hướng dẫn : ThS Cao Thành Nghĩa Sinh viên thực hiện: Nguyễn Trường Giang Lớp : 47K - ĐTVT Vinh, 5-2010 MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU TÓM TẮT ĐỒ ÁN DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU CÁC TỪ NGỮ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN 10 Chương TỔNG QUAN TRUYỀN HÌNH SỐ 12 1.1 Giới thiệu chung truyền hình số 12 1.1.1 Sơ đồ khối chức hệ thống truyền hình số 13 1.1.2 Đặc điểm truyền hình số 14 1.2 Các hệ thống truyền hình số quảng bá 18 1.2.1 Hệ thống truyền hình số hữu tuyến ( truyền hình cáp ) DVB-C 19 1.2.2 Hệ thống truyền hình số mặt đất 19 1.2.3 Hệ thống truyền hình số vệ tinh 20 1.3 Các tiêu chuẩn nén truyền hình số 21 1.3.1 Nén video theo tiêu chuẩn MPEG 23 1.3.2 Nén video theo MPEG – 28 1.3.3 Nén video theo MPEG – 30 1.3.4 Nén video theo MPEG – 36 1.4 Kết luận chương 38 Chương TIÊU CHUẨN TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB – T 39 2.1 Giới thiệu truyền hình số mặt đất DVB – T 39 2.1.1 Sơ đồ khối 41 2.1.2 Đặc điểm 43 2.2 Điều chế truyền hình số 44 2.2.1 Tổng quan kỹ thuật điều chế COFDM 45 2.2.2 Đặc tính COFDM 47 2.2.3 Nguyên tắc COFDM 48 2.2.4 Điều chế số 50 2.2.5 Đồng kênh 55 2.2.6 Khoảng bảo vệ 57 2.2.7 Mạng đơn tần SFN 58 2.3 Mã hóa kênh điều chế DVB – T 59 2.3.1 Phân tán lượng 59 2.3.2 Mã tráo 60 2.3.3 Mã 61 2.3.4 Tráo 62 2.3.5 Hàm tín hiệu COFDM chuẩn DVB – T 63 2.3.6 Máy thu DVB – T thực tế 65 2.4 Các thông số đo kiểm tra 67 2.4.1 độ xác tần số RF 67 2.4.2 Độ chọn lọc 68 2.4.3 Phạm vi điều khiển tự động tần số 68 2.4.4 Công suất RF/IF 68 2.4.5 Công suất tạp nhiễu 69 2.4.6 Độ nhạy máy thu/ dải động kênh gaussian 69 2.4.7 Hiệu suất công suất 70 2.4.8 Can nhiễu liên kết 70 2.4.9 Quan hệ ber tỉ số c/n thay đổi công suất máy phát 70 2.5 Kết luận chương 71 Chương TRIỂN KHAI TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT TẠI VIỆT NAM 72 3.1 Tình hình phát triển truyền hình số mặt đất giới 72 3.2 Truyền hình số mặt đất Việt Nam 74 3.2.1 Lý Việt Nam chọn hệ thống truyền hình số DVB – T 75 3.2.2 Quá trình thử nghiệm 76 3.2.3 Tình hình phát triển 78 3.2.4 Đánh giá 79 3.3 Tình hình sử dụng quản lý thiết bị 81 3.3.1 Tình hình sử dụng thiết bị 81 3.3.2 Tình hình quản lý thiết bị 83 3.3.3 Xây dựng tiêu chuẩn 84 3.4 Kế hoạch số hóa truyền hình tương tự mặt đất Việt Nam 85 3.4.1 Mục tiêu cụ thể 85 3.4.2 Nguyên tắc thực kế hoạch số hóa 86 3.4.3 Kế hoạch số hóa truyền hình tương tự mặt đất 86 3.5 Tiêu chuẩn DVB – T2 88 3.5.1 Giới thiệu 88 3.5.2 Mơ hình hệ thống DVB – T2 89 3.5.3 Đặc tính kỹ thuật DVB – T2 89 3.5.4 Tương lai phát triển chuẩn DVB – T2 92 3.5 Kết luận chương 93 KẾT LUẬN 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 LỜI NĨI ĐẦU Trong năm gần đây, kỹ thuật thơng tin vơ tuyến có bước phát triển vượt bậc Sự phát triển nhanh chóng video, thoại thông tin liệu Internet, điện thoại di động có mặt khắp nơi nhu cầu truyền thông đa phương tiện di động ngày tăng cao Và truyền hình số với ưu điểm vượt trội so với truyền hình tương tự đời tất yếu Truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn Châu Âu DVB – T sử dụng phổ biến nhiều nước giới Với nhiều ưu điểm kỹ thuật phù hợp với điều kiện tự nhiên – xã hội, hệ truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn triển khai sử dụng Việt Nam Em nhận thấy truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn Châu Âu DVB – T cơng nghệ có nhiều tiềm tiềm với khả phát triển vững lâu dài Đề tài cho đồ án tốt nghiệp em “ Truyền hình số mặt đất DVB – T thực trạng sử dụng Việt Nam” Đồ án tốt nghiệp gồm chương: Chương 1: Tổng quan truyền hình số Chương 2: Tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DVB – T Chương 3: Triển khai truyền hình số mặt đất DVB – T Việt Nam Trong trình làm đề tài, em cố gắng nhiều song lượng kiến thức hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận thơng cảm, phê bình, hướng dẫn giúp đỡ tận tình Thầy bạn lớp Cuối em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy, cô giáo khoa Điện tử viễn thông giúp đỡ em trình làm đồ án Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn ThS Cao Thành Nghĩa, trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn! Vinh, ngày tháng 05 năm 2011 Sinh viên thực Nguyễn Trường Giang TÓM TẮT ĐỒ ÁN Trước phát triển không ngừng khoa học công nghệ, truyền hình kỹ thuật số đời bước thay hồn tồn truyền hình tương tự Hệ thống truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn Châu Âu DVB – T sử dụng rộng rãi giới điển hình Đồ án tốt nghiệp em trình bày trình phát triển, đặc điểm kỹ thuật, băng tần, kỹ thuật điều chế COFDM việc triển khai, ứng dụng tiêu chuẩn DVB – T Việt Nam ABSTRACT THESIS In the face of ongoing development of science and technology, Digital Video Broadcasting been formed and step by step eventually replaced the other broadcastings The Digital Video Broadcasting – Terrestrial according to Europe standards is used widely around the world Project presented a summary of the development process, specifications, in depth bands, the standard modulation technique COFDM and the deployment, the application of DVB – T standard in Viet Nam DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Sơ đồ khối hệ thống truyền hình số 13 Hình 1.2 Các dạng thức truyền dẫn DVB điển hình 21 Hình 1.3 Sơ đồ khối trình nén giải nén 22 Hình 1.4 Hệ thống chuẩn MPEG 24 Hình 1.5 Cấu trúc GOP mở 26 Hình 1.6 Cấu trúc GOP đóng 27 Hình 1.7 Bộ giải mã MPEG tiêu biểu 28 Hình 1.8 Cấu trúc lớp MPEG – 34 Hình 1.9 Cấu trúc PS 35 Hình 1.10 Cấu trúc gói dịng truyền tải TS 36 Hình 2.1 Tiêu chuẩn DVB – T 41 Hình 2.2 Sơ đồ khối hệ thống truyền hình số mặt đất 41 Hình 2.3 Sơ đồ khối chức hệ DVB – T 44 Hình 2.4 Sơ đồ hệ thống OFDM 46 Hình 2.5 Phổ sóng mang đơn 49 Hình 2.6 Phổ sóng mang trực giao 49 Hình 2.7 Biểu đồ tín hiệu tín hiệu QPSK 52 Hình 2.8 Chịm phân cấp 53 Hình 2.9 Phân bố sóng mang DVB-T (chưa chèn khoảng bảo vệ) 55 Hình 2.10 Phân bố pilot DVB-T 56 Hình 2.11 Phân bố sóng mang chèn thêm khoảng thời gian bảo vệ 57 Hình 2.12 Dạng tín hiệu minh họa có bảo vệ 58 Hình 2.13 Sơ đồ khối thực tế bên máy phát DVB – T 59 Hình 2.14a Gói sau ghép truyền dẫn MPEG – 60 Hình 2.14b Các gói truyền dẫn ngẫu nhiên hóa 61 Hình 2.14c Các gói chống lỗi mã 61 Hình 2.14d Cấu trúc dịng liệu sau tráo 61 Hình 2.15 Mã chập gốc với tốc độ mã 1/2 62 Hình 2.16 Thời gian symbol chèn khoảng bảo vệ 64 Hình 2.17 Sơ đồ khối thực tế bên máy thu phát DVB – T 65 Hình 2.18 Máy phát DVB – T 67 Hình 2.19 Máy thu DVB – T 69 Hình 3.1 Phân bố truyền hình số mặt đất giới 73 Hình 3.2 Phạm vi phủ sóng DVB – T Việt Nam 74 Hình 3.3 Máy phát hình số DVB – T 81 Hình 3.4 Mơ hình hệ thống DVB – T2 89 DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1 Khái quát tiêu chuẩn nén 23 Bảng 1.2 Tham số theo chuẩn nén MPEG – [2] 30 Bảng 1.3 Các level profile MPEG - 33 Bảng 2.1 Mô tả thông số mode làm việc DVB -T 40 Bảng 2.2 Tín hiệu điều chế QPSK 51 Bảng 2.3 Các hoán vị mode 2k 63 Bảng 2.4 Các hoán vị mode 8k 63 Bảng 2.5 Các giá trị khoảng phòng vệ 64 Bảng 3.1 Thiết bị cung cấp tín hiệu sở đầu vào 83 Bảng 3.2 Thiết bị phát sóng truyền hình số DVB-T 84 Bảng 3.3 So sánh tiêu chuẩn DVB-T DVB-T2 89 CÁC TỪ NGỮ VIẾT TẮT SỬ DỤNG TRONG ĐỒ ÁN Viết tắt Tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt A/D Analog to Digital Bộ biến đổi tương tự - số AIIM Association of Image and Infomation Hiệp hội hình ảnh thơng tin ANSI American National Standard Institule Tiêu chuẩn quôc gia Mỹ Biph Bi Phase Mã pha Comite‟ Consultatif International CCIR Uỷ ban tư vấn vô tuyến quốc tế des Radiocommunications CCITT Consultative Commitee International Telephone and Telegraph Uỷ ban tham vấn quốc tế điện thoại điện tín COFDM Code Orthoginal Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số mã trực giao DAB Digital Audio Broadcast Phát quảng bá âm số DCT Discrete Cosin Transfom Biến đổi cosin rời rạc DFT Discrete Fourier Transfom Biến đổi Fourier rời rạc DPCM Diffrential Pulse Code Modulation Điều chế xung mã vi sai DSP Digital Signal Prosessor Tín hiệu số DVB-T Digital Video Broadcasting-Terrestrial Hệ thống truyền hình số mặt đất D/A Digital to Analog Biến đổi số - tương tự ES Elementary Stream Dòng FDM Frequency Division Multiplex Ghép kênh phân chia theo tần số FDMA Frequency Division Multiplex Access Đa truy nhập phân chia theo tần số FFT Fast Fourier Transfom Biến đổi Fourier nhanh HDTV High Definition Television Truyền hình số phân dải cao ICI I Carrier Interfrence Nhiễu sóng mang 10 - Mở rộng phạm vi phủ sóng mạng dịch vụ truyền hình kỹ thuật số, đáp ứng nhu cầu xem truyền hình số lượng lớn người dân 10 tỉnh - Truyền tải chương trình truyền hình Quốc gia, chương trình thể thao, ca nhạc, giải trí phục vụ nhu cầu nghe xem người dân 3.3 Tình hình sử dụng quản lý thiết bị 3.3.1 Tình hình sử dụng thiết bị Hiện giới có nhiều hãng sản xuất thiết bị phát hình quảng bá sử dụng cơng nghệ số Ở đây, giới thiệu sê ri máy phát hình số DBT công suất từ 10 W đến 10 kW Họ máy phát hình số bao gồm: DBTV 10, DVBT 30, DVBT 50, DVBT 130, DVBT 250 DVBT 500 Họ máy phát tương thích với chuẩn quốc tế DVB-T, ATSC ISDB Chuẩn truyền dẫn số ETS 300 744 TS 101191 Các máy phát có khả tương thích với phát tương tự Hình 3.3 Máy phát hình số DVB – T Ở Việt Nam, việc nghiên cứu, chế thử máy phát hình số tiến hành Máy phát hình số DVB-T cơng suất tới 400 W băng tần UHF VHF số sản phẩm đề tài KC.01.16: “Thiết kế chế thử máy 81 phát hình số DVB-T” Cơng ty Đầu tư phát triển cơng nghệ truyền hình Việt Nam (VTC) chủ trì, TS Phạm Đắc Bi chủ nhiệm đề tài Đặc biệt, máy phát hình số DVB-T đề tài thiết kế, kỹ sư tìm giải pháp phát đồng thời theo công nghệ cũ (công nghệ tương tự) Đề tài Hội đồng nghiệm thu cấp nhà nước đánh giá xếp loại B đề nghị Bộ Khoa học Công nghệ tạo điều kiện cho thực dự án sản xuất thử nghiệm để đề tài hoàn chỉnh sản phẩm, hướng tới tổ chức sản xuất ứng dụng nước xuất Máy phát hình số Việt Nam phát đồng thời kênh liền kề, kênh có độ rộng băng thơng MHz có số thông số kỹ thuật sau: - Kênh 26, băng tần UHF - Trở kháng cao tần đầu ra: 50 Ohm - Connector đầu cao tần 7/8" EIA - Độ rộng băng thông: 8Mhz - Công suất: 0,8 kW - Tín hiệu đầu vào: MPEG - Tốc độ liệu đầu vào: 3.73 - 31.67 - Độ dài gói truyền tải: 188 byte - 204 byte (SPI) - IFFT - Khoảng bảo vệ: - Tỷ lệ mã sửa sai: 2k/8k 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8 - Điều chế: QPSK, 16QAM, 64QAM - Đầu vào nối tiếp: 02 x ASI - BNC 75ohm - Đầu vào chuẩn tần số: 10 Mhz, BNC 50ohm - Đầu vào chuẩn thời gian: 1PPS, BNC 50ohm - Đầu chuẩn: TS clock signal - Chế độ phân cấp: Cho tất mode DVB-T - Độ ổn định tần số: 1ppm,or chuẩn theo tín hiệu ngồi - Bức xạ hài Không lớn -55 dBc 82 - Nguồn nuôi pha 220/380VAC ± 15%; - Tần số nguồn nuôi 50Hz; - Khối khuếch đại công suất sử dụng công nghệ bán dẫn LDMOS, cấu trúc exciter kép - Làm mát chất lỏng khí - Nhiệt độ vận hành -10o đến +45o C; - Độ ẩm tối đa: 90%, không ngưng tụ - Máy phát tổ hợp chung tủ máy kích thước tiêu chuẩn 19" 3.3.2 Tình hình quản lý thiết bị Hiện nay, mạng truyền hình kỹ thuật số thử nghiệm thành cơng bắt đầu triển khai phạm vi rộng Các thiết bị phát hình sử dụng mạng lưới công ty Đầu tư phát triển công nghệ truyền hình Việt Nam đo kiểm đánh giá chất lượng hệ thống thiết bị đồng Tuy nhiên, đây, quan tâm đến việc đo kiểm tham số sau: Bảng 3.1 Thiết bị cung cấp tín hiệu sở đầu vào STT Chỉ tiêu đo Thông số đo Table_ID Section_syntax_indicator Section_length 57 Section_number Transport_Stream_ID CRC_32 0x7D2FDF64 PCR_PID 1001 Stream_type video Stream_type audio 83 Bảng 3.2 Thiết bị phát sóng truyền hình số DVB-T STT Chỉ tiêu đo Tần số Dạng chòm Kiểu IFFT Tỷ lệ mã sửa sai Khoảng bảo vệ Chế độ phân cấp Băng thông Thông số đo 514MHz 64 QAM 2/3 1/32 non 8MHz MER Modulation Error Ratio (dB) 27,7 BER Bit Error Rate - Pre Viterbi - Post Viterbi S/N Signal to Noise (dB) 27 PJ Phase Jitter (Degree) Đáp tuyến biên độ tần số (dB) 1,5 CSI Channel State Information (%) 14 2,44E-5 Về độ rộng băng tần kênh, giới có hai loại: MHz MHz Nhưng văn pháp quy truyền hình Việt Nam có qui định độ rộng băng tần kênh cho truyền hình Việt Nam MHz 3.3.3 Xây dựng tiêu chuẩn Khi đưa thiết bị vào sử dụng mạng cần phải đảm bảo việc sử dụng hiệu phổ tần, đồng thời khơng gây can nhiễu có hại đến dịch vụ thiết bị khác Trong đó, chưa có tiêu chuẩn Ngành cho thiết bị phát hình quảng bá sử dụng kỹ thuật số, chưa có tiêu chuẩn Việt Nam để phục vụ cho công tác quản lý, giải vấn đề liên quan đến tính tương thích điện từ trường chủng loại thiết bị Việc xây dựng quy chuẩn kỹ thuật yêu cầu phổ tần tương thích điện từ trường cho thiết bị phát hình quảng bá mặt đất sử dụng kỹ thuật số cần thiết nhằm mục đích: 84  Phục vụ cho công tác quản lý thiết bị  Đảm bảo chủng loại thiết bị đưa vào sử dụng khơng gây ảnh hưởng đến hệ thống thông tin khác  Làm sở để giải vấn đề can nhiễu thiết bị phát hình quảng bá với chủng loại thiết bị với hệ thống thông tin khác 3.4 Kế hoạch số hóa truyền hình tương tự mặt đất Việt Nam [6] 3.4.1 Mục tiêu cụ thể 3.4.1.1 Đến năm 2015 a Đảm bảo 80% hộ gia đình có máy thu hình nước xem truyền hình số phương thức khác nhau, truyền hình số mặt đất chiếm khoảng 55% phương thức truyền hình số b Phủ sóng truyền hình số mặt đất để truyền dẫn kênh chương trình phục vụ nhiệm vụ trị tới 60% dân cư c Áp dụng tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất sở tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T, tiêu chuẩn mã hóa tín hiệu hình ảnh âm MPEG2 MPEG-4 d Bước đầu hình thành thị trường truyền dẫn, phát sóng truyền hình số mặt đất với - doanh nghiệp hoạt động phạm vi toàn quốc khu vực 3.4.1.2 Đến năm 2020 a Đảm bảo 100% hộ gia đình có máy thu hình nước xem truyền hình số phương thức khác Trong đó, truyền hình số mặt đất chiếm 45% phương thức truyền hình b Phủ sóng truyền hình số mặt đất để truyền dẫn kênh chương trình phục vụ nhiệm vụ trị tới 80% dân cư c Sau năm 2015 áp dụng tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất sở tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T, tiêu chuẩn mã hóa tín hiệu hình ảnh âm MPEG-4 phiên tiêu chuẩn d Phát triển hoàn thiện thị trường truyền dẫn, phát sóng truyền hình 85 số mặt đất quy mô tối đa từ đến doanh nghiệp hoạt động phạm vi toàn quốc khu vực, sở cạnh tranh lành mạnh quản lý thống Nhà nước 3.4.2 Nguyên tắc thực kế hoạch số hóa  Đảm bảo an tồn, khơng gián đoạn kênh chương trình truyền hình, đặc biệt kênh chương trình truyền hình phục vụ nhiệm vụ trị thơng tin tun truyền thiết yếu đến người dân  Sử dụng chung hạ tầng truyền dẫn, phát sóng truyền hình số mặt đất đài truyền hình trung ương địa phương, sở đảm bảo lợi ích tồn cục lâu dài hệ thống truyền hình  Bảo đảm chuyển đổi sang truyền hình số thực theo nguyên tắc: khu vực có trình độ phát triển cao, khan tần số triển khai chuyển đổi trước; khu vực có điều kiện kinh tế khó khăn triển khai chuyển đổi sau  Kết thúc phát sóng truyền hình mặt đất cơng nghệ tương tự tỉnh, khu vực để chuyển sang phát sóng truyền hình mặt đất cơng nghệ số 95% số hộ gia đình địa phương, khu vực có máy thu hình có khả thu kênh chương trình truyền hình phục vụ nhiệm vụ trị thông tin tuyên truyền thiết yếu phương thức truyền dẫn, phát sóng số khác  Việc hỗ trợ số hóa truyền dẫn, phát sóng truyền hình mặt đất thực dựa nguyên tắc hợp lý, công khai, minh bạch  Tạo điều kiện thuận lợi cho việc triển khai truyền hình số mặt đất, sở tận dụng sở hạ tầng truyền hình đầu tư 3.4.3 Kế hoạch số hóa truyền hình tương tự mặt đất 3.4.3.1 Các nhóm địa phương thực lộ trình số hóa Việc chia nhóm vào khả chuyển đổi sang truyền hình số như: trình độ phát triển kinh tế - xã hội, điều kiện truyền sóng, khả phân bổ tần số 86 Nhóm I: Hà Nội,Thành phố Hồ Chí Minh, Hải Phịng, Đà Nẵng, Cần Thơ Nhóm II: Vĩnh Phúc, Bắc Ninh, Hải Dương, Hưng Yên, Quảng Ninh, Thái nguyên, Bình Dương, Đồng Nai, Bà Rịa - Vũng Tàu, Khánh Hòa, Long An, Tiền Giang, Bến Tre, Vĩnh Long, Đồng Tháp, An Giang, Kiên Giang, Hậu Giang, Thừa Thiên - Huế Nhóm III: Thái Bình, Hà Nam, Nam Định, Ninh Bình, Bắc Giang, Phú Thọ, Ninh Thuận, Bình Thuận, Bình Phước, Tây Ninh, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau Nhóm IV: Hà Giang, Cao Bằng, Bắc Kạn, Tuyên Quang, Lào Cai, Yên Bái, Lạng Sơn, Điện Biên, Lai Châu, Sơn La, Hịa Bình, Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị, Kon Tum, Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nông, Lâm Đồng 3.4.3.2 Giải pháp công nghệ tiêu chuẩn a Xác định công nghệ truyền dẫn phát sóng truyền hình số sử dụng phương tiện mặt đất, vệ tinh, cáp, di động, internet công nghệ cao thuộc lĩnh vực công nghệ thông tin để ưu tiên đầu tư phát triển b Áp dụng thống tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T phiên tiếp theo, nhiên phải đảm bảo tính tương thích ngược với hệ thống c Từ ngày 1/1/2014 tất máy thu hình sản xuất nhập vào Việt Nam phải tích hợp chức thu truyền hình số mặt đất cung cấp với đầu thu truyền hình số mặt đất tiêu chuẩn mã hóa tín hiệu hình ảnh âm MPEG-4 Từ ngày 1/1/2016 ngừng hoàn toàn việc sản xuất nhập máy thu truyền hình tương tự Việt Nam, trừ việc sản xuất để xuất d Quy hoạch tần số cho truyền hình số mặt đất sở ưu tiên áp dụng công nghệ mới, sử dụng mạng đơn tần, kỹ thuật ghép kênh tần số liền kề kỹ thuật khác nhằm sử dụng hiệu tài nguyên tần số vô tuyến 87 điện Kết hợp sử dụng mạng đa tần, mạng đơn tần diện rộng mạng đơn tần cục bộ, phù hợp với điều kiện thực tế 3.5 Tiêu chuẩn DVB – T2 3.5.1 Giới thiệu Chuẩn DVB-T chuẩn phát sóng truyền hình số mặt đất triển khai thành công, nhiều nước chấp nhận Ngay từ công bố lần đầu năm 1995, chuẩn ủng hộ 50% quốc gia giới Tuy nhiên, từ sau đời chuẩn DVB-T nghiên cứu kỹ thuật truyền dẫn tiếp tục triển khai tùy chọn điều chế, kháng lỗi đường truyền tiếp tục phát triển Mặt khác, nhu cầu phổ tần gia tăng với áp lực phổ tần dùng cho dịch vụ phi quảng bá (cũng chia xẻ vùng băng tần dịch vụ quảng bá) khiến cho việc gia tăng hiệu phổ tần lên mức tối đa ngày cấp thiết Từ đó, nhóm DVB Project phát triển chuẩn truyền hình số mặt đất hệ thứ DVB-T2 Tiêu chuẩn xuất lần vào 6/2008 ETSI (European Telecommunication Standardisations Institute) chuẩn hóa từ tháng 9/2009 Việc triển khai phát triển sản phẩm cho chuẩn bắt đầu Khả gia tăng dung lượng multiplex truyền hình số mặt đất ưu điểm chuẩn DVB-T2 So sánh với chuẩn truyền hình số DVB-T chuẩn hệ thứ hai DVB-T2 cung cấp gia tăng dung lượng tối thiểu 30% điều kiện thu sóng dùng anten thu có Tuy nhiên, số thử nghiệm sơ cho dung lượng thực tế gia tăng đến gần 50% Điều thuận lợi cho việc triển khai dịch vụ quảng bá đòi hỏi nhiều dung lượng 88 3.5.2 Mơ hình hệ thống DVB – T2 DVB – T2 TS T2 - MI TS Tín hiệu vào SS1 : Mã hóa ghép kênh Video/Audio SS2 : Cổng kết nối SS3 : Điều chế T2 SS3 : Điều chế T2 SS4 : Giải điều chế T2 SS5 : Giải mã MPEG SS4 : Giải điều chế T2 SS5 : Giải mã MPEG SS4 : Giải điều chế T2 SS5 : Giải mã MPEG Tín hiệu Kênh RF Thu T2 Hình 3.4 Mơ hình hệ thống DVB – T2 3.5.3 Đặc tính kỹ thuật DVB – T2 [8] Bảng 3.3 So sánh tiêu chuẩn DVB-T DVB-T2 DVB - T DVB- T2 Mã chập + RS LPDC + BCH Phương thức điều chế 1/8 1/8 Khoảng bảo vệ 1/4,1/8,1/16,1/32 1/4,19/256,1/8,19/ 128,1/16,1/32,1/128 Kích thước FFT 2k,8k 1k,2k,4k,8k,16k,32k Pilot phân tán 8% tổng 1%,2%,4%,8% tổng Pilot liên tục 2,6% tổng 0,35% tổng Phương thức sóng mang Tiêu chuẩn Mở rộng Tốc độ bit 31,67 Mbps 31,67 Mbps FEC 89 3.5.3.1 Các đặc điểm kỹ thuật Dựa thành cơng DVB-T, đặc tính kỹ thuật DVB-T2 kết hợp phát triển phiên gần điều chế sửa lỗi, khoảng bảo vệ để gia tăng dung tượng tốc độ bit cải thiện khả kháng nhiễu tín hiệu Để đạt cải tiến này, thay đổi thực lớp vật lý, đến cấu hình mạng, tối ưu hiệu suất phối hợp đặc tính truyền kênh tần số Các yêu cầu thương mại xem việc gia tăng dung lượng 30% so với DVB-T xét điều kiện thu sóng Tuy nhiên, thực nghiệm cho thấy dung lượng tăng gần 65% kết chưa kiểm chứng đầy đủ điều kiện ứng dụng khác 3.5.3.2 Các đặc điểm lớp vật lý Giống chuẩn DVB-T, đặc tính kỹ thuật DVB-T2 dùng điều chế OFDM Sự hỗ trợ nhiều mode điều chế cho phép chọn lựa thông số linh hoạt phù hợp với ứng dụng vùng xác định (như với chuẩn DVB-T) Tuy nhiên, việc thêm vào mode 256 QAM đặc tính kỹ thuật DVB-T2 giúp khả gia tăng số bit sóng mang cải tiến mã FEC nhân tố dẫn đến gia tăng dung lượng đáng kể so với DVB-T Giống chuẩn DVB-S2, đặc tính kỹ thuật DVB-T2 dùng mã LDPC (Low-density parity-check) kết hợp với BCH để bảo vệ chống lại mức cao xen nhiễu So với chuẩn DVB – T dùng mã chập RS, DVB-T2 thêm vào hai tỉ lệ mã Như với chuẩn DVB-T, đặc tính kỹ thuật DVB-T2 dùng mẫu pilot phân tán (scattered pilot) sử dụng máy thu để bù thay đổi kênh thời gian tần số Đặc tính kỹ thuật DVB-T2 cung cấp thêm linh hoạt mẫu pilot lựa chọn dựa kích thước FFT khoảng bảo vệ (Guard Interval) để tối đa liệu payload Đặc tính kỹ thuật DVB-T2 hỗ trợ lựa chọn khả kháng nhiễu mức bảo vệ khác cho dịch vụ riêng dòng truyền kênh Điều cho phép dịch vụ có mode điều chế phụ thuộc u cầu “độ mạnh” tính hiệu thơng qua dùng PLP (Physical Layer Pipes) 90 3.5.3.3 Cấu hình mạng Đặc tính kỹ thuật DVB-T2 cho phép phát triển tối đa hiệu ứng dụng mạng đơn tần So với chuẩn DVB-T, mode sóng mang cộng thêm để cải thiện hiệu suất mạng SFN gia tăng chu k symbol Nói cách khác, việc gia tăng chu k symbol cho phép giảm kích thước khoảng bảo vệ theo tỉ lệ đảm bảo xử lý phản xạ đa hướng (multipath reflection) Việc hỗ trợ thêm mode mã hóa Alamouti tùy chọn hỗ trợ thêm khả thu sóng mạng SFN (nơi máy thu thu đồng thời nhiều tín hiệu từ nhiều máy phát) Nhờ đặc điểm bổ sung trên, người ta ước tính dung lượng mạng SFN tăng lên 67% so với mode tương tự dùng DVB-T So với chuẩn DVB-T, cách sử dụng kỹ thuật TR (Tone Reservation) ACE (Active Constellation Extension), DVB-T2 cho phép giảm mức công suất khuếch đại đỉnh (xét trạm phát sóng) với tỉ lệ giảm đạt 25% (đây tổng lượng công suất thực đáng kể trạm phát công suất cao) Ngoài ra, DVB-T2 định nghĩa profile kết hợp khả time-slicing (nhưng không dùng TFS – Time-Frequency-Slicing) Các đặc điểm hỗ trợ khả TFS thực thi tương lai (với máy thu có tuner/front-end) xem thêm annex E (ETSI EN302755) Trong tương lai, TFS dùng cho ghép kênh tín hiệu để trải rộng vài tần số liên kết đó, gia tăng đáng kể dung lượng kết ứng dụng ghép kênh thống kê tăng độ lợi thiết lập mạng Các phân tích DVB cho TFS cho phép gia tăng dung lượng lên xấp xỉ 20% đội lợi thiết lập mạng (network planning) lên 3-4 dB 3.5.3.4 Tối ưu hiệu phối hợp đặc tính truyền dẫn kênh tần số Đặc tính kỹ thuật DVB-T2 hỗ trợ khả tăng cường sức mạnh cho tín hiệu chống lại ảnh hưởng bên tác động địa lý, thời tiết, tòa cao ốc Điều đạt thông qua sử dụng kỹ thuật chòm quay (rotated constellation), interleaving thời gian tần số 91 Các chòm quay cung cấp khả chống lại suy hao cell liệu cách đáng kể cách đảm bảo việc thơng tin từ kênh thành phần khôi phục từ kênh thành phần khác Điều đạt ánh xạ (mapping) liệu QAM chuẩn (trục x, y) đến phép quay mặt phẳng I-Q, từ trục mặt phẳng (u1, u2) tải đầy đủ thông tin Các thành phần I Q gửi thời điểm khác cell khác để đảm bảo khôi phục thông tin xảy lỗi Interleaving thời gian cung cấp thêm sức mạnh cho tín hiệu chống lại ảnh hưởng nhiễu xung chu k thời gian ảnh hưởng vùng tần số giới hạn 3.5.4 Tương lai phát triển chuẩn DVB – T2 Sự sẵn sàng chuẩn DVB-T2 mang đến hội cho mơi trường truyền hình mặt đất Các nhà quảng bá nhà cung cấp dịch vụ khác quan tâm hỗ trợ dịch vụ DTT mà trước khó triển khai hạn chế dung lượng băng thông băng tần VHF UHF Việc phát triển chuẩn truyền hình số mặt đất hệ thứ hai đáp ứng yêu cầu thực tế Đó gia tăng dung lượng băng thông giúp cung cấp cho người xem dịch vụ truyền hình Trong nhiều quốc gia, chuẩn DVB-T2 hỗ trợ hội cho nhà quảng bá triển khai chuỗi dịch vụ HDTV mơi trường DTT Chuẩn DVB-T2 có khả hỗ trợ dịch vụ tương lai Các dịch vụ hệ 3D TV hưởng lợi từ việc gia tăng dung lượng sẵn có DVB-T2 Tuy nhiên, để đảm bảo hiệu kinh tế tồn Châu Âu, đặc tính kỹ thuật chung cho máy thu DVB-T2 cần nhà điều hành quốc gia công bố sớm Điều hạn chế phân hóa thị trường đảm bảo cho người xem có nhiều chọn lựa máy thu với giá thấp Đây lý mà nhà sản xuất bắt đầu hợp tác để định nghĩa yêu cầu cho máy thu DVB-T2 toàn Châu Âu Theo sau kết thúc chuyển đổi tương tự, người ta k vọng quốc gia bắt đầu triển khai dịch vụ dùng chuẩn DVB-T2 Trong số 92 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 DVBT2 cần có khoảng thời gian „q độ‟ q trình chuyển đổi Người ta cho chuẩn DVB-T DVB-T2 tồn nhiều năm, chuẩn hỗ trợ người xem loại dịch vụ khác Nhìn chung, DVB-T2 đem đến nhiều hội triển khai dịch vụ Với việc gia tăng dung lượng lên mức giới hạn vật lý có thể, chuẩn DVB-T2 thích hợp với nhiều dịch vụ tương lai Mặt khác, thiết bị cần cho chuẩn chưa „trưởng thành‟ nên khả ứng dụng rộng DVB-T2 quan tâm nhiều vài năm tới 3.6 Kết luận chương Trên giới nay, số nước sử dụng truyền hình số mặt đất Có tới 84% nước sử dụng tiêu chuẩn Châu Âu DVB – T ưu điểm kỹ thuật phổ biến Tại Việt Nam, với tiên phong Đài truyền hình Việt Nam Tổng cơng ty truyền thơng đa phương tiện VTC Truyền hình số mặt đất tiêu chuẩn DVB-T thử nghiệm thành công đưa vào sử dụng để phục vụ nhu cầu xem truyền hình chất lượng cao nhân dân Chính phủ Bộ thơng tin truyền thơng có nhiều để án đạo thực nhằm thay hoàn toàn truyền hình tương tự truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB – T nước vào năm 2020 Hiện nay, hệ truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn Châu Âu DVB – T2 xuất với nhiều cải tiến Nó quan tâm phát triển k vọng thay DVB – T tương lai 93 KẾT LUẬN Truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn Châu Âu DVB – T tiêu chuẩn sử dụng rộng rãi giới Tiêu chuẩn sử dụng nén tín hiệu truyền hình số MPEG – 2, kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số mã hố COFDM Trong đó, vấn đề kỹ thuật đối tượng quan tâm nghiên cứu nhiều Đồ án tốt nghiệp tìm hiểu số vấn đề số kỹ thuật nén tín hiệu truyền hình số, kỹ thuật điều chế COFDM, đồng kênh truyền Việc phát triển chuẩn truyền hình số mặt đất đáp ứng yêu cầu thực tế Đó gia tăng dung lượng băng thông giúp cung cấp cho người xem dịch vụ truyền hình Vì khả chống hiệu ứng đa đường động tốt hệ thống OFDM tạo cho nghành truyền hình có hai khả mà truyền hình tương tự truyền hình số tuân theo tiêu chuẩn đạt khả thu di động dịch vụ truyền hình quảng bá khả tạo nên mạng đơn tần phạm vi rộng Từ việc tìm hiểu các kỹ thuật hệ thống truyền hình số mặt đất DVB – T đời truyền hình số mặt đất hệ thứ hai DVB – T2 trình bày tiếp tục nghiên cứu đến việc triển khai ứng dụng chúng Việt Nam Mặc dù em cố gắng kiến thức có hạn nên đồ án khơng thể tránh khỏi sai sót, mong qua đồ án em có kinh nghiệm hữu ích cho sau Một lần em xin chân thành cảm ơn đến tất Thầy, Cơ giúp em hồn thành đồ án 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đỗ Hoàng Tiến & Dương Thanh Phương, “Giáo trình kỹ thuật truyền hình “, Nhà xuất khoa học kỹ thuật – Hà Nội 2004 [2] Nguyễn Thanh Bình & Võ Nguyễn Quốc Bảo, “Xử lý âm thanh, Hình ảnh”, Học viện Cơng Nghệ Bưu Chính Viễn Thơng - TP.Hồ Chí Minh 2007 [3] Phạm Đắc Bi, Lê Trọng Bằng, Đỗ Anh Tú, ”Các đặc điểm máy phát số DVB-T”, Tạp chí Bưu Chính Viễn Thơng & Cơng Nghệ Thơng Tin, (8/2004) [4] Đặng Hồi Bắc, “ Xử lý tín hiệu số”, Học viện Cơng Nghệ Bưu Chính Viễn Thông, Nhà xuất bưu điện – 01/06/206 [5] “Dự thảo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia yêu cầu phổ tần tương thích điện từ trường thiết bị phát hình quảng bá mặt đất sử dụng kỹ thuật số”, Bộ thông tin truyền thông, Hà Nội – 2009 [6] “Đề án số hóa truyền dẫn, phát sóng truyền hình tương tự mặt đất đến năm 2020”, Bộ thông tin truyền thông, Hà Nội – 2010 [7] http://www.dvb.org/ [8] http://www.citd.edu.vn 95 ... ph? ?t quảng bá truyền hình số m? ?t đ? ?t khơng thực t? ?? Tuy nhiên đời chuẩn truyền hình số m? ?t đ? ?t DVB- T châu Âu ATSC Mỹ khắc phục phần lớn điểm b? ?t lợi truyền hình số m? ?t đ? ?t so với vệ tinh cáp M? ?t. .. chuẩn truyền hình số Trong chương em xin trình bày tiêu chuẩn truyền hình số m? ?t đ? ?t theo tiêu chuẩn châu âu DVB – T 2.1 Giới thiệu truyền hình số m? ?t đ? ?t DVB – T Việc ph? ?t triển tiêu chuẩn DVB. .. hình m? ?t đ? ?t DVB_ T DVB- T cho phép hai mode truyền phụ thuộc vào số sóng mang sử dụng Hệ thống trạm m? ?t đ? ?t DVB- T: Các kênh VHF/UHF trạm m? ?t đ? ?t phương tiện quan trọng với việc truyền dẫn t? ?n