Truyền Hình Số Và Những Vấn Đề Đặt Ra Trên Con Đường Chuyển Đổi

Do những tần số IF của bộ exciter số cha đợc tiêuchuẩn hoá nên đòi hỏi phải có sự thay đổi đối với bộ upconverter. Thực hiện chuyển đổi Với các máy phát có bộ khuếch đại kết hợp cả hình

Lời mở đầu

1 Truyền hình số và những vấn đề đặt ra trên con đờng chuyển

đổi

Truyền hình số là từ chỉ một hệ thống truyền hình mới, trong đó các thiết

kỹ thuật số đều làm việc theo nguyên lý kĩ thuật số Theo nguyên lý đó thì từ một

ảnh quang học do Camera thu đợc qua hệ thống ống kính, thay vì đợc đổi thànhtín hiệu biến thiên tơng tự nh hình ảnh nói trên( cả màu sắc và độ chói ) mà nó sẽbiến đổi thành dãy tín hiệu nhị phân

Có một số vấn đề cần đặt ra trên con đờng chuyển đổi

1.1 Vấn đề thứ nhất

Lựa chọn độ phân giải cho một hình ảnh số Độ dài của từ mã nhị phân làmột trong những chỉ tiêu chất lợng của kĩ thuật số hoá tín hiệu, nó phản ánh mứcsáng tối màu sắc hình ảnh đợc ghi nhận và chuyển đổi Về nguyên tắc độ dài cuả

từ mã nhị phân càng lớn thì quá trình biến đổi càng chất lợng, nghĩa là nó đợcxem nh độ phân giải của quá trình số hóa

Tuy nhiên độ phân giải đó cũng chỉ đến một giới hạn nhất định nào đó làthoả mãn khả năng của hệ thống kĩ thuật hiện nay cũng nh khả năng phân biệtcủa mắt ngời Độ phân giải hiện nay là 8bit

1.2 Vấn đề thứ hai

Lựa chọn tần số lấy mẫu Giá trị tần số lấy mẫu đơng nhiên là phản ánh độphân tích của hình ảnh số nhng mục đích chính là sự lựa chọn là tìm một số giátrị tối u giữa một bên là chất lợng và một bên là kinh tế

1.5 Vấn đề thứ năm

Lựa chọn giao diện số trong sản xuất khi truyền từ thiết bị này sang thiết

bị khác, cũng nh từ phòng máy này sang phòng máy khác với khoảng cách từ vàimét đến vài trăm mét

1.6 Vấn đề thứ sáu.

Lựa chọn tiêu chuẩn chung về thiết bị cho cả hai hệ thống 625 và 525dòng để dẽ dàng trao đổi chơng trình trên phạm vi toàn thế giới Điều đó liềnquan đến vấn đề lựa chọn tần số lấy mẫu

Hai tổ chức UER và SNPTE đã thống nhất lựa chọn tần số lấy mẫu là 13,5;6,75; 6,75 là tần số lấy mẫu của tín hiệu chói và hai tín hiệu hiệu màu Từ đó cho

đến nay nhiều vấn đề lí luận và thực tiễn của qúa trình số hoá tín hiệu truyềnhình vẫn đợc tiếp tục nghiên cứu và phát triển đó là

Ghi dựng trên ổ đĩa cứng hiện nay đang là công nghệ kĩ thuật mới có đi làtruy nhập nhanh, kĩ xảo phong phú, đảm baỏ chất lợng, lâu dài, an toàn.Nhnghiện nay chi phí sản suất còn quá lớn Ví dụ nh một ổ cứng 9Gbit nén ở tốc độ50Mbit/s ghi đợc 24 phút có giá trị 2000 USD Vì vậy việc ghi dựng nói chungvẫn sử dụng công nghệ băng từ là chủ yếu

2 Mô hình chuyển đổi công nghệ từ truyền hình số sang truyền hình tơng tự.

Mô hình sau mô tả khái quát quá trình công nghệ từ truyền hình tơng tựsang truyền hình số Quá trình chuyển đổi công nghệ dựa theo nguyên tẵcchuyển đổi từng phần và xen kẽ.

Hình 1: Quá trình chuyển đổi công nghệ tơng tự sang số

Khái niệm từng phần và xen kẽ đợc hiểu là sự xuất hiện dần dần cácCamera số gọn nhẹ, các phòng dựng hậu kỳ và phân phối phát sóng tiến tới mộtdây truyền hoàn toàn số Mô hình trên cũng cho chúng ta thấy một nhận xét rằng

đến một giai đoạn nào đó sẽ xuất hiện tình trạng song song cùng tồn tại hai hệthống công nghệ khác nhau Đó là thời kỳ bắt đầu ra đời các máy phát hoàn toàn

số và đồng thời là các máy thu hoàn toàn số và các bộ chuyển đổi SET- BOX gọi nôm la là các bộ chuyển đổi dành cho các máy thu tơng tự

TOP-Nảy sinh các vấn đề đặt ra tại sao lại phải chuyển đổi công nghệ từng phầnxen kẽ, có mấy lí do cơ bản sau đây

Dựng phi tuyến vào ra digital

Dựngtuyến tính digital

Máy thu digital Set top

box Máy thu analog

Có thể lấy ví dụ sau Một studio analog hoặc một xe truyền hình lu động trị giákhoảng 1 triệu đô thì một studio số tiêu chuẩn 4:2:2 giá trị khoảng 2 triệu đô tức

là gấp hai lần giá trị của studio tơng tự So sánh với khu vực khác cũng vậy, nếumột chung tâm truyền hình có khoảng 10 studio,5 xe truyền hình lu động, vàitrục máy quay gọn nhẹ vài trục phòng hậu kỳ video audio thì chi phí cho việcchuyển đổi là rất lớn

Do vậy thì không một lúc mà chuyển đổi đợc ngay trong một thời gianngắn

 Đảm bảo duy trì sản xuất và phát sóng thờng xuyên

Chúng ta còn thấy hệ thống truyền hình tơng tự hiện nay vẫn đang sửdụng, chúng đóng một vai trò quan trọng trong việc sản xuất chơng trình Giả sử

có một sự thay đổi đáng kể về trang thiết bị của phần trung tâm sản xuất chơngtrình trên một băng tần qui định (trong công nghệ analog chỉ cho phép phát mộtchơng trình trên một băng tần duy nhất) do đó hiệu quả cha đên đối với ngời xemmột cách rõ rệt nếu nh mạng máy thu vẫn là máy thu tơng tự

Công nghệ truyền hình số chỉ có thể coi là hoàn thiện khi giải quyết đợcvấn đề nói trên

Chơng 1 Hiện trạng và xu hớng phát triển của truyền

hình số

1 Đặc điểm của truyền hình số

Những năm gần đây các hãng và các tổ chức đang tập chung nghiên cứu,thiết kế để đa ra hệ thống truyền hình số Truyền hình số đang dần trở thành hiệnthực và sẽ dần thay thế hệ thống truyền hình tơng tự

Tại sao truyền hình tơng tự đang thịnh hành nh vậy lại lu mờ trớc truyềnhình số, đó là do những đặc điểm của truyền hình số tỏ ra thế mạnh tuyệt đối sovới truyền hình tơng tự, một số đặc điểm chính của truyền hình số nh sau

 Tín hiệu số ít nhạy với các dạng méo xảy ra trên đờng truyền

 ít bị tác động của các nhiễu so với truyền hình tơng tự

 Có khả năng phát hiện lỗi và sửa sai

 Tính linh hoạt, đa dạng trong quá trình sử lí tín hiệu ( có hệ số nén rấtlớn so với tín hiệu tơng tự)

 Tính phân cấp (kênh có thể đợc sử dụng chỉ phát một chơng trình độphân giải cao hoặc một vài chơng trình truyền hình tiêu chuẩn

 Có thể truyền đợc nhiều loại hình thông tin khác nhau với cách sử lígiống nhau

 Tiết kiệm đợc năng lợng, cùng với một công suất phát sóng, diện tíchphủ sóng rộng hơn so với công nghệ truyền hình tơng tự

 Có thể khoá mã dễ dàng

 Dễ dàng thích nghi với các bớc chuyển tiếp sang tín hiệu độ phân giảicao hoặc phát thanh với chất lợng CD

 Thị trờng đa dạng, có khả năng cung cấp nhiều loại hình dịch vụ cho

đông đảo khán giả hoặc từng cá nhân

 Tính tơng tác hai chiều

 Cho phép thu di động

 Phù hợp với công nghệ VLI

 Chi phí khai thác thấp

 Hoàn toàn có khả năng hoà nhập vào x a lộ thông tin

Từ những đặc điểm đa ra ở trên, ta thấy công nghệ truyền hình tín hiệu số

 Hệ thống phát

 Hệ thống thu

3 Nguyên tắc làm việc

 Hệ thống phát

Các tín hiệu tơng tự sau khi đợc chuyển đổi A/D và đa qua các phân hệ

t-ơng ứng( phân hệ video và audio) để thực hiện mã hoá và nén tín hiệu Dòng tínhiệu số sau đó đợc ghép kênh với tín hiệu điều khiển phụ tại bộ ghép kênh thànhmột dòng truyền Dòng tín hiệu này đợc ghép mã truyền dẫn, mã kênh và điềuchế trớc khi đa ra anten phát

Qúa trình sử lý của hệ thống thu ngợc lại với quá trình sử lý phát Tín hiệucao tần thu qua bộ tuner đợc giải điều chế cao tần Tín hiệu tần số thấp đợcgiải mã kênh, giải mã truyền dẫn rồi đa đến bộ giải ghép kênh Tín hiệu ra khỏi

Mã hoá video và nén

Ghép kênh và mã

hoá đ òng truyền

M U X

Điều chế

Mã hoá kênh

Phân hệ điều chế RF

Phân hệ điều chế RF

4 Những vấn đề cần chú ý khi chuyển đổi truyền hình số sangtruyền hình tơng tự

 Khả năng chuyển đổi từ máy phát tơng tự sang máy phát số

Thực ra việc chuyển đổi là không hề đơn giản Nó phụ thuộc vào việc thiết

kế của các tầng khuếch đại và tầng kích của máy phát Nói chung thì các máyphát số yêu cầu bộ khuếch đại có độ tuyến tính cao hơn so với máy phát tơng tự.Cả bộ khuếch đại klystron và tube đều có khả năng thay đổi đợc tuy nhiên để đạt

đợc sự tuyến tính với mức ổn định cao thì nên thay hẳn các tầng khuếch đại vàtầng kích

Với các bộ khuếch đại tube, đòi hỏi công suất lớn để đIều khiển nên nóichung việc chuyển đổi là tốn kém

Với các bộ khuếch đại klystron, hệ số khuếch đại lớn hơn và yêu cầu côngsuất đầu vào thấp, nên việc thực hiện việc chuyển đổi sẽ rẻ hơn Và đối với bộkhuếch đại klystron điều khiển theo xung thì phải bỏ đi các bộ tạo tín hiệu xungkhi thực hiện việc chuyển đổi

Các máy phát solid state gồm nhiều module khuếch đại song song nhau

Đó là các khối có hệ số cao do cấu tạo bởi nhiều bộ khuếch đại nối tiếp Nếu mộttrong các bộ khuếch đại song song này có khả năng khuếch đại số thì máy phát

sử dụng chúng cũng có thể làm việc đợc với tín hiệu số

Với các ứng dụng số thì một điều rất đáng quan tâm trong giai đoạn thiết

kế là phải đảm bảo sao cho không có một tầng nào phải làm việc quá tải vì nó lànguyên nhân gây ra sự không tuyến tính Tất cả các tầng và đặc biệt là tầng kíchphải thật tuyến tính Tầng đầu ra thờng là phần không tuyến tính nhất nên cầnphải có bộ tiền sửa lỗi Thật ra tầng sửa lỗi này đều quan trọng đối với cả tín hiệu

số và tín hiệu tơng tự Và các bộ sửa lỗi này cũng không thể làm việc với tín hiệu

số, nên trong quá trình chuyển đổi cần phải thay thế.Vì lí do này mà nhiềuexciter sử dụng việc sửa lỗi trong bộ điều chế, thực hiện việc mapping trongexciter, cần phải tách các symbol dữ liệu thành các phần thực và phần ảo Bằngviệc điều chỉnh cả về biên độ và pha tại tầng này, có thể làm méo tín hiệu điềuchế trớc sau đó ở tầng khuếch đại cuối cùng sẽ có quá trinh ngợc lại Quá trìnhnày sẽ làm giảm méo sự không tuyến tính trong bộ khuếch đại

Trong mọi trờng hợp bộ điều chế phải đợc thay thế bằng một bộ có khảnăng tạo tín hiệu đầu ra số Do những tần số IF của bộ exciter số cha đợc tiêuchuẩn hoá nên đòi hỏi phải có sự thay đổi đối với bộ upconverter.

 Thực hiện chuyển đổi

Với các máy phát có bộ khuếch đại kết hợp cả hình cả tiếng thì chỉ cầnthay đổi bộ đIều chế và bộ lọc tạo dao động nội, Một bộ lọc thông dải đầu ra đợcyêu cầu thay thế cho các bộ lọc sóng ảo mang phụ Cần có các bộ lọc thông này

để giảm nhiễu với những dịch vụ của các kênh cận kề

Còn các máy phát không kết hợp, cần bỏ đi bộ khuếch đaị tiêng và bộkhuếch đại hình với tiếng sẽ đợc thay thế bằng một bộ lọc thông dải nh trên Tấtnhiên là phải có một bộ điều chế số và một hệ thống sửa lỗi mới

4.1 Các vấn đề RF, việc chia xẻ với các cơ sở analog đang tồn tại

Việc chia sẻ với các cơ sở đang tồn tại là hoàn toàn có thể, tuy nhiên cũng

có những đòi hỏi về mặt kinh tế và kĩ thuật phải phù hợp Và khi đa ra các dịch

vụ số thì một điều đáng lu ý là không gây ra những khó khăn không cần thiết

tr-ớc mắt những ngời xem tiêm năng

Các kênh dùng cho phát sóng từ một cơ sở cũ có thể đợc lựa chọn sao chogần với các kênh analog vì điều này sẽ giúp tái tạo sử dụng các hệ thống anten cũ

đang sử dụng, tuy nhiên khi sử dụng các kênh cận kề thì cần quan tâm đến việcphát ngoài kênh, đặc biệt là các máy công suất lớn Một trong những nguyênnhân của việc của việc phát sóng ngoài kênh danh định là sự không tuyến tínhcủa các bộ khuếch đại công suất Trong các kênh kề cận, việc phát ngoài kênhcủa máy phát tơng tự sẽ đợc các máy thu số nhận thấy nh là nhiễu đồng kênh

Các phơng án nhằm làm giảm việc phát ngoài kênh vẫn đang đợc sử dụng

đó là phải sử dụng các bộ lọc tại đầu ra máy phát hoặc sử dụng các bộ cộng lựachọn RF

Nếu sử dụng lại bộ anten hiện hành, có hai phơng án chúng ta phải làm

 Sử dụng cộng RF cho cả nơi công suất cao và nơi công suât thứ yếu

 Dùng giải pháp thay thế cho các cơ sở thứ yếu, đó là sử dụng các ứngdụng đa kênh

4,2 Lu ý về anten công suất

Khi phát sóng, cần phải xem xét tất cả những đặc tính dù là bình thờng ở

Lu ý các bộ khuếch đại khi chuyển đổi sẽ không thể tạo ra một công suất

nh trớc Công suất đầu ra nh trớc Công suất đầu ra số hiệu dụng sẽ phảI thấp hơn7-10 dB so với công suât đỉnh tín hiệu sync ban đầu Tuy nhiên đây không phải

là vấn đề đối với DVB-T vì công suất số thấp hơn –15 đến -20 dB so với côngsuất đỉnh sync tín hiệu analog hiện hành thì vẫn đạt đợc cùng một diện tích phủsóng

4.3Sử dụng lại các anten đang dùng

Các kênh đợc lựa chọn cho truyền hình số mặt đất phải ở trong hoặc gầnsát với dải thông của anten tơng tự có thể đem lại một vùng phủ sóng chung chocả hai dịch vụ Hâu nh các anten thu hiện nay đều thích hợp Tuy nhiên việc giớihạn ERP (effective radiater power) để bảo vệ các điểm phát sóng kênh tơng tựhiện có khỏi bị xuyên nhiễu bởi các điểm hàng xóm lân cận có thể không đợc

Nh trên hình vẽ ta thấy, bộ cộng gồm các coupler 3dB (chia nửa), hai bộlọc thông dải giống nhau và một tải giả Bộ cộng có một đầu vào có khả năngchọn lựa gọi là “dải hẹp” và một đầu vào “dải rộng” Các bộ lọc thông dải đợc sửdụng cho các kênh đầu vào dải hẹp

Tín hiệu số sẽ đợc nối vào đầu vào dải hẹp và đợc tách ra hai đờng bởi một

bộ coupler 3dB rồi đi qua hai bộ lọc thông dải giống nhau Hai nửa tín hiệu sau

đó lại đợc cộng lại nhờ một bộ coupler 3dB thứ hai trớc khi gửi tới anten Bắt kìtín hiệu nào từ bộ lọc hoặc các tín hiệu analog rò rỉ ra đều đợc xoá sạch nhờ tải

Tơng tự nh vậy tín hiệu analog đợc nối vào đầu vào dải rộng và cũng đợctách ra hai đờng nhờ một bộ coupler 3 dB Tuy nhiên lúc này hai nửa tín hiệu đợcphản xạ từ các bộ lọc và kết hợp lại vẫn nhờ bộ coupler 3 dB đó trớc khi đa raanten

Các bộ lọc đợc yêu cầu phải lọc các tín hiệu số, khoá các kênh dải rộng và

đặc biệt là các kênh liền kề thì quan trọng Tuy nhiên dùng bộ lọc sẽ dẫn đến vấn

đề trễ nhóm, đây chính là nguyên nhân của sự suy giảm tín hiệu, làm ảnh hởnglại đến khả năng lựa chọn của chính các bộ lọc đó Nhằm tránh vấn đề này, cầnphải sử dụng một bộ tiến sửa dải gốc (baseband precorrector)

4.5 Khuếch đại đa kênh

Các mạng phát hình thứ cấp là tập hợp những máy có công suất thấp vàcác bộ lọc repeater dùng để bao phủ hoàn toàn những trạm phát chính Chínhviệc dùng các kênh số trên kênh chạm thứ cấp nên cũng dẫn đến những vấn đề

nh chạm phát chính Khuếch đại đa kênh là cách thức kết hợp kênh số có thểthực hiện với những coupler không cần khả năng lựa chọn nên chi phí rất thấp

Cách thức thực hiện nhờ các thủ tục sau

Thu các kênh nhờ anten

Lọc và chuyển đổi lại kênh đầu vào trung tần IF

Xử lý trung tần

Chuyển đổi RF

Thực hiện coupling kênh có công suất thấp

Khuếch đại công suất ghép kênh

4.6 Dùng anten mới cho phát hình số mặt đất

Đầu tiên, cần phải tìm một vị trí thích hợp cho anten mới dựa trên cấu trúccột anten hiên thời Trong nhiều trờng hợp độ mở tại cấu trúc hiện thời sẽ khôngphù hợp cho các anten UHF mới đòi hỏi về mặt cắt ngang Với những mặt cắtngang loại lớn này thiết kế cho dải rộng là rất khó

Tuy nhiên lợi thế chính là việc không dùng các bộ cộng RF công suất caonhng hạn chế chính là cha lọc đợc phát ngoài kênh Do đó cần phải sử dụng các

bộ lọc tại đầu ra máy phát, nh vậy thì rất có thể vùng phủ sóng của anten sẽ khác

so với anten analog

Cũng cần quan tâm về phối hợp dải thông và sự tơng hợp của anten cũng

nh hạn chế ERP để bảo vệ các dịch vụ truyền hình tơng tự, vì những lý do đó nênviệc chi phí cho anten mới là cao

Chơng 2

Xử lý tín hiệu truyền hình

1 Số hoá tín hiệu truyền hình

Các hệ thống truyền hình màu đợc sử dụng hiện nay là các hệ(PAL,NTSC, SECAM) là những hệ truyền hình tơng tự Tín hiệu video là hàmliên tục theo thời gian Tín hiệu truyền hình tơng tự chụi ảnh hởng của nhiều yếutố(nhiễu và can nhiễu nội bộ hệ thống và từ hệ thống bên ngoài) làm giảm chất l-ợng hình ảnh

Tín hiệu video số đợc tạo từ tín hiệu video tơng tự Tín hiệu video số cóhai mức trạng thái logíc “0”; “1” biểu diễn tín hiệu video số Tín hiệu video số cótính chống nhiễu cao, có u đIểm hơn tín hiệu video tơng tự Ngày nay nhiều nớc

đã sử dụng truyền hình số để thay thế truyền hình tơng tự trong nhiều thành phầncủa hệ thống truyền hình

2 Biến đổi tơng tự - số

Lấy mẫu tín hiệu tơng tự: Là quá trình gián đoạn rời rạc hoá theo thời

gian bằng tần số lấy mẫu fSA kết quả cho ta các chuỗi mẫu

Lợng tử hoá: Là quá trình rời rạc hóa tín hiệu theo biên độ (đã đợc rời rạc

hóa theo thời gian) có nghĩa là chia nhỏ biên độ tín hiệu ra thành nhiều mức tínhiệu khác nhau và mỗi mức khác nhau sẽ đợc gán cho một giá trị biên độ

Mã hoá: Là quá trình biến đổi tín hiệu đã đợc lợng tử hoá thành tín hiệu

số bằng cách xắp xếp các mức tín hiệu tơng ứng theo hệ đếm nhị phân

2.1 Biến đổi tín hiệu video

Biến đổi tín hiệu video tơng tự thành tín hiệu video số là quá trình biến đổithuận, còn biến đổi tín hiệu số thành tín hiệu tơng tự là quá trình biến đổi ngựơc.Trong hệ thống truyền hình số có sử dụng rất nhiều các bộ ADC và DAC.

Trong truyền hình màu, hình ảnh cần truyền đI đợc biểu diễn bằng cácmàu cơ bản Đỏ(R), Lục (G), Lam (B) Nó có thể đợc truyền theo những khả năngcơ bản sau đây,

 Ba tín hiệu băng rộng R,G,B

 Một tín hiệu chói băng rộng Y và hai tín hiệu băng hẹp

 Một tín hiệu video màu tổng hợp

Nh vậy có thể chia tín hiệu thành hai loại chính, tín hiệu video tổng hợp và tínhiệu video thành phần Vì thế, quá trình biến đổi tín hiệu video tơng tự thànhvideo số có hai cách chính:

 Biến đổi tín hiệu video màu tổng hợp PAL,NTSC, SECAM

 Biến đổi tín hiệu video thành phần( tín hiệu chói và hai tín hiệu hiệumàu)

2.2 Tần sồ lấy mẫu của tín hiệu video

Số hoá tín hiệu Video tổng hợp có u đIểm là tốc độ bit thấp so với phơngpháp số hoá tín hiệu Video thành phần, nghĩa là lợng băng từ cần sử dụng trongmáy ghi hình hạn chế hơn

Tuy nhiên tín hiệu Video tổng hợp còn mang đầy đủ những khiếm khuyếtcủa truyền hình tơng tự nhất là hiện tợng can nhiễu và chói màu

Ngoài ra, tín hiệu Video sồ còn bộc lộ nhiều nhợc điểm trong quá trình xử

lý số, tạo kỹ xảo, dựng hình Vì vậy trong những năm gần đây ngời ta không sửdụng phơng pháp số hóa tín hiệu Video tổng hợp

 Tín hiệu Video thành phần

Với tín hiệu Video thành phần tần số lấy mẫu thờng đợc biểu thị thông quatần số lấy mẫu tín hiệu chói và tần số lấy mẫu tín hiệu hiệu màu Ví dụ nh tỉ lệlấy mẫu 14:7:7 tơng ứng là tần số lấy mẫu tín hiệu chói là 14Mhz và tần số haitín hiệu hiệu màu là 7Mhz.

Do tần số lấy mẫu sẽ quyết định dải thông của phổ tín hiệu Theo định lýshanon- nyquist, tần số lấy mẫu tối thiểu phải bằng hai lần tần số sóng mang.Hiện nay, để lấy mẫu tín hiệu Video sao cho tối u về dải thông cũng nh độ phângiải hình ảnh ngời ta chọn tần số tín hiệu chói là 13,5 Mhz và tần số lấy mẫu haitín hiệu hiệu mầu là 6.75Mhz

Tần số 13,5Mhz là bội số của tần số 625; 525 vì vậy, thiết bị trong cáctrung tâm truyền hình số sẽ giống nhau tạo điều kiện cho việc hợp tác các chơngtrình, và tiến tới một tiêu chuẩn chung cho cả thế giới loại bỏ những xung độtgây nên bởi tình trạng đa hệ trong truyền hình tơng tự

 Lợng tử hoá tín hiệu Video thành phần

Dạng thức Video số đợc quy định bởi các thông số sau

 Mức danh định

 Khoảng bảo vệ cần thiết

 Số lợng bit tơng ứng với mỗi mẫu

16

Mức cấm 700mv Mức trắng

0 mv Mức đen

Hình vẽ :Mức lợng tử tín hiệu chói

Các từ mã từ 115 và 236254 là cáckhoảng bảo vệ trên dới Từ mã đồng

bộ chỉ đợc xuất hiện ở khoảng tín hiệu chuẩn thời gian TRS Từ mã mở đầu củaTRS gồm :00`H và FF H

FEEC

254236Mức Video 700.000

0.000

1110101100010000

EB10

23516Khoảng trống

Mức dao động của tín hiệu chói là từ 0700 mv do đó mỗi mức lợng tửbao gồm mLT =700/1023 =0.799mv

H×nh vÏ : Møc lîng tö tÝn hiÖu C R ,C B

Mçi møc lîng tö t¬ng øng gi¸ trÞ ®iÖn ¸p mLT= 700/224 =3.125mv

Mçi møc lîng tö 115 vµ 241254 dµnh cho kho¶ng b¶o vÖ trªn díi

Møc cÊm 350mv Møc b·o hoµ

Møc cÊm -350mv Møc b·o hoµ

0 mv Møc ®en

FE F1

254 241

0.000 -350.000

11110000 10000000 00010000

F0 80 40

240 128 16 Kho¶ng trèng

11111111111 11111111100

3FF 3FC

1023 1020

0 mv Møc ®en

Khoảng trống

350.781

1111111011 1111000001

3FB 3C1

1019 961 350.000

0.000 -350.000

1111000000 1000000000 0001000000

3C0 200 040

960 512 64 Khoảng trống

-396.875

0000111111 0000000100

3F 04

63 4 Mức cấm đối

với dòng tích

cực

-397.656 -400.000

0000000011 0000000000

03 00

3 0

2.5 Cấu trúc lấy mẫu

Theo tiêu chuẩn của EBU.Tech 3267 ba mẫu đầu tiên của dòng đợc qui

định là CB/Y/CR =0/0/0 và bốn mẫu tiếp theo là CB/Y/CR/Y =359/718/359/719,Nh vậy mẫu đầu tiên sau xung xoá là một giá trị của CB cà mẫu cuối cùng là mộtgiá trị củaY

hình vẽ cấu trúc lấy mẫu

X:Lấy mẫu tín hiệu hiệu màu

⊗:Lấy mẫu tín hiệu chói Sau khi lấy mẫu, các dòng bit thành phần Y, CR ,CB đợc ghép kênh theothời gian để tạo thành một dòng số liệu Video có thứ tự xắp xếp theo quy luật nhsau

CB1/Y1/CR1 Y2 CB3/Y3/CR3 Y4

Mẫu đầu tiên của dòng Video số tích cực là CB =0 xuất hiện sau 132 mẫu

kể từ sờn trớc xung đồng bộ của tín hiệu Video tơng tự Nh vậy bề rộng của xungxoá tín hiệu là 12s

Thời gian của một dòmg tín hiệu số tích cực lớn hớn dòng Video tơng tựtích cực là 1,3s ; 53,3s; so với 52s

Để thực hiện đồng bộ tín hiệu Video số ngời ta sử dụng tín hiệu TRS TRSbao gồm bốn từ mã (ba từ mã mở đầu và một từ mac XY ) xuất hiện tại các mẫu360/720/360/721 kêt thúc dòng Videp tíc cực và các ,ẫi 431/862/431/863 bắt đầudòng Video tích cực

2.6 Định giá trị các tín hiệu thành phần Y’; CR’ CB’

Xác định Y’; R’-Y’ B;-Y’

Chuẩn hoá các giá trị hiệu màu

Từ bảng trên ta thấy giá trị Y’ dao động trong khoảng 01 trong khi đó giá trị R’–Y’ dao đọng trong khoảng –0.7010.701 và giá trị B’-Y’ dao động trongkhoảng –0.8860.886

Để phạm vi dao động của các mức tín hiệu bằng nhau, có nghĩa là các tínhiệu này chỉ dao động trong khoảng 0.5 V ta cần nhân các giá trị đó cho ác hệ

số tơng ứng KR =0,5/0.701 =0.713 và KB =0,5/0.886 =0,564

Từ đó ta có

CR’ =0,713R’-Y’)

CB’=0,564(B’-Y’)

2.7 Tín hiệu chuẩn thời gian TRS

Tín hiệu chuẩn gian cho tín hiệu Video

Tín hiệu chuẩn thời gian ở sát bên dòng sữ liệu Video và tồn tại ngay trongthời gian xoá mành Tín hiệu chuẩ thời gian cho tín hiệu Video số ký hiệu là TRSbao gồm bốn từ mã đợc sắp xếp theo thứ tự sau

Ba từ mã đầu có giá trị cố định từ mã XY mang nhng thông tin sau

Mành lẻ hay mành chẵn

Bắt đầu hoặc kết thúc xung xoá mành

Bắt đầu hoặc kết thúc xung xoá dòng

Các bít P0, P1 P2,P3 có trạng thái phụ thuộc vào các trạng tháI của các bitF,V và H để phát hiện lỗi và sửa lỗi Những bít này có khả năng sửa một bit lỗi

cà phát hiện hai bit lỗi

Sau khi lấy mẫu, lợng tử hoá và mã hoá thì mỗi tín hiệu Y ,CR và CB sẽ cho

ta một dòng tín hiệu số Để thực hiện truyền tín hiệu truyền hình số ta cần ghépkênh các dòng tín hiệu số này với nhau cùng sời các tín hiệu đồng bộ và các tínhiệu phụ trợ khác.Vị trí của các từ mã đợc bố trí nh sau

2.8 Tín hiệu chuẩn thời gian cho dữ liệu phụ

Dữ liệu phụ đợc gửi chèn vào bất kỳ thời đIểm nao của dòng dữ liệu , trừthời gian dành cho tín hiệu chuẩn thời gian TRS và dữ liệu Video Mức của dữliệu phụ cũng không đợc phép bằng 00 và FF Mỗi chuỗi dữ liệu phụ đợc khởi

đầu bằng tín hiệu chuẩn thời gian cho tín hiệu phụ TRS _ANC TRS _ANC baogồm một chuỗi các từ mã

đợc gửi trong hai từ mã, mỗi từ mã có 6 bit tổng cộng là 12 bit

Tín hiệu chuẩn thời gian cho dữ liệu phụ TRs ANC gồm có 6 từ mã là tínhiệu khởi đầu cho tất cả các dòng dữ liệu phụ và có thể xuất hiện trong thời gianxoá dòng của bất kì dòng nào Dữ liệu phụ ANC cũng có thể xuất hiện sau SAV

và trớc EAV trong các dòng từ 119 và 264282

ANC có thể xuất hiện nhiều lần trong một dòng dữ liệu nếu ta truyềnnhiều dòng dữ liệu khác nhau, ANC không đợc xuất hiện trong khoảng dành chotín hiệu đông bộ EAV và SAV

2.9 Mối quan hệ giữa tín hiệu video tơng tự và video số

ở hệ 625/25 một ảnh video đợc chia làm hai mành, mành một có 312 dòng

và mành hai có 313 dòng Thời gian xoá của mành một là 24 dòng thời gian xoá

của mành hai là 25 dòng nh vậy số dòng tích cực là 635-49 =576 dòng Thời giantích cực của tín hiệu số so với tín hiệu tơng tự chênh nhau 1,3s do vậy mà thờigian xoá dòng của chúng cũng khác nhau

Cấu trúc mành của tín hiệu video số so với mành của tín hiệu video tơng tựrất khác nhau đợc thể hiện ở cấu trúc sau

Tính toán các thông số của tín hiệu video

132T(264 Từ mã) Vai sau cung đồng bộ

12T(24 từ mã) vai sau xung

đồng bộ

720T(1440 từ mã ) Dòng số tích cực

3.1.1 Sơ đồ khối

3.1.2 Nguyên tắc làm việc

Dòng bit vào nối tiếp có dạng NRZ(non return to zero) với tần số bit fB đợcchia thành hai phần tín hiệu nguyên pha I(t) và tín hiệu vuông pha Q(t) hai tínhiệu đợc gọi là biểu trng có tần số FS bằng nửa tần số của dòng bit

FS =fB /2

Tín hiệu I(t) đợc điều chế bằng mạch nhân với sóng mang cos(t) còn tínhiệu Q(t) đợc điều chế cũng bằng mạch nhân trên nhng chỉ cần dịch pha đi mộtgóc 900

⊗

⊗

900

Nhìn vào phơng trình ta thấy khi có tín hiệu đIều chế I(t), Q(t) Tín hiệu raY(t) chỉ chứa thành phần dịch pha, không chứa thành phần có pha bằng không.Nghĩa là hoàn toàn không có thành phần sóng mang Các pha dịch cụ thể nh sau.

=450 ứng với tín hiệu đIều chế I=0; Q=0

=1350 ứng với tín hiệuđIều chế I=1; Q=0

=2250 ứng với tín hiệu đIều chế I=1; Q=1

=3150 ứng với tín hiệu điều chế I=0; Q=1

Tổng hợp hai véc tơ của tín hiệu đã đợc điều chế, tại đầu ra của bộ cộngcho tín hiệu PQSK.Véctơ nh sau

3.1.3 Lợc đồ thời gian biểu thị mối quan hệ giữa tần số F S và f B

3.2 Kĩ thuật điều chế M-QAM

3.2.1 Sơ đồ khối

3.2.2 Phơng pháp điều chế

Cũng giống nh phơng pháp điều chế PQSK, phơng pháp M-QAM là phơngpháp điều chế số trong đó, thay vì đợc truyền dới dạng các chuỗi bit thông tin dớidạng các biểu trng Mỗi biểu trng mang thông tin của hai hay nhiều bit phụ thuộcvào mức điều chế Tuy nhiên , khác với phơng pháp đIều chế PQSK, các phơngpháp điều chế M-QAM, các biểu trng khác nhau cả pha và biên độ, nói cáchkhác cả biên độ đầu vào của sóng mang cao tần đều thay đổi theo quy luật củadãy số đầu vào

Phơng trình tổng quát của tín hiệu dãy đầu vào

) ( 2 ) ( 0 2 )

T

Eo t

Cos a T

E t

Trong đó

E0 : Năng lợng của tín hiệu điều chế với biên độ nhỏ nhất

a,b : Là cặp số nguyên độc lập đợc chọn sao cho phù hợp với vị trí của

điểm thông tin

T: Là chu kỳ của biểu trng

Tín hiệu Y(t) có thể tách ra thành hai thành phần tín hiệu cơ sở sau

Vị trí đIểm thông tin thứ i trên đồ thị pha và biên độ, có hai trục 1(t),2(t)

đợc xác định bởi các thông các giá trị a E0, b E0 đợc xác định theo ma trậnvuông sau đây

(a,b)=

1 , 1 1

, 3 1

, 1

3 , 1 3

, 3 3

, 1

1 , 1 1

, 3 1

, 1

+

−

− +

−

−

− +

−

− +

−

−

−

− +

−

− +

−

L L L

L L

L

L L L

L l

L

L L L

L L

T

E0

.

2 tuỳ theo vị trí của

điểm thông tin, trong đó (a,b) là các phần tử của ma trận vuông L-L có dạng nhtrên Giả sử với QAM-16 mức ta có L=4, nên ma trận L-L có dạng dới đây

(a,b) =

3 , 3 3 , 1 3 , 1 3 3

1 , 3 1 , 1 1 , 1 1 3

1 , 3 1 , 1 1 , 1 1

, 3

3 , 3 3 , 1 3 , 1 3 3

Thông thờng có nhiều mức đIều chế VSB, nhng ta chỉ đề cập đến kĩ thuật

đIều chế 8VSB hay sử dụng hiện nay trong truyền hình quảng bá

3.3.1 Hệ thống điều chế theo kĩ thuật 8-VSB

Sơ đồ khối hệ thống điều chế theo kĩ thuật 8VSB

Rbit

8-VSB

Tín hiệu mã hoá fS(t) 8 mức trạng tháI có chu kì là TSYMđợc chuyển đổi cácmức logic có chu kì là thời gian TM từ miền thời gian sang miền tần số Sau đótín hiệu đIều chế 8-VSB với dao động sóng mang đợc xác định Tín hiệu đợc choqua bộ lọc VSB để chọn vạch tần số ở miền thời gian sang miền tần số cao hoặcmiền tần số thấp.

Tín hiệu 8-VSB cho phát sóng mặt đất sử dụng mã sửa sai TRELLIS vớitốc độ 3bit/1symbol và tỷ lệ mã hoá là 2/3 tức là hai bit đầu vào và ba bit đầu ra

Dữ liệu của kĩ thuật đIều chế 8-VSB đợc truyền theo từng khung

Khung dữ liệu đợc bắt đầu bằng một đoạn dữ liệu đồng bộ mành đầu tiên

và nối tiếp bởi 312 đoạn dữ liệu khác Sau đó đến đoạn dữ liệu tiếp theo là dữliệu đồng bộ mành thứ hai và 312 đoạn dữ liệu của mành thứ hai

Mỗi đoạn dữ liệu có 4 biểu trng (dành cho đồng bộ mành dữ liệu)và 832biểu trng dữ liệu Các biểu trng truyền tảI thông tin đồng bộ đoạn dữ liệu và

đồng bộ mành dữ liệu chỉ truyền 1bit/ biểu trng để đảm bảo một cách chắc chắnkhả năng khôI phục lại xung nhịp và các gói dữ liệu

Với kĩ thuật đIều chế 8-VSB một đoạn dữ liệu sẽ tơng ứng với một góitruyền tảI MPEG-2 Tổng số bit dữ liệu cộng với bit sửa sai FEC trong một đọanbằng 2496 bit

Một gói truyền tảI MPEG –2 chứa 188 bytes dữ liệu,20 bytes mã RS ,tổng cộng là 208 bytes, với tỷ lệ mã hoá 2/3 ta có

208.2/3=312byte312byte 8bit=2496bit

Nh vậy mỗi đoạn dữ liệu chứa 2496bit

Các biểu trng sau đó đợc điều chế theo phơng thức nén sóng mang vớihầu hết các dải biên tần dới đợc loại bỏ Dải thông của tín hiệu đIều chế 8-VSB

có dạng hình sau

3.3.2 Sơ đồ khối hệ thống máy phát truyền hình số dựa trên phơng pháp

điều chế 8-VSB

Hình 1.1 Sơ đồ khối máy phát của hệ thống phát sóng quảng bá

mặt đất sử dụng ph ơng pháp điều chế 8-VSB

Nâng tần

Chèn dữ

Điều chế VSB

Tuỳ chọn

Dữ liệu đồng bộ đoạn Dữ liệu đồng bộ mành

5.38Mhz 4.03Mhz

f0 f0+fS f0 +2fS f0+3fS f0+4fS

Mhz

3.3.3 Mã hoá kênh và điều chế tín hiệu

 Ngẫu nhiên hoá dữ liệu.

Dữ liệu sau khi đợc ghép thành dòng truyền tải MPEG-2 đợc nhận dạng bởichuỗi giả ngẫu nhiên PRBS Mục đích của quá trình này là phân tán năng lợngtrong phổ tín hiệu số ( loại bỏ các chuỗi dài “0” và “1” ) do đó quá trình này còn

đợc gọi là phân tán năng lợng ( Energy Disperal ) Các từ mã đòng bộ không đợc

đa vào quá trình này

Theo tiêu chuẩn ATSC cho truyền hình số mặt đất sử dụng chuỗi giả ngẫunhiên có độ dài cực đại 16 bit , chuỗi này đợc khởi tạo tại thời điểm bắt đầu củamành dữ liệu Chuỗi giả ngẫu nhiên nhị phân đợc sinh ra bởi một thanh ghi 16bit , thanh này có 9 nhánh hồi tiếp 8 đầu ra của thanh ghi trên hình thành mộtbyte ngẫu nhiên , trong đó mỗi bit từ byte này dùng để cộng modul 2 với bít đầuvào tơng ứng

Đa thức sinh của quá trình ngẫu nhiên hoá dữ liệu đợc sử dụng trong tiêuchuẩn phát sóng mặt đất ATSC có dạng:

G(16) = X16 + X13 + X12 + X11 + X7 + X6 + X3 + X + 1

Chuỗi khởi tạo là F180hex = 1111000110000000 đợc nạp vào trong khoảngthời gian của tín hiệu đồng bộ đoạn truớc đoạn dữ liệu đầu tiên

Generator Polynominal G (16) = X 16 +X 13 +X 12 +X 11 +X 7 +X 6 +X 3 +X+1

The initalization (pre load) occurs during the field sync interval

Initalization to F180 hex (Load to 1)

X 16 X 15 X 14 X 13 X 9 X 8

The generator is shifted with the Byte Clock and one 8 bit Byte

of data is extracted per cycle.

Mã ngoại sử dụng trong hệ thống ATSC là mã Reed-Solomon RS ( 207, 187T=10) để mã hoá dữ liệu đã đợc ngẫu nhiên tạo ra các gói dữ liệu đã đợc bảo vệ lỗi Khối dữ liệu gồm 187 byte cùng với 20 byte chẵn lẻ thêm vào để sửa lỗi do đó cókhả năng sửa 10 lỗi trong một gói, tổng cộng có 207 byte đợc truyền trên một

đoạn dữ liệu Trong việc tạo ra các byte từ các chuỗi bit thì những byte có trọng ợng lớn ứng với chuỗi bít đầu tiên , 20 byte kiểm tra RS đợc đặt ở cuối đoạn dữliệu

l-Đa thức tạo mã là G(x) = ( x+α0) ( x+α1) ( x+α19)

T0903630-96/d40

.

B A

Mod(256) add two field elements (Bytes)

Mod(256) multiply a field element

Store one element (Byte)

Primitive field generator polynomial (Galois Field)

Gate

N – k = 20 Parity bytes

Connect for first (k) bytes Open for last (N – k) bytes

Figure D.5/J.83 – Parity generator polynomial for Reed-Solomon (207, 187) with t = 10

 Chèn dữ liệu(interleaving)

Quá trình chèn dữ liệu hay còn gói là ghép xen trong hệ thống truyền dẫn VSB sửdụng 52 thanh ghi dịch FIFO Việc ghép xen đợc thực hiện chỉ với các byte dữ liệuvới độ sâu ghép bằng 1/6 mành dữ liệu (khoảng 4ms)

Hình 3.2 Đa thức sinh của mã Reed-Solomon (187 207 T=10)

Những byte dữ liệu đợc ghép là các byte số liệu trong gói đã đợc mã sửa sai

và đợc giới hạn bởi byte đồng bộ Hình dới đây là sơ đồ nguyên lí của bộ ghép xen

Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lí thực hiện chèn dữ liệu

 Mã hoá Trellis

Hệ thống ATSC cho phát sóng mặt đất sử dụng mã Trellis với tỉ lệ mã 2/3 , 2 bit

đầu vào cho 3 bit đầu ra Hình dới thể hiện nguyên lí quá trình mã hoá của hệthống , dòng bít thứ nhất đợc cho qua bộ lọc nhiễu và đợc đa ngay tới đầu ra của

bộ mã hoá, trong khi dòng bit thứ hai đợc mã hoá thành 2 dòng bit ở đầu ra

+ D

Các byte dữ liệu dữ liệu sau khi đợc ghép xen byte (chèn dữ liệu ) đợc đa tới xử lí trong một trong 12 bộ mã hoá Trellis Mỗi byte dữ liệu sẽ tạo ra 4 biểu trng dữ liệu khi đi qua một

bộ mã hóa Trellis Các biểu trng dữ liệu ra khỏi bộ ghép đợc ghép lại thành các nhóm, mỗi nhóm có 12 biểu trng Các nhóm này sau đó lại đợc ghép với nhau thành một đoạn dữ liệu , vì mỗi đoạn dữ liệu gồm 828 biểu trng dữ liệu do đó mỗi đoạn dữ liệu sẽ tơng ứng 69 nhóm.

Trellis Encoder &

Interleaved

Data

In

Trellis Encoder &

Pre-Coder

#1 Trellis Encoder &

Pre-Coder

#2

Trellis Encoder &

Pre-Coder

#10 Trellis Encoder &

Pre-Coder

#11

Hình 3.5 Ghép xen mã TrellisQuá trình ghép các nhóm sẽ theo thứ tự bình thờng từ bộ mã hoá 0 đến 11

đối với đoạn dữ liệu đầu tiên của khung ở đoạn thứ hai thứ tự thay đổi và cácbiểu trng đợc đọc ra từ bộ mã hoá 4 đến 11 và sau đó từ 0 đến 3, đoạn thứ ba củakhung theo thứ tự từ 8 đến 11 và từ 0 đến 7 Thứ tự đọc các biểu trng dữ liệu ở

đầu ra bộ ghép sẽ đợc lặp lại giống nh ở 3 đoạn dữ liệu đầu tiên trong suốt 312

đoạn dữ liệu của mành Bảng 3.7 chỉ ra cấu trúc dữ liệu sau khi ghép của 3 đoạn

đầu tiên của khung dữ liệu

D0 D1 D2 D11 D4 D5 D6 D3 D8 D9 D10 D7

D0 D1 D2 D11 D4 D5 D6 D3 D8 D9 D10 D7

 Cấu trúc khung dữ liệu 8-VSB

Dữ liệu sau khi mã hoá Trellis thông qua bộ ghép đợc chèn thêm các tín hiệu

đồng bộ đoạn và đồng bộ mành (Data Segment Sync and Data Field Sync)

a Tín hiệu đồng bộ đoạn dữ liệu.

Tín hiệu đồng bộ đoạn là tín hiệu 2 mức (1bit/1symbol) gồm 4 biểu trng

đ-ợc chèn vào ở phần đầu của mỗi đoạn dữ liệu ở đầu ra của bộ mã hoá Trellis.Byte đồng bộ trong mỗi gói truyền tải MPEG-2 đợc thay thế bởi dữ liệu đồng bộ

đoạn Trong thời gian chèn tín hiệu đồng bộ đoạn đầu vào tới 4 trong 12 bộ mãhoá Trellis đợc bỏ qua và 8 bộ mã hoá còn lại cũng không có dữ liệu vào

828 Symbols

207 Bytes

4 Symbols

Data + FEC

Data Segment SYNC

Data Segment

832 Symbols

208 Bytes

4 Symbols

Data Segment SYNC

Hình 3.6 Cấu trúc đoạn dữ liệu 8-VSBHình 3.6 minh hoạ cấu trúc một đoạn dữ liệu Đoạn dữ liệu gồm 832 biểutrng trong đó có 4 biểu trng đồng bộ đoạn và 828 biểu trng dữ liệu ( tơng ứng vớimột gói truyền tải MPEG-2 ) Tín hiệu đồng bộ đoạn thờng là dãy nhị phân

1001 , mức 1 ứng với giá trị điện áp +5 , mức -1 ứng với giá trị -5

b Tín hiệu đồng bộ mành.

Mỗi mành dữ liệu (Data Field) tơng đơng thời gian 24,2ms gồm 313

đoạn dữ liệu và đợc bắt đầu bằng đoạn dữ liệu đồng bộ mành Đoạn dữ liệu đồng

bộ mành cũng gồm 832 biểu trng, các biểu trng này chỉ mang thông tin của mộtbit ( 1bit/1symbol ) Cấu trúc của đoạn đồng bộ mành đợc minh hoạ nh sauHình 3.7 Cấu trúc đoạn đòng bộ mành dữ liệu

• SYNC tơng tự nh tín hiệu đồng bộ đoạn ở các đoạn dữ liệu có giá trị là 1001

• PN511 là chuỗi bit đợc tạo ra từ chuỗi nhị phân giả ngẫu nhiên PRBS có đa

thức tạo chuỗi là G9(X ) = X9 + X7 + X6 + X4 + X3 + X + 1 với giá trị khởi tạo là

010000000 Giá trị của chuỗi là:

• PN63 là chuỗi bít đợc tạo ra từ chuỗi nhị phân giả ngẫu nhiên PRBS với đa

thức tạo chuỗi G6(X) = X6 + X + 1 giá trị khởi tạo là 100111 Giá trị của chuỗilà:

1110 0100 1011 0111 0110 0110 1010 1111 1100 0001 0000 1100 0101 0011 1101 0000

• Hình 3.10 minh hoạ phơng pháp tạo chuỗi đồng bộ mành PN511 và PN63

X or +

X or +

X or

63 PN Sequence, X 6 +X+1 Preload 100111

Hình 3.8 Đa thức tạo chuỗi PN 511 và PN 63

• VSB mode 24 bit của trờng VSB mode cho phép ta xác định kiểu dữ liệu

trong khung VSB 2 byte đầu tiên là byte dự trữ thờng đợc đề xuất lấy giá trị

0000111100001111 Byte tiếp theo là:

• Reserved 104 biểu trng cuối của đoạn đồng bộ mành đợc dành cho khoảng

dự trữ Khoảng này thờng đợc đề nghị điền các giá trị tiếp theo của chuỗi giảngẫu nhiên PN63

Trong hệ thống 8-VSB chỉ có 92 biểu trng đầu của trờng đợc dùng cho dự trữ 12biểu trng tiếp theo sẽ đợc điền với giá trị của 12 biểu trng cuối cùng của đoạn dữliệu trớc đó

 Điều chế tín hiệu

Tại đầu ra của bộ mã hoá Trellis các biểu trng đợc ánh xạ lên các mức tín hiệu

(-7, -5, -3, -1, 1, 3, 5, 7) theo phơng pháp điều chế 8-VSB nh trong hình 3.7 Tínhiệu đồng bộ đoạn và đồng bộ mành là các tín hiệu 2 mức +5 và -5 Sóng pilot cóthể là mức điện áp một chiều nhỏ ( mức 1,25 ) đợc thêm vào mỗi biểu trng kể cảcác biểu trng dữ liệu và đồng bộ Công suất của sóng Pilot sẽ thấp hơn công suấttrung bình của các mức tín hiệu dữ liệu khoảng 11,3 dB

3.4 Kĩ thuật điều chế COFDM

Phơng pháp đIều chế tín hiệu số theo phơng pháp COFDM là kĩ thuật ghépkênh phân chia theo thời gian, bằng cách ghép đa sóng mang trên một kênhtruyền dẫn và đợc phân chia bởi bậc số n trong suất khoảng thời gian TSYM Đây

là kháI niệm tơng đối quen thuộc Lợi ích lớn nhất của COFDM là chỗ nhiều dữliệu cần truyền đợc phân phối cho rất nhiều sóng mang riêng biệt Mỗi sóngmang đợc xử lý tại một thời đIểm thích hợp và đợc gọi là một COFDM symbol

Do số lợng sóng mang lớn, mỗi sóng mang chỉ truyền một phần nhỏ củadòng bit cho nên chu kỳ của mỗi biểu trng khá lớn so với chu kỳ của một bitthông tin Trên thực tế, chu kỳ của mỗi biểu trng có thể lên tới 1ms Thiết bị đầuthu không chỉ giảI mã các biểu trng đợc truyền một cách riêng lẻ mà còn thuthập đợc các sóng phản xạ từ mọi hớng Do vậy COFDM đã biến sóng phản xạthành sóng có ích, góp phần làm tăng năng lợng biểu trng tại đầu thu

Thời gian thiết bị thu chờ đợi, trớc khi sử lý tín hiệu đợc gọi là khoảng bảovệ

Loại tín hiệu phản xạ đặc trng của mạng đơn tần SFN là tín hiệu tới từ một

đài phát lân cận nào đó, phát cùng một biểu trng COFDM Tín hiệu này khôngthể phân biệt đợcvới tín hiệu phản xạ truyền thống và vì vậy cũng sẽ đợc sử lý

nh mọi tín hiệu phản xạ khác nếu chúng tới máy thu trong khoảng thời gian bảo

vệ TG, TG càng lớn khoảng cách giữa các máy phát hình càng lớn Tuy nhiên về lý

thuyết thông tin TG càng nhỏ lại càng tốt, bởi lẽ TG là khoảng không sử dụngtrong kênh truyền TG lớn làm giảm dung lợng của kênh.

Giả xử với TG = 200às khoảng cách tối đa giữa các máy phát hình có cùngmột biểu trng D = c  TG = 3.108  200  10-6 = 60Km

Nếu toàn bộ chu kỳ của biểu trng bằng 1ms thời gian có ích trong một chu

Lựa chọn các thông số COFDM

Có nhiều thông số cần đợc lựa chọn cho phơng pháp điều chế COFDMtrong đó bao gồm Số sóng mang trong một chu kỳ biểu trng, khoảng thời gianbảo vệ TG ,phơng pháp điều chế đối với từng sóng mang, phơng thức đồng bộ vànhiều thông số khác

Nếu khoảng bảo vệ TG =200às, số sóng mang trong một kênh bằng 6000

và COFDM đợc thực hiện bằng phép biến đổi Fourier rời rạc ngợc IDFT IDFT sẽthực hiện bằng chip có khả năng tính toán tới 8K là giá trị gân nhất đối với con

Tỉ lệ mã thích hợp của mã sửa sai cũng góp phần cải thiện chất lợng của hệthống :