Báo cáo tiểu luận tìm hiểu về công nghệ DVBS và DVBS2

I. Tổng quan về công nghệ DVB-S
1.1. KN chung về truyền hình số vệ tinh
Truyền hình số qua vệ tinh phát triển vào năm 1995 nhưng vào thời
điểm đó chỉ chiếm một thị phần nhỏ. Đến cuối năm 1998 chỉ có 0.3% hộ gia
đình thu tín hiệu truyền hình số vệ tinh DTH. Đến nay số hộ gia đình sử dụng
truyền hình số qua vệ tinh đã phát triển tại hầu hết các nước trên thế giới. Chỉ
tính đến cuối năm 2004 riêng khu vực Châu Á đã có trên 25 triệu hộ gia đình
sử dụng truyền hình số qua vệ tinh.
Truyền dẫn số vệ tinh là truyền dẫn thông tin thơng qua các vệ tinh số. Truyền hình
qua
vệ
tinh
là
một
phương pháp
phủ sóng có hiệu
quả
so
với các phương pháp khác.
1.1. Khái niệm DVB-S
DVB-S (Digital Video Broadcasting — Satellite) là hệ thống truyền hình số được
truyền dẫn thơng qua vệ tinh. Tính đến nay, đã có 3 tiêu chuẩn DVB-S:
 Tiêu chuẩn DVB-S ra đời vào năm 1994, được sử dụng phổ biến để truyền tín hiệu
truyền hình quảng bá qua vệ tinh.
 Vào năm 1997, tiêu chuẩn DVB-DSNG ra đời trên cơ sở kế thừa tiêu chuẩn DVB-S.


DVB-S2 là thế hệ thứ 2 của truyền hình số phát qua vệ tinh, được phát triển từ năm
2003, phiên bản mới nhất là V1.2.1 tháng 8 năm 2009. DVB-S2 kết hợp chức năng của
truyền hình quảng bá DVB-S và các ứng dụng chuyên nghiệp DVB-DSNG trong một
tiêu chuẩn duy nhất.

1


1.2.Sơ đồ khối:

Hình 1: Sơ đồ khối hệ thống truyền hình số qua vệ tinh
1/ Khối mã hóa tín hiệu và ghép kênh: Có nhiệm vụ tạo ra dịng truyền
tải TS. Tín hiệu truyền hình tương tự được biến đổi sang tín hiệu số, sau đó
được nén theo tiêu chuẩn MPEG -2. Dòng bit thu được là các dòng cơ sở ES
được phân vào các gói dịng truyền tải TS. Các biện pháp khóa mã cũng có thể được áp dụng
để tăng tính bảo mật cho hệ thống.
2/ Khối điều chế: Sau khi tạo thành dịng truyền tải MPEG-2, tín hiệu
được đưa đến khối điều chế tín hiệu số. Khối điều chế có nhiệm vụ biến đổi
tín hiệu truyền hình số MPEG-2 thành tín hiệu trung tần IF (Intermediate
Frequency 70/140 MHz). Tùy thuộc vào các tiêu chuẩn khác nhau mà các
kiểu điều chế được sử dụng khác nhau. Các kiểu điều chế được áp dụng trong
tiêu chuẩn DVB-S là QPSK, BPSK, 8PSK hay 16PSK; trong DVB-S2 là
QPSK, 8PSK, 16APSK, 32APSK.
Hệ thống thu có chức năng ngược lại so với hệ thống phát. Tín hiệu RF
sau khi qua anten thu được đưa tới khối LNB (Low Noise Block) hoặc bộ
khuếch đại tạp âm thấp LNA (Low Noise Amplifier) sẽ được chuyển xuống
trung tần. Tín hiệu trung tần sẽ được giải điều chế tương ứng với phương
pháp điều chế bên phát tạo thành dòng truyền tải. Cuối cùng dòng truyền tải
được giải nén, giải ghép kênh để thu được hình ảnh truyền hình.

2


1.3.Các ứng dụng của truyền hình qua vệ tinh:

Việc chuyển đổi sang phát truyền hình số qua vệ tinh sẽ tạo ra nhiều
dịch vụ mới kết hợp với việc truyền dẫn tín hiệu truyền hình qua vệ tinh
trong tương lai như:

Hình 2: Một số ứng dụng của truyền hình số qua vệ tinh
Truyền hình trực tiếp từ vệ tinh tới các hộ gia đình (DTH): Cung cấp
các kênh truyền hình mà người xem có thể thu trực tiếp chương trình
truyền hình từ vệ tinh bằng anten thu có đường kính từ 60cm đến 90cm.
Truyền dẫn tín hiệu đến các trạm phát lại mặt đất: Phương thức này
đang được áp dụng hiệu quả tại Đài THVN để đưa tín hiệu các chương
trình VTV1, VTV2, VTV3, VTV5 đến khoảng hơn 100 trạm phát lại
mặt đất của THVN tại các tỉnh thành phố và hàng ngàn máy phát lại
công suất nhỏ khác tại các huyện, xã trong cả nước.
Truyền hình độ phân giải cao (HDTV): Cung cấp các kênh truyền hình
có độ phân giải cao HDTV trên độ rộng băng tần của 1 bộ phát đáp mà
hệ thống tương tự không thể thực hiện được.

3


Truyền dẫn tín hiệu truyền hình lưu động (SNG): Truyền tin nhanh từ
hiện trường về studio, truyền hình trực tiếp các chương trình ca nhạc,
thể thao, các sự kiện chính trị, văn hóa, …
Internet: Cung cấp đường truyền
dịch vụ đến các thuê bao dịch vụ ….

số

Cung cấp dịch vụ truyền hình đến
(SMATV-Satellite Master Antenna Television).

liệu
các

tốc
tịa

độ

cao

nhà

từ

lớn,

nhà
khu

cung

cấp

chung

cư

Cung cấp tín hiệu truyền hình đến các đầu cuối dịch vụ truyền hình cáp
(CATV-Cable Television) để đưa đến các thuê bao truyền hình cáp.

1.4. Các đặc điểm cơ bản:
Phương pháp truyền dẫn tín hiệu qua vệ tinh có những đặc điểm riêng phụ thuộc vào
mục đích truyền dẫn tín hiệu qua vệ tinh. Do đặc điểm của truyền dẫn tín hiệu qua vệ tinh có
đặc điểm là truyền dẫn trong tầm nhìn thẳng, hệ số định hướng của anten lớn, tín hiệu ít bị
ảnh hưởng của phản xạ nhiều đường. Tuy nhiên do công suất trên vệ tinh là hữu hạn, đồng
thời cự ly thông tin lớn, suy giảm đường truyền lớn, dễ bị ảnh hưởng
của mưa nhất là băng tần Ku vì vậy tỷ số C/N của đường truyền không cao so
với các phương pháp truyền dẫn khác, ví dụ như truyền hình cáp hay truyền
hình số mặt đất. Chính vì những lý do đó mà hiệu suất sử dụng băng thơng
khơng cao so với các phương pháp truyền dẫn khác.

4


II. CÔNG NGHỆ DVB - S2
2.1. Sơ đồ khối chức năng:

2.1. Sơ đồi khối hệ thống DVB-S2:
2.1.1. Sơ đồi khối thích nghi kiểu truyền dẫn:

Hình 2.1.1. Sơ đồi khối thích nghi kiểu truyền dẫn:
Khối thích nghi kiểu truyền dẫn thực hiện việc thích nghi giao diện đầu vào, mã hóa
CRC-8 để phát hiện lỗi, đồng bộ và kết hợp dòng bit (trong trường hợp đầu vào đa chương
trình), chia nhỏ dịng bit thành các DATA FIELD. Cuối cùng, một tín hiệu báo hiệu được
thêm vào để thơng báo cho phía thu biết những thông tin cơ bản về dữ liệu và cấu trúc khung.
5


Định dạng của chuỗi bit đầu ra của khối thích nghi kiểu truyền dẫn sẽ bao gồm trường
BBHEADER (80 bit) và trường dữ liệu DATA FIELD có kích thước khơng cố định.

2.1.1.1. Khối giao diện đầu vào (Input Interface)

Theo định nghĩa, đầu vào của hệ thống DVB-S2 có thể là:
- Một hoặc nhiều dòng truyền tải (TS) MPEG.
- Một hoặc nhiều dịng dữ liệu chung, có thể là dịng bit liên tục hoặc dạng gói.
Do DVB-S2 chấp nhận nhiều dạng đầu vào khác nhau nên các dạng đầu vào này cần
phải được nhận biết và chuyển về một dạng chung. DVB-S2 phân loại đầu vào dựa trên độ
dài của dòng bit và gán các giá trị độ dài gói UPL (User Packets Length) tương ứng như sau:
- Dòng truyền tải TS: Giá trị UPL cố định và bằng (188 x 8) bit (độ dài một gói MPEG). Byte
đầu tiên ln là byte đồng bộ (47HEX).
- Dịng dữ liệu chung: Có thể là dòng bit liên tục (được gán UPL = 0D), hoặc dạng gói dữ
liệu. Trong trường hợp gói, nếu độ dài gói khơng đổi và nhỏ hơn 64K thì UPL được gán bằng
độ dài của gói, nếu khơng thỏa mãn 2 điều kiện trên thì đầu vào được xem như liên tục (UPL
= 0D).
Đối với các gói dữ liệu khơng phải dịng truyền tải, nếu byte đồng bộ là byte đầu tiên
của gói thì byte này sẽ khơng bị thay đổi. Nếu không, byte đồng bộ bằng 0D sẽ được thêm
vào phía trước của gói đồng thời giá trị UPL tăng thêm 8 bit.
- Tín hiệu điều khiển ACM (ACM Command): Nếu hệ thống làm việc trong chế độ mã hóa
điều chế thích nghi ACM, tín hiệu điều khiển có thể được sử dụng để điều chỉnh tỷ lệ đầu vào
cho phù hợp với điều kiện truyền dẫn.
2.1.1.2. Bộ mã hóa CRC-8

Mã hóa CRC chỉ được sử dụng cho dạng dữ liệu gói. Nếu UPL = 0D thì khối này được
bỏ qua không xử lý.
Trường hợp UPL ≠ 0, dịng bit đầu vào sẽ có dạng một chuỗi các gói dữ liệu người
dùng UP (User Packet) với độ dài UPL, bắt đầu bằng byte đồng bộ (byte đồng bộ được hệ
thống gán bằng 0 nếu khơng có).
Nếu như vậy, phần mang thơng tin có ích của gói UP (ngoại trừ byte đồng bộ) sẽ được
đưa vào bộ mã hóa CRC, với đa thức sinh:
g(X) = (X5 + X4 + X3 + X2 + 1)(X2 + X + 1)(X + 1) = X8 + X7 + X6 + X4 + X2 + 1.

6


Đầu ra bộ mã hóa CRC là phần dư của phép tính: [ X8u(X): g(X) ], trong đó u(X) là
gói đầu vào sau khi trừ đi 8 bit của byte đồng bộ. Giá trị này sẽ thay thế cho byte đồng bộ của
gói UP tiếp theo, cịn byte đồng bộ bị thay thế sẽ được copy vào trường SYNC của
BBHEADER.
Hình 2.2: Hoạt động của bộ mã hóa CRC-8
2.1.1.3. Khối Merger/Slicer

Đầu vào của bộ Merger/Slicer có thể là dịng bit liên tục hoặc gói UP. Khối
Merger/Slicer gồm 2 thành phần, thực hiện 2 nhiệm vụ khác nhau:
• Slicer:
Đọc dịng dữ liệu vào (trường hợp có nhiều đầu vào thì chỉ đọc 1 trong số các dòng
đầu vào) rồi chia thành các khối DATA FIELD có kích thước DFL (Data Field Length). Giá
trị DFL phải thỏa mãn:
(K bch-80) ≥ DFL ≥ 0
Trong đó KBCH là độ dài khối bit trước khi mã hóa BCH (nhận các giá trị khác nhau,
tùy theo tỷ lệ mã được áp dụng), 80 bit là kích thước của trường BBHEADER.
• Merger:
Liên kết các khối DATA FIELD của cùng một dịng đầu vào. Trong trường hợp chỉ có
một dịng dữ liệu đầu vào thì khối khối Merger trở nên không cần thiết và được bỏ qua.
Tùy thuộc vào ứng dụng, việc phân chia các bit vào trường DATA FIELD có thể được
thực hiện theo 2 cách:
- Lấp đầy kích thước tối đa của DATA FIELD, tương ứng với độ dài bit yêu cầu trước khi mã
hóa BCH trừ đi 80 bit BBHEADER (Kbch-80). Như vậy, một gói UP có thể bị chia vào nhiều
DATA FIELD khác nhau.
- Ngược lại, có thể phân chia sao cho mỗi DATA FIELD chỉ chứa một số nguyên các UP.
Do các gói UP có thể bị chia vào các DATA FIELD khác nhau và các byte đồng bộ

được thay thế bằng trường sửa lỗi CRC-8, nên để thực hiện đồng bộ ở phía phát cần chỉ ra số
các bit tính từ đầu một DATA FIELD cho đến bit bắt đầu của trường CRC-8 đầu tiên. Khoảng
cách này sẽ được chứa trong trường SYNCD trong BBHEADER.

7


Hình 2.3: Định dạng đầu ra sau khối thích nghi kiểu truyền dẫn
2.1.1.4. Chèn BBHEADER

Một trường BBHEADER có độ dài cố định (10 byte) sẽ được thêm vào phần đầu của
DATA FIELD nhằm xác định cấu trúc của DATA FIELD đó. BBHEADER gồm các thành
phần:
1) MATYPE (2 byte): mơ tả định dạng dịng dữ liệu đầu vào, phương pháp thích nghi kiểu
truyền dẫn, chế độ làm việc CCM hay ACM, hệ số roll-off α. Trong đó:
• Byte đầu tiên (MATYPE-1) gồm các thành phần:
- TS/GS-Transport Stream/Generic Stream: Đầu vào là dòng truyền tải hay dòng dữ liệu
chung (2 bit).
- SIS/MIS-Single Input Stream/Multiple Input Stream: Một hay nhiều dòng dữ liệu đầu vào
(1bit).
- CCM/ACM: Mã hóa và điều chế khơng đổi CCM hay mã hóa và điều chế thích nghi ACM
(1bit).
- ISSYI-Input Stream Synchronization Indicator: Chỉ thị cơ chế định thời ở phía thu có hoạt
động hay khơng (1bit).
- NPD-Null Packet Deletion: Chỉ thị cơ chế xóa các gói rỗng có hoạt động hay không (1bit).
- RO: Hệ số roll-off α (2bit).
Bảng 2.1: Giá trị các trường trong MATYPE-1
• Byte thứ 2 (MATYPE-2): Nếu trường SIS/ MIS chỉ thị nhiều dòng dữ liệu đầu vào thì byte
thứ 2 chứa nội dung xác định các dòng dữ liệu này (ISI-Input Stream Identifier), nếu khơng sẽ
được dự phịng.

2) UPL-User Packet Length (2 byte): Chiều dài của gói người dùng UP [bit]. UPL nhận các
giá trị trong khoảng [0, 65535].
Ví dụ: 0000HEX = dịng dữ liệu liên tục.
000AHEX = chiều dài gói UP bằng 10.
UPL = 188x8D: gói truyền tải MPEG.
3) DFL-Data Field Length (2 byte): chiều dài của DATA FIELD, [bit]. DFL nhận các giá trị
trong khoảng [0, 58112].
Ví dụ: 000AHEX = Data Field có độ dài 10 bit.
8


4) SYNC (1byte): bản sao của byte đồng bộ gói UP.
Ví dụ: SYNC = 47HEX: gói dịng truyền tải MPEG.
SYNC = 00HEX: khi đầu vào là dịng gói dữ liệu chung khơng có byte đồng bộ.
SYNC = khơng có nếu đầu vào là dòng dữ liệu liên tục.
5) SYNCD (2 byte): khoảng cách từ bit đầu tiên của DATA FIELD và bit bắt đầu của trường
CRC-8 đầu tiên thuộc DATA FIELD đó.
6) CRC-8: byte chỉ thị lỗi áp dụng cho 9 byte đầu tiên của BBHEADER
2.1.2. Khối thích nghi dịng truyền tải (Stream Adaptation)

Hình 2.4: Các thành phần trong khối thích nghi dịng truyền tải
2.1.2.1. Bộ đệm (Padding)

Đầu ra của khối là khung BBFRAME sẽ được đưa vào khối mã hóa BCH, do vậy
BBFRAME phải có đúng kích thước theo yêu cầu của bộ mã hóa (K bch). Bộ đệm được sử
dụng trong trường hợp dữ liệu không đủ lấp đầy một khung BBFRAME, hoặc một số nguyên
lần các gói UP nằm trong DATA FIELD, dẫn đến cịn có những chỗ trống. Khi đó bộ đệm sẽ
bổ sung thêm (Kbch - DFL - 80) bit 0 để khung BBFRAME có độ dài cần thiết là K bch. Đối với
ứng dụng quảng bá, DFL = Kbch-80 do vậy không cần sử dụng bộ đệm.
Hình 2.5: Khung BBFRAME tại đầu ra khối thích nghi dịng truyền tải

2.1.2.2. Ngẫu nhiên hóa khung BBFRAME

Q trình ngẫu nhiên hóa được sử dụng tương tự như trong tiêu chuẩn DVB-S nhằm
phân tán năng lượng dòng bit, tránh xuất hiện thành phần DC trong phổ tín hiệu. Nguyên lý
thực hiện trong DVB-S2 cũng sử dụng chuỗi giả ngẫu nhiên PRSB.
Hình 2.6: Ngun lý ngẫu nhiên hóa trong DVB-S2
2.1.3. Khối mã hóa sửa lỗi trước FEC

Hình 2.7: Các thành phần trong khối mã hóa trước FEC
DVB-S2 cũng áp dụng các biện pháp sửa lỗi trước như DVB-S, tuy nhiên phương
pháp mã hóa khác với DVB-S. Thay thế tương ứng cho mã Reed-Solomon và mã chập là mã
khối BCH và mã kiểm tra độ ưu tiên cường độ thấp LPDC. Ngoài ra một số lượng lớn các tỷ
lệ mã hóa được đưa vào DVB-S2 giúp cho hệ thống có thể linh hoạt làm việc theo các điều
kiện đường truyền khác nhau, thậm chí cả khi mức nhiễu cao hơn mức tín hiệu.
Định dạng đầu vào bộ mã hóa sửa sai là các khung BBFRAME. Bộ mã hóa đưa thêm
các bit sửa sai tương ứng với 2 loại mã hóa, tạo thành cấu trúc khung mới FECFRAME như
sau:
9


Hình 2.8: Cấu trúc FECFRAME sau bộ mã hóa trước
Trong đó:
Kbch: kích thước khối bit trước mã hóa BCH.
Nbch: kích thước khối bit sau mã hóa BCH.
kldpc: kích thước khối bit trước mã hóa LDPC.
nldpc: kích thước khối bit sau mã hóa LDPC.
DVB-S2 định nghĩa 2 loại cấu trúc khung FECFRAME: loại bình thường có độ dài
64800 bit và loại ngắn 16200 bit. Các khung FECFRAME dài có khả năng bảo vệ lỗi tốt hơn
nhưng có độ trễ lớn hơn so với loại ngắn 16200 bit. Do vậy cấu trúc khung ngắn được lựa
chọn cho các ứng dụng mà độ trễ là quan trọng (ví dụ trong các ứng dụng lưu lượng internet),

cịn khung bình thường 64800 bit được sử dụng để tối ưu hóa khả năng bảo vệ chống nhiễu
(ví dụ trong các ứng dụng quảng bá thơng thường).
Bảng 2.2: Các tham số mã hóa đối với khung FECFRAME thường
2.1.3.1. Mã hóa ngồi-mã BCH (Bose Chaudhuri Hocquenghem)
Mã BCH là loại mã khối được sử dụng trong DVB-S2 để thay thế cho mã ngoài ReedSolomon. Nguyên lý tạo từ mã BCH được tóm tắt như sau:
- Giả sử khối bit cần mã hóa
-Nhân đa thức từ mã m (x)
- Chia kết quả tìm được cho đa thức sinh từ mã g(x). Phần dư của phép chia có dạng:
- Đa thức sinh của từ mã ra
- Từ mã BCH sẽ có dạng:
Bảng 2.3: Đa thức sinh BCH trong trường hợp khung FECFRAME thường
2.1.3.2. Mã hóa trong LDCP (Low Density Parity Check Codes)

Mã hóa kiểm tra chẵn lẻ mật độ thấp (LPDC) là một lớp các mã khối tuyến tính với
một ma trận kiểm tra độ ưu tiên H. Ma trận H chỉ gồm các giá trị 0 và 1 nằm rải rác. Số lượng
các số 1 trong ma trận này rất thấp. Việc mã hóa được thực hiện bằng các phương trình biến
đổi từ ma trận H để tạo ra các bit kiểm tra độ ưu tiên. Quá trình giải mã sử dụng các đầu vào
‘mềm’ (soft-input) kết hợp với các phương trình này để tạo ra các ước lượng mới cho các giá
trị thông tin được gửi.
10


2.1.3.3. Xáo trộn bit (Bit Interleaver)

Đối với các kiểu điều chế 8PSK, 16APSK, 32APSK từ mã đầu ra sau khi mã hóa
LDPC sẽ được xáo trộn. Mục đích của xáo trộn để nâng cao khả năng chống lỗi cụm tương tự
như trong DVB-S, tuy nhiên nguyên lý thực hiện xáo trộn khác với DVB-S. Trong DVB-S2,
các bit được ghi tuần tự theo các cột trong bộ xáo trộn, nhưng khi đọc ra lại đọc theo hàng
ngang, như vậy thứ tự các bit đã bị thay đổi. Bit MSB của trường BBHEADER luôn được
đọc ra đầu tiên, ngoại trừ trường hợp của 8PSK 3/5).

Hình 2.9: Sơ đồ xáo trộn bit, điều chế 8PSK và khung FECFRAME thường
Trong các trường hợp khác của DVB-S2, xáo trộn bit được thực hiện tương tự, theo
các thông số trong bảng sau:
Bảng 2.4: Thông số của bộ xáo trộn bit trong tiêu chuẩn DVB-S2
2.1.4. Khối ánh xạ bit lên chòm sao điều chế (Bit Mapping Into Constellation)

DVB-S2 sử dụng 4 sơ đồ điều chế khác nhau: QPSK, 8PSK, 16APSK, 32APSK.
Trong đó QPSK và 8PSK được sử dụng cho các ứng dụng quảng bá do chúng là loại điều chế
có đường bao khơng đổi và có thể hoạt động ở gần điểm bão hòa của các bộ phát đáp trên vệ
tinh. Còn 16APSK và 32APSK hướng tới các ứng dụng chuyên nghiệp, có thể được sử dụng
cho quảng bá nhưng đòi hỏi mức C/N cao và phải áp dụng phương pháp tiền sửa méo
(predistortion) trong trạm phát lên để giảm thiểu tính phi tuyến của bộ phát đáp. Các phương
pháp này không tối ưu về mặt công suất nhưng hiệu suất phổ lại lớn hơn nhiều. Các sơ đồ
chòm sao 16APSK và 32APSK được thiết kế để hoạt động trên các bộ phát đáp phi tuyến nhờ
đặt các điểm trên các vòng tròn khác nhau. Tuy nhiên trên kênh tuyến tính chúng vẫn có thể
đạt hiệu quả tương đương với 16QAM và 32QAM.
Bằng cách lựa chọn kiểu điều chế và tỷ lệ mã khác nhau, DVB-S2 có thể đạt được hiệu
suất phổ từ 0,5 đến 4,5 bit/symbol tùy thuộc vào bộ phát đáp được sử dụng. Ba hệ số roll-off
khác nhau được lựa chọn: 0,35 (DVB-S) ; 0,2 và 0,25 cho phép tiết kiệm băng thông hơn so
với DVB-S.

11


Hình 2.10: Các sơ đồ điều chế được sử dụng trong DVB-S2
Ngồi ra, để tương thích ngược với DVB-S đang được sử dụng rộng rãi, điều chế phân
cấp (Hierarchical Modulation) cũng được đưa vào DVB-S2. Nhờ điều chế phân cấp, có thể
truyền đồng thời một dịng truyền tải DVB-S (HPHigh Priority) và dịng truyền tải DVB-S2
(LP-Low Priority)
Hình 2.11: Ánh xạ các bit trong điều chế phân cấp

Trong điều chế phân cấp, mỗi góc phần tư được xem như một điểm trên chịm sao điều
chế. Mỗi góc phần tư sẽ xác định 2 bit có độ ưu tiên cao HP. Tuy nhiên, nếu thêm vào 2 trạng
thái tại mỗi góc phần tư để xác định bit có độ ưu tiên thấp LP thì mỗi symbol sẽ tăng thêm 1
bit thơng tin. Như vậy, máy thu DVB-S có thể thu tín hiệu điều chế phân cấp và giải điều chế
QPSK, còn máy thu DVS-S2 sẽ thu và giải điều chế 8PSK.
2.1.5. Tạo khung lớp vật lý (PL Framing)
2.1.5.1. Cấu trúc khung truyền tải trong DVB-S2

Khác với DVB-S, tiêu chuẩn DBV-S2 quy định các cấu trúc khung. Có 2 mức cấu trúc
khung được thiết kế là:
- Mức vật lý PL (PLFRAME).
12


- Mức cơ bản (FECFRAME).
Hình 2.12: Minh họa cấu trúc khung vật lý được sử dụng trong DVB-S2
Các khung vật lý truyền tải các khung FECFRAME tương tự như xe chở hàng. Các
khung PLFRAME liền nhau có thể được mã hóa điều chế khác nhau. Cấu trúc khung ở lớp
vật lý có các bit mào đầu PLHEADER, mang các thơng tin nhằm giúp phía thu có thể đồng
bộ và xác định phương pháp điều chế và các thông số mã hóa mà khơng cần phải giải mã, giải
điều chế tín hiệu. Do tính chất quan trọng của PLHEADER nên nó được mã hóa sửa sai rất
chặt chẽ với tỷ lệ mã 7/64 (57 bit chống lỗi cho 7 bit mang tin). Trên hình, các khung vật lý
được truyền tải nối tiếp nhau. Trong mỗi khung vật lý lược đồ mã hóa và điều chế phải đồng
nhất, tuy nhiên giữa các khung vật lý khác nhau thì có thể thay đổi. Điều này tạo nên tính linh
hoạt cho hệ thống DVB-S2 so với DVB-S.
Cấu trúc khung FECFRAME sẽ cung cấp đầy đủ thơng tin phục vụ cho q trình xử lý
giải mã tín hiệu. Nhờ có 80 bit mào đầu BBHEADER, phía thu có thể thiết lập các cấu hình
tương ứng với các chế độ truyền dẫn khác nhau như đầu vào đơn chương trình hay đa chương
trình, định dạng chung hay gói dịng truyền tải MPEG, chế độ CCM hay ACM ... Tóm tắt q
trình tạo khung FECFRAME: đầu tiên là dữ liệu cần truyền đi được chia thành các DATA

FIELD có độ dài DFL. DATA FIELD được thêm trường BBHEADER kích thước 80 bit.
Trước khi đưa vào bộ mã hóa FEC, nó được bổ sung thêm các bit đệm để có độ dài phù hợp
theo yêu cầu của mã BCH và LDPC tạo thành khung BBFRAME. Quá trình mã hóa trước sẽ
thêm vào các bit sửa sai và xáo trộn để tạo thành khung FECFRAME với kích thước 64800
bit hoặc 16200 bit, tùy thuộc vào tỷ lệ mã hóa được lựa chọn.
Hình 2.13: Quá trình tạo thành FECFRAME trong DVB-S2
2.1.5.2. Quá trình tạo khung lớp vật lý

Đầu vào của khối tạo khung PL là cấu trúc XFECFRAME (FECFRAME sau khi điều
chế), đầu ra là khung lớp vật lý PLFRAME. Khung PLFRAME được tạo ra bằng cách chia
nhỏ khung XFECFRAME thành các SLOT với độ dài 90 symbol. Sau đó phần đầu
PLHEADER được thêm vào phía trước XFECFRAME. Tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể mà các
bit hoa tiêu (pilot) được thêm vào để tạo thành khung PLFRAME.

Hình 2.14: Các thành phần của khối tạo khung PLFRAME
a. Chèn khung giả (Dummy PLFRAME insertion)

13


Các khung PLFRAME giả sẽ được tạo ra nếu không có dữ liệu được truyền đi. Khung
PL giả chỉ bao gồm phần đầu PLHEADER và 36 SLOT không được điều chế.
b. Chèn báo hiệu lớp vật lý (PL signalling)
Khung XFECFRAME được chia thành S các SLOT với độ dài cố định 90 symbol. Số
lượng S được xác định theo bảng:
Bảng 2.5: Số lượng các SLOT theo độ dài XFECRAME
Phần mào đầu PLHEADER sẽ được thêm vào phía trước khung nhằm cung cấp thơng
tin cấu hình cho phía thu. Độ dài PLHEADER bằng đúng kích thước 1 SLOT. Sau khi giải
mã PLHEADER, phía thu sẽ biết được độ dài và cấu trúc PLFRAME, phương pháp điều chế
và mã hóa của FECFRAME, sự có mặt hay khơng của các bit hoa tiêu. Do tính chất quan

trọng mà PLHEADER được bảo vệ bằng mã hóa Reed Muller (64,7) và điều chế BPSK để
đảm bảo phía thu vẫn có thể giải mã trong điều kiện xấu nhất.
Hình 2.15: Cấu trúc của PLHEADER
Phần PLHEADER bao gồm 2 thành phần như sau:
- SOF - Start Of Frame (26 symbol): xác định bắt đầu một khung, mang giá trị
18D2E82HEX.
- PLSCODE (64 symbol): được mã hóa chống lỗi, sau khi giải mã sẽ thu được 7 symbol phục
vụ cho việc báo hiệu. Các symbol này được phân vào 2 trường sau:
 MODCOD (5 symbol): xác định phương pháp điều chế (QPSK, 8PSK, 16APSK,
32APSK) và các tỷ lệ mã hóa trước (1/4, 1/3, 2/5, 1/2, 3/5, 2/3, 3/4, ....) được áp dụng.
 TYPE (2 symbol): xác định độ dài của khung FECFRAME (0 = bình thường: 64800
bit, 1 = ngắn: 16200 bit), ngồi ra cịn xác định khung PL có chèn bit hoa tiêu hay
khơng (0: khơng chèn bit hoa tiêu).
c. Chèn các bit hoa tiêu (Pilots insertion).
Tùy thuộc vào phương thức làm việc được lựa chọn mà khung PLFRAME có thể có
hoặc khơng các bit hoa tiêu. Các bit hoa tiêu làm nhiệm vụ đồng bộ tại phía phát. Kích thước
khối bit hoa tiêu bằng P = 36 symbol và được chèn thêm sau mỗi SLOT, tính từ trường
PLHEADER.
d. Xáo trộn lớp vật lý (PL Scrambler).
Trước khi được điều chế, các khung PLFRAME (ngoại trừ PLHEADER) sẽ được xáo
trộn để phân tán năng lượng và tránh các giá trị lặp lại. Chuỗi xáo trộn (CI + jCQ) được tạo
14


thành từ 2 chuỗi thực (từ 2 đa thức sinh có bậc 18). Độ dài chuỗi được lựa chọn lớn hơn độ
dài tối đa của PLFRAME nhằm tránh các bit giả có thể phát sinh trong q trình xáo trộn.
2.1.6. Lọc băng gốc và điều chế cầu phương (Baseband Shaping & Quadrature Modultation)

Tín hiệu sẽ được xử lý bằng bộ lọc cos nâng với hệ số roll-off bằng 0,35 ; 0,25 hoặc
0,2.

Hàm truyền đạt H(f) của bộ lọc cos nâng
Trong đó
Điều chế cầu phương được thực hiện bằng cách nhân đầu vào I, Q với sin(2πf 0t) và
cos(2πf0t) tương ứng. Sau đó kết quả được cộng lại với nhau để tạo thành tín hiệu điều chế.
2.2. Điểm lại tiêu chuẩn DVB-S2
Các mode điều chế DVB-S2:
DVB-S2 có bốn mode điều chế, hai mode QPSK và 8PSK với điều chế đường bao
không đổi được khuyến cáo dùng cho ứng dụng quảng bá hoạt động trên bộ phát đáp vệ tinh
phi tuyến ở điểm làm việc bão hoà hoặc gần bão hoà. Hai mode điều chế cao hơn 16APSK và
32APSK thay thế cho các sơ đồ điều chế 16QAM và 32QAM của tiêu chuẩn DVB-S DSNG,
với độ co dãn được tăng và giảm độ nhạy với trạm mặt đất cũng như các đáp tuyến AM/AM
và AM/PM của bộ phát đáp đèn sóng chạy. Độ nhạy giảm làm cho APSK thích hợp hơn với
các hoạt động chuyên dụng trên vệ tinh trong các cấu hình “backoff” (lùi điểm làm việc khỏi
phần phi tuyến trên đáp tuyến của đèn sóng chạy để tránh can nhiễu giữa các sóng mang).
Các chịm sao hiệu suất băng thơng và công suất của chúng phù hợp hơn cho các bộ phát đáp
phi tuyến và cho chỉ tiêu bằng hoặc tốt hơn trên các kênh tuyến tính so với mode QAM với
hỗn hợp điều chế pha và biên độ của chúng. Mặc dù các sơ đồ APSK không hiệu quả về công
suất do yêu cầu tỷ số C/N cao hơn, chúng vẫn có hiệu quả phổ lớn hơn đáng kể. Các vòng
tròn đồng tâm trong các chòm sao APSK gồm các điểm được đặt cách đều nhau hơn so với
lưới hình vng của các điểm được sử dụng trong các sơ đồ 16QAM thơng thường. Dạng
vịng trịn đồng tâm này giảm thiểu ảnh hưởng của méo do các bộ khuếch đại công suất cao
gây ra.
Độ lợi hiệu dụng:
Việc đưa vào các mode điều chế cao hơn làm tăng hiệu suất băng thơng vì tăng số bit
ánh xạ đưa vào các chòm sao. Tất nhiên phải trả giá là yêu cầu C/N cao hơn.
Hệ số roll-off:
Như đã trình bày trước, tiêu chuẩn DVB-S2 có ba hệ số roll-off ( ) thay vì chỉ có hệ số
roll-off là 0.35 trong tiêu chuẩn DVB-S. Hệ số roll-off nhỏ đi sẽ làm tăng hơn nữa hiệu quả
15

của bộ phát đáp. Băng thơng bị chiếm bởi tín hiệu điều chế là tần số biểu tượng nhân với
(1+ ). Bằng việc sử dụng hệ số thấp hơn, các sóng mang có thể đặt gần nhau hơn, dẫn đến số
tải sóng mang tăng đối với bộ phát đáp đã cho, hoặc là tăng tần số biểu tượng với băng thơng
đã cho. Có nghĩa là bộ phát đáp sẽ truyền dẫn được nhiều thông tin hơn.
Tiểu hệ thống sửa lỗi tiến (FEC) trong DVB-S2:
Tiểu hệ thống FEC (Forward Error Correction) có trách nhiệm chính trong việc cải
thiện chỉ tiêu kỹ thuật của kết nối vệ tinh khi có can nhiễu. Do vậy việc áp dụng các thuật
toán mã hoá tiên tiến với các bộ xử lí (các chip) giá rẻ có ý nghĩa rất quan trọng. Nhóm thiết
kế tiêu chuẩn DVB-S2 đã đánh giá bảy đề nghị cho sửa lỗi tiến khi dùng họ mã hố Turbo, từ
đó đã chọn mã nội LDCP (Low Density Parity Checking) kết nối (concatenated) với mã ngoại
BCH (Bose Chauhuri Houquenohem). Sơ đồ FEC mới này được thay cho sơ đồ mã hoá của
DVB-S gồm mã xoắn kết hợp với mã Reed-Solomon. Mã LDCP do nhà tốn học Gallager tạo
ra từ năm 1963 và có thông số kỹ thuật tốt thể hiện ở tỷ lệ mã hoá cao và độ dài khối dài,
nhưng nay mới có điều kiện ứng dụng trong thực tế do những hạn chế về cơng nghệ thời kỳ
đó. Chúng u cầu sự phức tạp thấp của bộ giả mã và tất cả các phương pháp sửa lỗi tiến mới
thực tế cho tới bây giờ, mã Turbo cùng với mã LDCP là tiệm cận giới hạn Shannon - giới hạn
lý thuyết của tốc độ truyền thơng tin cực đại trên kênh có nhiễu.
2.3. Một số điểm đáng chú ý về thông số kỹ thuật của tiêu chuẩn DVB-S2
DVB-S2 cùng với chuẩn nén tín hiệu MPEG-4 H.264/AVC là tiền đề cho triển khai đại
trà dịch vụ truyền hình số HDTV cũng như các dịch vụ khác như internet tốc độ cao, không
chỉ ở việc tăng thông lượng kênh truyền mà cả độ tin cậy, tính mềm dẻo trong truyền dẫn.
Hiệu quả truyền dẫn tăng:
DVB-S2 có thể tăng dung lượng của bộ phát đáp vệ tinh lên 30%. Dung lượng của một
bộ phát đáp vệ tinh chuẩn là 36MHz, hoạt động với tốc độ biểu tượng 27,5 Msymbols/s và
FEC 3/4 có thể tăng từ 38 Mb/s lên 50 Mb/s khi dùng DVB-S2. Về lý thuyết, khi dùng DVBS2 kết hợp với MPEG-4 có thể truyền tới 6 kênh HDTV 8 Mb/s/kênh trên một bộ phát đáp, so
với 2 kênh HDTV 16Mb/s/kênh khi dùng DVB-S MPEG-2 cũng trên bộ phát đáp này. Điều
này được thực hiện bởi việc thay mã xoắn nội Viterbi trong DVB-S bằng mã nội LDPC hiệu
quả hơn, kết hợp với thay thế mã ngoại Reed-Solomon bằng mã BCH trong DVB-S2. Kết
hợp mã sửa lỗi tiến (FEC) LDPC/BCH làm cho DVB-S2 tiến gần tới giới hạn Shannon hơn,

chỉ cách khoảng 1,2 dB so với khoảng 3 dB của DVB-S.
Các giải pháp kết hợp mạnh:
Trong DVB-S2 có sự kết hợp hiệu quả tác động lẫn nhau cảu các mode điều chế, các
hệ số roll-off và các tỷ lệ mã FEC. Ngoài điều chế QPSK như trong DVB-S, DVB-S2 còn
thêm ba sơ đồ điều chế b ậc cao hơn 8PSK, 16APSK, 32APSK cho phép tăng dung lượng của
16


các bộ phát đáp vệ tinh. Nếu như trước đây tiêu chuẩn truyền dẫn vệ tinh cho các ứng dụng
quảng bá và thu tin vệ tinh số (DSNG) là khác nhau (DVB-S và DVB-DSNG) thì nay DVBS2 đảm nhiệm tất cả. Các tỷ lệ mã FEC cũng tăng thêm: trong DVB-S có 1/2, 2/3, 3/4, 5/6,
7/8; trong DVB-S2 bổ sung thêm 1/4, 1/3, 2/5, 3/5, 4/5, 8/9, 9/10. Đặc biệt có ba tỷ lệ mã hố
mà ở đó các bit dư phục vụ cho việc bảo hiểm lỗi nhiều hơn các bit thơng tin, đó là các tỷ lệ
mã: 1/4, 1/3 và 2/5. Ở QPSK 1/4 có thể giải mã tín hiệu ở mức nhiễu -2,35dB, có nghĩa là tỷ
số (S/N) = -2,35 dB hay mức nhiễu cao hơn mức tín hiệu. Các tỷ lệ mã này cho phép thơng
tin trong các điều kiện lan truyền kém thường thấy ở các ứng dụng DSNG. Do vậy tính mềm
dẻo của DVB-S2 tăng lên rất nhiều so với DVB-S và DVB-DSNG.
Lựa chọn mode điều chế:
Các mode điều chế có đường bao khơng đổi như QPSK và 8PSK cho phép bộ khuếch
đại công suất đầu ra đèn sóng chạy trên bộ phát đáp vệ tinh hoạt động ở chế độ bão hoà. Điều
này là quan trọng đối với dịch vụ quảng bá vì nó cho phép điều khiển độ lợi tự động để duy
trì bộ phát đáp ở mức cơng suất đầu ra cực đại không phụ thuộc vào suy giảm uplink. Do vậy
đảm bảo mức công suất phát xạ đẳng hướng tương đương đầu ra không đổi từ vệ tinh.
QPSK cung cấp 2 bit/symbol, cịn 8PSK là 3 bit/symbol. Do đó 8PSK mang lượng
thông tin lớn hơn QPSK 50% với cùng một băng thông. Nhưng điều này cũng yêu cầu công
suất phát xạ tương ứng lớn hơn từ vệ tinh, hoặc kích thước anten thu vệ tinh lớn hơn. Các vệ
tinh công suất cao và các khối thu vệ tinh với hệ số nhiễu thấp làm cho 8PSK trở nên thông
dụng cho các ứng dụng quảng bá. Các mode điều chế với đường bao không đổi, như 16QAM
(trong DVB-DSNG), 16APSK và 32APSK cần hoạt động trong các bộ phát đáp với mode
hoạt động tuyến tính để tránh can nhiễu điều chế tương hỗ. Các bộ phát đáp này hoạt động ở
mức back-off đáng kể và sẽ không cho công suất đầu ra cực đại.

Các frame lớp vật lý:
Lớp cao tần (RF layer) của tín hiệu DVB-S2 được chia thành các khung vật lý khơng
cần sử dụng cũng một dạng mã hố hay điều chế. Mode điều chế và tỷ lệ mã có thể thay đổi
theo từng khung. Các khung có thể được ấn định cho các luồng truyền tải khác nhau. Mỗi
khung được kết thúc bởi một dãy symbol BPSK 90bits, bảo vệ cao header mã khối 7/64.
Header bao gồm tín hiệu đồng bộ và thông tin liên quan với báo hiệu. Và nó được kèm theo
bởi hoặc là 16.200 bit (180x90), hoặc 64.800 bit (720x90), được bảo vệ bởi liên hợp mã
LDPC/BCH FEC. Các khung FEC dài hơn sẽ cũng cấp sự bảo vệ lỗi tốt hơn nhưng lại có độ
trễ lớn hơn so với khung FEC 16 200 bit. Do vậy, khung FEC ngắn được dùng cho các ứng
dụng mà yêu cầu độ trễ nhỏ hay tính đến lưu lượng dữ liệu (trường hợp thông tin truyền đi
nhỏ mà sử dụng khung thường, sẽ truyền đi lượng lớn bit dư thừa không mang thông tin),
khung dài được sử dụng để tối ưu hố việc bảo vệ tín hiệu (ví dụ trong các ứng dụng quảng
bá thông thường). Bằng việc dùng điều chế và mã hoá khác nhau cho khung khác nhau nhiều
17


khả năng mới có thể được sáng tạo. Tuy nhiên cần bổ sung cac pilot vào tín hiệu để dễ dàng
cho việc khơi phục sóng mang.
Mã hố điều chế khơng đổi (CCM-Constant Coding and Modulation):
Mode hoạt động đơn giản nhất của DVB-S2 là mã hố và điều chế khơng đổi tương tự
với cách mà tín hiệu sử dụng bởi DVB-S. Trong CCM cùng một mode điều chế và FEC được
sử dụng cho tất cả các frame lớp vật lý. Điểm trội hơn của DVB-S2 trong mode CCM so với
DVB-S là việc bảo hiểm lỗi được cải thiện do dùng mã nội và mã ngoại mới, cải thiện dung
lượng tăng 30%. Sự cải thiện này có giá trị lớn cho các hệ thống quảng bá HDTV. Tuy nhiên
trong mode CCM tiềm năng đầy đủ của cấu trúc frame lớp vật lý DVBS2 không được sử
dụng.
Mã và điều chế thay đổi (VCM-Variable Coding and Modulation):
Trong các ứng dụng quảng bá DVB-S, QPSK và tỷ lệ mã FEC là cố định, trong khi đó
với DVB-S2 thì khác: nhiều luồng truyền tải có thể được kết hợp trên một bộ phát đáp hoạt
động ở chế độ bão hồ, cung cấp đường bao của tín hiệu không đổi (QPSK và 8PSK). Tuy

nhiên nhiều luồng truyền tải có thể được ấn định cho các frame vật lý khác nhau, do vậy có
thể dùng các mode điều chế và các tỷ lệ mã khác nhau cho các dịng truyền khác nhau. Phụ
thuộc vào ứng dụng mà có sự dung hồ khác nhau giữa dung lượng và tính mạnh khoẻ của
truyền dẫn. Ví dụ một bộ phát đáp có thể mạng cả tín hiệu truyền hình SDTV và HDTV
nhưng với mức bảo vệ kém hơn cho HD để đạt lợi ích tăng tốc độ bit. Điều này có thể đặt ra
yêu cầu cao hơn đối với kích thước anten của đầu thu (set-top-box) HDTV, nhưng phải ở mức
chấp nhận được với ứng dụng.
Các dịch vụ chuyên dùng cho phép dùng các anten kích thước lớn, do vậy có thể dùng
tỷ lệ mã xấu hơn để đạt độ lợi về tốc độ bit, và có thể được tích hợp đến các bộ phát đáp
quảng bá đang hoạt động ở chế độ bão hồ. Điều này có thể bao gồm nhiều loại lưu lượng dữ
liệu khác nhau như internet backbone mà trước đây bặt buộc phải dùng các sóng mang tách
biệt nhằm đảm bảo tính linh hoạt chọn lựa tỷ lệ mã và điều chế.
Mã hố và điều chế thích nghi (ACM-Adaptive Coding and Modulation):
ACM chính là mode hoạt động tinh tế nhất của DVB-S2, nó cho phép tối ưu hố các
ứng dụng điểm - điểm.Trong mode này có một kênh ngược từ máy thu tới máy phát uplink.
Kênh ngược cung cấp cập nhật tức thời hệ số ở máy thu cho trạm uplink. Điều này có thể
được sử dụng để thay đổi tỷ lệ mã hoá và mode điều chế để tối ưu hố tốc độ bit cực đại.Có
nghĩa là khi trời trong thì có thể dùng tỷ lệ mã xấu hơn, điều chế mức cao hơn để tăng thơng
lượng bit, nghĩa là tăng thơng lượng trung bình của toàn hệ thống. Khi trời mưa to hoặc điều
kiện lan truyền xấu thì ngược lại.Như vậy có thể cải thiện đáng kể thông số thông lượng của
hệ thống, đặc biệt với các kết nối backbone internet và các loại lưu lượng dữ liệu khác.
18


Trong các ứng dụng DSNG, một kênh ngược băng thông hẹp đến xe uplink có thể
cung cấp thơng lượng tối ưu trong các điều kiện khó bằng việc thay đổi mã hố và điều chế
tương ứng. Ví dụ nếu bắt buộc phải dùng mode với tốc độ bit thấp hơn bình thường thì có thể
bù lại bằng cách giảm tốc độ bit
Hình 2.16: Mơ hình mã hóa và điều chế thích nghi [8]
Mode tương thích ngược (BC mode-Backwards Compatible mode):

Tiêu chuẩn DVB-S2 (tiêu chuẩn ETSI EN 302 307 V1.1.2 06/2006) đã nhìn thấy trước
rằng tuy DVB-S2 có nhiều ưu điểm nhưng do hiện nay số máy thu theo tiêu chuẩn DVB-S là
quá lớn (hàng trăm triệu chiếc) nên các nhà quảng bá vệ tinh khơng thể hoặc khó có thể
chuyển ngay sang dùng DVB-S2 vì cịn phải tính đến quyền lợi của người tiêu dùng. Do vậy
trong tiêu chuẩn này cịn có một phụ lục tuỳ chọn “các mode tương thích ngược” để dung hồ
giữa việc ứng dụng cơng nghệ truyền dẫn mới cho quảng bá và khách hàng của họ.
Các mode tương thích ngược (BC mode) tuỳ chọn nhằm để gửi trên một kênh vệ tinh
hai luồng truyền tải.Dòng thứ nhất (có độ ưu tiên cao-HP) chỉ tương thích với các máy thu
DVB-S ( theo tiêu chuẩn DVB-S EN 300 421) cũng như với các máy thu DVB-S2, nghĩa là
cả hai máy thu DVB-S và DVBS2 đều thu được tín hiệu của luồng truyền tải này. Dịng thứ
hai (có độ ưu tiên thấp-LP) chỉ tương thích với các máy thu DVB-S2. Sự tương thích ngược
có thể được thực hiện theo một trong hai phương pháp:
 Điều chế theo lớp, trong đó các tín hiệu DVB-S và DVB-S2 được ghép kênh
không đồng bộ trên cùng một tần số vô tuyến (do vậy mode hoạt động này
không yêu cầu một công cụ đặc biệt nào trong tiêu chuẩn kỹ thuật DVB-S2).
 Điều chế phân cấp, trong đó hai luồng truyền tải HP và LP được kết hợp đồng
bộ ở mức symbol điều chế trên chịm sao 8PSK khơng đối xứng. Tiêu chuẩn
DVB-S2 chọn phương pháp này.
Cần chú ý rằng mode phân cấp cũng được sử dụng trong tiêu chuẩn truyền hình số mặt
đất DVB-T. Ngoài ra các dịch vụ quảng bá khơng phải DVB dựa trên điều chế QPSK có thể
truyền dòng truyền DVB-S2 LP, khi dùng các sơ đồ điều chế theo lớp hoặc phân cấp kể trên.
Tuy nhiên dùng BC mode cũng có ý nghĩa là có sự thoả hiệp giữa chỉ tiêu của các thành phần
DVB-S2 và DVB-S của tín hiệu.Việc dùng điều chế 8PSK với hai symbol đặt gần nhau hơn
so với trong mỗi góc phần tư so với giản đồ chòm sao 8PSK gốc làm cho các máy thu DVB-S
tin rằng chúng đang thu tín hiệu QPSK, còn các máy thu DVB-S2 thu tất cả 8 symbol. Việc
dùng ánh xạ phân cấp thông minh như vậy cho phép kết hợp các tín hiệu SDTV cho máy
DVB-S và HDTV cho máy thu DVB-S2 trên cùng một bộ phát đáp.

19

2.4 So sánh một số thông số kỹ thuật với DVB-S
Việc dùng sơ đồ FEC mới cho phép DVB-S2 tăng thơng lượng kênh với cùng một mức
cơng suất sóng mang và sử dụng các mode điều chế bậc cao hơn so với QPSK trong DVB-S.
Đối với cùng một tỷ lệ lỗi bit (BER) DVB-S2 có độ dự phịng từ 1,4 đến 1,8 dB so với DVBS. Ví dụ: DVB-S QPSK với FEC tỷ lệ mã 3/4 yêu cầu cùng một mức cơng suất sóng mang
như DVB-S2 8PSK với FEC tỷ lệ mã 2/3 như hình 32.
Hình 2.17: Độ lợi cơng suất của DVB-S2 với DVB-S
Độ dự phòng này cho phép dùng anten thu có đường kính nhỏ hơn trong điều kiện thời
tiết xấu hơn. Đồng thời DVB-S2 cho phép dùng phổ hiệu quả khi xét về thông số hiệu suất
băng thông (bit/s/Hz). Việc dùng các hệ số rolloff thấp hơn cho phép dùng các sóng mang hẹp
hơn.
Ví dụ: Sóng mang 20 Msym/s với roll-off 0,35 của DVB-S sử dụng băng tần 27 MHz
so với 24 MHz của DVB-S2 với hệ số roll-off là 0,2. Hình 33 cho thấy so sánh hiệu suất băng
thơng của DVB-S và DVB-S2.
Hình 2.17: Độ lợi băng thông của DVB-S2
Bảng 15 cho ta so sánh các thông số của DVB-S và DVB-S2 ở một vài chế độ làm
việc khác nhau điển hình. Ta thấy với tỷ số C/N tương tự nhau nhưng thông lượng kênh của
DVB-S2 tăng khoảng 30% so với DVB-S. Hình 34 biểu diễn hiệu suất băng thông của hiệu
quả phổ DVB-S2 đã gần đạt đến mức giới hạn Shannon, và đó cũng là lý do để các nhà sáng
tạo lạc quan nói rằng sẽ khó mà có tiêu chuẩn DVB-S3.
Bảng 2.6: So sánh DVB-S2 với DVB-S ở một vài chế độ làm việc khác nhau điển hình
Hình 2.18: Hiệu suất băng thơng và C/N yêu cầu trên kênh nhiễu Gausse trắng cộng
(AWGN)
Những ưu điểm của DVB-S2 so với DVB-S:
• Tăng dung lượng truyền dẫn trên cùng một băng thông:
So sánh với tiêu chuẩn DVB-S với cùng một điều kiện truyền dẫn: DVBS2 có khả
năng truyền dữ liệu tới hơn 30% trong cùng dải băng thơng. Nói cách khác, một tín hiệu
truyền dẫn theo tiêu chuẩn DVB-S2 u cầu băng thơng ít hơn 30% so với khi sử dụng DVBS. Đặc biệt khi ứng dụng điều chế, mã hóa VCM và ACM hiệu suất sử dụng băng thơng tăng
tương ứng 66% và 131%.
• Tăng hiệu quả cơng suất truyền dẫn:

Trong vùng phủ sóng, u cầu thu của một tín hiệu DVB-S2 thấp hơn khoảng 2,5 dB
so với một tín hiệu DVB-S với cùng điều kiện bảo vệ lỗi. Ngồi ra, DVB-S2 cịn có thể tương
20