Phần điều chế và phát sóng

Một phần của tài liệu Nghiên Cứu Kỹ Thuật Truyền hình số (Trang 54 - 57)

* Các khối thực hiện ghép kênh đa tần trực giao có mã (Ánh xạ - Mapper; Tạo khung - Frame Adaptation; Ghép kênh đa tần trực giao - OFDM; chèn khoảng bảo vệ - Guard Interval Insertion.

Đây là quá trình xử lý phức tạp nhất nhằm thực hiện Kỹ thuật Ghép kênh đa tần trực giao có mã - COFDM. Bản chất cùng những nội dung căn bản của kỹ thuật COFDM sẽ được phân tích chi tiết hơn trong mục tiếp theo. Ở đây, về mặt nguyên lý ta có thể hiểu quá trình này như sau: dữ liệu sau khi đã hoàn thành mã sửa lỗi sẽ được ánh xạ lên chòm sao điều chế (Mapper), tạo khung để thêm các tín hiệu đồng bộ (Pilot) cùng các tải TPS - Transmission Parameter Signaling (dữ liệu chứa thông tin chi tiết về định dạng dữ liệu, ví dụ: kiểu truyền 2K, điều chế 64-QAM...). Tiếp theo dữ liệu sẽ được đưa lên các sóng mang trực giao với số lượng sóng mang là rất lớn (6817 với chế độ 8K và 1750 với chế độ 2K). Việc chèn thêm các khoảng bảo vệ cũng được thực hiện nhằm tối ưu hóa tính ưu việt của kỹ thuật COFDM trong truyền hình số mặt đất: chống nhiễu gây ra do phản xạ đa đường, đảm bảo khả năng tạo mạng đơn tần - SFN.

* Khối D/A và thiết bị đầu cuối

Thực ra đây không phải là biến đổi Digital/Analog thuần túy thông thường. Mà đó là quá trình hoàn chỉnh hàng ngàn sóng mang để đảm bảo việc phát tín hiệu lên anten. Hệ thống có thể hoạt động trong băng tần 8MHz, 7MHz và 6 Mhz, chủ yếu chỉ khác nhau ở tần số clock của hệ thống và một số thông số liên quan đến tần số clock sẽ phải tính lại. Sơ đồ cấu trúc, các nguyên tắc mã, sự sắp xếp, ghép xen được giữ nguyên, chỉ có tốc độ của hệ thống sẽ giảm theo hệ số 7/8 và 6/8.

Tóm lại, tính đặc thù của truyền hình số mặt đất DVB-T là việc sử dụng kỹ thuật ghép đa tần trực giao có mã COFDM. Nó được thực hiện nối tiếp theo sau quá trình mã hóa kênh (Channel Coding).

Mã hóa kênh cần thiết cho việc truyền tải dữ liệu nhằm chống lỗi sai trên đường truyền do tác động của nhiễu. Mã hóa kênh gồm hai phần chính: Khối mã ngoài (Outer Coder) nhằm kiểm soát sửa loạt lỗi sai xảy ra có chiều dài xác định, khối mã trong (Inner Coder) nhằm kiểm soát sửa và báo lỗi cho một loại lỗi sai có chiều dài lớn hơn chiều dài lỗi quy định.

Ghép kênh phân chia tần số (FDM) là cơ sở của ghép kênh đa tần trực giao OFDM. Dòng truyền tải nối tiếp đầu vào được chuyển thành n dòng bit song song, với n phù hợp với số lượng sóng mang. Những dòng bit song song này sẽ được ánh xạ lên những sóng mang riêng rẽ, những sóng mang riêng rẽ được ghép trực giao, kỹ thuật này cho phép truyền đồng thời đa sóng mang trên kênh truyền mà các sóng mang kế cận không gây can nhiễu sang nhau. Những sóng mang riêng rẽ được điều chế QPSK, 16 QAM hoặc 64 QAM. Việc chèn thêm khoảng bảo vệ một cách mềm dẻo cho phép thiết kế hệ thống với nhiều cấu trúc khác nhau như: mạng đơn tần diện rộng hoặc máy phát đơn lẻ, đảm bảo việc sử dụng tối đa băng tần.

Để thích ứng với các tốc độ truyền dẫn khác nhau, kỹ thuật OFDM có hai lựa chọn về số lượng sóng mang, ba sơ đồ điều chế QPSK, 16 QAM, 64 QAM và khoảng bảo vệ khác nhau cho phép làm việc với mạng đơn tần nhỏ và lớn.

Hệ thống cũng cho phép hai mức mã kênh và điều chế có phân cấp. Trong trường hợp này sơ đồ khối của hệ thống có thêm phần các khối vẽ đứt nét như trên hình 3.1. Bộ chia dòng tín hiệu đầu vào thành hai dòng tín hiệu MPEG độc lập: dòng tín hiệu có độ ưu tiên cao và dòng tín hiệu có độ ưu tiên thấp. Hai dòng bit này được phân bố trên biểu đồ chòm sao bởi khối Mapper.

Để đảm bảo có thể dùng máy thu đơn giản thu được tín hiệu phân cấp này, hệ thống chỉ sử dụng mã kênh và điều chế phân cấp mà không sử dụng mã nguồn phân cấp. Theo phương thức này, một chương trình truyền hình được truyền đồng thời dưới hai dạng: tốc độ bit thấp với độ phân giải thấp và

dạng thứ hai là tốc độ bit cao với độ phân giải cao hơn. Trong cả hai trường hợp, máy thu chỉ cần một bộ bao gồm các khối với chức năng ngược lại với máy phát: khối giải ghép xen trong, giải mã trong, giải ghép xen ngoài, giải mã ngoài và giải ghép kênh. Điều chế phân cấp cho phép truyền song song các chương trình khác nhau với mức độ sửa lỗi khác nhau và vùng phủ sóng khác nhau.

Để tránh nhiễu do sóng phản xạ hoặc các máy phát liền kề trong mạng đơn tần, khoảng bảo vệ được đưa xen vào giữa các symbol liên tiếp của OFDM. Nếu không, sóng phản xạ sẽ gây nhiễu lên các symbol nằm phía sau và làm tăng tỷ số lỗi. Như vậy, độ dài khoảng bảo vệ sẽ phụ thuộc vào độ lớn của vùng phủ sóng. Hay nói cách khác, khoảng cách giữa các đài phát kế cận sẽ quyết định độ dài của khoảng bảo vệ. Ví dụ, với mạng đơn tần lớn, khoảng bảo vệ ít nhất phải 200 μs.

Có 2 phương án về số lượng sóng mang. Khoảng cách tốt nhất là 896 μs đối với 8K-mode và 224 μs đối với 2K-mode. Tương ứng với 2 phương án về số lượng sóng mang, khoảng cách giữa sóng mang sẽ là 1116 Hz và 4464Hz. Đối với hệ thống DVB-T sử dụng độ rộng băng tần 8MHz, điều này quyết định số lượng cụ thể của sóng mang: 6871 sóng mang cho OFDM symbol đối với 8K-mode (6048 sóng mang dùng để truyền tin, còn lại dùng để truyền đồng bộ và các tín hiệu khác) và 1705 sóng mang cho OFDM symbol đối với 2k-mode (1512 sóng mang dùng để truyền tin). Các OFDM symbol được tính toán bằng phương pháp biến đổi Fourier ngược (IFFT).

Một phần của tài liệu Nghiên Cứu Kỹ Thuật Truyền hình số (Trang 54 - 57)