Công nghệ truyền dẫn truyền hình số mặt đất DVB t2 và ứng dụng tại đài truyền hình việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB –
T2 VÀ ỨNG DỤNG TẠI ĐÀI TRUYỀN HÌNH VIỆT NAM

ĐỖ XUÂN QUỲNH

HÀ NỘI - 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T2
VÀ ỨNG DỤNG TẠI ĐÀI TRUYỀN HÌNH VIỆT NAM

ĐỖ XUÂN QUỲNH
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
MÃ SỐ: 60520203

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. NGUYỄN HỮU TRUNG

HÀ NỘI - 2016

LỜI CAM ĐOAN

Lựa chọn đề tài “ Công nghệ truyền dẫn truyền hình số mặt đất BVB – T2
và ứng dụng tại Đài truyền hình Việt Nam”, với mong muốn hoàn thành luận văn
một cách tốt đẹp nhất. Dưới sự hướng dẫn của thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Hữu
Trung em xin cam đoan những nội dung trong luận văn là hoàn toàn đúng sự thật
và do bản thân tìm tòi nghiên cứu, tham khảo trong các tài liệu khoa học trong và
ngoài nước. Các tài liệu, số hiệu trích trong luận văn là hoàn toàn khoa học và đáng
tin cậy.
Hà Nội, ngày 15 tháng 9 năm 2016
Học viên thực hiện

Đỗ Xuân Quỳnh

LỜI CẢM ƠN
Công nghệ truyền hình đang có những ứng dụng rộng rãi trong phát triển văn
hóa đời sống tinh thần xã hội. Với những ưu điểm vượt trội của truyền hình số so
với truyền hình tương tự, trong những năm qua, truyền hình số mặt đất đã phát triển


mạnh mẽ trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng. Việc thay thế hoàn toàn
truyền hình mặt đất tương tự bằng công nghệ truyền hình số mặt đất trên toàn thế
giới đang diễn ra mạnh mẽ.
Đến nay đã có nhiều quốc gia trên thế giới lựa chọn tiêu chuẩn DVB-T để
phát sóng mặt đất. Tuy nhiên, trước các nhu cầu đòi hỏi về dung lượng, giảm lỗi
đường truyền, nâng cao độ tin cậy, về giảm công suất thu phát,..., cùng với xu thế
hội tụ truyền dẫn, sự phát triển của truyền hình độ phân giải cao HDTV với dung
lượng bit lớn mà DVB-T chưa đáp ứng được. Từ các yêu cầu thực tế đặt ra đó,
nhóm DVB Project đã phát triển chuẩn truyền hình số thế hệ thứ hai là DVB-T2.
Từ năm 2001, Việt Nam đã tiến hành thử nghiệm phát sóng truyền hình mặt

đất. Trước sức ép về lộ trình chuyển đổi hoàn toàn sang phát sóng số mặt đất trước
năm 2020 và xu hướng phát triển DVB-T2 trên thế giới, cần nghiên cứu các tiêu
chuẩn của DVB- T, những bất cập, tồn tại khi triển khai ở Việt Nam, đồng thời
nghiên cứu cấu trúc, đặc tính kỹ thuật cơ bản, và những tính năng ưu việt của tiêu
chuẩn DVB-T2. Từ đó đề xuất lựa chọn giải pháp công nghệ hợp lý nhất cho hệ
thống truyền hình số mặt đất tại Việt Nam trong những năm tới. Từ mục đích như
vậy, tôi lựa chọn đề tài: ”Công nghệ truyền dẫn truyền hình số mặt đất DVB-T2
và ứng dụng tại Đài truyền hình Việt Nam” làm đề tài luận văn thạc sỹ.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS. Nguyễn Hữu
Trung, cùng sự đóng góp quý báu của đồng nghiệp, bạn bè để bản luận văn này
được hoàn thành. Vì thời gian có hạn nên bản luận văn chắc chắn còn rất nhiều
thiếu sót. Tôi rất mong nhận được sự chỉ bảo của các Thầy, Cô, đồng nghiệp, bạn bè
để hoàn thiện các vấn đề đã nêu trong bản luận văn này.
Hà nội, ngày 15 tháng 9 năm 2016
Học viên

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................
MỤC LỤC................................................................................................................
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .........................................................................
DANH MỤC BẢNG BIỂU ......................................................................................


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ..............................................................................
TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN .................................................................... 1
ABSTRACT ........................................................................................................... 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T ....... 3
1.1 Hệ thống truyền hình ................................................................................... 3
1.1.1 Lịch sử phát triển .................................................................................... 3
1.1.2 Công nghệ truyền hình sơ khai-truyền hình tương tự............................... 5

1.1.3 Khái niệm truyền hình kỹ thuật số ........................................................... 6
1.1.4 Những đặc điểm cơ bản của truyền hình kỹ thuật số................................ 8
1.1.5 Xử lý tín hiệu truyền hình số ................................................................. 10
1.1.6 Các phương thức truyền dẫn tín hiệu truyền hình số .............................. 11
1.1.7 Các tiêu chuẩn hiện nay của hệ thống truyền hình kỹ thuật số ............... 11
1.2 Hệ thống truyền hình số DVB-T ............................................................... 12
1.2.1 Khái niệm và sơ khối DVB-T................................................................ 12
1.2.2 Những đặc tính kỹ thuật cơ bản của DVB-T.......................................... 15
1.3 Kết luận chương......................................................................................... 26
CHƯƠNG 2. CÁC KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA DVB-T2............................... 27
2.1 Cấu trúc hệ thống truyền hình DVB-T2 ................................................... 27
2.2 Các kỹ thuật xử lý tín hiệu audio và video ............................................... 31
2.2.1 Kỹ thuật số hóa tín hiệu video ............................................................... 31
2.2.2 Nén tín hiệu video số ............................................................................ 41
2.2.3 Nén tín hiệu audio số ............................................................................ 44
2.3 Nén audio trong DVB-T2........................................................................... 50
2.3.1 Chuẩn nén MPEG-1 .............................................................................. 50
2.3.2 Chuẩn nén MPEG-2 .............................................................................. 55
2.3.3 Chuẩn nén MPEG-4 .............................................................................. 57


2.4 Kỹ thuật mã hóa và điều chế tín hiệu trong DVB-T2............................... 59
2.5 Mã sửa sai trong DVB-T2.......................................................................... 63
2.6 Các thông số mở rộng trong DVB-T2 so với DVB-T................................ 63
2.7 Kết luận chương......................................................................................... 65
CHƯƠNG 3 . TRIỂN KHAI HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT
DVB -T2 TẠI ĐÀI TRUYỀN HÌNH VIỆT NAM ............................................ 65
3.1 Những tồn tại của truyền hình tương tự ................................................... 65
3.2 Ưu điểm của truyền hình số DVB-T2 ....................................................... 65
3.3 Khả năng triển khai DVB-T2 .................................................................... 69

3.4 Hướng phát triển DVB-T2 ........................................................................ 70
3.5 Triển khai công nghệ cho truyền hình số mặt đất tại các đài truyền hình
Việt Nam .......................................................................................................... 72
3.5.1 Khuyến nghị lựa chọn giải pháp công nghệ ........................................... 74
3.5.2 Truyền hình An Viên (AVG) ................................................................ 75
3.5.3 Truyền hình VTC .................................................................................. 77
3.5.4 Đài truyền hình Việt Nam VTV ............................................................ 79
3.6 Kết luận chương......................................................................................... 80
KẾT LUẬN .......................................................................................................... 82
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 81

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

ACE

Active Constellation Extension

Mở rộng chòm sao tích cực

AFC

Automatic Frequency Control

Điều khiển tần số tự động

ATSC

Advanced Television System

Hội đồng về hệ thống truyền

Commitee

hình cải biên
Công ty cổ phần nghe nhìn toàn

AVG

Audio Visual Global

BCH

Bose-Chaudhuri-Hocquenghem

Bose-Chaudhuri-Hocquenghem

BER

Bit Error Rate

Tỷ số lỗi bit

BPSK

Binary Phase Shift Keying

Điều chế pha nhị phân

CATV

Collective Antenna Telvision

Truyền hình cáp dây dẫn

Carrier/Noise

Sóng mang/tạp âm

Coding Othogonality Fequency

Ghép kênh phân chia theo tần số

Dvision Mltiplexing

trực giao có mã

Digital Terrestrial Television

Truyền hình số mặt đất

C/N
COFDM
DTT
DiBEG

DPCM

Digital Broadcasting Expert
Group
Differential Pulse Code
Modulation

DVB

Digital Video Broadcasting

EDTV

Enhanced Definition Television

ES

cầu

Nhóm chuyên gia truyền hình số
Điều chế xung mã vi sai
Truyền hình số
Truyền hình độ phân giải mở
rộng

Elementary Stream

Dòng cơ sở

FEC

Forward Error Correction

Sửa lỗi trước (thuận)

FEF

Future Extension Frame

FFT

Fast Fourrier Transform

Biến đổi Fourrier nhanh

FIR

Finite Impulse Responese

Đáp ứng xung hữu hạn

GI

Guard Intervalman

Khoảng bảo vệ

High Definitiom Television

Truyền hình độ phân giải cao

HP

High Priority

Độ ưu tiên cao

ICI

Inter-Carrier Interference

Nhiễu liên sóng mang

IF

Intermediate Frequency

Trung tần

Inverse Fast Fourrier Transform

Biến đổi nhanh Fourrier ngược

HDTV

IFFT

Khung mở rộng dành cho tương
lai

IPTV

Internet Protocol Television

Truyền hình IP

Integrated Services Digital

Truyền hình số các dịch vụ

Broadcasing

tích hợp

Inter-Symbol Interference

Nhiễu liên ký tự

Joint Photoghraphic Experts

Nhóm chuyên gia nghiên cứu về

Group

ảnh tĩnh

Low Density Parity Check

Mã kiểm tra ngang hành mật độ

(Codes)

thấp

Low Definitiom Television

Truyền hình độ phân giải thấp

Low Priority

Độ ưu tiên thấp

MCM

Multi Carrier Modulation

Điều chế đa sóng mang

MFN

Multiple Frequency Network

Mạng đa tần

Modulator Interface

Giao diện điều chế

MISO

Multi Input Single Output

Nhiều đầu vào một đầu ra

MPEG

Moving Pictures Experts Group

ISDB
ISI
JPEG
LDPC
LDTV
LP

MI

NTSC
OFDM
OIRT
PAL

Nhóm chuyên gia nghiên cứu về
ảnh động

National Television System

Hội đồng hệ thống truyền hình

Comittee

quốc gia Mỹ

Othogonality Fequency Dvision

Ghép kênh phân chia theo tần số

Mltiplexing

trực giao

Organization Internatinal Radio

Tổ chức phát thanh truyền hình

and Television

quốc tế

Phase Alternative Line

Đảo pha theo từng dòng
Tỷ số công suất đỉnh/công suất

PAPR

Peak to Average Power Ratio

PCM

Pulse Code Modulation

Điều chế xung mã

PES

Packetized Elementary Stream

Dòng cơ sở đóng gói

PLP

Physical Layer Pipes

Ống lớp vật lý

Pseudo Random Bit Sequence

Chuỗi bit giả ngẫu nhiên

PRBS
QAM

Quadrature Amplitude
Modulation

trung bình

Điều chế biên độ vuông góc

QPSK
RF
SDTV

Quadrature Phase Shift Keying

Khóa dịch pha vuông góc

Radio Frequence

Tần số vô tuyến

Standard Definition Television

Truyền hình độ phân giải tiêu
chuẩn

SFN

Single Frequence Network

Mạng đơn tần

SNR

Signal to Noise Ratio

Tỷ số tín hiệu trên tạp âm

TPS

Transmission Parameter
Signalling

Báo hiệu tham số bên phát

TR

Tone Reservation

Hạn chế âm sắc

TS

Transport Stream

Dòng truyền tải

UHF

Ultra High Frequency

Tần số siêu cao (Siêu cao tần)

VHF

Very High Frequency

Tần số rất cao

VO

Video Object

Đối tượng video

VSB

Vestigal Side Band

Điều biên cụt

VTC

Vietnam Television Corporation

VTV

Vietnam Television

Tổng Công ty Truyền thông đa
phương tiện Việt Nam
Đài truyền hình Việt Nam

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Khoảng thời gian bảo vệ ở các chế độ phát khác nhau [5]........ 26
Bảng 3.1: Các tham số phát sóng của truyền hình An Viên [12] ............... 75

Bảng 3.2: Các tham số phát sóng của Đài truyền hình Việt Nam [13]. ...... 78

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Cấu trúc tổng quan của hệ thống truyền hình số .......................... 7
Hình 1.2: Chất lượng tín hiệu giữa số và tương tự ...................................... 9
Hình 1.3: Sơ đồ tổng quan hệ thống thu và phát truyền hình số ................ 11


Hình 1.4: Hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T ................................... 14
Hình 1.5: Sơ đồ khối chức năng bộ điều chế số DVB-T............................ 15
Hình 1.6: Quá trình phân tán năng lượng, mã hóa ngoài, và ghép xen ngoài
................................................................................................................. 17
Hình 1.7: Sơ đồ khối điều chế COFDM trong DVB-T .............................. 18
Hình 1.8: Biểu diễn chòm sao điều chế của QPSK, 16 QAM, và 64 QAM 21
Hình 1.9: Mô tả phân bố sóng mang của DVB-T ...................................... 21
Hình 1.10: Phân bố sóng mang khi chèn thêm khoảng bảo vệ................... 23
Hình 2.1: Mô hình cấu trúc hệ thống DVB-T2 .......................................... 28
Hình 2.2: Mô hình ứng dụng chất trượng truyền tải của DVB-T2 ............. 31
Hình 2.3: Phổ của tín hiệu lấy mẫu ........................................................... 31
Hình 2.4: Quá trình lượng tử hóa .............................................................. 34
Hình 2.5: Lấy mẫu chuẩn 4fsc NTSC ....................................................... 40
Hình 2.6: Phổ của tín hiệu lấy mẫu chuẩn 4fsc NTSC.............................. 40
Hình 2.7: Mô hình hệ thống nén video ...................................................... 41
Hình 2.8: Sự phối hợp các kỹ thuật trong JPEG và MPEG ....................... 42
Hình 2.9: Hệ thống mã hoá điểm quá tải khối dữ liệu Audio .................... 47
Hình 2.10: Sơ đồ cấu trúc mã hoá MPEG tín hiệu audio ........................... 49
Hình 2.11: Sơ đồ cấu trúc giải mã MPEG cho tín hiệu Audio ................... 50
Hình 2.12: Cấu trúc khung mức I Audio MPEG ....................................... 52
Hình 2.13: Chòm sao 16-QAM quay ........................................................ 60

Hình 2.14: So sánh hiệu năng góc xoay DVB-T2 ban đầu (14 độ) và góc
xoay DVB-T2 với 16-QAM (16,8 độ)[8] .................................................. 61
Hình 2.15: So sánh hiệu năng BER góc xoay DVB-T2 ban đầu và góc xoay
DVB-T2 với 16-QAM trên kênh xóa fading (tốc độ xóa 15%)[8] ............. 61


Hình 2.16: Chòm sao quay 256-QAM ...................................................... 62
Hình 3.3: Phổ tín hiệu DVB-T2 lý thuyết với khoảng bảo vệ GI = 1/8 (kênh
8MHz với chế độ sóng mang mở rộng 8K, 16K, 32K) .............................. 67
Hình 3.4: Phổ tín hiệu tín hiệu truyền phát DVB lý thuyết ........................ 68
Hình 3.8: Cấu hình tổng thể hệ thống mạng SFN theo tiêu chuẩn DVB-T2
của AVG................................................................................................... 76
Hình 3.9: Bản đồ phủ sóng DVB-T2 tại Hà Nội của VTV [13] ................. 80
Hình 3.10: Bản đồ phủ sóng DVB-T2 tại Tp. HCM của VTV [13] ........... 80

LỜI MỞ ĐẦU
Tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất thế hệ thứ hai DVB-T2 được nhóm DVB
Project công bố tháng 6/2008. Việc triển khai và phát triển các sản phẩm mới cho
tiêu chuẩn mới này cũng đã bắt đầu. DVB-T2 kế thừa những thành công của DVBT với nhiều cải tiến về việc gia tăng dung lượng truyền dẫn. Khả năng gia tăng dung
lượng là một trong những ưu điểm chính của DVB-T2. So sánh với chuẩn truyền


hình số DVB-T hiện nay, tiêu chuẩn DVB-T2 gia tăng dung lượng tối thiểu 30%
trong cùng điều kiện thu sóng và sử dụng các anten thu hiện có. Thực tế có thể gia
tăng dung lượng lên đến gần 50% với công nghệ sử dụng chuẩn DVB-T2, dung
lượng dữ liệu đạt được tại UK lớn hơn khoảng 50% so với DVB-T, ngoài ra DVBT2 còn có khả năng chống lại phản xạ nhiều đường (Multipaths) và can nhiễu đột
biến tốt hơn nhiều so với DVB-T. Điều này càng thuận lợi cho việc triển khai các
dịch vụ quảng bá mới với đòi hỏi dung lượng bit lớn hơn.
Yêu cầu đặt ra đối với tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất mới. Tiêu chuẩn
DVB-T2 phải bảo đảm tính tương quan giữa các chuẩn trong họ DVB. Tiêu chuẩn

truyền hình số mặt đất DVB-T2 là tiêu chuẩn chủ yếu dành cho các đầu thu cố định
và thu di động. Do vậy, DVB-T2 phải cho phép sử dụng được các hệ thống hạ tầng
anten hiện có. Từ những yêu cầu đó, luận văn đã tập trung nghiên cứu các giải pháp
kỹ thuật của hệ thống truyền hình số mặt đất DVB- T, những bất cập, tồn tại khi
triển khai ở Việt Nam, đồng thời nghiên cứu cấu trúc và những đặc tính kỹ thuật cơ
bản, những tính năng ưu việt của tiêu chuẩn DVB-T2. Từ đó đề xuất lựa chọn giải
pháp công nghệ hợp lý nhất cho hệ thống truyền hình số mặt đất tại Việt Nam trong
những năm tới. Nội dung của luận văn bao gồm:
CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT
DVB-T

CHƯƠNG 2.

CÁC KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA DVB-T2

CHƯƠNG 3.

TRIỂN KHAI HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT
ĐẤT DVB-T2 TẠI ĐÀI TRUYỀN HÌNH VIỆT NAM

ABSTRACT
Second generation DVB-T2 terrestrial digital TV standard is the DVB
Project group announced in May 6/2008. The deployment and development of new
products for this new standard has also begun. DVB-T2 inherit the success of DVBT with many improvements on increasing transmission capacity. The ability to
increase capacity is one of the main advantages of the DVB-T2. Compared with the
standard DVB-T digital television today, DVB-T2 standard minimum capacity
2

increased by 30% during the same reception conditions and the use of existing
antennas. The fact can increase capacity up to nearly 50% for technology use DVBT2 standard, data storage in the UK achieve greater than about 50% compared to
DVB-T, DVB-T2 in addition also has the ability reflex to resist sugar (Multipaths)
and mutations interfered better than DVB-T. It is more favorable for the deployment
of new broadcast services require larger bit capacity.
Requirements set the standard for terrestrial digital television new. DVB-T2
standards to ensure interoperability between their standards of DVB. TV standard
DVB-T2 digital terrestrial standard is primarily intended for fixed receivers and
mobile revenues. Therefore, DVB-T2 to allow the system to use the existing
antenna infrastructure. From these requests, dissertation research focused on
technical solutions of television systems DVB T digital terrestrial, the inadequacies
and shortcomings when deployed in Vietnam, as well as researching the structure
and the basic technical characteristics, premium features Vietnam's DVB-T2
standard. Since then proposed selection reasonable technology solutions for digital
television system ground in Vietnam in the coming years. The contents of the thesis
include:
CHAPTER 1.

OVERVIEW OF TERRESTRIAL DIGITAL
TELEVISION

CHAPTER 2.

BASIC TECHNICAL OF DVB-T2

CHAPTER 3.

DEPLOYMENT OF TERRESTRIAL DIGITAL
TELEVISION DVB-T2 AT VIETNAM TELEVISION

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ
MẶT ĐẤT DVB-T
1.1 Hệ thống truyền hình
1.1.1 Lịch sử phát triển
Truyền hình có mối liên hệ mật thiết với một số loại hình truyền thống hay
nghệ thuật khác như phát thanh, điện ảnh… Tuy nhiên, chỉ sau một vài thập kỷ sơ
khai, truyền hình đã tiến những bước tiến dài và thực sự tách ra khỏi các loại hình
2


khác, trở thành phương tiện truyền thông độc lập và có sức mạnh to lớn trong việc
tạo dựng và định hướng dư luận. Việc phát sóng truyền hình đầu tiên ở Mỹ được bắt
đầu từ những năm 1930, và truyền hình chỉ thực sự phổ biến từ những năm 1950.
Những đài phát thanh như NBC, CBS, ABC… sau khi phát triển thêm hệ thống
truyền hình đã thực sự lớn mạnh và trở thành những tập đoàn phát thanh truyền hình
tầm cỡ thế giới.
Trên thực tế, sự hình thành và phát triển của truyền hình gắn liền với các sự
kiện khoa học - công nghệ cũng như các sự kiện chính trị - xã hội khác. Ngay từ đầu
những năm 1920, người ta đã chú ý đến truyền hình do họ nhận thức được vai trò
của truyền hình trong việc tuyên truyền, quảng bá trên các mặt kinh tế, chính trị, xã
hội…có thể kể đến một số mốc quan trọng trong lịch sử truyền hình như sau:
• Năm 1839: Bee Quell tìm ra hiện tượng quang điện.
• Năm 1898: Volsske tìm ra hệ thống truyền hình không dây dẫn (truyền hình
bằng sóng điện từ).
• Tháng 3/1899: Liên lạc vô tuyến quốc tế đầu tiên ra đời ở Anh và Pháp, dài
46 Km.
• Năm 1941: Mỹ chấp nhận chuẩn 525 dòng quét với bộ phân giải của mình.
• Trong và sau chiến tranh thế giới thứ II: các cường quốc chạy đua gay gắt để
phát các chương trình truyền hình nhằm vận động nhân dân ủng hộ các chiến

lược quân sự và kinh tế của mình.
• Năm 1957: Ở Pháp xuất hiện hệ truyền hình màu SECAM do Henry De
France nghiên cứu và thực hiện.
• Năm 1962: Giáo sư Walter Bruce ở Tây Đức công bố hệ truyền hình PAL.
Cả hai hệ SECAM và PAL về nguyên lý chung thống nhất với hệ NTSC.
• Năm 1966: Ở Na Uy đã tiến hành hội nghị CCIR để chọn hệ truyền hình màu
thống nhất cho cả Châu Âu, để tiện cho việc trao đổi chương trình truyền
hình màu giữa các nước.
Kết quả một số nước chọn hệ SECAM, một số nước dùng hệ PAL, Mỹ và
Nhật sử dụng hệ NTSC. Ở Việt Nam chọn hệ PAL tiêu chuẩn OIRT (Organization
Internatinal Radio and Television - Tổ chức phát thanh truyền hình quốc tế).
3


• Năm 1994: Mỹ nghiên cứu và thử nghiệm truyền hình số, đến tháng 12 năm
1996 ban hành tiêu chuẩn ATSC.
• Năm 1997: Nhật Bản ban hành tiêu chuẩn ISDB - hay còn gọi là tiêu chuẩn
DiBEG.
• Năm 1997: Tiêu chuẩn DVB-T của Châu Âu ra đời. Nhiều nước Bắc Âu,
một số nước Châu Á trong đó có Việt Nam và nhiều nước khác đã lựa chọn
tiêu chuẩn này và dự kiến phát sóng số hoàn toàn vào năm 2010 - 2015.
Việt Nam từ những năm 1997 đến nay có một số đơn vị kỹ thuật có nghiên
cứu và tiếp cận với công nghệ số, cho đến nay nhiều công đoạn trong sản xuất
chương trình, truyền dẫn đã được số hóa, nhiều đề tài nghiên cứu truyền hình số đã
và đang được nghiên cứu thử nghiệm chính vì vậy mà nó mang tính khoa học và
thực tiễn cao nhằm càng ngày càng nâng cao chất lượng cho việc phát hình số tại
Việt Nam.
Như vậy, có thể thấy, lịch sử phát triển của truyền hình luôn nằm trong và
cùng song hành với lịch sử tiến bộ nhân loại. Truyền hình ngày một lớn mạnh là do
nhu cầu thông tin của công chúng ngày càng cao, khoa học kỹ thuật phát triển và

xuất hiện nhu cầu giao lưu quốc tế. Chính bản thân các vấn đề sự kiện chính trị, xã
hội cũng góp phần thúc đẩy truyền hình phải tự phát triển và phát huy hơn nữa
những ưu thế của mình, từ đó dần tạo nên những đặc trưng riêng biệt trong hệ thống
các phương tiện truyền thông đại chúng hiện nay.
1.1.2 Công nghệ truyền hình sơ khai-truyền hình tương tự
Truyền hình đen trắng là bước mở đầu cho việc truyền các hình ảnh đi xa.
Nó được nghiên cứu và chế tạo vào những năm 60 của thế kỷ XX với những ống
thu hình Vidicon. Truyền hình đen trắng đã từng được sử dụng ở hầu hết các quốc
gia trên thế giới, cùng với sự phát triển nhanh chóng của đèn điện tử thì các thiết bị
của truyền hình đen trắng có độ ổn định hơn, chất lượng tốt hơn. Tuy nhiên truyền
hình đen trắng lại có nhược điểm rất lớn là không có khả năng truyền đi các hình
ảnh có màu sắc như trong thực tế. Do đó, năm 1957, hệ truyền hình màu đầu tiên đã
ra đời tại Pháp, đã mở ra cuộc cách mạng đối với nền công nghiệp truyền hình.

4


Hiện nay, có 3 loại công nghệ truyền hình tương tự chính được sử dụng trên
toàn thế giới dựa trên tiêu chuẩn mã hóa hình ảnh NTSC, SECAM và PAL và sử
dụng điều chế RF để điều chế tín hiệu sóng mang VHF hoặc UHF. Mỗi khung hình
của một hình ảnh truyền hình bao gồm các dòng quét trên màn hình. Các dòng có
độ sang khác nhau, tập hợp toàn bộ dòng được vẽ một cách nhanh chóng để mắt
người cảm nhận nó như là một hình ảnh. Các khung hình tiếp theo tuần tự được
hiển thị, cho phép mô tả chuyển động. Các tín hiệu truyền hình tương tự có thông
tin về thời gian và đồng bộ để máy thu có thể tái tạo lại một hình ảnh hai chiều
chuyển động từ một tín hiệu một chiều biến thiên theo thời gian.
• Tiêu chuẩn NTSC được phát triển tại Mỹ và lần đầu tiên đượ sử dụng trong
năm 1954, NTSC hiện là tiêu chuẩn truyền hình lâu đời nhất. Nó bao gồm
quét dòng là 525 và tần số quét hình là 60Hz.
• Tiêu chuẩn SECAM được phát triển ở Pháp và lần đầu tiên được sử dụng vào

năm 1967. Nó sử dụng quét dòng 625 và tần số quét hình là 50Hz. Các loại
tiêu chuẩn khác nhau sử dụng băng thông video và thông số kỹ thuật cung
cấp dịch vụ âm thanh khác nhau.
• Tiêu chuẩn PAL được phát triển ở Đức và lần đầu tiên được sử dụng vào
năm 1967. Là một biến thể của NTSC, chuẩn PAL sư dụng quét dòng 625 và
tần số quét hình là 50Hz. Các tiêu chuẩn khác nhau sử dụng băng thông
video và thông số kỹ thuật cung cấp dịch vụ âm thanh khác nhau.
Trong thời đại truyền hình tương tự, các tiêu chuẩn đều có những phương
tiện truyền dẫn tín hiệu cho riêng mình. Các thiết bị mạng có giá thành cao nên các
mạng truyền hình mặt đất đều trực thuộc nhà nước hoặc chính phủ. Các chuẩn
không có khả năng giao tiếp với nhau tạo nên đòi hỏi các quốc gia phải có hệ thống
truyền hình mặt đất riêng cho mình. Hệ thống truyền hình tương tự bao gồm hệ
thống sản xuất chương trình truyền hình (quay hậu trường, chỉnh sửa, hoàn thiện và
lưu trữ video), phát sóng (tạo ra composite video, điều chế, khuếch đại, phát sóng)
và tiếp nhận (thu tín hiệu từ anten, giải điều chế của máy thu truyền hình và hiển thị
hình ảnh và âm thanh đến người xem) với tất cả các tín hiệu là tương tự.

5


Ngày nay, thông tin kỹ thuật số được tạo ra trong phòng thu. Với truyền hình
kỹ thuật số, tất cả các quá trình là kỹ thuật số, các hình ảnh, âm thanh và tất cả các
thông tin bổ sung được tạo ra, truyền đi và nhận được tín hiệu kỹ thuật số. Điều này
cho phép định dạng tốt nhất cho hình ảnh và âm thanh, hình ảnh rộng hơn so với
bản gốc (màn hình toàn cảnh), với mức độ cao hơn về độ phân giải (độ phân giải
cao) và âm thanh stereo. Các hệ thống truyền hình số với những ưu điểm vượt trội
so với truyền hình tương tự ở khả năng chống nhiễu cũng như tăng hiệu quả băng
thông đang ngày càng phát triển và được nghiên cứu ở nhiều quốc gia. Do đó, xu
hướng hiện nay là chuyển đổi sang truyền hình số.
1.1.3 Khái niệm truyền hình kỹ thuật số

Truyền hình số là tên gọi một hệ thống truyền hình mà sử dụng phương pháp
số để tạo, lưu trữ và truyền tín hiệu của chương trình truyền hình trên kênh thông
tin, mở ra một khả năng đặc đặc biệt rộng rãi cho các thiết bị truyền hình làm việc
theo các hệ truyền hình đã được nghiên cứu trước.
So với tín hiệu tương tự, tín hiệu số cho phép tạo, lưu trữ, ghi đọc nhiều lần
mà không làm giảm chất lượng ảnh. Tuy nhiên, không phải tất cả các trường hợp,
tín hiệu số đều đạt được kết quả cao hơn so với tín hiệu tương tự (bộ lọc là một ví
dụ cụ thể). Mặc dù vậy, xu hướng chung cho sự phát triển của công nghiệp truyền
hình trên thế giới nhằm đạt được một hệ thống nhất chung đó là hệ thống truyền
hình hoàn toàn bằng kỹ thuật số có chất lượng cao và dễ dàng phân phối trên kênh
thông tin. Hệ truyền hình kỹ thuật số đã và đang được phát triển trên toàn thế giới,
tạo nên một cuộc cách mạng thật sự trong công nghiệp truyền hình.
Nguyên lý cấu tạo của hệ thống và các thiết bị truyền hình số được đưa ra
như trên hình 1.1. Đầu vào của thiết bị truyền hình số sẽ tiếp nhận tín hiệu truyền
hình tương tự. Trong thiết bị mã hóa (biến đôi A/D), tín hiệu truyền hình tương tự
sẽ được biến đổi thành tín hiệu truyền hình số, các tham số và đặc trưng của tín hiệu
này được xác định từ hệ thống truyền hình được lựa chọn. Tín hiệu truyền hình số
được đưa tới thiết bị phát. Sau đó tín hiệu truyền hình số được truyền tới bên thu
qua kênh thông tin. Tại bên thu, tín hiệu truyền hình số được biến đổi ngược lại với
quá trình xử lý tại phía phát. Quá trình giải mã tín hiệu truyền hình thực hiện biến
6


đổi tín hiệu truyền hình số sang tín hiệu truyền hình tương tự. Hệ thống truyền hình
số sẽ trực tiếp xác định cấu trúc mã hóa và giải mã tín hiệu truyền hình.

Hình 1.1: Cấu trúc tổng quan của hệ thống truyền hình số
Khi truyền qua kênh thông tin, tín hiệu truyền hình số được mã hóa kênh. 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 được gọi là bộ điều
chế và bộ giải điều chế.
Tại bên thu, tín hiệu truyền hình số được biến đổi ngược lại với quá trình xử
lý tại phía phát. Hệ thống truyền hình số sẽ trực tiếp xác định cấu trúc mã hóa và
giải mã tín hiệu truyền hình [2].
1.1.4 Những đặc điểm cơ bản của truyền hình kỹ thuật số
Các hệ thống truyền hình phổ biến hiện nay như: NTSC, SECAM, PAL đều
là các hệ thống truyền hình tương tự. Tín hiệu truyền hình tương tự là hàm liên tục
theo thời gian và từ khâu tạo dựng, truyền dẫn, phát sóng đến khâu thu tín hiệu đệu
chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố (nhiễu và can nhiễu từ nội bộ hệ thống và từ bên
ngoài) làm giảm chất lượng hình ảnh. Để khắc phục những hiện tượng đó, người ta

7


mã hóa tín hiệu truyền hình ở dạng số để xử lý. Do đó hệ thống truyền hình số có
những ưu điểm sau:

• Có khả năng phát hiện lỗi và sửa sai.
• Có thể tiến hành rất nhiều quá trình xử lý trong trung tâm truyền hình mà tỷ
số S/N (tỷ số tín hiệu/tạp âm) không giảm. Trong truyền hình tương tự thì
việc này gây ra méo tích lũy (mỗi khâu xử lý đều gây méo).

• Thuận lợi cho quá trình ghi đọc: có thể ghi đọc vô hạn lần mà chất lượng
không bị giảm.

• Có khả năng lưu trữ tín hiệu số trong các bộ nhớ đơn giản và sau đó đọc nó
với tốc độ tùy ý.

• Khả năng truyền trên cự ly lớn: tính chống nhiễu cao (do việc cài mã sửa lỗi,

chống lỗi, bảo vệ…).

• Khả năng thu di động tốt. người xem dù đi trên ôtô, tàu hỏa vẫn xem được
các chương trình truyền hình. Sở dĩ như vậy là do xử lý tốt hiện tượng
Doppler.

• Dễ tạo dạng, lấy mẫu tín hiệu, do đó dễ thực hiện việc chuyển đổi hệ truyền
hình, đồng bộ từ nhiều nguồn khác nhau, để thực hiện những kỹ xảo trong
truyền hình.

• Có khả năng thu tốt trong truyền sóng đa đường. Trong hệ thống truyền hình
tương tự, thường xảy ra hiện tượng bóng ma do tín hiệu truyền đến máy thu
theo nhiều đường. Việc tránh nhiễu đồng kênh trong hệ thống thông tin số
cũng làm giảm đi hiện tượng này trong truyền hình quảng bá.

• Tiết kiệm được phổ tần nhờ sử dụng các kỹ thuật nén băng tần, tỷ lệ nén có
thể lên đến 40 lần mà hầu như người xem không nhận biết được sự suy giảm
chất lượng. Từ đó có thể truyền được nhiều chương trình trên một kênh sóng,
trong khi truyền hình tương tự mỗi chương trình phải dùng một kênh sóng
riêng.

• Có khả năng truyền hình đa phương tiện, tạo ra loại hình thông tin hai chiều,
dịch vụ tương tác, thông tin giao dịch giũa điểm và điểm. Do sự phát triển
của công nghệ truyền hình số, các dịch vụ tương tác ngày càng phong phú đa
dạng và ngày càng mở rộng.
8


• Bảo toàn chất lượng: chất lượng của tín hiệu số và tín hiệu tương tự trong
quá trình truyền từ máy phát đến máy thu được thể hiện như hình 1.2.

Hình 1.2: Chất lượng tín hiệu giữa số và tương tự
Tuy nhiên, truyền hình số cũng có một vài nhược điểm đáng quan tâm như:
• Dải thông của tín hiệu tăng do đó độ rộng băng tần của thiết bị và hệ thống
truyền lớn hơn nhiều so với tín hiệu tương tự.
• Việc kiểm tra chất lượng tín hiệu số ở mỗi điểm của kênh truyền thường
phức tạp hơn (phải dùng mạch chuyển đổi số - tương tự).
1.1.5 Xử lý tín hiệu truyền hình số
Theo hình 1.3, mỗi một chương trình truyền hình cần một bộ mã hóa MPEG2 riêng trước khi biến đổi tín hiệu từ tương tự sang số. Khi đã được nén để giảm tải
dữ liệu, các chương trình này sẽ ghép lại với nhau để tạp thành dòng bit liên tiếp.
Lúc này chương trình đã sẵn sàng được truyền đi xa, cần được điều chế để phát đi
theo các phương thức:
• Truyền hình số vệ tinh DVB-S (QPSK).
• Truyền hình số cáp DVB-C (QAM)
• Truyền hình số mặt đất DVB-T (COFDM)

9


Phía thu sau khi nhận được tín hiệu sẽ tiến hành điều chế phù hợp với
phương pháp điều chế, sau đó tách kênh rồi giải nén MPEG-2, biến đổi ngược lại số
sang tương tự, gồm 2 đường hình và tiếng rồi đến máy thu hình.
Các tiến trình xử lý tín hiệu trong hệ thống truyền hình số sẽ bao gồm:
• Số hóa tín hiệu truyền hình.
• Chuyển đổi tương tự sang số.
• Chuyển đổi số sang tương tự
• Nén tín hiệu truyền hình để giảm bớt data thông tin trong tín hiệu truyền.
• Mã hóa và điều chế tín hiệu số.

10

Hình 1.3: Sơ đồ tổng quan hệ thống thu và phát truyền hình số
1.1.6 Các phương thức truyền dẫn tín hiệu truyền hình số
• Truyền hình số vệ tinh: Kênh vệ tinh (khác với kênh cáp và kênh phát sóng
mặt đất) đặc trưng bởi băng tần rộng và sự hạn chế công suất phát. Khuếch
đại công suất của Transponder làm việc gần như bão hòa trong các điều kiện
phi tuyến.
• Truyền hình số cáp: Điều kiện truyền các tín hiệu số trong mạng cáp tương
đối dễ hơn, vì các kênh là tuyến tính với tỷ số công suất sóng mang trên tạp
âm (C/N) tương đối lớn. Tuy nhiên độ rộng băng tần kênh bị hạn chế
(8MHZ). Đòi hỏi phải dùng các phương pháp điều chế số có hiệu quả cao
hơn so với truyền hình số qua vệ tinh.
• Truyền hình số mặt đất: Truyền hình số mặt đất có diện phủ sóng hẹp hơn so
với truyền qua vệ tinh, song dễ thực hiện hơn so với mạng cáp. Cũng bị hạn
chế bởi băng thông nên sử dụng phương pháp điều chế OFDM nhằm tăng
dung lượng dẫn qua một kênh sóng và khắc phục hiện tượng nhiễu ở truyền
hình mặt đất tương tự.
1.1.7 Các tiêu chuẩn hiện nay của hệ thống truyền hình kỹ thuật số
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 thùy theo mức độ phức tạp của máy thu. Trên
thế giới có 5 nhóm tiêu chuẩn truyền hình số chính:
• ATSC (Advanced television System Committee): Tiêu chuẩn Bắc Mỹ/Hàn
Quốc.
• DVB (Digital Video Broadcasting): Tiêu chuẩn Châu Âu.
• ISDB (Intergrated Services Digital Broadcasting): Tiêu chuẩn Nhật Bản
• ISDTV/ISDB-Tb (Brazilian International Standard for Digital Television):
Tiêu chuẩn Brazil/Mỹ Latinh.
• DTMB (Chinese Standard for Digital Television): Tiêu chuẩn Trung Quốc

Các điểm tương đồng giữa các hệ thống là sử dụng cùng một băng tần số, cải
thiện độ phân giải theo chiều dọc và ngang đặc biệt, nâng cao phần hiển thị màu sắc
11


và định dạng với tỷ lệ 16:9, hỗ trợ âm thanh đa kênh độ trung thực cao và truyền dữ
liệu.
Với truyền hình số mặt đất, hiện tại hầu hết các nước trên thế giới đang sử
dụng các chuẩn truyền hình sau:
• Tiêu chuẩn ATSC.
• Tiêu chuẩn ISDB-T.
• Tiêu chuẩn Châu Âu (DVB-T)
Điểm giống nhau của cả ba tiêu chuẩn trên là sử dụng chuẩn nén MPEG-2
cho tín hiệu video. Điểm khác nhau cơ bản là phương pháp điều chế.
ATSC sử dụng kỹ thuật điều chế “điều biên cụt” của những năm 1980. Điều
biên cụt 8-VSB (Vestigal Side Band) cho tỷ số tín hiệu trên tạp âm tốt hơn nhưng
lại không có khả năng cho thu di động, không khắc phục hiện tượng phản xạ và
không thiết lập được mạng đơn tần như giải pháp của hệ thống ISDB-T và DVB-T.
DiBEG có tính phân lớp cao, cho phép đa loại hình dịch vụ, linh hoạt mềm
dẻo, tận dụng tối đa dải thông, có khả năng thu di động nhưng không tương thích
với các dịch vụ truyền hình qua vệ tinh, truyền hình cáp.
DVB-T với phương pháp điều chế COFDM tỏ ra có nhiều đặc điểm ưu việt,
nhất là đối với các nước có địa hình phức tạp, có nhu cầu sử dụng mạng đơn tần và
đặc biệt là khả năng thu di động.

1.2 Hệ thống truyền hình số DVB-T
1.2.1 Khái niệm và sơ khối DVB-T
Chuẩn truyền hình số là một sự thay đổi đáng kể trong nền công nghiệp sản
xuất và quảng bá các sản phẩm truyền hình. Nó mang lại tính mềm dẻo và hiệu quả
sử dụng cao do có nhiều dạng thức hình ảnh khác nhau trong nén số. Hiện nay, trên

thế giới tồn tại song song ba tiêu chuẩn truyền hình số. Trong đó DVB-T là tiêu
chuẩn đang được ứng dụng và sử dụng rộng rãi nhất ở nhiều quốc gia.

12


DVB-T (Digital Video Broadcast – Terrestrial) là tiêu chuẩn truyền hình số
được tổ chức ETSI (European Telecommunications Standards Institute) công nhận
vào tháng 2 năm 1997.
DVB-T sử dụng kỹ thuật COFDM (Code 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. DVB-T là thành viên
của một họ các tiêu chuẩn DVB, trong đó bao gồm các tiêu chuẩn truyền hình số
qua vệ tinh, truyền hình số mặt đất và truyền hình số cáp. Phạm vi của tiêu chuẩn:
• Tiêu chuẩn này mô tả hệ thống truyền dẫn cho truyền hình số mặt đất. Nó
xác định hệ thống điều chế, mã hóa kênh dùng cho các dịch vụ truyền hình
số mặt đất nhiều chương trình như: LDTV/SDTV/EDTV/HDTV.
• Tiêu chuẩn mô tả chung hệ thống cơ bản của truyền hình số mặt đất.
• Tiêu chuẩn xác định các yêu cầu chỉ tiêu chung, và các đặc điểm của hệ
thống cơ bản, mục đích để đạt được chất lượng dịch vụ.
• Tiêu chuẩn xác định tín hiệu được điều chế số để cho phép việc tương thích
giữa các phần thiết bị được sản xuất bởi các nhà sản xuất khác nhau. Đạt
được điều này bằng cách mô tả chi tiết tín hiệu xử lý ở phía các module,
trong khi đó thì việc xử lý ở các máy thu là để mở cho các giải pháp thực
hiện khác nhau.
Sơ đồ khối của hệ thống truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-T được
thể hiện như hình 1.4:

13