Một trong số các kỹ thuật mới được sử dụng trong DVB-T2 là chòm sao xoay (Rotated Constellation) và trễ Q (Q-delay). Sau khi đã định vị, chòm sao được “xoay” một góc trên mặt phẳng I-Q như mô tả trên hình 3.7
Biểu Đồ chòm sao
Nguyên lý điều chế DVB-T2 là: 1 khung thông tin được mã hóa thông qua 1 bộ mã hóa FEC, sau đó được xử lý bởi 1 bộ tráo bit và chuỗi kết quả sẽ được ánh xạ lên các biểu tượng kênh phức tạp. 1 biểu tượng kênh này sẽ bao gồm các thành phần: I và Q, hiển thị như 1 biểu đồ chòm sao như hình 3.7
Mỗi symbol mang số lượng m bit theo đặc tính chòm sao lựa chọn.
Có nhiều cách để gán các bit vào 1 symbol. Các kết quả tốt nhất nếu chỉ có duy nhất 1 bit thay đổi khi đi từ 1 symbol này tới 1 symbol gần nhất kế tiếp, theo cách này thì chỉ có 1 bit bị lỗi khi 1 symbol được cho là không phù hợp với symbol gần nhất kế tiếp, cách mã hóa này được gọi là ánh xạ Gray, hình 2.10 cho thấy 1 chòm sao ánh xạ Gray.
Có nhiều cách để gán các bit vào 1 symbol. Các kết quả tốt nhất nếu chỉ có duy nhất 1 bit thay đổi khi đi từ 1 symbol này tới 1 symbol gần nhất kế tiếp, theo cách này thì chỉ có 1 bit bị lỗi khi 1 symbol được cho là không phù hợp với symbol gần nhất kế tiếp, cách mã hóa này được gọi là ánh xạ Gray, hình 3.6 cho thấy 1 chòm sao ánh xạ Gray.
Vòng Xoay của biểu đồ chòm sao
Ánh xạ Gray có nghĩa là: các thành phần I và Q độc lập của symbol. Như 1 hệ quả, các điểm chòm sao cần cả 2 thành phần xác định: I và Q .
Trong đó, thành phần I không chứa thông tin về Q và ngược lại.
Vậy cách để suy trì chính xác sự độc lập này là xoay biểu đồ chòm sao (hình 3.7), như vậy m bit đơn lẻ có thành phần I và Q riêng biệt.
Hình 3.7: Biểu đồ chòm sao xoay của điều chế 16-QAM
Góc Xoay
Để xác định được góc xoay tối ưu thì cần xác định nhiều thông số.
Nói chung, hình chiếu của các điểm chòm sao trên 1 trục nên có 1 khoảng cách như nhau để đạt được hiệu quả tốt nhất. Điều tốt nhất đạt được với các góc xoay trong bảng 3.10
Chòm sao Góc xoay(độ)
QPSK 29.0
16-QAM 16.8
64-QAM 8.6
256-QAM 3.6
Bảng 3.9: Giá trị của góc xoay
Trễ thời gian giữa I và Q
Các thành phần I và Q được tách bởi quá trình tráo sao cho chúng được truyền trên miền tần số và miền thời gian khác nhau. Nếu có một thành phần bị huỷ hoại trên kênh truyền, thành phần còn lại có thể được sử dụng để tái tạo lại thông tin.
Kỹ thuật này giúp hạn chế được sự mất mát thông tin trên kênh Gauss và tạo được độ lợi 0.7dB trên kênh có phađing. Độ lợi này còn lớn hơn trên kênh 0dB phản xạ (SFN) và kênh xoá (nhiễu đột biến, phađing có chọn lọc)
Hình 3.8: Cơ sở của bộ điều chế mã hóa xen bit với trễ và ánh xạ xoay 3.5.2 Kết quả đo kiểm.
Tiến hành đo kiểm:
- Sử dụng các Dòng ASI đầu vào có tốc độ: + Tốc độ cao: 38,9Mb/s
+ Tốc độ thấp: 24,0Mb/s
- Thay đổi các thông số phát: Chế độ điều chế, mã sửa sai, khoảng bảo vệ…. - Sử dụng thiết bị đo để đo: mức tín hiệu, C/N, MER.
- Sử sụng các Set-top-box để đánh giá khả năng thu nhận và chất lượng hình ảnh.
- Đặt chế độ ở thiết bị phát theo các chế độ thử nghiệm, không quay chòm sao - Điều chỉnh suy hao đầu vào để mức thu được gần giá trị ngưỡng. Ghi các kết quả thu đo được với chất lượng thu giải mã được hình ảnh
Tiến hành cài đặt chế độ điều chế và quay đồ thị chòm sao
- Điều chỉnh suy hao đầu vào để mức thu được gần giá trị ngưỡng. Ghi các kết quả thu đo được với chất lượng thu giải mã được hình ảnh.
Kết quả đo kiểm thu được như sau:
A, Khi chƣa xoay chòm sao
Thử nghiệm với : chế độ FFT 32K. (Điều chỉnh ở trên mức ngưỡng 6dB) Điều chế FEC GI FFT C/N (dB) MER (dB) Ghi chú 64-QAM 1/2 1/32 32k 25 26,8 64-QAM 3/5 1/32 32k 25 26,7 64-QAM 2/3 1/32 32k 27 27,6 64-QAM 3/4 1/32 32k 27 27,3 64-QAM 4/5 1/32 32k 27 26,7 64-QAM 5/6 1/32 32k 27 26,1 256-QAM 1/2 1/128 32k 29 26,7 256-QAM 3/5 1/128 32k 29 28,2 256-QAM 2/3 1/128 32k 29 28,9 256-QAM 3/4 1/128 32k 29 29,5 256-QAM 4/5 1/128 32k 29 29,8 256-QAM 5/6 1/128 32k 29 29,5
Bảng 3.10: Các thông số đo khi chưa xoay chòm sao
Mức cường độ trường 52,5dBµV/m. C/N yêu cầu có thể lên tới 25-27dB @ MER ≥ 26dB.
B, Sau khi xoay chòm sao:
Điều chế FEC GI FFT C/N (dB) MER (dB) Ghi chú 64-QAM 1/2 1/32 32k 18,2 23,8 64-QAM 3/5 1/32 32k 18,3 23,7 64-QAM 2/3 1/32 32k 19,8 23,6 64-QAM 3/4 1/32 32k 20,6 24,3 64-QAM 4/5 1/32 32k 20,9 25,2 64-QAM 5/6 1/32 32k 21,9 26,1 256-QAM 1/2 1/128 32k 23,2 26,0 256-QAM 3/5 1/128 32k 24,5 25,9 256-QAM 2/3 1/128 32k 25,6 26,5 256-QAM 3/4 1/128 32k 28,5 28,5 256-QAM 4/5 1/128 32k 29,9 28,8 256-QAM 5/6 1/128 32k 30,2 29,5
Bảng 3.11: Các thông số đo khi chưa xoay chòm sao
c, Nhận xét:
Các giá trị ngưỡng C/N thay đổi rất ít so với kết quả đo giá trị C/N ngưỡng. Tuy nhiên giá trị cường độ trường tối thiểu và giá trị và giá trị MER được cải thiện.
Khi để chế độ chòm sao xoay, khả năng ổn định tín hiệu tại thiết bị thu cao hơn so với chưa xoay. Giá trị chênh lệch khoảng từ 3,5 đến 4,5 dB so với giá trị ngưỡng.
Với chế độ 256 QAM khi C/N ở mức ngưỡng (khoảng 21 đến 23dB), ngay kể cả khi tăng tỷ lệ mã lên cao thì mức giá trị thu đầu vào cũng không được cải thiện nhiều. Giá trị MER được cải thiện khi tạp nhiễu nền tăng cao.
3.6 Kết luận chƣơng III
Với những ưu điểm của các yếu tố trong tiêu chuẩn DVB-T2, hệ thống DVB-T2 không giới hạn chỉ ở thu cố định mà còn cho cả thu xách tay và thậm chí cho cả thu di động nên tiêu chuẩn DVB-T2 sẽ để cho các nhà truyền thông hay những người vận hành mạng truyền dẫn tự quyết định lựa chọn mở rộng hệ thống cho phù hợp với các điều kiện thu cố định, xách tay hay thu di động. Từ đó sẽ có những thiết kế hệ thống tương ứng. Điều này đòi hỏi một tiến bộ rõ rệt về mặt hệ thống trên cơ sở hệ thống DVB-T2 hiện có để đáp ứng những đòi hỏi về tăng dung lượng truyền.
Do vậy, những đòi hỏi thương mại tập trung vào các lớp vật lý và các lớp truyền tải của hệ thống với mục tiêu là DVB-T2 sẽ cung cấp một sự gia tăng đáng kể về dung lượng truyền dẫn so với tiêu chuẩn DVB-T hiện thời.
KẾT LUẬN CHUNG
Sự sẵn sàng của chuẩn DVB-T2 mang đến các cơ hội mới cho môi trường truyền hình mặt đất. Các nhà quảng bá và nhà cung cấp dịch vụ khác có thể quan tâm hỗ trợ các dịch vụ mới trên DTT mà trước đó khó triển khai do hạn chế về dung lượng băng thông trong các băng tần VHF và UHF. DVB-T2 có thể tăng dung lượng lên tới 50% đối với mạng đơn tần và còn có thể cao hơn nữa đối với mạng đa tần.
Việc phát triển chuẩn truyền hình số mặt đất thế hệ thứ hai đã đáp ứng được yêu cầu thực tế. Đó là sự gia tăng dung lượng băng thông giúp cung cấp cho người xem các dịch vụ truyền hình mới. Trong nhiều quốc gia, chuẩn DVB- T2 hỗ trợ cơ hội cho các nhà quảng bá triển khai một chuỗi các dịch vụ HDTV trên môi trường DTT. Chuẩn DVB-T2 cũng có khả năng hỗ trợ các dịch vụ có thể trong tương lai. Các dịch vụ thế hệ kế tiếp như 3D TV có thể hưởng lợi từ việc gia tăng dung lượng sẵn có của DVB-T2.
Trong một số quốc gia, chuẩn mới này sẽ dùng để hỗ trợ các dịch vụ HDTV (cả miễn phí và trả tiền) và cũng dùng để cải tiến hay thay thế các dịch vụ truyền hình có độ phân giải chuẩn hiện nay.
Sau thời gian nghiên cứu, luận văn đã hoàn thành các mục tiêu khoa học đã đề ra, đạt được một số kết quả về nghiên cứu lý thuyết và rút ra được một số nhận xét có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Các nội dung công việc và các kết quả đạt được của luận văn bao gồm :
+ Trình bày một cách tổng quan về truyền hình số, ưu điểm của truyền hình số so với truyền hình tương tự, giới thiệu sơ lược về ba tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất hiện có trên thế giới là DVB-T
+ Trình bày một số nội dung chính về truyền hình số mặt đất theotiêu chuẩn châu âu thế hệ thứ 2 (DVB-T2). Những ưu điểm của DVB-T2 so với DVB-T, với việc gia tăng dung lượng lên mức giới hạn vật lý có thể, chuẩn DVB-T2 là môi trường lý tưởng cho các dịch vụ trong mới như: HDTV, 3DTV....
+ Đánh giá một số nhân tố cơ bản tạo nên những ưu việt của tiêu chuẩn DVB-T2 so với DVB-T, những ưu việt này là cơ sở để cho các nhà cung cấp mạng
TÀI LIỆU THAM KHẢO. Tiếng Việt
1. Ngô Thái Trị. Truyền hình số. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội 2004. 2. TS. Phạm Đắc Bi , KS. Đỗ Anh Tú, KS. Lê Trọng Bằng. Bài viết “Thiết lập
mạng đơn tần DVB-T”. Khoa Học Kỹ Thuật Truyền Hình - Số 4/ 2004. 3. Quyết định 2451/QĐ-TTg ngày 27 tháng 12 năm 2011 của Thủ tướng Chính
phủ phê duyệt “Đề án số hóa truyền dẫn , phát sóng truyền hình mă ̣t đất đến năm 2020”.
4. Kết quả đo kiểm thực tế tại đài truyền hình Việt Nam VTV khi tham gia nhóm đo thử nghiệm trong quá trình thực hiện luận văn.
5. Tổng hợp từ bài viết trên các tạp chí truyền hình và bài viết trên mạng .
6. Thông tư số : 11/2014/TT-BTTTT của Bộ Thông tin truyền thông về “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng tín hiệu truyền hình số mặt đất DVB- T2 tại điểm thu”
Tiếng Anh
1. 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)"
2. DVB-T2 Trial Malaysia, ABU digiatal broadcasting symposium kuala lumpur 2011.
3. Digital Television Technology and Standards - IncJohn Arnold, Michael Frater, Mark Pickering,John Wiley & Sons, 2007.
4. Digital Television Systems - Marcelo S. Alencar, Cambridge University Press 2009
5. ETSI EN 301 192: "Digital Video Broadcasting, DVB specification for data broadcasting".