TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT VÀ QUÁ TRÌNH CHUYỂN ĐỔI SANG DVBT2

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA VIỄN THÔNG 1

BÁO CÁO
THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ MẶT ĐẤT VÀ QUÁ
TRÌNH CHUYỂN ĐỔI SANG DVB-T2

HÀ NỘI 7/2014
1
Giáo viên hướng dẫn : ĐỖ ĐỨC THÀNH
Sinh viên thực hiện : LƯU DOÃN BẮC
Lớp
Khóa
Hệ
: D10VT4
: 2010 – 2015
: Đại Học Chính Quy
NHẬN XÉT CỦA ĐƠN VỊ THỰC TẬP

Hà Nội, ngày … tháng … năm 2014
2
LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến các thầy cô Học Viện Công
Nghệ Bưu Chính Viễn Thông dẫ tận tình dạy dỗ và tạo điều điện cho em được nghiên
cứu, học tập và cung cấp cho em các thông tin, kiên thức vô cùng quý báu và cần thiết
trong suốt thời gian học tập cũng như làm đồ án để em có thể thực hiện và hoàn thành
tốt đề tài này.
Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn thầy NCS. Đỗ Đức Thành ở Viện Khoa Học
Kỹ Thuật Bưu Điện đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong thời gian thực hiện đề
tài.
Mặc dù em đã cố gắng hoàn thành đề tài Thực Tập Tốt Nghiệp này trong phạm
vi và khả năng cho phép nhưng chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót và hạn
chế nhất định. Vì vậy, em rất mong nhận được sự chỉ bảo và ý kiến đóng góp của thầy
cô và các bạn để đề tài của em có thể hoàn thiện hợn
Em xin chân thành cảm ơn !
3
MỤC LỤC
4
DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU
5
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

ASK
ATSC
BPSK
COFDM
DBPSK
DCT
DFT
DPCM
DQPSK
DTTB
DVB Digital Video Broadcasting
EDTV Enhanced Definition TeleVision
FEC Forward Error Correction
FFT
IDFT
IFFT
ISDB-T
LDTV
MPEG
OFDM
PAL
PSK Phase Shift Keying
QAM
QPSK
SDTV
SFN
UHF
VHF
VLC
VSB

LỜI NÓI ĐẦU
Với sự phát triển của kinh tế và khoa học kỹ thuật, các nghành công nghệ trong
đó có công nghệ điện tử viễn thông đã có sự phát triển vượt bậc trong ba thập kỷ vừa
qua đem lại nhiều thành tựu phát minh ứng dụng trong sản xuất, trong đời sống xã hội.
Công nghệ truyền hình là một bộ phận quan trọng trong lĩnh vực điện tử viễn thông,
nó có những ứng dụng rộng rãi to lớn trong phát triển văn hóa đời sống tinh thần xã
hội. Trong hơn một thập kỷ qua chúng ta đã chứng kiến sự chuyển đổi mạnh mẽ của
công nghệ truyền hình từ phương thức tương tự xang công nghệ số. Ở Việt Nam quá
6
trình chuyển đổi này thực sự ngoạn mục với sự phổ cập từng bước trong lĩnh vực
truyền hình quảng bá và truyền hình trả tiền. Từ đầu những năm 90 cho đến nay
nghành truyền hình đã ứng dụng các thành tựu về công nghệ truyền hình số trong
truyền dẫn vệ tinh, phát triển mạng truyền hình cáp và phổ cập hệ thống truyền hình số
mặt đất
Cùng với sự phát triển của công nghệ truyền hình, chuẩn truyền hình số DVB-T
là chuẩn phát sóng truyền hình số mặt đất đã được triển khai thành công, được nhiều
nước chấp nhận. Tuy nhiên, từ sau sự ra đời của chuẩn DVB-T thì các nghiên cứu về
kỹ thuật truyền dẫn vẫn tiếp tục được triển khai . Mặt khác, nhu cầu về phổ tần cao
càng khiến cho việc gia tăng hiệu quả sử dụng phổ tần lên mức tối đa càng cấp thiết.
Từ đó đã phát triển lên chuẩn truyền hình số mặt đất thế hệ thứ 2 là DVB-T2.
Việc nghiên cứu tìm hiểu các đặc tính công nghệ của tiêu chuẩn truyền hình số
DVB-T trong quả trình phát triển lên thế hệ mới DVB-T2 là nhiêm vụ cần thiết đối với
các cơ quan nghiên cứu ứng dụng truyền hình cũng như cán bộ kỹ thuật nghiên cứu
trong lĩnh vực này . Đó là lý do em chọn đề tài: “ Truyền hình kỹ thuật số mặt đất
DVB-T và quá trình chuyển đổi sang DVB-T2”
Bố cục bài báo cáo gôm 4 chương:
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ
CHƯƠNG II: TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT THEO THẾ HỆ THỨ NHẤT DVB-T
CHƯƠNG III: TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT THEO TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU
THẾ HỆ THỨ HAI (DVB-T2)

CHƯƠNG IV: QUÁ TRÌNH CHUYỂN ĐỔI TỪ DVB-T SANG DVB-T2 Ở CHÂU ÂU VÀ MỘT
SỐ KIẾN NGHỊ TRIỂN KHAI Ở VIỆT NAM
Sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu, được sự hướng dẫn khoa học tận tình
của Thầy giáo NCV.Nguyễn Đức Thành, bài báo cáo đã được hoàn thành.Do thời gian
có hạn, trình độ bản thân còn hạn chế, thêm vào đó luận văn của em là vấn đề tương
đối mới nên không thể tránh khỏi những sai sót. Kính mong được sự đóng góp của các
thầy, các cô cùng các bạn.
7
8
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ
1.1 Giới thiệu về truyền hình số
Truyền hình số (Digital Television) là một phương pháp truyền hình hoàn toàn
mới, là tên gọi một hệ thống truyền hình mà tất cả các thiết bị kỹ thuật từ Studio cho
đến máy thu đều làm việc theo nguyên lý truyền hình số. Trong đó, một hình ảnh
quang hocjdo camera thu được qua hệ thống ống kính, thay vì được biến đổi thành tín
hiệu điện biến thiên tương tự như hình ảnh quang học nói trên (cả về độ chói và màu
sắc) sẽ được biến đổi thành một dãy tín hiệu nhị phân (dãy các số 0 và 1) nhờ qua trình
biến đổi tương tự số
Trên thế giới, các nhà điều hành cáp, vệ tinh, trên mặt đất đều đang chuyển động
đến môi trường số. Ở Châu Âu, truyền hình số đã được sử dụng ở Anh (phát sóng
truyền hình số, ở Châu Âu, truyền hình số đã được sử dụng ở Anh (phát sóng truyền
hình số 1999, Đức, Pháp, Ireland, Tây Ban Nha, Thụy Điển). Hầu hết các nhà phân
tích công nghiệp đều dự báo việc chuyển dịch lên truyền hình số là một sự tiến hóa
(evolution), nó làm thay đổi cách sống của hàng trăm triệu gia đình trên thế giới, các
công ty cho rằng sự hội tụ giữa máy tính cá nhân, máy thu hình (TV set) và Internet đã
bắt đầu và điều đó sẽ dẫn đến sự chuyển hóa cực đại về máy tính, đối với người tiêu
dùng, kỷ nguyên mới về số sẽ nâng cao việc xem truyền hình ngang với chất lượng
chiếu phim, âm thanh ngang với chất lượng CD cùng với hàng trăm kênh truyền hình
mới và nhiều dịch vụ mới, truyền hình số cho thuê bao xem được nhiều chương trình
truyền hình với chất lượng cao nhất.

Đối với các nhà phát sóng truyền hình, việc chuyển dịch lên môi trường số sẽ
làm giảm việc sử dụng băng tần/kênh, làm tăng khả năng cung cấp các ứng dụng dụng
Internet cho thêu bao và mở ra một lĩnh vực mới, các cơ hội mới về thương mại. Nhiều
dịch vụ mới trên cơ sở truyền hình số sẽ được hình thành:
• Truy cập Internet tại các tốc độ
• Chơi Game trên mạng với nhiều người
• Video theo yêu cầu VOD (video-on-demand)
• Cung cấp các dòng video và audio
• Dịch vụ thanh toán tiền từ nhà (home banking)
• Các dịch vụ thương mại điện tử
• Cập nhật phần mềm máy tính
• Truyền thanh, truyền hình đa phương tiện (Multimedia)
• Đọc báo điện tử
9
Trên năm mươi năm qua, truyền hình sử dụng tín hiệu tương tự như là một
phương tiện truyền dẫn phát sóng. Việc chấm dứt truyền hình tương tự và phát triển
truyền hình số đòi hỏi phải đầu tư mới máy thu hình số, máy phát hình số, các thiết bị
sản xuất và hậu kỳ số cho chương trình truyền hình. Điều đó dẫn đến phải sử dụng
một mặt bằng chung, mở ra các cơ hội cho thị trường dân dụng.
Truyền hình số có tốc độ truyền dữ liệu cao, cho phép cung cấp nội dung đa
phương tiện phong phú và người xem truyền hình có thể lướt qua Internet bằng máy
thu hình. Nhờ có kỹ thuật nén, có thể phát sóng nhiều chương trình truyền hình trên
một kênh sóng (truyền hình tương tự phát sóng 1 chương trình/ 1 kênh sóng).
1.2 Đặc điểm của truyền hình số
1.2.1 Yêu cầu về băng tần
Yêu cầu về băng tần là một sự khác nhau rõ nhất giữa tín hiệu số và tín hiệu
tương tự, tín hiệu số vốn gắn liền với yêu cầu băng tần rộng lớn. Đối với tín hiệu số
tổng hợp yêu cầu tần số lấy mẫu bằng bốn lần tần số sóng mang màu như đối với hệ
thống NTSC là 14,4 MHz nếu thực hiện mã hóa vỡi những mã 8 bit, tốc độ bít sẽ là
115,2 Mbit/s độ rộng băng tần khoảng 58 MHz. Trong khi đó, tín hiệu tương tự cần

một băng tần 4,3 MHz. Nếu cố thêm các bit sửa lỗi yêu cầu băng tần sẽ phải tăng lên
nữa. tuy nhiên trong thực tế năng tần này không phải chỉ dùng cho tín hiệu hình ảnh
ngược lại với dạng số khả năng cho phép giảm độ rộng tần số là rất lớn. Với các kỹ
thuật nén băng tần tỷ lệ đạt được có thể lên tới 100:1 hay hơn nữa. Các tính chất đặc
biệt của tín hiệu hình ảnh như sự lặp lại, khả năng dự báo cũng làm tăng thêm khả
năng giảm băng tần tín hiệu.
1.2.2 Tỷ lệ tín hiệu/tạp âm (S/N)
Một trong những ưu điểm lớn nhất của tín hiệu số là khả năng chống nhiễu trong
quá trình xử lý tại các khâu truyền dẫn và ghi. Nhiễu tạp âm trong hệ tương tự có tính
chất cộng, tỷ lệ S/N của toàn bộ hệ thống là do tổng cộng các nguồn nhiễu thành phần
gây ra. Vì vậy luôn nhỏ hơn tỷ lệ S/N của khâu có tỷ lệ thấp nhất. Nhiễu trong tín hiệu
số dược khắc phục nhờ các mạch sửa lỗi. Bằng các mạch này có thể khôi phục lại các
dòng bit như ban đầu. Khi có quá nhiều bít lỗi, sự ảnh hưởng của nhiễu được làm giảm
bằng cách che lỗi.
10
Tỷ lệ S/N của hệ thống sẽ giảm rất ít hay không thay đổi cho đến khi tỉ lệ lỗi
BER quá lớn, làm cho cách mạch sửa lỗi và che lỗi mất tác dụng. Khi đó dòng bit
không còn có ý nghĩa tin tức. Trong khi đó đối với các hệ thống tương tự khi có nguồn
nhiễu lớn tín hiệu vẫn có thể sử dụng được.
Tính chất này của hệ thống số đặc biệt có ích cho việc sản xuất chương trình
truyền hình với các chức năng biên tập phức tạp – cần nhiều lần dọc ghi. Ghi băng
bằng tín hiệu số đã được sử dụng rộng rãi trong các năm gần đây. Việc truyền tín hiệu
nhiều chặng cũng được thực hiện rất thuận lợi với tín hiệu số mà không làm suy giảm
chất lượng tín hiệu hình.
Tuy nhiên trong truyền hình quảng bá, tín hiệu số gặp phải vấn đề khó khăn khi
thực hiện kiểm tra chất lượng ở các điểm trên kênh truyền.
1.2.3 Méo phi tuyến
Tín hiệu số không bị ảnh hưởng bởi méo phi tuyến trong quá trình ghi truyền
cũng như đối với tỷ lệ S/N, tích chất này rất quan trongtrong việc ghi đọc chương trình
nhiều lần đặc biệt với các hệ thống truyền hình nhạy cảm với các méo phi tuyến

khuyếch đại vi sai như hệ NTSC
1.2.4 Chồng phổ
Một tín hiệu số được lấy theo mẫu cả chiều thẳng đứng và chiều ngang nên có
khả năng xảy ra chồng phổ theo cả hai hướng. Theo chiều thẳng đứng, chồng phổ
trong hệ thống số và tương tự như nhau. Độ lớn méo chồng phổ thep chiều ngang phụ
thuộc và các thành phần tần số vượt quá tần số lấy mẫu giới hạn Nyquyist. Để ngăn
ngừa hiện tượng chồng phổ theo chiều ngang, có thể thực hiện bằng cách sử dụng tần
số lấy mẫu lớn hơn hai lần thành phần tần số cao nhất trong hệ thống tương tự.
1.2.5 Xử lý tín hiệu
Tín hiệu số có thể được chuyển đổi và xử lý tốt các chức năng mà hệ thống tương
tự không làm được hoặc gặp nhiều khó khăn. Sau khi biến đổi A/D, tín hiệu còn lại
một chiều các số bit “0”, “1” có thể thao tác các công việc phức tạp mà không làm
giảm chất lượng hình ảnh. Khả năng này được tăng lên nhờ việc lưu trữ các bit trong
bộ nhớ và có thể đọc ra với tốc độ nhanh. Các công việc tín hiệu số có thể thực hiện
được dễ dàng là: Sửa lỗi gốc thời gian , chuyển đổi tiêu chuẩn, giảm độ rộng băng tần.
1.2.6 Khoảng cách giữa các trạm truyền hình đồng kênh
11
Tín hiệu số cho phép các trạm truyền hình đồng kênh thực hiện ở một khoảng
cách gần nhau hơn nhiều so với hệ thống tương tự mà không bị nhiễu. Một phần vì tín
hiệu số ít chịu ảnh hưởng của nhiễu đồng kênh, một phần là do khả năng thay thế xung
xóa và xung đồng bộ bằng các từ mã – nơi mà hệ thống truyền dẫn tương tự gây ra
nhiễu lớn nhất. Việc giảm khoảng cách giữa các trạm đồng kênh kết hợp với việc giảm
băng tần tín hiệu, tạo cơ hội cho nhiều trạm phát hình có thể phát các chương trình với
độ phân giải cao.
1.2.7 Hiệu ứng Ghosts (bóng ma)
Hiệu ứng này xảy ra trong hệ thống tương tự do tín hiệu truyền dẫn đến máy thu
theo nhiều đường. Việc tránh nhiễu đồng kênh của hệ thống số cũng làm giảm đi hiện
tượng này trong truyền hình quảng bá
1.3 Ưu điểm chính của truyền hình số
Truyền hình số có nhiều ưu điểm so với truyền hình tương tự như: hình ảnh sạch,

rõ nét, âm thanh ngang với âm thanh của CD, tính chống nhiễu cao, in sao nhiều lần
vẫn đảm bảo hình ảnh chất lượng tốt, thuận lợi cho khâu hậu kỳ, làm kỹ xảo đẹp hơn
… Tuy nhiên, truyền hình số kết hợp với kỹ thuật nén số sẽ cho nhiều điểm nổi bật
hơn nữa như tiết kiệm bộ nhớ, tiết kiệm kênh truyền. Một kênh truyền hình có thể
truyền trên sau chương trình mà mỗi chương trình kèm theo hai đến bốn đường tiếng.
Với các ưu điểm của mình, hệ thống truyền hình số đã được thực hiện ở hầu hết các
quốc gia trên thế giới. Đây là một quá trình tất yếu, Truyền hình Việt Nam cũng đang
ở giai đoạn chuyển tiếp. Việc nghiên cứu truyền hình số và lựa chọn các tiêu chuẩn
cho truyền hình Việt Nam đang được tiến hành.
Hiện nay quá trình số hóa tín hiệu truyền hình ở Việt Nam là sự thay thế dần các
công đoạn, trang thiết bị từ tương tự sang số. Đó là quá trình số hóa từng phần. Rồi
đây truyền hình số sẽ thay thế hoàn toàn truyền hình tương tự, tạo điều kiện cho ngành
công nghiệp này phát triển mạnh mẽ hơn, kết hợp với các mặng truyền thông khác, tạo
thành một thế giới thông tin số, phục vụ cho con người một cách hữu hiệu
1.4 Truyền dẫn tín hiệu số
1.4.1 Truyền qua cáp đồng trục:
12
Để truyền tín hiệu video số có thể sử dụng cáp đồng trục cao tần. Để đạt được
chất lượng truyền hình cao, cáp có chiều dài 2500km cần đảm bảo mức lỗi trên đoạn
trung chuyển 10
-11
÷10
-10
. Độ rộng kênh dùng cho tín hiệu video bằng khoảng 3/5 tốc
độ bit của tín hiệu. Độ rộng kênh phụ thuộc vào phương pháp mã hoá và phương pháp
ghép kênh theo thời gian cho các tín hiệu cần truyền và rộng hơn nhiều so với ñộ rộng
kênh truyền tín hiệu truyền hình tương tự.
1.4.2 Truyền tín hiệu truyền hình số bằng cáp quang
Cáp quang nhiều ưu điểm trong việc truyền dẫn tín hiệu so với cáp đồng trục
như:

+ Băng tần rộng cho phép truyền các tín hiệu số có tốc độ cao.
+ Độ suy hao thấp trên một đơn vị chiều dài
+ Suy giảm giữa các sợi quang đẫn cao (80dB)
Muốn truyền tín hiệu video bằng cáp quang phải sử dụng mã truyền thích hợp. Để
phát hiện được lỗi truyền người ta sử dụng thêm các bít kiểm tra chẵn.
1.4.3 Truyền tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh.
Kênh vệ tinh khác với kênh cáp và kênh phát sóng trên mặt đất là có băng tần
rộng và sự hạn chế công suất phát. Khuếch đại công suất của các Transponder làm
việc gần như bão hoà trong các điều kiện phi tuyến. Do đó sử dụng điều chế QPSK là
tối ưu. Các hệ thống truyền qua vệ tinh thường công tác ở dải tần số cỡ Ghz.
Ví dụ:
Băng Ku: Đường lên: 14 ÷ 15GHz
Đường xuống: 11,7 ÷ 12,5 GHz
1.4.4 Phát sóng truyền hình số trên mặt đất.
Hệ thống phát sóng truyền hình số mặt đất sử dụng phương pháp điều chế
COFDM (ghép kênh theo tần số mã trực giao). COFDM là hệ thống có khả năng
chống nhiễu cao và có thể khắc phục hiệu ứng bóng ma, cho phép bảo vệ phát sóng số
trước ảnh hưởng của can nhiễu và các kênh lân cận.
Hệ thống COFDM hoạt động theo nguyên tắc điều chế dòng dữ liệu bằng nhiều
sóng mang trực giao với nhau. Do đó mỗi sóng mang điều chế với một dòng số liệu.
Các tín hiệu số liệu được điều chế M-QAM, có thể dùng 16-QAM hoặc 64-
QAM. Phổ các sóng mang điều chế có dạng sinx/x trực giao. Có nghĩa các sóng mang
kề nhau có giá trị cực đại tại các điểm 0 của sóng mang trước và sau điều chế và giải
13
điều chế các sóng mang thực hiện nhờ bộ biến đổi Fourier nhanh FFT dưới dạng FFT
2K và FFT 8K. Với loại vi mạch trên có thể thiết kế cho hoạt động của 6785 sóng
mang. Các hãng RACE có thiết bị phát sóng truyền hình cho 896 sóng mang, hãng
NTL cho 2000 sóng mang.
1.5 Các tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất hiện nay trên thế giới
Hiện nay trên thế giới có 3 tiêu chuẩn về truyền hình số:

- DVB-T: Châu Âu, Australia, New Zealand,…
- ATSC: Hàn Quốc, Đài loan, Canada và Mỹ
- ISDB-T: Nhật bản, Brasil
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.
1.5.1 Chuẩn ATSC
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 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 bit truyền tải 20Mbps 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 sau:
Tham số Đặc tính
Video Nhiều dạng thức ảnh (nhiều độ phân giải 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 dịch vụ mở rộng (ví dụ hướng dẫn chương trình, thông
14
tin hệ thống, dữ liệu truyền tải tới computer).
Truyền tải Dạng đóng gói truyền tải đa chương trình. Thủ tục truyền tải
MPEG-2.
Truyền dẫn RF Điều chế 8-VSB cho truyền dẫn truyền hình số mặt đất
Bảng 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.
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 tượng dữ liệu.
Một gói truyền tải MPEG-2 chứa 188 bytee dữ liệu và 20 byte tương sy cho 208
buyte. Với tỷ lệ mã hóa 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 và hầu hết
dải biên dưới điều biên cụt. 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.
15
Hình 1.1: Khung dữ liệu VBS
1.5.2. 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, truyền dẫn phân cấp, 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
16
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 tượng trong một khung 204
Khoảng thời gian tích cực trong một biểu tượng
(µS)
189 378 765
Khoảng bảo vệ (µS) ¼ 47.25 94.5 189
1/8 23.625 47.25 94.5
1/16 11.8125 23.625 47.25
1/32 5.90625 11.8125 23.625
Mã hóa trong Mã hóa cuộn (1/2, 2/3, 3/4, 5/6,
7/8)
Mã hóa ngoài Mã Reed Solomon (204, 188)
Bảng 1.2: Các thông số truyền dẫn ISDB-T cho kênh truyền 8 Mhz
1.5.3. Chuẩn DVB
DVB (Digital Video Broadcasting) là một 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 (COFDM) sử dụng cho phát thanh số (DAB) và phát hình số mặt
17
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).
1.5 Kết luận chương I
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, công nghệ cao, tốc độ cao, đáp ứng yêu
cầu làm việc với thời gian thực, công nghệ truyền hình 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 từ 6 đến 8 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 10 lần so với máy phát tương tự, điều này giúp cho việc tiết kiệm đồng tư và chi
phí vận hành. Một điều được quan tâm nữa là chất lượng chương trình trung thực, ít bị
ảnh hưởng bởi nhiễu đường truyền , tránh được hiện tượng bóng hình thường gặp ở
truyền hình tượng tự.
Ứng dụng phát hình số ở Việt Nam là nhằm các mục đích:
- Tiến kịp các nước tiên tiến và các nước xung quanh trên lĩnh vực thông tin đại
chúng nói chung và truyền hình nói riêng.
- Phát đồng thời nhiều chương trình truyền hình: Truyền hình Việt Nam lấy nhu cầu
xem nhiều chương trình với chất lượng đồng đều là mục tiêu số một để tiến tới phát
số. Khắc phục được tình trạng can nhiễu.
- Vùng tần số VHF (174-230Mhz) hiện nay giành cho phát PAL analog đã thực sự
chiếm hết. Nhiều tỉnh và khu vực phát chương trình quốc gia phải phát PAL analog

trên kênh UHF. Nhưng công suất máy phát PAL analog trên kênh UHF phải lớn
hơn trên kênh VHF hàng 20 lần, khi phủ sóng cùng một vùng. Hơn nữa sự chèn
kênh, nhiễu kênh PAL analog đang xảy ra ở một số vùng. Đồng thời nhu cầu phát
nhiều chương trình đang đặt ra khá gay gắt. Nên vấn đề phát số là mục tiêu cấp thiết
để giải quyết những yêu cầu trên.
- Sớm lựa chọn vùng tần số cho các mạng phát hình số trên cơ sở cân đối nhu cầu
phát triển của nhiều ngành. Ví dụ xét về tổng thể lợi ích của toàn xã hội, phát hình số
mặt ñất có thể chuyển hẳn sang băng UHF để sau này dành băng tần VHF cho các dịch
vụ khác.
- Tiết kiệm năng lượng ñiện cho toàn bộ máy phát hình, kích thích thị trường tiêu
dùng của người dân (mua TV số, SETTOP box)
18
CHƯƠNG II: TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT THEO TIÊU
CHUẨN CHÂU ÂU THẾ HỆ THỨ NHẤT (DVB-T)
2.1. Giới thiệu về hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T
DVB-T là tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất chính thức được tổ chức ETSI công
nhận (European Telecommunications Standards Institute) vào tháng 2 năm 1997.
DVB-T sử dụng kỹ thuật COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division
Multiplexing). COFDM là kỹ thuật có nhiều đặc điểm ưu việt, có khả năng chống lại
phản xạ nhiều đường, phù hợp với các vùng dân cư có địa hình phức tạp, cho phép
thiết lập mạng đơn tần (SFN – Single Frequency Network) và có khả năng thu di
động, phù hợp với các chương trình có độ nét cao HDTV.
19
DVB-T là thành viên của một họ các tiêu chuẩn DVB, trong đó bao gồm tiêu
chuẩn truyền hình số qua vệ tinh, mặt đất, cáp.
2.2. Sơ đồ khối hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T
2.2.1. Hệ thống phát DVB-T
Hình 2.1: Sơ đồ khối hệ thống phát DVB-T
Các thành phần tham gia vào quá trình mã hóa kênh bao gồm:
- Bộ phân tán năng lượng: Trong quá trình này, dòng truyền tải (payload stream) sẽ bị

xáo trộn. Quá trình này là cần thiết bởi vì dòng truyền tải có thể chứa các nhóm “0”,
“1” mà điều này thường gây bất lợi cho việc khôi phục clock trong máy thu và công
suất của máy thu sẽ không phân pohoois theo thời gian.
- Bộ mã hóa ngoài: Sử dụng mã Reed-solomon. Mã này có ưu điểm đặc biệt trong
các kênh có xác suất lỗi kép cao và trong các ứng dụng sử dụng phương pháp sửa lỗi
liên tiếp.
- Bộ mã hóa trong: Thực hiện việc mã hóa tích chập tại mức bit và cung cấp các tỉ lệ
mã từ 1/2 đến 7/8.
20
- Bộ hoán vị trong: Bộ hoán vị trong có chức năng xáo trộn dữ liệu trong tín hiệu đa
sóng mang trong miền tần số.
- Bộ hoán vị ngoài: Bộ hoán vị ngoài có chức năng hoán vị byte cho các gói đã được
chống lỗi. Điều này tạo ra một cấu trúc dữ liệu hoán vị.
2.2.2 Hệ thống thu DVB-T
Tín hiệu analog được thu từ anten được dịch tần xuống, đầu ra bộ dịch tần xuống
là tín hiệu trung tần thấp có tần số trung tâm 4,57 Mhz. Tiếp theo dữ liệu số được đồng
bộ tần số, đồng bộ thời gian và loại bỏ khoảng bảo vệ. Sau đó qua khối giải điều chế
OFDM, các tín hiệu được đưa song song đến bộ đánh giá kênh và cân bằng kênh (Gọi
là đồng bộ kênh thích hợp). Kế đó, dữ liệu đi qua khối giải chèn và giải mã Reed-
Solomon). Sau khi qua khối giải mã MPEG-2 và giải ghép kênh, các dòng dữ liệu đầu
ra sau cùng là tín hiệu video, audio và các dữ liệu số.
Hình 2.2: Sơ đồ khối máy thu truyền hình số mặt đất
Chức năng các khối cơ bản sau:
- Khối đồng bộ: Nhiệm vụ đầu tiên của khối đồng bộ là phục hồi thời gian
symbol, có nghĩa là tìm ra điểm đầu của mỗi symbol và lấy ra tin tức, tránh được hiện
tượng giao thoa giữa các symbol. Nó còn có nhiêm vụ cơ bản là điều chỉnh tần số của
21
bộ dao động tại chỗ trong tuner sao cho tần số trung tâm của trung tần thấp đầu vào
bằng giá trị danh định của nó.
- Khối đánh giá và sửa lỗi do kênh truyền: Khối này có nhiệm vụ so sánh mỗi tế

bào pilots tán xạ thu được với giá trị truyền đi đã biết để đạt được đạt được đáp ứng
tuyến tính tức thời của kênh đối với sóng mang tương ứng khoảng thời gian đó. Các tế
bào dữ liệu cần sửa nằm giữa các pilot tán xạ,cả về tần số và về thời gian. Thực tế việc
chèn thích hợp tương ứng với pilor tán xạ đo được dùng để sửa mỗi tế bào dữ liệu.
Như vậy, việc đánh giá hàm truyền đạt kênh được sử dungjddeer bù lại ảnh hưởng của
kênh truyền.
- Khối cân bằng kênh và đánh giá kênh: Điều chế COFDM sử dụng chu kỳ
symbol dài và loại bỏ một số tốc độ dữ liệu có thể xuất hiện trong khoảng thời gian
bảo vệ để hạn chế can nhiễu giữa ác symbol. Các symbol can nhiễm là những symbol
giống hệt nhau, mang cùng một giá trị nhưng bị trễ. Do đó cần phải sử dụng kỹ thuật
cân bằng và đánh giá kênh. Phương pháp COFDM với khoảng symbol dài hơn so với
thời gian trễ và khoảng bảo vệ thích hợp, chúng ta có thể đánh giá giao thoa giữa các
symbol (ISI) và giải quyết can nhiễu giữa các symbol.
- Khối giải mã kênh: Tín hiệu sau khi qua khối đánh giá và cân bằng kênh được
đưa tới khối giải mã kênh. Tai đây chũng được giải ánh xạ (De-mapping), tức là quá
trình lấy các dữ liệu ra. Sau đó dữ liệu đươc đưa tới bộ bộ giải chèn theo tần số
( Frequency De-interleaving) để được sắp xếp theo đúng tần số. Bằng cách này, các bó
lỗi xảy ra khi các sóng mang cạch nhau bị hỏng do phản xạ bị phân tán ra, cho phép bộ
giải mã viterbi làm việc tốt hơn. Sau đó tín hiệu đi qua bộ giải mã viterbi và bộ giải
chèn theo thời gian để loại bỏ lỗi một song mang COFDM đơn mang theo. Cuối cùng
dòng tín hiệu được đưa qua bộ giải mã Reed-solomon để loại bỏ nốt cac bit lỗi và đầu
ra được dong truyền TS như dòng được truyền đi. Dòng này được đưa tới khối tách
kênh MPEG và qua khối giải mã video và audio MPEG. Sau đó tín hiệu được đưa qua
thiết bị cuối tương ứng.
2.3 Điều chế COFDM trong DVB-T
Để đáp ứng các yêu cầu cũng như tính năng của truyền hình số mặt đất, nhóm
nghiên cứu của DVB-T đã đưa ra một phương thức điều chế mới COFDM. Tính ưu
22
việt cũng như lý do tại sao dùng phương thức này sẽ được trình bày trong phần sau,
đây là nguyên lý cốt lõi của một hệ thống DVB-T.

2.3.1 Nguyên lý
- 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.
- 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
• 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.
2.3.2 Số lượng sóng mang
23
- 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 ñịnh. 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 2.2- 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) thì chỉ một phần tín hiệu
thu được từ đường thứ hai được 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.
Hình 2.3: Hiện tượng trễ gây xuyên nhiễu giữa các symbol
24
- 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 ñơn 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).
2.3.3 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, giản điều chế kèm
theo? Và cũng có vẻ như sẽ cần một dải thông lớn hơn để chức 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 cách nhau một khoảng f
U
=
1/T
U
, với T
U
là khoảng symbol hữu ích (u: useful) với ñiều kiện là các sóng mang này
phải được đặt trực giao nhau.
• Về mặt toán học, việc trực giao sẽ như sau: sóng mang thứ k được biểu diễn:
( )
U
jk t
K
t e
ω
Ψ =
Với ω
U
= 2π/T
U
, và điều kiện trực giao mà sóng mang phải thỏa mãn là:
( ) ( ) 0

U
e T
K L
t
t t dt
+
Ψ Ψ =
∫
, k ≠ L
= T
U
, k =l
25