Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng chất lượng truyền hình số mặt đất của đài PT TH hải phòng

MỤC LỤC
MỤC LỤC ........................................................................................................................................ i
LỜI CAM ĐOAN...........................................................................................................................iii
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................................ iv
CÁC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................................................................... 1
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................................ 6
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ .................................................................. 7
1. Về truyền dẫn, phát sóng truyền hình trên thế giới ..................................................................... 7
2. Truyền dẫn, phát sóng truyền hình ở Việt nam hiện nay ............................................................ 8
2.1. Phát sóng truyền hình mặt đất .................................................................................................. 9
2.2. Truyền hình số mặt đất ở Hải Phòng ...................................................................................... 10
CHƢƠNG 2: TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T2 ............................................................ 11
2.1. Lựa chọn phát sóng truyền hình số mặt đất chuẩn DVB - T ở Việt Nam .............................. 11
2.2. TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT CHUẨN DVB-T2 ............................................................. 12
2.2.1 Khái niệm OFDM................................................................................................................. 12
2.2.2 Nguyên lý ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM. ............................................ 13
2.2.3 Tính trực giao của tín hiệu OFDM. ...................................................................................... 14
2.2.4 Biến đổi Inverse fast Fourier transform (IFFT) để tạo sóng mang con subcarrier. .............. 17
2.2.5 Intersymbol interference ( ISI), ICI trong hệ thống OFDM . ............................................... 18
2.2.6 Ƣu điểm của hệ thống OFDM. ............................................................................................. 21
2.2.7 Các hạn chế khi sử dụng hệ thống OFDM. .......................................................................... 22
2.2.8 kết luận ................................................................................................................................. 22
2.3 DVB-T2 Những tiêu chí cơ bản. ............................................................................................. 23
2.4. Một số nội dung chính trong tiêu chuẩn DVB-T2. ................................................................ 25
2.4.1 Mô hình cấu trúc DVB-T2. .................................................................................................. 25
2.4.2 Lớp vật lý DVB-T2. ............................................................................................................. 26
2.4.3 Ống lớp vật lý (Physical Layer Pipes - PLPs). ..................................................................... 28
2.4.4 Băng tần phụ (1.7 MHz và 10 MHz). ................................................................................... 29
2.4.5 Các chế độ sóng mang mở rộng (đối với 8K, 16K, 32K). ................................................... 29
2.4.6 MISO dựa trên trục tần số (Alamouti). ................................................................................ 30
2.4.7 Symbol khởi đầu (P1 và P2)................................................................................................. 30

2.4.8 Mẫu hình tín hiệu Pilot (Pilot Pattern). ................................................................................ 31
2.4.9 Phƣơng thức điều chế 256-QAM. ....................................................................................... 31

i


2.4.10 Chòm sao xoay (Rotated Constellation)............................................................................. 32
2.4.11 16K, 32K FFT và tỷ lệ khoảng bảo vệ 1/128. ................................................................... 34
2.4.12 Mã sửa sai LDPC/BCH. ..................................................................................................... 34
2.4.13 Tráo bit, tế bào, thời gian và tần số. ................................................................................... 35
2.4.14 Kỹ thuật giảm tỷ số công suất đỉnh/công suất trung bình (Peak - to - average Power Ratio
- PAPR). ........................................................................................................................................ 35
2.5. Mạng đơn tần SFN ................................................................................................................. 36
2.5.1 Khái niệm mạng đơn tần: ..................................................................................................... 36
2.5.2 Yêu cầu trong miền tần số của SFN: .................................................................................... 36
2.5.3 Yêu cầu trong miền thời gian đối với SFN: ......................................................................... 37
2.5.4 SFN trong ứng dụng thực tế: ............................................................................................... 38
2.6. Anten ...................................................................................................................................... 39
2.6.1 Cấu trúc của Anten Yagi ...................................................................................................... 39
2.6.2 Tiếp điện và phối hợp trở kháng .......................................................................................... 42
2.6.3 Tiếp điện cho chấn tử bằng dây song hành .......................................................................... 42
2.6.4 Tiếp điện cho chấn tử đối xứng bằng cáp đồng trục ............................................................ 43
2.6.5 Kết luận chƣơng ................................................................................................................... 46
Chƣơng 3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG CHẤT LƢỢNG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT
CỦA ĐÀI PT-TH HẢI PHÒNG ................................................................................................... 48
3.1 Hệ thống Truyền hình số ........................................................................................................ 48
3.2 Các hiện tƣợng ảnh hƣởng đến chất lƣợng kênh truyền.......................................................... 48
3.3 Vị trí địa lý thành phố Hải Phòng ........................................................................................... 51
3.4 Tính toán cƣờng độ tín hiệu tại điểm thu ................................................................................ 53
3.5 Vùng phủ sóng truyền hình số mặt đất DVB – T2 ở Hải Phòng ............................................. 53

3.5.1 Đặc điểm chung trạm phát sóng Đài Phát thanh và Truyền hình Hải Phòng ....................... 53
3.5.2 Vận hành giám sát máy phát sóng ........................................................................................ 54
3.6 Những yếu tố ảnh hƣởng tín hiệu truyền hình số mặt đất ....................................................... 58
3.6.1 Vùng lõm .............................................................................................................................. 58
3.6.2 Trang thiết bị sản xuất chƣơng trình của Đài Phát thanh và truyền hình Hải Phòng ........... 58
3.7 Anten thu ................................................................................................................................ 79
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................................................... 83
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................................. 84

ii


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan bản luận văn là công trình nghiên cứu khoa học độc lập
của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và có nguồn gốc
rõ ràng.
Hải Phòng, ngày 15 tháng 9 năm 2016
Tác giả luận văn

Bùi Minh Đức

iii


LỜI CẢM ƠN
Xin chân thành cám ơn các thầy giáo Viện Đào tạo sau đại họcvà Khoa Kỹ
thuật Điện tử Trƣờng Đại học Hàng Hải Việt Nam đã giảng dạy và giúp đỡ trong
suốt quá trình học tập tại trƣờng. Đặc biệt là thầy PGS.TS Phạm Văn Phƣớc đã
hƣớng dẫn tận tình cho tôi hoàn thành khóa luận.
Vì thời gian có hạn, khả năng bản thân còn hạn chế bài luận của em vẫn còn

nhiều khiếm khuyết. Rất mong nhận đƣợc sự góp ý của các thầy và các bạn.
Hải Phòng 15/9/ 2016
Học viên

Bùi Minh Đức

iv


CÁC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết
tắt

Tiếng anh đầy đủ

Tiếng việt
A

ACI

Adjacent Channel Interference

Nhiễu kênh liền kề

ACM

Adaptive Coding and

Mã hóa và điều chế thích nghi

Modulation
ADSL

Asymmetric Digital Subscriber
Line
16-ary Amplitude and Phase

Điều chế khóa dịch pha và biên độ

Shift Keying

16 mức

32-ary Amplitude and Phase

Điều chế mã khóa dịch pha và biên

Shift Keying

độ 32 mức

AWGN

Additive White Gaussian Noise

Nhiễu trắng gaussian

ATSC

Advance Television Standards

Ủy ban truyền hình tiên tiến

16APSK
32APSK

Committee
AVC

Mã hóa video mới tiên tiến

Advanced Video Coding
B

BCH

Bose-Chaudhuri-Hocquenghem
Code

BW

BandWidth

Độ rộng Băng thông

BB

BaseBand

Băng tần số cơ sở

BER

Bit Error Ratio

Tỷ lệ lỗi bít
C

C/N

Carrier to noise ratio

Tỷ số mức tín hiệu/mức tạp âm

CCI

Co-Channel Interference

Nhiễu kênh

CP

Cyclic Prefix
D

DAB

Digital Audio Broadcasting
1

Phát âm thanh số


DCT

Discrete Cosine Transform

Biến đổi cosine rời rạc

DBPSK

Differential Binary Phase Shift

Khóa dịch pha sai hai mức

Keying
DFT

Discrete Fourier Transform

Chuyển đổi Fourier rời rạc

DVB

Digital Video Broadcasting

Quảng bá truyền hình số

Digital Video Broadcasting-

Truyền hình số qua vệ tinh

DPLL
DVB-S

Satellite
DVB-C

Digital Video Broadcasting-

Truyền hình số qua cáp

Cable
DVB-H

Digital Video Broadcasting -

Truyền hình số di động

Handheld
DVB-T

Digital Video Broadcasting -

Truyền hình số mặt đất

Terrestrial
E
EAV

End of Active Video

Kết thúc t/h video tích cực

EDTV

Enhanced Definition TeleVision

Hệ truyền hình có độ phân giải cao

EBU

European Broadcasting Union

Hiệp hội phát thanh truyền hình châu
Âu

F
FDM

Phân chia tần số

Frequency Division
Multiplexing

FEC

Forward Error Correction

Mã sửa lỗi trƣớc

FIR

Finite Impulse Response

Đáp ứng xung hữu hạn

FSK

Frequency Shift Keying

Khóa dịch tần

FFT

Fast Fourier Transform

Biến đổi Fourier nhanh
H

HDTV

High Definition TeleVision

Truyền hình độ phân giải cao

HP

High Priority

Ƣu tiên cao
2


I
IFFT

Inverse Fast Fourier Transform

Biến đổi ngƣợc fourier nhanh

IMUX

Input Multiplexer

Ghép kênh đầu vào

IP

Internet Protocol

Giao thức internet

ISO

International Standards

Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế

Organisation.

ISDN

Integrated Services Digital

Mạng KT số đa dịch vụ

Network
ISDB

Integrated Services Digital

Tiêu chuẩn TH số của Nhật

Broadcasting
IS

Interactive Services

Dịch vụ tƣơng tác

ISI

Input Stream Identifier

Nhận dạng dòng,input
L

LDPC

Low Density Parity Check

Mã kiểm tra chẵn lẻ có mật độ thấp

LNB

Low Noise Block

Bộ lọc, nhiễu thấp

LSB

Least Significant Bit

Bit nhỏ nhất

LDTV

Limited - Definition TeleVision

Truyền hình giới hạn độ phân giải

LP

Low Priority

Ƣu tiên thấp
M

MIS

Multiple Input Stream

Dòng đầu vào ghép kênh số

MSB

Most Significant Bit

Bit lớn nhất

MPEG

Moving Picture Experts Group

Tập thể chuyên gia nghiên cứu ảnh
động

MUX

Ghép kênh số

Multiplex
N

NA

Not Applicable

Không áp dụng

NP

Null Packets

Gói rỗng

NPD

Null-Packet Deletion

Xóa gói rỗng
O
3


OMUX

Output Multiplexer

Ghép đầu ra

OFDM

Orthogonal Frequency Division

Ghép kênh phân chia TS trực giao

Multiplexing
P
PAPR

Peak to Average Power Ratio

Công suất đỉnh

PER

Packet Error Rate

Tốc độ sửa lỗi gói

PLL

Phase-Locked Loop

Vòng khóa pha

PLP

Physical Layer Pipe

Lớp vật lý riêng lẻ

PDC

Programme Delivery Control

Điều khiển truyền tải chƣơng trình

PID

Packet IDentifier

Nhận dạng gói

PIL

Programme Identification Label

Nhãn nhận dạng nhãn chƣơng trình

PS

Program stream

Dòng chƣơng trình

PSI

Program Specific Information

Thông tin đặc tả chƣơng trình

PSK

Phase Shift Keying

Khóa dịch pha

8PSK

8-ary Phase Shift Keying

Khóa dịch pha 8 mức độ
Q

QAM

Điều chế biên độ 90 độ

Quadrature Amplitude
Modulation

1024

1024-ary Quadrature Amplitude

Điều chế biên độ vuông góc; 1024

QAM

Modulation

mức độ

256

256-ary Quadrature Amplitude

Điều chế biên độ vuông góc; 256

QAM

Modulation

mức độ

QPSK

Quaternary Phase Shift Keying

Điều chế dịch pha vuông góc

R
RDS

Radio Data System

Dữ liệu vô tuyến

RS

Reed-Solomon

Mã sửa lỗi
S

SD

Độ phân giải tiêu chuẩn SD

Standard Definition
4


SDT

Service Description Table

Bảng diễn tả dịch vụ

SI

Service Information

Thông tin dịch vụ

SMI

Storage Media Interoperability

Khả năng phối hợp phƣơng tiện
thông tin đại chúng

SDTV

Standard Definition TeleVision

Truyền hình số tiêu chuẩn SD

SFN

Single Frequency Network

Mạng đơn tần số

SNR

Signal-to-noise ratio
T

TDM

Đa thành phần phân chia theo thời

Time Division Multiplex

gian
T- DMB

Terrestrial digital multimedia

Mạng truyền hình số mặt đất

broadcasting
TPS

Tín hiệu báo hiệu tham số truyền dẫn

Transmission Parameter

Signalling

TS

Time slot

Khe thời gian

TS

Transport Stream

Dòng thông tin truyền tải

TR

Transmission rate

Tốc độ truyền dẫn tín hiệu
U

UHF

Dải tần số cực cao UHF (300MHz-

Ultra-High Frequency

3000MHz)
V
VLC

Variable Length Coding

Độ dài mã thay đổi

VSB

Vestigial Sideband

Biên tần cụt
G

GI

Khoảng bảo vệ

Guard Interval

5


LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, kỹ thuật thông tin - truyền thôngcónhững bƣớc tiến triển vƣợt bậc.
Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ phát thanh, truyền hình, điện thoại di
động và thông tin dữ liệu trên Internet, cũng nhƣ nhu cầu về truyền thông đa
phƣơng tiện di động đang ngày một phát triển. Đặc biệt thực hiện quyết định số
22/QĐ-TTg và quyết định số 2451/QĐ-TTg của Thủ tƣớng Chính phủ về số hóa
truyền hình mặt đất; Hải Phòng là thành phố thuộc nhóm I cùng với Hà Nội, thành
phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Cần Thơ, có lộ trình số hóa truyền dẫn phát sóng,
ngừng phát sóng tƣơng tự chuyển sang phát sóng số các chƣơng trình quảng bá

trƣớc. Đến nay việc tắt sóng tƣơng tự đã đƣợc các thành phố thuộc nhóm I tắt sóng
tƣơng tự vào ngày 15/8/2016. Nhƣ vậy với ngành truyền hình ở Việt Nam đến năm
2020 sẽ tắt toàn bộ các hệ thống phát sóng tƣơng tự ở các địa phƣơng, kết thúc một
kỷ nguyên phát sóng tƣơng tự và chuyển sang phát sóng số mặt đất các chƣơng
trình quảng bá. Để đảm bảo hiệu quả của cuộc cách mạng truyền dẫn phát sóng,
chuyển đổi thành công và không ảnh hƣởng đến các hộ dân xem truyền hình, nên
tác giả chọn đề tài: “Nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng chất lƣợng truyền hình số
mặt đất của Đài PT-TH Hải Phòng” là nội dung nghiên cứu. Đề tài gồm 3 chƣơng:
Chƣơng 1: Tổng quan về truyền hình số
Chƣơng 2: Truyền hình số mặt đất DVB-T2
Chƣơng 3: Các yếu tố ảnh hƣởng chất lƣợng truyền hình số mặt đất của Đài
PT-TH Hải Phòng.

6


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ
1. Về truyền dẫn, phát sóng truyền hình trên thế giới
Ngày nay, với sự phát triển mạnh của khoa học công nghệ thì các chƣơng
trình truyền hình trên thế giới; đƣợc truyền tải đến khán, thính giả trên nền tảng
các phƣơng tiện công nghệ truyền dẫn nhƣ: phát sóng truyền hình mặt đất; phát
sóng truyền hình qua vệ tinh; phát sóng truyền hình qua mạng internet và phát sóng
truyền hình qua mạng cáp.
Phƣơng thức truyền dẫn phát sóng truyền hình mặt đất, bằng công nghệ kỹ
thuật số đã trở thành một xu hƣớng tất yếu và đã đƣợc thực hiện triển khai ở nhiều
nƣớc trên thế giớ; chuyển đổi từ truyền hình tƣơng tự (analog) sang truyền hình số
(Digital).Đây là quy luật phát triển khoa học và công nghệ.
Công nghệ truyền hình tƣơng tự (analog) ra đời cách đây gần 90 năm đã dần
đƣợc thay thế bằng công nghệ truyền hình số, trên nền tảng kỹ thuật số với nhiều
ƣu điểm nhƣ: chất lƣợng hình ảnh; âm thanh; độ ổn định cao hơn so với truyền

hình tƣơng tự, phát sóng đƣợc nhiều chƣơng trình hơn trên một kênh tần số và có
thể kèm nhiều dịch vụ khác.
Quá trình số hóa truyền dẫn và phát sóng truyền hình thông qua các phƣơng
thức nhƣ: truyền hình số mặt đất; truyền hình số vệ tinh; truyền hình số qua hệ
thống internet; truyền hình số qua hệ thống cáp, với tính chất dịch vụ công, phục
vụ mọi đối tƣợng, trên mọi vùng địa lý đã đƣợc tiến hành ở nhiều quốc gia, trong
đó số hóa truyền hình mặt đất đã đƣợc các nƣớc thực hiện, nhiều nƣớc đã hoàn
thành hoặc đang thực hiện theo lộ trình để hoàn thành số hóa truyền hình mặt đất,
cụ thể nhƣ sau:
Châu Âu
Năm 2007: Hà Lan; Thụy Điển; Phần Lan; Luxambua ( đến nay đã hoàn
thành)
Năm 2008: Đức - đã hoàn thành
Năm 2009: Nauy; Thụy Sỹ - đã hoàn thành
7


Năm 2010: Tây Ban Nha; Croatia; Hy Lạp; Áo - đã hoàn thành
Năm 2011: Pháp - đã hoàn thành
Năm 2012: Anh; Ailen; Bồ Đào Nha; Slovakia; Bỉ; Hungari - đã hoàn thành
Châu Mỹ
Năm 2009: Canada; Mỹ - đã hoàn thành
Năm 2022: Mexico – lộ trình hoàn thành
Châu Á
Năm 2011: Nhật Bản; Hàn Quốc - đã hoàn thành
Năm 2012: Hong Kong - đã hoàn thành
Năm 2013: Úc - đã hoàn thành
Năm 2015: Các nƣớc ở Đông Nam Á gồm Malaysia; Philippines; Indonesia
và Trung Quốc - hoàn thành
Năm 2020: Việt Nam lộ trình sẽ hoàn thành kế hoạch, số hóa truyền hình

mặt đất
2. Truyền dẫn, phát sóng truyền hình ở Việt nam hiện nay
Cả nƣớc hiện nay có 66 Đài truyền hình trong đó có 63 Đài truyền hình địa
phƣơng (mỗi tỉnh thành phố có một Đài) đang phát sóng truyền hình mặt đất công
nghệ tƣơng tự, phạm vi địa phƣơng. Đài Truyền hình Việt nam (VTV) phát sóng
toàn quốc, truyền hình mặt đất công nghệ tƣơng tự bằng các trạm phát đặt tại các
tỉnh, thành phố.
Mạng lƣới truyền dẫn, phát sóng của các Đài truyền hình (ĐTH)đƣợc đầu tƣ
riêng biệt, theo nhu cầu phủ sóng trên địa bàn của từng địa phƣơng và không có cơ
chế phối hợp chia sẻ hạ tầng truyền dẫn phát sóng, không sử dụng hết năng lực của
hệ thống truyền dẫn phát sóng, hiệu quả khai thác thấp, dẫn đến lãng phí trong việc
phân bổ, sử dụng kênh tần số vô tuyến điện và lãng phí công suất phát sóng, gây
can nhiễu giữa các đài truyền hình.
Đài Truyền hình kt số VTC thuộc Bộ Thông tin và Truyền thông thực hiện
phát sóng truyền hình số mặt đất (THSMĐ) công nghệ DVB-T từ năm 2005 bằng
8


các trạm phát đặt tại một số tỉnh, thành phố. Theo lộ trình số hóa của Chính phủ,
Đài VTC sẽ chuyển đổi công nghệ từ DVB-T sang công nghệ DVB-T2 trong năm
2015.
Truyền hình (AVG) thuộc Tập đoàn An Viên đã phát sóng (THSMĐ) mặt
đất công nghệ DVB-T2 tại các thành phố Hà Nội, Hải Phòng, thành phố Hồ Chí
Minh từ năm 2012, đây là đơn vị có công nghệ phù hợp với quy hoạch và lộ trình
số hóa truyền dẫn, phát sóng truyền hình của Chính phủ.
Thực hiện lộ trình số hóa của Chính phủ, năm 2014 Đài Truyền hình Việt
nam (VTV ) đã thử nghiệm phát sóng truyền hình số mặt đất công nghệ DVB-T2
hiện nay đã phát sóng chính thức các chƣơng trình của VTV tại các thành phố Hà
Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Hải Phòng và Cần Thơ.
Mạng truyền dẫn, phát sóng truyền hình của các Đài truyền hình nêu trên,

với cơ sở vật chất kỹ thuật đƣợc đầu tƣ đổi mới, hiện đại, đồng bộ diện phủ sóng
rộng, chất lƣợng hình ảnh và âm thanh đẹp, đáp ứng đƣợc nhu cầu hội nhập khu
vực và thế giới. Hiện tại ở Việt Nam đang thực hiện các loại hình phát sóng chủ
yếu sau:

2.1. Phát sóng truyền hình mặt đất
Với 2 loại công nghệ:
a. Truyền hình tƣơng tự mặt đất
Truyền hình tƣơng tự mặt đất là công nghệ chủ đạo của hệ thống truyền dẫn,
phát sóng truyền hình tại Việt Nam hiện nay, với 60/66 đài đang sử dụng phủ sóng
truyền hình tƣơng tự. Truyền hình tƣơng tự mặt đất đã đảm bảo thực hiện tốt
nhiệm vụ chính trị, tuyên truyền chủ trƣơng của Đảng, chính sách pháp luật của
Nhà nƣớc đáp ứng đƣợc nhu cầu của nhân dân, trên phạm vi cả nƣớc. Tuy nhiên,
chất lƣợng, sự ổn định của công nghệ này không cao, không tiết kiệm đƣợc tần số;
công nghệ này đang đƣợc từng bƣớc thay thế bằng công nghệ truyền hình số mặt
đất theo đề án đƣợc Chính phủ phê duyệt.
9


b. Truyền hình số mặt đất
- Trong (THSMĐ), tín hiệu hình ảnh và âm thanh đƣợc truyền dẫn, phát sóng dƣới
dạng dòng dữ liệu kỹ thuật số đã đƣợc xử lý (tín hiệu truyền hình số).
- Tại phần thu (đầu thu (THSMĐ) DVB-T2 hoặc Tivi có tích hợp đầu thu truyền
hình số DVB-T2), tín hiệu truyền hình số đƣợc chuyển đổi ngƣợc lại thành hình
ảnh và âm thanh.
- (THSMĐ) sử dụng phƣơng thức phát sóng mặt đất đƣợc gọi là truyền hình số mặt
đất
Từ năm 2015(THSMĐ) đang đƣợc các Đài Trung ƣơng thử nghiệm và phát
sóng với tiêu chuẩn DVB-T2 ở 05 thành phố thuộc nhóm I theo Đề án số hóa
truyền dẫn phát sóng truyền hình mặt đất đến năm 2020, gồm: thành phố Hà Nội,

thành phố Hồ Chí Minh, thành phố Đà Nẵng, thành phố Hải Phòng, thành phố Cần
Thơ.
2.2. Truyền hình số mặt đất ở Hải Phòng
Đài Truyền hình Việt Nam (VTV) đƣợc Chính phủ giao nhiệm vụ phát sóng số
truyền hình mặt đất toàn quốc và Trung tâm kỹ thuật Truyền dẫn phát sóng thuộc
Đài VTV là đơn vị thực hiện nhiệm vụ trên, Về vùng phủ sóng Trung tâm kỹ thuật
Truyền dẫn phát sóng thuộc Đài Truyền hình Việt Nam đã thực hiện phát sóng số
truyền hình mặt đất DVB-T2 tại 05 thành phố bao gồm: Hà Nội; thành phố Hồ Chí
Minh; Đà Nẵng; Hải Phòng; Cần Thơ. Khu vực thành phố Hải Phòng từ 01/3/2014,
Trung tâm Kỹ thuật Truyền dẫn phát sóng đã đầu tƣ 01 máy phát hình số DVB-T2,
02 KW kênh 43 UHF đặt tại đồi Thiên Văn, Kiến An với độ cao ăng ten 140m,
hiện đang phát các chƣơng trình của Đài Truyền hình Việt Nam 05 chƣơng trình
VTV chuẩn SD và 03 chƣơng trình VTV chuẩn HD không mã khóa, (vùng phủ
sóng gồm Hải phòng và vùng phụ cận với bán kính khoảng 50 km).
Tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng phù hợp quy định Bộ Thông tin và Truyền thông ban
hành: nhƣ mạng phát sóng đơn tần (SFN); chuẩn nén MPEG-4; chuẩn truyền hình
số DVB-T2
10


CHƢƠNG 2: TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T2
2.1. Lựa chọn phát sóng truyền hình số mặt đất chuẩn DVB - T ở Việt Nam
Hiện nay; trên thế giới tồn tại 3 tiêu chuẩn phát sóng TH số là: DVB, ISDBT,
ATSC. Để chọn lựa tiêu chuẩn phát sóng(THSMĐ)cho Việt Nam,căn cứ vào một
số quan điểm nhất định nhƣ: những quan điểm về kỹ thuật cũng nhƣ quan điểm về
kinh tế - chính trị.
- Về kỹ thuật.
· Là tiêu chuẩn có ƣu điểm, hiện đại, mở (có thể phát triển thêm) và có khả
năng tƣơng thích cao, đã đƣợc nhiều nƣớc sử dụng.
· Làm việc với các tỉ lệ khuôn hình 4:3 và 16:9 .

· Sử dụng dữ liệu theo tiêu chuẩn quốc tế (lấy mẫu 4:2:0; 4:2:2, chuẩnnén
MPEG-2, MPEG-4

MP@ML, có khả năng tƣơng thích hoặc chuyển đổi

lên/xuống, giữa SD-TV và HD-TV).
· Tiêu chuẩn phát sóng(THSMĐ) không gây trở ngại cho việc quy hoạch tần
số.
· Có khả năng tái sử dụng lại một số phần nhất định của hệ thống máy phát
hình kỹ thuật tƣơng tự.
- Về kinh tế - chính trị.
· Tiêu chuẩn đƣợc nhiều nƣớc sử dụng nên rất thuận lợi cho trao đổi chƣơng
trình, hội nhập khu vực và quốc tế.
· Khả năng đầu tƣ phù hợp với Việt Nam.
Theo quan điểm kỹ thuật; quan điểm kinh tế - chính trị và các ƣu điểm của 3
tiêu chuẩn DVB-T; ISDB-T; ATSC, có thể đi đến kết luận: Tiêu chuẩn DVB-T có
một số ƣu điểm trội hơn so với 2 tiêu chuẩn còn lại.
(1) Dòng truyền bit (TS):
· Ghép đƣợc nhiều kênh chƣơng trình âm thanh, truyền hình (mỗi chƣơng
trình lại kèm theo nhiều đƣờng tiếng) trên một kênh tần số với chất lƣợng tốt.
· Đễ thay đổi tốc độ - để cân đối về chất lƣợng; số lƣợng các chƣơng
trình truyền hình trên 1 dòng truyền.
11


· Truyền đƣợc nhiều đƣờng radio cùng với 1 đƣờng video.
· Nhiều dịch vụ: tƣơng tác, truyền hình theo yêu cầu VOD,…
(2). Ðộ rộng kênh sóng mềm dẻo (8 MHz).
(3). Tỉ lệ bit sai (BER) thấp.
(4). MáytThu cố định và thu di động (đến 270 Km/giờ): tốt.

(5). Dùng mạng SFN: tốt.
(6). Số lƣợng các nƣớc sử dụng DVB-T: lớn.
Kết quả thử nghiệm ở Brazil có khác với đánh giá của singapore (Brazil đánh
giá tiêu chuẩn ISDB-T tốt hơn so với tiêu chuẩn DVB-T về mặt kỹ thuật). Nhƣng
các ƣu điểm của DVB-T lại hoàn toàn thoả mãn các tiêu chí nêu trên. Việt Nam
hiện sử dụng độ rộng kênh phát sóng (truyền hình tƣơng tự) là 8MHz (tiêu chuẩn
D/K); DVB-T đáp ứng tốt. Vấn đề thứ hai là Việt Nam sử dụng mạng điện tần số
50 Hz. Vấn đề này có liên quan đến đồng bộ hệ thống mạng truyền hình (từ khâu
sản xuất chƣơng trình đến khâu truyền dẫn phát sóng, hệ PAL có chuẩn
625dòng/50Hz).
Với những lý do nêu trên, Việt Nam cần phải chọn và sử dụng tiêu chuẩn
DVB-T cho (THSMĐ).
Thực tế, việc quyết định chọn tiêu chuẩn phát sóng là DVB-T cho Việt Nam
cũng đồng thời có nghĩa là quyết định chọn tiêu chuẩn truyền dẫn số qua cáp và
qua vệ tinh là DVB-C và DVB-S, vì các tiêu chuẩn này đều thuộc họ tiêu chuẩn
DVB (châu Âu).
2.2. TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT CHUẨN DVB-T2
2.2.1 Khái niệm OFDM.
Kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM); phân toàn bộ
băng tần thành nhiều kênh băng hẹp, mỗi kênh có một sóng mang. Các sóng mang
này trực giao với các sóng mang khác.

12


Hình 2.1 Sóng mang con OFDM (N=8)
2.2.2 Nguyên lý ghép kênh phân chia theo tần số trực giaoOFDM.
Nguyên lý cơ bản của ghép kênh phân chia theo tần số trực giaoOFDM là :
chia nhỏ một dòng dữ liệu tốc độ cao trƣớc khi phát thành nhiều dòng dữ liệu tốc
độ thấp hơn và phát mỗi dòng dữ liệu đó, trên một sóng mang con khác nhau. Các

sóng mang này trực giao với nhau, thực hiện chọn độ giãn tần số hợp lý. Vì
khoảng symbol tăng lên; tốc độ thấp hơn, nên lƣợng nhiễu gây ra do độ trải trễ đa
đƣờng giảm ; Nhiễu xuyên ký tự ( ISI) đƣợc hạn chế hầu nhƣ hoàn toàn.Việc đƣa
vào một khoảng bảo vệ mỗi symbol trong ghép kênh phân chia theo tần số trực
giaoOFDM, khoảng thời bảo vệ symbol đƣợc mở rộng theo chu kỳ - (cyclicall
extended) để tránh nhiễu xuyên ký tự (ICI) giữa các sóng mang.
Hình vẽ 2.2biểu diễn sự khác nhau giữa Kỹ thuật (KT) điều chế đa sóng
mang, không chồng xung và KT đa sóng mang, chồng xung. Bằng cách sử dụng
KT đa sóng mang chồng xung, có thể tiết kiệm đƣợc khoảng 50% băng thông;
trongKTđa sóng mang chồng xung, cta cần triệt để giảm xuyên nhiễu giữa các
sóng mang, nghĩa là các sóng y phải cần trực giao với nhau.
13


Hình 2.2 [Kỹ thuật đa sóng mang không chồng xung và chồng phổ
Kỹ thuật đa sóng mang không chồng xung và chồng phổ]
2.2.3 Tính trực giao của tín hiệu OFDM.
Trực giao là một đặc tính các tín hiệu đa thông tin (Multiple information
signal), đƣợc truyền một cách hoànn hảo trên cùng một kênhh truyền thƣờng và
đƣợc tách rra mà không gây nhiễu xuyên kênh.
Trong OFDM, các sóng mangg con chồng lắp với nhau, nhƣng tín hiệu vẫn
có thể đƣợc khôi phục, mà không có xuyên nhiễu giữa cácc sóng mang kế cận vì
giữa các sóng mang con có tính trực giao. Ta xét một tập các sóng mang
con:fn(t),n=0, 1, ....N-1, t1 ≤ t ≤ t2 Tập sóng mang con trực giao khi:

Trong đó: K là: hằng số không phụ thuộc t, n hoặc m. Trong OFDM, tập các
sóng mang con đƣợc truyền, có thể đƣợc viết là:

Ta chứng minh tính trực giao của các sóng mang con.
14

Xét biểu thức(1.1) có:

Nếu nhƣcác sóng mang con trực giao nhau biểu thức (1.1) xảy ra, tức là biểu
thức (1.4) luôn đúng.
Khi n = m thì tích phân trên có giá trị bằng T/2 và không phụ thuộc vào n, m.
Vì vậy, nếu nhƣ các sóng mang con cách nhauu một khoảng bằng 1 T, thì chúng sẽ
trực giao với nhau trong khoảng (t2 − t1) và là bội số của T. [Tín hiệu OFDM đƣợc
hình thành bằng cách tổng hợp các sóng sine, tƣơng ứng với một sóng mang con.
Tần số băng gốc của mỗi sóng mang con đƣợc chọn là bội số của nghịch đảo
khoảng thời symbol, do đó tất cả sóng mang con có một số nguyên lần chu kỳ
trong mỗi symbol]..
* Trực giao trong miềnn tần số, của tín hiệu (OFDM).
Hình 2.3 - mô tả phổ một tín hiệu OFDM.
Tính trực giao là kết quả việc đỉnh của mỗi subcarrier tƣơng ứng với các giá
trị 0 “không” của tấtt cả các subcarrier khác. Khi tín hiệu này đƣợc tách bằng cách

15


sử dụng DFT; phổ của chúng không liên tục nhƣ hình( 2.3a), mà là mẫu rời rạc.

Hình 2.3 [Đáp ứng tần số của các subcarrier
(a) Mô tả phổ của mỗi subcarrier và mẫu tần số rời rạcđược nhìn
thấy của bộ thu OFDM.
(b) Mô tả đáp ứng tổng cộng của 5 subcarrier (đường tô đậm)].
Phổ của tín hiệu lấy mẫu tại các giá trị 0 trong hình. Nếu DFT đƣợc đồng bộ
theo thời gian, các mẫu tần ssố chồng lắp giữa các subcarrier không ảnh hƣởng tới

16


bộ thu. Giá trị đỉnh đo đƣợc tƣơng ứng với giá trị “null” của tất cả các subcarrier
khác nên có tính trực giao giữa các subcarrier.
2.2.4 Biến đổi Inverse fast Fourier transform(IFFT) để tạo sóng mang con
subcarrier.
[Tín hiệu OFDM gồm tổng hợp của các sóng mang con, đƣợc điều chế sử
dụng khóa dịch pha Phase Shift Keying (PSK) hoặc điều chế biên độ vuông góc
Quadrature Amplitude Modulation (QAM). Nếu gọi dilà các chuỗi dữ liệuhoặc
điều chế biên độ vuông góc QAM phức, NS là số lƣợng sóng mang con; T là
khoảng thời symbol ; fC là tần số sóng mang, thì symbol OFDM bắt đầu tại t = t s
đƣợc viết nhƣ sau:

Để cdễ tính toán, có thể thay thế symbol OFDM trên nhƣ sau:

Hình 2.4 Bộ điều chế OFDM
Nếu liên hiệp phức của sóng mang con thứ nhất đƣợc nhân với s(t), thì thu
đƣợc symbol QAM dj+Ns/2 ( nhân với hệ số T), đối với các sóng mang con khác,
17


giá trị nhân sẽ bằng 0; vì sự sai biệt tần số (i-j)/T tạo ra một số nguyên chu kỳ
trong khoảng symbol T, nên kết quả nhân sẽ bằng 0.

. Thời gian rời rạc cũng chính là biến đổi ngƣợc Fourier rời rạc; công thức
(1.8), với thời gian t đƣợc thay thế bởi số mẫu n.

Trong khi đó, biến đổi IFFT N điểm, nếu sử dụng thuật toán cơ số 2 chỉ cần
có (N/2)log2(N) phép nhân phức; nếu sử dụng thuật toán cơ số 4 thì chỉ cần

(8/3)log2(N-2) phép nhân. Sở dĩ thuật toán IFFT, FFT có đƣợc hiệu suất nhƣ vậy
là do biến đổii IDFT có thể phân tích thành nhiều biến đổi IDFT nhỏ hơn cho đến
khi,chỉ còn là các biến đổi IDFT một điểm.
2.2.5Intersymbol interference (ISI), ICI trong hệ thống OFDM .
Intersymbol interference - nhiễu liên ký hiệu (ISI) là hiện tƣợng nhiễu liên ký
hiệu. ISI xảy ra do hiệu ứng nhiễu đa đƣờng, trong đó một tín hiệu tới sau sẽ gây
lên ảnh hƣởng đến tín hiệu trƣớc đó.
Nhƣ ở hình 2.5, ta thấy rõ tín hiệu phản xạ (reflection) đến máy thu theo
đƣờng truyền dài hơn so với các tín hiệu còn lại. Khoảng thời gian trễ (mức trải
trễ) đƣợc tính nhƣ sau: τ = ∆s/c

18


Hình 2.5 Mô tả truyền tín hiệu đa đƣờng tới máy thu
Khoảng chênh lệch là khá nhỏ, nhƣng so với khoảng thời gian một mẫu tín
hiệu, thì nó lại không nhỏ. Trong các hệ thống sóng mang đơn, ISI là một vấn đề
khá là nan giải.
Hình 2.6 minh họa việc chèn thêm khoảng bảo vệ. Chiều dài tổng cộng của
symbol là:

với TS là chiều dài tổng cộng của symbol, TG là chiều dài khoảng thời bảo vệ, và
TFFT là khoảng thời thực hiện biến đổi IFFT dùng để phát tín hiệu OFDM.

Hình 2.6 Chèn khoảng bảo vệ vào tín hiệu OFDM
[Trong một tín hiệu OFDM, biên độ và pha của sóng mang con phải ổn định
trong suốt khoảng thời symbol để cho các sóng mang con luôn trực giao nhau]…
19

Nếu nó không ổn định có nghĩa là hình dạng phổ của các sóng mang con sẽ không
có dạng hình sinc chính xác nữa, và nhƣ vậy các điểm có giá trị phổ cực tiểu của
sóng mang con sẽ không xuất hiện tại các tần số mà những sóng mang con khác có
phổ cực đại nữa và gây ra nhiễu xuyên sóng mang (ICI).
Hình 2.7 biểu diễn phổ của bốn sóng mang trong miền tần số cho trƣờng hợp
trực giao.

Hình 2.7 Phổ của bốn sóng mang trực giao
Tính trực giao của một sóng mang với sóng mang khác bị mất nếu giá trị của
sóng mang không bằng không tại tần số trung tâm của sóng mang khác. Từ giản đồ
miền thời gian, tƣơng ứng hình sin không dài hơn số nguyên lần lặp khoảng FFT.
Hình 2.8 biểu diễn phổ của bốn sóng mang không trực giao. ICI xảy ra khi
kênh đa đƣờng khác nhau trên thời gian ký tự OFDM. Dịch Doppler trên mỗi
thành phần đa đƣờng gây ra bù tần số trên mỗi sóng mang, kết quả là mất tính trực
giao giữa chúng.

20


Hình 2.8 Phổ của bốn sóng mang không trực giao

2.2.6 Ƣu điểm của hệ thống OFDM.
Trrn cơ sở tìm hiểu các tính chất của hệ thống OFDM , ta có thể tóm tắt
những thuận lợi khi sử dụng hệ thống OFDM nhƣ sau:
(1). OFDM tăng hiệu suất sử dụng phổ bằng cách cho phép chồng lấp những
sóng mang con.
(2). Bằng cách chia kênh thông tin ra thành nhiều kênh con fading phẳng băng
hẹp, các hệ thống OFDM chịu đựng fading lựa chọn tần số tốt hơn những hệ thống
sóng mang đơn.
(3). OFDM loại trừ xuyên nhiễu symbol (ISI) và xuyên nhiễu giữa các sóng

mang (ICI) bằng cách chèn thêm vào một khoảng thời bảo vệ trƣớc mỗi symbol.
(4). Sử dụng việc chèn (interleaving) kênh và mã kênh thích hợp, hệ thống
OFDM có thể khôi phục lại đƣợc các symbol bị mất do hiện tƣợng lựa chọn tần số
của các kênh.
(5). Kỹ thuật cân bằng kênh trở nên đơn giản hơn kỹ thuật cân bằng kênh
thích ứng đƣợc sử dụng trong những hệ thống đơn sóng mang.
(6). Sử dụng kỹ thuật DFT để bổ sung vào các chức năng điều chế và giải điều
chế làm giảm độ phức tạp của OFDM.
21