3.1 Công nghệ truyền hình di động T-DMB 81
3.1.1.1 Mã hóa kênh T-DMB 82
Mã hóa kênh là một trong hai chức năng cơ bản nhằm đảm bảo tính chính xác của dữ liệu trong q trình truyền đưa thơng tin. Mục đích chính của mã hóa là chuyển đổi các luồng dữ liệu (từ các dịch vụ khác nhau như âm thanh, hình ảnh, dữ liệu ) phù hợp với các đặc tính đặc biệt của các kênh thông tin vô tuyến (radio). Thơng qua mã hóa kênh, các luồng dữ liệu sẽ được đảm bảo khi có tác động lỗi trên đường truyền và giải mã đúng thông tin phù hợp tại các máy thu.
Trong hệ thống T-DMB, tất cả các luồng dữ liệu sẽ được mã hóa theo
phương thức mã hóa xoắn (convolutional coding), trong đó lấy ra n bít từ luồng dữ liệu liên tục đầu vào và sắp xếp chúng thành m bít dữ liệu đầu ra
(m>n). Q trình tạo các bít đầu ra được thực hiện thông qua việc kết hợp các luồng đầu ra của các thanh ghi dịch hồi tiếp tuyến tính. Tại các máy thu, tín hiệu được giải mã để thu thông tin qua bộ giải mã Viterbi.
Thuyết minh đề tài nghiên cứu Khoa học công nghệ
NGHIÊN CỨU XU THẾ PHÁT TRIỂN CƠNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH, CÁC CƠNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH TIÊN TIẾN VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM
2011 Trung tâm Tư vấn Đầu tư Chuyển giao công nghệ -Viện KHKT Bưu điện Trang 83
nhiên trong hệ thống truyền dẫn vô tuyến lỗi gia tăng lại do lỗi chùm (errors burst) mà đặc trưng chính là do các lỗi bít liên tiếp gây nên. Để giải quyết vấn
đề này các tín hiệu đầu ra bộ giải mã xoắn phải được trộn lẫn ở bước tiếp theo,
quá trình này được gọi là xen thời gian (time interleaving). Luồng dữ liệu
được chia nhỏ thành các từ mã có độ dài cố định và những bít liền nhau của
một từ mã được trao đổi với các bít của từ mã trước và sau theo một thuật toán nhất định. Tại đầu thu, trình tự bít được sắp xếp lại thơng qua bộ giải mã xen. Nhờ cơ chế này, những lỗi trùm phát sinh trong quá trình truyền tin, tập chung
ở một vài từ mã, sẽ được chia nhỏ thành các lỗi bít đơn và có thể sửa lỗi thơng
qua bộ giải mã Viterbi.
Một hạn chế của phương pháp xen thời gian khi giải quyết vấn đề lỗi trùm là làm gia tăng trễ do việc trải rộng các bít liên tiếp ở một vài từ mã. Quá trình sắp xếp lại thứ tự các từ mã ban đầu phải đợi cho tới khi nhận đủ các bít cần thiết phải thu. Trễ tổng cộng của quá trình này có thể lên tới hàng trăm ms. Vấn đề này là không quá nghiêm trọng đối với đa số dịch vụ DAB/DMB, tuy nhiên thay vào đó nó có thể đẫn đến những ảnh hưởng đối với truyền thông tin
điều khiển độ nhạy thời gian lớn. Để giải quyết vấn đề này, cấu trúc khung
truyền tải DMB được bổ xung kênh thông tin nhanh (FIC). FIC được sử dụng
để truyền tải các thông tin điều khiển nhậy với thời gian, FIC không áp dụng
phương thức xen mà nó áp dụng cấu trúc mã hóa xoắn vững chắc hơn so với các kênh khác.
Ngồi ra, trong mã hóa T-DMB cịn đưa vào một phương thức sửa lỗi đã được chuẩn hóa để cung cấp dịch vụ cho người xem khi đang di chuyển trên
các phương tiện tốc độ cao, có thể lên tới 200 Km/h. Phương thức này được gọi là mã khối (mã hóa Real –Solomon) và được thực hiện trước quá trình mã xoắn tại trạm phát và sau bộ giải mã xoắn tại đầu thu. Kiểu mã hóa này cịn
được gọi là mã hóa ngồi (outer coding).
Cơ chế của quá trình này như sau: Luồng dữ liệu tại đầu ra của bộ ghép
kênh MPEG - 2 được chia thành các khối nhỏ có chiều dài 187 byte và được gọi là mã hóa Real - Solomon (RS). Một từ mã RS (204, 188, t=8) bao gồm 204 byte trong đo có 187 byte của khối dữ liệu, 1byte đồng bộ và 16 byte chẵn lẻ (cấu trúc từ mã như hình 20 ) và cho phép sửa lỗi 8 byte lỗi ngẫu nhiên trong tổng 204 byte thu được. Từ mã này cũng có thể được bổ xung thêm 51 byte (tất cả là = 0) trước các byte thông tin tại đầu vào của bộ mã hóa RS để tạo từ mã dài hơn RS (255, 239, t=8). Tại đầu thu sau khi được giải mã RS tất cả các byte trống sẽ được loại bỏ để lấy lại từ mã có chiều dài 204 bytes.
Thuyết minh đề tài nghiên cứu Khoa học công nghệ
NGHIÊN CỨU XU THẾ PHÁT TRIỂN CƠNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH, CÁC CƠNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH TIÊN TIẾN VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM
Gói tin dữ liệu đầu vào
Gói tin được bảo vệ lỗi
Hình 20. Cấu trúc từ mã Real – Solomon
Các từ mã RS được xử lý mã hóa xoắn (convolutional coding) xen thời gian nhằm tối thiểu hóa lỗi chùm trong quá trình truyền tin. Cách thức thưc hiện dựa trên phương pháp Forney với độ sâu đan xen I =12 byte. Phương thức này tương tự như Ramsey chế độ III với I=12.
Q trình xen có thể bao gồm 12 nhánh (I=12) xoay vòng kết nối với luồng dữ liệu đầu vào thông qua bộ chuyển mạch đầu vào. Mỗi nhánh là một thanh ghi dịch FiFo với J.M cell (trong đó j là nhánh thứ j, M được tính M = 17 = N/I, N = 204. Bộ chuyển mạch đầu vào và ra cũng được đồng bộ với nhau.
Các byte đồng bộ luôn được định tuyến trên nhánh đầu tiên (j =0) của bộ xen thời gian.
Byte đồng bộ luôn được chuyển qua nhánh số 0
Hình 21. Sơ đồ khối của quá trình xen và giải xen thời gian