Thông thường trong các hệ thống DVB-H thường dùng phổ tần UHF vì có một số ưu điểm như sau:
ü Băng UHF đủ cao để không bị ảnh hưởng bới nhiễu nhiệt của con người. Điều này khá quan trọng khi các thiết bị đầu cuối là các thiết bị câm tay nhỏ và người sử dụng hay mang theo bên mình.
ü Băng UHF cũng đủ thấp để máy có thể phát được đi xa khơng giống như các ô trong thông tin di động thường rất nhỏ. Phù hợp với những nhà khai thác dịch vụ truyền hình di động trên quy mơ lớn, vùng phủ rộng sẽ yêu cầu công suất máy phát lớn.
ü Trong dải tần UHF cũng không bị can nhiễu bởi các hệ thống truyền hình mắt đất khác nhất và mạng thông tin di động GSM
ü Dải UHF ở nhiều nước còn chưa bị chiếm dụng nhiều cũng là lợi thế cho triển khai DVB-H.
ü Mặt khác chi phí triển khai DVB-H UHF 600 cũng thấp hơn khi triển khai T-DMB VHF 200.
DVB-H sử dụng băng thông đúng bằng băng thông cho truyền hình tương tự do vậy sẽ phù hợp cho các quốc gia còn dư tần số cho truyền hình và phù hợp với những nhà khai thác dịch vụ truyền hình di động trên quy mơ lớn, vùng phủ rộng sẽ yêu cầu công suất máy phát lớn. Hơn nữa khả năng truyền tải sẽ cao vào khoảng 5Mb/s tùy theo phương thức điều chế.
4.2. Điều chế OFDM trong DVB-H
DVB-H sử dụng phương thức điều chế COFDM ghép kênh và truyền tải nội dung để phát tới các đầu cuối. Kỹ thuật điều chế COFDM là ghép kênh phân chia theo tần số trực giao có mã sửa sai. Trong DVB-H sử dụng 3 chế độ 2K, 4K, 8K trong điều chế OFDM. Bảng 4-1 mô tả các thống số của các chế độ được sử dụng trong điều chế OFDM DVB-H.
Bảng 4-1: Các thông số trong miền tần số của kênh tín hiệu OFDM DVB-H 8MHz
Chế độ 2K 4K 8K
Số sóng mang con 1705 3409 6817 Số kênh con được điều chế 1512 3024 6048 Chu kì cơ bản T 7/64µs 7/64µs 7/64µs Phần kí hiệu hữu dụng 224µs 448µs 896µs Khoảng cách sóng mang 4464Hz 2232Hz 1116Hz Các sóng mang giữa các bước
Kmin tới Kmax=(K-1)/Tu 7,61MHz 7,61MHz 7,61MHz
DVB-H điều chế sóng mang con theo 3 phương pháp QPSK, 16-QAM, 64-QAM. DVB-H điều chế sóng mang con cùng với số lượng bit trên một kí hiệu được trình bày trong bảng dưới đây:
Bảng 4-2: Các phương pháp điều chế cơ sở và khoảng bảo vệ tương ứng Khoảng bảo vệ Khoảng bảo vệ Chùm sao Tỉ lệ mã 1/4 1/8 1/16 1/32 Số bit/kí hiệu 1/2 3,74 4,15 4,39 4,52 2/3 4,98 5,53 5,86 6,03 3/4 5,6 6,22 6,59 6,79 5/6 6,22 6,92 7,32 7,54 QPSK 7/8 6,53 7,26 7,69 7,92 2 1/2 7,46 8,3 8,78 9,05 16-QAM 2/3 9,95 11,06 11,71 12,07 4
3/4 11,2 12,44 13,17 13,58 5/6 12,44 13,82 14,64 15,08 7/8 13,07 14,51 15,37 15,83 1/2 11,2 12,44 13,17 13,58 2/3 14,93 16,59 17,57 18,1 3/4 16,79 18,66 19,76 20,36 5/6 18,66 20,74 21,95 22,62 64-QAM 7/8 19,6 21,77 23,06 23,75 6
Sử dụng các chùm sao tín hiệu bậc càng cao thì tốc độ dữ liệu ghép càng cao. Ví dụ, đối với một tốc độ mã sửa sai đã định cùng với số lượng sóng mang con, nếu DVB-H thay đổi sử dụng từ QPSK sang 16-QAM thì tốc độ dữ liệu ghép sẽ tăng gấp đơi. Tuy nhiên để sử dụng các chùm sao tín hiệu bậc cao, công suất máy phát cần được tăng lên vì các điểm tín hiệu gần nhau hơn các chùm sao tín hiệu bậc thấp. Giải pháp thơng minh của DVB-H để tăng các công suất máy phát cần thiết là bổ sung MPE- FEC. Đó là một lớp ở bên ngồi mã hố FEC và MPE-FEC cho phép DVB-H sử dụng 16-QAM ở các mức công suất tượng tự như QPSK mà khơng có MPE-FEC.
Với mơ hình điều chế chung luồng số liệu đầu vào được tách thành các nhóm có số bít phụ thuộc vào kiểu điều chế cơ sở (hay kiểu điều chế kênh con). Mỗi bit này mang thông tin về pha và biên độ của sóng mang và tương ứng với một điểm trên sơ đồ chùm sao. Trong mơ hình điều chế phân cấp, hai luồng số liệu độc lập sẽ được truyền trong cùng một thời điểm. Luồng dữ liệu có mức ưu tiên cao (High Priority) được điều chế QPSK và luồng dữ liệu có mức ưu tiên thấp (Low Priority) được điều chế 16-QAM hoặc 64QAM.
DVB-H dùng điều chế kết hợp tức là các bit dữ liệu được ánh xạ lên các điểm sao nhất định, chẳng hạn như điều chế QPSK bít dữ liệu 0o ln ln được ánh xạ vào một góc pha 45o, bít dữ liệu 01 được ánh xạ vào góc pha 135o…
Khoảng thời gian bảo vệ trong điều chế OFDM của DVB-H. Khoảng thời gian bảo vệ (cũng được hiểu như tiếp đầu của chu kỳ) xác định khoảng cách lớn nhất giữa các máy phát trong mạng đơn tần-SFN và kích cỡ khả thi của các SFN. Khoảng thời gian bảo vệ (GI) được bổ sung giữa phần có ích của các ký hiệu OFDM để nắm bắt được đa đường dẫn bị trễ từ các ký hiệu OFDM phía trước. GI để tránh nhiễu giữa các ký hiệu (ISI) bởi vì ISI phá huỷ tính trực giao giữa các sóng mang con và các mức ISI cao sẽ gây ra không thu được.
Bảng 4-3: Khoảng bảo vệ của chế độ 8K cho từng băng thông Chế độ Băng thông Chế độ Băng thông [MHz] Khoảng thời gian bảo vệ [µs] 8K, GI = 1/4 8 224 8K, GI = 1/4 7 256 8K, GI = 1/4 6 299 8K, GI = 1/4 5 358
4.3. Số lượng, vị trí và nhiệm vụ của các sóng mang
Tín hiệu truyền đi được tổ chức thành các khung (Frame). Cứ 4 khung liên tiếp tạo thành một siêu khung. Lý do việc tạo ra các khung là để phục vụ tổ chức mang thông tin tham số bên phát (bằng các sóng mang báo hiệu tham số bên phát - Transmission Parameter Signalling - TPS carriers). Lý do của việc hình thành các siêu khung là để chèn vừa đủ một số nguyên lần gói mã sửa sai RS(Reed-Solomon) trong dòng truyền tải cho dù ta chọn bất kỳ cấu hình tham số phát, điều này tránh việc phải chèn thêm các gói đệm khơng cần thiết. Như đã nói ở phần trên DVB-H sử dụng kỹ thuật điều chế COFDM (OFDM có sửa lỗi), trong DVB-H sử dụng mã sửa lỗi RS Mỗi khung chứa 68 kí hiệu OFDM trong miền thời gian (được đánh dấu từ 0 đến 67). Mỗi kí hiệu này chứa hàng ngàn sóng mang (6817 sóng mang với chế độ 8K, 3409 sóng mang với chế độ 4K và 1705 sóng mang với chế độ 2K) dày đặc trong dải thông 8 MHz (Việt Nam chọn dải thơng 8MHz, có nước chọn 7MHz).
Như vậy mỗi kí hiệu COFDM chứa:
ü Các sóng mang dữ liệu (video, audio, ...) được điều chế M-QAM. Số lượng các sóng mang dữ liệu này chỉ có 6048 với 8K, 3024 với 4K và 1512 với 2K.
ü Các pilot (sóng mang) liên tục: bao gồm 177 pilot với 8K, 89 pilot với 4K và 45 pilot với 2K. Các pilot này có vị trí cố định trong dải tần 8MHz và cố định trong biểu đồ chòm sao để đầu thu sửa lỗi tần số, tự động điều chỉnh tần số (AFC) sửa lỗi pha.
ü Các pilot (sóng mang) rời rạc (phân tán): bao gồm 524 pilot với 8K, 262
pilot với 4K và 131 pilot với 2K có vị trí cố định trong biểu đồ chịm sao. Chúng khơng có vị trí cố định trong miền tần số, nhưng được trải đều trong dải thông 8MHz. Bên máy thu khi nhận được các thông tin từ các
pilot này sẽ tự động điều chỉnh để đạt được "đáp ứng kênh" tốt nhất và thực hiện việc hiệu chỉnh (nếu cần).
ü Khác với sóng mang các chương trình, các pilot khơng điều chế QAM, mà chỉ điều chế BPSK với mức công suất lớn hơn 2,5 dB so với các sóng mang khác
ü Các sóng mang thơng số phát TPS (Transmission Parameter Signalling)
chứa nhóm thơng số phát được điều chế BPSK vì thế trên biểu đồ chòm sao, chúng nằm trên trục thực. Sóng mang TPS bao gồm 68 sóng mang trong chế độ 8K 34 sóng mang trong chế độ 4K và 17 sóng mang trong chế độ 2K. Các sóng mang TPS này khơng những có vị trí cố định trên biểu đồ chùm sao, mà cịn hồn tồn cố định ở các vị trí xác định trong dải tần 8MHz.
4.4. Dung lương ghép DVB-H và C/N yêu cầu
DVB-H chủ yếu được thiết kế để cho phép nhận các truyền dẫn Mobile TV và nhận tất cả các dòng video ở mức C/N chấp nhận được. Các dòng video yêu cầu BER thấp hơn rất nhiều so với âm thanh (ví dụ bộ codec âm thanh lớp 2 MPEG-2 yêu cầu BER bằng 2x10-4 thì bộ codec video MPEG-2 yêu cầu BER bằng 10-11. Tất cả các con số đã định ra cho DVB-H được đánh giá cao hơn rất nhiều so với nhận dòng âm thanh, vì vậy cần thiết phải ước lượng được C/N từ các số liệu đã có.
Bảng sau chứa các con số C/N cần thiết đã định cho nhận dòng video (tỷ lệ mã MPE-FEC là 0,75 trong mọi trường hợp):
Bảng 4-4: Tỉ số C/N cho chế độ 8K nhận Video Số lượng Số lượng các sóng mang con Chùm sao tín hiệu Tỷ lệ mã xoắn C/N cần thiết để nhận Video (dB) 8K QPSK 1/2 9.6 8K QPSK 2/3 12.6 8K 16-QAM 1/2 15.1 8K 16-QAM 2/3 18.1
Để ước tính C/N cần thiết để nhận âm thanh sau khi các giả thuyết sau đây đã được đưa ra và sau đó các đường cong đã được ngoại suy từ dữ liệu đã biết:
- BER cần thiết cho nhận dòng video trên máy điện thoại di động là 10-9 lớn hơn 10-11. 10-9 là một con số đã định cho truyền hình di động.
- Các giá trị C/N đúng cho các chế độ trong bảng trên đã được sử dụng làm các điểm cuối cho mỗi đường cong
- Điểm bắt đầu của mỗi đường cong là điểm BER = 0,5 và C/N = 0dB. BER=0,5 là giá trị BER tồi nhất có thể.
Mỗi đường cong có hình “thác nước” và đơn điệu, chúng luôn luôn giảm và BER nghịch đảo với C/N, bắt đầu đường cong giảm chậm và trở nên dốc đứng khi giá trị C/N lớn hơn.