.15 Sơ đồ khối bộ điều chế số của DVB T

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) NGHIÊN cứu kỹ THUẬT điều CHẾ số ỨNG DỤNG TRONG DVB THẾ hệ mới (Trang 59 - 69)

2.2.7.2 Tiờu chuẩn OFDM DVB – T

Kỹ thuật OFDM trong DVB – T phõn chia kờnh truyền cả trong miền thời gian lẫn tần số:

Miền tần số được phõn thành một tập hợp cỏc dải tần hẹp (Frequency Sub-band) hay cũn gọi là cỏc băng tần con.

Miền thời gian được phõn thành cỏc khe thời gian gần kề nhau (Time Segment).

Hỡnh 2.16 Sơ đồ phõn chia thời gian và tần số

Mỗi phần tần số/thời gian được sử dụng để tải một súng mang con riờng hay cũn gọi là cỏc tải phụ (Carier). Để tăng được hiệu quả sử dụng phổ thỡ cỏc tải phụ này trực giao với nhau (Khoảng cỏch tần số trực giao là 1/Tu là chu kỡ symbol cú ớch). Tại mỗi

39

symbol, mỗi súng mang tương ứng sẽ được điều chế bởi một số phức lấy từ tập chũm sao. Tựy thuộc vào kiểu điều chế bởi một số phức lấy từ tập chũm sao. Tựy thuộc vào kiểu điều chế cơ sở được chọn là QPSK, 16 QAM hoặc 64 QAM mỗi súng mang sẽ vẫn chuyển được số bit dữ liệu tương ứng là 2, 4 hoặc 6 bit. Tuy nhiờn với cụng suất phỏt cố định, khi cú nhiều bit dữ liệu trong một symbol thỡ cỏc điểm trong chũm sao sẽ gần nhau hơn và khả năng chống lỗi sẽ bị giảm. Do đú cần cú sự cõn đối giữa tốc độ dữ liệu và mức độ lỗi.

Hỡnh 2.17 Sơ đồ phõn phối cỏc súng mang con trờn kờnh truyền

Trong thực tế khi khoảng tổ hợp thu trải theo 2 symbol thỡ khụng chỉ cú nhiễu giữa cỏc symbol thỡ khụng chỉ cú nhiễu giữa cỏc symbol (ISI) mà cũn cú cả nhiễu tương hỗ giữa cỏc súng mang (ICI). Để trỏnh điều này người ta chốn thờm khoảng bảo vệ (Guard Interval Duration) Tg trước mỗi Symbol để đảm bảo cỏc thụng tin là đến từ cựng một symbol và xuất hiện cố định.

Để triệt súng phản xạ từ xa thỡ độ dài khoảng bảo vệ càng lớn càng tốt. Ta cú cụng thức:

Dmax = cTg

Với: Tg là độ dài khoảng bảo vệ

c là vận tốc ỏnh sỏng (=3.10^8 m/s)

Dmax là hiệu khoảng cỏch tối đa của súng phản xạ và súng trực tiếp 40

Việc chốn khoảng bảo vệ được thực hiện ở bờn phỏt với độ dài khoảng bảo vệ được lựa chọn sao cho phự hợp với mức độ thu đa đường (Multipath) của mỏy thu. Khoảng thời gian bảo vệ Tg cú cỏc giỏ trị khỏc nhau theo quy định của DVB: 1/4 Tu, 1/8 Tu, 1/16 Tu, và 1/32 Tu.

DVB cho phộp hai Mode truyền phụ thuộc và số súng mang được sử dụng:

Vớ dụ:

+ Trong mode 8K, Tu = 896 Tgmax = 1/4 Tu = 896/4 = 224

- Hiệu khoảng cỏch lớn nhất của súng phản xạ để khụng cú nhiễu: Dmax = cTg = 3.10^8.224.10^(-6)= 67200= 67,2 Km.

+ Trong mode 2K, Tu = 224 Tgmax = 1/4 Tu = 224/4 = 56

- Hiệu khoảng cỏch lớn nhất của súng phản xạ để khụng cú nhiễu: Dmax = c.Tg = 3.10^8.56.10^(-6) = 16800 = 16,8 Km.

41

Hỡnh 2.18 Cỏc tia súng đến trong khoảng thời gian bảo vệ

Khi chờnh lệch thời gian của cỏc tia súng đến đầu thu khụng vượt quỏ khoảng thời gian bảo vệ Tg thỡ mỏy thu hoàn toàn khắc phục tốt hiện tượng phản xạ. Thực chất khoảng thời gian bảo vệ Tg là khoảng thời gian trống khụng mang thụng tin hữu ớch, do đú cựng một chế độ phỏt, Tg càng lớn thỡ thụng tin hữu ớch sẽ càng ớt, số lượng chương trỡnh sẽ giảm.

Phõn bố trong kờnh dữ liệu

Tớn hiệu truyền đi được tổ chức thành cỏc khung và siờu khung. Mỗi symbol OFDM chứa hàng ngàn súng mang (6817 súng mang với chế độ 8K và 1075 súng mang với chế độ 2K) nằm dày đặc trong dải thụng 8MHz. Mỗi khung chứa 68 symbol OFDM trong miền thời gian (được đỏnh số từ 0 67). Cứ 4 khung liờn tiếp tạo thành một siờu khung.

Trong một symbol OFDM sẽ chứa:

Cỏc súng mang dữ liệu (video, audio, …): được điều chế M-QAM. Số lượng cỏc súng mang này là 6048 đối với mode 8K và 1512 đối với mode 2K.

Cỏc pilot (súng mang) liờn tục: bao gồm 177 pilot với mode 8K và 45 pilot với mode 2K. Cỏc pilot này cú vị trớ cố định trong dải tần 8 MHz và cố định trong biểu đồ trũm sao để đầu thu đồng bộ và sửa lỗi pha.

Cỏc pilot rời rạc (phõn tỏn): bao gồm 524 pilot với mode 8K và 131 pilot với 2K. Chỳng cú vị trớ cố định trong biểu đồ chũm sao nhưng khụng cú vị trớ cố định

42

trong miền tần số mà được trải đều trong dải thụng 8MHz. Cỏc pilot này được truyền đều theo thời gian và tần số, cho phộp đỏnh giỏ cỏc đặc trưng của kờnh bằng cỏc phộp nội suy về thời gian và tần số. Bờn thu khi nhận được thụng tin từ cỏc pilot này sẽ tự động điều chỉnh để đạt được đỏp ứng kờnh tốt nhất và thực hiện việc điều chỉnh nếu cần.

Hỡnh 2.19 Phõn bố cỏc pilot của DVB – T

Khỏc với cỏc súng mang chứa dữ liệu, cỏc pilot khụng điều chế QAM mà chỉ điều chế BPSK với mức cụng suất lớn hơn 2,5 dB so với cỏc súng mang khỏc. Cỏc súng mang bỏo hiệu thụng số bờn phỏt TPS (Transmission Parameter

Signalling) chứa cỏc thụng tin điều khiển, cú một bit TPS trong một symbol OFDM. Do đú một khối TPS (tương ứng với một khung OFDM chứa 68 symbol OFDM) chứa 68 bit được xỏc định như sau:

1 bit khởi đầu 16 bit đồng bộ 37 bit thụng tin

14 bit dư cho bảo hiểm lỗi

Trong 37 bit thụng tin thỡ 23 bit đó được sử dụng, 14 bit chưa đủ dụng tới phải đặt bằng khụng (dựng cho tương lai).

TPS mạng thụng tin về:

Điều chế, gồm giỏ trị của giản đồ chũm sao QAM Thụng tin đó mỏ húa theo lớp

43

Khoảng bảo vệ (hỗ trợ ban đầu cho mỏy thu) Tỷ lệ mó trong

Mode truyền (2K, 8K)

2.2.7.3 Tổng vận tốc dũng dữ liệu của mỏy phỏt số DVB-T

Thụng thường, thụng tin trờn một kờnh cao tần 8MHz của mỏy phỏt DVB-T phụ thuộc vào tổng vận tốc dũng dữ liệu mà nú cú khả năng truyền tải và cú thể thấy cỏc tham số phỏt như kiểu điều chế, tỷ lệ mó và khoảng thời gian bảo vệ sẽ quyết định khả năng này. Bảng 4.3 thống kờ tổng vận tốc dũng dữ liệu mỏy phỏt DVB-T cú thể tải từ 4,98 Mbit/s đến 31,67 Mbit/s trờn một kờnh cao tần 8MHz với cỏc nhúm thụng số khỏc nhau.

Bảng 2.5 Tổng vận tốc dũng dữ liệu

Chế độ phỏt 2K sử dụng 1705 súng pilot. Trong chế độ 8K số súng mang dữ liệu gấp 4 lần trong chế độ 2K nhưng thời gian để truyền hết số lượng súng mang này cũng gấp 4 lần nờn tổng vận tốc dũng dữ liệu cũng kiểu 2K.mang, trong đú cú 1512 súng mang dữ liệu và 193 súng mang tham số phỏt và cỏc pilots. Chế độ phỏt 8K sử dụng 6817 súng mang, trong đú cú 6048 súng mang dữ liệu và 769 súng mang tham số phỏt.

2.2.7.4 Điều chế tớn hiệu

Chuỗi ký tự phỏt OFDM được biểu diễn như sau:

s t exp j2 f t

c

m 0 l 0 k Kmin

44

m,l ,k

0

Trong đú: k là chỉ số súng mang thứ k l số ký tự OFDM trong khung m số khung truyền dẫn K số súng mang phỏt

TS khoảng thời gian của một ký tự T khoảng thời gian của FFT khoảng thời gian của CP fc tần số súng mang

k là chỉ số súng mang thứ k’ với k'

l 68 m TS t l 68m 1 TS t

k Kmax Kmin / 2

Cm,l,k là ký tự dữ liệu l trong khung thứ m của súng mang thứ k. Xột cụng thức (30) trong khoảng thời gian

thời gian một ký tự: s t

Phộp biến đổi FFT:

So sỏnh hai biểu thức trờn, ta thấy rằng cú thể sử dụng cỏc thuật toỏn FFT để tạo ra N mẫu ký tự xk tương ứng với khoảng thời gian hữu ớch T cho mỗi ký tự. Khoảng bảo vệ (CP) giữa cỏc ký tự được thờm vào bằng cỏch sao chộp N /T mẫu cuối ký tự và chốn chỳng vào phần đầu của mỗi ký tự.

Kết luận chương

Trong chương này ta tỡm hiểu về kỹ thuật điều chế trong truyền hỡnh số. Đưa ra cỏc tiờu chuẩn truyền hỡnh số hiện nay trờn thế giới, phõn tớch đỏnh giỏ từng tiờu chuẩn. Trong chương này ta cũn giới thiệu về kỹ thuật OFDM, nờu rừ khỏi niệm ưu nhược điểm và cỏc tham số của kỹ thuật OFDM. Trỡnh bày ứng dụng của OFDM trong truyền hỡnh số mặt đất, cỏc thụng số của cỏc kiểu truyền dữ liệu, số lượng vị trớ nhiệm vụ của cỏc súng mang, chốn khoảng bảo vệ và điều chế tớn hiệu.

46

CHƢƠNG 3: Mễ PHỎNG HỆ THỐNG OFDM 3.1 Giới thiệu

Chương này mụ tả việc thiết kế và thực hiện hệ thống thụng tin liờn lạc OFDM trờn một kờnh õm thanh. Cỏc hệ thống thụng tin liờn lạc được thiết kế trong khụng khớ. Tớn hiệu OFDM được tạo ra bằng MATLAB trong dải tần từ 12-15 kHz, được truyền qua card õm thanh bằng cỏch sử dụng kết nối loa với mỏy tớnh. Âm thanh được truyền túi một microphone kết nối với card õm thanh của mỏy tớnh thứ hai, mỏy tớnh thứ hai này đúng vai trũ là người nhận và ước tớnh cỏc bit được nhận được (bằng Matlab). Do đú kờnh truyền bao gồm một sự kết hợp của hai card õm thanh, loa, khụng khớ và microphone.

3.2 Thiết kế hệ thống 3.2.1 Bờn phỏt

Băng thụng của hoạt động được chọn là 12-15kHz. Mỗi symbol OFDM được tạo ra bằng cỏch sử dụng IFFT 2048 điểm ở tần số lấy mẫu 96 kHz. Điều này tương ứng với khoảng cỏch súng mang con khoảng 23,4 Hz. Tổng cộng sẽ cú 129 súng mang con được sử dụng để điều chỉnh, trong đú bao gồm cả dữ liệu truyền và pilot. Điều chế biờn độ M-QAM được dựng để điều chỉnh cỏc dữ liệu và cỏc súng mang con thớ điểm. Cỏc súng mang con thớ điểm cú nghĩa là cho sử dụng tại mỏy thu để ước tớnh đỏp ứng tần số của cỏc kờnh. Cú hai cỏch mà cỏc pilot cú thể được chốn vào một symbol OFDM là chốn theo kiểu khối và kiểu răng lược.

Kiểu khối

Với cỏc sắp xếp cỏc pilot theo kiểu khối, tất cả cỏc súng mang con đều chứa pilot. Chỳng được truyền định kỡ theo thời gian. Như vậy, kờnh truyền sẽ được ước lượng trờn miền thời gian. Gọi St là khoảng thời gian giữa hai lần truyền symbol pilot. Để cú thể nắm bắt kịp những thay đổi của đặc tớnh kờnh truyền, khoảng cỏch giữa hai pilot phải khụng lớn hơn nghịch đảo tần số Doppler, hay chớnh là thời gian kết hợp của kờnh (coherence time).

47

S

t

Cỏch sắp xếp này phự hợp cho việc ước lượng fading chọn lọc tần số do tất cả cỏc súng mang con đều cú pilot.

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) NGHIÊN cứu kỹ THUẬT điều CHẾ số ỨNG DỤNG TRONG DVB THẾ hệ mới (Trang 59 - 69)

Tải bản đầy đủ (DOCX)

(80 trang)
w