Báo cáo thực tập tốt nghiệp: Truyền hình kỹ thuật số mặt đất DVB-T và quá trình chuyển đổi sang DVB-T2

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 DVB­T2
Giáo viên hướng dẫn : ĐỖ ĐỨC THÀNH
Sinh viên thực hiện

: LƯU DOÃN BẮC

Lớp

: D10VT4

Khóa

: 2010 – 2015

Hệ

: Đại Học Chính Quy

1


HÀ NỘI 7/2014

2


NHẬN XÉT CỦA ĐƠN VỊ THỰC TẬP

...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
Hà Nội, ngày … tháng … năm 2014

3

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 !

4


MỤC LỤC

5


DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU

6


THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
ASK

Amplitude Shift Keying

Khóa dịch biên độ

ATSC

Advanced Television System 
Committee

Ủy ban hệ thống truyền hình 
mới (của Mỹ)

BPSK

Binary Phase Shift Keying

Khóa dịch pha hai mức

COFDM

Code Orthogonal Frequency 
Division Multiplexing

Ghép đa tần trực giao có mã

DBPSK

Diferential Binary Phase Shift 
Keying

Khóa dịch pha vi sai hai mức

DCT

Discerte Cosine Transform

Chuyển đổi cosin rời rạc 

DFT

Discrete Fourier Transform

Chuyển đổi Fourierrời rạc

DPCM

Differential Pulse Code 
Modulation

DQPSK

Differential Quadratue Phase 
Shift Keying

DTTB
DVB
EDTV

7

Khoá dịch pha vi sai bốn mức

Digital Terrestrial Television  Truyền dẫn truyền hình số mặt 
Broadcasting
đất
Digital Video Broadcasting
Enhanced Definition TeleVision

FEC

Forward Error Correction

FFT

Fast Fourier Transform

IDFT

Điều chế xung mã vi sai

Inverse DFT

Quảng bá truyền hình số
Truyền hình phân giải nâng cao
Hiệu chỉnh lỗi trước

nhanh

Chuyển ñổi Fourier 

DFT ngược


IFFT

Inverse FFT

FFT ngược

ISDB­T

Intergeted Services Digital 
Broadcasting – Terrestrial

Hệ thống truyền hình số mặt 
đất sử dụng mạng đa dịch vụ 
(Nhật
Truyền hình phân giải giới hạn

LDTV
MPEG

Moving Pictures Experts 
Group

OFDM

Orthogonal Frequency Division 
Multiplexing

PAL

Phase Alternating Line

PSK

8

Limited Definition 
TeleVision

Phase Shift Keying

Nhóm chuyên gia nghiên cứu về 
tiêu chuẩn hình ảnh ñộng
Ghép ña tần trực giao
Hệ truyền hình màu PAL (pha 
thay ñổi theo dòng quét)
Khoá dịch pha

QAM

Quadrature Amplitude 
Modulation

Điều chế biênñộ vuông góc

QPSK

Quadratue Phase Shift 

Keying

Khoá dịch pha vuông góc

SDTV

Standard Definition TeleVision

Truyền hình phân giải 
tiêu chuẩn

SFN

Single Frequency Network

Mạng ñơn tần số

UHF

Ultra­High Frequency

VHF

Very­High Frequency

VLC

Variable Length Coding

Mã có độ dài thay đổi

VSB

Vestigial sideband

Biên tần cụt


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 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 DVB­T 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 
DVB­T2. 
Việc nghiên cứu tìm hiểu các đặc tính công nghệ  của tiêu chuẩn truyền hình 
số DVB­T trong quả trình phát triển lên thế hệ mới DVB­T2 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 DVB­T và quá trình chuyển đổi sang DVB­T2”
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 DVB­T

9


CHƯƠNG III: TRUYỀN HÌNH SỐ  MẶT ĐẤT THEO TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU 
THẾ HỆ THỨ HAI (DVB­T2)
CHƯƠNG IV: QUÁ TRÌNH CHUYỂN ĐỔI TỪ DVB­T SANG DVB­T2  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.

10


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 (video­on­demand)
Cung cấp các dòng video và audio
11


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

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)

12


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.
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  
13


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 
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  
14

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:
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 10­11  ÷10­10.   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. 
15

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  M­QAM, có thể  dùng 16­QAM 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 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:

16

­ DVB­T: Châu Âu, Australia, New Zealand,…
­ ATSC: Hàn  Quốc, Đài loan, Canada và Mỹ... 
­ ISDB­T: 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 MPEG­2 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 MPEG­2.
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 MPEG­2, từ MP@ML tới MP@HL.

Audio

Âm thanh Surround của hệ thống Dolby AC­3

Dữ liệu phụ

17

Cho các dịch vụ  mở  rộng (ví dụ  hướng dẫn chương trình, 
thông tin hệ thống, dữ liệu truyền tải tới computer).


Truyền tải
Truyền dẫn RF

Dạng đóng gói truyền tải đa chương trình. Thủ tục truyền tải 
MPEG­2.
Điều chế 8­VSB 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 (8­VSB) và một  
loại dành cho truyền dữ liệu qua cáp tốc độ  cao (16­VSB). 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 MPEG­2 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.

18


Hình 1.1: Khung dữ liệu VBS
1.5.2. Chuẩn ISDB­T
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  (ISDB­T). Hệ  thống này có thể  truyền dẫn các chương 
trình truyền hình, âm thanh hoặc dữ liệu tổng hợp. 
ISDB­T sử dụng tiêu chuẩn mã hoá MPEG­2 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 ISDB­T có thể  sử  dụng cho các kênh truyền có độ  rộng 6, 7 hay  
8Mhz.

Kiểu
Số đoạn dữ liệu Ns
19

Kiểu 1

Kiểu 2

Kiểu 3
13


Độ   rộng   băng 
tần (Mhz)

7.433

7.431

7.426

Khoảng   cách 
sóng   mang 
(Khz)

5.291

2.645

1.322

Số sóng mang

1405

2809

5617

Kiểu điều chế sóng mang

QPSK, 16QAM, 64QAM, DQPSK

Số biểu tượng trong một khung

204

Khoảng   thời 
gian   tích   cực 
trong một biểu 
tượng (µS)

189

378

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

765

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 ISDB­T 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:
DVB­S ­ 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. 

20


DVB­C ­ 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).   DVB­C có mức SNR (tỉ  số  Signal/Noise) cao và điều biến kí sinh 
(Intermodulation) thấp. Tốc độ bit lớp truyền tải MPEG­2 tối đa là 38,1 Mbps. 
DVB­T ­ 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 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 (174­230Mhz) 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  
21


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)... 

22


CHƯƠNG II: TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT THEO TIÊU 
CHUẨN CHÂU ÂU THẾ HỆ THỨ NHẤT (DVB­T)
2.1.   Giới thiệu về hệ thống truyền hình số mặt đất DVB­T
DVB­T 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.
DVB­T   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.
DVB­T 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 DVB­T
2.2.1. Hệ thống phát DVB­T

Hình 2.1: Sơ đồ khối hệ thống phát DVB­T
23


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 Reed­solomon. 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.
­   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 DVB­T
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 Reed­Solomon). Sau khi qua khối giải mã MPEG­2 và giải ghép kênh, các  
dòng dữ liệu đầu ra sau cùng là tín hiệu video, audio và các dữ liệu số.

24


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 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 
25