Truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB t2 full

LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ 12 1.1 Sơ lược về hệ thống truyền hình 12 1.1.1 Sơ lược về lịch sử phát triển 12 1.1.2 Công nghệ truyền hình tương tự 14 1.2 Khái niệm truyền hình kỹ thuật số 16 1.3 Đặc điểm truyền hình kỹ thuật số 17 1.4 Xử lý tín hiệu, truyền dẫn tín hiệu truyền hình kỹ thuật số 19 1.4.1 Cơ sở truyền hình kỹ thuật số 19 1.4.2 Số hóa tín hiệu truyền hình 21 1.4.3 Chuyển đổi tương tự sang số 21 1.4.4 Chuyển đổi số sang tương tự 23 1.4.5 Nén tín hiệu truyền hình 24 1.4.6 Mã hóa và điều chế tín hiệu số 26 1.4.7 Các phương thức truyền dẫn tín hiệu truyền hình số 28 1.5 Các tiêu chuẩn của truyền hình kỹ thuật số 31 1.6 Kết luận chương I 34 CHƯƠNG II - TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT THEO TIÊU CHUẨN DVB-T 35 2.1 Giới thiệu về hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T 35 2.2 Sơ đồ khối hệ thống truyền hình số mặt đất 36 2.3 Các đặc tính kỹ thuật của tiêu chuẩn DVB-T 38 2.3.1 Bộ điều chế DVB-T 38 2.3.2 Mã hóa COFDM trong DVB-T 41 2.3.3 Chòm sao tín hiệu và quá trình ánh xạ 49 2.3.4 Mã sửa sai 54 2.3.5 DVB-T trong môi trường bị phản xạ - Mạng đơn tần (SFN) 54 2.4 Kết luận chương II 57 CHƯƠNG III - TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT THEO TIÊU CHUẨN DVB-T2 58 3.1 Yêu cầu đặt ra đối với tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất mới 58 3.2 Giới thiệu chung về tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T2 59 3.3 Mô hình cấu trúc hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T2 60 3.4 Các đặc tính kỹ thuật của DVB-T2 61 3.4.1 Lớp vật lý 61 3.4.2 Cấu hình mạng 63 3.4.3 Hiệu quả của việc sử dụng kỹ thuật chòm sao quay, chèn thời gian và tần số…….. 77 3.4.4 Điều chế và mã sửa sai trong DVB-T2 79 3.5 Kết luận chương III 80 CHƯƠNG IV - GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ CHO TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT TẠI VIỆT NAM 81 4.1 So sánh các tham số cơ bản của DVB-T và DVB-T2 81 4.2 Khả năng chuyển đổi từ DVB-T sang DVB-T2 82 4.2.1 Lộ trình số hóa truyền hình số mặt đất 82 4.2.2 Khả năng chuyển đổi từ DVB-T sang DVB-T2 83 4.2.3 Khả năng ứng dụng DVB-T2 tại Việt Nam 83 4.3 Khuyến nghị lựa chọn giải pháp công nghệ cho truyền hình số mặt đất tại Việt Nam 84 4.3.1 Lựa chọn giải pháp công nghệ cho truyền hình số mặt đất tại Việt Nam…………. 84 4.3.2 Triển khai DVB-T2 tại Việt Nam 85 4.4 Kết luận chương IV 91 KẾT LUẬN 92

LỜI MỞ ĐẦU

Khi đời sống vật chất của người dân ngày càng được nâng cao, yêu cầu về chất lượng các chương trình truyền hình, giải trí ngày càng lớn Lĩnh vực phát thanh truyền hình trong mấy năm trở lại đây đang có những bước tiến nhảy vọt Với những ưu điểm vượt trội của truyền hình số so với truyền hình analog, trong những năm qua, truyền hình số mặt đất đã phát triển mạnh mẽ trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng Việc thay thế hoàn toàn truyền hình mặt đất analog bằng công nghệ truyền hình số mặt đất trên toàn thế giới sẽ diễn ra trong tương lai không xa

Đến nay đã có nhiều quốc gia trên thế giới lựa chọn tiêu chuẩn DVB-T để phát sóng mặt đất Tuy nhiên, trước các nhu cầu đòi hỏi về dung lượng, kháng lỗi đường truyền, nâng cao độ tin cậy với các loại hình dịch vụ, về giảm tỷ số công suất đỉnh/công suất trung bình, nhu cầu về phân chia phổ tần của các dịch vụ viễn thông khác, cùng với xu thế hội tụ trong các môi trường truyền dẫn, sự phát triển mạnh mẽ của truyền hình độ phân giải cao HDTV với dung lượng bit lớn mà DVB-T chưa đáp ứng được

Từ các yêu cầu thực tế đặt ra đó, nhóm DVB Project đã phát triển chuẩn truyền hình số thế hệ thứ hai là DVB-T2 Tiêu chuẩn này được xuất bản lần đầu tiên vào tháng 6/2008 và được ETSI chuẩn hóa từ tháng 9/2009 Hiện nay, Anh, Phần Lan đã thông báo triển khai các dịch vụ HDTV trên đường truyền mặt đất dùng chuẩn DVB-T2, Đức, Ý, Tây Ban Nha, Thụy Điển cũng đang tiến hành thử nghiệm phát sóng DVB-T2

Từ năm 2001, Việt Nam đã tiến hành thử nghiệm phát sóng truyền hình mặt đất Trước sức ép về lộ trình chuyển đổi hoàn toàn sang phát sóng số mặt đất trước năm 2020 và xu hướng phát triển của truyền hình số mặt đất DVB-T2 trên thế giới,

đồ án “Nghiên cứu hệ thống truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-T2” đã

tập trung nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật của hệ thống truyền hình số mặt đất

DVB-T, những bất cập, tồn tại khi triển khai ở Việt Nam, đồng thời nghiên cứu cấu trúc và những đặc tính kỹ thuật cơ bản, những tính năng ưu việt của tiêu chuẩn DVB-T2 Từ

đó đề xuất lựa chọn giải pháp công nghệ hợp lý nhất cho hệ thống truyền hình số mặt đất tại Việt Nam trong những năm tới Nội dung của đồ án được thể hiện qua 4 phần như sau:

- Tổng quan về hệ thống truyền hình kỹ thuật số: giới thiệu sơ lược về hệ

thống truyền hình, khái niệm, đặc điểm và các tiêu chuẩn của truyền hình số

- Truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-T: nghiên cứu, tìm hiểu về

sơ đồ khối của hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T và các đặc tính kỹ thuật của tiêu chuẩn DVB-T

- Truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-T2: nghiên cứu, tìm hiểu về

sơ đồ khối của hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T2 và các đặc tính kỹ thuật của tiêu chuẩn DVB-T2

- Giải pháp công nghệ cho truyền hình số tại Việt Nam: tìm hiểu về khả

năng ứng dụng DVB-T2 tại Việt Nam và khuyến nghị lựa chọn giải pháp công nghệ cho truyền hình số mặt đất tại Việt Nam

Trong thời gian làm đề tài, em đã cố gắng rất nhiều song do kiến thức còn hạn chế và thời gian làm đề tài có hạn nên đồ án còn nhiều sai sót Em rất mong nhận được sự phê bình, các ý kiến đóng góp của thầy cô và các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của TS Nguyễn Cảnh Minh

cùng các thầy cô trong bộ môn kỹ thuật viễn thông để giúp em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

MỤC LỤC

Trang

LỜI MỞ ĐẦU 1

MỤC LỤC 3

DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VIẾT TẮT 6

DANH MỤC HÌNH VẼ 9

DANH MỤC BẢNG BIỂU 11

CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ 12 1.1 Sơ lược về hệ thống truyền hình 12

1.1.1 Sơ lược về lịch sử phát triển 12

1.1.2 Công nghệ truyền hình tương tự 14

1.2 Khái niệm truyền hình kỹ thuật số 16

1.3 Đặc điểm truyền hình kỹ thuật số 17

1.4 Xử lý tín hiệu, truyền dẫn tín hiệu truyền hình kỹ thuật số 19

1.4.1 Cơ sở truyền hình kỹ thuật số 19

1.4.2 Số hóa tín hiệu truyền hình 21

1.4.3 Chuyển đổi tương tự sang số 21

1.4.4 Chuyển đổi số sang tương tự 23

1.4.5 Nén tín hiệu truyền hình 24

1.4.6 Mã hóa và điều chế tín hiệu số 26

1.4.7 Các phương thức truyền dẫn tín hiệu truyền hình số 28

1.5 Các tiêu chuẩn của truyền hình kỹ thuật số 31

1.6 Kết luận chương I 34

CHƯƠNG II - TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT THEO TIÊU CHUẨN DVB-T 35

2.1 Giới thiệu về hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T 35

2.2 Sơ đồ khối hệ thống truyền hình số mặt đất 36

2.3 Các đặc tính kỹ thuật của tiêu chuẩn DVB-T 38

2.3.1 Bộ điều chế DVB-T 38

2.3.2 Mã hóa COFDM trong DVB-T 41

2.3.3 Chòm sao tín hiệu và quá trình ánh xạ 49

2.3.4 Mã sửa sai 54

2.3.5 DVB-T trong môi trường bị phản xạ - Mạng đơn tần (SFN) 54

2.4 Kết luận chương II 57

CHƯƠNG III - TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT THEO TIÊU CHUẨN DVB-T2 58 3.1 Yêu cầu đặt ra đối với tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất mới 58

3.2 Giới thiệu chung về tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T2 59

3.3 Mô hình cấu trúc hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T2 60

3.4 Các đặc tính kỹ thuật của DVB-T2 61

3.4.1 Lớp vật lý 61

3.4.2 Cấu hình mạng 63

3.4.3 Hiệu quả của việc sử dụng kỹ thuật chòm sao quay, chèn thời gian và tần số…… 77

3.4.4 Điều chế và mã sửa sai trong DVB-T2 79

3.5 Kết luận chương III 80

CHƯƠNG IV - GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ CHO TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT TẠI VIỆT NAM 81

4.1 So sánh các tham số cơ bản của DVB-T và DVB-T2 81

4.2 Khả năng chuyển đổi từ DVB-T sang DVB-T2 82

4.2.1 Lộ trình số hóa truyền hình số mặt đất 82

4.2.2 Khả năng chuyển đổi từ DVB-T sang DVB-T2 83

4.2.3 Khả năng ứng dụng DVB-T2 tại Việt Nam 83

4.3 Khuyến nghị lựa chọn giải pháp công nghệ cho truyền hình số mặt đất tại Việt Nam 84

4.3.1 Lựa chọn giải pháp công nghệ cho truyền hình số mặt đất tại Việt Nam………… 84

4.3.2 Triển khai DVB-T2 tại Việt Nam 85

4.4 Kết luận chương IV 91

KẾT LUẬN 92

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN VÀ GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT 93 LỜI CẢM ƠN 94

TÀI LIỆU THAM KHẢO 95

DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Tiếng Anh đầy đủ Tiếng Việt

ACE Active Constellation Extension Mở rộng chòm sao tích cực

AFC Automatic Frequency Control Điều khiển tần số tự động

ATSC Advanced Television System

Commitee

Hội đồng về hệ thống truyền hình cải biên

AVG Audio Visual Global Công ty cổ phần nghe nhìn toàn

cầu BCH Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Bose-Chaudhuri-Hocquenghem

BPSK Binary Phase Shift Keying Điều chế pha nhị phân

CATV Collective Antenna Telvision Truyền hình cáp dây dẫn

COFDM Coding Othogonality Fequency

Dvision Mltiplexing

Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao có mã

DTT Digital Terrestrial Television Truyền hình số mặt đất

DiBEG Digital Broadcasting Expert

DPCM Differential Pulse Code

DVB Digital Video Broadcasting Truyền hình số

EDTV Enhanced Definition Television Truyền hình độ phân giải mở

rộng

FEC Forward Error Correction Sửa lỗi trước (thuận)

FEF Future Extension Frame Khung mở rộng dành cho tương

lai

FFT Fast Fourrier Transform Biến đổi Fourrier nhanh

FIR Finite Impulse Responese Đáp ứng xung hữu hạn

HDTV High Definitiom Television Truyền hình độ phân giải cao

ICI Inter-Carrier Interference Nhiễu liên sóng mang

IFFT Inverse Fast Fourrier Transform Biến đổi nhanh Fourrier ngược IPTV Internet Protocol Television Truyền hình IP

ISDB Integrated Services Digital

Broadcasing

Truyền hình số các dịch vụ tích hợp

ISI Inter-Symbol Interference Nhiễu liên ký tự

JPEG Joint Photoghraphic Experts

LDTV Low Definitiom Television Truyền hình độ phân giải thấp

MCM Multi Carrier Modulation Điều chế đa sóng mang

MFN Multiple Frequency Network Mạng đa tần

MISO Multi Input Single Output Nhiều đầu vào một đầu ra

MPEG Moving Pictures Experts Group Nhóm chuyên gia nghiên cứu về

ảnh động

NTSC National Television System

Comittee

Hội đồng hệ thống truyền hình quốc gia Mỹ

OFDM Othogonality Fequency Dvision

Mltiplexing

Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao

OIRT Organization Internatinal Radio

and Television

Tổ chức phát thanh truyền hình quốc tế

PAL Phase Alternative Line Đảo pha theo từng dòng

PAPR Peak to Average Power Ratio Tỷ số công suất đỉnh/công suất

trung bình

PES Packetized Elementary Stream Dòng cơ sở đóng gói

PRBS Pseudo Random Bit Sequence Chuỗi bit giả ngẫu nhiên

QAM Quadrature Amplitude

QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khóa dịch pha vuông góc

SDTV Standard Definition Television Truyền hình độ phân giải tiêu

chuẩn SFN Single Frequence Network Mạng đơn tần

SNR Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu trên tạp âm

TPS Transmission Parameter

UHF Ultra High Frequency Tần số siêu cao (Siêu cao tần)

VTC Vietnam Television Corporation Tổng Công ty Truyền thông đa

phương tiện Việt Nam

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1: Sơ đồ cấu trúc tổng quát của hệ thống truyền hình số 17

Hình 1.2: So sánh chất lượng tín hiệu số và tương tự 19

Hình 1.3: Sơ đồ tổng quát hệ thống thu và phát truyền hình số 20

Hình 1.4: Sơ đồ mạch biến đổi tương tự sang số 21

Hình 1.5: Sơ đồ khối mạch biến đổi video số sang tương tự 23

Hình 1.6: Mô hình hệ thống nén video 24

Hình 1.7: Bản đồ phạm vi ứng dụng các tiêu chuẩn truyền hình số trên thế giới 31

Hình 2.1: Sơ đồ khối hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T 36

Hình 2.2: Sơ đồ khối bộ điều chế số DVB-T 38

Hình 2.3: Các bước của quá trình phân tán năng lượng, mã hóa ngoài và ghép xen ngoài 40

Hình 2.4: Khối điều chế COFDM trong DVB-T 42

Hình 2.5: Phổ tín hiệu OFDM với số sóng mang N=16 43

Hình 2.6: Biểu diễn chòm sao của điều chế QPSK, 16 QAM, và 64 QAM 45

Hình 2.7: Phân bố sóng mang của DVB-T (chưa chèn khoảng bảo vệ 46

Hình 2.8: Phân bố các pilot của DVB-T 47

Hình 2.9: Phân bố các pilot của DVB-T trên biểu đồ chòm sao 47

Hình 2.10: Phân bố sóng mang khi chèn thêm khoảng thời gian bảo vệ 48

Hình 2.11: Các tia sóng đến trong khoảng thời gian bảo vệ 49

Hình 2.12: Ánh xạ 16 QAM và 64 QAM chòm sao đều với α =1 51

Hình 2.13: Chòm sao điều chế phân cấp DVB-T 52

Hình 2.14: Ánh xạ 16 QAM và 64 QAM không đồng đều với α = 4 53

Hình 3.1: Mô hình cấu trúc hệ thống DVB-T2 60

Hình 3.2: Lớp vật lý 61

Hình 3.3: Mô hình MISO 65

Hình 3.4: Mẫu hình Pilot phân tán đối với DVB-T (trái) và DVB-T2 (phải) 66

Hình 3.5: Khoảng bảo vệ (GI) đối với 8K 1/32 và 32K 1/128 68

Hình 3.6: Cấu trúc khung DVB-T2 69

Hình 3.7: Sự tổng hợp khung hình trong MPEG-4 71

Hình 3.8: Đường đi của tín hiệu trong mạng đơn tần công nghệ DVB-T2 74

Hình 3.9: Kiến trúc cơ bản của hệ thống mạng đơn tần SFN DVB-T2 74

Hình 3.10: Chòm sao 16 QAM quay 77

Hình 3.11: Thành tích của chòm sao quay so với không quay 78

Hình 3.12: Đồ thị chòm sao 256 QAM 79

Hình 4.1: Cấu hình tổng thể hệ thống mạng SFN theo tiêu chuẩn DVB-T2 của AVG 87

Hình 4.2: Bản đồ phủ sóng toàn quốc của AVG 88

Hình 4.3: Bản đồ phủ sóng DVB-T2 tại Hà Nội của VTV 90

Hình 4.4: Bản đồ phủ sóng DVB-T2 tại Tp HCM của VTV 91

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Khoảng thời gian bảo vệ ở các chế độ phát khác nhau 56

Bảng 3.1: Khoảng bảo vệ tương ứng của DVB-T2 (theo EBU-TECH 3348) 75

Bảng 3.2: Mức C/N tối thiểu trong kênh tần 8MHz tương ứng với các chế độ điều chế khác nhau 76

Bảng 3.3: C/N tương ứng với các phương pháp thu trong DVB-T2 77

Bảng 4.1: DVB-T2 sử dụng tại UK so với DVB-T 81

Bảng 4.2: Dung lượng dữ liệu DVB-T2 so với DVB-T trong mạng SFN 82

Bảng 4.3: Các tham số phát sóng của truyền hình An Viên 86

Bảng 4.4: Các tham số phát sóng của Đài truyền hình Việt Nam 90

CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH KỸ

THUẬT SỐ

Truyền hình là một hệ thống biến đổi hình ảnh và âm thanh kèm theo thành tín hiệu điện, truyền đến máy thu, nơi thực hiện biến đổi tín hiệu này thành dạng ban đầu và hiển thị lên màn hình dưới dạng hình ảnh Trong những năm gần đây, công nghệ truyền hình đang chuyển sang một bước ngoặt, đó là quá trình chuyển đổi từ công nghệ Analog sang Digital Quá trình này là một cuộc cách mạng làm thay đổi cách suy nghĩ, cách tiếp xúc, phương thức sản xuất chương trình truyền hình, nâng cấp chất lượng tín hiệu, tính linh hoạt và khả năng hội nhập vào môi trường thông tin chung Ở Việt Nam, công nghệ số đã và đang được ứng dụng và triển khai mạnh mẽ Trong một tương lai không xa, trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng, tiến tới một hệ thống truyền hình hoàn toàn kỹ thuật số là một tất yếu [2]

1.1 Sơ lược về hệ thống truyền hình

1.1.1 Sơ lược về lịch sử phát triển

Truyền hình có mối liên hệ mật thiết với một số loại hình truyền thống hay nghệ thuật khác như phát thanh, điện ảnh… Tuy nhiên, chỉ sau một vài thập kỷ sơ khai, truyền hình đã tiến những bước tiến dài và thực sự tách ra khỏi các loại hình khác, trở thành phương tiện truyền thông độc lập và có sức mạnh to lớn trong việc tạo dựng và định hướng dư luận Việc phát sóng truyền hình đầu tiên ở Mỹ được bắt đầu từ những năm 1930, và truyền hình chỉ thực sự phổ biến từ những năm 1950 Những đài phát thanh như NBC, CBS, ABC… sau khi phát triển thêm hệ thống truyền hình đã thực sự lớn mạnh và trở thành những tập đoàn phát thanh truyền hình tầm cỡ thế giới

Trên thực tế, sự hình thành và phát triển của truyền hình gắn liền với các sự kiện khoa học - công nghệ cũng như các sự kiện chính trị - xã hội khác Ngay từ đầu những năm 1920, người ta đã chú ý đến truyền hình do họ nhận thức được vai trò của

truyền hình trong việc tuyên truyền, quảng bá trên các mặt kinh tế, chính trị, xã hội…

có thể kể đến một số mốc quan trọng trong lịch sử truyền hình như sau:

- Năm 1839: Bee Quell tìm ra hiện tượng quang điện

- Năm 1898: Volsske tìm ra hệ thống truyền hình không dây dẫn (truyền hình bằng sóng điện từ)

- Tháng 3/1899: liên lạc vô tuyến quốc tế đầu tiên ra đời ở Anh và Pháp, dài 46Km

- Năm 1941: Mỹ chấp nhận chuẩn 525 dòng quét với bộ phân giải của mình

- Trong và sau chiến tranh thế giới thứ II: các cường quốc chạy đua gay gắt để phát các chương trình truyền hình nhằm vận động nhân dân ủng hộ các chiến lược quân sự và kinh tế của mình

- Năm 1957: ở Pháp xuất hiện hệ truyền hình màu SECAM do Henry De France nghiên cứu và thực hiện

- Năm 1962: giáo sư Walter Bruce ở Tây Đức công bố hệ truyền hình PAL

Cả hai hệ SECAM và PAL về nguyên lý chung thống nhất với hệ NTSC

- Năm 1966: ở Na Uy đã tiến hành hội nghị CCIR để chọn hệ truyền hình màu thống nhất cho cả Châu Âu, để tiện cho việc trao đổi chương trình truyền hình màu giữa các nước

Kết quả một số nước chọn hệ SECAM, một số nước dùng hệ PAL, Mỹ và Nhật

sử dụng hệ NTSC Ở Việt Nam chọn hệ PAL tiêu chuẩn OIRT (Organization Internatinal Radio and Television - Tổ chức phát thanh truyền hình quốc tế)

- Năm 1994: Mỹ nghiên cứu và thử nghiệm truyền hình số, đến tháng 12 năm

1996 ban hành tiêu chuẩn ATSC

- Năm 1997: Nhật Bản ban hành tiêu chuẩn ISDB - hay còn gọi là tiêu chuẩn DiBEG

- Năm 1997: tiêu chuẩn DVB-T của Châu Âu ra đời Nhiều nước Bắc Âu, một

số nước Châu Á trong đó có Việt Nam và nhiều nước khác đã lựa chọn tiêu chuẩn này và dự kiến phát sóng số hoàn toàn vào năm 2010 - 2015

Việt Nam từ những năm 1997 đến nay có một số đơn vị kỹ thuật có nghiên cứu và tiếp cận với công nghệ số, cho đến nay nhiều công đoạn trong sản xuất chương trình, truyền dẫn đã được số hóa, nhiều đề tài nghiên cứu truyền hình số đã và đang được nghiên cứu thử nghiệm chính vì vậy mà nó mang tính khoa học và thực tiễn cao nhằm càng ngày càng nâng cao chất lượng cho việc phát hình số tại Việt Nam

Như vậy, có thể thấy, lịch sử phát triển của truyền hình luôn nằm trong và cùng song hành với lịch sử tiến bộ nhân loại Truyền hình ngày một lớn mạnh là do nhu cầu thông tin của công chúng ngày càng cao, khoa học kỹ thuật phát triển và xuất hiện nhu cầu giao lưu quốc tế Chính bản thân các vấn đề sự kiện chính trị, xã hội cũng góp phần thúc đẩy truyền hình phải tự phát triển và phát huy hơn nữa những ưu thế của mình, từ đó dần tạo nên những đặc trưng riêng biệt trong hệ thống các phương tiện truyền thông đại chúng hiện nay

1.1.2 Công nghệ truyền hình tương tự

Truyền hình đen trắng là bước mở đầu cho việc truyền các hình ảnh đi xa Nó được nghiên cứu và chế tạo vào những năm 60 của thế kỷ XX với những ống thu hình Vidicon Truyền hình đen trắng đã từng được sử dụng ở hầu hết các quốc gia trên thế giới, cùng với sự phát triển nhanh chóng của đèn điện tử thì các thiết bị của truyền hình đen trắng có độ ổn định hơn, chất lượng tốt hơn Tuy nhiên truyền hình đen trắng lại có nhược điểm rất lớn là không có khả năng truyền đi các hình ảnh có màu sắc như trong thực tế Do đó, năm 1957, hệ truyền hình màu đầu tiên đã ra đời tại Pháp,

đã mở ra cuộc cách mạng đối với nền công nghiệp truyền hình

Hiện nay, có 3 loại công nghệ truyền hình tương tự chính được sử dụng trên toàn thế giới dựa trên tiêu chuẩn mã hóa hình ảnh NTSC, SECAM và PAL và sử dụng điều chế RF để điều chế tín hiệu sóng mang VHF hoặc UHF Mỗi khung hình của một hình ảnh truyền hình bao gồm các dòng quét trên màn hình Các dòng có độ sang

khác nhau, tập hợp toàn bộ dòng được vẽ một cách nhanh chóng để mắt người cảm nhận nó như là một hình ảnh Các khung hình tiếp theo tuần tự được hiển thị, cho phép mô tả chuyển động Các tín hiệu truyền hình tương tự có thông tin về thời gian

và đồng bộ để máy thu có thể tái tạo lại một hình ảnh hai chiều chuyển động từ một tín hiệu một chiều biến thiên theo thời gian

- Tiêu chuẩn NTSC được phát triển tại Mỹ và lần đầu tiên đượ sử dụng trong năm 1954, NTSC hiện là tiêu chuẩn truyền hình lâu đời nhất Nó bao gồm quét dòng

là 525 và tần số quét hình là 60Hz

- Tiêu chuẩn SECAM được phát triển ở Pháp và lần đầu tiên được sử dụng vào năm 1967 Nó sử dụng quét dòng 625 và tần số quét hình là 50Hz Các loại tiêu chuẩn khác nhau sử dụng băng thông video và thông số kỹ thuật cung cấp dịch vụ âm thanh khác nhau

- Tiêu chuẩn PAL được phát triển ở Đức và lần đầu tiên được sử dụng vào năm

1967 Là một biến thể của NTSC, chuẩn PAL sư dụng quét dòng 625 và tần số quét hình là 50Hz Các tiêu chuẩn khác nhau sử dụng băng thông video và thông số kỹ thuật cung cấp dịch vụ âm thanh khác nhau

Trong thời đại truyền hình tương tự, các tiêu chuẩn đều có những phương tiện truyền dẫn tín hiệu cho riêng mình Các thiết bị mạng có giá thành cao nên các mạng truyền hình mặt đất đều trực thuộc nhà nước hoặc chính phủ Các chuẩn không có khả năng giao tiếp với nhau tạo nên đòi hỏi các quốc gia phải có hệ thống truyền hình mặt đất riêng cho mình Hệ thống truyền hình tương tự bao gồm hệ thống sản xuất chương trình truyền hình (quay hậu trường, chỉnh sửa, hoàn thiện và lưu trữ video), phát sóng (tạo ra composite video, điều chế, khuếch đại, phát sóng) và tiếp nhận (thu tín hiệu từ anten, giải điều chế của máy thu truyền hình và hiển thị hình ảnh và âm thanh đến người xem) với tất cả các tín hiệu là tương tự

Ngày nay, thông tin kỹ thuật số được tạo ra trong phòng thu Với truyền hình

kỹ thuật số, tất cả các quá trình là kỹ thuật số, các hình ảnh, âm thanh và tất cả các thông tin bổ sung được tạo ra, truyền đi và nhận được tín hiệu kỹ thuật số Điều này

cho phép định dạng tốt nhất cho hình ảnh và âm thanh, hình ảnh rộng hơn so với bản gốc (màn hình toàn cảnh), với mức độ cao hơn về độ phân giải (độ phân giải cao) và

âm thanh stereo

Các hệ thống truyền hình số với những ưu điểm vượt trội so với truyền hình tương tự ở khả năng chống nhiễu cũng như tăng hiệu quả băng thông đang ngày càng phát triển và được nghiên cứu ở nhiều quốc gia Do đó, xu hướng hiện nay là chuyển đổi sang truyền hình số

1.2 Khái niệm truyền hình kỹ thuật số

Truyền hình số là tên gọi một hệ thống truyền hình mà sử dụng phương pháp

số để tạo, lưu trữ và truyền tín hiệu của chương trình truyền hình trên kênh thông tin,

mở ra một khả năng đặc đặc biệt rộng rãi cho các thiết bị truyền hình làm việc theo các hệ truyền hình đã được nghiên cứu trước

So với tín hiệu tương tự, tín hiệu số cho phép tạo, lưu trữ, ghi đọc nhiều lần

mà không làm giảm chất lượng ảnh Tuy nhiên, không phải tất cả các trường hợp, tín hiệu số đều đạt được kết quả cao hơn so với tín hiệu tương tự (bộ lọc là một ví dụ cụ thể) Mặc dù vậy, xu hướng chung cho sự phát triển của công nghiệp truyền hình trên thế giới nhằm đạt được một hệ thống nhất chung đó là hệ thống truyền hình hoàn toàn bằng kỹ thuật số có chất lượng cao và dễ dàng phân phối trên kênh thông tin Hệ truyền hình kỹ thuật số đã và đang được phát triển trên toàn thế giới, tạo nên một cuộc cách mạng thật sự trong công nghiệp truyền hình

Nguyên lý cấu tạo của hệ thống và các thiết bị truyền hình số được đưa ra như trên hình 1.1 Đầu vào của thiết bị truyền hình số sẽ tiếp nhận tín hiệu truyền hình tương tự Trong thiết bị mã hóa (biến đôi A/D), tín hiệu truyền hình tương tự sẽ được biến đổi thành tín hiệu truyền hình số, các tham số và đặc trưng của tín hiệu này được xác định từ hệ thống truyền hình được lựa chọn Tín hiệu truyền hình số được đưa tới thiết bị phát Sau đó tín hiệu truyền hình số được truyền tới bên thu qua kênh thông tin Tại bên thu, tín hiệu truyền hình số được biến đổi ngược lại với quá trình xử lý tại phía phát Quá trình giải mã tín hiệu truyền hình thực hiện biến đổi tín hiệu truyền

hình số sang tín hiệu truyền hình tương tự Hệ thống truyền hình số sẽ trực tiếp xác định cấu trúc mã hóa và giải mã tín hiệu truyền hình

Hình 1.1: Sơ đồ cấu trúc tổng quát của hệ thống truyền hình số [2]

Khi truyền qua kênh thông tin, tín hiệu truyền hình số được mã hóa kênh Mã hóa kênh đảm bảo chỗng các sai sót cho tín hiệu trong kênh thông tin Thiết bị mã hóa kênh phối hợp đặc tính của tín hiệu số với kênh thông tin Khi tín hiệu truyền hình số được truyền đi theo kênh thông tin, các thiết bị biến đổi được gọi là bộ điều chế và bộ giải điều chế

Tại bên thu, tín hiệu truyền hình số được biến đổi ngược lại với quá trình xử

lý tại phía phát Hệ thống truyền hình số sẽ trực tiếp xác định cấu trúc mã hóa và giải

mã tín hiệu truyền hình [2]

1.3 Đặc điểm truyền hình kỹ thuật số

Các hệ thống truyền hình phổ biến hiện nay như: NTSC, SECAM, PAL đều là các hệ thống truyền hình tương tự Tín hiệu truyền hình tương tự là hàm liên tục theo thời gian và từ khâu tạo dựng, truyền dẫn, phát sóng đến khâu thu tín hiệu đệu chịu

Thiết bị phát

Thiết bị thu

Biến đổi D/A

Mã hoá nguồn

Giải mã hoá nguồn

Mã hoá kênh

Giải mã hoá kênh

Điều chế

số

Giải điều chế số

Kênh thông tin

ảnh hưởng của nhiều yếu tố (nhiễu và can nhiễu từ nội bộ hệ thống và từ bên ngoài) làm giảm chất lượng hình ảnh Để khắc phục những hiện tượng đó, người ta mã hóa tín hiệu truyền hình ở dạng số để xử lý Do đó hệ thống truyền hình số có những ưu điểm sau:

- Có khả năng phát hiện lỗi và sửa sai

- Có thể tiến hành rất nhiều quá trình xử lý trong trung tâm truyền hình mà tỷ

số S/N (tỷ số tín hiệu/tạp âm) không giảm Trong truyền hình tương tự thì việc này gây ra méo tích lũy (mỗi khâu xử lý đều gây méo)

- Thuận lợi cho quá trình ghi đọc: có thể ghi đọc vô hạn lần mà chất lượng không bị giảm

- Có khả năng lưu trữ tín hiệu số trong các bộ nhớ đơn giản và sau đó đọc nó với tốc độ tùy ý

- Khả năng truyền trên cự ly lớn: tính chống nhiễu cao (do việc cài mã sửa lỗi, chống lỗi, bảo vệ…)

- Khả năng thu di động tốt người xem dù đi trên ôtô, tàu hỏa vẫn xem được các chương trình truyền hình Sở dĩ như vậy là do xử lý tốt hiện tượng Doppler

- Dễ tạo dạng, lấy mẫu tín hiệu, do đó dễ thực hiện việc chuyển đổi hệ truyền hình, đồng bộ từ nhiều nguồn khác nhau, để thực hiện những kỹ xảo trong truyền hình

- Có khả năng thu tốt trong truyền sóng đa đường Trong hệ thống truyền hình tương tự, thường xảy ra hiện tượng bóng ma do tín hiệu truyền đến máy thu theo nhiều đường Việc tránh nhiễu đồng kênh trong hệ thống thông tin số cũng làm giảm

đi hiện tượng này trong truyền hình quảng bá

- Tiết kiệm được phổ tần nhờ sử dụng các kỹ thuật nén băng tần, tỷ lệ nén có thể lên đến 40 lần mà hầu như người xem không nhận biết được sự suy giảm chất lượng Từ đó có thể truyền được nhiều chương trình trên một kênh sóng, trong khi truyền hình tương tự mỗi chương trình phải dùng một kênh sóng riêng

- Có khả năng truyền hình đa phương tiện, tạo ra loại hình thông tin hai chiều, dịch vụ tương tác, thông tin giao dịch giũa điểm và điểm Do sự phát triển của công nghệ truyền hình số, các dịch vụ tương tác ngày càng phong phú đa dạng và ngày càng mở rộng

- Bảo toàn chất lượng: chất lượng của tín hiệu số và tín hiệu tương tự trong quá trình truyền từ máy phát đến máy thu được thể hiện như hình 1.2

Hình 1.2: So sánh chất lượng tín hiệu số và tương tự

Tuy nhiên, truyền hình số cũng có một vài nhược điểm đáng quan tâm như:

 Dải thông của tín hiệu tăng do đó độ rộng băng tần của thiết bị và hệ thống truyền lớn hơn nhiều so với tín hiệu tương tự

 Việc kiểm tra chất lượng tín hiệu số ở mỗi điểm của kênh truyền thường phức tạp hơn (phải dùng mạch chuyển đổi số - tương tự)

1.4 Xử lý tín hiệu, truyền dẫn tín hiệu truyền hình kỹ thuật số

1.4.1 Cơ sở truyền hình kỹ thuật số

Theo hình 1.3, mỗi một chương trình truyền hình cần một bộ mã hóa

MPEG-2 riêng trước khi biến đổi tín hiệu từ tương tự sang số Khi đã được nén để giảm tải

dữ liệu, các chương trình này sẽ ghép lại với nhau để tạp thành dòng bit liên tiếp Lúc

Khoảng cách giữa máy phát và máy thu

Tín hiệu số

Tín hiệu tương tự Chất lượng

Giải mã hóa

Giải MPEG-2

D/A

Video Video Audio Audio

DVB-T

DVB-C

MPEG-2

Khối số hóa tín hiệu truyền

Phía thu Phía phát

Khối nén video số

DVB-S

Ghép kênh chương trình Tách kênh chương trình

này chương trình đã sẵn sàng được truyền đi xa, cần được điều chế để phát đi theo các phương thức:

Hình 1.3: Sơ đồ tổng quát hệ thống thu và phát truyền hình số

 Truyền hình số vệ tinh DVB-S (QPSK)

 Truyền hình số cáp DVB-C (QAM)

 Truyền hình số mặt đất DVB-T (COFDM)

Phía thu sau khi nhận được tín hiệu sẽ tiến hành điều chế phù hợp với phương pháp điều chế, sau đó tách kênh rồi giải nén MPEG-2, biến đổi ngược lại số sang tương tự, gồm 2 đường hình và tiếng rồi đến máy thu hình

1.4.2 Số hóa tín hiệu truyền hình

Video số là phương tiện biểu diễn dạng sống video tương tự dạng một dòng

dữ liệu với các ưu điểm:

- Tín hiệu video số không bị méo tuyến tính, méo phi tuyến và không bị nhiễu gây ra cho quá trình biến đổi tương tự sang số (ADC) và số sang tương tự (DAC)

- Thiết bị video số có thể hoạt động hiệu quả hơn so với thiết bị video tương

tự

- Tín hiệu video số có thể tiết kiệm bộ lưu trữ thông tin hơn những bộ nén tín hiệu

1.4.3 Chuyển đổi tương tự sang số

Quá trình chuyển đổi nhìn chung được thực hiện qua 3 bước cơ bản đó là: lấy mẫu, lượng tử hóa và mã hóa Các bước đó luôn kết hợp với nhau thành một quá trình thống nhất (hình 1.4)

Hình 1.4: Sơ đồ mạch biến đổi tương tự sang số [2]

- Lấy mẫu

Lấy mẫu tín hiệu tương tự là quá trình rời rạc theo thời gian bằng tần số lấy

mẫu (f S), kết quả cho ta một chuỗi các mẫu Lấy mẫu là bước đầu tiên thể hiện tín

Lọc thông thấp

ra

hiệu tương tự sang số, vì các thời điểm lấy mẫu đã được chọn sẽ chỉ ra tọa độ của các điểm đó Quá trình biến đổi này phải tương đương về mặt tin tức Có nghĩa là tín hiệu sau khi lấy mẫu phải mang đủ thông tin của dòng tín hiệu vào Biên độ tín hiệu tương

tự được lấy mẫu với chu kỳ T S, thu được một chuỗi các xung hẹp với tần số lấy mẫu được tính bằng:

f S =

Ts

1

(1.1)

Trong đó: - f S: tần số lấy mẫu

- T: chu kỳ lấy mẫu

Đối với tín hiệu tương tự VI thì tín hiệu lấy mẫu VS sau quá trình lấy mẫu có thể khôi phục trở lại VI một cách trung thực nếu thỏa mãn điều kiện:

fS ≥ 2fImax (1.2) Trong đó: - fS: tần số lấy mẫu

- fImax: giới hạn trên của dải tần số tương tự

Vì mỗi lần chuyển đổi điện áp lẫy mẫu tín hiệu số tương ứng đều cần có một thời gian nhất định nên phải nhớ mẫu trong một khoảng thời gian cần thiết sau mỗi lần lấy mẫu Điện áp tương tự đầu vào được thực hiện chuyển đổi A/D trên thực tế là giá trị VI đại diện, giá trị này là kết quả của mỗi lần lấy mẫu [2]

- Lượng tử hóa

Bước tiếp theo trong quá trình biến đổi A/D là lượng tử hóa Trong quá trình này, biên độ tín hiệu được chia thành các mức - gọi là mức lượng tử Khoảng cách giữa hai mức liền kề nhau gọi là bước lượng tử Các mẫu có được từ quá trình lấy mẫu sẽ có biên độ bằng các mức lượng tử Tín hiệu số nhận được là một giá trị xấp

xỉ của tín hiệu ban đầu, nguyên nhân do quá trình lượng tử hóa xác định các giá trị số rời rạc cho mỗi mẫu

Có hai phương pháp lượng tử hóa: lượng tử hóa tuyến tính có các bước lượng

tử bằng nhau và lượng tử hóa phi tuyến có các bước lượng tử khác nhau Trong hầu

hết các thiết bị video số chất lượng studio, tất cả các mức lượng tử đều có biên độ bằng nhau, và quá trình lượng tử hóa được gọi là lượng tử hóa đồng đều Đây là quá trình biến đổi từ một chuỗi các mẫu với vô hạn biên độ sang các giá trị nhất định, vì vậy quá trình này gây ra sai số, gọi là sai số lượng tử Sai số lượng tử là một nguồn nhiễu không thể tránh khỏi trong hệ thống số Các giá trị lượng tử có thể chứa sai số trong phạm vi

1.4.4 Chuyển đổi số sang tương tự

Quá trình tìm lại tín hiệu tương tự từ N số hạng (N bit) đã biết của tín hiệu số với độ chính xác là một mức lượng tử (1 LBS) Quá trình này được thực hiện như hình 1.5

Hình 1.5: Sơ đồ khối mạch biến đổi video số sang tương tự [2]

Để lấy được tín hiệu tương tự từ tín hiệu số dùng nguyên tắc như hình 1.4 trên Chuyển đổi số sang tương tự không phải là phép nghịch đảo của chuyển đổi tương tự sang số, vì không thể thực hiện được phép nghịch đảo của quá trình lượng tử hóa Theo sơ đồ 1.5, thì quá trình chuyển đổi số sang tương tự là quá trình tìm lại tín hiệu tương tự đã được lấy mẫu

D/A Lấy mẫu

Xung lấy mẫu

Lọc thông thấp

Video số Mạch

logic

Video tương tự Khuếch

đại

1.4.5 Nén tín hiệu truyền hình

Xử lý video, audio số có ưu điểm là chất lượng cao về hình ảnh và âm thanh Nhược điểm của xử lý video và audio là phải thực hiện một số lượng lớn các file dữ liệu trong khi tính toán và các ứng dụng truyền dẫn Giải pháp nén cho phép người

sử dụng lựa chọn một trong các phạm vi thay đổi các thông số lấy mẫu và các tỷ số nén, các liên kết thích hợp nhất cho mục đích sử dụng Nén về cơ bản là một quá trình trong đó lượng số liệu (data) biểu diễn lượng thông tin của một ảnh hoặc nhiều ảnh được giảm bớt bằng cách loại bỏ những số liệu dư thừa trong tín hiệu video Các chuỗi ảnh truyền hình có nhiều phần ảnh giống nhau, vậy tín hiệu truyền hình có chứa nhiều dữ liệu dư thừa ta có thể bỏ qua mà không làm mất thông tin ảnh Đó là các phần xóa dòng, xóa mành, vùng ảnh tĩnh hoặc chuyển động rất chậm, vùng ảnh nền giống nhau, mà ở đó các phần tử liên tiếp giống nhau hoặc khác nhau rất ít Thường thì chuyển động trong ảnh truyền hình có thể được dự báo, do đó chỉ cần truyền các thông tin về chuyển động Các phần tử lân cận trong ảnh thường giống nhau, do đó chỉ cần truyền các thông tin biến đổi Các hệ thồng nén sử dụng đặc tính này của tín hiệu video và các đặc trưng của mắt người là kém nhạy so với sai số trong hình ảnh

có nhiều chi tiết và các phần tử chuyển động Quá trình sau nén ảnh là dãn ảnh để tạo lại ảnh gốc hoặc xấp xỉ ảnh gốc

Biểu diễn thuận lợi

Giải từ

mã

Xử lý kênh

Ở tầng đầu tiên của bộ mã hóa video, tín hiệu video được trình bày dưới dạng thuận tiện để nén có hiệu quả nhất Điểm cốt yếu là chỉ xác định cái gì đã được mã hóa Sự biểu diễn có thể chứa nhiều mẫu thông tin để mô tả tín hiệu hơn là chính tín hiệu, nhưng hầu hết thông tin quan trọng chỉ tập trung trong một phần nhỏ của sự mô

tả này Trong cách biểu diễn có hiệu quả, chỉ có phần nhỏ dữ liệu cần thiết để truyền cho việc tái tạo tín hiệu video

Hoạt động thứ hai của bộ mã hóa là lượng tử hóa, giúp rời rạc hóa thông tin được biểu diễn Để truyền tín hiệu video qua một số kênh số, những thông tin biểu diễn được lượng tử hóa thành một số hữu hạn các mức

Hoạt động thứ ba là gán các từ mã Các từ mã này là một chuỗi bit dùng để biểu diễn các mức lượng tử hóa

Các quá trình sẽ ngược lại trong bộ giải mã video

Mỗi hoạt động cố gắng loại bỏ phần tử dư thừa trong tín hiệu video và tận dụng sự giới hạn của hệ thống nhìn của mắt người Nhờ bỏ đi các phần dư thừa, các thông tin giống nhau hoặc có liên quan đến nhau sẽ không được truyền đi Những thông tin bỏ đi mà không ảnh hưởng đến việc nhìn cũng không được truyền đi

1.4.5.2 Các phương pháp nén

Xử lý tín hiệu số hứa hẹn thay thế tất cả các phương pháp tương tự (cũ) về tốc

độ dòng, tốc độ mành, NTSC, PAL, SECAM, HDTV và cuối cùng là tập trung vào HDTV số băng rộng

- Kỹ thuật tương tự: nén thông tin video bằng cách giảm độ rộng băng tần màu

< 1,2 MHz

- Kỹ thuật giảm (nén) dữ liệu video: các hệ thống nén số liệu là sự phối hợp của rất nhiều kỹ thuật xử lý nhằm giảm tốc độ bit của tín hiệu số mà vẫn đảm bảo chất lượng hình ảnh phù hợp ứng với một ứng dụng nhất định Nhiều kỹ thuật nén mất và không mất thông tin (loss/lossless data reduction techniques) đã được phát triển trong nhiều năm qua

Nén không tổn thất: cho phép phục hồi lại đúng tín hiệu ban đầu sau khi giải nén Đây là một quá trình mã hóa có tính thuận nghịch Hệ số nén phụ thuộc vào chi tiết ảnh được nén Hệ số nén của phương pháp nén không mất thông tin nhỏ hơn 2:1

Trong truyền hình, phương pháp nén không tổn thất được kết hợp trong các phương pháp nén có tổn thất sẽ cho tỷ lệ nén tốt mà không gây mất mát về độ phân giải

Nén có tổn thất: chấp nhận mất mát một ít thông tin để gia tăng hiệu quả nén, rất thích hợp với nguồn thông tin là hình ảnh và âm thanh Như vậy, nén có tổn thất mới thật sự có ý nghĩa với truyền hình Nó có thể cho tỷ lệ nén hình ảnh cao để truyền dẫn, phát sóng Đồng thời cho một tỷ lệ nén thích hợp cho xử lý và lưu trữ ảnh trong studio

Nén video tổn thất DPCM - Điều xung mã vi sai:

- Đây là một phương pháp nén quan trọng và hiệu quả, nguyên lý cơ bản của

nó là: chỉ truyền tải tín hiệu vi sai giữa mẫu đã cho và dự báo (được tạo ra từ các mẫu trước đó)

- Công nghệ DPCM thực hiện loại bỏ tính có nhớ và các thông tin dư thừa của nguồn tín hiệu bằng một bộ lọc đặc biệt có đáp ứng đầu ra là tín hiệu số giữa mẫu đầu vào và giá trị dự báo của chính nó Rất nhiều giá trị vi sai này gần bằng 0 nếu các điểm ảnh biến đổi không đồng đều Còn với ảnh có nhiều chi tiết giá trị sai số dự báo

có thể lớn Khi đó có thể lượng tử hóa chúng bằng mức lượng tử cao hơn do đặc điểm của mắt người không nhạy cảm với những chi tiết có độ tương phản cao, thay đổi nhanh Sự giảm tốc độ bit ở đây thu được từ quá trình lượng tử hóa và mã hóa

- Hầu hết các cách thức nén ảnh đều sử dụng vòng lặp DPCM

1.4.6 Mã hóa và điều chế tín hiệu số

Trong kỹ thuật truyền hình tương tự, người ta sử dụng phương pháp điều biên (AM) hoặc điều tần (FM) Tại đầu thu sẽ được giải điều chế để tái tạo lại thông tin về hình ảnh, âm thanh ban đầu

Một ưu điểm của truyền hình số so với truyền hình tương tự là trên mỗi kênh thông tin có thể truyền được nhiều chương trình sau khi qua hệ thống ghép kênh dòng truyền tải Để truyền dẫn được tín hiệu số, phải sử dụng phương pháp mã hóa và điều chế tín hiệu số để đảm bảo tín hiệu được truyền dẫn đầu thu một cách trung thực

- Mã hóa: Để có thể truyền với độ tin cậy cao, các dòng cơ sở video, audio được đóng lại thành dòng cơ sở đóng gói PES (Packetized ES) tương ứng với các gói

có độ dài thay đổi Mỗi gói PES bao gồm một header và số liệu các dòng cơ sở Các gói PES này được ghép kênh với nhau tạo ra dòng tuyền tải TS (Transport Stream) hoặc dòng chương trình

- Giải mã: Gồm các quy trình ngược lại, dòng truyền tải được phân kênh để trả lại các dòng cơ sở video và dòng sơ cấp audio Sau đó được giải mã video, audio để tạo lại tín hiệu

- Đồng bộ: Đồng bộ là một vấn đề quan trọng Đối với các bộ ghép kênh phân chia theo thời gian, thời gian trễ giữa bộ mã hóa và bộ giải mã hóa thường có giá trị không đổi Đối với các bộ ghép kênh gói MPEG-2, thời gian trễ phải thay đổi theo sự thay đổi độ dài gói (nếu có) và tần số ghép kênh Đồng bộ trong hệ thống ghép kênh MPEG-2 được thực hiện thông qua các nhãn thời gian (Time Stamps) và các chuẩn đồng hồ (Clock Reference)

Khi một luồng số trên kênh vô tuyến, các tín hiệu băng gốc số phải được biến đổi thành các tín hiệu băng tần vô tuyến, quá trình này gọi là điều chế Quá trình tái tạo lại tín hiệu số từ các tín hiệu trong băng tần vô tuyến gọi là giải điều chế

Quá trình điều chế bao gồm việc khóa chuyển biên độ, tần số, pha của sóng mang, tại ba phương pháp điều chế để truyền dẫn số là điều biên, điều tần và điều pha Mỗi phương pháp điều chế đều có ưu điểm riêng Việc lựa chọn phụ thuộc vào tiềm năng thông tin, công suất phát và độ rộng kênh Việc lựa chọn phải đảm bảo:

- Tốc độ số liệu cực đại

- Xác suất lỗi cực tiểu

- Công suất phát cực tiểu

- Cự ly liên lạc lớn: một đường truyền vệ tinh có thể truyền đi các tín hiệu với khoảng cách rất xa, như vậy có thể đạt hiệu quả cao cho các đường truyền dài cũng như cho dịch vụ điểm - điểm

- Đường truyền vệ tinh không bị ảnh hưởng bởi điều kiện địa hình, địa vật, vì môi trường truyền dẫn ở rất cao so với bề mặt quả đất Truyền hình vệ tinh có thể thực hiện qua đại dương, rừng rậm, núi cao cũng như ở các địa cực

- Việc thiết lập đường truyền qua vệ tinh được thực hiện trong thời gian ngắn, điều này có ý nghĩa quan trọng trong việc thu thập tin tức, một công việc đòi hỏi thời gian thiết lập nhanh chóng

- Vệ tinh cũng sử dụng cho các hệ thống điểm - đa điểm Với một vệ tinh, có thể đặt vô số trạm thu trên mặt đất, rất thuận lợi cho hệ thống CATV cũng như cho dịch vụ truyền hình trực tiếp đến tận từng gia đình DTN Ngoài ra, truyền hình vệ tinh còn có khả năng phân phối chương trình với các hệ thống liên kết khác

Tuy nhiên phương thức này còn tồn tại nhiều nhược điểm:

- Công suất trên vệ tinh là hữu hạn, đồng thờ cự ly thông tin lớn nên suy giảm đường truyền rất lớn

- Dễ bị ảnh hưởng của mưa, nhất là băng tần Ku

- Tỷ số SNR thấp (10dB hoặc ít hơn)

- Hiệu suất sử dụng băng thông không cao so với các phương pháp truyền dẫn khác

1.4.7.2 Truyền hình số cáp

Điều kiện truyền các tín hiệu số trong mạng cáp tương đối dễ hơn, vì các kênh

là tuyến tính với tỷ số công suất sóng mang trên tạp âm (C/N) tương đối lớn Tuy nhiên độ rộng băng tần kênh bị hạn chế (8MHZ) Đòi hỏi phải dùng các phương pháp điều chế số có hiệu quả cao hơn so với truyền hình số qua vệ tinh Truyền hình cáp

có những ưu điểm như:

- Ít chịu ảnh hưởng của nhiễu công nghiệp, đảm bảo chất lượng cho tín hiệu

- Không bị ảnh hưởng của thời tiết do có khả năng cách ly và chỗng nhiễu tốt của cáp

- Không chiếm dụng phổ tần số vô tuyến

- Không gây can nhiễu cho các trạm phát sóng nghiệp vụ khác do tín hiệu truyền trên sợi cáp được cách ly và chỗng nhiễu tốt

- Có khả năng cung cấp tốt dịch vụ truyền hình số và các dịch vụ hai chiều khác: dải thông lớn của mạng truyền hình cáp hữu tuyên sẽ cho phép không chỉ cung cấp các dịch vụ truyền hình tương tự mà còn cho phép cung cấp nhiều chương trình truyền hình số, truyền hình tương tác và đặc biệt là khả năng cung cấp các dịch vụ viễn thông hai chiều, truy cập Internet, truyền số liệu tốc độ cao

- Có thể sử dụng các kênh kế nhau để truyền tín hiệu trong tất cả các phạm vi

mà không xuất hiện hiện tượng nhiễu đồng kênh

Phương thức này cũng còn một số nhược điểm như:

- Chất lượng hình ảnh, âm thanh chưa thực sự nét do có tạp âm do suy hao trong quá trình truyền tải dữ liệu

- Do phải đi dây cáp nên dễ xảy ra các trường hợp mất tín hiệu và hiện tượng phát xạ tín hiệu từ các thiết bị hỗ trợ của truyền hình cáp

1.4.7.3 Truyền hình số mặt đất

Truyền hình số mặt đất có diện phủ sóng hẹp hơn so với truyền qua vệ tinh, song dễ thực hiện hơn so với mạng cáp Cũng bị hạn chế bởi băng thông nên sử dụng phương pháp điều chế OFDM nhằm tăng dung lượng dẫn qua một kênh sóng và khắc phục hiện tượng nhiễu ở truyền hình mặt đất tương tự Phương pháp này có những đặc điểm:

- Trong phạm vi phủ sóng, chất lượng ổn định, khắc phục được các vấn đề phiền toái như hình ảnh có bóng, can nhiễu, tạp nhiễu, tạp âm…

- Máy thu hình có thể được lắp đặt dễ dàng ở các vị trí trong nhà, có thể xách tay hoặc lưu động ngoài trời

- Có dung lượng lớn, chứa âm thanh (như âm thanh nhiều đường, lập thể, bình luận…) và các dữ liệu

- Có thể linh hoạt chuyển đổi từ phát chương trình có hình ảnh và âm thanh chất lượng cao (HDTV) sang phát nhiều chương trình chất lượng thấp hơn và ngược lại

Tuy nhiên, phương thức truyền hình số mặt đất cũng có một số nhược điểm:

- Kênh bị giảm chất lượng do hiện tượng phản xạ nhiều đường (multipath)

- Giá trị tạp do con người tạo ra là cao

- Do phân bố tần số khá dày trong phổ tần đối với truyền hình, giao thoa giữa truyền hình tương tự và số là vấn đề phải cần xem xét

Nhìn chung cả 3 phương pháp truyền dẫn truyền hình số ở trên đều có những

ưu, nhược điểm riêng và chúng sẽ bổ sung, hỗ trợ lẫn nhau Nếu truyền hình qua vệ

tinh có thể phủ sóng một khu vực rất lớn với số lượng chương trình lên đến hàng trăm thì tín hiệu số trên mặt đất dùng để chuyển các chương trình khu vực, nhằm vào một

số lượng không lớn người thu

Đồng thời, ngoài việc thu bằng anten cố định trên mái nhà, truyền hình số mặt đất còn cho phép thu được bằng anten nhỏ của máy tính xách tay, thu trên di động (trên ôtô, máy bay…) Truyền hình số truyền qua mạng cáp phục vụ thuận lợi cho đối tượng là cư dân ở các khu đông đúc, không có điều kiện lắp anten thu vệ tinh hay anten mặt đất

1.5 Các tiêu chuẩn của truyền hình kỹ thuật số

Chuẩn truyền dẫn truyền hình số sử dụng quá trình nén và xử lý số để có khả năng truyền dẫn đồng thời nhiều chương trình truyền hình trong một dòng dữ liệu, cung cấp chất lượng ảnh khôi phục thùy theo mức độ phức tạp của máy thu Trên thế giới có 5 nhóm tiêu chuẩn truyền hình số chính:

Hình 1.7: Bản đồ phạm vi ứng dụng các tiêu chuẩn truyền hình số trên thế giới

[10]

 ATSC (Advanced television System Committee): Tiêu chuẩn Bắc Mỹ/Hàn Quốc

 DVB (Digital Video Broadcasting): Tiêu chuẩn Châu Âu

 ISDB (Intergrated Services Digital Broadcasting): Tiêu chuẩn Nhật Bản

 ISDTV/ISDB-Tb (Brazilian International Standard for Digital Television): Tiêu chuẩn Brazil/Mỹ Latinh

 DTMB (Chinese Standard for Digital Television): Tiêu chuẩn Trung Quốc Các điểm tương đồng giữa các hệ thống là sử dụng cùng một băng tần số, cải thiện độ phân giải theo chiều dọc và ngang đặc biệt, nâng cao phần hiển thị màu sắc

và định dạng với tỷ lệ 16:9, hỗ trợ âm thanh đa kênh độ trung thực cao và truyền dữ liệu

Với truyền hình số mặt đất, hiện tại hầu hết các nước trên thế giới đang sử dụng các chuẩn truyền hình sau:

1 Tiêu chuẩn ATSC

Năm 1996, FCC đã chấp nhận tiêu chuẩn truyền hình số của Mỹ dựa trên tiêu chuẩn gói dữ liệu quốc tế 188 byte MPEG-2 Các chỉ tiêu kỹ thuật cụ thể được quy định bởi ATSC ATSC cho phép 36 chuẩn video từ HDTV đến các dạng thức video tiêu chuẩn SDTV khác với các phương thức quét (xen kẽ, liên tục) và các tỷ lệ khuôn hình khác nhau

ATSC có cấu trúc dạng lớp, tương thích với mô hình liên kết hệ thống mở (OSI) 7 lớp của mạng dữ liệu Mỗi lớp ATSC có thể tương thích với các ứng dụng khác cùng lớp ATSC sử dụng dạng thức gói MPEG-2 cho cả video, audio và dữ liệu phụ Các đơn vị dữ liệu có độ dài cố định phù hợp với sửa lỗi, ghép dòng chương trình, chuyển mạch, đồng bộ, nâng cao tính linh hoạt và tương thích với dạng thức ATM

2 Tiêu chuẩn ISDB-T

ISDB-T còn được gọi là tiêu chuẩn DiBEG của Nhật Bản, ban hành vào năm

1997, sử dụng kỹ thuật ghép kênh đoạn dải tần BTS (Band Segmened) – OFDM và cho phép sử dụng các phương thức điều chế tín hiệu số khác nhau đối với từng đoạn

dữ liệu như QPSK, DQPSK, 16QAM hoặc 64QAM

ISDB-T sử dụng tiêu chuẩn mã hóa MPEG-2 trong quá trình nén và ghép kênh

Hệ thống sử dụng phương pháp ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM cho phép truyền đa chương trình phức tạp với các điều kiện khác nhau, truyền dẫn phân cấp, thu di động… có thể sử dụng cho các kênh truyền 6, 7 và 8MHz

3 Tiêu chuẩn Châu Âu (DVB-T)

DVB dùng điều chế ghép kênh phân chia tần số trực giao có mã (COFDM), tốc độ bit tối đa 24Mbps (dải thông 8MHz)

Điểm nổi trội nhất của COFDM là ở chỗ dòng dữ liệu cần truyền tải được phân phối cho nhiều sóng mang riêng biệt Mỗi sóng mang được xử lý tại một thời điểm thích hợp và được gọi là một “COFDM Symbol” Các sóng mang riêng biệt được điều chế QPSK, 16QAM hoặc 64QAM Tỷ lệ mã hóa thích hợp của mã sửa sai cũng góp phần cải thiện chất lượng hệ thống [8]

Như vậy, điểm giống nhau của cả ba tiêu chuẩn trên là sử dụng chuẩn nén MPEG-2 cho tín hiệu video Điểm khác nhau cơ bản là phương pháp điều chế

ATSC sử dụng kỹ thuật điều chế “điều biên cụt” của những năm 1980 Điều biên cụt 8-VSB (Vestigal Side Band) cho tỷ số tín hiệu trên tạp âm tốt hơn nhưng lại không có khả năng cho thu di động, không khắc phục hiện tượng phản xạ và không thiết lập được mạng đơn tần như giải pháp của hệ thống ISDB-T và DVB-T

DiBEG có tính phân lớp cao, cho phép đa loại hình dịch vụ, linh hoạt mềm dẻo, tận dụng tối đa dải thông, có khả năng thu di động nhưng không tương thích với các dịch vụ truyền hình qua vệ tinh, truyền hình cáp

DVB-T với phương pháp điều chế COFDM tỏ ra có nhiều đặc điểm ưu việt, nhất là đối với các nước có địa hình phức tạp, có nhu cầu sử dụng mạng đơn tần và đặc biệt là khả năng thu di động

1.6 Kết luận chương I

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 các 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 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 theo tiêu chuẩn MPEG-2 đã tỏ ra

có nhiều ưu điểm nổi bật và được nhiều nước trên thế giới lựa chọn trong đó có Việt Nam

CHƯƠNG II - TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT THEO TIÊU CHUẨN

DVB-T

Chuẩn truyền hình số sử dụng quá trình nén và xử lý số để có khả năng truyền dẫn đồng thời nhiều chương trình truyền hình trong một dòng dữ liệu, cung cấp chất lượng ảnh khôi phục tùy theo mức độ phức tạp của máy thu Chuẩn truyền hình số là một sự thay đổi đáng kể trong nền công nghiệp sản xuất và quảng bá các sản phẩm truyền hình Nó mang lại tính mềm dẻo và hiệu quả sử dụng cao do có nhiều dạng thức hình ảnh khác nhau trong nén số Hiện nay, trên thế giới tồn tại song song ba tiêu chuẩn truyền hình số Trong đó DVB-T là tiêu chuẩn đang được ứng dụng và sử dụng rộng rãi nhất ở nhiều quốc gia

2.1 Giới thiệu về hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T

DVB-T (Digital Video Broadcast – Terrestrial) là tiêu chuẩn truyền hình số được tổ chức ETSI (European Telecommunications Standards Institute) công nhận vào tháng 2 năm 1997

DVB-T sử dụng kỹ thuật COFDM (Code Orthogonal Frequency Division Multiplexing) COFDM là kỹ thuật có nhiều đặc điểm ưu việt, có khả năng chống lại phản xạ nhiều đường, phù hợp với các vùng dân cư có địa hình phức tạp, cho phép thiết lập mạng đơn tần (SFN – Single Frequency Network) và có khả 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 các tiêu chuẩn truyền hình số qua vệ tinh, truyền hình số mặt đất và truyền hình số cáp

Phạm vi của tiêu chuẩn:

- Tiêu chuẩn này mô tả hệ thống truyền dẫn cho truyền hình số mặt đất Nó xác định hệ thống điều chế, mã hóa kênh dùng cho các dịch vụ truyền hình số mặt đất nhiều chương trình như: LDTV/SDTV/EDTV/HDTV

- Tiêu chuẩn mô tả chung hệ thống cơ bản của truyền hình số mặt đất

- Tiêu chuẩn xác định các yêu cầu chỉ tiêu chung, và các đặc điểm của hệ thống cơ bản, mục đích để đạt được chất lượng dịch vụ

- Tiêu chuẩn xác định tín hiệu được điều chế số để cho phép việc tương thích giữa các phần thiết bị được sản xuất bởi các nhà sản xuất khác nhau Đạt được điều này bằng cách mô tả chi tiết tín hiệu xử lý ở phía các module, trong khi đó thì việc

xử lý ở các máy thu là để mở cho các giải pháp thực hiện khác nhau

2.2 Sơ đồ khối hệ thống truyền hình số mặt đất

Sơ đồ khối của hệ thống truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-T được thể hiện như hình 2.1:

Hình 2.1: Sơ đồ khối hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T [3]

1 Phía phát

- Tín hiệu Video/Audio nguồn:

Tín hiệu nguồn là tín hiệu số hay tương tđược biến đổi thành các dữ liệu số Các chuẩn tín hiệu số được định dạng sao cho tương thích với hệ hống mã hóa

Tín hiệu video có tốc độ bit rất lớn, chẳng hạn chuẩn CCIR 601 thì tốc độ bit tăng lên đến 270 Mbps Để các kênh truyền hình quảng bá có độ rộng 8 MHz có thể

Video,

Studio số

Mã hóa nguồn Mã hóa truyền dẫn (kênh)

đa hợp/sửa lỗi

Điều chế

Chuyển đổi D/A

Giải mã nguồn

Giải mã truyền dẫn Giải đa hợp/sửa lỗi

Giải điều

Phía phát

Phía thu

TX

RX

đáp ứng cho việc truyền tín hiệu số, cần phải giảm tốc độ bit bằng nhiều cách nén tín hiệu video

- Mã hóa nguồn dữ liệu (Source Coding)

Mã hóa nguồn dữ liệu thực hiện nén số ở các tần số nén khác nhau Việc nén được thực hiện bằng bộ mã hóa MPEG-2 Việc mã hóa dựa trên cơ sở nhiều khung hình ảnh chứa nhiều thông tin với sự sai khác rất nhỏ

Do đó, MPEG làm việc bằng cách chỉ gửi đi những sự thay đổi này và dữ liệu lúc này có thể giảm từ 100 đến 200 lần Với tín hiệu Audio cũng vậy, việc nén dựa trên nguyên lý tai nghe người khó phân biệt âm thành trầm nhỏ so với âm thanh lớn khi chúng có thể bỏ đi và không được sử dụng

Mã hóa nguồn chỉ liên quan đến các đặc tính của nguồn Phương tiện truyền phát không ảnh hưởng đến mã hóa nguồn

- Mã hóa kênh:

Gói và đa hợp Video, Audio và các dữ liệu phụ vào một dòng dữ liệu phụ ở đây là dòng truyền tải MPEG-2 Nhiệm vụ của mã hóa kênh là làm cho tín hiệu truyền phát sóng phù hợp với kênh truyền

Trong truyền hình số mặt đất mã được sử dụng là mã Reed-Solomon Mã Reed-Solomon được sử dụng rộng rãi trong hệ thống thông tin ngày nay do có khả năng sửa lỗi rất cao

- Điều chế:

Điều chế tín hiệu phát sóng bằng dòng dữ liệu, quá trình này bao gồm cả mã hóa truyền dẫn, mã hóa kênh và các kỹ thuật hạ thấp xác suất lỗi, chống lại các suy giảm chất lượng do pha đinh, tạp nhiễu [3]

2 Phía thu

Bên thu sẽ thực hiện quá trình mở gói, giải mã, hiển thị hình và đưa ra máy thu

2.3 Các đặc tính kỹ thuật của tiêu chuẩn DVB-T

2.3.1 Bộ điều chế DVB-T

Bộ điều chế DVB-T được thể hiện qua hình 2.2 dưới đây:

Hình 2.2: Sơ đồ khối bộ điều chế số DVB-T [5]

- Khối phân tán năng lượng

Dòng số vào của hệ thống được tổ chức thành các gói có độ dài cố định chính

là đầu ra của bộ ghép truyền dẫn các dòng MPEG-2 Chiều dài tổng cộng của mỗi gói sau bộ ghép là 188 byte, trong đó có một byte chức từ mã đồng bộ Thứ tự xử lý ở phía phát luôn luôn theo thứ tự từ bit MSB (bit 0) của byte chứa từ mã đồng bộ Để đảm bảo các chuyển đổi nhị phân được thực hiện chính xác thì dữ liệu của khối ghép kênh MPEG-2 đầu vào hệ thống được mã hóa

Dữ liệu vào: 1011100xxxxxxxx…

Dãy PRBS: 00000011

Đa thức bộ tạo chuỗi PRBS là 1 + X14 + X15

Việc nạp dãy 100101010000000 vào thanh ghi PRBS được bắt đầu tại đầu của mỗi lượt gói truyền dẫn Để cung cấp tín hiệu khởi tạo cho bộ giải nhiễu tín hiệu (descrambler), byte đồng bộ của gói truyền dẫn đầu tiên trong nhóm 8 gói các bit được đảo lại Toàn bộ quá trình được gọi là quá trình thích nghi ghép truyền dẫn

Ghép xen ngoài

Mã hóa ngoài

Mã hóa trong

Ghép xen trong

Chèn khoảng bảo vệ

Thích ứng

khung IFFT

Lọc FIR IF/RF

Khuyếch đại

Lọc Band Pass

Bit đầu tiên tại đầu ra bộ tạo PRBS sẽ là bit đầu tiên (MBS) của byte đầu tiên sau byte từ mã đồng bộ đã được đảo Để hỗ trợ thêm các chức năng đồng bộ, trong thời gian của các byte đồng bộ của 7 gói truyền dẫn ngay sau đó, chuỗi PRBS vẫn được tạo nhưng lại không lấy ra khiến các byte đồng bộ này không được ngẫu nhiên hóa Vì thế chu kỳ của PRBS là 1503 byte

Quá trình ngẫu nhiên hóa cũng ở trạng thái tích cực khi dòng bit đầu vào bộ điều chế không tồn tại hoặc không cùng định dạng với dòng MPEG-2

- Khối mã ngoài

Mã ngoài và tráo ngoài sẽ được thực hiện trên cấu trúc gói đầu vào theo hình

vẽ (hình 2.3a) mã rút ngắn Reed-Solomon R-S được thực hiện với từng gói và đã được ngẫu nhiên hóa (188 byte) như hình 2.3b để tạo ra gói có tính chống lỗi (hình 2.3c Mã R-S cũng được thực hiện với byte đồng bộ Gói dữ liệu có thể được đảo hoặc không đảo

a) Gói truyền tải MPEG-2

b) Gói truyền tải ngẫu nhiên hóa: Các byte đồng bộ và các byte dữ liệu ngẫu

nhiên hóa

SYNC

1byte MPEG-2 Transport MUX data (187 byte)

8 transport MUX packet PRBS period = 1503 bytes

SYNC 8

Randomized Data

SYNC

1

SYNC 2

SYNC 1

Randomized Data

Randomized Data

Randomized Data

c) Gói chỗng lỗi với mã Reed-Solomon R-S (204, 188,8)

d) Cấu trúc dữ liệu sau khối ghép xen ngoài

Hình 2.3: Các bước của quá trình phân tán năng lượng, mã hóa ngoài và ghép xen

ngoài [5]

- Khối ghép xen ngoài

Khối này thực hiện ghép xen kẽ với độ sâu I = 12 các gói dữ liệu (Outer Interleave) đã được bảo vệ lỗi R-S Các gói được bảo vệ khỏi lỗi R-S có chiều dài là

204 byte được chia thành 17 khối với 12 byte mỗi khối Mỗi phần tử ghi dịch FIFO được cấu trúc thành byte Các chuyển mạch đầu vào và đầu ra được đồng bộ với nhau Các byte đồng bộ của MPEG-2 luôn chạy không trễ qua nhánh “0” của bộ ghép xen Quá trình ghép xen kẽ sẽ phân bố các lỗi cụm (burst error) qua một số các khối làm cho việc sửa sai có thể thực hiện một cách hiệu quả

Bộ chèn xen kẽ có 12 nhánh kết nối vòng tròn đối với dòng byte đầu vào Mỗi nhánh có chứa một thanh ghi dịch vào trước ra trước FIFO (First In First Out) có chiều sâu là MJ

Trong đó: M: là trễ cơ bản = N/J = 17

N: là chiều dài khung = 204 bytes J: là tham số chạy từ 0 ÷ 11

SYNC 1 or SYNC n

Reed-Solomon

16 bytes MPEG-2 transport MUX data (187 bytes)