0706 nghiên cứu ứng dụng truyền thanh số nhằm nâng cao chất lượng hệ thống truyền thanh cơ sở luận văn tốt nghiệp

BỘGIÁODỤCVÀĐÀOTẠO
TRƢỜNGĐẠIHỌCQUYNHƠN

TRẦNTÍNTRỌNG

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG TRUYỀN THANH
SỐNHẰMNĂNGCAOCHẤTLƢỢNGHỆTHỐNGTRUYỀN
THANHCƠ SỞ

LUẬNVĂNTHẠCSĨKỸTHUẬT VIỄNTHƠNG

BìnhĐịnh–Năm2021


TRẦNTÍNTRỌNG

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG TRUYỀN THANH
SỐNHẰMNÂNGCAOCHẤTLƢỢNGHỆTHỐNGTRUYỀN
THANHCƠ SỞ
Chunngành: KỹthuậtviễnthơngMã
số
8520208

Ngƣờihƣớngdẫn:TS.ĐÀOMINHHƢNG


1

LỜICAMĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu ứng
dụngtruyền thanh số nhằm nâng cao chất lượng hệ thống truyền thanh cơ sở”, là

cơngtrình nghiên cứu khoa học của riêng tôi, được thực hiện dưới sự hướng dẫn
củaTiến sĩ Đào Minh Hƣng. Các kết quả khoa học trình bày trong luận văn
này, làthành quả nghiên cứu của bản thân tôi trong suốt thời gian thực hiện đề
tài vàchưa từng xuất hiện trong bất cứ công bố của các tác giả khác. Các số liệu
đượcsử dụng trong luận văn rất trung thực, có trính dẫn từ các nguồn hợp pháp
vàđáng tincậy,cáckếtquảđạtđượclàchínhxácvà trungthực.

Tácgiả luậnvăn

TrầnTínTrọng


MỤCLỤC
LỜICAM ĐOAN..................................................................................................i
DANHMỤCCÁCTỪ VIẾTTẮT.......................................................................vi
DANHMỤCBẢNGBIỂU....................................................................................x
DANHMỤCHÌNHVẼ........................................................................................xi
MỞĐẦU............................................................................................................... 1
1. Lý dochọnđềtài.............................................................................................1
2. Tổngquantìnhhìnhnghiên cứu.......................................................................2
2.1. Tình hìnhtrên thếgiới..............................................................................2
2.2. Tình hìnhtrongnước................................................................................3
3. Mụcđíchvànhiệmvụnghiên cứu.....................................................................4
3.1. Mụcđíchnghiêncứu.................................................................................4
3.2. Nhiệmvụnghiêncứu.................................................................................4
3.3. Đốitượng,phạmvinghiên cứu...................................................................4
4. Phương phápnghiêncứu................................................................................4
5. Cấutrúccủaluậnvăn........................................................................................5
6. Ýnghĩakhoahọcvàthựctiễn củađềtài...............................................................5
Chƣơng1:CƠSỞLÝTHIẾTXỬLÝTÍNHIỆMTHANH..............................6

1.1. Tổng quanhệthốngtruyềnthanh số..............................................................6
1.2. Cơsở lýthuyếtsốhóa...................................................................................6
1.3. Kênhvậtlýtronghệ thốngDAB....................................................................8
1.4. CáchghépkênhDAB.................................................................................11
1.4.1. Chếđộđộclậpcủađakênh....................................................................11
1.4.2. Chếđộtruyền......................................................................................12
1.4.3. Chếđộpháttrựctuyến..........................................................................14
1.4.4. Dữ liệu liên kếtchươngtrìnhPAD.......................................................14
1.4.5. Chếđộgói...........................................................................................16
1.4.6. Kênh thôngtinnhanh..........................................................................17


1.5 Mãhóa.......................................................................................................18
1.5.1. Mã hóakênhtruyền.............................................................................18
1.5.2. Mã hóâmthanh................................................................................19
1.5.3. Mã hóâmthanhđakênh.....................................................................20
1.5.4. Đặcđiểm củahệthốngmãhóâm thanhđakênh MPEG-2.....................21
1.6. Phươngpháp mãhóâmthanh....................................................................22
1.6.1. Phânbổbitvàmãhóathơng tinphânbổbit.............................................23
1.6.2. Định lượngvàmãhóacácmẫubăngtầncon...........................................23
1.6.3. Cấu trúcluồngbitlớpII........................................................................24
1.6.4. GiảimãâmthanhlớpII.........................................................................25
1.6.5. Tốcđộlấymẫuvà độphângiảiđầuvào...................................................26
1.6.6. Tốcđộbitâmthanh...............................................................................26
1.7. Kếtluậnchương1.......................................................................................30
Chƣơng2.HỆTHỐNGTHU-PHÁTTRUYỀN THANHSỐ.............................31
2.1. Kênh caotầnRF........................................................................................31
2.2. Mơ hìnhlan truyền...................................................................................33
2.2.1. Phânbốkhuvựcnhỏ.............................................................................33
2.2.2. Ảnhhưởngcủabăngthơngkênh............................................................34

2.2.3. Mơ hìnhlantruyền đơngiảnhệthốngDAB............................................36
2.3. Giớithiệuvề mạngđơntần SFN.................................................................39
2.3.1. SFNđượcsửdụngtrongDAB................................................................39
2.3.2. Ưu điểmcủaSFN................................................................................41
2.3.3. ĐặcđiểmriêngcủaSFN........................................................................42
2.3.4. PhạmvitốiưucủaSFN.........................................................................44
2.4. MáyphátDAB...........................................................................................47
2.4.1. Khốixửlýtínhiệu củabộđiềuchếCOFDM............................................48
2.4.2. Chuyểnđổisốsangtươngtự..................................................................49
2.4.3. ChuyểnđổiRF.....................................................................................50
2.4.4. Khuếchđạivàlọc.................................................................................50
2.5. Máy thuDAB..........................................................................................52


2.5.1. Xử lýbănggốcsố..................................................................................52
2.5.2. Giảiđiều chếOFDM...........................................................................53
2.5.3. Giảiđiều chếDQPSK..........................................................................53
2.5.4. Giảimã Viterbi...................................................................................54
2.5.5. Đồngbộhóa........................................................................................54
2.5.6. Bộgiảimãâmthanh..............................................................................55
2.6. Cácgiaodiện ứngdụngtrongbộthutruyềnthanhsố.......................................56
2.6.1. Giaodiện thẻUSIM.............................................................................56
2.6.2. GiaodiệnUSB.....................................................................................57
2.6.3. GiaodiệnUART..................................................................................58
2.6.4. Giao diện PCMvàI2C........................................................................59
2.6.5. Chỉbáo trạng tháimạng.......................................................................61
2.6.6. GiaodiệnĂng-ten................................................................................61
2.7. Kếtluận chương 2.....................................................................................62
Chƣơng3.GIẢIPHÁPN Â N G C A O C H Ấ T L Ƣ Ợ N G T R U Y Ề N TH
ANHCƠ SỞ........................................................................................................... 63

3.1. Kháiquáthệthốngtruyềnthanhcơsở............................................................63
3.2. Giảiphápthựchiện(Ưngdụnghệthốngtruyềnthanhmobifonevàohệ
thốngtruyềnthanhcơsở)......................................................................................64
3.2.1. Hệthốngtruyềnthanhsố.......................................................................64
3.2.2. Giảiphápthựchiệnhệthốngtruyềnthanhsố...........................................65
3.3. Giảipháp kỹthuật......................................................................................65
3.3.1. CôngnghệMQTT................................................................................67
3.3.2. CácthànhphầnMQTT.........................................................................67
3.4. Hệthốngtruyềnthanhsốcủagiảipháp..........................................................75
3.4.1. Sơđồcủamáythu..................................................................................77
3.4.2. ICQuectelEC21.................................................................................78
3.4.3. ICAcsip AI7688H..............................................................................79
3.5. Thựchiệnthíđiểmhệthống truyềnthanhsố..................................................80
3.5.1. ThiếtbịMIRA(MobileInformationRadioAmplifier)..............................80


3.5.2. ỨngdụngMobile.................................................................................81
3.5.3. Hệthốngquảntrị.................................................................................82
3.5.4. Hạ tầngđiện tốnđámmây(CloudComputing)....................................82
3.6. Triểnkhaihệthống truyền thanhsố tạixãBình Hòa,huyện TâySơn..............83
3.7. Kếtluậnchương3.......................................................................................87
KẾTLUẬNVÀĐỀXUẤT...................................................................................88
TÀILIỆUTHAM KHẢO..................................................................................89
PHỤ

LỤC

APHỤ

LỤC

BPHỤLỤCC


DANHMỤCCÁCTỪVIẾTTẮT
Từ
viếttắ
t

TiếngAnh

Tiếng Việt

ADC

AnaloguetoDigitalConverter

Bộc h u y ể n đ ổ i t ư ơ n g t ự s
a n g số

ADR

AstraDigitalRadio

ĐàikỹthuậtsốAstra

AFC

AutomaticFrequencyControl

Tựđộngđiềukhiển tần số

AGC

AutomaticGainControl

Kiểmsốtđộ lợitựđộng

AIC

AuxiliaryInformationChannel

Kênhthơngtinphụtrợ

AM

AmplitudeModulation

Điều chếbiênđộ

ATM

AsynchronousTransferMode

Chếđộkhơng đồng bộ

BAL

BitAllocation

Cấpphátbit

BER

BitErrorRatio

Tỷ lệ lỗibit

CAZAC

ConstantA m p l i t u d e Z e r o A Tựtươngquanbiênđộhằngtheogiá
u t o - Correlation
trịkhơng

CD

CompactDisk

CDF

Cumulative

Đĩanén
Hàmphânbổ tích lũy

DistributionFunction
CDMA

CodeDivisionMultipleAccess

Đatruynhậpphân chiamã

CIF

CommonInterleavedFrame

Khungxenkẽchung

C/N

Carrier-to-Noiseratio

Tỷsốsóng mang trêntạp âm

Coded

Ghépkênhphânchiatầnsốtrựcg
iaođượcmãhóa

COFDM

Orthogonal
FrequencyDivisionMultiplex

CRC

CyclicRedundancyCheck

Kiểmtrađộdưtheo chukỳ

CU

CapacityUnit

Đơnvịdung lượng


CW

ControlWord

Từđiềukhiển

DAB

DigitalAudioBroadcasting

Truyền âmthanhsố

DIQ

DigitalIn-phaseandQuadrature

Đồngphavàvng phasố

Differential

Khóa dịch chuyển pha
cầuphươngvisai

DQPSK

Quadrature
PhaseShiftKeying

DRC

DynamicRangeControl

Kiểmsốtdảiđộng

DRM

DigitalRadioMondiale

Vơtuyến số

DSP

DigitalSignalProcessor

Bộxửlýtín hiệukỹthuậtsố

DSR

DigitalSatelliteRadio

Đàivệtinhkỹthuậtsố

DVB

DigitalVideoBroadcasting

Truyềnhìnhsố

DVD

DigitalVideo(orVersatile)Disk

Đĩakỹthuậtsố

EEP

EqualErrorProtection

Bảo vệlỗiđồngxácsuất

e.i.r.p

effectiveisotropicradiatedpower

Cơngs u ấ t b ứ c x ạ đ ẳ n g h ư ớ n
g hiệudụng

RP,
e.r.p:

effectiveradiatedpower

Cơng suấtbứcxạhiệudụng

ETI

EnsembleTransportInterface

Giaodiệnvậnchuyểnhỗnhợp

FCC

Federal

Ủybantruyền thơngliênbang

CommunicationsCommission
FFT

FastFourierTransformation

ChuyểnđổiFouriernhanh

FIB

FastInformationBlock

Khốithơngtinnhanh

FIC

FastInformationChannel

Kênhthơngtinnhanh

FIG

FastInformationGroup

Nhómthơng tinnhanh

FM

FrequencyModulation

Điềuchếtầnsố


F-PAD

Fixed

Programme
AssociatedData

Dữl i ệ u k ế t h ợ p c h ư ơ n g t r
ì n h cốđịnh

GPS

GlobalPositioningSystem

Hệthốngđịnhvịtồncầu

GSM

GlobalSystemforMobile

Hệthốngdiđộngtồncầu

HAAT

HeightAboveAverageTerrain

Độcaotrênđịahìnhtrungbình

HF

HighFrequency

Tầnsốcao

I /Q

In-phaseandQuadrature

Đồngphavàvngpha

IF

Intermediatefrequency

Trungtần

Inverse

BiếnđổiFouriernhanh nghị c
h đảo

IFFT

Fast
FourierTransformation

IMDCT

Inverse Modified Discrete
CosineTransformation

Phépb i ế n đ ổ i c o s i n r ờ i r ạ c ng
hịchđảocảitiến

IP

InternetProtocol

GiaothứcInternet

ISO

International

Tổchứctiêuchuẩnquốctế

StandardsOrganisation
MCI

Multiplex

Thơngtin cấuhìnhđakênh

ConfigurationInformation
MFN

MultipleFrequencyNetwork

Mạngđatần

MNSC

Multiplex Network
SignallingChannel

Kênhbáo hiệuđamạng

OFDM

OrthogonalF r e q u e n c y D i v i s i o Ghépkênhphânchiatầnsốtrựcg
n Multiplex
iao

PAD

Programme-AssociatedData

Dữl i ệ u l i ê n q u a n đ ế n c h ư ơ
n g trình

PCM

PulseCodeModulation

Điều chếmãxung

Pps

pulsepersecond

Xungtrêngiây


QAM

Quadrature

Điềubiênvnggóc

AmplitudeModulation
QPSK
RCPC

QuaternaryPhaseshiftKeying

Khóadịch chuyểnphabậcbốn

Rate

Mãc h ậ p t h ủ n g t ư ơ n g t h í c h
t ỷ lệ

Compatible
PuncturedConvolutionalcodes

RDS

RadioData System

Hệthốngdữliệuvô tuyến

UEP

UnequalErrorProtection

Bảovệlỗikhôngđồng xácsuất

Universal

Hệ thống viễn thông di động
đanăng

UMTS

MobileTelecommunicationSystem

RF
RISC

RadioFrequency
Reduced

Instruction
SetComputer

Tần sốvơ tuyến
Máytính tập lệnhgiảm

RMS

RootMean Square

Giátrịhiệudụng

X-PAD

ExtendedP ro g r a m m eas so c i at ed Data

Dữl i ệ u l i ê n q u a n đ ế n c h ư ơ
n g trìnhmởrộng

ScaleFactor CRC

Hệsốthang đoCRC

SCFSI

ScaleFactorSelectInformation

Thơngt i n l ự a c h ọ n h ệ s ố q u y
mơ

SFN

SingleFrequencyNetwork

Mạngđơn tần

SNR

Signal-to-NoiseRatio

Tỷlệtín hiệu trên tạp

TCP

TransferControlProtocol

Giaot h ứ c k i ể m s o á t c h u y ể n gi
ao

TFPR

Time-Frequency-PhaseReference

SCFCRC

TII

Transmitter
IdentificationInformation

Thamchiếuthờigian-tầnsố-pha

Thôngtinnhận dạngmáyphát


VHF

VeryHighFrequency

Tầnsốrấtcao

VLSI

VeryLargeScaleIntegration

Tíchhợp quy mơ rấtlớn

XML

ExtensibleMarkupLanguage

Ngơnngữđánhdấumở rộng

DANHMỤCBẢNGBIỂU

Sốhi
ệubả
ng

Tênbảng

Trang

1.1

TầnsốDoppler

8

1.2

DịchDopplerđốivớicáckhoảng cáchkhácnhau

10

1.3
3.1

Tốc độ bít của tín hiệu âm thanh với tần số lấy mẫu 48 kHz
và24kHz
Thông sốkỹ thuậtcủathiếtbịMira

28
80

DANHMỤCHÌNHVẼ
Số
hiệu
hình

Tên hình

Trang

1.1

Phươngsaithờigian củafadingđađường [29]

9

1.2

Phươngsaithờigianmặtphẳngphức[29]

10

1.3

Chọn lọctần sốcủafadingđađường [29]

10

1.4

Bộ ghépkênhDABvàtạoOFDM

12

1.5

Cáckhungxenkẽchung(CIF)âmthanh:
a)kênh phụ;b ) kênhphụtheodịngdữliệuchung;
c)kênh phụchếđộgói

12

1.6 Ví dụ cách phân dung lượng tổng cho các ứng dụng riêng
lẻ[29]

12

1.7

Trường PADphần cuốicuốicủakhung âmthanhDAB

15

1.8

Phươngphápghéphaiứngdụngcủa chếđộgói

16

1.9

Cấu trúcFIBvàFIG

18

1.10 BộmãhóaISO/IECMPEG-1 Audio LayerII,trongEU147/
DAB

20

1.11 Khung âm thanh đa kênh lớp II ISO/IEC 13818-3 (Âm
thanhMPEG-2)baogồmphầntươngthíchMPEG-1vàphầnmởrộng [29]

21

1.12 Cấu trúc khung âm thanh luồng bit mã hóa MPEG-1 Lớp
2[29]

25

1.13

Sơđồkhốicủabộgiảimã MPEG-1AudioLayerII

25

1.14

Cấutrúckhung âmthanh DAB

27

1.15

Tương thíchnghịch đảo củâmthanhMPEG-2vớiMPEG-1

29


2.1

Đápứngxung kênh2 chiều

31

2.2

Biểuđồ phân tántạitrung tâmthànhphốlớn[29]

32

2.3

Biểuđồ phân tántạitrung tâmthànhphốnhỏ[29]

33

2.4

Sựbiến thiên tín hiệu(dB)vớihàmphânphốitíchlũy [29]

35

2.5 Sự biến thiên tín hiệu (dB) với hàm phân phối tích lũy
tươngứngcủatínhiệu1,47MHz[29]

36

2.6 Cải thiện biên độ fading đa đường, môi trường đô thị dày
đặc[29]

37

2.7 So sánh dữ liệu đo được với mơ hình ITU-R P.370 và
đườngcongsuyhaotrongkhơnggiantựdo(e.i.r.p.=41,1dB(W),HAAT=235,5m)
[29]

37

2.8

So sánh dữliệu đođượcvớicácmơ
hìnhOkumura(e.i.r.p.=41,1dB(W),HAAT= 235,5 m) [29]

37

2.9

Dung lượng củaSFNcủaDAB[29]

40

2.10

TrảiDopplertheotỷlệC/Ntạimáythu [29]

40

2.11

Tiếtkiệmcơng suấtcủaDABSFNsovớiFM[29]

42

2.12

Ứngdụngđiểnhình củagapfillerDAB[29]

44

2.13 Miền hoạt động gap filler theo khoảng cách, HAAT và
e.r.p[29]

45

2.14

Sơđồkhối củamáyphátDAB

47

2.15

Sơđồkhối củabộđiềuchếCOFDM

48

2.16

SơđồkhốicủamáyphátDABsửdụngIF

51

2.17

Sơđồkhối của mộtmáythuDAB

52

2.18

Giảiđiềuchếvisai:a)sơ đồkhốib) ánhxạquyếtđịnhmềm

53


2.19

Sơđồkhốibộgiải mãâmthanh

55

2.20

MạchthamchiếucủađầunốiUSIM8chân

56

2.21

Mạch thamchiếucủađầunốiUSIM6chân

57

2.22

MạchthamchiếucủaứngdụngUSB

58

2.23

Mạch thamchiếuvớichipdịch

59

2.24

Mạchthamchiếuvớimạch Transistor

59

2.25

Thờigian chếđộ chính

60

2.26

Thờigian chếđộ phụtrợ

60

2.27

Mạch thamchiếucủaứngdụngPCMvớibộgiảimãâmthanh

61

2.28

Mạchthamchiếucủachỉbáomạng

61

2.29

Mạchthamchiếu củagiaodiệnanten

62

3.1

Hệthốngtruyềnthanhhữutuyến

63

3.2

Hệthốngtruyềnthanhvơ tuyến

64

3.3

Truyền thanhsốtheocơngnghệIP

66

3.4

Mơhìnhhệthống truyềnthanhsốkiểumới

66

3.5

Mơhình cơng nghệMQTTtrongcácgiảiphápIOT

67

3.6

CácthànhphầncủaMQTT

69

3.7

Giaodiệnquản lý Broker

70

3.8

Xácthựctrạng tháiClient

71

3.9

XácthựcIDkháchhàng

71

3.10

XácthứcIPAdress thiếtbị.

71

3.11

Xácthựcngườidừng

72

3.12

Kiểmsốttruy cậpcủaclient

72


3.12

Thiếtlậpđẩybảntin

73

3.14

Đẩybảntin từClientsang Client

73

3.15

Kếtquảbảntinđượcgửi đi.

74

3.16

Sơđồmơhìnhkết nối

75

3.17

Sơđồvận hànhhệthống truyền thanh số từTWđến cơ sở

75

3.18

Mơhình triểnkhaiphâncấp

76

3.19

Sơđồkhốicủamáy thu truyềnthanh số

76

3.20

Sơđồ mạchICQuectelEC21

77

3.21

SơđồICAcsipAI7688H

78

3.22

ThiếtbịMira

79

3.23

Ứngdụngmobile

80

3.24

Hệthốngquảntrị

81

3.25

Kiểmtracácthơng sốcủabộthu truyền thanhsố

83

3.26

Thựchiệnvàohệthống phátthanh tạixã Bình Hịa

83

3.27

Đangphátchươngtrình truyềnthanhxãBìnhHịa

84

3.28

Lắpđặthệthống máythuvàloatạixãBìnhHịa

84

3.29 Kiểm tra tín hiệu phát của đài truyền thanh xã Bình Hịa
tạiTrungtâmVH-TT-TT huyệnTâySơn

85


1

MỞĐẦU
1. Lý do chọnđềtài
Năm 1933, Edwin Howard Armtrong phát minh ra sóng radio biến tần
cịngọilàsóngFM(Frequency-Modulated).Đếnnăm1936,tấtcảcácthơngtinliênlạc điện thoại xun Đại Tây
Dương của nước Mỹ được truyền sang Anh và Pariđềuứngdụngphươngphápnày.Thờiđiểmđó,
mạnglướithơngtinliênlạchữutuyến và vô tuyến kết nối từ Mỹ với gần 187 điểm khác ở
nước ngồi. Năm 1947cácnhàkhoahọctạiphịngthínghiệmBellLabstạiNewjersey,Mỹđãphátminh ra
bóng bán dẫn. Năm 1965, một hệ thống ăng ten phát sóng FM đầu tiêntrên thế
giới được xây dựng trên tòa nhà Empire State ở New York. Đây
cũngđượcchínhlàmơhìnhđàiphátthanhđược ápdụngrộngrảitrêntồnthếg
iớichođếnnay.
Ở nước ta, hầu hết các đài truyền thanh cơ sở đều sử dụng hệ thống
truyềnthanhFM.VớihệthốngnàyphảiđăngkýsửdụngtầnsốvớiCụcquảnlýtầnsốtrước khi sử dụng. Hàng
tháng

phải

đóng

lệ

phí

sử

dụng

kênh

tần

cho

các

đơn

vịquảnlýtầnsốt,hệthốngkhơngchịuảnhhưởngrấtlớncủathờitiết.Đồngthờirất
n h ạ y c ả m v ớ i s é t c h ỉ c ầ n b ị n h i ễ u s é t ở m ộ t đ i ể m n à o đ ó c ó t h ể g â y h ỏ n g hàng
loạtcáccụmthuvàmáyphát.Địihỏikinhphíđầutưbanđầulớn.Khivậnhànhthườnggâycannhiễulớnảnhhưởngđếnviệcnghe
đàicấptrênvàgâynhiễu đối với một số kênh ti vi khi có tần số trùng với đài phát thanh
cơ sở. Cácđài truyền thanh cơ sở đã thay đổi quy trình kỹ thuật số trong thời
gian

gần

đây,bắtđ ầ u v ớ i s ự t h a y đ ổ i t ừ b ă n g â m t h a n h t ư ơ n g t ự t h ô n g t h ư ờ n g s a n g g
h i k ỹ thuật số trên băng từ hoặc đĩa cứng, xử lý tín hiệu kỹ thuật số trong trộn bàn
vàcácl i ê n k ế t t r u y ề n d ẫ n k ỹ t h u ậ t s ố t r o n g q u y t r ì n h p h â n p h ố i , h o ặ c p h
á t t r ự c tuyếnvàtảicácđịnhdạngđểphânphốiquamạngInternet.Dođó,cáchệthốngtruyền dẫn quảng bá hiện
nay có xu hướng thay đổi từ truyền dẫn tương tự thơngthường sang kỹ thuật số.
Bên cạnh đó, hệ thống truyền thanh FM không thể phủsống đến các vùng sâu,
vùng xa, việc lưa chon các tần số kênh phát hết sức khókhăn,vẫn
cịnxảyrahiệntượngxunkênhvàditần.


Ngày nay, trước sự bùng nổ và phát triển vượt bật của cuộc cách
mạngcơng nghiệp 4.0, địi hỏi truyền thanh truyền thống cần đổi mới, đảm bảo
chấtlượng nội dung và phương thức tiếp cận mới. Qua đó, hàng loạt Chỉ thị và
Côngvăn được ban hành, trước tiên Chỉ thị 07-CT/TW ngày 5/09/2016 về đẩy

mạnhcông tác thông tin cơ sở trong tình hình mới [2]. Tiếp theo Quyết định
số135/QĐ-TTG ngày 20/1/2020 [3] của Chính phủ ban hành về việc phê duyệt
đềán nâng cao hiệu quả hoạt động thông tin cơ sở dựa trên ứng dụng công
nghệthôngtin,Côngvăn1879/BTTTTTTCSngày13/06/2019củaBột r ư ở n g BTTTT[1] về việc khuyến nghị danhmục
thiết bịcơ bản và yêucầu kỹt h u ậ t của đài truyền thanh cơ sở ứng dụng CNTTVT. Dự thảo của đề án “Nâng caohiệuquảhoạtđộngthơng tin cơsởdựatrênứng
dụng cơngnghệthơng tin”
Do đó, việc phát triển truyền thanh số thông qua nền tảng internet là
mộttrong những lựa chọn trong các phương án số hóa truyền thanh ở cơ sở.
Côngnghệ này khắc phục được nhiều nhược điểm của truyền thanh FM, như phủ
sóngở mọi nơi, mọi địa hình trong mơi trường internet, tín hiệu âm thanh giữ
ngunđược chất lượng, khơng bị nhiễu hay bị chèn sóng, mọi khâu từ sản xuất
đến lưutrữ chương trình đều được số hóa, dễ dàng vận hành, quản trị, giám sát
tập trung,phâncấp.Vớicôngnghệtruyềnthanhsố,cánbộkỹthuậtđiềukhiểnphát,tắt-mở, lập lịch cho các đài
tự

động

phát

dễ

dàng

bằng

máy

tính

hay

thiết

bị

di

độngcầmtay,giámsátvàhiệuchỉnhâmlượngcủacáccụmloatừxa.Việcquảnl
ýđàiđượcphâncấpquảnlýrõràngtừtỉnhxuốngtậnthơn,xóm.Ngồira,giảipháp truyền thanh số cịn sử dụng
trí tuệ nhân tạo, giúp chuyển đổi bản tin giấysang giọngnói,dịch tựđộng tiếng
Việtsangcáctiếngdântộcthiểu số.
2. Tổngquantìnhhìnhnghiêncứu
2.1. Tìnhhìnhtrênthếgiới
Vào đầu những năm 1980, hệ thống truyền thanh số đầu tiên nâng cao
chấtlượng âm thanh được phát triển thông qua hệ thống vệ tinh. Các hệ thống
này đãsử dụng phát các băng tần số từ 10 đến 12 GHz [19], sử dụng rất ít dữ liệu
âmthanhnénvàkhơngnhằmthusóngdiđộng.Vìvậy,khơngthểphụcvụphầnlớn


người nghe, chẳng hạn như những người đi trên ô tơ. Ngồi ra cịn có hệ
thốngtruyền thanh FM nhưng phụ thuộc rất lớn vào điều kiện thời tiết. Các
nghiên cứubắtđầubởicácviệnnghiêncứuvơtuyếnxemxéttínhkhảthicủaviệcápdụngcác sơ đồ điều chế số
trong các băng tần FM. Tuy nhiên, trong hầu hết các máythu FM, về mặt phổ rất
kém hiệu quả và việc sử dụng đơn giản điều chế xung mãPCM(Pulse Code
Modulation) trong các băng tần FM tạo ra nhiễu khơng thểchấp nhận được. Do
đó, truyền thanh số mặt đất được coi là một phương thứcthiết yếu để tiếp cận tất
cả người nghe. Tại Đức, Bộ Nghiên cứu và Công nghệliên bang đưa ra một sáng
kiến nghiên cứu để đánh giá tính khả thi của phát sóngsốmặtđấtbaogồmcácphươngphápnén
dữliệmthanhtránhnhiễuhiệuquảvà sử dụng phổ vô tuyến hiệu quả hơn [5, 28]. Các hệ
thống truyền thanh số hoạtđộngtheoquychuẩnquốctế.Vàocuốinăm1986,mộttậpđoàngồm19tổchứctừ

Pháp, Đức, Hà Lan và Vương quốc Anh đã ký thỏa thuận hợp tác và thực hiệndự
ánEureka[8].Tạicuộchọpvàotháng12năm1986,các đại diện cấp cao củađốitácEurekatuyênbốởStockholm
têndựánđượcgọilà„„DigitalAudioBroadcasting (DAB)”. Đến năm 1988, tổ chức Liên minh
truyền thanh truyềnhình Châu Âu EBU (European Broadcasting Union) chuẩn
hóa các thơng số cầnthiếtchohệthốngtruyền thanh số.
2.2. Tìnhhìnhtrongnước
Trước sự phát triển của cơng nghệ 4.0, Trung ương có Chỉ thị
07-CT/TWngày 5/09/2016 về đẩy mạnh công tác thông tin cơ sở trong tình hình
mới. ChínhPhủraQuyếtđịnh135/QĐ-TTg2020ngày20/01/20202vềviệcphêduyệtđềánnâng cao hiệu quả
hoạt

động

cơ

sở

dựa

trên

ứng

dụng

cơng

nghệ

thơng

tin.

Mụctiêucủ a đềán l à hiệnđại hóahệt hố ng t h ơn g t i n c ơ s ởn h ằ m đổim ới phươ
ngthứccung c ấ p t hô ng t i n , nâng c a o c h ấ t l ượngnộidung t h ô n g t i n để cu ng c
ấ p, traođổithơngtintheohướngchủđộngkịpthờichínhxácvàhiệuquả.BộThơngtin-Truyềnthơngcó cơng văn
1879/BTTTT-TTCS ngày 13/06/2019củaBộtrưởng BTTTT về việc khuyến nghị
danh mục thiết bị cơ bản và yêu cầu kỹ thuậtcủađàitruyềnthanhcơsởứngdụngCNTT-VT.Dựthảo
củađềán“Nângcaohiệuquảhoạtđộngthôngtincơsởdựatrênứngdụngcôngnghệthông


tin”…Bên cạnh đó, nhiều hội thảo, hội nghị trong nước liên tục đã được tổ
chứcđể giới thiệu các công nghệ và đưa ra nhiều giải pháp nhằm nâng cao chất
lượnghệthốngtruyềnthanh cơsở.CơngtyMobiFone đãcócáchoạtđộngphố
ihợpvớicáctỉnh,thành phố như Đà Nẵng, ThừaThiên- H u ế , Q u ả n g N a m …
g i ớ i thiệu công nghệ truyền thanh số, qua đó cho thấy hiệu quả hệ thống đóng
gópmột và hệ sinh thái của thành phố thông minh, là kênh thông tin kết nối
giữachínhquyềnvàngườidân.
3. Mụcđíchvànhiệmvụnghiêncứu
3.1. Mụcđíchnghiêncứu
Mục đích của luận văn là nghiên cứu lý thuyết, kỹ thuật xử lý tín hiệu
âmthanh, cấu hình hệ thống thu phát của hệ thống truyền thanh số. Đưa ra giải
phápnhằmnângcaochấtlượnghệthốngtruyền thanhcơ sở.
3.2. Nhiệmvụnghiêncứu
- Nghiêncứu cơsởlýthuyếtcáckỹthuậtxửlý tín hiệu âmthanh.
- Nghiêncứuhệthốngtruyền thanh số.
- Giảiphápnângcaochấtlượnghệthốngtruyềnthanhcơsở.
3.3. Đốitượng,phạmvinghiên cứu
Luận văn tập trung nghiên cứu cơ sở lý thuyết về xử lý tín hiệu âm
thanhtrong hệthống thơngtin đơncơng(SimpleDuplex).

4. Phƣơngphápnghiêncứu
- Nghiêncứu,tổng hợptàiliệu vềlý thuyếtcủahệthống truyền thanhsố.
- Lựa chọn giải pháp để nâng cao chất lượng truyền thanh tại cơ sở phù
hợpvới công văn 1879/BTTTT-TTCS ngày 13/06/2019 của Bộ trưởng BTTTT
vềviệc khuyến nghị danh mục thiết bị cơ bản và yêu cầu kỹ thuật của đài
truyềnthanh cơsở ứngdụngCNTT-VT.Thựchiệnthíđiểmgiảipháp tạiđịaphương.