truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn châu âu dvb-t và triển khai thực tế tại đài phát thanh truyền hình sơn la

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC







LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Đề tài:
TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT

THEO TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU DVB-T VÀ TRIỂN KHAI

THỰC TẾ TẠI ĐÀI PHÁT THANH – TRUYỀN HÌNH SƠN LA

____________________________________________





Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Thị Việt Hương
Sinh viên thực hiện: Lưu Văn Dân
Lớp: Kỹ thuật Điện tử K3

Sơn La, tháng 9 năm 2012
LUẬN VĂN THẠC SỸ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DVB-T
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 2

MỤC LỤC
MỤC LỤC 2
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 4
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU 6
MỞ ĐẦU 8
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ 10
1.1. SỰ CẦN THIẾT PHẢI SỐ HOÁ 10

1.2. SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT CỦA HỆ THỐNG TRUỀN HÌNH SỐ……. .12
1.3. ƯU ĐIỂM CỦA TRUYỀN HÌNH SỐ 12
1.4. CÁC TIÊU CHUẨN TRUYỀN HÌNH SỐ TRÊN THẾ GIỚI HIỆN NAY. 13
1.4.1. Chuẩn ATSC 14
1.4.2. Chuẩn ISDB-T. 17
1.4.3. Chuẩn DVB 18
CHƯƠNG II: CÁC KỸ THUẬT TRONG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT
THEO TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU DVB-T 20
2.1. GHÉP ĐA TẦN TRỰC GIAO OFDM 20
2.1.1. Nguyên lý COFDM 22
2.1.2. Số lượng sóng mang 23
2.1.3. Đặc tính trực giao và việc sử dụng DFT/FFT 24
2.1.4. Tổ chức kênh trong OFDM. 28
2.1.5. Phương thức mang dữ liệu trong COFDM 32
2.2. MÃ HOÁ KÊNH TRONG DVB-T. 34

2.2.1. Mã hóa phân tán năng lượng 34
2.2.2. Mã ngoại (outer coding). 35
2.2.3. Ghép xen ngoại (outer interleaving) 36
2.2.4. Mã hoá nội (inner coding). 37
2.2.5. Ghép xen nội 38
2.3. MỘT SỐ KHẢ NĂNG ƯU VIỆT CỦA DVB-T. 44
2.3.1. Điều chế phân cấp. 44
2.3.2. Mạng đơn tần SFN. 49
CHƯƠNG III: PHƯƠNG PHÁP ĐO, ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ THỐNG
TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T 52
LUẬN VĂN THẠC SỸ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DVB-T
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 3

3.1. CÁC PHÉP ĐO TẦN SỐ 54
3.1.1. Độ chính xác tần số RF. 54
3.1.2. Độ rộng kênh RF: 55
4.1.3. Phép đo độ dài symbol tại tần số RF (kiểm tra khoảng bảo vệ) 56
3.2. ĐỘ CHỌN LỌC : 56
3.3. DẢI BẮT AFC (AFC Capture Range): 57
3.4. TẠP NHIỄU PHA CỦA BỘ DAO ĐỘNG: 58
3.5. CÔNG SUẤT TÍN HIỆU RF/IF: 60
3.6. CÔNG SUẤT NHIỄU (Noise power). 61
3.7. PHỔ RF VÀ IF 62
3.8. ĐỘ NHẠY MÁY THU/GIẢI ĐỘNG ĐỐI VỚI KÊNH GAUSS: 62
3.9. ĐỘ SUY GIẢM NHIỄU TƯƠNG ĐƯƠNG (END) 63
3.10. ĐẶC TÍNH TUYẾN TÍNH (SUY GIẢM VAI)-Linearity Characterization64
3.11. HIỆU SUẤT CÔNG SUẤT (Power efficiency) 66
3.12. MỐI QUAN HỆ GIỮA BER VÀ C/N BĂNG CÁCH THAY ĐỔI CÔNG
SUẤT 66
3.13. BER TRƯỚC GIẢI MÃ RS (trước giải tráo ngoài) 67

3.14. BER SAU GIẢI MÃ RS (sau giải tráo ngoài). 68
CHƯƠNG IV: TRIỂN KHAI THỰC TIỄN TRUYỀN HÌNH SỐ DVB-T TẠI
ĐÀI PT-TH SƠN LA, MỘT SỐ KẾT QUẢ ĐO TÍN HIỆU THỰC TẾ 69
4.1. HỆ THỐNG MÁY PHÁT HÌNH TƯƠNG TỰ TẠI ĐÀI PT-TH SƠN LA. 69
4.2. HỆ THỐNG MÁY PHÁT SỐ TẠI ĐÀI PT-TH SƠN LA 70
4.2.1. Các kỹ thuật đã thực hiện về truyền hình số DVB-T tại Việt Nam. 70
4.2.2. Phương án triển khai máy phát hình số tại Đài PT-TH Sơn La 75
4.3. MỘT SỐ KẾT QUẢ ĐO ĐẠC TÍN HIỆU THỰC TẾ 77
4.3.1. Giản đồ chòm sao đo từ máy phát số với các thông số khác nhau 77


4.3.2. Phổ đo tín hiệu các máy phát tương tự tại Đài PT-TH Sơn La 78
4.3.3. Phổ của hai kênh số liền kề đo tại Đài PT-TH Sơn La 81
KẾT LUẬN………………………………………………………………………….83
TÀI LIỆU THAM KHẢO 84
PHỤ LỤC……………………………………………………………………………85

LUẬN VĂN THẠC SỸ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DVB-T
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 4

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ATSC Advanced television systems committee- Ủy ban hệ thống các
truyền hình cao cấp
BER Bit Error Rate- Tỷ lệ lỗi bít
COFDM

Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing
Ghép đa tần trực giao có mã
CPE Common Phase Error- Lỗi pha
C/N Signal/Noise -Tín hiệu trên tạp âm

DBPSK

Differential Binary Phase Shift Keying -Khoá dịch pha vi sai hai mức
DCT Discrete Cosine Transform - Chuyển đổi cosin rời rạc
DFT Discrete Fourier Transform - Chuyển đổi Fourier rời rạc
DPCM Differential Pulse Code Modulation - Điều chế xung mã vi sai
DTTB Digital Terrestrial Television Broadcasting
Truyền dẫn truyền hình số mặt đất
DVB Digital Video Broadcasting - Quảng bá truyền hình số
DVB-C DVB – Cable – Truyền dẫn truyền hình số qua cáp
DVB-S DVB – Satellite - Truyền dẫn truyền hình số qua vệ tinh
DVB-T

DVB – Terrestrial - Truyền dẫn truyền hình số mặt đất
FEC Forward Error Correction - Hiệu chỉnh lỗi trước
FDM Frequency division multiplexing- Phân chia theo tần số
FFT Fast Fourier Transform - Chuyển đổi Fourier nhanh
FSK Frequency Shift Keying - Khoá dịch tần
HDTV High Definition TeleVision - Truyền hình phân giải cao
HL High Level - Mức cao (dùng trong MPEG-2)
HP High Priority bit stream
Dòng bit ưu tiên cao (dùng trong điều chế phân cấp)
IDFT Inverse DFT -DFT ngược
ICI Inter Carrier Interference - Can nhiễu liên sóng mang
IFFT Inverse FFT - FFT ngược
IF I Frequency -Trung tần
ISDB-T

Intergeted Services Digital Broadcasting - Terrestrial
LUẬN VĂN THẠC SỸ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DVB-T

Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 5

Hệ thống truyền hình số mặt đất sử dụng mạng đa dịch vụ (Nhật)
ITU International Telecommunication Union - Liên minh viễn thông quố
c
tế
JPEG Joint Photographic Experts Group - Nhóm chuyên gia nghiên cứu
tiêu chuẩn về ảnh
LDTV Limited Definition TeleVision - Truyền hình phân giải giới hạn
LP Low Priority bit stream - Dòng bít ưu tiên thấp
MB Macro Block - Khối macro (dùng trong MPEG-2)
ML Main Level (dùng trong MPEG-2)
MP Main Profile (dùng trong MPEG-2)
MPEG Moving Pictures Experts Group
Nhóm chuyên gia nghiên cứu về tiêu chuẩn hình ảnh động
OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
Ghép đa tần trực giao
PAL Phase Alternating Line
Hệ truyền hình màu PAL (pha thay đổi theo dòng quét)
PRK Phase Reversal Keying - Khoá đảo pha
PRBS Pseudo-Random Binary Sequence - Chuỗi giả ngẫu nhiên nhị phân
PSK Phase Shift Keying - Khoá dịch pha
QAM Quadrature Amplitude Modulation - Điều chế biên độ vuông góc
QPSK Quadratue Phase Shift Keying - Khoá dịch pha vuông góc
RF Radio Frequency- bức xạ cao tần
RS Reed-Solomon – Mã Reed-Solomon
SDTV Standard Definition TeleVision - Truyền hình phân giải tiêu chuẩn
SFN Single Frequency Network - Mạng đơn tần số
TS Transport Stream - Luồng truyền tải
UHF Ultra-High Frequency- Siêu cao tần

VHF Very-High Frequency- Tần số rất cao
VLC Variable Length Coding - Mã có độ dài thay đổi
VSB Vestigial sideband - Biên tần cụt


LUẬN VĂN THẠC SỸ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DVB-T
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 6

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU
Hình Tên hình Trang

Hình 1.1 Phổ của tín hiệu tương tự và tín hiệu số 11
Hình 1.2 Sơ đồ tổng quát cấu trúc hệ thống truyền hình số 11
Hình 1.3 Phát hình DVB-T 13
Hình 1.4 Bản đồ phân bố các nước trên thế giới lựa chọn tiêu
chuẩn DVB-T
14
Hình 1.5 Khung dữ liệu VSB 16
Hình 2.1 Hiện tượng trễ gây xuyên nhiễu giữa các symbol 24
Hình 2.2 Chèn thêm khoảng bảo vệ 26
Hình 2.3 Chèn thêm các scattered pilot 28
Hình 2.4 Phân chia kênh 29
Hình 2.5 Ví dụ về đáp ứng kênh thay đổi theo thời gian với hai
đường trễ, mỗi cái có một độ dịch tần Doppler khác
nhau, cùng với đường tín hiệu chính. Trục z miêu tả
biên độ đáp ứng kênh
30
Hình 2.6 Chèn các sóng mang phụ 30
Hình 2.7 Chèn khoảng bảo vệ 31
Hình 2.8 Dạng tín hiệu minh hoạ khi có khoảng bảo vệ 31

Hình 2.9 Các sóng mang đồng bộ 32
Hình 2.10 Thực hiện mapping dữ liệu lên các symbol 33
Hình 2.11 Chòm sao cơ sở của DVB-T 33
Hình 2.12 Sơ đồ mô tả nguyên lý ngẫu nhiên, giải ngẫu nhiên
chuỗi số liệu
34
Hình 2.13 Sơ đồ nguyên lý bộ nguyên lý bộ tách ngoại, ghép ngoại

36
Hình 2.14 Các bước trong quá trình ngẫu nhiên, mã ngoại, ghép
ngoại (n=2, 3…8)
37
Hình 2.15 Sơ đồ thực hiện mã chập ½ 38
Hình 2.16 Sơ đồ thực hiện việc ghép nội và Mapping theo mô hình
không phân cấp
40
Hình 2.17 Sơ đồ thực hiện ghép nội và mapping theo mô hình
phân cấp
42
Hình 2.18 Chòm sao phân cấp DVB-T 46
Hình 2.19 Sơ đồ phủ sóng tượng trưng sử dụng điều chế phân cấp 48
Hình 2.20 Vùng phủ sóng cho máy thu cố định và máy thu di động

48
Hình 2.21 Mạng đơn tần SFN 50
Hình 2.22 Đồng bộ miền tần số 51
Hình 2.23 Đồng bộ về mặt thời gian 51
Hình 3.1 Sơ đồ khối và các điểm đo của phần phát truyền hình số
mặt đất DVB-T
53

Hình 3.2 Sơ đồ khối và các điểm đo của phần thu truyền hình số 53
LUẬN VĂN THẠC SỸ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DVB-T
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 7

mặt đất DVB-T
Hình 3.3 Sơ đồ đo độ chính xác tần số RF 56
Hình 3.4 Sơ đồ đo độ chọn lọc 57
Hình 3.5 Sơ đồ đo dải bắt 57
Hình 3.6 Các vị trí đo CPE 59
Hình 3.7 Các vị trí đo phase noise 60
Hình 3.8 Sơ đồ đo độ nhạy máy thu 62
Hình 3.9 Sơ đồ đo ENF 63
Hình 3.10 Sơ đồ đo độ suy giảm vai 64
Hình 3.11 Ví dụ đo "suy giảm vai" của kênh 28 - Sườn phổ phía
trên
65
Hình 3.12 BER vs S/N bằng việc thay đổi công suất phát 66
Hình 4.1 Hệ thống máy phát hình tương tự tại Đài PT-TH Sơn La

69
Hình 4.2 Mô hình phát lại có sử dụng bộ điều chế COFDM tại
Thái Nguyên
74
Hình 4.3 Sử dụng trực tiếp trung tần không sử dụng bộ điều chế 75
Hình 4.4 Hệ thống máy phát hình số tại Đài PT-TH Sơn La 76
Hình 4.5 Chòm sao PQSK 77
Hình 4.6 Chòm sao 16-QAM 77
Hình 4.7 Chòm sao 64-QAM 77
Hình 4.8 Phổ đo máy phát tương tự kênh 6 78
Hình 4.9 Phổ đo máy phát tương tự kênh 8 78

Hình 4.10 Phổ đo máy phát tương tự kênh 10 79
Hình 4.11 Phổ đo máy phát tương tự kênh 12 79
Hình 4.12 Phổ đo máy tương tự kênh 23 80
Hình 4.13 Phổ đo máy phát số kênh 29 82
Hình 4.14 Phổ đo máy phát số kênh 30 83
Bảng 1.1 Đặc điểm cơ bản của ATSC 16
Bảng 1.2 Các thông số truyền dẫn ISDB-T cho kênh truyền 8Mhz 17
Bảng 2.1 Sơ đồ puncturing và dãy được truyền sau khi biến đổi
nối tiếp song song
38
Bảng 2.2 Hoán vị các bit theo mode 2k 43
Bảng 2.3 Hoán vị bit theo mode 2k 43
Bảng 3.1 Các thông số đo của DVB-T 52
Bảng 3.2 Tính toán một số thông số 55
Bảng 3.3 Một số thông số của OFDM 56





LUẬN VĂN THẠC SỸ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DVB-T
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 8

MỞ ĐẦU

Trong nhiều năm trở lại đây, truyền hình số đã trở thành đối tượng nghiên
cứu của nhiều nhà khoa học và nhiều tổ chức trên thế giới. Cùng với sự tiến bộ vượt
bậc của công nghệ chế tạo các vi mạch tổ hợp cao, tốc độ lớn, đáp ứng yêu cầu làm
việc với thời gian thực, công nghệ truyền hình số đã có những tiến bộ vượt bậc.
Truyền hình số mặt đất có những ưu điểm vượt trội so với truyền hình tương tự như

sử dụng một máy phát có khả năng truyền tải được 8 đến 15 chương trình đồng thời;
với cùng một vùng phủ sóng thì công suất phát yêu cầu của máy phát số sẽ nhỏ hơn
từ 5 đến 8 lần so với máy phát tương tự, điều này giúp cho việc tiết kiệm đầu tư và
chi phí vận hành; một điều rất đáng được quan tâm nữa là chất lượng chương trình
trung thực, ít bị ảnh hưởng bởi nhiễu đường truyền, không bị hiện tượng bóng ma
thường gặp ở truyền hình tương tự, do khắc phục được hiện tượng fađing đường.
Tại Việt Nam, nhận thức được những ưu điểm của truyền hình số và tính tất
yếu của việc truyền hình tương tự sẽ nhường chỗ cho truyền hình số, từ năm 1999
Đài truyền hình Việt Nam đã có một số đề tài nghiên cứu về truyền hình số và khả
năng ứng dụng của nó, năm 2000 đã triển khai nghiên cứu dự án về lộ trình phát
triển truyền hình số tại Việt Nam. Điểm đáng quan tâm trong dự án là đã định thời
gian cho việc bắt đầu phát thử nghiệm truyền hình số tại Việt Nam vào năm 2001.
Trên thế giới hiện đang tồn tại song song ba tiêu chuẩn truyền hình số mặt
đất của Mỹ, Nhật và Châu Âu. Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết và kết quả thử
nghiệm của nhiều nước khác, nhiều nhà khoa học Việt nam đã đưa ra những ý kiến
về việc khuyến cáo chọn chuẩn truyền hình số cho Việt Nam, mọi ý kiến đều cho
rằng nên chọn chuẩn Châu Âu (DVB-T). Tháng 3 năm 2001 Tổng Giám đốc Đài
Truyền hình Việt Nam quyết định chọn tiêu chuẩn phát sóng truyền hình số Việt
Nam là DVB-T. Cũng trong năm này Công ty VTC triển khai Đài phát sóng thử
nghiệm ở Lạc Trung, Hà Nội. Từ năm 2009 trở về đây Công ty VTC đầu tư nhiều
hệ thống máy phát số mặt đất theo chuẩn DVB-T tại một số tỉnh phía bắc trong đó
có một hệ thống máy phát số kênh 29, 30 đặt tại Đài Phát thanh-Truyền hình tỉnh
LUẬN VĂN THẠC SỸ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DVB-T
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 9

Sơn La. Tại Việt Nam từ năm 2011 đã tiến hành phát số song song với phát tương
tự tại năm thành phố lớn, do điều kiện đời sống và thu nhập của nhân dân còn thấp
nên dự kiến đến năm 2020, nước ta mới chuyển hoàn toàn sang công nghệ truyền
hình kỹ thuật số. Trong những năm gần đây trên thế giới nhiều nước đã chuyển đổi
thành công sang phát số như Đức (2008), Mỹ (2009), Pháp (2011), Nhật (2011)…

Đó cũng là lí do Em quyết định đi sâu tìm hiểu về truyền hình số mặt đất,
tiêu đề của luận văn là “Truyền hình kỹ thuật số mặt đất theo tiêu chuẩn Châu Âu
DVB-T và triển khai thực tế tại Đài Phát thanh – Truyền hình tỉnh Sơn La” là
một nội dung rất thiết thực, phù hợp với yêu cầu trong quá trình chuyển đổi phát
truyền hình kỹ thuật số ở Việt Nam. Để giải quyết vấn đề trên, nội dung của luận
văn gồm 4 phần:
Chương I: Tổng quan về truyền hình số
Chương II: Các kỹ thuật cơ bản trong truyền hình kỹ thuật số mặt đất
DVB-T theo tiêu chuẩn Châu Âu.
Chương III: Phương pháp đo, đánh giá chất lượng các tham số hệ thống
truyền hình số mặt đất DVB-T.
Chương IV: Triển khai thực tiễn truyền hình số DVB-T tại Đài PT-TH
Sơn La, và một số kết quả đo tín hiệu thực tế.
Tuy đã được phát thử nghiệm tại Việt Nam từ năm 2001, nhưng truyền hình
số mặt đất còn rất nhiều lĩnh vực phải nghiên cứu, như hệ thống máy phát, hệ thống
máy thu mà trong phạm vi của đề tài này em chưa có điều kiện nghiên cứu được.
Sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu, được sự giúp đỡ tận tình của Cô
giáo PGS.TS. Nguyễn Thị Việt Hương, nội dung nghiên cứu của luận văn đã được
hoàn thành. Tuy nhiên, do thời gian có hạn, trình độ bản thân còn hạn chế nên
không thể tránh khỏi những sai sót. Kính mong được sự đóng góp của các thầy, cô
cùng các bạn.



LUẬN VĂN THẠC SỸ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DVB-T
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 10

CHƯƠNG I:
TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ
1.1. SỰ CẦN THIẾT PHẢI SỐ HOÁ.

Khởi điểm chỉ là truyền hình đen trắng, kỹ thuật còn thô sơ, rồi xuất hiện
truyền hình màu. Lúc đó người xem đã cảm thấy rạng rỡ hơn nhiều rồi. Nhưng công
nghệ thì không bao giờ dừng lại vì nhu cầu của người xem cũng không bao giờ
dừng lại. Các chương trình sinh động hơn, linh hoạt hơn, thêm rất nhiều dịch vụ
mới ra đời. Nếu trước kia việc mong ước được chứng kiến trực tiếp một sự kiện nào
đó xảy ra ở bên kia bán cầu chỉ có ở trong mơ thì ngày nay nhu cầu của người xem
đã vượt xa hơn nhiều. Các chương trình phải có độ nét cực cao, xem đồng thời rất
nhiều chương trình dù ở bất cứ nơi nào, bất cứ thời điểm nào. Rồi thì không chỉ đơn
thuần là xem, họ còn muốn can thiệp trực tiếp vào các chương trình, nghĩa là truyền
hình không còn đơn thuần chỉ là thông tin một chiều. Còn rất nhiều các nhu cầu của
người xem, những nhu cầu mà trước kia tưởng chừng không bao giờ thực hiện nổi
thì ngày nay hoàn toàn có thể, đó là nhờ một công nghệ mới - Truyền hình số.
Truyền hình tương tự là công nghệ mà tín hiệu hình ảnh và âm thanh tương
tự với hình ảnh và âm thanh có thật, vì phải tương tự như vậy nên tín hiệu chiếm
một khoảng không gian rộng (8MHz). Trong khi đó công nghệ truyền hình số mà
tín hiệu là những thông báo chỉ vị trí hình ảnh và âm thanh trong không gian bằng
mã nhị phân, do không cần thiết phải tương tự nên có thể nén và cô đặc lại nhièu
chương trình truyền hình trên một kênh. Một máy phát truyền hình số có thể phát
được 8 đến 15 chương trình truyền hình trong khi một máy phát Analog như ở ta
đang sử dụng chỉ phát được một chương trình duy nhất theo hệ PAL. Xét về mặt
phổ ta thấy ở tín hiệu tương tự phổ chỉ tập trung năng lượng vào các sóng mang
hình, tiếng và burst màu. Trong khi tín hiệu số bao gồm hàng ngàn sóng mang tập
trung dày đặc vào trong một dải phổ có độ rộng tương đương. Sự tận dụng tối đa
hiệu quả phổ cho phép truyền hình số có thể truyền phát được nhiều chương trình
đồng thời. Đây là ưu điểm đáng kể so với truyền hình tương tự (Hình 1.1).
LUẬN VĂN THẠC SỸ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DVB-T
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 11


1.2. SƠ ĐỒ TỔNG QUÁT CỦA HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ.

Hình 1.2: Sơ đồ cấu trúc tổng quát của hệ thống truyền hình số.
Đầu vào của thiết bị truyền hình số sẽ tiếp nhận tín hiệu truyền hình
tương tự. Trong thiết bị mã hóa (biến đổi A/D), tín hiệu hình sẽ được biến đổi
thành tín hiệu truyền hình số. Tín hiệu này sẽ được đưa tới thiết bị phát. Sau đó
Tín hiệ
u TH
tương tự
Tín hiệu
TH số
Tín hiệ
u TH
tương tự
Thiết bị phát
Tín hiệu
TH số
Thiết bị thu
Biến đổi
A/D
Giải
điều chế
s
ố

Giải mã
kênh
Điều
chế số
Mã hóa

kênh
Biến đổi
D/A
Kênh
thông
tin
Mã hóa
nguồn
Giải mã hóa
nguồn
Tiếng

Phổ tín hiệu số
Phổ
tín
hiệu
tương
t
ự

Hình

Hình

Hình

Hình

Tiếng

Tiếng

Tiếng

Hình 1.1: Phổ của tín hiệu tương tự và tín hiệu số.

LUẬN VĂN THẠC SỸ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DVB-T
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 12

qua kênh thông tin, tín hiệu truyền hình số được đưa tới thiết bị thu cấu tạo từ
thiết bị biến đổi tín hiệu ngược lại với quá trình xử lý tại phía phát.
Giải mã tín hiệu truyền hình là thực hiện biến đổi tín hiệu truyền hình số
thành tín hiệu tương tự. Hệ thống truyền hình số sẽ được trực tiếp xác định cấu
trúc mã hóa về giải mã tín hiệu truyền hình.
Mã hóa kênh đảm bảo chống các sai sót cho tín hiệu trong kênh thông
tin, thiết bị mã hóa kênh phối hợp đặc tính của tín hiệu số với kênh thông tin.
Khi tín hiệu truyền hình số được truyền đi theo kênh thông tin, các thiết bị biến
đổi trên được gọi là bộ điều chế và bộ giải điều chế.
Khái niệm mã hóa trong kênh được phổ biến không những trong đường
thông tin mà trong cả một số khâu của truyền hình số. Ví dụ như máy ghi hình
số, bộ điều chỉnh khoảng cách thời gian số, gia công tín hiệu truyền hình số…
Hầu hết các kỹ thuật truyền hình được phát triển chỉ để phục vụ cho
chính ngành công nghiệp này mà thôi. Kỹ thuật số là một ngoại lệ. Trước khi
hệ thống truyền hình số được sử dụng, công nghệ số đã phát triển ở mức độ rất
cao trong các hệ thống xử lý dữ liệu và hệ thống truyền tin. Kết quả truyền hình
số được thừa hưởng một khối lượng tri thức kỹ thuật t lớn, gồm nhiều lĩnh vực.
Nhờ vậy, truyền hình số đã phát triển với tốc độ nhanh trong thời gian qua.
1.3. ƯU ĐIỂM CỦA TRUYỀN HÌNH SỐ.
- Công suất phát không cần qúa lớn vì cường độ điện trường cho thu số thấp
hơn cho thu Analog (độ nhậy máy thu số thấp hơn -30dB đến -20dB so với máy thu

analog).
- Thu số không còn hiện tượng "bóng ma" do các tia sóng phản xạ từ nhiều
hướng đến máy thu. Đây là vấn đề mà hệ phát Analog đang không khắc phục nổi.
- Thu bằng anten cố định trong nhà hay anten di chuyển (của máy thu xách
tay) đều thực hiện được.
- Thu di động tốt, người xem dù đi trên ôtô, tàu hoả vẫn xem được các
chương trình truyền hình. Sở dĩ như vậy là do xử lý tốt được hiện tượng Doppler.
LUẬN VĂN THẠC SỸ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DVB-T
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 13

- Cho khả năng thiết lập mạng đơn kênh (đơn tần SFN - Single Frequency
Network), nghĩa là nhiều máy phát trên cùng một kênh sóng. Điều này cho hiệu quả
lớn xét về mặt công suất và tài nguyên tần số.

Hình 1.3: Phát hình DVB-T.
- Phát hình số đem lại cho ta cơ hội xem các chương trình với độ nét cao.
Vốn dĩ thì tín hiệu số đã có tính chống nhiễu cao.
- Tín hiệu số dễ xử lý, môi trường quản lý điều khiển và xử lý rất thân thiện
với máy tính.
1.4. CÁC TIÊU CHUẨN TRUYỀN HÌNH SỐ TRÊN THẾ GIỚI HIỆN
NAY.
Chuẩn truyền dẫn truyền hình số sử dụng quá trình nén và xử lý số để có khả
năng truyền dẫn đồng thời nhiều chương trình truyền hình trong một dòng dữ liệu,
cung cấp chất lượng ảnh khôi phục tuỳ theo mức độ phức tạp của máy thu.
Truyền hình số là một sự thay đổi đáng kể trong nền công nghiệp sản suất và
quảng bá các sản phẩm truyền hình. Nó mang lại tính mềm dẻo tuyệt vời trong sử
dụng do có nhiều dạng thức ảnh khác nhau trong nén số.
Distant
transmitter
Nearest transmitter

LUẬN VĂN THẠC SỸ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DVB-T
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 14

Đầu năm 1999, các hệ thống ATSC và DVB đã được ITU chấp nhận làm các
tiêu chuẩn quốc tế về phát sóng truyền hình số trên mặt đất (DTTB) và phát hành
các khuyến cáo ITU-R.Rec của nhóm nghiên cứu SG10&11.
Châu Âu, Australia, New Zealand đã chấp nhận DVB-T, còn Nam triều
tiên, Đài loan, Canada và Mỹ chọn ATSC, Nhật bản và một số nước khác chọn
tiêu chuẩn ISDB.
Có thể tham khảo sự lựa chọn các tiêu chuẩn truyền hình số trên thế giới. Đó
cũng là yếu tố giúp ta định hướng việc nghiên cứu, việc lựa chọn tiêu chuẩn phù
hợp cho riêng mình.



Hình 1.4: Bản đồ phân bố các nước trên thế giới lựa chọn tiêu chuẩn DVB-T.
1.4.1. Chuẩn ATSC.
Đặc điểm chung:
Hệ thống ATSC có cấu trúc dạng lớp, tương thích với mô hình OSI 7 lớp của
các mạng dữ liệu. Mỗi lớp ATSC có thể tương thích với các ứng dụng khác cùng
LUẬN VĂN THẠC SỸ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DVB-T
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 15

lớp. ATSC sử dụng dạng thức gói MPEG-2 cho cả Video, Audio và dữ liệu phụ.
Các đơn vị dữ liệu có độ dài cố định phù hợp với sửa lỗi, ghép dòng chương trình,
chuyển mạch, đồng bộ, nâng cao tính linh hoạt và tương thích với dạng thức ATM.
Tốc độ bít truyền tải 20 Mbps cấp cho một kênh đơn HDTV hoặc một kênh
truyền hình chuẩn đa chương trình.
Chuẩn ATSC cung cấp cho cả hai mức: truyền hình phân giải cao (HDTV)
và truyền hình tiêu chuẩn (SDTV). Đặc tính truyền tải và nén dữ liệu của ATSC là

theo MPEG-2.
ATSC có một số đặc điểm như sau:
Tham số Đặc tính
Video
Nhi
ều dạng thức ảnh (nhiều độ phân giả
i khác nhau). Nén
ảnh theo MPEG-2, từ MP @ ML tới MP @ HL.
Audio Âm thanh Surround của hệ thống Dolby AC-3.
Dữ liệu phụ

Cho các dịnh vụ mở rộng (ví dụ hướng dẫn chương tr
ình,
thông tin hệ thống, dữ liệu truyền tải tới computer)
Truyền tải
Dạng đóng gói truyền tải đa chương trình. Thủ tục truyền tả
i
MPEG-2
Truyền dẫn RF Điều chế 8-DSB cho truyền dẫn truyền hình số mặt đất
B¶ng 1.1: Đặc điểm cơ bản của ATSC
Phương pháp điều chế VSB của tiêu chuẩn ATSC
Phương pháp điều chế VSB bao gồm hai loại chính: Một loại dành cho phát
sóng mặt đất (8-VSB) và một loại dành cho truyền dữ liệu qua cáp tốc độ cao (16-
VSB). Cả hai đều sử dụng mã Reed - Solomon, tín hiệu pilot và đồng bộ từng đoạn
dữ liệu. Tốc độ biểu trưng (Symbol Rate) cho cả hai đều bằng 10,76Mb/s. Nó có
giới hạn tỷ số tín hiệu trên nhiễu (SNR) là 14,9dB và tốc độ dữ liệu bằng 19,3 Mb/s.
LUẬN VĂN THẠC SỸ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DVB-T
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 16

Dữ liệu được truyền theo từng khung dữ liệu. Khung dữ liệu bắt đầu bằng

đoạn dữ liệu đồng bộ mành đầu tiên và nối tiếp bởi 312 đoạn dữ liệu khác. Sau đó
đến đoạn dữ liệu đồng bộ mành thứ 2 và 312 đoạn dữ liệu của mành sau.
Mỗi đoạn dữ liệu bao gồm 4 biểu trưng dành cho đồng bộ đoạn dữ liệu và
828 biểu trưng dữ liệu.
Một gói truyền tải MPEG-2 chứa 188 byte dữ liệu và 20 byte tương suy cho
208 byte. Với tỷ lệ mã hoá 2/3, ở đầu ra của mã sửa sai ta có:
208 x 3/2 = 312 bytes
312 bytes x 8 bit = 2496 bit
Tóm lại một đoạn dữ liệu chứa 2496 bit.
Các biểu trưng đó sẽ được điều chế theo phương thức nén sóng mang với hầu
hết dải biên dưới. Tín hiệu pilot được sử dụng để phục hồi sóng mang tại đầu thu,
được cộng thêm tại vị trí 350 KHz phía trên giới hạn dưới dải tần.

§ång bé mµnh sè 1

D÷ liÖu

§ång bé mµnh sè 2

D÷ liÖu

828 biÓu tr−ng

77,7

µ

s

46,8

µ

s

312 ®o¹n d÷ liÖu


Hình 1.5: Khung dữ liệu VSB.

LUẬN VĂN THẠC SỸ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DVB-T
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 17

1.4.2. Chuẩn ISDB-T.
Hệ thống chuyên dụng cho phát thanh truyền hình số mặt đất đã được hiệp
hội ARIB đưa ra và được hội đồng công nghệ viễn thông của Bộ Thông tin Bưu điện
(MPT) thông qua như một bản dự thảo tiêu chuẩn cuối cùng ở Nhật Bản.
Bản thông số kỹ thuật ở dưới mô tả chi tiết hệ thống truyền hình số mặt đất
sử dụng mạng đa dịch vụ (ISDB-T). Hệ thống này có thể truyền dẫn các chương
trình truyền hình, âm thanh hoặc dữ liệu tổng hợp.
ISDB-T sử dụng tiêu chuẩn mã hoá MPEG-2 trong quá trình nén và ghép
kênh. Hệ thống sử dụng phương pháp ghép đa tần trực giao OFDM cho phép truyền
đa chương trình phức tạp với các điều kiện thu khác nhau, thu di động v.v các
sóng mang thành phần được điều chế QPSK, DQPSK, 16QAM hoặc 64QAM.
Chuẩn ISDB-T có thể sử dụng cho các kênh truyền có độ rộng 6, 7 hay 8Mhz.
Kiểu Kiểu 1 Kiểu 2 Kiểu 3
Số đoạn dữ liệu Ns 13
Độ rộng băng tần (Mhz) 7.433 7.431 7.426
Khoảng cách sóng mang (Khz) 5.291 2.645 1.322
Số sóng mang 1405 2809 5617

Kiểu điều chế sóng mang QPSK, 16QAM, 64QAM, DQPSK
Số biểu trưng trong một khung 204
Khoảng thời gian tích cực trong
một biểu trưng (µS)
189 378 765
1/4 47.25 94.5 189
1/8 23.625 47.25 94.5
1/16 11.8125 23.625 47.25
Khoảng bảo
vệ (µS)
1/32 5.90625 11.8125 23.625
Mã hoá trong Mã hóa cuộn (1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8)
Mã hoá ngoài Mã Reed Solomon (204, 188)
Bảng 1.2: Các thông số truyền dẫn ISDB-T cho kênh truyền 8 MHz
LUẬN VĂN THẠC SỸ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DVB-T
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 18

1.4.3. Chuẩn DVB
DVB (Digital Video Broadcasting) là tổ chức gồm trên 200 thành viên của
hơn 30 nước nhằm phát triển kỹ thuật phát số trong toàn Châu Âu và cho các khu
vực khác. Tổ chức DVB phân ra nhiều phân ban, trong đó có các phân ban chính:
- DVB-S - Phát triển kỹ thuật truyền số qua vệ tinh: Hệ thống DVB -S sử
dụng phương pháp điếu chế QPSK (Quadratue Phase - Shift Keying), mỗi sóng
mang cho một bộ phát đáp. Tốc độ bit truyền tải tối đa khoảng 38,1Mbps. Bề rộng
băng thông mỗi bộ phát đáp từ 36 đến 54 Mhz.
- DVB-C - Phát triển phát số qua cáp: Sử dụng các kênh cáp có độ rộng băng
thông từ 7 đến 8 MHz và phương pháp điều chế 64QAM (64 Quadratue Amplitude
Modulation). DVB-C có mức SNR (tỉ số Signal/Noise) cao và điều biến kí sinh
(Intermodulation) thấp. Tốc độ bit lớp truyền tải MPEG-2 tối đa là 38,1 Mbps.
- DVB-T - Phát triển mạng phát hình số mặt đất: Với việc phát minh ra điều

chế ghép đa tần trực giao có mã (COFDM) sử dụng cho phát thanh số (DAB) và
phát hình số mặt đất (DVB), rất nhiều nước đã sử dụng phương thức này. Tốc độ bit
tối đa 27,14 Mbps (ứng với dải thông cao tần 8Mhz).
Chuẩn DVB-T có một số đặc điểm như sau:
- Khi phát các chương trình số chuẩn (không phải là các chương trình có độ
nét cao), tín hiệu nén video số được lựa chọn là MPEG-2 Main Profile @ Main
Level (4 : 2 : 0) với tốc độ một chương trình từ 2 đến 4 Mbit/s. Mỗi chương trình
cần một bộ MPEG-2 Encoder riêng, phát bao nhiêu chương trình cần bấy nhiêu bộ.
- Nhiều chương trình sau khi nén ghép lại thành một dòng truyền tải MPEG-
2 với tốc độ có thể lên đến 27,14 Mbps. Dữ liệu của dòng truyền tải này được phân
phát cho nhiều sóng mang trực giao nhau. Vận tốc của dòng truyền tải cao hay thấp,
yếu tố thứ nhất quyết định là dải thông cao tần của máy phát. Và tất nhiên nó còn
phụ thuộc vào các tham số lựa chọn khác nữa (phương thức điều chế, mã bảo vệ ).
- Độ phân giải ảnh tối đa 720 x 576 điểm ảnh.
LUẬN VĂN THẠC SỸ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DVB-T
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 19

- Dự án DVB không tiêu chuẩn hoá dạng thức HDTV nhưng hệ thống truyền
tải chương trình có khả năng vận dụng với dữ liệu HDTV.
- Hệ thống truyền hình có thể cung cấp các cỡ ảnh 4:3 ; 16: 9 và 20: 9 tại tốc
độ khung 50 MHz.
- Về cơ bản, hệ thống DVB-T giống với các hệ thống DVB-S và DVB-C
- Sử dụng kỹ thuật COFDM dựa trên kỹ thuật điều chế QPSK và QAM, có
khả năng chống lại hiện tượng fading nhiều đường.
- DVB-T có hai sự lựa chọn 2K (1705 sóng mang) và 8K (6817 sóng mang).
- Có thể dùng phương thức điều chế, mã hóa phân cấp.

LUẬN VĂN THẠC SỸ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DVB-T
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 20


CHƯƠNG II:
CÁC KỸ THUẬT TRONG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT
THEO TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU DVB-T
2.1. GHÉP ĐA TẦN TRỰC GIAO OFDM.
* Nguyên lý chung:
Thực tế thì tín hiệu số rất khác so với tín hiệu tương tự. Một số luồng tín hiệu
video số đến từ các studio có tốc độ đến 360 Mbits/s và rõ ràng là không thể truyền
dòng dữ liệu này trên một dải thông hẹp.
Như vậy dữ liệu trước hết phải được nén lại. Việc nén được thực hiện bằng
bộ mã hóa MPEG (thực tế mã hóa MPEG-2 được sử dụng cho các hệ thống DVB).
Việc mã hóa được thực hiện khá phức tạp dựa trên cơ sở nhiều khung hình ảnh chứa
nhiều thông tin với sự sai khác rất nhỏ do đó MPEG làm việc bằng cách chỉ gửi đi
những sự thay đổi này và dữ liệu lúc này có thể giảm từ 100 đến 200 lần. Với audio
cũng như vậy, việc nén dựa trên nguyên lý tai người khó phân biệt được âm thanh
trầm nhỏ so với âm thanh lớn khi chúng có tần số lân cận nhau và những bít thông
tin của âm thanh trầm nhỏ này có thể bỏ đi và không được sử dụng.
Việc trộn tín hiệu video và audio đã nén là nhờ bộ multiplexer. Đầu ra của bộ
ghép kênh này là dòng chương trình MPEG-2. Dòng này có thể sử dụng trực tiếp
luôn hoặc có thể lại được ghép kênh truyền tải với các chương trình khác nhờ bộ
ghép kênh truyền tải. Thực ra tốc độ dữ liệu cho phép giảm đến mức nào là tuỳ theo
các tham số truyền dẫn được lựa chọn trong bộ điều chế.
Sau khi dòng dữ liệu được đưa trực tiếp tới bộ điều chế, nó sẽ được ngẫu
nhiên hóa với một chuỗi bit giả ngẫu nhiên để phân tán năng lượng. Việc mã hóa

cũng được thực hiện để tăng khả năng chống lỗi. Sau đó các bit dữ liệu sẽ được ánh
xạ lên chòm sao. Sau biến đổi Furier ngược kết quả cuối cùng thu được là rất nhiều
LUẬN VĂN THẠC SỸ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DVB-T
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 21

các sóng mang đã điều chế. Đến đây thì tín hiệu thu được mới chỉ là IF, sau đó có
thể đổi tần lên theo cách thông thường.
Những điểm khác căn bản so với analogue
So với truyền hình tương tự thì truyền hình số: đòi hỏi tỷ số C/N nhỏ hơn, có
khả năng chống nhiễu tốt hơn nhưng các hệ thống số hay hỏng đột ngột hơn.
Các bộ khuếch đại của máy phát số yêu cầu phải có độ tuyến tính cao. Phổ
cao tần của máy phát analog hầu như tập trung vào 3 khu vực chính: Tần số mang
hình, tần số mang hình cộng với tải tần màu (4,43Mhz) và tần số mang âm thanh;
các khu vực khác phổ rất thấp, nghĩa là dải thông cao tần chưa tận dụng hết. Khác
với analog, dải phổ cao tần của phát số chứa hàng ngàn sóng mang tập trung dày
đặc trong dải thông 7,61 Mhz. Toàn bộ dải thông cao tần của máy phát số được tận
dụng hết, không còn dư thừa như của máy phát analog (xem hình 1.1).
Hơn nữa, nếu quan sát biểu đồ chòm sao của điều chế 64-QAM, thì chúng ta
nhận thấy, các điểm trên chòm sao khác nhau cả về pha và biên độ. Nếu như có sự
sai lệch chút ít về pha hay biên độ cũng sẽ gây cho đầu thu giải điều chế sai so với
tín hiệu ban đầu.
Vì vậy một điều khác biệt so với máy phát analog là các bộ khuếch đại của
máy phát số yêu cầu phải thật tuyến tính để đảm bảo tính đồng đều cả về biên độ
(hệ số khuếch đại) và về pha của các sóng mang khi phát đi. Vì vậy các hãng sản
xuất máy phát hiện nay thường tìm đến và sử dụng đèn IOT (Inductive Output
Tube) để giải quyết bài toán tuyến tính cho máy phát số công suất lớn. Một số hãng
lại cải tiến máy phát analog công suất lớn dùng đèn klystron thành máy phát số. Đối
với các máy phát bán dẫn (solid state), dù các bộ khuếch đại có làm việc ở chế độ A
thì độ tuyến tính vẫn có thể chưa đạt yêu cầu. Vì vậy người ta phải chú ý đến hiệu
chỉnh làm sao thoả mãn độ tuyến tính.

LUẬN VĂN THẠC SỸ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DVB-T
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 22

2.1.1. Nguyên lý COFDM.
COFDM là một phương thức ghép kênh đa sóng mang trực giao trong đó vẫn
sử dụng các hình thức điều chế số cơ sở tại mỗi sóng mang. Tuy nhiên ta có thể gọi
là phương thức điều chế COFDM. Phương thức này rất phù hợp cho những yêu cầu
của phát hình mặt đất.
COFDM phù hợp với điều kiện truyền sóng nhiều đường, thậm chí cả khi có
độ trễ lớn giữa các tín hiệu thu được. Chính điều này đã dẫn đến khái niệm mạng
đơn tần (SFN), nơi có nhiều máy phát cùng gửi tín hiệu giống nhau trên cùng một
tần số, mà thực ra đây chính là hiệu ứng "nhiều đường nhân tạo". COFDM cũng
giải quyết được vấn đề nhiễu đồng kênh dải hẹp. Đây là hiện tượng thường thấy
trong các dịch vụ tương tự do các sóng mang gây ra.
Chính nhờ các ưu điểm trên mà COFDM đã được chọn cho hai tiêu chuẩn
phát sóng là DVB-T và DAB, và tuỳ theo từng ứng dụng của từng loại mà có những
lựa chọn cũng như yêu cầu khác nhau. Tuy nhiên ưu thế đặc biệt của COFDM về
hiện tượng nhiều đường và nhiễu chỉ đạt được khi có sự lựa chọn tham số cẩn thận
và quan tâm đến cách thức sử dụng mã sửa lỗi.
Ý tưởng đầu tiên của COFDM xuất phát từ khi xem xét sự suy yếu xảy ra
trong phát sóng các kênh mặt đất. Đáp ứng của kênh không tương đồng với từng dải
tần nhỏ do có nhiều tín hiệu nhận được (tín hiệu chính + tín hiệu echo), nghĩa là sẽ
không còn năng lượng đủ để thu hoặc sẽ thu được nhiều hơn một tín hiệu. Để giải
quyết vấn đề này thì cơ chế đầu tiên là phải phân tách luồng dữ liệu để truyền tải
trên một số lượng lớn các dải tần số nhỏ cách biệt nhau, nghĩa là điều chế dữ liệu
lên một số lượng lớn sóng mang dựa trên kỹ thuật FDM. Và để có thể xây dựng lại
được những dữ liệu đã mất ở bên thu thì cần mã hóa dữ liệu trước khi phát. Do có
một số đặc điểm chủ chốt sau đây đã giúp cho COFDM rất phù hợp cho các kênh
mặt đất, đó là:
Các sóng mang trực giao - orthogonality (COFDM).

Chèn thêm các khoảng bảo vệ - guard interval.
LUẬN VĂN THẠC SỸ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DVB-T
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 23

Sử dụng mã sửa lỗi (COFDM), xen bit - symbol và thông tin trạng thái kênh.
Phần này chúng ta sẽ cùng giải thích các đặc điểm này cũng như ý nghĩa của
chúng.
2.1.2. Số lượng sóng mang.
Giả thiết rằng chúng ta điều chế các thông tin số cho một sóng mang. Trong
mỗi symbol, chúng ta truyền sóng mang với biên độ và pha xác định. Biên độ và
pha này lựa chọn theo chòm sao điều chế. Mỗi symbol vận chuyển một lượng bít
thông tin nhất định, lượng bit này bằng với loga (cơ số 2) của số trạng thái khác
nhau trong chòm sao.
Bây giờ hãy tưởng tượng là có hai đường tín hiệu nhận được với một độ trễ
tương đối giữa chúng. Giả sử ta xem xét symbol thứ n được phát đi, thì máy thu sẽ
cố gắng giải điều chế dữ liệu bằng cách kiểm tra tất cả thông tin nhận được liên
quan đến symbol thứ n kể cả thông tin thu trực tiếp lẫn thông tin thu được do trễ.
Khi khoảng trễ lớn hơn một chu kỳ symbol (xem hình 2.1- trái), thì tín hiệu
thu được từ đường thứ hai sẽ chỉ thuần tuý là nhiễu, vì nó mang thông tin thuộc về
các symbol trước đó. Còn nhiễu giữa các symbol (ISI) ngụ ý rằng chỉ có một chút ít
tín hiệu trễ ảnh hưởng vào chu kỳ symbol mong muốn (mức độ chính xác tuỳ thuộc
vào chòm sao sử dụng và mức suy hao có thể chấp nhận).
Khi khoảng trễ nhỏ hơn một chu kỳ symbol (hình 2.2- phải) thì chỉ một phần
tín hiệu thu được từ đường thứ hai đựoc xem như là nhiễu vì nó mang thông tin của
symbol trước đó. Phần còn lại sẽ mang thông tin của chính symbol mong muốn, tuy
nhiên sự đóng góp của nó cũng có thể có ích hoặc có thể mang tính tiêu cực đối với
thông tin từ đường thu chính thức.
LUẬN VĂN THẠC SỸ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DVB-T
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 24

Hình 2.1: Hiện tượng trễ gây xuyên nhiễu giữa các symbol
Điều này cho chúng ta thấy rằng, nếu chúng ta muốn giải quyết với tất cả các
mức tín hiệu trễ khác nhau thì tốc độ symbol phải được giảm xuống sao cho tổng
khoảng trễ (giữa tín hiệu thu được đầu tiên với tín hiệu thu được cuối cùng) cũng
chỉ là một phần khiêm tốn của chu kỳ symbol. Khi đó thông tin mà một sóng mang
đơn vận chuyển sẽ bị giới hạn khi có hiệu ứng nhiều đường. Vậy thì nếu một sóng
mang không thể vận chuyển được tốc độ thông tin theo yêu cầu thì tất nhiên sẽ dẫn
đến ý tưởng chia dòng dữ liệu tốc độ cao thành rất nhiều dòng song song với tốc độ
thấp hơn, mỗi dòng được vận chuyển bởi một sóng mang, nghĩa là sẽ có rất nhiều
sóng mang. Đây chính là một dạng của FDM - bước đầu tiên để tiến tới COFDM.
Mặc dù vậy thì vẫn có thể tồn tại ISI với các symbol trước đó. Để khử hoàn
toàn thì phải kéo dài khoảng truyền của một symbol sao cho nó lớn hơn khoảng
tổng hợp tín hiệu mà máy thu thu được. Vậy thì việc chèn thêm khoảng bảo vệ có
thể là ý tưởng tốt (chúng ta sẽ trở lại vấn đề này sau).
2.1.3. Đặc tính trực giao và việc sử dụng DFT/FFT.
a. Trực giao.
Việc sử dụng một số lượng lớn các sóng mang có vẻ như không có triển
vọng lắm trong thực tế: chắc chắn, chúng ta sẽ cần rất nhiều bộ điều chế, giải điều
chế và bộ lọc đi kèm theo? Và cũng có vẻ như sẽ cần một dải thông lớn hơn để chứa
các sóng mang này. Nhưng thật may cả hai điều lo lắng này đều được xua tan nếu
chúng ta thực hiện một việc đơn giản sau đây: các sóng mang được đặt đều đặn
LUẬN VĂN THẠC SỸ TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT DVB-T
Lưu Văn Dân - Lớp Kỹ thuật Điện tử K3 – Viện Đại học Mở Hà Nội 25

cách nhau một khoảng f
U
= 1/ T
U
, với T

U
là khoảng symbol hữu ích (u: useful) với
điều kiện là các sóng mang này phải được đặt trực giao nhau.
- Mặt toán học, việc trực giao sẽ như sau: Sóng mang thứ k được biểu diễn:

tjk
K
U
et
ω
=Ψ )(
(2.1)
với ω
U
= 2π/ T
U
, và điều kiện trực giao mà sóng mang phải thoả mãn là:

lkT
Lkdttt
U
T
LK
U
==
≠=ΨΨ
∫
+
,
,0)()(

*
τ
τ
(2.2)
- Về ý nghĩa vật lý: khi giải điều chế tín hiệu cao tần này, bộ giải điều chế
không nhìn thấy các tín hiệu cao tần kia, kết quả là không bị các tín hiệu cao tần
khác gây nhiễu.
- Về phương diện phổ: điểm phổ có năng lượng cao nhất rơi vào điểm bằng
không của sóng mang kia. Hơn nữa chúng ta sẽ không bị lãng phí về mặt phổ. Các
sóng mang được đặt rất gần nhau vì thế tổng cộng dải phổ cũng chỉ như ở điều chế
sóng mang đơn - nếu chúng được điều chế với tất cả dữ liệu và sử dụng bộ lọc cắt
đỉnh lý tưởng.
b. Củng cố tính trực giao bằng khoảng bảo vệ
Thực tế, các sóng mang được điều chế nhờ các số phức. Nếu khoảng tổ hợp
thu được trải dài theo 2 symbol thì không chỉ có nhiễu của cùng sóng mang (ISI) mà
còn cả nhiễu xuyên sóng mang (ICI). Để tránh điều này chúng ta chèn thêm khoảng
bảo vệ để giúp đảm bảo các thông tin tổng hợp là đến từ cùng một symbol và xuất
hiện cố định.