OFDM DVB-T là tiêu chuẩn phát sóng truyền hình số mặt đất được tổ chức DVB (Digital Video Broadcasting) của Châu Âu đưa ra vào năm 1997. Hiện nay tiêu chuẩn này đã được hầu hết các nước Châu Âu và nhiều nước khác trên thế giới thừa nhận. Năm 2001 Đài truyền hình Việt Nam đã quyết định chọn nó làm tiêu chuẩn để phát sóng truyền hình mặt đất cho Việt Nam trong những năm tới.
A. Phân chia kênh truyền cả thời gian lẫn tần số:
- Miền tần số được phân thành một tập hợp "Các băng tần con" (Các dãi tần hẹp Frequency Sub-band).
Miền thời gian được phân thành một tập hợp "Các khoảng thời gian nhỏ" gần kề nhau (time segment).
Mỗi phần tần số /thời gian được sử dụng để tải một sóng mang con riêng (tải phụ carrier).
I. Các tải phụ này trực giao để tránh can nhiễu giữa các sóng mang (khoảng cách tần số trực giao là 1/Tu với Tu là chu kỳ symbol có ích). Trong mỗi chu kỳ thời gian các tải phụ điều chế với vài bit dữ liệu đã mã hóa. Số bit được truyền phụ thuộc vào loại điều chế được sử dụng (ví dụ như 2 bit với 4 QAM, $bit với 16QAM, 6 bit với 16 QAM...) tập hợp các tải phụ trong một khoảng thời gian được gọi là một symbol OFDM...).
II. ĐẶt vào khoảng bảo vệ để giải quyết can nhiễu giữa các symbol. Để triệt sóng phản xạ từ xa thì độ dài khoảng bảo vệ càng lớn càng tốt vì khoảng bảo vệ có thể tính theo công thức:
D = C.Tg
Với Tg là độ dài khoảng bảo vệ (µS) C là tốc độ ánh sáng
Ví dụ trong model 8K, chu kỳ symbol có ích Tu = 896µS, độ dài lớn nhất của khoảng bảo vệ là Tg = Tu/4 = 224µS tương ứng với khoảng cách phản xạ lớn nhất:
d = c.Tg = 3.108x224.106 = 67.200m ≈ 67,2km
Tuy nhiên khoảng bảo vệ lớn làm khoảng thời gian dành cho tín hiệu có ích bị giảm, giảm dung lượng truyền tín hiệu có ích của kênh. Trong chu kỳ bảo vệ, máy thu làm ngơ tín hiệu thu được: chu kỳ thời gian này làm tổ hợp OFDM hiện đại (tín hiệu chính) các tín hiệu phản xạ bị giữ chậm của OFDM trước đó.
Vì các mã bảo hiểm lỗi thông thường không có khả năng sửa các lỗi bit dài (các bust lỗi) người ta thực hiện việc chèn theo tần số (Frequency interleaving). Các bit không được ánh xạ vào các sóng mang theo thứ tự tuần tự mà được xáo trộn theo một trình tự xác định. Nhờ vậy nếu có lỗi thì các thông tin về một tín hiệu không bị mất nhiều mà chỉ mất một phần. Máy thu sẽ khôi phục lại tin nhờ phần còn lại của nó sau khi giải xáo trộn.
Như vậy trong tiêu chuẩn DVB-T OFDM, việc chèn cả trong miền thời gian và tần số. Điều này cũng tương tự như việc: để giải quyết fading tần số xảy ra trên các tần số phụ cạnh nhau, người ta trải rộng các bit dữ liệu cạnh nhau trên các tải con cách xa nhau.
Trình tự điều chế OFDM này được thực hiện như miêu tả trong tiêu chuẩn DVB-T. CÁc kênh tần số độ rộng 6,7 hoặc 8Mhz được sử dụng để quảng bá tín hiệu truyền hình đều có thể áp dụng tiêu chuẩn này.
III. Cài vào tín hiệu phụ để máy thu có thể giải điều chế đúng, người ta phát các tải phụ gọi là các pilot, được phát cách đều nhau, theo một trình tự nhất định với biên độ lớn hơn thông thường. Chúng còn được gọi là các dấu đồng bộ kênh hoặc các pilot.
* Có các loại tín hiệu phụ sau:
* Các tải phụ TPS (transmission parameter signalling) là các thông tin điều khiển, có một bit TPS trong một symbol OFDM. Một khối TPS (tương ứng một Frame OFDM gồm 68 symbol OFDM) chứa 68 bit được xác định như sau:
+ 1 bit khở đầu + 16 bit đồng bộ + 37 bit thông tin
+ 14 bit dư cho bảo hiểm lỗi
Trong số 37 bit thông tin, 23 bit đã được sử dụng còn 14 bit dùng cho tương lai (phải đặt bằng không).
TPS mang thông tin về:
+ Điều chế, gồm giá trị của giản đồ chòm sao QAM. + Thông tin đã mã hoá theo lớp
+ Khoảng bảo vệ (hỗ trợ ban đầu cho máy thu) + Tỉ lệ mã trong
+ Mode truyền (2K hoặc 8K, hỗ trợ ban đầu cho máy thu) + SỐ frame trong super - frame 9 khi truyền trong mạng (SFN).
* Các tín hiệu pilot cần cho quá trình giải điều chế kết hợp QAM. Tín hiệu pilot được truyền theo thời gian và tần số trong tín hiệu OFDM (biên độ và pha đã biết, không phải ngẫu nhiên). Có hai loại pilot:
+ Pilot liên tục được truyền ngẫu nhiên trong từng symbol OFDM và được tải bởi các tải phụ có trong tất cả các symbol. Nó được dùng để đồng bộ và đánh giá lỗi pha.
+ Pilot được phân tán được truyền đều theo thời gian và tần số qua các symbol OFDM, cho phép đánh giá các đặc trưng kênh bằng các nội suy về thời gian và tần số. Do vậy, những thay đổi do phản xạ từ các vật cố định và di động hoặc suy giảm (do nhiễu) có thể được giải quyết. Nội suy theo thời gian giữa các pilot phân tán cho phép thu di động (trong trường hợp cường độ trường đủ lớn) Điều này được sử dụng khi dùng bộ cân bằng kênh.
* Mode 2K và 8K
Để giảm nhỏ ảnh hưởng không bằng phẳng của kênh thì càng dùng nhiều sóng mang càng tốt. Tuy nhiên khi số sóng mang nhiều, mạch sẽ phức tạp. Trong giai đoạn đầu khi công nghệ chế tạo chip chưa hoàn thiện các chip giải điều chế còn đắt, người ta thường dùng mode 2K (số sóng mang ít).
- Ưu điểm của mode 2K: Công nghệ chế tạo IC đơn giản rẻ.
- Nhược điểm: Không khắc phục tốt nhược điểm của kênh, độ dài khoảng bảo vệ ngắn nên không triệt được phản xạ ở khoảng cách xa. Tuy nhiên mode 2K cho phép đạt tốc độ cao hơn khi thụ động vì khoảng cách giữa các sóng mang xa hơn, tần số Doppler chịu được cao hơn. Ví dụ như: Tần số thực tế khi thiết bị thu đặt trên con tàu đang chuyển động là:
s t V V f f
F = +cosθ* * → Tàu đi tới trạm phát
s t V V f f
F = −cosθ* * → Tàu rời khỏi phía trạm phát Độ dịch Doppler
Trong đó: f là tần số chính,
F: Tần số quan sát (hoặc tần số thực tế) Vt- Vận tốc tàu
VS- Tốc độ âm thanh (không đổi), hoặc tốc độ ánh sáng với sóng vô tuyến (c = 3.108).
θ Góc giữa hướng động tàu và trạm phát.
Độ dịch Doppler phải nằm trong dung sai tần số (f) cho phép của máy thu. Với mode 2K, khoảng cách giữa các sóng mang lớn hơn (4464Hz) nên dung sai tần số cho phép lớn hơn so với mode 8K (có khoảng cách giữa các sóng mang là 1116 Hz).
Mode 2K thích hợp cho hoạt động máy phát đơn và các mạng SFN nhỏ so với khoảng cách giữa các máy khác là hạn chế.
Mode 8K thích hợp cho cả hoạt động máy phát đơn và cho các mạng SFN nhỏ và lớn.