đồ án kỹ thuật viễn thông Nghiên cứu về truyền hình số và công nghệ máy phát hình số mặt đất theo tiêu chuẩn Châu Âu DVB-T

Nén ảnh theo MPEG-2, từ MP @ ML tới MP @ HL.AudioÂm thanh Surround của hệ thống Dolby AC-3.Dữ liệu phụCho các dịch vụ mở rộng ví dụ h ớng dẫn ch ơng trình, thông tin hệ thống, dữ liệu tr

M đ u ở ầ

Trong nhi u n m tr l i ây, truy n hình s ã tr th nh i t ngề ă ở ạ đ ề ố đ ở à đố ượnghiên c u c a nhi u nh khoa h c v nhi u t ch c trên th gi i Cùng v iứ ủ ề à ọ à ề ổ ứ ế ớ ớ

s ti n b v t b c c a công ngh ch t o các vi m ch t h p cao, t c ự ế ộ ượ ậ ủ ệ ế ạ ạ ổ ợ ố độ

l n, áp ng yêu c u l m vi c v i th i gian th c, công ngh truy n hình sớ đ ứ ầ à ệ ớ ờ ự ệ ề ố

ã có nh ng ti n b v t b c Truy n hình s m t t có nh ng u i m

v t tr i so v i truy n hình t ng t nh s d ng m t máy phát có khượ ộ ớ ề ươ ự ư ử ụ ộ ả

n ng truy n t i ă ề ả được 4 n 6 ch ng trình ng th i; v i cùng m t vùng phđế ươ đồ ờ ớ ộ ủsóng thì công su t phát yêu c u c a máy phát sè s nh h n t 5 n 10 l nấ ầ ủ ẽ ỏ ơ ừ đế ầ

so v i máy phát t ng t , i u n y giúp cho vi c ti t ki m u t v chi phíớ ươ ự đ ề à ệ ế ệ đầ ư à

v n h nh; m t i u r t áng ậ à ộ đ ề ấ đ được quan tâm n a l ch t l ng ch ng trìnhữ à ấ ượ ươtrung th c, ít b nh h ng b i nhi u ự ị ả ưở ở ễ đường truy n, tránh ề được hi n t ngệ ượbóng ma th ng g p truy n hình t ng t ườ ặ ở ề ươ ự

T i Vi t nam, nh n th c ạ ệ ậ ứ được nh ng u i m c a truy n hình s vữ ư đ ể ủ ề ố àtính t t y u c a vi c truy n hình t ng t s nh ng ch cho truy n hìnhấ ế ủ ệ ề ươ ự ẽ ườ ỗ ề

s , t n m 1999 ố ừ ă Đài truy n hình Vi t Nam ã có m t s t i nghiên c uề ệ đ ộ ố đề à ứ

v truy n hình s v kh n ng ng d ng c a nó, n m 2000 ã tri n khaiề ề ố à ả ă ứ ụ ủ ă đ ểnghiên c u d án v l trình phát tri n truy n hình s t i Vi t nam M tứ ự ề ộ ể ề ố ạ ệ ộ

i m áng quan tâm trong d án l ã nh th i gian cho vi c b t u phát

th nghi m truy n hình s t i Vi t nam v o n m 2001.ử ệ ề ố ạ ệ à ă

Trên th gi i hi n ang t n t i song song ba tiêu chu n truy n hình sế ớ ệ đ ồ ạ ẩ ề ố

m t t c a Mü, Nh t v Châu Âu Nhi u n c trên th gi i ã ti n h nh thặ đấ ủ ậ à ề ướ ế ớ đ ế à ửnghi m ệ để ch n chu n cho Qu c gia Do i u ki n kinh t t n c cònọ ẩ ố đ ề ệ ế đấ ướnhi u khó kh n, chúng ta không có i u ki n th nghi m c ba chu nề ă đ ề ệ để ử ệ ả ẩtrên trong th c t , trên c s nghiên c u lý thuy t v k t qu th nghi m c aự ế ơ ở ứ ế à ế ả ử ệ ủnhi u n c khác, nhi u nh khoa h c Vi t nam ã a ra nh ng ý ki n về ướ ề à ọ ệ đ đư ữ ế ề

vi c khuy n cáo ch n chu n truy n hình s cho Vi t nam, m i ý ki n uệ ế ọ ẩ ề ố ệ ọ ế đềcho r ng nên ch n chu n Châu Âu (DVB-T) D a v o ó, ằ ọ ẩ ự à đ Đài truy n hìnhề

Vi t Nam ã u t th nghi m h th ng thu phát truy n hình s theo tiêuệ đ đầ ư ử ệ ệ ố ề ốchu n Châu Âu v ã t ẩ àđ đạ được m t s k t qu kh quan ộ ố ế ả ả

Do v y ậ đồ án l “à Nghiên c u v truy n hình s v công ngh máyứ ề ề ố à ệphát hình s m t t theo tiêu chu n Châu Âu DVB-T” ố ặ đấ ẩ có m t n i dung r tộ ộ ấ

thi t th c, phù h p v i yêu c u trong quá trình i m i công ngh truy nế ự ợ ớ ầ đổ ớ ệ ềhình Vi t nam gi i quy t v n trên, án g m 3 ph n:ở ệ Để ả ế ấ đề đồ ồ ầ

Chương I: Trình b y m t cách t ng quan v truy n hình s , gi i thi uà ộ ổ ề ề ố ớ ệ

s l c v ba tiêu chu n truy n hình s m t t hi n có trên th gi i.ơ ượ ề ẩ ề ố ặ đấ ệ ế ớ

Chương II: Trình b y tiêu chu n Châu à ẩ âu v truy n hình s m t t,ề ề ố ặ đấ

k thu t ghép a t n tr c giao có mã COFDM - m t k thu t i u ch m i,ỹ ậ đ ầ ự ộ ỹ ậ đ ề ế ớ

có r t nhi u u i m.ấ ề ư đ ể

Chương III: Công ngh máy phát hình s m t t theo tiêu chu nệ ố ặ đấ ẩChâu âu DVB-T

Sau m t th i gian tìm hi u v nghiên c u, ộ ờ ể à ứ đượ ực s giúp t n tình c ađỡ ậ ủ

Th y giáo ầ Đại tá PGS.TS Tr ng V n C p, án ã ươ ă ậ đồ đ được ho n th nh Tuyà ànhiên, do th i gian có h n, trình b n thân còn h n ch , thêm v o ó âyờ ạ độ ả ạ ế à đ đ

l v n t ng i m i nên không th tránh kh i nh ng sai sót Kính mongà ấ đề ươ đố ớ ể ỏ ữ

c s óng góp c a các th y, cô cùng các b n

Ch ươ ng I :

T ng quan v truy n hình s ổ ề ề ố

1.1 S c n thi t c a truy n hình s ự ầ ế ủ ề ố

N u tính n ph m vi ng d ng k thu t s thì l nh v c truy n hìnhế đế ạ ứ ụ ỹ ậ ố ĩ ự ề

m i trong giai o n ang tri n khai Còn r t nhi u l i ích y ti m n ng tuyớ đ ạ đ ể ấ ề ợ đầ ề ă

ch a ư được s d ng nh ng có th th y ử ụ ư ể ấ được m t t ng lai y h a h n.ộ ươ đầ ứ ẹTruy n hình nói chung ra i không ph i l s m nh ng c ng không th nóiề đờ ả à ớ ư ũ ể

l mu n à ộ V trong th i gian ó th nh t u t à ờ đ à ự đạ đượ àc l vô cùng to l n Kh iớ ở

i m ch l truy n hình en tr ng, k thu t còn thô s , r i xu t hi n truy n

hình m u Lúc ó ng i xem ã c m th y r ng r h n nhi u r i Nh ngà đ ườ đ ả ấ ạ ỡ ơ ề ồ ưcông ngh thì không bao gi d ng l i vì nhu c u c a ng i xem c ngệ ờ ừ ạ ầ ủ ườ ũkhông bao gi d ng l i Các ch ng trình sinh ờ ừ ạ ươ động h n, linh ho t h n,ơ ạ ơthêm r t nhi u d ch v m i ra i N u tr c kia vi c mong c ấ ề ị ụ ớ đờ ế ướ ệ ướ được ch ngứ

ki n tr c ti p m t s ki n n o ó x y ra bên kia bán c u ch có trong mế ự ế ộ ự ệ à đ ả ở ầ ỉ ở ơthì ng y nay nhu c u c a ng i xem ã v t xa h n nhi u Các ch ngà ầ ủ ườ đ ượ ơ ề ươtrình ph i có nét c c cao, xem ng th i r t nhi u ch ng trình dù b tả độ ự đồ ờ ấ ề ươ ở ấ

c n i n o, b t c th i i m n o Không ch n thu n l xem, h còn mu nứ ơ à ấ ứ ờ đ ể à ỉ đơ ầ à ọ ốcan thi p tr c ti p v o các ch ng trình, ngh a l truy n hình không cònệ ự ế à ươ ĩ à ề

n thu n ch l thông tin m t chi u Còn r t nhi u các nhu c u khác m

tr c kia t ng ch ng không bao gi th c hi n n i thì ng y nay ho n to nướ ưở ừ ờ ự ệ ổ à à à

có th , ó l nh m t công ngh m i - ể đ à ờ ộ ệ ớ truy n hình s ề ố

1.2 ưu i m c a truy n hình s : để ủ ề ố

- M t máy phát truy n hình s có th phát ộ ề ố ể được 4 n 5 ch ng trình đế ươ

truy n hình trong khi m t máy phát analog nh ta ang s d ng ch phát ề ộ ư ở đ ử ụ ỉ

c m t ch ng trình duy nh t theo h PAL(Phase Alternating Line) Xét

v m t ph ta th y tín hi u t ng t ph ch t p trung n ng l ng v o các ề ặ ổ ấ ở ệ ươ ự ổ ỉ ậ ă ượ àsóng mang hình, ti ng v burst m u ế à à

Trong khi tín hi u s bao g m h ng ng n sóng mang t p trung d y cệ ố ồ à à ậ à đặ

v o trong m t d i ph có r ng t ng à ộ ả ổ độ ộ ươ đương S t n d ng t i a hi u quự ậ ụ ố đ ệ ả

ph nhổ ch ra hình 1.1 cho phép truy n hình s có th truy n phát ỉ ở ề ố ể ề được

3

Hình

nhi u ch ng trình ng th i ây l u i m áng k so v i truy n hìnhề ươ đồ ờ Đ à ư đ ể đ ể ớ ề

- Công su t phát không c n quá l n vì c ng i n tr ng cho thu s th pấ ầ ớ ườ độ đ ệ ườ ố ấ

h n cho thu analog ( nh y máy thu s cao h n -30dB n -20dB so v iơ độ ậ ố ơ đế ớmáy thu analog)

- Thu s không còn hi n t ng "bóng ma" do các tia sóng ph n x t nhi uố ệ ượ ả ạ ừ ề

h ng n máy thu ây l v n m h phát analog ang không kh c ph cướ đế Đ à ấ đề à ệ đ ắ ụ

n i.ổ

- Thu b ng anten c nh trong nh hay anten di chuy n (c a máy thu xáchằ ố đị à ể ủtay) u th c hi n đề ự ệ được

- Thu di ng t t, ng i xem dù i trên «t«, t u ho v n xem độ ố ườ đ à ả ẫ được các

ch ng trình truy n hình S d nhươ ề ở ĩ v y l vì có th x lý t t ậ à ể ử ố được hi nệ

t ng do hi u ng d ch t n Doppler gây ra ượ ệ ứ ị ầ

Ph tín hi uổ ệsố

Khác v i ngu n d li u m t chi u nh ngu n âm, c tuy n a chi uớ ồ ữ ệ ộ ề ư ồ đặ ế đ ề

c a ngu n hình nh cho th y : ngu n nh ch a nhi u s d th a h n cácủ ồ ả ấ ồ ả ứ ề ự ư ừ ơngu n thông tin khác ó l : ồ Đ à

Distant

transmitter

Nearest transmitter

- S d th a v m t không gian (Spatial redundancy): Các i m nhự ư ừ ề ặ đ ể ả

k nhau trong m t m nh có n i dung g n gi ng nhau ề ộ à ộ ầ ố

- S d th a v m t th i gian (temporal redundancy): Các i m nh cóự ư ừ ề ặ ờ đ ể ảcùng v trí các m nh k nhau r t gi ng nhau ị ở à ề ấ ố

- S d th a v m t c m nh n c a con ng i: M t ng i nh y c mự ư ừ ề ặ ả ậ ủ ườ ắ ườ ạ ả

m i có l ng thông tin nh h n ớ ượ ỏ ơ Đồng th i s d ng các d ng mã hoá có khờ ử ụ ạ ả

n ng t n d ng xác su t xu t hi n c a các m u sao cho s l ng bit s d ngă ậ ụ ấ ấ ệ ủ ẫ ố ượ ử ụ

mã hoá m t l ng thông tin nh t nh l nh nh t m v n m b o ch t

l ng theo yêu c u ượ ầ

Nhìn chung quá trình nén v gi i nén m t cách n gi n nh sau : à ả ộ đơ ả ư

* Bi n i : ế đổ

M t s phép bi n i v k thu t ộ ố ế đổ à ỹ ậ đượ ử ụ để ạ ỏc s d ng lo i b tính có nhớ

c a ngu n d li u ban u, t o ra m t ngu n d li u m i t ng ủ ồ ữ ệ đầ ạ ộ ồ ữ ệ ớ ươ đương ch aứ

l ng thông tin ít h n Ví d nh k thu t t o sai s d báo trong côngượ ơ ụ ư ỹ ậ ạ ố ựngh DPCM hay phép bi n i cosin r i r c c a công ngh mã hoá chuy nệ ế đổ ờ ạ ủ ệ ể

i Các phép bi n i ph i có tính thu n ngh ch có th khôi ph c tín

hi u ban u nh phép bi n i ng c ệ đầ ờ ế đổ ượ

* Mã hoá :

Các d ng mã hoá ạ đượ ực l a ch n sao cho có th t n d ng ọ ể ậ ụ được xác

su t xu t hi n c a m u Thông th ng s d ng mã RLC (run length coding:ấ ấ ệ ủ ẫ ườ ử ụ

mã hoá lo t d i) v mã VLC ( variable length coding): g n cho m u có xácạ à à ắ ẫ

su t xu t hi n cao t mã có d i ng n sao cho ch a ng m t kh i l ngấ ấ ệ ừ độ à ắ ứ đự ộ ố ượthông tin nhi u nh t v i s bit truy n t i ít nh t m v n m b o ch t l ngề ấ ớ ố ề ả ấ à ẫ đả ả ấ ượyêu c u ầ

g n ch không ph i l nh nguyên th ầ ứ ả à ả ủ

* Đố ới v i nén có t n th t, ch t l ng nh l m t y u t vô cùng quanổ ấ ấ ượ ả à ộ ế ố

tr ng, tu theo yêu c u ng d ng m các m c lo i b khác nhau ọ ỳ ầ ứ ụ à ứ độ ạ ỏ đượ ửc s

d ng, cho m c ch t l ng theo yêu c u ụ ứ độ ấ ượ ầ

1.4 Truy n d n tín hi u truy n hình s : ề ẫ ệ ề ố

Vi c s d ng k thu t s truy n tín hi u Video òi h i ph i xác ệ ử ụ ỹ ậ ố để ề ệ đ ỏ ả

nh tiêu chu n s c a tín hi u truy n hình, ph ng pháp truy n hình có

ch t l ng nh thu không kém h n ch t l ng nh trong truy n hình t ng ấ ượ ả ơ ấ ượ ả ề ươ

v i r ng kênh truy n tín hi u truy n hình t ng t ớ độ ộ ề ệ ề ươ ự

1.4.2 Truy n tín hi u truy n hình s b ng cáp quang : ề ệ ề ố ằ

Cáp quang nhi u u i m trong vi c truy n d n tín hi u s so v i cáp ngề ư đ ể ệ ề ẫ ệ ố ớ đồ

tr c : ụ

+ B ng t n r ng cho phép truy n các tín hi u s có t c cao ă ầ ộ ề ệ ố ố độ

+ Độ suy hao th p trên m t n v chi u d iấ ộ đơ ị ề à

+ Suy gi m gi a các s i quang d n cao (80dB) ả ữ ợ ẫ

+ Th i gian tr qua cáp quang th p ờ ễ ấ

Mu n truy n tín hi u video b ng cáp quang ph i s d ng mã truy n thíchố ề ệ ằ ả ử ụ ề

h p ợ Để phát hi n ệ đượ ỗc l i truy n ng i ta s d ng thêm các bit ch n Mãề ườ ử ụ ẵ

s a sai th c t không s d ng trong cáp quang vì suy gi m ử ự ế ử ụ độ ả đường truy nề

< 20dB, l i xu t hi n nh v có th b qua ỗ ấ ệ ỏ à ể ỏ được

1.4.3 Truy n tín hi u truy n hình s qua v tinh : ề ệ ề ố ệ

Kênh v tinh khác v i kênh cáp v kênh phát sóng trên m t t l cóệ ớ à ặ đấ à

b ng t n r ng v s h n ch công su t phát Khu ch i công su t c a cácă ầ ộ à ự ạ ế ấ ế đạ ấ ủ

Transponder l m vi c g n nhà ệ ầ bão ho trong các i u ki n phi tuy n Do óà đ ề ệ ế đ

ch COFDM (ghép kênh theo t n s mã tr c giao) COFDM l h th ng cóế ầ ố ự à ệ ố

kh n ng ch ng nhi u cao v có th kh c ph c hi u ng bóng ma, cho phépả ă ố ễ à ể ắ ụ ệ ứ

b o v phát sóng s tr c nh h ng c a can nhi u v các kênh lân c n ả ệ ố ướ ả ưở ủ ễ à ậ

H th ng COFDM ho t ng theo nguyên t c i u ch dòng d li uệ ố ạ độ ắ đ ề ế ữ ệ

b ng nhi u sóng mang tr c giao v i nhau Do ó m i sóng mang i u chằ ề ự ớ đ ỗ đ ề ế

v i m t dòng s li u ớ ộ ố ệ

Các tín hi u s li u ệ ố ệ đượ đ ềc i u ch M-QAM, có th dùng 16-QAMế ể

ho c 64-QAM Ph các sóng mang i u ch có d ng sinx/x tr c giao Cóặ ổ đ ề ế ạ ựngh a các sóng mang k nhau có giá tr c c i t i các i m 0 c a sóngĩ ề ị ự đạ ạ đ ể ủmang tr c v sau i u ch v gi i i u ch các sóng mang th c hi n nhướ à đ ề ế à ả đ ề ế ự ệ ờ

b bi n i Fourier nhanh FFT d i d ng FFT 2K v FFT 8K, V i lo i viộ ế đổ ướ ạ à ớ ạ

m ch trên có th thi t k cho ho t ng c a 6785 sóng mang Các hãngạ ể ế ế ạ độ ủRACE có thi t b phát sóng truy n hình cho 896 sóng mang, hãng NTL choế ị ề

2000 sóng mang

1.5 Các tiêu chu n truy n hình s hi n nay trên th gi i ẩ ề ố ệ ế ớ

Truy n d n truy n hình s s d ng quá trình nén v x lý s có khề ẫ ề ố ử ụ à ử ốđể ả

n ng truy n d n ng th i nhi u ch ng trình truy n hình trong m t dòngă ề ẫ đồ ờ ề ươ ề ộ

d li u, cung c p ch t l ng nh khôi ph c tu theo m c ph c t p c aữ ệ ấ ấ ượ ả ụ ỳ ứ độ ứ ạ ủmáy thu

Truy n hình s l m t s thay i áng k trong n n công nghi p s nề ố à ộ ự đổ đ ể ề ệ ả

xu t v qu ng bá các s n ph m truy n hình Nó mang l i tính m m d oấ à ả ả ẩ ề ạ ề ẻtuy t v i trong s d ng do có nhi u d ng th c nh khác nhau trong nén s ệ ờ ử ụ ề ạ ứ ả ố

u n m 1999, các h th ng ATSC v DVB ã c ITU ch p nh n

l m các tiêu chu n qu c t v phát sóng truy n hình s trên m t tà ẩ ố ế ề ề ố ặ đấ(DTTB) v phát h nh các khuy n cáo ITU-R.Rec c a nhóm nghiên c uà à ế ủ ứSG10&11

Mong mu n l có m t tiêu chu n th ng nh t, tuy nhiên do nhi u lý doố à ộ ẩ ố ấ ề

m hi n nay trên th gi i có 3 tiêu chu n v truy n hình s à ệ ế ớ ẩ ề ề ố

Châu Âu, Australia, New Zealand ã ch p nh n DVB-T, còn Namđ ấ ậtri u tiên, ề Đài loan, Canada v Mü ch n ATSC, Nh t b n v m t s n cà ọ ậ ả à ộ ố ướkhác ch n tiêu chu n ISDB-T ọ ẩ

Có th tham kh o s l a ch n các tiêu chu n truy n hình s trên thể ả ự ự ọ ẩ ề ố ế

gi i ó c ng l y u t giúp ta nh h ng vi c nghiên c u, vi c l a ch nớ Đ ũ à ế ố đị ướ ệ ứ ệ ự ọtiêu chu n phù h p cho riêng mình.ẩ ợ

Hỡnh 1.4: B n phõn b cỏc n c trờn th gi i l a ch n tiờu chu n DVB-ả đồ ố ướ ế ớ ự ọ ẩ

T c bớt truy n t i 20 Mbps c p cho m t kờnh n HDTV ho c m tố độ ề ả ấ ộ đơ ặ ộ

kờnh truy n hỡnh chu n a ch ng trỡnh.ề ẩ đ ươ

Chu n ATSC cung c p cho c hai m c: truy n hỡnh phõn gi i caoẩ ấ ả ứ ề ả

(HDTV) v truy n hỡnh tiờu chu n (SDTV) à ề ẩ Đặc tớnh truy n t i v nộn dề ả à ữ

li u c a ATSC l theo MPEG-2.ệ ủ à

ATSC cú m t s c i m nhộ ố đặ đ ể sau:

Ph ng phỏp i u ch VSB c a tiờu chu n ATSCươ đ ề ế ủ ẩ

Ph ng phỏp i u ch VSB bao g m hai lo i chớnh: M t lo i d nh choươ đ ề ế ồ ạ ộ ạ à

phỏt súng m t t (8-VSB) v m t lo i d nh cho truy n d li u qua cỏp t cặ đấ à ộ ạ à ề ữ ệ ố

cao (16-VSB) C hai u s d ng mó Reed - Solomon, tớn hi u pilot v

Tham sốĐặc tínhVideoNhiều dạng thức ảnh (nhiều độ phân giải khác nhau)

Nén ảnh theo MPEG-2, từ MP @ ML tới MP @ HL.AudioÂm thanh Surround của hệ thống Dolby AC-3.Dữ liệu phụCho các dịch vụ mở rộng (ví dụ h ớng dẫn

ch ơng trình, thông tin hệ thống, dữ liệu truyền tải tới computer)Truyền tảiDạng

đóng gói truyền tải đa ch ơng trình Thủ tục truyền tải MPEG-2Truyền dẫn

RFĐiều chế 8-VSB cho truyền dẫn truyền hình số mặt đất

B ng 1.1: c i m c b n c a ATSCả Đặ đ ể ơ ả ủ

ng b t ng o n d li u T c bi u tr ng (Symbol Rate) cho c hai u

v h u h t d i biên d i i u biên c t Tín hi u pilot à ầ ế ả ướ đ ề ụ ệ đượ ử ụ để ục s d ng ph c

h i sóng mang t i u thu, ồ ạ đầ đượ ộc c ng thêm t i v trí 350 KHz phía trên gi iạ ị ớ

1.5.2.Chu n ISDB-T ẩ

H th ng chuyên d ng cho phát thanh truy n hình s m t t ã ệ ố ụ ề ố ặ đấ đ được

hi p h i ARIB a ra v ệ ộ đư à đượ ộ đồc h i ng công ngh vi n thông c a B thôngệ ễ ủ ộtin b u i n (MPT) thông qua nh m t b n d th o tiêu chu n cu i cùng ư đ ệ ư ộ ả ự ả ẩ ố ở

Nh t B n.ậ ả

B n thông s k thu t d i mô t chi ti t h th ng truy n hình s m tả ố ỹ ậ ở ướ ả ế ệ ố ề ố ặ

t s d ng m ng a d ch v (ISDB-T) H th ng n y có th truy n d n các

ch ng trình truy n hình, âm thanh ho c d li u t ng h p.ươ ề ặ ữ ệ ổ ợ

ISDB-T s d ng tiêu chu n mã hoá MPEG-2 trong quá trình nén vử ụ ẩ àghép kênh H th ng s d ng ph ng pháp ghép a t n tr c giao OFDM choệ ố ử ụ ươ đ ầ ựphép truy n a ch ng trình ph c t p v i các i u ki n thu khác nhau,ề đ ươ ứ ạ ớ đ ề ệtruy n d n phân c p, thu di ng v.v các sóng mang th nh ph n ề ẫ ấ độ à ầ đượ đ ềc i u

ch QPSK, DQPSK, 16QAM ho c 64QAM Chu n ISDB-T có th s d ngế ặ ẩ ể ử ụcho các kênh truy n có r ng 6, 7 hay 8Mhz.ề độ ộ

Mã hoá trong Mã hóa cu n (1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8)ộ

Mã hoá ngo ià Mã Reed Solomon (204, 188)

B ng 1.2: Các thông s truy n d n ISDB-T cho kênh truy n 8 Mhzả ố ề ẫ ề

- DVB-S - Phát tri n k thu t truy n s qua v tinh ể ỹ ậ ề ố ệ : H th ng DVB -Sệ ố

s d ng ph ng pháp i u ch QPSK (Quadratue Phase - Shiftử ụ ươ đ ế ếKeying), m i sóng mang cho m t b phát áp T c bit truy n t iỗ ộ ộ đ ố độ ề ả

t i a kho ng 38,1Mbps B r ng b ng thông m i b phát áp t 36ố đ ả ề ộ ă ỗ ộ đ ừ

n 54 Mhz.[10]

đế

- DVB-C - Phát tri n phát s qua cáp ể ố : S d ng các kênh cáp có ử ụ độ

r ng b ng thông t 7 n 8 MHz v ph ng pháp i u ch 64QAMộ ă ừ đế à ươ đ ề ế(64 Quadratue Amplitude Modulation) DVB-C có m c SNR (t sứ ỉ ốSignal/Noise) cao v i u bi n kÝ sinh (Intermodulation) th p T cà đ ề ế ấ ố bit l p truy n t i MPEG-2 t i a l 38,1 Mbps.[10]

- DVB-T - Phát tri n m ể ạng phát hình s m t t ố ặ đấ : V i vi c phát minhớ ệ

ra i u ch ghép a t n tr c giao (COFDM) s d ng cho phát thanhđ ề ế đ ầ ự ử ụ

s (DAB) v phát hình s m t t (DVB), r t nhi u n c ã số à ố ặ đấ ấ ề ướ đ ử

d ng ph ng th c n y T c ụ ươ ứ à ố độ bit t i a 27,14 Mbps ( ng v i d iố đ ứ ớ ảthông cao t n 8Mhz).[10]ầ

K t lu n ch ng I ế ậ ươ

T nhi u n m nay k thu t s ã ừ ề ă ỹ ậ ố đ đượ ử ục s d ng trong s n xu t, truy n d n,ả ấ ề ẫ

l u tr ch ng trình v phát sóng qu ng bá s (qua v tinh, qua m ng phátư ữ ươ à ả ố ệ ạ

@Main Level (4 : 2 : 0) v i t c m t ch ng trình t 2 n 4 Mbit/s M iớ ố độ ộ ươ ừ đế ỗ

ch ng trình c n m t b MPEG-2 encoder riêng, phát bao nhiêu ch ngươ ầ ộ ộ ươtrình c n b y nhiêu b ầ ấ ộ

- Nhi u ch ng trình sau khi nén ghép l i th nh m t dòng truy n t iề ươ ạ à ộ ề ảMPEG-2 v i t c có th lên n 27,14 Mbps D li u c a dòng truy n t iớ ố độ ể đế ữ ệ ủ ề ả

n y à được phân phát cho nhi u sóng mang tr c giao nhau V n t c c a dòngề ự ậ ố ủtruy n t i cao hay th p, y u t th nh t quy t nh l d i thông cao t n c aề ả ấ ế ố ứ ấ ế đị à ả ầ ủmáy phát V t t nhiên nó còn ph thu c v o các tham s l a ch n khác n aà ấ ụ ộ à ố ự ọ ữ(ph ng th c i u ch , mã b o v ).ươ ứ đ ề ế ả ệ

- S d ng k thu t COFDM d a trên k thu t i u ch QPSK vử ụ ỹ ậ ự ỹ ậ đ ề ế àQAM, có kh n ng ch ng l i hi n t ng fading nhi u ả ă ố ạ ệ ượ ề đường

- DVB-T có hai s l a ch n 2K (1705 sóng mang) v 8K (6817 sóngự ự ọ àmang)

- Có th dùng ph ng th c i u ch , mã hóa phân c p.ể ươ ứ đ ề ế ấ

- Kh c ph c ắ ụ được tình tr ng can nhi u.ạ ễ

- Vùng t n s VHF (174-230Mhz) hi n nay gi nh cho phát PALầ ố ệ àanalog ã th c s chi m h t Nhi u t nh v khu v c phát ch ngđ ự ự ế ế ề ỉ à ự ươtrình Qu c gia ph i phát PAL analog trên kênh UHF Nh ng côngố ả ư

su t máy phát PAL analog trên kênh UHF ph i l n h n trên kênhấ ả ớ ơ

VHF h ng 20 l n, khi ph sóng cùng m t vùng H n n a s chènà ầ ủ ộ ơ ữ ựkênh, nhi u kênh PAL analog ang x y ra m t s vùng ng th iễ đ ả ở ộ ố Đồ ờnhu c u phát nhi u ch ng trình ang t ra khá gay g t Nên v nầ ề ươ đ đặ ắ ấ phát s l m c tiêu c p thi t gi i quy t nh ng yêu c u trên.

[1]

- S m l a ch n vùng t n s cho các m ng phát hình s trên c s cânớ ự ọ ầ ố ạ ố ơ ở

i nhu c u phát tri n c a nhi u ng nh Ví d xét v t ng th l i

ích c a to n xã h i, phát hình s m t t có th chuy n h n sangủ à ộ ố ặ đấ ể ể ẳ

b ng UHF sau n y d nh b ng t n VHF cho các d ch v khác.[1]ă để à à ă ầ ị ụ

- Ti t ki m n ng l ng i n cho to n b máy phát hình, kích thíchế ệ ă ượ đ ệ à ộ

th tr ng tiêu dùng c a ng i dân có thu nh p khá (mua TV s ,ị ườ ủ ườ ậ ốSETTOP box)

- T n d ng h th ng anten UHF d i r ng ang phát PAL analog.ậ ụ ệ ố ả ộ đ

- S có dòng tín hi u s MPEG-2 TS c p cho các máy phát hình s ẽ ệ ố ấ ố

- Vi c tri n khai tr m phát lên v tinh b ng t n Ku t i V nh Yên c ngệ ể ạ ệ ă ầ ạ ĩ ũ

có ngh a l chu n DVB-S ho n to n ĩ à ẩ à à được công nh n Vi t Nam.ậ ở ệ

- Tu i th s d ng c a các máy phát trên to n n c ta s h t v oổ ọ ử ụ ủ à ướ ẽ ế àkho ng các n m t 2005 n 2012 ây l i u thu n l i cho quáả ă ừ đế Đ à đ ề ậ ợtrình chuy n lên phát hình s v n ể ố ố được xem l s lâu d i.[1,4]à ẽ à

- Tuy ch m h n v m t tri n khai truy n hình cáp so v i nhi u n cậ ơ ề ặ ể ề ớ ề ướ

nh ng ây l i l m t y u t thu n l i ta tri n khai truy n hình sư đ ạ à ộ ế ố ậ ợ để ể ề ố

m t t vì khi ó ta không ph i b n kho n v h th ng thi t bặ đấ đ ả ă ă ề ệ ố ế ị

t ng t ươ ự được xây d ng công phu s [1,4]ự đồ ộ

- Nhu c u cung c p các ch ng trình TV trên các ph ng ti n giaoầ ấ ươ ươ ệthông c ng r t c n thi t n c ta.ũ ấ ầ ế ở ướ

- Y u t con ng i: nhi u chuyên gia k thu t c a ng nh Truy nế ố ườ ề ỹ ậ ủ à ềhình Vi t Nam ã v ang ti p c n v i các trang thi t b c ng nhệ đ à đ ế ậ ớ ế ị ũ ưcông ngh c a truy n hình s [1,4]ệ ủ ề ố

- Kh n ng mua s m trang thi t b s c a các h gia ình : tuy ch aả ă ắ ế ị ố ủ ộ đ ư

th nói r ng truy n hình sè s có th n v i m i h gia ình nh ngể ằ ề ẽ ể đế ớ ọ ộ đ ưcho n th i i m hi n nay thì giá các thi t b thu s (TV s ,đế ờ đ ể ệ ế ị ố ốSETTOPBOX ) không còn quá cao nh tr c n a.[1,4]ư ướ ữ

Chuy n sang phát hình s v i nh ng u i m n i tr i hi n nhiênể ố ớ ữ ư đ ể ổ ộ ể

l v n c p bách v có ý ngh a th c ti n cao i v i Vi t Nam trong giaià ấ đề ấ à ĩ ự ễ đố ớ ệ

o n hi n nay V n n y ã c VTC, VTV,HTV quan tâm trong

su t th i gian v a qua, m c dù vi c phát s ã ố ờ ừ ặ ệ ố đ được ti n h nh v i n m vế à à ă àVTC ã l a ch n ra b tiêu chu n t ng i phù h p trong i u ki n Vi tđ ự ọ ộ ẩ ươ đố ợ đ ề ệ ệNam, nh ng tính th i s c a truy n hình s v n còn r t ư ờ ự ủ ề ố ẫ ấ được nhi u cề độ

gi quan tâm V i mong mu n óng góp thêm nh ng ki n th c v truy nả ớ ố đ ữ ế ứ ề ềhình s n m i ng i, các ch ng ti p theo s trình b y nh ng n i dungố đế ọ ườ ươ ế ẽ à ữ ộ

v công ngh i u ch c a DVB-T, Công ngh máy phát hình s m t tề ệ đ ề ế ủ ệ ố ặ đấtheo tiêu chu n DVB-T ang th c hi n t i Vi t Nam ẩ đ ự ệ ạ ệ

ch ươ ng II tiêu chu n Châu âu v truy n hình s m tẩ ề ề ố ặ

đ t, k thu t ghép đa t n tr c giao có mã COFDM- ấ ỹ ậ ầ ự

m t k thu t đi u ch m i, có r t nhi u u đi m ộ ỹ ậ ề ế ớ ấ ề ư ể

Trong ch ng II, ươ đồ án s gi i thi u v tiêu chu n DVB v i k thu tẽ ớ ệ ề ẩ ớ ỹ ậCOFDM, Mã hoá v nh ng kh n ng u viªt c a DVB.à ữ ả ă ư ủ

2.1 Tiêu chu n truy n hình s m t t ETSI EN 300744 ẩ ề ố ặ đấ

Tiêu chu n phát thanh truy n hình s m t t ETSI EN 300 744 ẩ ề ố ặ đấ được

U ban k thu t phát thanh truy n hình Châu ỷ ỹ ậ ề âu JTC nghiên c u v ứ à đề

xu t Tiêu chu n n y ã ấ ẩ à đ được D án truy n hình s Châu Âu (DVB project)ự ề ốthông qua ng y 11 tháng 6 n m 1999, công b v ng y 30 tháng 9 n mà ă ố à à ă

1999 Th nh l p tháng 9 n m 1993, n nay DVB ã có h n 200 th nh viênà ậ ă đế đ ơ à

thu c 30 n c trên th gi i, nhi m v c a nó l thi t l p môi tr ng d ch vộ ướ ế ớ ệ ụ ủ à ế ậ ườ ị ụtruy n hình s s d ng tiêu chu n nén MPEG-2.ề ố ử ụ ẩ

JTC được th nh l p n m 1990, l m t t ch c k t h p c a U ban phátà ậ ă à ộ ổ ứ ế ợ ủ ỷthanh truy n hình Châu Âu (EBU), U ban tiêu chu n k thu t i n t Châuề ỷ ẩ ỹ ậ đ ệ ử

Âu (CENELEC) v Vi n tiêu chu n vi n thông Châu Âu (ETSI).[11,12]à ệ ẩ ễ

2.1.1 Ph m vi c a tiêu chu n ạ ủ ẩ

Tiêu chu n n y mô t h th ng truy n d n cho truy n hình s m t t.ẩ à ả ệ ố ề ẫ ề ố ặ đấ

Nó xác nh h th ng i u ch , mã hoá kênh dùng cho các d ch v truy nđị ệ ố đ ề ế ị ụ ềhình s m t t nhi u ch ng trình nh : LDTV/SDTV/EDTV/HDTV.ố ặ đấ ề ươ ư

- Tiêu chu n mô t chung h th ng c b n c a truy n hình s m tẩ ả ệ ố ơ ả ủ ề ố ặt

H th ng t ng thích tr c ti p v i chu n nén tín hi u video MPEG-2ệ ố ươ ự ế ớ ẩ ệISO/IEC 13818

Do h th ng ệ ố được thi t k cho truy n hình s m t t ho t ng trongế ế ề ố ặ đấ ạ độ

b ng t n UHF hi n có, nên òi h i h th ng ph i có kh n ng ch ng nhi uă ầ ệ đ ỏ ệ ố ả ả ă ố ễ

t t t các máy phát t ng t ho t ng cùng kênh ho c kênh li n k , òi h iố ừ ươ ự ạ độ ặ ề ề đ ỏ

h th ng ph i có hi u su t s d ng ph t n cao b ng t n UHF, i u n y cóệ ố ả ệ ấ ử ụ ổ ầ ă ầ đ ề à

th m b o b ng vi c s d ng m ng n t n (SFN).ểđả ả ằ ệ ử ụ ạ đơ ầ

Hình2.1: S kh i ch c n ng h th ng phát hình s m tơ đồ ố ứ ă ệ ố ố ặt

m b o cho vi c truy n d n không có l i, dòng d li u TS n t

kh i nén s ố ẽ được ng u nhiên hoá Các gói d li u n y u tiên ẫ ữ ệ à đầ được nh nậ

d ng b i chu i gi ng u nhiên PRBS M c ích c a quá trình n y l phânạ ở ỗ ả ẫ ụ đ ủ à àtán n ng l ng trong ph tín hi u s v xác nh s nh phân thích h p (lo iă ượ ổ ệ ố à đị ố ị ợ ạ

b các chu i d i “0” v “1”), ng th i ây c ng ỏ ỗ à à đồ ờ đ ũ được xem l quá trình ph ià ố

h p ghép kênh truy n t i.ợ để ề ả

• Kh i mã ngo i v ghép xen ngo i (Outer encoder and interleaver) ố ạ à ạ

Dòng d li u sau khi ã ữ ệ đ được ng u nhiên hóa s ti p t c ẫ ẽ ế ụ đượ ửc x lý t iạ

kh i mã ngo i v ghép xen ngo i S d g i l "ngo i" vì vi c x lý ây lố ạ à ạ ở ĩ ọ à ạ ệ ử ở đ àtheo byte, còn mã n i v ghép xen n i l x lý theo "bit" B mã ngo i sộ à ộ à ử ộ ạ ử

d ng mã Reed-Solomon RS (204, 188, t=8) mã hoá d li u ã ụ để ữ ệ đ được ng uẫnhiên hoá nh m t o ra các gói d li u ã ằ ạ ữ ệ đ đượ ả ệ ỗc b o v l i Do được mã hoátheo mã RS (204,188, t=8) nên m i gói d li u s ỗ ữ ệ ẽđược thêm 16 bytes s a l iử ỗ

v nó có kh n ng s a t i 8 l i trong m t gói.à ả ă ử ớ ỗ ộ

Vi c ghép ngo i chính l ghép các byte v i m t chu k ghép qui nhệ ạ à ớ ộ ỳ đị

tr c, th ng sâu ghép l l=12 ây c ng l vi c nh m gi m tính th ngướ ườ độ à Đ ũ à ệ ằ ả ố

• Kh i ghép xen n i (inner interleaver) ố ộ

D li u n ây s ữ ệ đế đ ẽ được tráo ho n to n theo t ng bit, thông tin s r tà à ừ ẽ ấkhác so v i ban u Quá trình n y gi m thi u l i n m c t i a.ớ đầ à để ả ể ỗ đế ứ ố đ

• Các kh i i u ch tín hi u (Mapper, Frame Adaptation, OFDM ) ố đ ề ế ệ

ây l quá trình x lý ph c t p nh t, nh ng v nguyên lý ta có th hi u

Vi c chèn thêm các kho ng b o v c ng s ệ ả ả ệ ũ ẽ được th c hi n nh m t i u hoáự ệ ằ ố ưtính u vi t c a truy n hình s ư ệ ủ ề ố

• Kh i D/A: ố

Th c ra ây không ph i l bi n i Digital/Analog thu n tuý thôngự đ ả à ế đổ ầ

th ng M ó l quá trình ho n ch nh h ng ng n sóng mang m b oườ à đ à à ỉ à à để đả ả

Truy n hình s m t t s d ng nguyên lý ghép a t n tr c giao cóề ố ặ đấ ử ụ đ ầ ự

mã (COFDM) Ghép a t n tr c giao (OFDM) đ ầ ự được th c hi n ti p n i theoự ệ ế ốsau quá trình mã hoá kênh (Channel Coding)

Ghép kênh phân chia t n s (FDM) l c s c a ghép a t n tr c giaoầ ố à ơ ở ủ đ ầ ựOFDM Dòng truy n t i n i ti p MPEG-2 u v o ề ả ố ế đầ à được chuy n i th nh nể đổ àdòng bít song song, v i n phù h p v i s l ng sóng mang Nh ng dòng bítớ ợ ớ ố ượ ữsong song n y s à ẽ được ánh x ánh x lên nh ng sóng mang riêng r , nh ngạ ạ ữ ẽ ữsóng mang riêng r ẽ được ghép tr c giao, k thu t n y cho phép truy n ngự ỹ ậ à ề đồ

th i a sóng mang trên kênh truy n m các sóng mang k c n không gâyờ đ ề à ế ậcan nhi u sang nhau Nh ng sóng mang riêng r ễ ữ ẽ đượ đ ềc i u ch QPSK, 16ếQAM ho c 64 QAM.ặ

Mã hoá kênh c n thi t cho vi c truy n t i d li u nh m ch ng l i saiầ ế ệ ề ả ữ ệ ằ ố ỗtrên đường truy n do tác ng c a nhi u Mã hoá kênh g m hai ph n chính:ề độ ủ ễ ồ ầ

kh i mã ngo i (Outer Coder) nh m ki m soát s a lo t l i sai x y ra có chi uố à ằ ể ử ạ ỗ ả ề

d i xác nh, kh i mã hoá trong (Inner Coder) nh m ki m soát s a v báoà đị ố ằ ể ử à

l i cho m t lo t l i sai có chi u d i l n h n chi u d i l i quy nh.ỗ ộ ạ ỗ ề à ớ ơ ề à ỗ đị

Mã ngo i s d ng mã Reed-Solomon RS(188,204), ghép xen ngo ià ử ụ à(Outer Interleave) có chi u sâu l=12 bytes, gi ng nhề ố truy n hình v tinh về ệ àtruy n hình cáp Mã trong s d ng mã vòng xo n gi ng nhề ử ụ ắ ố truy n hình về ệtinh v i các tû l mã hoá khác nhau ớ ệ

Kho ng b o v m m d o cho phép thi t k h th ng v i nhi u c uả ả ệ ề ẻ ế ế ệ ố ớ ề ấhình khác nhau nh : m ng n t n di n r ng ho c máy phát n l , mư ạ đơ ầ ệ ộ ặ đơ ẻ đả

b o vi c s d ng t i a b ng t n.ả ệ ử ụ ố đ ă ầ

thích ng v i các t c truy n d n khác nhau, k thu t OFDM có

hai ch n l a v s l ng sóng mang, ba s i u ch QPSK, 16 QAM vọ ự ề ố ượ ơ đồ đ ề ế à

64 QAM v kho ng b o v khác nhau cho phép l m vi c v i m ng n t nà ả ả ệ à ệ ớ ạ đơ ầ

nh v l n ỏ à ớ

Trong m t i u ki n xác nh, vi c thu ch ng trình truy n hình tộ đ ề ệ đị ệ ươ ề ừ

m t s máy phát ho t ng trên cùng m t t n s l r t có l i, t t nhiên, cácộ ố ạ độ ộ ầ ố à ấ ợ ấmáy phát n y u truy n t i m t ch ng trình truy n hình à đề ề ả ộ ươ ề đượ đồc ng bộ

ch t ch t o nên m ng n t n ặ ẽ ạ ạ đơ ầ

H th ng c ng cho phép hai m c mã kênh v i u ch phân c p Trongệ ố ũ ứ à đ ề ế ấ

tr ng h p n y s kh i c a h th ng có thêm ph n các kh i v t nétườ ợ à ơ đồ ố ủ ệ ố ầ ố ẽ đứ

nh trên hình v 2.1 B chia chia dòng tín hi u u v o th nh hai dòng tínẽ ộ ệ đầ à à

hi u MPEG c l p: dòng tín hi u có u tiên cao v dòng tín hi u có ệ độ ậ ệ độ ư à ệ độ

u tiên th p Hai dòng bít n y c phân b trên bi u chòm sao b i kh i

Mapper

m b o có th dùng máy thu n gi n thu c tín hi u phân c p

n y, h th ng ch s d ng mã kênh v i u ch phân c p m không dùngà ệ ố ỉ ử ụ à đ ề ế ấ à

mã ngu n phân c p Theo ph ng th c n y, m t ch ng trình truy n hìnhồ ấ ươ ứ à ộ ươ ề

c truy n ng th i d i hai d ng: t c bít th p v i phân gi i th p

v d ng th hai l t c à ạ ứ à ố độ bít cao v i ớ độ phân gi i cao h n Trong c haiả ơ ả

tr ng h p, máy thu ch c n m t b bao g m các kh i v i ch c n ng ng cườ ợ ỉ ầ ộ ộ ồ ố ớ ứ ă ượ

l i v i máy phát: kh i gi i ghép xen trong, gi i mã hoá trong, gi i ghép xenạ ớ ố ả ả ảngo i, gi i mã hoá ngo i v gi i ghép kênh Máy thu ch c n có thêm ch cà ả à à ả ỉ ầ ứ

n ng phân tách dòng bít ă được ch n t s phân b trong bi u sao.[10]ọ ừ ự ố ể đồ

i u ch phân c p cho phép truy n song song các ch ng trình khác

nhau v i m c s a l i khác nhau v vùng ph sóng khác nhau ớ ứ độ ử ỗ à ủ

tránh nhi u do sóng ph n x ho c do các máy phát li n k trong

m ng n t n, kho ng b o v ạ đơ ầ ả ả ệ đượ đưc a xen v o gi a các symbol liên ti pà ữ ế

c a OFDM N u không, sóng ph n x s gây nhi u lên các symbol n mủ ế ả ạ ẽ ễ ằphía sau v l m t ng tû s l i Nhà à ă ố ỗ v y, d i kho ng b o v s ph thu cậ độ à ả ả ệ ẽ ụ ộ

v o l n c a vùng ph sóng Hay nói cách khác, kho ng cách gi a các ià độ ớ ủ ủ ả ữ đàphát k c n s quy t nh d i c a kho ng b o v Ví d , v i m ng nế ậ ẽ ế đị độ à ủ ả ả ệ ụ ớ ạ đơ

t n l n, kho ng b o v ph i ít nh t l 200ầ ớ ả ả ệ ả ấ à µs

Có 2 ph ng án v s l ng sóng mang Kho ng cách t t nh t l 896ươ ề ố ượ ả ố ấ à µs

i v i 8k-mode v 224

đố ớ à µs i v i 2k-mode T ng ng v i 2 ph ng án vđố ớ ươ ứ ớ ươ ề

s l ng sóng mang, kho ng cách gi a các sóng mang s l 1116 Hz vố ượ ả ữ ẽ à à

gi ng nhau trên cùng m t t n s , m th c ra ây chính l hi u ng "ố ộ ầ ố à ự đ à ệ ứ nhi u ề

ng nhân t o"

đườ ạ COFDM c ng gi i quy t ũ ả ế đượ ấ đềc v n nhi u ng kênh d iễ đồ ả

h p ây l hi n t ng th ng th y trong các d ch v t ng t do các sóngẹ Đ à ệ ượ ườ ấ ị ụ ươ ựmang gây ra

Chính nh các u i m trên m COFDM ã ờ ư đ ể à đ được ch n cho hai tiêuọchu n phát sóng l DVB-T v DAB, v tu theo t ng ng d ng c a t ng lo iẩ à à à ỳ ừ ứ ụ ủ ừ ạ

m có nh ng l a ch n c ng nhà ữ ự ọ ũ yêu c u khác nhau Tuy nhiên u th cầ ư ế đặ

bi t c a COFDM v hi n t ng nhi u ệ ủ ề ệ ượ ề đường v nhi u ch t à ễ ỉ đạ được khi có sự

l a ch n tham s c n th n v quan tâm n cách th c s d ng mã s a l i.ự ọ ố ẩ ậ à đế ứ ử ụ ử ỗ

ý t ng u tiên c a COFDM xu t phát t khi xem xét s suy y u x yưở đầ ủ ấ ừ ự ế ả

ra trong phát sóng các kênh m t t áp ng c a kênh không t ng ngặ đấ Đ ứ ủ ươ đồ

v i t ng d i t n nh do có nhi u tín hi u nh n ớ ừ ả ầ ỏ ề ệ ậ được (tín hi u chính + tínệ

hi u echo), ngh a l s không còn n ng l ng ệ ĩ à ẽ ă ượ đủ để thu ho c s thu ặ ẽ đượcnhi u h n m t tín hi u gi i quy t v n n y thì c ch u tiên l ph iề ơ ộ ệ Để ả ế ấ đề à ơ ế đầ à ảphân tách lu ng d li u truy n t i trên m t s l ng l n các d i t n sồ ữ ệ để ề ả ộ ố ượ ớ ả ầ ố

nh cách bi t nhau, ngh a l i u ch d li u lên m t s l ng l n sóngỏ ệ ĩ à đ ề ế ữ ệ ộ ố ượ ớmang d a trên k thu t FDM V có th xây d ng l i ự ỹ ậ à để ể ự ạ được nh ng d li uữ ữ ệ

ã m t bên thu thì c n mã hóa d li u tr c khi phát Do có m t s c

• Các sóng mang tr c giao ự - orthogonality (COFDM)

• Chèn thêm các kho ng b o v ả ả ệ - guard interval.

• S d ng ử ụ mã s a l i ử ỗ (COFDM), xen bit - symbol v thông tin tr ng à ạ thái kênh

Ph n n y chúng ta s cùng gi i thích các c i m n y c ng nhầ à ẽ ả đặ đ ể à ũ ýngh a c a chúng.ĩ ủ

2.3.2 S l ng sóng mang ố ượ

Gi thi t r ng chúng ta i u ch các thông tin s cho m t sóng mang.ả ế ằ đ ề ế ố ộTrong m i symbol, chúng ta truy n sóng mang v i biên v pha xác nh.ỗ ề ớ độ à địBiên độ à v pha n y l a ch n theo chòm sao i u ch M i symbol v nà ự ọ đ ề ế ỗ ậchuy n m t l ng bít thông tin nh t nh, l ng bit n y b ng v i loga (c sể ộ ượ ấ đị ượ à ằ ớ ơ ố2) c a s tr ng thái khác nhau trong chòm sao.ủ ố ạ

Bõy gi hóy t ng t ng l cú hai ờ ưở ượ à đường tớn hi u nh n ệ ậ đượ ớc v i m t ộ độ

tr t ng i gi a chúng Gi s ta xem xột symbol th n ễ ươ đố ữ ả ử ứ được phỏt i, thỡđmỏy thu s c g ng gi i i u ch d li u b ng cỏch ki m tra t t c thụng tinẽ ố ắ ả đ ề ế ữ ệ ằ ể ấ ả

nh n ậ được liờn quan n symbol th n k c thụng tin thu tr c ti p l n thụngđế ứ ể ả ự ế ẫtin thu được do tr ễ

Khi kho ng tr l n h n m t chu k symbol (xem hỡnh 2.2- trỏi), thỡ tớnả ễ ớ ơ ộ ỳ

hi u thu ệ đượ ừ đườc t ng th hai s ch thu n tuý l nhi u, vỡ nú mang thụngứ ẽ ỉ ầ à ễtin thu c v cỏc symbol tr c ú Cũn ộ ề ướ đ nhi u gi a cỏc symbol ễ ữ (ISI) ng ýụ

r ng ch cú m t chỳt ớt tớn hi u tr nh h ng v o chu k symbol mongằ ỉ ộ ệ ễ ả ưở à ỳ

mu n (m c chớnh xỏc tu thu c v o chũm sao s d ng v m c suy haoố ứ độ ỳ ộ à ử ụ à ứ

cú th ch p nh n).ể ấ ậ

Khi kho ng tr nh h n m t chu k symbol (hỡnh 2.2- ph i) thỡ chả ễ ỏ ơ ộ ỳ ả ỉ

m t ph n tớn hi u thu ộ ầ ệ đượ ừ đườc t ng th hai đựoc xem nh l nhi u vỡ núứ ư à ễmang thụng tin c a symbol tr c ú Ph n cũn l i s mang thụng tin c aủ ướ đ ầ ạ ẽ ủchớnh symbol mong mu n, tuy nhiờn s úng gúp c a nú c ng cú th cú ớchố ựđ ủ ũ ể

ho c cú th mang tớnh tiờu c c i v i thụng tin t ặ ể ự đố ớ ừđường thu chớnh th c.ứ

Hỡnh2.2: Hi n t ng tr gõy xuyờn nhi u gi a cỏc symbol ệ ượ ễ ễ ữ

thông tin m m t sóng mang n v n chuy n s b gi i h n khi có hi u ngà ộ đơ ậ ể ẽ ị ớ ạ ệ ứnhi u ề đường V y thì n u m t sóng mang không th v n chuy n ậ ế ộ ể ậ ể đượ ố độc t c thông tin theo yêu c u thì t t nhiên s d n n ý t ng chia dòng d li u t cầ ấ ẽ ẫ đế ưở ữ ệ ố cao th nh r t nhi u dòng song song v i t c th p h n, m i dòng c

v n chuy n b i m t sóng mang, ngh a l s có r t nhi u sóng mang âyậ ể ở ộ ĩ à ẽ ấ ề Đchính l m t d ng c a FDM - b c u tiên ti n t i COFDM.[10]à ộ ạ ủ ướ đầ để ế ớ

M c dù v y thì v n có th t n t i ISI v i các symbol tr c ó ặ ậ ẫ ể ồ ạ ớ ướ đ Để khư

ho n to n thì ph i kéo d i kho ng truy n c a m t symbol sao cho nó l nà à ả à ả ề ủ ộ ớ

h n kho ng t ng h p tín hi u m máy thu thu ơ ả ổ ợ ệ à được V y thì vi c chènậ ệthêm kho ng b o v ả ả ệ có th l ý t ng t t (chúng ta s tr l i v n n yể à ưở ố ẽ ở ạ ấ đề àsau)

l n h n ch a ớ ơ để ứ các sóng mang n y à Nh ng th t may c hai i u lo l ng n yư ậ ả đ ề ắ à

u c xua tan n u chúng ta th c hi n m t vi c n gi n sau ây: các

L k dt

t t

()

τ

τ

• V ý ngh a v t lý: khi gi i i u ch tín hi u cao t n n y, b gi i i uề ĩ ậ ả đ ề ế ệ ầ à ộ ả đ ề

ch không nhìn th y các tín hi u cao t n kia, k t qu l không b cácế ấ ệ ầ ế ả à ịtín hi u cao t n khác gây nhi u.ệ ầ ễ

• V ph ng di n ph : i m ph có n ng l ng cao nh t r i v o i mề ươ ệ ổ đ ể ổ ă ượ ấ ơ à đ ể

b ng không c a sóng mang kia H n n a chúng ta s không b lãngằ ủ ơ ữ ẽ ịphí v m t ph Các sóng mang ề ặ ổ đượ đặ ấ ầc t r t g n nhau vì th t ngế ổ

c ng d i ph c ng ch nhộ ả ổ ũ ỉ i u ch sóng mang n - n u chóng ở đ ề ế đơ ế được

i u ch v i t t c d li u v s d ng b l c c t nh lý t ng

b C ng c tính tr c giao b ng kho ng b o v ủ ố ự ằ ả ả ệ

Th c t , các sóng mang ự ế đượ đ ềc i u ch nh các s ph c N u kho ng tế ờ ố ứ ế ả ổ

h p thu ợ được tr i d i theo 2 symbol thì không ch có nhi u c a cùng sóngả à ỉ ễ ủmang (ISI) m còn c nhi u xuyên sóng mang (ICI) à ả ễ Để tránh i u n yđ ề àchúng ta chèn thêm kho ng b o v giúp m b o các thông tin t ng h pả ả ệ để đả ả ổ ợ

l n t cùng m t symbol v xu t hi n c nh.à đế ừ ộ à ấ ệ ố đị

Hình2.3: Chèn thêm kho ng b o v ả ả ệ

M i kho ng symbol ỗ ả được kéo d i thêm vì th nó s v t quá kho ng tà ế ẽ ượ ả ổ

h p c a máy thu Tợ ủ U Vì t t c các sóng mang u tu n ho n trong Tấ ả đề ầ à U nên

tín hi u trong kho ng t h p s n t cùng m t symbol v tiêu chu n tr cệ ả ổ ợ ẽ đế ừ ộ à ẩ ựgiao được tho mãn ICI v ISI ch x y ra khi tr v t quá kho ng b o v ả à ỉ ả ễ ượ ả ả ệ

d i kho ng b o v c l a ch n sao cho phù h p v i m c hi n

ho c trong vi c l y m u t n s c a máy thu hay các phase-noise trong cácặ ệ ấ ẫ ầ ố ủ

b t o dao ng n i Tuy nhiên trong th c t , nh ng nh h ng n y có thộ ạ độ ộ ự ế ữ ả ưở à ể

to n b quá trình gi i i u ch d a trên d ng à ộ ả đ ề ế ự ạ bi n i Furier r i r c ế đổ ờ ạ (DFT).

R t may l vi c th c hi n bi n i Furier nhanh ã có r i (các m ch t h pấ à ệ ự ệ ế đổ đ ồ ạ ổ ợ

ã s n có), vì v y chúng ta có th xây d ng thi t b COFDM phòng thí

nghi m r t d d ng Các phiên b n chung c a FFT u ho t ng trên c sệ ấ ễ à ả ủ đề ạ độ ơ ởcác m u th i gian 2ẫ ờ M (t ng ng v i các m u ươ ứ ớ ẫ đượ ấc l y trong kho ng t h p)ả ổ ợ

v v n chuy n cùng s l ng các h s t n (frequency coefficient) Các hà ậ ể ố ượ ệ ố ầ ệ

s n y t ng ng v i d li u ố à ươ ứ ớ ữ ệ được gi i i u ch t nhi u sóng mang Th c tả đ ề ế ừ ề ự ế

vì chúng ta l y m u trên c s gi i h n Nyquyst, nên không ph i t t c cácấ ẫ ơ ở ớ ạ ả ấ ả

h s ệ ố đượ ấ đề ươc l y u t ng ng v i các sóng mang tích c c m chúng ta ãứ ớ ự à đ

s d ng.ử ụ

Bi n i FFT ng c ế đổ ượ đượ ử ục s d ng trong máy phát t o ra tín hi uđể ạ ệOFDM t dòng d li u u v o.ừ ữ ệ đầ à

d L a ch n i u ch c s ự ọ đ ề ế ơ ở

T i m i symbol, m i sóng mang s ạ ỗ ỗ ẽ đượ đ ềc i u ch b i m t s ph c l yế ở ộ ố ứ ấ

t t p chòm sao N u c ng có nhi u tr ng thái trong chòm sao thì m i sóngừ ậ ế à ề ạ ỗ

Hình2.4: Chèn thêm các scattered pilot

mang c ng v n chuy n à ậ ể được nhi u bit trong m t symbol, tuy nhiên khi óề ộ đcác i m trong chòm sao c ng c ng g n nhau h n, trong khi công su t phátđ ể ũ à ầ ơ ấthì c nh nên s gi m kh n ng ch ng l i ố đị ẽ ả ả ă ố ỗ Do v y c n có s cân i gi aậ ầ ự đố ữ

t c v m c l i.ố độ à ứ độ ỗ

T i máy thu, giá tr gi i i u ch t ng ng (h s t n l y t FFT máyạ ị ả đ ề ế ươ ứ ệ ố ầ ấ ừthu) được nhân v i m t s ph c tu ý ( áp ng kênh t i t n s sóng mang).ớ ộ ố ứ ỳ đ ứ ạ ầ ốChòm sao s ẽ được quay luân phiên v thay i v kích c V y thì l m thà đổ ề ỡ ậ à ế

n o chúng ta xác nh à đị đượ đ ểc i m trong chòm sao m chúng ta g i i?à ử đ

Cách n gi n l đơ ả à gi i i u ch visai (differential demodulation) ả đ ề ế , ki uể

nh DQPSK trong DAB Thông tin được mang i chính l s thay i v phađ à ự đổ ề

c a symbol n y so v i symbol ti p theo Mi n l kênh thay i ch m thìủ à ớ ế ễ à đổ đủ ậ

s không có v n ẽ ấ đề gì v i áp ng kênh c a nó S d ng quá trình gi iớ đ ứ ủ ử ụ ả

i u ch visai (khác v i

đ ề ế ớ gi i i u ch k t h p ả đ ề ế ế ợ - coherent demodulation ) sẽ

gây ra suy gi m v ch tiêu c a nhi u t p âm (thermal noise) - tuy nhiênả ề ỉ ủ ễ ạDAB không c n l h th ng ch ng l i m nh Khi òi h i t c l n h n (nhầ à ệ ố ố ỗ ạ đ ỏ ố độ ớ ơ trong DVB-T), s r t có l i n u s d ng

l à scattered pilots) Sau ó phép n i suy s đ ộ ẽ được th c hi n, s d ng b l cự ệ ử ụ ộ ọ

m t chi u ho c hai chi u cân b ng t t c chòm sao mang s÷ li u.ộ ề ặ ề để ằ ấ ả ệ

2.3.4 T ch c kênh trong OFDM ổ ứ

Các c tính c a kênh truy n d n không c nh trong mi n th i gian.đặ ủ ề ẫ ố đị ề ờ

Nh ng trong m t kho ng th i gian ng n thì th ng l n nh.ư ộ ả ờ ắ ườ àổ đị

a - Phân chia kênh

COFDM ã th c hi n vi c phân chia kênh truy n d n c trong mi n th iđ ự ệ ệ ề ẫ ả ề ờgian v mi n t n s , t ch c kênh RF th nh t p các "d i t n ph " h p và ề ầ ố ổ ứ à ậ ả ầ ụ ẹ à

t p các " o n th i gian" liên ti p nhau Xem trên hình 2.5 sau ây:ậ đ ạ ờ ế đ

time segment

Hình 2.5 Phân chia kênh

Hình 2.6: Ví d v áp ng kênh thay i theo th i gian v i hai ụ ề đ ứ đổ ờ ớ đườ ng tr , ễ

m i cái có m t d ch t n Doppler khác nhau, cùng v i ỗ ộ độ ị ầ ớ đườ ng tín hi u ệ chính Tr c z miêu t biên áp ng kênh ụ ả độ đ ứ

b - Chèn các sóng mang phụ

Trong m i o n th i gian, g i l m i symbol OFDM, m i d i t n phỗ đ ạ ờ ọ à ỗ ỗ ả ầ ụ

c trang b m t sóng mang ph tránh nhi u gi a các sóng mang,

Guard Interval duration

OFDM symbol duration

Hình 2.8: Chèn kho ng b o vả ả ệTrong kho ng b o v n y, m th c ra t ng ng v i m t nhi u giao thoa gi aả ả ệ à à ự ươ ứ ớ ộ ễ ữcác symbol, các máy thu s b qua tín hi u thu ẽ ỏ ệ được

Ph n x ả ạ

1

Tín hi u thu ệ

c sau khi đượ

t t t t

Hình 2.9: D ng tín hi u minh ho khi có kho ng b o v ạ ệ ạ ả ả ệ

t i kho ng th i gian m i chu k symbol di n ra.ạ ả ờ ỗ ỳ ễ

H th ng DVB-T s d ng các sóng mang "pilot", tr i u n trongệ ố ử ụ ả đề đặkênh truy n d n, óng vai trò l m các i m ánh d u ng b , nh trênề ẫ đ à đ ể đ ấ đồ ộ ưhình 2.10:

tham s có th l a ch n nh : kích c FFT (2K, 8K), tû l mã hóa (1/2, 2/3,ố ể ự ọ ư ỡ ệ3/4 ), v kho ng b o v (1/4 TS, 1/8 Tà ả ả ệ S, 1/16 TS ).

2.3.5- Ph ươ ng th c mang d li u trong COFDM ứ ữ ệ

COFDM cho phép tr i d li u truy n i trên c mi n th i gian vả ữ ệ để ề đ ả ề ờ à

mi n t n s , sau khi ã s d ng mã hóa vòng b o v d li u.ề ầ ố đ ử ụ để ả ệ ữ ệ

Do có hi n t ng fading t n s gi a các d i t n c n k , nên COFDMệ ượ ầ ố ữ ả ầ ậ ề

có s d ng xen t n s , ngh a l các bit d li u liên ti p nhau s ử ụ ầ ố ĩ à ữ ệ ế ẽ được tr i raảtrên các sóng mang cách bi t nhau.ệ

time

GUARD intervall

USED PART

of the symbol

USEFUL DATA PROTECTED DATA GUARD INTERVALL INSERTION

OFDM SYMBOL DURATION

(PILOTs NOT REPRESENTED )

Hình 2.11: Th c hi n mapping d li u lên các symbolự ệ ữ ệTrong DVB-T vi c mapping d li u lên các symbol OFDM th c ra lệ ữ ệ ự à

i u ch t ng sóng mang riêng r , v có th theo m t trong ba chòm sao to

ph c 4QAM, 16QAM, 64QAM, nh

0010

000010 4QAM

2.4 Mã hóa kênh trong DVB-T

Tín hi u a v o l lu ng s li u n i ti p, lu ng s li u n y bao g mệ đư à à ồ ố ệ ố ế ồ ố ệ à ồcác gói được nén theo tiêu chu n MPEG-2, m i gói d li u có 188 byteẩ ỗ ữ ệ(g m có 1 byte ng b v 187 byte d li u).ồ đồ ộ à ữ ệ

Các gói d li u n y u tiên ữ ệ à đầ được nhân d ng b i chu i gi ng u nhiênạ ở ỗ ả ẫPRBS M c ích c a quá trình n y l phân tán n ng l ng trong ph tínụ đ ủ à à ă ượ ổ

hi u s v xác nh s nh phân thích h p (lo i b các chu i d i “0” v “1”).ệ ố à đị ố ị ợ ạ ỏ ỗ à àCác t mã ng b không ừ đồ ộ đượ đư àc a v o quá trình phân tán nói trên

Sau khi được nh n d ng b i chu i gi ng u nhiên PRBS, các gói d li uậ ạ ở ỗ ả ẫ ữ ệ

c a v o b mã ngo i (outer coding) T i ây các gói s li u c ghép

thêm các mã s a sai v o t ng gói.ử à ừ

D li u l y ra khái b mã ngo i (outer coding) ữ ệ ấ ộ ạ đượ đư đếc a n kh i ghépốngo i (outer interleaving) th c hiên vi c ghép ch p T i ây các gói sạ để ự ệ ậ ạ đ ố