để ựiều chế ựa sóng mang trong hệ thống DMB, một kênh vô tuyến trong băng thông 1,536 MHz ựược chia nhỏ thành N sóng mang con, các sóng mang con ựó truyền dữ liệu ựộc lập nhau. Dòng truyền tải ựược phân phối qua N sóng mang con và do ựó thời gian của kắ hiệu ứng với mỗi sóng mang con có thể ựược mở rộng N lần so với khoảng thời gian kắ hiệu sử dụng ựiều chế ựơn sóng mang. Tất cả tốc ựộ kắ hiệu của các kênh vô tuyến ựều tương ựương nhau,nhưng tránh ựược nhiễu giữa các kắ hiệu vì khoảng thời gian kắ hiệu trên mỗi sóng mang con lớn hơn khoảng trễ dự kiến, giả sử với N ựược chọn ựủ lớn.
Tuy nhiên, ựiều chế ựa sóng mang có thể chịu thiệt hại từ các búp sóng cạnh, các búp sóng cạnh sinh ra từ bức xạ ngoài băng trong ở các dải tần số bên dưới và bên trên của mỗi sóng mang con. Các búp sóng cạnh này không mang bất kì thông tin hữu ắch nào (những thông tin cần thiết ựể nhận biết tắn hiệu máy thu) nhưng chúng có gây ra méo quá trình truyền sóng của các sóng mang con bên cạnh. Do ựó, ựiều quan trọng khi sử dụng ựiều chế ựa sóng mang là lựa chọn một khoảng trống tần số hợp lý giữa các sóng mang con. để ựạt ựược mục ựắch này, các hệ thống DAB/DMB áp dụng một kỹ thuật gọi là ghép phân chia theo tần số trực giao (Orthogonal Frequency Division Multiplexing-OFDM), trong ựó các tần số sóng mang con trực giao với nhau. Mỗi cặp sóng mang con ựược gọi là trực giao nếu như khoảng cách tần số giữa chúng bằng 1/Ts (Hz),trong ựó Ts là khoảng thời gian kắ hiệu trên mỗi sóng mang con.
Ưu ựiểm của trực giao là ựỉnh của các búp sóng chắnh của sóng mang con tương ứng với ựiểm 0 của các sóng mang con bên cạnh ựi qua. Bằng cách này, bức xạ ngoài băng trong các búp sóng cạnh mất tác dụng với các sóng mang con khác và quá trình truyền trong một sóng mang con không tác ựộng xấu lên các sóng mang con bên cạnh. Hơn nữa, OFDM cho phép ựặt các sóng mang con gần với nhau. Nhờ vậy OFDM sử dụng băng thông hiệu quả so với ựiều chế ựa sóng mang không trực giao
Hình 4.21: Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao
Trong hệ thống DAB/DMB, OFDM ựược sử dụng dưới dạng còn ựược gọi là COFDM (Code OFDM). Do trước khi ựiều chế OFDM, các tắn hiệu ựã ựược mã kênh với các loại mã khác nhau nhằm mục ựắch chống lại các lỗi ựường truyền. Do chất lượng kênh của mỗi sóng mang phụ là khác nhau, người ta ựiều chế tắn hiệu trên mỗi sóng mang với các mức ựiều chế khác nhau.
Có nhiều thông số cần ựược lựa chọn cho phương pháp ựiều chế COFDM, trong ựó bao gồm: số sóng mang trong một chu kỳ của symbol, khoảng thời gian bảo vệ, phương pháp lựa chọn các sóng mang, phương pháp ựiều chế ựối với tứng sóng mang, phương pháp ựồng bộ....
Hình 4.22: Khoảng thời gian bảo vệ
Hình 4.23: đồng bộ cho DAB 4.6.3. Chế ựộ truyền tải DMB:
DMB ựưa ra 4 chế ựộ truyền, các chế ựộ khác nhau ở số lượng sóng mang con ựược sử dụng cho 1kênh vô tuyến trong giải tần số 1,536 MHz, cũng như khoảng thời gian cho 1 kắ hiệu hay chiều dài 1 khung truyền. Sự lựa chọn chế ựộ nào ựể sử dụng phụ thuộc vào kiểu truyền tải (mặt ựất hay qua vệ tinh), dải tần số cho phép và các khu vực xung quanh (nông thôn, ngoại ô, ựô thị). Nếu chế ựộ truyền dẫn dưới mặt ựất ựược
Mode I Mode II Mode III Mode IV Mạng SFN MFN Cáp hay vệ tinh Mặt ựất hay vệ tinh Dải tần số 174 - 216 MHz 1452 - 467 MHz <3 GHz T:1452-1467 MHz S:1467-1492 MHz Khoảng cách 96km 24km 12km 48km
Số lượng sóng mang con 1536 384 192 768
Khoảng cách giữa các sóng mang con
1KHz 4kHz 8KHz 2KHz
Thời gian truyền kắ hiệu 1ms 250ộs 125ộs 500ộs
Thời gian bảo vệ 246ộs 62ộs 31ộs 123ộs
Số lượng bit/kắ hiệu OFDM
3072 768 384 1536
Thời gian khung 96ms 24ms 24ms 48ms
Bảng 4.2: đặc trưng của các mode truyền tải DMB
Những chế ựộ có số lượng sóng mang con cao và thời gian truyền một kắ hiệu dài là lựa chọn thắch hợp cho mạng bao gồm các máy phát DAB/DMB với khoảng cách xa, vì trải trễ dài và ảnh hưởng nhiễu của các kắ hiệu lẫn nhau lớn. đặc biệt cho các mạng ựơn sóng mang, ở ựó các máy thu ựón nhận chọn ựược một vài tắn hiệu phát từ các máy phát lân cận. Trong tình huống này, DAB/DMB dự tắnh chế ựộ truyền dẫn I, cung cấp số lượng lớn nhất 1536 sóng mang con (cách nhau 1kHz) và khoảng thời gian kắ hiệu là 1ms.
Trong các mạng trải trễ nhỏ hơn dự kiến thì các chế ựộ truyền có số lượng sóng mang ắt hơn hoặc ựộ dài kắ hiệu ngắn hơn có thể ựược sử dụng, vắ dụ như 192 sóng mang con và thời gian truyền là 125ộs cho truyền dẫn vệ tinh (mode III)
Không kể chế ựộ nào ựược truyền ựang ựược sử dụng thì tốc ựộ truyền kắ hiệu và dữ liệu giữ lại như nhau là 1,2Msps (mega symbols per second) và 2,4Mbps tương ứng. để chống lại hiện tượng nhiễu giữa các kắ hiệu, một phương pháp nâng cao hơn
nữa ựược gọi là Ộthời gian gácỢ giữa các kắ hiệu kế tiếp nhau, trong thời gian này không có dữ liệu nào ựược truyền.
4.6.4. điều chế và xen kẽ tần số: 4.6.4.1. điều chế DPQSK: 4.6.4.1. điều chế DPQSK:
Hình 4.24: điều chế DPQSK
Khung truyền tải ựược tạo bởi quá trình ghép kênh cuối cùng ựược ựiều chế thành các sóng mang con của kênh vô tuyến OFDM. DAB/DMB sử dụng một phương pháp ựiều chế, sao cho pha của mỗi sóng mang con ựược dịch ựi tùy thuộc vào kắ hiệu ựược truyền. đó là một biến thể của phương thức ựiều chế QPSK gọi là DPQSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying-khóa dịch pha vuông góc vi sai).
Bốn kắ hiệu Ộ00Ợ, Ộ01Ợ, Ộ11Ợ, Ộ10Ợ ựược ấn ựịnh các dịch pha lần lượt là 0o, 90o,180o, -90o. để truyền một kắ hiệu, pha của mỗi sóng mang con ựược thay ựổi theo dịch pha tương ứng và liên quan ựến pha của kắ hiệu trước ựó.
Hình 4.26: DPQSK timing diagram ( Ts=2Tb) 4.6.4.2. Xen kẽ tần số:
Sự phân bố các kắ hiệu lên các sóng mang con ựược vắ dụ trong hình dưới ựây cho một kênh vô tuyến OFDM và chỉ với N=8 sóng mang con.
OFDM symbol DPQSK S0,1 S0,2 S0,3 S0,4 S0,5 S0,6 S0,7 S0,8 symbol Frequency Guard time OFDM Sub-carrier Time
Khung truyền tải ựược chia nhỏ thành các kắ hiệu OFDM,mỗi kắ hiệu bao bọc chắnh xác N sóng mang con và vì vậy bao gồm N kắ hiệu DPQSK ựơn. Các kắ hiệu DPQSK không ựược ấn ựịnh theo trình tự các sóng mang con mà trước hết ựược trộn lẫn theo một thuật toán nào ựó mà các kắ hiệu DQPSK liên tục không ựược phát ựi trong các sóng mang lân cận. Quá trình này gọi là xen kẽ tần số, nó gần giống như quá
trình xen kẽ về mặt thời gian ựược sử dụng ựể tránh lỗi cụm, nhờ ựó mà nhiễu ựược trải ra một số sóng mang con lân cận.
4.7. Các tiêu chuẩn DAB/DMB:
a/ ETSI EN 300 401, Radio Broadcasting System: Digital Audio Broadcasting (DAB) to mobile, portable and fixed receivers (2006-06)
Tiêu chuẩn này thiết lập một tiêu chuẩn quảng bá cho hệ thống phát thanh quảng bá số (DAB), hệ thống ựược thiết kế ựể vận chuyển chương trình âm thanh số chất lượng cao và các dịch vụ dữ liệu ựể thu di ựộng,xách tay và cố ựịnh từ các trạm phát mặt ựất hoặc vệ tinh ở các băng tần VHF/UHF cũng như phân phối qua mạng cáp. Hệ thống DAB ựược thiết kế ựể cung cấp các kỹ thuật hiệu quả về trải phổ công suất trong quy hoạch mạng máy phát mặt ựất, ựược biết ựến là SFN và kỹ thuật gap-filling. Hệ thống DAB phù hợp với quảng bá vệ tinh cũng như quảng bá lai ghép mặt ựất-vệ tinh bằng các anten thu ựơn giản,vô hướng. Hệ thống DAB thỏa mãn các tiêu dùng chung với các dịch vụ viễn thông vô tuyến khác.
Tiêu chuẩn này ựịnh nghĩa tắn hiệu truyền dẫn DAB, bao gồm thuật toán mã hóa âm thanh,ghép kênh chương trình âm thanh với các dịch vụ dữ liệu ,mã hóa kênh và ựiều chế. Một dải giới hạn các dịch vụ bổ sung kết hợp với các dịch vụ chương trình cũng ựược ựịnh nghĩa. Dự phòng sẵn cũng ựược thực hiện cho truyền dẫn các dịch vụ dữ liệu bổ sung, các dịch vụ này có thể là chương trình liên quan hoặc không,trong giới hạn của toàn bộ dung lượng hệ thống. Tiêu chuẩn này cung cấp thông tin về cấu hình hệ thống bao gồm thông tin về thành phần bộ trộn, các dịch vụ,thành phần dịch vụ và liên kết chúng. Dự phòng ựược thực hiện cho các dịch vụ FM và AM.
Tiêu chuẩn mô tả các ựặc ựiểm danh nghĩa của tắn hiệu DAB phát ựi và các ựặc ựiểm này liên quan ựến thiết kế máy thu.
b/ ETSI TS 102 428, Digital Audio Broadcasting (DAB); DMB video service; User Application specification (2005-06).
Tiêu chuẩn này xác ựịnh ứng dụng của người sử dụng ựối với các dịch vụ video vận chuyển qua DAB. Nó cũng bao gồm ựịnh nghĩa cho ứng dụng. Ứng dụng của người sử dụng có thể vận chuyển thông qua chế ựộ luồng MSC có bảo vệ lỗi bổ sung.
Tiêu chuẩn này ựịnh nghĩa các thành phần dịch vụ video, nén nội dung, cơ chế ựồng bộ và cơ chế ghép kênh. Thành phần của dịch vụ là các ựối tượng video, ựối tượng âm thanh và ựối tượng dữ liệu phụ. Tất cả các ựối tượng ựược ựóng gói và ựồng bộ trong MPEG-4 SL (ISO/IEC 14496-1)
Tiêu chuẩn cũng xác ựịnh cơ chế ựể ghép kênh dữ liệu multimedia bằng MPEG- 2 TS (ISO/IEC 14496-1). để hiệu quả, một số giới hạn thắch hợp cho MPEG-4 SL và MPEG-2 TS ựược xác ựịnh.
c/ ETSI TS 102 427, Digital Audio Broadcasting (DAB); Data Broadcasting Ờ MPEG-2 TS streaming (2005-07)
Tiêu chuẩn này xác ựịnh luồng truyền tải MPEG-2 có thể ựược ựóng gói như thế nào trong một kênh con dữ liệu luồng DAB MSC bao gồm cả bảo vệ lỗi bổ sung. Cơ chế bảo vệ lỗi bao gồm cả bộ mã Reed Solomon và bộ ựan xen.
d/ ETSI EN 301 234, Digital Audio Broadcasting (DAB); Multimedia Object Transfer (MOT) protocol (2006-05)
Tiêu chuẩn này xác ựịnh một giao thức truyền dẫn, giao thức này cho phép quảng bá các dạng dữ liệu khác nhau. Tiêu chuẩn này kết hợp nhu cầu của các dịch vụ ựa phương tiện và các ràng buộc riêng theo các ựặc trưng quảng bá của hệ thống DAB. Sau khi nhận ựược,dữ liệu này có thể ựược xử lý và trình bày cho người sử dụng.
Tiêu chuẩn ựịnh nghĩa mã hóa riêng truyền tải cho kiểu dữ liệu không có trong EN 300 401 theo các cơ chế truyền tải của DAB cung cấp. Tiêu chuẩn này cho phép sử dụng linh hoạt các kênh dữ liệu kết hợp với hệ thống DAB, cũng như các phương pháp ựể quản lý và duy trì một truyền dẫn tin cậy trong môi trường quảng bá 1 chiều. Các dự phòng cũng ựược thực hiện ựể tạo ra và trình diễn các dịch vụ ựa phương tiện tiên tiến bằng các khuôn dạng HTML, MHEG.
Tiêu chuẩn này mô tả một giao thức truyền tải lõi. Các phiên bản sau hoặc các sửa ựổi tiêu chuẩn này sẽ tương thắch với tiêu chuẩn này.
Tiêu chuẩn này không ựề cập tới các khắa cạnh liên quan tới mã hóa và xử lý các ựối tượng dữ liệu, ựồng thời cũng không ựề cập tới thực thi phần cứng.
e/ ETSI ES 201 735, Digital Audio Broadcasting (DAB); Internet Protocol (IP) datagram tunnelling (2000-09)
Tiêu chuẩn này mô tả truyền tải dữ liệu ựồ IP (RFC 791) như thế nào trong thành phần dịch vụ ở chế ựộ gói DAB, một kỹ thuật cao hơn xem như ựường hầm IP.
Sử dụng ựường hầm IP cung cấp DAB với một cơ chế thắch ứng các dịch vụ Internet cho DAB và cũng là một phần chắnh cho các dịch vụ DAB thông qua tương tác 2 chiều với DAB cá nhân như xác ựịnh trong TS 101 736.
Sử dụng ựường hầm IP cho phép sử dụng IP như là một giao thức lớp mạng chung, end-to-end, cho các dịch vụ dữ liệu DAB.
đường ống IP qua DAB là ựơn hướng. đường ống ựược tạo ra từ bộ mã hóa chế ựộ gói ở phắa phát, tới bộ giải mã chế ựộ gói ở phắa thu của hệ thống DAB
f/ ETSI EN 300 798, Digital Audio Broadcasting (DAB); Distribution interfaces; Digital baseband In-phase and Quadratute (DIQ) interface (1998-03).
Tiêu chuẩn này thiết lập một phương pháp tiêu chuẩn cho kết nối của thiết bị xử lý số (tạo ra các tắn hiệu I/Q băng tần cơ sở của DAB) và thiết bị ựiều chế tần số vô tuyến trong hệ thống DAB. Nó cũng có thể ựược sử dụng ựể cung cấp truy nhập tới các tắn hiệu I/Q băng tần cơ sở cho mục ựắch kiểm thử.
ETR 300 401 ựã thiết lập một tiêu chuẩn quảng bá cho hệ thống DAB. Các nhà khai thác quảng bá ,những người triển khai mạng DAB yêu cầu các giao diện tiêu chuẩn cho kết nối các thiết bị khác nhau trong chuỗi DAB.
Tiêu chuẩn này có thể áp dụng cho thiết bị mã hóa kênh DAB. Tiêu chuẩn mô tả ựặc trưng của một giao diện phù hợp cho kết nối 2 phần tử chắnh của bộ tạo OFDM DAB;thiết bị xử lý băng tần cơ sở và bộ ựiều chế RF. Giao diện cung cấp một kết nối giữa một nguồn duy nhất (bộ xử lý băng tần cơ sở) và một ựắch duy nhất (Bộ ựiều chế RF)
Tiêu chuẩn này không bao trùm việc tạo các tắn hiệu băng tần cơ sở I/Q số, nó nằm trong ETS 300 401. Giao diện I/Q băng tần cơ sở là ựơn hướng và không bao trùm cung cấp thông tin trạng thái cũng như thông tin ựiều khiển trong hướng ngược lại (vắ dụ từ bộ ựiều chế trở về phần xử lý băng tần cơ sở của thiết bị).
CHƯƠNG 5: NGHIÊN CỨU TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI T-DMB VÀ đÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG T-DMB
TẠI đÀI TRUYỀN HÌNH VIỆT NAM - VTV 5.1. Tình hình triển khai T-DMB trên thế giới:
Bảng 5.1: Các nước triển khai dịch vụ chắnh thức:
STT Quốc gia Diện tắch phủ sóng Số lượng dịch vụ Audio Số lượng dịch vụ Video Số lượng dịch vụ Data Ghi chú 1. Belgium 100% 15 2. Canada 30% 115 3 3. China 8% 16 6 - 80.000 thiết bị 4. Croatia 20% - - - 5. Denmark 90% 18 - - 75.000 thiết bị,30% hộ gia ựình sử dụng 6. Germanay 82% 119 - 4 546.000 thiết bị 7. Monaco 100% - - - 32.000 hộ gia ựình 8. Netherlands 70% 9 - 3 9. Norway 80% 26 - - 230.000 thiết bị, 15% hộ gia ựình 10. Portugal 75% 6 - - 11. Singapore 99% 32 - 1 25.000 thiết bị 12. South Korea 75% 5 5 6 7.800.000 thiết bị 13. Spain 52% 29 - 5 14. Sweden 35% 7 - 2 15. Switzerland 90% 48 - - 120.000 thiết bị 16. United Kingdom 85% 415 - 19 6.500.000 thiết bị, 20% hộ gia ựình
Số liệu trên chỉ tương ựối chắnh xác,dấu - tức là thiếu thông tin.
Có rất nhiều nước ựang triển khai dịch vụ thử nghiệm trong ựó có Việt Nam.Công nghệ T-DMB ựang ựược nhiều nước trên thế giới quan tâm,mở ra cơ hội phát triển rộng rãi của công nghệ này.
5.2. Triển khai thử nghiệm kỹ thuật và công nghệ T-DMB tại VTV: 5.2.1. Cấu hình thử nghiệm: 5.2.1. Cấu hình thử nghiệm:
Hình 5.1: Sơ ựồ khối thử nghiệm T-DMB tại Hà Nội
Tháng 3/2008, thiết bị T-DMB Headend ựã ựược kiểm thử tại trung tâm BroadTechSC và ựến tháng 9/2008, T-DMB ựược phát thử nghiệm trên kênh 10 VHF ở Hà Nội với công suất 300W, cung cấp 2 chương trình video VTV1 và VCTV3.
Cấu hình phát thử nghiệm ựược trình bày trong Hình:
- Phát thử nghiệm ở kênh 10 với tần số từ 206MHz ựến 214MHz - Số lượng chương trình thử nghiệm là 02 chương trình
- Phân chia băng tần kênh 10 thành 4 khối,tuân thủ theo tiêu chuẩn châu Âu cũng như Hàn Quốc.
- Công suất thử nghiệm 300W
- Anten: phù hợp băng VHF, lưỡng cực kép,1 giàn 4 tấm phát quảng bá theo 4 hướng, ựộ cao xấp xỉ 100m.
Hình 5.2: Thiết bị và anten T-DMB ựang ựược thử nghiệm