TRUYỀN HÌNH số mặt đất THEO TIÊU CHUẨN DVB t2 và kết QUẢ đo KIỂM THỰC tế tại VIỆT NAM

Giới thi u v h th ng truy n hình s Công ngh truyền hình số có nhiều ưu điểm hơn hẳn so với công ngh truyền hình tương tự như: kh năng sử dụng hi u qu phổ tần, truyền dẫn phát sóng được n

ô hị hu rang – 16

Đ I H C QU C GIA HÀ N I

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

TÔ THỊ THU TRANG

TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT THEO TIểU CHUẨN DVB- T2 VẨ KẾT QUẢ ĐO KIỂM THỰC TẾ

TẠI VIỆT NAM

ô hị hu rang – 16

Đ I H C QU C GIA HÀ N I

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

TÔ THỊ THU TRANG

TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT THEO TIểU CHUẨN DVB- T2 VẨ KẾT QUẢ ĐO KIỂM THỰC TẾ

TẠI VIỆT NAM

Chuyên ngành: Kỹ thuật Đi n tử

LU ẬN VĂN THẠC SĨ ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

NG ƯỜI HƯỚNG ẪN KHOA HỌC: TS NGÔ THÁI TRỊ

Hà Nội-2012

ô hị hu rang – 16

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 3

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ 3

I Đ T V N Đ 3

II T NG QUAN H TH NG TRUY N HÌNH S 3

1.1 Sơ đồ khối h thống truyền hình số 3

1.2 Đặc điểm h thống truyền hình số 4

1.3 Các tiêu chuẩn truyền hình số 5

III X Lụ TệN HI U TRUY N HÌNH S 6

1.1 Tín hi u video số 6

1.2 Tín hi u audio số 6

1.3 Nén tín hi u trong truyền hình số 6

1.4 Mã hóa kênh trong truyền hình số 8

1.5 Điều chế trong truyền hình số 8

1.6 Truyền dẫn tín hi u truyền hình số 9

IV K T LU N CH NG 10

CHƯƠNG 2 11

TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT THEO TIểU CHUẨN V -T 11

I Đ T V N Đ 11

II TRUY N HÌNH S M T Đ T THEO TIểU CHU N DVB-T 11

2.1 Giới thi u truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-T 11

2.2 Sơ đồ khối h thống truyền hình số mặt đất DVB-T 13

2.3 Đặc tính kỹ thuật của DVB-T 13

III K T QU TRI N KHAI NG D NG DVB-T T I VI T NAM 23

2.1 Nhu cầu và xu hướng phát triển của h thống truyền hình số 23

2.2 Tình hình triển khai và phát triển truyền hình số mặt đất ở Vi t Nam 24

IV K T LU N CH NG 25

CHƯƠNG 3 26

TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT THEO 26

TIểU CHUẨN DVB-T2 26

ô hị hu rang – 16

I Đ T V N Đ 26

II TRUY N HÌNH S M T Đ T THEO TIểU CHU N DVB-T2 26

3.1 Giới thi u chung về tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T2 26

3.2 Yêu cầu đặt ra đối với tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất theo chuẩn DVB-T2 27

3.3 Sơ đồ khối h thống truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-T2 28

III CÁC Đ C TệNH K THU T CHệNH C A TIểU CHU N DVB-T2 29

3.1 ng lớp vật lý 29

3.2 Cấu hình m ng 31

3.3 Các mode sóng mang mở rộng 31

3.5 MISO dựa trên Alamouti (trên trục tần số) 32

3.6 Mẫu hình tín hi u Pilot (Pilot Pattern) 32

3.7 Phương thức điều chế 256 QAM 33

3.8 Chòm sao xoay (Rotated Constellation) 33

3.9 Kích thước FFT và Kho ng b o v 35

3.10 M ã hóa FEC 35

IV SO SÁNH DVB-T VÀ DVB-T2 41

3.1 So sánh ưu điểm của DVB-T2 và DVB-T 41

3.2 Tính tương thích của DVB-T2 với DVB-T 43

3.3 Kh năng ứng dụng DVB-T2 t i Vi t Nam 44

V K T LU N CH NG 45

CHƯƠNG 4 46

L TRÌNH SỐ HÓA TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT, KẾT QUẢ ĐO KIỂM THỰC TẾ THEO CHUẨN V -T2 46

TẠI VIỆT NAM 46

I Đ T V N Đ 46

II L TRÌNH S HịA TRUY N HÌNH S M T Đ T T I VI T NAM 46

4.1 Lộ trình số hóa 46

4.2 Mục tiêu của quá trình số hóa 46

4.3 Mục tiêu cụ thể 47

4.4 Các gi i pháp thực hi n 48

ô hị hu rang – 16

CHU N DVB-T2 T I MALAYSIA 48

4.1 Nội dung đo thử nghi m: 48

4.2 Kết qu thử nghi m 49

4.3 Một vài chế độ vận hành thử nghi m DVB-T2 51

IV MỌ HÌNH TRUY N HÌNH S M T Đ T THEO TIểU CHU N DVB-T2 T I VI T NAM 53

4.1 M ng đơn tần – SFN 53

4.2 Cấu hình tổng quan h thống m ng đơn tần theo chuần DVB-T2 thiết lập bởi công ty AVG 61

V N I DUNG VÀ QUI TRÌNH ĐO 65

4.1 Nội dung đo kiểm 65

4.2 Qui trình đo và sơ đồ đầu nối thiết bị 65

4.3 Sơ đồ kết nối tổng thể các thiết bị trong h thống 65

4.4 Thiết bị đo 65

VI K T QU ĐO KI M TH C T 66

4.1 Kết qu đo thực tế theo tiêu chuẩn DVB-T t i các tr m phát sóng 66

4.2 Kết qu đo thực tế theo tiêu chuẩn DVB-T2 t i các tr m phát sóng 68

K T LU N CHUNG 72

TÀI LI U THAM KH O 73

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ 1.1 Giới thi u v h th ng truy n hình s

Công ngh truyền hình số có nhiều ưu điểm hơn hẳn so với công ngh truyền hình tương tự như: kh năng sử

dụng hi u qu phổ tần, truyền dẫn phát sóng được nhiều chương trình trên một kênh, có kh năng phát hi n và sửa lỗi,

khắc phục được những ưu điểm thường thấy trong truyền hình tương tự, có kh năng tương thích với nhiều lo i hình

dịch vụ khác nhau cũng như kh năng phát sóng các chương trình truyền hình độ phân gi i cao HDTV… vi c truyền

dẫn tín hi u truyền hình số được thực hi n thông qua cáp đồng trục, cáp quang, v tinh hay truyền hình số mặt đất

1.2 Đ c đi m h th ng truy n hình s

- Thiết bị truyền hình số dùng trong truyền dẫn chương trình truyền hình là h thống nhiều kênh Tín hi u truyền hình số yêu cầu băng tần rộng hơn, ngoài tín hi u truyền hình còn kèm theo âm thanh và các thông tin khác như: thời gian chuẩn, các thông tin phụ… được ghép vào các kho ng trống của đường truyền

- ệt bị tác động của nhi u, kh năng chống nhi u và sửa lỗi tốt hơn, có thể khắc phục được hi n tượng chồng

phổ tín hi u, hi n tượng bóng ma (Ghosts) so với truyền hình tương tự

- Vi c truyền tín hi u số được thực hi n khi đ m b o sự tương quan giữa các kênh truyền tín hi u Do đó, các thông tin đồng bộ được đưa vào để đồng bộ các tín hi u và có thể khóa mã d dàng

- Quá trình xử lý tín hi u số đơn gi n hơn nhiều so với tín hi u tương tự như: sửa đổi thời gian gốc, chuyển đổi tiêu chuẩn, dựng hậu kỳ, gi m độ rộng băng tần…

1.3 C c i ch n n hình s

Hi n t i trên thế giới chủ yếu sử dụng 3 tiêu chuẩn phát sóng truyền hình số là :

- DVB-T (Digital Video Broadcasting-Terrestrial ) Tiêu chuẩn Châu Âu

- ATSC (Advanced Television System Committee) Tiêu chuẩn của Mỹ

- ISDB-T (Intergrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial) Tiêu chuẩn của Nhật

Sử dụng công ngh truyền hình số đem l i nhiều lợi ích cho người sử dụng, hi u qu cao cho nhà cung cấp

dịch vụ Công ngh 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 ngh tương tự không thể thực hi n được Hi n nay truyền hình số phát triển hết sức đa d ng về lo i hình dịch vụ, phương thức truyền dẫn và phát sóng

Trong 3 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 Vi t Nam

CHƯƠNG 2: TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT THEO

TIểU CHUẨN DVB-T 2.1 Giới thi u v h th ng truy n hình s m đ t DVB-T

DVB-T là tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất chính thức được tổ chức ETSI công nhận (European Telecommunications Standards Institute) vào tháng 2 năm 1997

DVB-T sử dụng kỹ thuật COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing) COFDM là kỹ thuật có nhiều đặc điểm ưu vi t, có kh năng chống l i ph n x nhiều đường, phù hợp với các vùng dân cư có địa hình

phức t p, cho phép thiết lập m ng đơn tần (SFN – Single Frequency Network) và có kh năng thu di động, phù hợp

với các chương trình có độ nét cao HDTV

DVB-T là thành viên của một họ các tiêu chuẩn DVB, trong đó bao gồm tiêu chuẩn truyền hình số qua v tinh, mặt đất, cáp

2.2 S đ kh i h th ng truy n hình s m đ t DVB-T

Hình 2.1: Sơ đồ khối hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T

2.3 Đ c ính kỹ thuật của DVB-T

- Bộ điều chế DVB-T

- Mã hóa COFDM trong DVB-T

- Mã sửa sai trước FEC: Mã RS và CC

- Kho ng thời gian b o v

2.4 K t luận

Lựa chọn tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T của Châu Âu là một sự lựa chọn đúng đắn để xây dựng h

thống truyền hình số mặt đất ở Vi t Nam Truyền hình số mặt đất có nhiều ưu điểm hơn hẳn so với công ngh truyền hình tương tự

Nhu cầu người xem truyền hình ngày càng tăng cao c về thời lượng phát sóng, chất lượng chương trình và

chất lượng hình nh Với xu thế hội tụ trong lĩnh vực đa phương ti n, và sự phát triển m nh mẽ của công ngh kỹ thuật truyền hình các dịch vụ truyền hình mới như: HDTV, 3D TV… ra đời đã đang và sẽ được nhiều người lựa chọn

do đó tiêu chuẩn DVB-T cần ph i nhanh chóng bổ sung thêm các tính năng mới

CHƯƠNG 3: TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT THEO

TIểU CHUẨN DVB-T2

3.1 Giới thi u chung v i ch n truy n hình s m đ t DVB-T2

Tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất thế h thứ hai DVB-T2 được nhóm DVB Project công bố tháng 6/2008

Vi c triển khai và phát triển các s n phẩm mới cho tiêu chuẩn mới này cũng đã bắt đầu DVB-T2 kế thừa những thành công của DVB-T với nhiều c i tiến về vi c gia tăng dung lượng truyền dẫn Kh năng gia tăng dung lượng là một trong những ưu điểm chính của DVB-T2. So sánh với chuẩn truyền hình số DVB-T hi n nay, tiêu chuẩn DVB-T2 gia tăng dung lượng tối thiểu 30% trong cùng điều ki n thu sóng và sử dụng các anten thu hi n có Thực tế có thể gia tăng dung lượng lên đến gần 50% Với công ngh sử dụng chuẩn DVB-T2, dung lượng dữ li u đ t được t i UK lớn hơn kho ng 50% so với DVB-T, ngoài ra DVB-T2 còn có kh năng chống l i ph n x nhiều đường (Multipaths) và can nhi u đột biến tốt hơn nhiều so với DVB-T Điều này càng thuận lợi cho vi c triển khai các dịch vụ qu ng bá mới với

đòi hỏi nhiều dung lượng hơn

3.2 Y c đ a đ i với i ch n truy n hình s m đ t mới

Tiêu chuẩn DVB-T2 ph i b o đ m tính tương quan giữa các chuẩn trong họ DVB

Tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T2 là tiêu chuẩn chủ yếu dành cho các đầu thu cố định và thu di động Do vậy, DVB-T2 ph i cho phép sử dụng được các h thống h tầng anten hi n có (xem B ng 3.1)

B ng 3.1: DVB-T2 so v ới DVB-T

B ng 3.2: Dung lượng dữ liệu DVB-T2 so với DVB-T trong mạng SFN

3.3 Mô hình c úc h th ng truy n hình s m đ t DVB-T2

Hình 3.1 Mô hình cấu trúc hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T2

DVB-T2 là cơ hội duy nhất để hỗ trợ các dịch vụ có tốc độ bit lớn như HDTV Đặc tính kỹ thuật DVB-T2 được xem như chuẩn thay thế tiềm năng cho chuẩn DVB-T đang dùng Điều này có nghĩa trong tương lai các dịch vụ truyền hình hi n đang được cung cấp bởi DVB-T sẽ được thay thế bởi cùng dịch vụ nhưng dùng DVB-T2

Khi phát sóng theo chuẩn DVB-T2, các dịch vụ mới được hướng đến bổ sung cho môi trường truyền theo chuẩn DVB-T hi n dùng Vi c triển khai các dịch vụ dùng chuẩn DVB-T2 sẽ đ m b o tính c nh tranh của môi trường DTT và nhắm đến mục tiêu các thuê bao sẽ chuyển dần sang sử dụng các dịch vụ trên DVB-T2

3.5.2 Triển khai DVB-T2 tại Việt Nam

Tiêu chuẩn DVB-T2 ra đời cho phép những người làm truyền hình Vi t Nam có nhiều lựa chọn hơn trong vi c xây

Vi c phát triển tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất thế h thứ hai đã đáp ứng được yêu cầu thực tế Đó là sự gia tăng dung lượng băng thông giúp cung cấp cho người xem các dịch vụ truyền hình mới DVB-T2 hỗ trợ cơ hội cho các nhà qu ng bá triển khai một chuỗi các dịch vụ HDTV trên môi trường DTT, hỗ trợ các dịch vụ truyền hình trong tương lai Các dịch vụ thế h kế tiếp như 3D TV có thể hưởng lợi từ vi c gia tăng dung lượng sẵn có của DVB-T2

Vi c thay thế tiêu chuẩn DVB-T bởi tiêu chuẩn DVB-T2 cần có một kho ng thời gian “quá độ” trong quá trình chuyển đổi Tiêu chuẩn DVB-T và DVB-T2 sẽ cùng tồn t i trong nhiều năm, mỗi tiêu chuẩn sẽ hỗ trợ cho người xem các

lo i hình dịch vụ khác nhau

Hi n nay, Vi t Nam đã thành công trong vi c ứng dụng truyền hình số mặt đất theo chuẩn DVB-T2, công ngh truyền hình tiên tiến nhất thế giới trong truyền dẫn và phủ sóng truyền hình trên c nước

3.6 Ví dụ k t qu tri n khai i ch n DVB-T2 t i Malaysia

Hình 3.3 Mối liên hệ giữa tốc độ bít và tỉ lệ C/N

3.7 K t luận ch ng

Tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất thế h thứ hai DVB-T2 với những đặc tính vượt trội hơn so với tiêu chuẩn DVB-T đã khẳng định là chuẩn truyền hình số mặt đất lý tưởng cho truyền hình có độ phân gi i cao HDTV, 3DTV và

sẽ đem đến nhiều cơ hội triển khai các dịch vụ mới

Nhiều nước trên thế giới đã nghiên cứu, ứng dụng, triển khai thành công tiêu chuẩn DVB-T2 và đã nhận được sự ủng hộ cao của người xem

Vi t Nam đã nghiên cứu, ứng dụng và triển khai thành công tiêu chuẩn DVB-T2 Vi c thay thế chuẩn DVB-T bởi DVB-T2 cần có một kho ng thời gian “quá độ” trong quá trình chuyển đổi Hai tiêu chuẩn DVB-T và DVB-T2 sẽ cùng tồn t i trong nhiều năm, mỗi chuẩn hỗ trợ người xem các lo i dịch vụ khác nhau

Xây dựng mô hình triển khai h thống DVB-T2 cần tiến hành theo từng giai đo n cho từng vùng khác nhau cụ thể tiến hành thử nghi m trên từng vùng khác nhau

CHƯƠNG 4: L TRÌNH SỐ HÓA TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT VẨ KẾT QUẢ ĐO KIỂM THỰC

TẾ THEO CHUẨN DVB-T2 TẠI VIỆT NAM 4.1 L ình s hóa truy n hình s m đ t

Truyền hình số mặt đất số ra đời và đã nhanh chóng khẳng định được vị thế trên thị trường Chính vì những

ưu điểm vượt trội của truyền hình số mà hầu hết các nước trên thế giới trong đó có Vi t Nam đã đưa ra lộ trình số hóa truyền hình số mặt đất và ngưng phát sóng truyền hình tương tự

Căn cứ Quyết định 2451/QĐ-TTg ngày 27 tháng 12 năm 2011 của Thủ tướng Chính phủ phê duy t “Đề án số hóa truyền dẫn, phát sóng truyền hình mặt đất đến năm 2020”

Mục tiêu của quá trình số hóa:

- Chuyển đổi h tầng truyền dẫn, phát sóng truyền hình mặt đất từ công ngh tương tự sang công ngh số ( sau đây gọi là số hóa truyền dẫn, phát sóng truyền hình mặt đất) theo hướng hi n đ i, hi u qu , thống nhất về tiêu chuẩn

và công ngh nhằm nâng cao chất lượng dịch vụ, tăng số lượng kênh chương trình, nâng cao hi u qu sử dụng tần số truyền hình, đồng thời gi i 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 nhi m vụ phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội, cung cấp các dịch vụ truyền hình đa d ng, phong phú, chất lượng cao, phù hợp với nhu cầu và thu nhập của người dân đ m b o thực hi n tốt nhi m vụ chính trị, quốc phòng an ninh của Đ ng 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 h tầng kỹ thuật truyền hình, trên cơ sở đ m b o sự qu n lý thống nhất, có hi u qu của Nhà nước

- T o điều ki n để tổ chức và sắp xếp l i h thống các đài phát thanh, truyền hình trên ph m vi c nước theo hướng chuyên môn hóa, chuyên nghi p hóa, ho t động hi u qu và phân định rõ ho t động về nội dung thông tin với

ho t động về truyền dẫn, phát sóng

4.2 Mô hình h h ng ng đ n n h chu n V -T2 hi lậ i công AVG

Hình 4.1 Mô hình thiết lập mạng đơn tần phát sóng theo chuẩn DVB-T2

4.3 S đ k t n i t ng th c c hi t bị đ trong h th ng.

Hình 4.2 Sơ đồ kết nối các thiết bị đo

4.4 K t qu đ h c t

4.4.1 Vùng phủ sóng.theo chuẩn DVB-T

Hình 4.3 Vùng phủ sóng ết hợp hai trạ phát V n ồ và V à nội theo cường độ trường 4.4.2 ết quả đo ường độ trường tại các vùng phủ sóng

4.4.3 Vùng phủ sóng theo chuẩn DVB-T2

Hình 4.4 Vùng phủ sóng ạng đơn tần theo chuẩn DV - tại iền c Việt a với 4 trạ phát sóng V n

ồ V- eangna a ịnh

4.4.4 ết quả đo ường độ trường tại các vùng phủ sóng