Chèn khoảng thời gian bảo vệ

Một phần của tài liệu Điều chế OFDM trong truyền hình số mặt đất DVB - T (Trang 43)

L ỜI CAM ĐOAN

2.5. Chèn khoảng thời gian bảo vệ

Trong thực tế khi khoảng tổ hợp thu được trải dài theo 2 symbol thì không chỉ có

nhiễu giữa các symbol (ISI) mà còn cả nhiễu tương hỗ giữa các sóng mang (ICI). Để tránh điều này người ta chèn thêm khoảng bảo vệ (Guard Interval duration) Tg trước mỗi symbolđể đảm bảo các thông tin là đến từ cùng một symbol và xuất hiện

cố định.

Hình 2.9. Phân bố sóng mang khi chèn thêm khoảng thời gian bảo vệ

Mỗi khoảng symbol được kéo dài thêm vì thế nó sẽ vượt quá khoảng tổ hợp của

máy thu Tu. Như vậy đoạn thêm vào tại phần đầu của symbol để tạo nên khoảng bảo

vệ sẽ giống với đoạn có cùng độ dài tại cuối symbol. Miễn là trễ không vượt quá đoạn bảo vệ, tất cả thành phần tín hiệu trong khoảng tổ hợp sẽ đến từ cùng một

symbol và tiêu chuẩn trực giao được thoả mãn. ICI và ISI chỉ xảy ra khi trễ vượt

quá khoảng bảo vệ.

Độ dài khoảng bảo vệ được lựa chọn sao cho phù hợp với mức độ thu đa đường(multi path) của máy thu. Việc chèn khoảng thời gian bảo vệ được thực hiện

tại phía phát. Khoảng thời gian bảo vệ Tg có các giá trị khác nhau theo quy định của

DVB-T [1]: 1/4Tu, 1/8Tu, 1/16Tu và 1/32Tu.

Khi chênh lệch thời gian của các tia sóng đến đầu thu không vượt quá khoảng thời

gian bảo vệ Tg, thì máy thu hoàn toàn khắc phục tốt hiện tượng phản xạ (xem hình 2.10). Thực chất, khoảng thời gian bảo vệ Tg là khoảng thời gian trống không mang

thông tin hữu ích. Vì vậy, cùng chế độ phát, Tg càng lớn, thông tin hữu ích sẽ càng ít, số lượng chương trình sẽ giảm. Nhưng Tg càng lớn khả năng khắc phục các tia

sóng phản xạ từ xa đến càng hiệu quả. Với sử dụng kỹ thuật ghép đa tần trực giao

và với thông số khoảng thời gian bảo vệ này tạo tiền đề cho việc thiết lập mạng đơn

tần DVB-T. Các máy phát thuộc mạng đơn tần đều phát cùng một kênh sóng, rất

Bảng 2.1: Tổng vận tốc dòng dữ liệu

2.6. Tổng vận tốc dòng dữ liệu của máy phát số DVB-T.

Thông thường, thông tin trên một kênh cao tần 8MHz của máy phát DVB-T phụ

thuộc vào tổng vận tốc dòng dữ liệu mà nó có khả năng truyền tải và có thể thấy các

tham số phát như kiểu điều chế (modulation), tỷ lệ mã sửa sai (code rate) và khoảng

thời gian bảo vệ (Guard interval) sẽ quyết định khả năng này. Bảng 2.1 thống kê

Tg TFFT TS t t t t t

Hình 2.10 Các tia sóng đến trong thời khoảng bảo vệ

Tín hiệu thu được

Sau khi sủa biên độ

Phản xạ 1

Phản xạ 2

Nhiễuđồng kên Tín hiệu chính

tổng vận tốc dòng dữ liệu máy phát DVB-T có thể truyền tải từ 4,98 Mbit/s đến

31,67 Mbit/s trên một kênh cao tần 8MHz với các nhóm thông số phát khác

nhau[6].

2.7. Kết luận.

Sử dụng công nghệ truyền hình số đem lại nhiều lợi ích cho người sử dụng, hiệu

quả cao cho nhà cung cấp dịch vụ. Công nghệ truyền hình số không chỉ tăng số

kênh truyền mà còn cho phép nhà cung cấp dịch vụ mở rộng kinh doanh ra các dịch

vụ mới mà với công nghệ tương tự không thể thực hiện được.Hiện nay truyền hình số phát triển hết sức đa dạng về loại hình dịch vụ, phương thức truyền dẫn và phát

sóng như: truyền hình số cáp DVB-C, truyền hình số mặt đất DVB-T, truyền hình số vệ tinh DVB-S, truyền hình độ phân giải cao HDTV, truyền hình qua Internet IPTV, 3G TV...Sử dụng các kỹ thuật nén tín hiệu trong hệ thống truyền hình số giải

quyết được yêu cầu về độ rộng băng tần trong hệ thống truyền hình số. Sự ra đời và thay thế của truyền hình số cho truyền hình tương tự là một xu thế tất yếu khách

quan. Trong các tiêu chuẩn phát sóng truyền hình số, truyền hình số mặt đất DVB- T sử dụng phương pháp điều chế COFDM, mã hóa audio theo tiêu chuẩn MPEG-2

đã tỏ ra có nhiều ưu điểm bổi bật và được nhiều nước trên thế giới lựa chọn trong đó có Việt Nam

Hệ thống DVB-T sử dụng kỹ thuật OFDM, thông tin cần phát được phân chia vào một lượng lớn các sóng mang. Các sóng mang này chồng lên nhau trong miền thời

gian và tần số và được mã hoá riêng biệt, do đó giao thoa chỉ ảnh hưởng đến vài sóng mang và tối thiểu hoá âm thanh của nhiễu.

Như đã xét ở các chương trước , ta thấy việc ứng dụng OFDM có hiệu quả rất lớn

trong truyền hình số mặt đất (DVB-T), nhờ khả năng chống lại nhiễu ISI,ICI gây ra

do hiệu ứng đa đường. Trong chương tiếp trình bày một số giải pháp chuyển đổi từ

truyền hình tương tự sang truyền hình số tại địa phương,chương trình mô phỏng

CHƯƠNG 3: GIẢI PHÁP SỐ HÓA TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT TỈNH QUẢNG TRỊ VÀ MÔ PHỎNG.

3.1. Lộ trình và mục tiêu số hóa truyền hình.

Nắm bắt xu hướng chuyển đổi hạ tầng truyền dẫn, phát sóng truyền hình từ công

nghệ tương tự sang công nghệ số của Chính phủ nhằm nâng cao chất lượng dịch vụ, tăng số lượng kênh chương trình, đa dạng hóa các loại hình dịch vụ và nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn tài nguyên tần số.

Căn cứ Quyết định 2451/QĐ-TTg ngày 27 tháng 12 năm 2011 của Thủ tướng

Chính phủ phê duyệt “ Đề án số hóa truyền dẫn, phát sóng truyền hình mặt đất đến năm 2020”. Mục tiêu của quá trình số hóa bao gồm

 Chuyển đổi hạ tầng truyền dẫn, phát sóng truyền hình mặt đất từ công nghệ tương tự sang công nghệ số (sau đây gọi là số hóa truyền dẫn, phát sóng truyền

hình mặt đất) theo hướng hiện đại, hiệu quả, thống nhất về tiêu chuẩn và công nghệ nhằm nâng cao chất lượng dịch vụ, tăng số lượng kênh chương trình, nâng cao hiệu quả sử dụng tần số truyền hình, đồng thời giải phóng một phần tài nguyên tần số để phát triển các dịch vụ thông tin di động và vô tuyến băng

rộng.

 Mở rộng vùng phủ sóng truyền hình số mặt đất nhằm phục vụ tốt nhiệm vụ phát

triển kinh tế, văn hóa, xã hội, cung cấp các dịch vụ truyền hình đa dạng, phong

phú, chất lượng cao, phù hợp với nhu cầu và thu nhập của người dân đảm bảo

thực hiện tốt nhiệm vụ chính trị, quốc phòng an ninh của Đảng và nhà

nước.Hình thành và phát triển thị trường truyền dẫn, phát sóng truyền hình số

mặt đất nhằm thu hút nguồn lực của xã hội để phát triển hạ tầng kỹ thuật truyền

hình, trên cơ sở đảm bảo sự quản lý thống nhất, có hiệu quả của Nhà nước.Tạo

điều kiện để tổ chức và sắp xếp lại hệ thống các đài phát thanh, truyền hình trên phạm vi cả nước theo hướng chuyên môn hóa, chuyên nghiệp hóa, hoạt động hiệu quả và phân định rõ hoạt động về nội dung thông tin với hoạt động

về truyền dẫn, phát sóng.

Mục tiêu cụ thể.

 Đến năm 2015: - Đảm bảo 80% hộ gia đình có máy thu hình trên cả nước xem được truyền hình số bằng các phương thức khác nhau, trong đó truyền

truyền hình số mặt đất để truyền dẫn các kênh chương trình phục vụ nhiệm

vụ chính trị tới 60% dân cư;

- Áp dụng thống nhất tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất trên cơ sở tiêu chuẩn

truyền hình số mặt đất DVB-T và các phiên bản tiếp theo.

- Áp dụng thống nhất tiêu chuẩn mã hóa hình ảnh và âm thanh

+ Phần phát: Đến ngày 31 tháng 12 năm 2015 áp dụng tiêu chuẩn

MPEG-2 hoặc MPEG4;

+ Phần thu: Từ 01 tháng 01 năm 2013, các thiết bị thu truyền hình số được sản xuất và nhập khẩu phải tuân theo tiêu chuẩn MPEG4 có hỗ trợ

thu MPEG-2.

 Đến năm 2020:- Đảm bảo 100% các hộ gia đình có máy thu hình trên cả nước xem được truyền hình số bằng các phương thức khác nhau; trong đó,

truyền hình số mặt đất chiếm 45% các phương thức truyền hình;

- Phủ sóng truyền hình số mặt đất để truyền dẫn các kênh chương trình phục

vụ nhiệm vụ chính trị tới 80% dân cư;

- Từ 01 tháng 01 năm 2016 áp dụng thống nhất tiêu chuẩn truyền h́nh số mặt đất trên cơ sở tiêu chuẩn truyền hình s ố mặt đất DVB-T, tiêu chuẩn mã hóa tín hiệu hình ảnh và âm thanh MPEG- 4 và phiên bản tiếp theo của các tiêu chuẩn trên;

3.2. Các giải pháp thực hiện.

Nhóm giải pháp về thông tin, tuyên truyền: Tổ chức và thông tin tuyên truyền, giới thiệu, hội thảo…về kế hoạch số hóa truyền dẫn và phát sóng truyền

hình số mặt đất cho toàn thể người dân được biết.

Nhóm giải pháp về thị trường và dịch vụ: Các doanh nghiệp được cấp phép

sử dụng các hình thức khác nhau trong truyền dẫn và phát sóng để thúc đẩy quá

trình số hóa.

Nhóm giải pháp về tổ chức bộ máy và đào tạo nguồn nhân lực: Tổ chức bộ máy điều hành và nâng cao chất lượng nguồn nhân lực để phù hợp với lộ trình số

hóa của Chính phủ.

Nhóm giải pháp về công nghệ và tiêu chuẩn: Xây dựng, ban hành thống nhất

tiêu chuẩn kỹ thuật truyền hình số mặt đất theo chuẩn DVB-T và các phiên bản tiếp theo đối với các máy phát, máy thu truyền hình số.Nhóm giải pháp về tài chính:

nước ngoài, sử dụng hiệu quả để thực hiện lộ trình số hóa truyền hình số đến năm

2020.

Giải pháp: Máy phát hình số cộng với máy phát analog để đầu tư với mức kinh

phí thấp nhất, đỡ phức tạp nhất, trước hết tận dụng hệ thống cáp và anten dải rộng

hiện có. Hệ thống thiết bị công nghệ kỹ thuật số gọn không chiếm nhiều diện tích,

tiêu tốn ít điện năng nhất. Sự tác động vào hệ thống thiết bị cụ thể là máy phát hình)

đang khai thác thấp nhất, thời gian triển khai nhanh nhất.

3.2.1. Mô hình có sử dụng bộ điều chế số DVB-T.

Đây là mô hình đã thực hiện cho máy phát chuyển tiếp. Chúng ta sử dụng hai bộ điều chế số DVB-T có tín hiệu ra cao tần trên hai kênh liền kề băng tần UHF, cụ thể

kênh 29 và kênh 30. Các khuếch đại bán dẫn của máy phát hình số có dải rộng

16MHz cho cả hai kênh liền kề [29+30] hoặc [40+41]. Tín hiệu phát số dải rộng

16MHz (sau khi qua bộ lọc thông dải 16MHz) được cộng với tín hiệu analog, thông

qua bộ cộng kênh (Combiner) để sử dụng chung hệ thống cáp và anten UHF. Hình 3.1 mô tả sơ đồ khối của hệ thống.[6]

Hình 3.1 Sơ đồ khối của hệ thống.

Việc phát trên hai kênh liền kề 29+30 chưa hề và không bao giờ thực hiện được

với công nghệ phát hình analog. Đây cũng là một lợi thế rất mạnh của công nghệ

phát hình số mặt đất DVB-T.

Ưu điểm của mô hình này: i) sửa méo tuyến tính và không tuyến tính của toàn hệ thống chuyển tiếp các chương trình truyền hình số rất dễ dàng, vì có sử dụng các

bộ điều chế số (có phần mềm hiệu chỉnh để bù sửa méo). Hiện nay, nhiều bộ điều

chế số DVB-T thường có phần mềm hiệu chỉnh bán kèm. ii) tín hiệu đưa vào máy

phát hình số là dòng truyền tải (Transport Stream) chứa các chương trình đã nén và ghép. Dòng truyền tải có thể là tín hiệu nối tiếp không đồng bộ ASI (Asynchronous

Serial Interface), hoặc có thể là tín hiệu song song (gọi là tín hiệu LVDS, Low

Voltage Difference Signal). Tín hiệu dòng truyền tải này đã được đầu thu số thực

hiện sửa lỗi nhờ mã sửa sai. Nếu sử dụng tín hiệu dòng truyền tải, thì có thêm một

lợi thế nữa, đó là bỏ đi một chương trình nào đó và thay vào bằng một chương trình khác (của địa phương) thật dễ dàng. Tất nhiên phải cần đến bộ nén MPEG-2 (4:2:0

Main Profile @ Main Level) để nén chương trình của địa phương và hệ thống tách

ghép lại nhóm chương trình. Hình 3.2 mô tả sơ đồ khối toàn bộ [6]

Hình 3.2: Mô hình sử dụng hai bộ điều chế DVB-T

Trên hình 3.1 có 4 dòng truyền tải: LVDS cũng là một dòng truyền tải do đầu thu số

mặt đất cho ra, đây là dòng song song chứa 8 chương trình.

- Dòng ASI-1 là dòng do đầu thu số DVB-T (loại chuyên dụng) cho ra, đây là

dòng nối tiếp chứa 8 chương trình.

- Dòng ASI-2 là dòng do bộ nén MPEG-2 tạo ra, là dòng chứa một chương

- Dòng ASI-3 là dòng sau bộ tách ghép chương trình chứa 8 chương trình (đặc

biệt trong dòng này có thêm chương trình địa phương đã thay thế một chương trình nào đó trong 8 chương trình có trong dòng ASI-1.

Nhược điểm của mô hình này là phải đầu tư hai bộ điều chế số DVB-T, bộ nén ghép chương trình. Tuy vậy, đây là mô hình rất hữu ích cho địa phương (nếu muốn

tiếp phát các chương trình truyền hình số của các đài khác). Vì không những chương trình của địa phương được phát với công nghệ kỹ thuật số, mà người dân sẽ thu được rất nhiều chương trình truyền hình số qua hệ thống phát hình số DVB-T này.

3.2.2. Mô hình chuyển tiếp qua trung tần 36,15MHz.

Mô hình này theo các tài liệu quốc tế, thường sử dụng cho máy phát chuyển tiếp,

thông qua trung tần 36,15MHz, phù hợp cấu hình “Gapfile” có công suất rất nhỏ

(20-30W) cho các vùng lõm sóng. Hình 3.3 mô tả sơ đồ khối. Bộ dao động nội LO

sẽ trộn với trung tần 36,15MHz cho ra tín hiệu cao tần ở kênh phát số (Digital=D).

Hình 3.3: Mô hình chuyển tiếp qua trung tần 31.5 MHz

Ưu điểm của mô hình này là không phải đầu tư các bộ điều chế số, giá thành đầu tư thấp.

Nhược điểm là biện pháp hiệu chỉnh bù sửa méo do các khuếch đại gây ra phải

thực hiện bằng phần cứng và hiệu quả không cao như thực hiện bằng phần mềm.

Khả năng sửa lỗi bit sẽ kém hiệu quả hơn là chuyển tiếp tín hiệu cơ bản (dòng truyền tải). Hơn nữa, phải mua loại đầu thu số DVB-T có cho ra trung tần

trung tần: 36,15MHz và 4,57MHz; ở đây chọn 36,15MHz. Gapfile là máy chuyển

tiếp trên cùng kênh sóng và thường có công suất rất thấp. Nhược điểm nữa, vì chuyển tiếp trung tần, nên không thể đưa chương trình của địa phương vào để phát

số được.

Một giải pháp khác là bổ sung thêm phần phát số vào máy phát hình analog hiện có. Đặc biệt có một mô hình mà một số tài liệu quốc tế đã đề cập, đó là bổ sung

thêm phần phát số vào máy phát hình analog hình tiếng chung. Gọi là phần phát số

vì nó không phải là một máy phát số hoàn chỉnh, mà chỉ tận dụng các khuếch đại

của máy phát hình analog hiện có để vẫn phát analog bình thường và phát luôn cả các chương trình truyền hình số, tạm gọi là máy “hai trong một” hình 3.4.

Hình 3.4 Mô hình 2 trong 1

Căn cứ mô hình này, người ta chỉ cần đầu tư thêm (trên hình vẽ thể hiện bằng ô

có viền bóng):

- Một đầu thu hình số.

- Một bộ điều chế số DVB-T có ra cao tần;

- Một bộ cộng hai kênh (cộng cao tần);

- Hiệu chỉnh mở rộng dải thông của bộ lọc từ 8MHz lên 16MHz. Nếu không mở

rộng được thì phải đầu tư mua bộ lọc mới có dải thông 16MHz

Kênh phát số sẽ là kênh liền kề với kênh phát hình hiện có; ví dụ, địa phương đang phát Kênh 7 có thể phát số trên kênh 8 hoặc kênh 6. Tuy nhiên, chọn kênh phát số kênh liền kề trên với kênh analog sẽ có nhiều ưu điểm hơn, hầu như không

gây can nhiễu sang nhau, vì phổ phát số nằm gần với phổ mang tiếng (thấp hơn phổ

Ưu điểm của hai trong một chính là kinh phí đầu tư thấp và triển khai nhanh.

Một phần của tài liệu Điều chế OFDM trong truyền hình số mặt đất DVB - T (Trang 43)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(80 trang)