Tải bản đầy đủ

Nghiên cứu các tiêu chuẩn truyền hình số tiên tiến và ứng dụng tại việt

LỜI CAM ĐOAN
Trong quá trình thực hiện đề tài luận văn: Nghiên cứu các tiêu chuẩn truyền
hình số tiên tiến và ứng dụng tại Việt Nam. Tôi đã thực hiện đúng qui trình thực hiện
trong thời gian làm luận văn.
Trong quá trình nghiên cứu làm đề tài, tôi đã sƣu tầm và sử dụng một số tài liệu
trong nƣớc đã đƣợc xuất bản, và một số tài liệu theo tiêu chuẩn của ITU cũ và mới nhất
đã đƣợc thông qua trong những năm gần đây, cùng với một số bài báo và các tạp chí
trong và ngoài nƣớc.
Tôi không sử dụng sao chép vi phạm qui định đề ra ví dụ nhƣ: Sao chép các
luận văn cũ, sao chép các thông tin không có tính đích thực không đƣợc công bố.
Trên đây là lời cam đoan của tôi, nếu tôi vi phạm tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm
trƣớc hội đồng bảo vệ luận văn thạc sĩ và khoa, viện đào tạo sau đại học.
Hà Nội, ngày 25 tháng 10 năm 2013
Tác giả luận văn

BÙI VĂN DŨNG

1


THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

Thuật
ngữ

Tiếng anh đầy đủ

Tiếng việt

A
AC

Auxiliary channe

Kênh phụ

AAC

Advanced Audio Coding

Mã hóa âm thanh tối ƣu

AC-3

Dolby AC-3 audio coding

Mã hóa âm thanh AC-3

ACI

Adjacent Channel Interference

Nhiễu kênh liền kề

ACM

Adaptive Coding and Modulation

Mã hóa và điều chế thích nghi

16APS 16-ary Amplitude and Phase Shift Điều chế khóa dịch pha và biên
K

Keying
độ 16 mức

32APS 32-ary Amplitude and Phase Shift Điều chế khóa dịch pha và biên
K
Keying
độ 32 mức

Nhiễu trắng gaussian

AWG
N

Additive White Gaussian Noise

ATSC

Advance
Television
Committee

AVC

Advanced Video Coding

Mã hóa video tiên tiến

ASI

Asynchronous Serial Interface

Giao diện tuần tự không đồng bộ

Standards Ủy ban truyền hình tiên tiến

B
and Mã hóa và điều chế các bit xen kẽ

BICM

Bit
Interleaved
Modulation

BW

BandWidth

Băng thông

BB

BaseBand

Băng tần cơ sở

Coding

2


Thuật
ngữ

Tiếng anh đầy đủ

Tiếng việt

BSS

Broadcasting Satellite Service

Dịch vụ truyền hình vệ tinh

BER

Bit Error Ratio

Tỷ lệ lỗi bít

C/N

Carrier to noise ratio

Tỷ số tín/ tạp

CATV

Community
Television

CBR

Constant Bit Rate

Tốc độ bít không thay đổi

CCM

Constant Coding and Modulation

Điều chế và mã hóa không đổi

CCI

Co-Channel Interference

Nhiễu kênh

CP

Continual pilot

Pilot liên tục

CRC

Cyclic Redundancy Check

Mã vòng kiểm tra

DAB

Digital Audio Broadcasting

Phát thanh số

DCT

Discrete Cosine Transform

Biến đổi cosine rời rạc

DBPS
K

Differential
Keying

DIBE
G

Digital broadcasting Exper’s Group

Nhóm chuyên gia phát sóng số

DFT

Discrete Fourier Transform

Chuyển đổi Fourier rời rạc

DF

Data Field

Trƣờng dữ liệu

DVB

Digital Video Broadcasting

Quảng bá truyền hình số

DNP

Deleted Null Packets

Xóa gói rỗng

DSNG

Digital Satellite News Gathering

Thu thập tin tức qua vệ tinh số

C

Antenna(cable) Truyền hình cáp

D

Binary

Shift Khóa dịch pha sai hai mức

Phase

3


Thuật
ngữ

Tiếng anh đầy đủ

Tiếng việt

DTV

Digital Television

Truyền hình số

DTH

Direct To Home

Truyền hình trực tiếp tới hộ gia
đình

DTTB

Digital
Terrestrial
broadcasting

DVD

Digital Versatile Disc

Đầu đĩa đa năng kỹ thuật số

DVBS

Digital Video Broadcasting- Satellite

Truyền hình số qua vệ tinh

DVBC

Digital Video Broadcasting- Cable

Truyền hình số qua cáp

DVBH

Digital Video
Handheld

Broadcasting

- Truyền hìn số di động

DVBT

Digital Video
Terrestrial

Broadcasting

- Truyền hình số mặt đất

Television Truyền hình số phát sóng mặt đất

E
EAV

End of Active Video

Kết thúc tín hiệu video tích cực

EDTV

Enhanced Definition TeleVision

Hệ truyền hình có độ phân giải
cao

EBU

European Broadcasting Union

Hiệp hội phát thanh truyền hình
châu Âu

ECM

Entitlement Control Message

Bảng tin điều khiển cấp phép

ETSI

European Telecommunications
Standards Institute

Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu
Âu

EIRP

Effective Isotropic Radiated Power

Công suất bức xạ đẳng hƣớng
hiệu dụng

F

4


Thuật
ngữ

Tiếng anh đầy đủ

Tiếng việt

FEC

Forward Error Correction

Mã sửa lỗi trƣớc

FIR

Finite Impulse Response

Đáp ứng xung hữu hạn

FSK

Frequency Shift Keying

Khóa dịch tần

FSS

Fixed Satellite Service

Dịch vụ vệ tinh cố định

FFT

Fast Fourier Transform

Biến đổi Fourier nhanh

FIFO

First-In, First-Out shift register

Vào trƣớc, ra trƣớc

H
HDTV High Definition TeleVision

Truyền hình độ phân giải cao

HP

High Priority

Ƣu tiên cao

HEAAC

High Efficiency AAC

Hiệu suất cao AAC

HFC

Hybrid Fibre Coax

Mạng cáp lai

IBO

Input Back Off

Dự phòng đầu vào

IFFT

Inverse Fast Fourier Transform

Biến đổi fourier ngƣợc nhanh

IMUX

Input Multiplexer

Ghép kênh đầu vào

IP

Internet Protocol

Giao thức internet

ISO

International Standards Organisation.

Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế

ISDN

Integrated Services Digital Network

Mạng số đa dịch vụ

ISDB

Integrated
Broadcasting

IS

Interactive Services

Dịch vụ tƣơng tác

ISCR

Input Stream Clock Reference

Tham khảo đồng hồ dòng đầu vào

I

Services

Digital Tiêu chuẩn truyền hình số của
Nhật

5


Thuật
ngữ

Tiếng anh đầy đủ

Tiếng việt

ISI

Input Stream Identifier

Nhận dạng dòng đầu vào

ISSY

Input Stream Synchronizer

Đồng bộ hóa dòng đầu vào

ISSYI

Input Stream Synchronizer Indicator

Chỉ thị đồng bộ hóa dòng đầu vào

LDPC

Low Density Parity Check

Mã kiểm tra chẵn lẻ mật độ thấp

LNB

Low Noise Block

Bộ lọc nhiễu thấp

LSB

Least Significant Bit

Bít nhỏ nhất

LDTV

Limited Definition TeleVision

Truyền hình độ phân giải giới hạn

LP

Low Priority

Ƣu tiên thấp

MAT
V

Master Antenna Television

Truyền hình anten chung

MIS

Multiple Input Stream

Dòng đầu vào ghép kênh

MPE

Multi-Protocol Encapsulation

Tổng hợp đa giao thức

MSB

Most Significant Bit

Bít lớn nhất

L

M

MPEG Moving Picture Experts Group

Nhóm chuyên gia nghiên cứu ảnh
động

MUX

Multiplex

Ghép kênh

MMD
S

Multichannel, Multipoint Distribution Hệ thống phân tán đa kênh, đa
System
điểm

N
NBC

Non-Backwards-Compatible

Không tƣơng thích ngƣợc

NA

Not Applicable

Không áp dụng

6


Thuật
ngữ

Tiếng anh đầy đủ

Tiếng việt

NP

Null Packets

Gói rỗng

NPD

Null-Packet Deletion

Xóa gói rỗng

NIT

Network Information Table

Bảng thông tin mạng
Hình ảnh theo yêu cầu

NVOD Near Video On Demand
O
OMU
X

Ghép đầu ra

Output Multiplexer

Ghép kênh phân chia tần số trực
giao

OFDM Orthogonal Frequency Division
Multiplexing
P
PAL

Phase Alternating Line

Hệ truyền hình pha thay đổi theo
dòng quét

PAT

Program Association Table

Bảng thông tin chƣơng trình

PAPR

Peak to Average Power Ratio

Công suất đỉnh

PRBS

Pseudo-Random Binary Sequence

Chuỗi giả ngẫu nhiên nhị phân

PES

Packetised Elementary Stream

Dòng cơ bản đóng gói

PER

Packet Error Rate

Tốc độ sửa lỗi gói

PLL

Phase-Locked Loop

Vòng khóa pha

PLP

Physical Layer Pipe

Lớp vật lý riêng lẻ

PCR

Program Clock Reference

Tham khảo đồng hồ chƣơng trình

PDC

Programme Delivery Control

Điều khiển truyền chƣơng trình

PID

Packet IDentifier

Nhận dạng gói

PIL

Programme Identification Label

Nhãn nhận dạng chƣơng trình

7


Thuật
ngữ

Tiếng anh đầy đủ

Tiếng việt

PMT

Program Map Table

Bảng bản đồ chƣơng trình

PS

Program stream

Dòng chƣơng trình

PSI

Program Specific Information

Thông tin đặc tả chƣơng trình

PSTN

Public Switched Telephone Network

Mạng chuyển mạch điện thoại
công cộng

PSK

Phase Shift Keying

Khóa dịch pha

8PSK

8-ary Phase Shift Keying

Khóa dịch pha 8 mức

QAM

Quadrature Amplitude Modulation

Điều chế biên độ vuông góc

QEF

Quasi Error Free

Hầu nhƣ không có lỗi

QPSK

Quaternary Phase Shift Keying

Điều chế dịch pha vuông góc

RDS

Radio Data System

Hệ thống dữ liệu vô tuyến

RS

Reed-Solomon

Mã sửa lỗi

SD

Standard Definition(Video)

Độ phân giải theo tiêu chuẩn

SDT

Service Description Table

Bảng mô tả dịch vụ

SDTV

Standard Definition TeleVision

Truyền hình theo tiêu chuẩn

SNG

Satellite News Gathering

Cổng tin tức truyền hình vệ tinh

SOF

Start Of Frame

Khởi động của khung

SFN

Single Frequency Network

Mạng đơn tần

SI

Service Information

Thông tin về dịch vụ

Q

R

S

8


Thuật
ngữ

SIT

Tiếng anh đầy đủ

Tiếng việt
Bảng thông tin lựa chọn

Selection Information Table

SMAT Satellite Master Antenna Television
V

Hệ thống thu truyền hình vệ tinh
bằng anten chung

SP

Scattered pilot

Pilot gián đoạn

SMI

Storage Media Interoperability

Khản năng cộng tác phƣơng tiện
thông tin đại chúng

STS

Synchronization Time Stamp

Nhãn đồng bộ thời gian

TDT

Time and Date Table

Bảng ngày, giờ

TDM

Time Division Multiplex

Đa thành phần phân chia theo
thời gian

TDMB

Terrestrial
broadcasting

TPS

Transmission Parameter Signalling

Báo hiệu tham số truyền dẫn

TS

Time slot

Khe thời gian

TS

Transport Stream

Dòng truyền tải

TSDT

Transport Stream Description Table

Bảng mô tả dòng truyền tải

TR

Transmission rate

Tốc độ truyền dẫn

T

digital

multimedia Mạng đa phƣơng tiện truyền hình
số mặt đất

TMCC Transmission Multiplexing
configuration control

Điều khiển đa cấu hình và truyền
tải

TV

Thu hình

Television

U
UECP

Universal Encoder Communication Giao thức truyền thông mã hóa
Protocol
phổ biến

9


Thuật
ngữ

Tiếng anh đầy đủ

Tiếng việt

UTC

Universal Time Co-ordinated

Phối hợp thời gian chung

UP

User Packet

Gói sử dụng

UPL

User Packet Length

Chiều dài gói dữ liệu sử dụng

VCM

Variable Coding and Modulation

Mã hóa và điều chế thay đổi

VLC

Variable Length Coding

Mã độ dài thay đổi

VSB

Vestigial Sideband

Biên tần cụt

VPS

Video Programme System

Hệ thống chƣơng trình Video

GI

Guard Interval

Khoảng bảo vệ

GPS

Global Positioning System

Hệ thống định vị toàn cầu

GSE

Generic Stream Encapsulation

Dòng tổng hợp

V

G

10


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... 1
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT .............................................................................................. 2
DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................. 15
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................................ 17
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 19
CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN TRUYỀN HÌNH TƢƠNG TỰ, TRUYỀN HÌNH SỐ .. 20
1.1.TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT TRUYỀN HÌNH TƢƠNG TỰ ........................... 20
1.1.1.Nguyên tắc truyền hình tƣơng tự và sơ đồ khối ............................................... 20
1.1.2. Nguyên lý tạo tín hiệu Video ........................................................................... 21
1.1.3. Quá trình quét .................................................................................................. 23
1.1.4. Quá trình tái tạo lại hình ảnh .......................................................................... 24
1.2.TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT TRUYỀN HÌNH SỐ ........................................... 25
1.2.1. Nguyên tắc truyền hình số và sơ đồ khối ........................................................ 25
1.2.2.Truyền hình số có các đặc điểm sau đây .......................................................... 26
1.2.3. Cơ sở biến đổi tín hiệu video truyền hình số ................................................... 29
1.3.Quá trình chuyển đổi từ truyền hình tƣơng tự sang truyền hình số ........................ 30
1.3.1. Khả năng chuyển đổi từ máy phát tƣơng tự sang máy phát số ........................ 33
1.3.2. Thực hiện chuyển đổi ...................................................................................... 34
1.4.Kết luận ................................................................................................................... 34
CHƢƠNG 2 : CÁC TIÊU CHUẨN TRUYỀN HÌNH ................................................. 36
2.1.Giới thiệu chung tiêu chuẩn truyền hình số ............................................................ 36
2.1.1.So sánh ATSC , DVB-T ................................................................................... 37
2.1.2. Lựa chọn tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất của cảc nƣớc .............................. 38

11


2.2. Hệ thống truyền hình theo tiêu chuẩn ATSC ......................................................... 40
2.2.1. Đặc điểm chung ............................................................................................... 41
2.2.2. Hệ thống máy phát VSB .................................................................................. 44
2.2.3. Kết luận ............................................................................................................ 46
2.3. Hệ thống truyền hình theo tiêu chuẩn ISDB .......................................................... 47
2.3.1. Giới thiệu về ISDB .......................................................................................... 47
2.3.2. Tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất ISDB-T ..................................................... 48
2.3.3. Tiêu chuẩn truyền hình số vệ tinh ISDB-S (Integrated Service Digital
Broadcasting- Satellite) ............................................................................................. 52
2.4. Hệ thống truyền hình theo tiêu chuẩn DVB ........................................................... 53
2.4.1. Giới thiệu chung .............................................................................................. 53
2.4.2. Đặc điểm của các hệ thống DVB ..................................................................... 54
2.4.3. Tiêu chuẩn hệ thống truyền hình số vệ tinh DVB-S...................................... 54
2.4.4. Tiêu chuẩn truyền hình số vệ tinh DVB-S2 ................................................... 59
2.4.4.1. Công nghệ truyền dẫn theo tiêu chuẩn DVB-S2 [5] ................................... 59
2.4.4.2. So sánh tiêu chuẩn DVB-S và DVB-S2...................................................... 65
2.4.4.3.Hiện trạng sử dụng truyền hình số tiêu chuẩn châu âu DVB-S và DVB-S2 tại
Việt Nam ................................................................................................................. 72
2.4.5. Tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T ..................................................... 74
2.4.5.1. Giới thiệu chung ........................................................................................ 74
2.4.5.2. Sơ đồ hệ thống truyền hình theo tiêu chuẩn DVB-T................................. 75
2.4.6. Truyền hình số mặt đất DVB-T2 ..................................................................... 84
2.4.6.1. Giới thiệu ................................................................................................... 84
2.4.6.2. Một số nội dung chính trong tiêu chuẩn DVB-T2 .................................... 84

12


2.4.6.3. So sánh tiêu chuẩn DVB-T2 với DVB-T ..................................................... 89
2.4.7.Truyền hình số DVB – H .................................................................................. 91
2.4.7.1. Giới thiệu tổng quan về tiêu chuẩn DVB-H .............................................. 91
2.4.7.2. Tính năng bổ sung cho DVB-T để hỗ trợ thiết bị đầu cuối cầm tay DVB-H
................................................................................................................................ 92
2.4.8.Truyền hình số cáp DVB - C (Digital Video Broadcasting- Cable) ................ 95
2.4.8.1. Giới thiệu chung ........................................................................................ 95
2.4.8.2 Hệ thống truyền hình cáp .......................................................................... 95
2.4.8.3.Truyền hình số qua mạng cáp DVB – C2 .................................................. 99
2.5.Kết luận .................................................................................................................. 102
CHƢƠNG 3: TIÊU CHUẨN DVB-H ........................................................................ 107
3.1.Cấu trúc và nguyên lý cơ bản của công nghệ truyền hình di động ....................... 107
3.2.Các yếu tố kỹ thuật chính ...................................................................................... 108
3.3. Phổ tần và băng thông dành cho DVB-H ............................................................ 110
3.4. Dung lƣơng ghép DVB-H và C/N yêu cầu .......................................................... 111
3.5.Kết luận ................................................................................................................. 114
CHƢƠNG 4 : TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG VÀ TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI Ở VIỆT
NAM............................................................................................................................ 117
4.1. Các công nghệ cung cấp dịch vụ truyền hình di động ......................................... 117
4.1.1. Các dịch vụ truyền hình di động sử dụng nền tảng mạng di động 3G .......... 118
4.1.2. Một số nhà khai thác truyền hình di động trên 3G ........................................ 120
4.2. Truyền hình di động sử dụng công nghệ DMB ................................................... 121
4.3. Giải pháp chung và tiềm năng phát triển DVB-H................................................ 123
4.4. Tình hình triển khai DVB-H ở Việt Nam ............................................................ 126
4.4.1. Sơ lƣợc tình hình triển khai ........................................................................... 126

13


4.4.2. Mô hình triển khai dịch vụ truyền hình di động chuẩn DVB-H của VTC .... 129
4.5.Kết luận ................................................................................................................. 131
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 134

14


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1. Sơ đồ khối tổng quát hệ thống truyền hình ............................................................... 21
Hình 1.2. Quét lần lượt ............................................................................................................. 22
Hình 1.3. Quét xen kẽ................................................................................................................ 23
Hình 1.4. Sơ đồ khối của hệ thống truyền hình số .................................................................... 26
Hình 1.5. So sánh chất lượng tín hiệu số và tương tự .............................................................. 27
Hình 1.6. Quá trình chuyển đổi công nghệ từ truyền hình tương tự sang truyền hình số ........ 31
Hình 2.1. Khung dữ liệu VSB [2] .............................................................................................. 43
Hình 2.2. Phổ tín hiệu điều chế 8- VSB .................................................................................... 44
Hình 2.3. Sơ đồ hệ thống máy phát VSB ................................................................................... 44
Hình 2.4. Sơ đồ hệ thống truyền hình số theo tiêu chuẩn ISDB ............................................... 48
Hình 2.5. OFDM phân chia dải tần (Band Segmented OFDM) ............................................... 50
Hình 2.6. Cấu trúc hệ thống phát ............................................................................................ 56
Hình 2.7. Ánh xạ bit trong không gian tín hiệu ........................................................................ 58
Hình 2.8. Hệ thống truyền dẫn DVB-S2 ................................................................................... 61
Hình 2.9. Dạng dữ liệu ............................................................................................................. 61
Hình 2.10. Mode tương thích ngược ( điều chế phân cấp) ....................................................... 64
Hình 2.11. Biểu đồ thể hiện chất lượng các phương pháp điều chế [5] ................................... 66
Hình 2.12. Ví dụ về ma trận và các điểm kiểm tra ................................................................... 67
Hình 2.13. So sánh hiệu suất của DVB-S và DVB-S2............................................................... 71
Hình 2.14. Bộ điều chế DVB-S2 tự động điều chỉnh tỷ lệ mã hóa và mode điều chế ............... 71
Hình 2.15. Sơ đồ khối chức năng hệ thống [7] ......................................................................... 75
Hình 2.16. Các tia sóng đến trong k hoảng thời gian bảo vệ .................................................. 79
Hình 2.17. Mô hình hệ thống theo tiêu chuẩn DVB-T2 ........................................................... 84
Hình 2.18. Cấu trúc DVB-T2 .................................................................................................... 85
Hình 2.19. Mật độ phổ công suất đối với các mode của kênh 8MHz [9] ............................... 86
Hình 2.20. Phương thức điều chế 256 QAM ........................................................................... 87

15


Hình 2.21. Kết quả của chòm sao xoay so với không xoay ..................................................... 88
Hình 2.22. Mô hình MISO ........................................................................................................ 89
Hình 2.23. Sơ đồ mã hóa và truyền sóng DVB-H .................................................................... 92
Hình 2.24. Sơ đồ khối trong trạm thu và phát truyền hình cáp ............................................... 97
Hình 2.25. Chuyển byte sang symbol khi điều chế 64QAM .................................................... 98
Hình 2.26. Khối điều chế QAM................................................................................................ 98
Hình 2.27. Mô hình hệ thống DVB-C2 .................................................................................... 99
Hình 2.28. Đồ thị điều chế DVB-C và DVB-C2...................................................................... 102
Hình 2.29. Bản đồ các nước sử dụng các hệ thống truyền hình số DVB, ATSC, ISDB, tính
đến năm 2010 .......................................................................................................................... 103
Hình 3.1. Cấu trúc của nguyên lý DVB-H .............................................................................. 107
Hình 3.2. Bổ sung cho DVB-H vào hệ thống DVB-T .............................................................. 110
Hình 3.3. Phổ tần UHF sử dụng cho DVB-T và DVB-H ........................................................ 110
Hình 3.4. Các đường cong ngoại suy ..................................................................................... 113

Hình 4.1. Tổng quan công nghệ truyền hình di động ................................................. 117
Hình 4.2. Các công nghệ truyền hình di động ............................................................ 118
Hình 4.3. Phân đoạn cung cấp dịch vụ cung cấp truyền hình di động trên 3G.......... 120
Hình 4.4. Dịch vụ S-DMB ở Hàn Quốc ...................................................................... 122
Hình 4.5. Biểu đồ thể hiện số người xem các dịch vụ truyền hình qua các năm ........ 124
Hình 4.6. Dự kiến số lượng máy thu TV Mobile năm 2010-1015 ............................... 126
Hình 4.7. Bản đồ thị trường Mobile TV trên thế giới ................................................. 128
Hình 4.8. Mô hình khai triên dịch vụ di động theo chuẩn DVB-H ............................. 130

16


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1. Các đặc điểm cơ bản ATSC ...................................................................................... 41
Bảng 2.2. Phương pháp điều chế QPSK ................................................................................... 45
Bảng 2.3. Phương pháp điều chế 8PSK ................................................................................... 46
Bảng 2.4. Phương pháp điều chế 16QAM ................................................................................ 46
Bảng 2.5.Những quốc gia sử dụng ISDB-T [3] ........................................................................ 48
Hình 2.5. OFDM phân chia dải tần (Band Segmented OFDM) ............................................... 50
Bảng 2.6. Thông số cơ bản ISDB-T .......................................................................................... 51
Bảng 2.7. Các thông số của ISDB-S ........................................................................................ 53
Bảng 2.8. Các ví dụ về tốc độ bit hữu ích tối đa đối với băng thông transponder [4] ............. 59
Bảng 2.9. Các thông số mã hóa (đối với FECFRAME bình thường nldpc = 64800 bit) ........... 61
Bảng 2.10. Các thông số Mã hóa (đối với FECFRAME ngắn nldpc = 16.200bit)..................... 62
Bảng 2.11. Các đa thức BCH (đối với FECFRAME bình thường nldpc = 64.800 bit) .............. 62
Bảng 2.12. Các đa thức BCH (đối với FECFRAME ngắn nldpc = 16.200 bit) ......................... 63
Bảng 2.13. Bảng so sánh tiêu chuẩn DVB-S và DVB-S2 [6]................................................... 72
Bảng 2.14. Số lượng gói mã sửa sai RS trên siêu khung OFDM ở với tốc độ mã và điều chế
khác nhau .................................................................................................................................. 80
Bảng 2.15. Tổng tốc độ dòng dữ liệu ........................................................................................ 82
Bảng 2.16. Giá trị C/N cần thiết để đạt được BER = 2x10-4 sau bộ giải mã Viterbi (trong kênh
8MHz điều chế có phân cấp α, điều chế 16 QAM). .................................................................. 82
Bảng 2.17. Giá trị C/N cần thiết để đạt được BER = 2x10-4 sau bộ giải mã Viterbi (trong kênh
8MHz điều chế có phân cấp α, điều chế 64 QAM) ................................................................... 83
Bảng 2.18. Giá trị C/N cần thiết để đạt được BER = 2x10-4 sau bộ giải mã Viterbi (Trong
kênh 8MHz điều chế không phân cấp) ...................................................................................... 83

17


Bảng 2.19. So sánh DVB-T2 so với DVB-T .............................................................................. 90
Bảng 2.20. So sánh các tham số mạng đơn tần ....................................................................... 91
Bảng 2.21. DVB-H chỉ dẫn dịch vụ .......................................................................................... 94
Bảng 2.22. Bít hữu ích (Mbit/s) cho hệ thống không phân cấp trong kênh 8 MHz .................. 94
Bảng 2.23. Tham số khác nhau của DVB-H phương thức truyền dẫn OFDM ........................ 95
Bảng 2.24. Tốc độ đường truyền DVB-C ................................................................................. 99
Bảng 2.25. So sánh các tính năng của DVB-C2 so với DVB-C ............................................. 101
Bảng 2.26. Các nước tiêu biểu phát triển mạnh về truyền hình số mặt đất DVB-T [11] ....... 104
Bảng 3.1. Tỉ số C/N cho chế độ 8K nhận Video ..................................................................... 112
Bảng 3.2. Tỉ số C/N cho chế độ 8K nhận âm thanh ................................................................ 113

18


MỞ ĐẦU
Sự phát triển không ngừng của công nghệ truyền hình hiện nay, không chỉ do
yêu cầu ngày càng cao về chất lƣợng của dịch vụ truyền hình mà còn do sức ép đang
tăng lên đối với nguồn tài nguyên phổ tần số. Việc chuyển đổi từ truyền hình analog
sang truyền hình số là quá trình thay thế công nghệ truyền hình analog đã có tuổi đời
đến 60 năm bằng công nghệ truyền hình số phát triển trên nền tảng công nghệ mới với
nhiều ƣu điểm hơn.
Truyền hình số qua vệ tinh, cáp, và mặt đất hiện nay đang là lĩnh vực đƣợc
nghiên cứu mạnh mẽ, nhất là tại Bắc mỹ và Châu âu và ở Việt Nam thì truyền hình kỹ
thuật số cũng đang từng bƣớc phát triển. Với cách thức tiếp cận từ các vấn đề mang
tính cơ sở tiến tới các giải pháp kỹ thuật và giải pháp công nghệ, tôi thực hiện luận văn
này với bố cục gồm các chƣơng
Chương 1 :Tổng quan truyền hình tương tự, truyền hình số
Chương 2 :Các tiêu chuẩn truyền hình
Chương 3: Tiêu chuẩn dvb-h
Chương 4 :Truyền hình di động và tình hình triển khai ở Việt Nam
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô Viện Điện tử - Viễn thông,
Đại học Bách Khoa Nội đã giúp đỡ thực hiện luận văn này . Đặc biệt là sự hƣớng dẫn
tận tình của thầy TS.Phạm Ngọc Nam, thầy đã trực tiếp chỉ dẫn, định hƣớng, tạo mọi
điều kiện để em hoàn thành luận văn này.

19


CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN TRUYỀN HÌNH TƢƠNG TỰ, TRUYỀN HÌNH SỐ
1.1.TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT TRUYỀN HÌNH TƢƠNG TỰ
Kỹ thuật truyền hình tƣơng tự ra đời gần nhƣ cùng với chiếc tivi đen trắng và
tồn tại cho đến ngày nay (tất nhiên đƣợc cải tiến theo thời gian, đặc biệt từ khi có tivi
màu)
Là kỹ thuật truyền hình mặt đất bằng tín hiệu analog, đƣợc biết đến với dạng
hình sin (khác với truyền hình kỹ thuật số đƣợc số hóa ra những con số 0, 1).Đặc biệt,
chuẩn analog chỉ cho phép phát đƣợc một chƣơng trình trên mỗi kênh, rất lãng phí tài
nguyên tần số (chuẩn của truyền hình kỹ thuật số mặt đất cho phép phát tới 8 chƣơng
trình).Truyền hình đen trắng là bƣớc mở đầu cho việc truyền các hình ảnh đi xa. Nó
đƣợc nghiên cứu và chế tạo vào những năm 60 với những ống thu hình Vidicon.Truyền
hình đen trắng đã đƣợc 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 cao, chất lƣợng hoàn hảo. Nhƣng truyền hình đen trắng lại có nhƣợc điểm là
không có khả năng truyền đi các hình ảnh có màu sắc nhƣ trong thực tế.
1.1.1.Nguyên tắc truyền hình tƣơng tự và sơ đồ khối
Hệ thống truyền hình là một loạt các thiết bị cần thiết để đảm bảo các quá trình
phát và thu các hình ảnh thấy trong thực tế. Truyền hình đƣợc dùng vào nhiều mục
đích khác nhau. Tuỳ theo từng mục đích của truyền hình mà xác định chỉ tiêu kỹ thuật
của hệ thống cho phù hợp. Mục đích chính là ảnh truyền đi phải trung thực, chất lƣợng
ảnh càng cao thì thiết bị của hệ thống truyền hình càng phức tạp, cồng kềnh và phải
tuân thủ các nguyên tắc sau:
 Ảnh của vật cần truyền đi qua hệ thống quang học của máy quay hội tụ trên
Katốt quang điện của bộ chuyển đổi ảnh tín hiệu. Ở bộ chuyển đổi này ảnh
quang đƣợc chuyển đổi thành tín hiệu điện nghĩa là chuyển đổi năng lƣợng ánh
sáng thành năng lƣợng điện.

20


 Hình ảnh là tin tức cần truyền đi, tín hiệu điện mang tin tức về hình ảnh đƣợc
gọi là tín hiệu hình hay tín hiệu Video. Quá trình chuyển đổi ảnh quang thành
tín hiệu điện là quá trình phân tích ảnh. Dụng cụ chủ yếu để thực hiện sự phân
tích này là phần tử biến đổi quang điện hay ống phát hình.
 Tín hiệu hình đƣợc khuyếch đại, gia công đƣợc truyền đi theo kênh thông tin
sang phía thu. Ở phía thu, tín hiệu hình đƣợc khuyếch đại lên đến mức cần thiết
rồi đƣa đến bộ chuyển đổi tín hiệuảnh. Bộ chuyển đổi này có tác dụng ngƣợc
lại với bộ chuyển đổi ở phía phát, nó chuyển đổi tín hiệu hình nhận đƣợc thành
ảnh quang. Quá trình chuyển đổi hình thành ảnh quang là quá trình tổng hợp
ảnh, hay khôi phục ảnh. Dụng cụ để tín hiệu thực hiện sự chuyển đổi này là
phần tử biến đổi điện quang hay còn gọi là ống thu hình.
 Quá trình biến đổi tín hiệu ảnh phải hoàn toàn đồng bộ và đồng pha với quá
trình chuyển đổi ảnh tín hiệu thì mới khôi phục đƣợc ảnh quang đã truyền đi xa.
Để thực hiện đƣợc sự đồng bộ và đồng pha trong hệ thống truyền hình phải
dùng một bộ tạo xung đồng bộ, xung đồng bộ đƣợc đƣa đến bộ chuyển đổi
ảnh tín hiệu để khống chế quá trình phân tích ảnh, đồng thời đƣa đến bộ
khuyếch đại và gia công tín hiệu hình để cộng với tín hiệu hình rồi truyền sang
phía thu, tín hiệu hình đƣợc cộng thêm xung đồng bộ đƣợc gọi là tín hiệu truyền
hình.

Hình 1.1. Sơ đồ khối tổng quát hệ thống truyền hình
1.1.2. Nguyên lý tạo tín hiệu Video

21


Trong truyền hình để truyền đƣợc ảnh động, từng ảnh đƣợc phân tích bằng quá
trình quét thành các dòng theo chiều ngang. Có 2 phƣơng pháp quét: Quét lần lƣợt và
quét xen kẽ.
a.Quét lần lƣợt
Điểm bắt đầu
1
2

A
B

3
4

Điểm ảnh Z

Hình 1.2. Quét lần lượt
- Các dòng đƣợc quét theo thứ tự từ mép trái dòng 1 sang mép phải dòng A và quay
về phía trái theo nét rời. Rồi lại bắt đầu từ mép trái dòng 2 quét về mép phải dòng B
sau đó lập tức quay về mép trái dòng 3.... Cứ nhƣ vậy dòng điện tử quét từ phía trên
xuống đến Z. Nhƣ vậy là kết thúc việc phân tích một ảnh. Sau đó tia điện tử quay
nhanh về mép trái dòng một của ảnh thứ 2 quá trình trên xảy ra liên tiếp với ảnh thứ 3,
thứ 4...
Ƣu điểm: Phƣơng pháp đơn giản, thiết bị đơn giản, cũng nhƣ đơn giản về đồng bộ.
Nhƣợc điểm: Phổ thị tần rất rộng 13MHz.
b.Quét xen kẽ
Phƣơng pháp quét xen kẽ giống phƣơng pháp quét lần lƣợt ở chỗ dòng điện tử
cũng quét từ trên xuống dƣới, từ trái qua phải và các dòng điện tử quét ngƣợc cũng
đƣợc xoá. Điểm khác cơ bản là một ảnh đƣợc chia thành 2 mành và thực hiện quét theo
nguyên lý sau. Mỗi ảnh đƣợc truyền làm hai lƣợt, lƣợt đầu truyền tất cả các dòng lẻ
(1,3,5,7...) gọi là mành lẻ. Lƣợt hai truyền tất cả các dòng chẵn (2,4,6..) gọi là mành
chẵn.

22


Hƣớng dòng quét

Hƣớng mành quét

Dòng 1, mành 1 Dòng 1, mành 2

Hình 1.3. Quét xen kẽ
Ƣu điểm: Phổ tín hiệu của phƣơng pháp quét xen kẽ (6,5MHz) hẹp hơn phổ tín hiệu
của phƣơng pháp quét lần lƣợt (13MHz).
Nhƣợc điểm: Việc đồng bộ pha phức tạp hơn nhiều.
Trong quét xen kẽ, mỗi mành gồm 525/2= 262,5 dòng hình hoặc 625/2= 312,5 dòng
hình. Tần số mành (nửa mành) là 50Hz đối với tiêu chuẩn 625 dòng hệ PAL và 60 Hz
đối với tiêu chuẩn 525 dòng hệ NTSC.
1.1.3. Quá trình quét
Một hệ thống điện tử có khả năng truyền chỉ một bít thông tin trong một thời
gian nhất định. Do đó ảnh truyền hình đƣợc phân tích thành các phần tử nhỏ truyền lần
lƣợt tới phía thu và đƣợc tổng hợp lại tại màn hình của phía thu. Tất cả các phần tử của
ảnh đƣợc khôi phục và xuất hiện lần lƣợt đối với mắt ngƣời xem.
Camera sử dụng đèn phân tích ảnh để hội tụ ảnh quang nên lớp ảnh quang tỷ lệ thuận
với ảnh đƣợc chiếu sáng tại mọi điểm, đƣợc triển khai và lƣu trên lớp này. Một dòng
điện tử đƣợc dùng để biến đổi ảnh điện chung thành dòng điện tƣơng ứng. Dòng điện
tử này đƣợc hội tụ vào một điểm tròn và đƣợc kéo lần lƣợt qua ảnh có hai mành theo
hai dòng liên tiếp. Mỗi dòng chứa một nửa số dòng quét cuả một ảnh. Hai mành đƣợc
sắp xếp theo chiều đứng sao cho các dòng quét xen kẽ nhau và chúng tạo thành ảnh.
Ảnh đƣợc quét từ trái sang phải từ trên xuống dƣới. Tia quét đƣợc điều khiển bằng hai

23


từ trƣờng ngang và đứng thông qua cặp cuộn dây quét. Quá trình này đƣợc gọi là quét
xen kẽ tuyến tính.
Tín hiệu video tổng hợp đƣợc tạo ra từ camera gồm: Thông tin video, tín hiệu
đồng bộ, tín hiệu xoá. Tín hiệu video truyền đi những thông tin sau đây.
-

Mức xoá, mức đồng bộ.

-

Mức đen chuẩn.

-

Mức sáng trung bình.

-

Chi tiết ảnh.

-

Giá trị màu.

-

Tín hiệu video có mức một chiều (DC) chuẩn 0v hoặc biểu diễn mức đen. Mức

thu 2 (chuẩn +0,7v) biểu diễn mức trắng, mức xám nằm giữa 0v và 0,7v.
Thông tin đồng bộ gồm thông tin về:
-

Đồng bộ quét dòng

-

Đồng bộ quét mành

-

Đồng bộ giải mã màu
Thông tin đồng bộ dòng và mành dùng kích mạch quét dòng và mành trong

máy thu hình. Nó bao gồm các xung có đặc trƣng biên độ, độ rộng tần số và dạng thích
hợp cho đồng bộ. Xung đồng bộ có cực tính âm (-0,3v). Tín hiệu video tổng hợp (bao
gồm cả xung đồng bộ) có biên độ đỉnh chuẩn là 1Vđ (1Vpp).
Xung xoá bao gồm xoá dòng và xoá mành. Xung xoá dòng và xung xoá mành có thời
gian lớn hơn thời gian đồng bộ dòng và đồng bộ mành. Các thiết bị video thƣờng kết
nối với nhau bằng cáp đồng trục (không đối xứng 75).
1.1.4. Quá trình tái tạo lại hình ảnh
Ở phía thu, đèn tổng hợp hình ảnh CRT tạo lại ảnh ban đầu. Dòng điện tử trong
CRT đƣợc điều khiển theo chiều ngang và đứng, đồng bộ với dòng điện tử trong

24


pickup tube (đèn phân tích ảnh). Dòng điện tử của CRT lý tƣởng tỉ lệ với dòng điện tử
của đèn phân tích ảnh. Còn dòng lái tia trong cuộn lái tia của monitor thì đồng bộ với
dòng lái tia của pickup tube camera. Trong thực tế đặc trƣng dòng điện trong CRT (đặc
trƣng điện áp điều khiển độ chói sáng thu hình (CRT) là phi tuyến. Để sửa nó, mạch
khuyếch đại video của camera thực hiện việc gây méo trƣớc là sửa gama. Kết quả nhận
đƣợc là quan hệ tuyến tính giữa độ sáng của ảnh gốc và độ sáng tạo lại ở CRT.
1.2.TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT TRUYỀN HÌNH SỐ
1.2.1. Nguyên tắc truyền hình số và sơ đồ khối
Các hệ thống truyền hình phổ biến hiện nay nhƣ: NTSC, PAL, SECAM là các
hệ thống truyền hình tƣơng tự. Tín hiệu Video là hàm liên tục theo thời gian. Tín
hiệu truyền hình tƣơng tự chịu ảnh hƣởng của nhiều yếu tố (nhiễu và can nhiễu từ
nội bộ hệ thống và từ bên ngoài) làm giảm chất lƣợng hình ảnh.
Để khắc phục những hiện tƣợng này ngƣời ta mã hóa tín hiệu hình ở dạng số
để xử lý. Truyền hình số có những ƣu điểm sau:
Có thể tiến hành rất nhiều quá trình xử lý trong Studio (trung tâm truyền hình)
mà tỉ số S⁄ N không giảm (biến đổi chất lƣợng cao). Trong truyền hình tƣơng tự thì
việc này gây ra méo tích lũy(mỗi khâu xử lý đều gây méo).
Dễ sử dụng thiết bị tự động kiểm tra và điều khiển nhờ máy tính.
Có khả năng lƣu tín hiệu số trong các bộ nhớ có cấu trúc 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...).
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, dể thực hiện những kỹ xảo trong truyền hình.
Các thiết bị số làm việc ổn định, vận hành dễ dàng và không cần điều chỉnh các
thiết bị trong khi khai thác.
Có khả năng xử lý nhiều lần đồng thời một số tín hiệu (nhờ ghép kênh phân

25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×