CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN TRUYỀN HÌNH SỐ VÀ MẠNG ĐƠN TẦN
1.4 Cấu trúc khung OFDM trong DVB –T
1.4.1 Các tín hiệu pilot chuẩn
Như ta đã trình bày ở trên, các sóng mang khác nhau trong 1 khung OFDM được điều chế với các thông tin chuẩn, mà giá trị phát đi được máy thu nhận biết. Các sóng mang này được phát với mức công suất tăng cường 2,5dB so với các sóng mang dữ liệu, các thơng tin được truyền đi trong các sóng mang này là các pilots phân tán và pilots liên tục.
Cứ 4 symbol OFDM thì có 1 pilot liên tục trùng vị trí với pilot phân tán. Các pilots phân tán và liên tục được dải đều trong băng tần từ kmin tới kmax. Các sóng mang số liệu là cố định từ symbol này đến symbol khác đó là 1512 sóng mang số liệu hữa ích ở chế độ 2k và 6048 sóng mang số liệu ở chế độ 8k.
Giá trị thông tin của các pilots phân tán và liên tục được lấy từ chuỗi nhị phân giả ngẫu nhiên(PRBS) đó là một loạt các giá trị, mỗi giá trị cho 1 sóng mang pilot. Các pilots phân tán và liên tục được điều chế bởi chuỗi PRBS với Wk tương ứng với chỉ số sóng mang k của chúng. Chuỗi này cũng quản lý khống chế pha khởi đầu của thông tin TPS.
Chuỗi PRBS hoạt động theo đa thức sau: G(x) = x11 + x2 + 1 (1-2)
Chuỗi PRBS được khởi tạo sao cho bit ra đầu tiên trùng với sóng mang đầu tiên kmin. Một giá trị mới được tạo ra nhờ chuỗi PRBS trên mỗi sóng mang sử dụng( sóng mang có thể là pilot hay không pilot).
25
1.4.1.1 Các pilot phân tán
Các pilot phân tán (scattered pilots) với số lượng là 131 trong symbol 2k và 524 trong symbol 8k được đưa vào bộ tạo khung COFDM tại khối thích ứng khung( frame adaptation).
Các pilots phân tán là thơng tin chỉ dẫn cho máy thu đánh giá tình trạng của kênh truyền để tiến hành sửa lỗi. Thông tin chuẩn lấy từ chỗi chuẩn PRBS được truyền ở các ô pilots phân tán trong từng symbol OFDM với mức công suất tăng cường. Điều chế các pilots phân tán như sau:
Re (cm,k,l) = 4/3.2 (-1/2wk) Im (cm,k,l) = 0
Có nghĩa là sau khi điều chế các pilots phân tán chỉ có phần thực và khơng có phần ảo. Trong đó:
M: là chỉ số khung COFDM
K: là chỉ số của sóng mang điều chế. L: là chỉ số của symbol OFDM.
1.4.1.2 Các pilots liên tục
Thêm vào các pilots ở trên đây, 45 sóng mang pilots liên tục ở chế độ 2k, và 177 sóng mang pilots liên tục ở chế độ 8k được chèn vào khung COFDM. Tất cả các pilots liên tục là thơng tin chỉ dẫn cho máy thu hình DVB – T thực hiện đồng bộ tần sồ và thời gian. Chúng cũng được rải đều trong mỗi symbol.
Các pilots liên tục được điều chế bởi chuỗi chẩn PRBS ở trên và được truyền với mức công suất tăng cường thêm 2,5dB so với các ô dữ liệu. Các ô dữ liệu được chuẩn hóa E(c. c*) =1.
Các pilots liên tục được điều chế như sau: Re (cm,k,l) = 4/3.2 (-1/2wk)
26
Có nghĩa là cũng giống như các sóng mang phân tán, sau khi điều chế sóng mang liên tục chỉ có phần thật Re mà khơng có phần ảo Im.
Vị trí các sóng mang pilot liên tục
Bảng 1-3: vị trí các sóng mang pilot liên tục
1.4.1.3 Các sóng mang TPS
Các sóng mang TPS (transmission Parameter Signalling) được sử dụng cho mục đích hiển thị các thơng số có liên quan tới sơ đồ điều chế và mã hóa keenhh truyền.
TPS được truyền đồng thời trên 17 sóng mang TPS ở chế độ 2k và trên 68 sóng mang ở chế độ 8k. Mỗi sóng mang TPS trong cùng 1 symbol OFDM mang cùng 1 bit thơng tin mã hóa vi sai giống nhau.
27
Kiểu điều chế: Bao gồm giá trị của hệ số α của biểu đồ chòm sao QAM. Giá trị a xác định khoảng cách gần nhất giữa 2 trục thật và ảo tới các điểm tín hiệu ở gần nhất trong 4 góc phần tư của mặt phẳng phức. Nó cho phép chuẩn hố các sơ đồ điều chế đồng nhất và không đồng nhất kể cả QPSK, 16-QAM và 64-QAM.
Thông tin về điều chế phân cấp: Khơng phân cấp hay có phân cấp.
Khoảng bảo vệ không dùng cho việc thu nhận ban đầu, mà dùng cho việc hỗ
trợ khởi đầu của máy thu trong trường hợp lập lại cấu hình.
Tỷ lệ mã xoắn(FEC).
Chế độ truyền 2k hay 8k (cũng không dùng cho việc thu nhận ban đầu mà dùng cho việc hỗ trợ khởi đầu của máy thu trong trường hợp lập lại cấu hình).
Số khung trong 1 siêu khung. Các sóng mang TPS được xác định trên 68
symbol OFDM liên tục, cứ 4 khung liên tục tương ứng với 1 siêu khung. Chuỗi chuẩn ứng với các sóng mang TPS của symbol đầu tiên của mỗi khung. OFDM được sử dụng để khởi tạo điều chế TPS trên mỗi sóng mang TPS. Mỗi symbol OFDM chỉ mang 1 bit TPS. Mỗi khối TPS (ứng với 1 khung OFDM) chứa 68 bit và được xác định như sau:
o 1 bit khởi đầu. o 16 bit đồng bộ.
o 37 bit thông tin báo hiệu o 14 bit dự trữ cho việc sửa lỗi.
Trong 37 bit thơng tin thì hiện nay sử dụng 23 bit, còn lại 14 bit để dự trữ cho tương lai và được thiết lập giá trị là “0”
Định dạng truyền dẫn TPS: Sự sắp xếp (định vị) mỗi một thông số truyền
dẫn như (kiểu điều chế chòm sao,giá trị α tốc độ mã xoắn, khoảng bảo vệ và số khung trong 1 siêu khung) được thực hiện như trình bày ở dưới đây. Thông tin TPS truyền trong siêu khung thứ m’ với các bit từ S25 đến S39 luôn áp dụng cho siêu khung tiếp theo m’ + 1, trong khi các bit khác thì đề cập tới siêu khung thứ m’.
28
Bit khởi đầu: Là bit S0 khởi đầu việc điều chế B-PSK vi sai (DBPSK). Điều
chế bằng bit S0 được suy ra từ chuỗi chuẩn PRBS ở đầu trên và sẽ giới thiệu ở phần sau.
Chỉ thị độ dài của TPS: 6 bit đầu tiên của thông tin TPS được sử dụng như
một bộ chỉ thị độ dài của TPS (đếm nhị phân) để biểu thị số bit sử dụng của TPS. Bộ chỉ thị này có giá trị từ các bit S17 ¸ S22 = 01 01 11.
Đồng bộ: Các bit từ S1 ¸ S16 là từ mã đồng bộ. Khối TPS thứ 1 và thứ 3 trong mỗi siêu khung có từ mã đồng bộ như sau: S1¸ S16 = 00 11 01 01 11 10 11 10. Khối TPS 2 và 4 có từ mã đồng bộ như sau: S1¸ S16= 11 00 10 10 00 01 00 01
Thứ tự khung trong siêu khung: Cứ 4 khung tạo nên 1 siêu khung. Các khung
trong 1 siêu khung được đánh số từ 0 ¸ 3. Thứ tự khung trong 1 siêu khung được biểu thị bằng 2 bit S23 và S24 .
Bit S23, S24 Số khung
00 Frame number 1 in the super-frame 01 Frame number 2 in the super-frame 10 Frame number 3 in the super-frame 11 Frame number 4 in the super-frame
Bảng 1-4: Thứ tự khung trong siều khung
Kiểu điều chế (lập chòm sao)
Bit S25, S26 Contellation characteristics
00 QPSK
01 16-QAM
10 64-QAM
29
Bảng 1-5: Kiểu điều chế
Điều chế phân cấp: Thông tin về phân cấp xác đinh khi nào truyền dẫn là có phân cấp, vậy thì hệ số α là bao nhiêu? Hệ số α được biểu thị bằng 3 bit như trong bảng sau. Các bit S27, S28, S29 được sử dụng để thiết lập thông tin này:
Bit S27, S28, S29 α value 000 Non hierarchical 001 α = 1 010 α = 2 011 α = 4 100 Reserved 101 Reserved 110 Reserved 111 Reserved
Bảng 1-6: Thông tin về phân cấp
Tỷ lệ mã FEC: 3 bit S30, S31, S32 được sử dụng để biểu thị tỷ lệ mã xoắn cho dòng HP và 3 bit S33, S34, S35 cho dòng LP. Thứ tự hiển thị bắt đầu cho dòng HP và kết thúc ở dòng LP như trong bảng dưới đây.
Bit S30, S31, S32 (Hp Stream) S33, S34, S35 (Lp Stream) Code rate 000 1/2 001 2/3 010 3/4
30 011 5/6 100 7/8 101 Reserved 110 Reserved 111 Reserved Bảng 1-7: Tỷ lệ mã sửa lỗi
Khoảng bảo vệ: 2 bit S36, S37 được sử dụng để biểu thị khoảng bảo vệ.
Bit S36, S37 Guard Interval value (∆Tu)
00 1/32
01 1/16
10 1/8
11 1/4
Bảng 1-8: Khoảng bảo vệ
Chế độ truyền dẫn: 2 bit S38,S39 được sử dụng để biểu thị chế độ 2 k hoặc 8k.
Bit S38, S39 Transmission mode
00 2k mode
01 8k mode
10 Reserved
31
Bảng 1-9: Mod truyền dẫn
Mã sửa sai cho TPS: Từ bit thứ 53 chứ thông tin TPS được mở rộng thêm 14 bit tương suy cho mã sửa lỗi làm ngắn BCH (67,53, t=2). Đa thức tạo mã:
H(x) = x18 + x9 + x8 + x6 + x5 + x4 + x2 + x + 1 (1-3)
Điều chế các sóng mang TPS
Các sóng mang TPS được truyền tại mức công suất thông thường bằng các sóng mang dữ liệu – tức là E(c-c*) = 1. Mỗi sóng mang TPS được điều chế DBPSK và mang cùng 1 thông tin. Điều chế DPBSK được khởi tạo tại điểm bắt đầu của mỗi khối TPS. Quy tắc điều chế vị sai cho sóng mang TPS thứ k của symbol OFDM thứ 1 ở khung m như sau:
Nếu Si = 0 thì Re (Cm,l,k) = Re (Cm, l-1, k); Im (Cm,l,k) = 0 Nếu Si = 1 thì Re (Cm,l,k) = - Re (Cm, l-1, k); Im (Cm,l,k) = 0
Điều chế tuyệt đối của các sóng mang TPS ở symbol đầu tiên trong 1 khung OFDM được suy ra từ chuỗi wk như sau:
Re (Cm,l,k) = 2(1/2 - wk) Im (Cm,l,k) = 0