Chương 3: CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG CƠ BẢN
3.3.4.1 Mã hoá kênh và ghép xen theo thời gian
Mã hố xoắn (1):
Các dịng dữ liệu của tất cả dịch vụ được mã hoá xoắn. Mã hoá xoắn thực hiện ánh xạ n bit đầu vào thành m bit đầu ra (m >n). Các bit đầu ra được tạo thành bằng cách tính tích chập các đầu ra của các thanh ghi dịch phản hồi tuyến tính theo một cách nào đó. M áy thu sử dụng thuật tốn Viterbi để giải mã dịng dữ liệu vào. Tỷ lệ giữa số bit đầu vào và số bit đầu ra bộ mã hoá được gọi là tỷ lệ mã (R=n/m). Tỷ lệ mã càng thấp thì khả năng sửa lỗi càng cao, nhưng khi đó tốc độ dữ liệu của kênh lại thấp. Do đó, các tiêu chuẩn DA B/DMB sử dụng một tỷ lệ mã phù hợp với mức độ nhiễu của môi trường truyền dẫn.
Ghép xen theo thời gian (2):
Bộ giải mã Viterbi rất hiệu quả trong việc phát hiện và sửa các lỗi bit đơn. Tuy nhiên, môi trường truyền dẫn vô tuyến thường xuyên chịu ảnh hưởng của lỗi cụm (lỗi chùm), tức là có nhiều bit liên tiếp bị lỗi. Do đó, hệ thống D AB/D MB thực hiện ghép xen theo thời gian để phân tán lỗi. D òng dữ liệu được chia thành các từ mã có độ dài cố định, các bit liên tiếp của một từ mã được hoán đổi với các bit của các từ mã đứng trước và từ mã đứng sau theo một thuật tốn nào đó. Ở máy thu, dãy bit ban đầu được khơi phục nhờ q trình giải ghép xen. N hờ sử dụng ghép xen theo thời gian các cụm lỗi được phân tán qua các từ mã, tức là lỗi cụm được chia thành các lỗi bit đơn có thể sửa được bằng bộ giải mã Viterbi.
Nhược điểm của ghép xen theo thời gian là gây ra trễ ở máy thu, vì máy thu phải đợi tới khi thu được tất cả các bit cần thiết để thực hiện giải ghép xen nhằm khôi phục lại dãy dữ liệu ban đầu. Trễ này có thể lên tới hàng trăm ms, mặc dù trễ này không là vấn đề với hầu hết các dịch vụ DA B/DM B, nhưng trễ này là quá lớn đối với việc truyền dẫn thông tin điều khiển nhạy cảm về thời gian hay một số dịch vụ dữ liệu khác. Do đó, dữ liệu nhạy cảm với thời gian được truyền tải trên kênh thông tin nhanh (FIC) không sử dụng ghép xen theo thời gian. K ênh này sử dụng sơ đồ mã xoắn có khả năng chống lỗi tốt hơn các kênh khác.
Các dòng dữ liệu của dịch vụ DM B video sử dụng thêm mã hố khối (mã ngồi) trước khi mã hoá xoắn ở máy phát và giải mã khối sau khi giải mã xoắn ở máy thu để tăng khả năng chống lỗi trên kênh nhằm phục vụ người sử dụng di chuyển ở tốc độ cao có thể lên tới 200 km/h với chất lượng chấp nhận được. Cụ thể: dòng dữ liệu video MPEG -2 được chia thành các khối có độ dài 187 byte. Đối với mỗi khối, một mã Reed-Solomon được tạo ra và được gán kèm khối tương ứng như là một từ mã chẵn lẻ có độ dài 16 byte. Phương pháp này cho phép sửa được tới 8 byte bị lỗi trên một khối. Các khối liên tiếp và các từ mã chẵn lẻ kết hợp sau đó được ghép xen theo thời gian để phân tán lỗi cụm.
3.3.4.2 Ghép kênh
Các dòng dữ liệu được ghép xen theo thời gian của các dịch vụ được kết hợp thành dòng truyền tải chung nhờ quá trình ghép kênh. Ghép kênh được tổ chức thành cấu trúc khung như được mơ tả ở Hình 3.32. Một khung truyền dẫn được chia thành ba trường để truyền tải dữ liệu là: kênh đồng bộ (SC), kênh thông tin nhanh (FIC) và kênh dịch vụ chính (MSC).
- Kênh đồng bộ SC: K ênh này truyền tải mẫu bit đã được cố định, tiêu chuẩn để đánh dấu sự khởi đầu của khung, được sử dụng bởi máy thu để thực hiện đồng bộ với máy phát.
- Kênh thông tin nhanh FIC: Kênh này chủ yếu truyền tải thơng tin cấu hình ghép kênh (MCI), chỉ thị cấu trúc và tổ chức của bộ ghép kênh. Vì các thơng tin này là thông tin nhạy cảm với thời gian nên không được ghép xen theo thời gian.
- Kênh dịch vụ chính MSC: K ênh này truyền tải dữ liệu người sử dụng từ các dịch vụ D AB/D MB khác nhau và được chia thành các kênh con. Mỗi kênh con chỉ truyền tải một dòng dữ liệu của một dịch vụ nào đó (ví dụ như dịch vụ âm thanh DAB hoặc dịch vụ DM B video), tức là nhiều dòng dữ liệu thuộc về cùng một dịch vụ hoặc các dịch vụ khác nhau không được cho phép truyền tải trên cùng kênh con. Kích thước các trường có thể thay đổi phụ thuộc vào tốc độ dữ liệu được yêu cầu bởi dịch vụ tương ứng. Máy thu có thể nhận được mối liên hệ giữa các dịch vụ và các kênh con kết hợp từ thơng tin cấu hình ghép kênh MCI.
Kênh con 1 Kênh con 2 Kênh con 3 Kênh con 4 Kênh con 5 Kênh con 6 Kênh con 7 Kênh con 8 Video Audio Video Audio Video Audio Video Audio Chương trình Mobile TV 1 Chương trình Mobile TV 2 Chương trình Mobile TV 3 Chương trình Mobile TV 4 Khung truyền dẫn Không ghép xen
thời gian Ghép xen theo thời gian Kênh
đồng bộ
Kênh thông tin
nhanh (FIC) Kênh dịch vụ chính (MSC)
Hình 3.32: Cấu trúc khung truyền dẫn D AB/DMB.
Toàn bộ quá trình ghép kênh được điều khiển bởi bộ điều khiển ghép kênh (bước (6) ở H ình 3.31). Trước tiên, các dòng dữ liệu độc lập được kết hợp ở bộ ghép kênh M SC (7). Sau đó bộ ghép kênh MSC thực hiện ghép kênh dữ liệu kênh thông tin nhanh FIC với kênh dữ liệu chính MSC. Thơng tin của bộ điều khiển ghép kênh cũng được mã hoá xoắn một cách độc lập với mỗi dòng dữ liệu để chọn một tốc độ mã p hù hợp.
Vị trí của một kênh con trong khung truyền dẫn được thông báo tới máy thu bằng thơng tin cấu hình ghép kênh M CI. Do đó, máy thu chỉ cần thu và giải mã các kênh con mà nó quan tâm và khơng kích hoạt trong thời gian thu các kênh con khác, điều này làm giảm công suất tiêu thụ của máy thu (tức là máy thu sử dụng kỹ thuật cắt lát thời gian nhằm tiết kiệm pin). Ví dụ như khung truyền dẫn gồm bốn kênh truyền hình di động, mà người sử dụng chỉ quan tâm tới một kênh nào đó, thì máy thu chỉ kích hoạt trong thời điểm thu kênh truyền hình đó và khơng kích hoạt trong 3/4 thời gian còn lại.
3.3.5 Điều chế và các chế độ truyền dẫn 3.3.5.1 C ác chế độ truyền dẫn của DMB