Đo và đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt đất dvb t

Hoàng tùng hưng

bộ giáo dục và đào tạo
trường đại học bách khoa hà nội
Khoa điện tử viễn thông
---------------------------------------

luận văn thạc sĩ khoa học

Kỹ thuật điện tử

ngành : kỹ thuật điện tử

đo và đánh giá chất lượng
hệ thống Truyền hình số mặt đất dvb-t

Hoàng tùng hưng

2006 - 2008
Hà Nội
2008

Hà Nội - 11/2008


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

ĐO VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG
HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
MÃ SỐ:

HOÀNG TÙNG HƯNG

Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN NAM QUÂN

HÀ NỘI 2008


ABSTRACT
As the innovation trend of communication technology, the digital television is
the inevitable development for many worldwide countries’s television including Viet
Nam. After comparing with other digital television’s standard, Viet Nam national
television has chosen Terrestrial Digital Video Broadcasting DVB-T standard of
Europe for Viet Nam. This system is well used in many countries thus it is suitable for
our capability of the integration and investment. Moreover, it is also the basis to
expand other services in the near future.
The project “ Measuring and Evaluating/Assessment the standard of DVB–T
system” is a practical one of which obtained results can then support for choosing the
optimal parameters for the terrestrial television network in the deploying condition in
Viet Nam. The project includes following contents:
-

Overall presentation about digital television with its three standard DVB–T,
ATSC and ISDB. Analysing advantages and disadvantages of the DVB-T
European standard, Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing

COFDM - a new and advanced multiplexing technology.

-

Methods for the measuring, assessing/evaluating standard of Terrestrial Digital
Video Broadcasting System, bring out the index of the transmitters, the
receivers and the transmission network, the information of frequency, Phase
Noise, Signalling Spectrum, Linearity Characterization, BER, C/N, I/Q signal
analysis...

-

Best practice of the measuring results and the parameters which is choosen for
the development of DVB-T system in the condition of Viet Nam.
Keywords of the research may be: DVB-T, ETSI TR 101 290, COFDM v.v…


TĨM TẮT LUẬN VĂN
Trong xu thế đổi mới về cơng nghệ truyền thơng, truyền hình số là xu thế phát
triển tất yếu của truyền hình ở các nước trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Với các ưu
điểm của mình so với các tiêu chuẩn truyền hình số khác, tiêu chuẩn DVB-T của châu
Âu đã được Đài truyền hình Việt Nam lựa chọn cho Việt Nam. Đây là một hệ thống
được nhiều quốc gia sử dụng nên phù hợp cho quá trình trao đổi hội nhập, phù hợp với
khả năng đầu tư của nước ta. Mặt khác hệ thống là nền tảng để chúng ta có thể phát
triển mở rộng các dịch vụ khác trong tương lai.
Đề tài “Đo và đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T” là
một nội dung thiết thực, các kết quả thu được có thể hỗ trợ cho việc lựa chọn các tham
số tối ưu cho mạng truyền hình số mặt đất trong điều kiện triển khai tại Việt Nam. Đề
tài bao gồm các vấn đề sau:
• Trình bày một cách tổng quan về truyền hình số, về ba tiêu chuẩn truyền hình số

mặt đất hiện có trên thế giới là DVB-T, ATSC và ISDB. Phân tích và nêu bật
các ưu nhược điểm của tiêu chuẩn Châu Âu DVB-T về truyền hình số mặt đất,
kỹ thuật ghép đa tần trực giao có mã COFDM - một kỹ thuật điều chế mới, có
rất nhiều ưu điểm.
• Xây dựng các phương pháp đo, đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt
đất, đã đưa ra được các chỉ số đo của máy phát, máy thu và mạng truyền dẫn,
các thông số về tần số, tạp nhiễu pha, phổ tín hiệu, đặc tính suy giảm vai, BER,
C/N, phân tích I/Q ...
• Về ứng dụng thực tế một số kết quả đo đạc và tham số được lựa chọn để phát
triển truyền hình số DVB-T trong điều kiện thực tế tại Việt Nam.
Các từ khóa của luận văn có thể là: DVB-T, ETSI TR 101 290, COFDM v.v…


Mục lục

Mở đầu ................................................................... Error! Bookmark not defined.
Mục lục ................................................................................................................... 1
Danh mục các ký hiệu và thuật ngữ viết tắt ........... Error! Bookmark not defined.
Danh mục các hình vẽ ............................................ Error! Bookmark not defined.
Danh mục các bảng ................................................ Error! Bookmark not defined.
Chương 1 - Hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T .......... Error! Bookmark not
defined.
1.1. Tổng quan về truyền hình số ............................... Error! Bookmark not defined.
1.2. Hệ thống truyền hình số mặt đất ........................ Error! Bookmark not defined.
1.3. Tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T ......... Error! Bookmark not defined.
1.3.1 Khối mã hoá nguồn và ghép kênh ................. Error! Bookmark not defined.
1.3.2 Khối mã hoá kênh truyền và điều chế ........... Error! Bookmark not defined.
1.3.3 Khối khuếch đại ............................................. Error! Bookmark not defined.

Chương 2 - Phương pháp đo, đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt

đất ........................................................................... Error! Bookmark not defined.
2.1. Các phép đo tần số ............................................... Error! Bookmark not defined.
2.1.1 Độ chính xác tần số RF ................................. Error! Bookmark not defined.
2.1.2. Độ rộng kênh RF .......................................... Error! Bookmark not defined.
2.1.3. Phép đo độ dài symbol tại tần số RF (kiểm tra khoảng bảo vệ) ........... Error!
Bookmark not defined.
2.2. Độ chọn lọc.......................................................... Error! Bookmark not defined.
2.3. Dải bắt AFC (AFC Capture Range) .................... Error! Bookmark not defined.
2.4. Tạp nhiễu pha của bộ dao động ........................... Error! Bookmark not defined.
2.5. Cơng suất tín hiệu RF/IF ..................................... Error! Bookmark not defined.
2.6. Công suất nhiễu (Noise power) ........................... Error! Bookmark not defined.


2.7. Phổ RF và IF ........................................................ Error! Bookmark not defined.
2.8. Độ nhạy máy thu/dải động đối với kênh Gauss: . Error! Bookmark not defined.
2.9. Độ suy giảm tạp nhiễu tương đương (END) ....... Error! Bookmark not defined.
2.10. Đặc tính tuyến tính (suy giảm vai) - Linearity Characterization............... Error!
Bookmark not defined.
2.11. Hiệu suất công suất (Power efficiency) ............. Error! Bookmark not defined.
2.12. Mối quan hệ giữa BER và C/N bằng cách thay đổi công suấtError! Bookmark
not defined.
2.13. BER trước giải mã RS (trước giải tráo ngoài)... Error! Bookmark not defined.
2.14. BER sau giải mã RS (sau giải tráo ngoài) ......... Error! Bookmark not defined.
2.15. Phân tích I/Q ...................................................... Error! Bookmark not defined.
2.15.1. Tỷ số lỗi điều chế (Modulation Error Ratio - MER) Error! Bookmark not
defined.
2.15.2. Lỗi mục tiêu hệ thống (System Target Error-STE) ..Error! Bookmark not
defined.
2.15.3. Nén sóng mang (Carrier Suppression - CS)Error! Bookmark not defined.
2.15.4. Mất cân bằng biên độ (Amplitude Imbalance - AI)..Error! Bookmark not

defined.
2.15.5. Lỗi vng góc (Quadrature error - QE) ..... Error! Bookmark not defined.
2.15.6. Độ rung pha (phase Jitter -PJ) ................... Error! Bookmark not defined.

Chương 3 - Một số kết quả đo đạc thực tế và việc triển khai truyền hình số DVBT thực tế tại Việt Nam ............................................ Error! Bookmark not defined.
3.1. Các thử nghiệm đã tiến hành về truyền hình số DVB-T tại Việt Nam. ...... Error!
Bookmark not defined.
3.2. Các phương án triển khai máy phát hình số tại Việt Nam. Error! Bookmark not
defined.
3.3. Tỷ số bảo vệ các kênh liền kề số và tương tự ..... Error! Bookmark not defined.


3.4. Một số kết quả đo đạc tín hiệu thực tế ................ Error! Bookmark not defined.
3.4.1 Giản đồ chòm sao đo từ máy phát số với các thông số khác nhau ........ Error!
Bookmark not defined.
3.4.2 Phổ tín hiệu số hai kênh liền kề đo tại Hải Phòng ........Error! Bookmark not
defined.
KẾT LUẬN ....................................................................... Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................. Error! Bookmark not defined.
PHỤ LỤC ......................................................................... Error! Bookmark not defined.
TÓM TẮT LUẬN VĂN ...................................................... Error! Bookmark not defined.
ABSTRACT ....................................................................... Error! Bookmark not defined.


Đo và đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Mở đầu
Trong nhiều năm trở lại đây, truyền hình số đã trở thành đối tượng nghiên cứu
của nhiều nhà khoa học và nhiều tổ chức trên thế giới. Cùng với sự tiến bộ vượt bậc

của công nghệ chế tạo các vi mạch tổ hợp cao, tốc độ lớn, đáp ứng yêu cầu làm việc
với thời gian thực, cơng nghệ truyền hình số đã có những tiến bộ vượt bậc. Truyền hình
số mặt đất có những ưu điểm vượt trội so với truyền hình tương tự như sử dụng một
máy phát có khả năng truyền tải được 4 đến 6 chương trình đồng thời; với cùng một
vùng phủ sóng thì cơng suất phát u 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 đầu tư và chi phí vận hành;
một điều rất đáng được quan tâm nữa là chất lượng chương trình trung thực, ít bị ảnh
hưởng bởi nhiễu đường truyền, tránh được hiện tượng bóng ma thường gặp ở truyền
hình tương tự.
Tại Việt Nam, nhận thức được những ưu điểm của truyền hình số và tính tất yếu
của việc truyền hình tương tự sẽ nhường chỗ cho truyền hình số, từ năm 1999 Đài
truyền hình Việt nam đã có một số đề tài nghiên cứu về truyền hình số và khả năng ứng
dụng của nó, năm 2000 đã triển khai nghiên cứu dự án về lộ trình phát triển truyền hình
số tại Việt nam. Một điểm đáng quan tâm trong dự án là đã định thời gian cho việc bắt
đầu phát thử nghiệm truyền hình số tại Việt nam vào năm 2001.
Trên thế giới hiện đang tồn tại song song ba tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất của
Mỹ, Nhật và Châu Âu. Nhiều nước trên thế giới đã tiến hành thử nghiệm để chọn
chuẩn cho Quốc gia. Do điều kiện kinh tế đất nước cịn nhiều khó khăn, chúng ta
khơng có điều kiện để thử nghiệm cả ba chuẩn trên trong thực tế, trên cơ sở nghiên cứu
lý thuyết và kết quả thử nghiệm của nhiều nước khác, nhiều nhà khoa học Việt nam đã
đưa ra những ý kiến về việc khuyến cáo chọn chuẩn truyền hình số cho Việt nam, mọi
ý kiến đều cho rằng nên chọn chuẩn Châu Âu (DVB-T). Dựa vào đó, Đài truyền hình
Việt Nam đã đầu tư thử nghiệm hệ thống thu phát truyền hình số theo tiêu chuẩn Châu
Học viên Hoàng Tùng Hưng - Lớp Cao học ĐTVT 2006-2008

1


Đo và đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Âu và đã đạt được một số kết quả khả quan. Cho đến nay, hệ thống truyền hình số mặt
đất DVB-T đã được triển khai rộng rãi trên toàn lãnh thổ Việt Nam.
Nội dung của luận văn là “Đo và đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt
đất DVB-T” là một nội dung rất thiết thực, phù hợp với yêu cầu trong quá trình đổi
mới cơng nghệ truyền hình, các kết quả thu được có thể hỗ trợ cho việc lựa chọn các
tham số tối ưu cho mạng truyền hình số mặt đất trong điều kiện triển khai tại Việt Nam.
Để giải quyết vấn đề trên, nội dung của luận văn gồm 03 phần sau:
Chương I: Trình bày một cách tổng quan về truyền hình số, giới thiệu sơ lược về
ba tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất hiện có trên thế giới, giới thiệu chi tiết về hệ thống
truyền hình số mặt đất DVB-T.
Chương II: Phương pháp đo, đánh giá chất lượng các tham số hệ thống truyền
hình số mặt đất DVB-T.
Chương III: Một số kết quả đo đạc thực tế và việc triển khai truyền hình số DVBT trong điều kiện thực tế tại việt nam.
Sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu, được sự giúp đỡ tận tình của Thầy giáo
TS. Nguyễn Nam Quân, nội dung nghiên cứu của luận văn đã được hồn thành. Tuy
nhiên, do thời gian có hạn, trình độ bản thân cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi
những thiếu sót. Kính mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô cùng các bạn để
đề tài được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn !

Học viên Hoàng Tùng Hưng - Lớp Cao học ĐTVT 2006-2008

2


Đo và đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Mục lục

Mở đầu ................................................................................................................... 1
Mục lục ................................................................................................................... 3
Danh mục các ký hiệu và thuật ngữ viết tắt ........................................................... 5
Danh mục các hình vẽ ............................................................................................ 8
Danh mục các bảng .............................................................................................. 11
Chương 1 - Hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T .......................................... 12
1.1. Tổng quan về truyền hình số ............................................................................... 12
1.2. Hệ thống truyền hình số mặt đất ........................................................................ 15
1.3. Tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T ......................................................... 18
1.3.1 Khối mã hoá nguồn và ghép kênh ................................................................. 19
1.3.2 Khối mã hoá kênh truyền và điều chế ........................................................... 21
1.3.3 Khối khuếch đại ............................................................................................. 21

Chương 2 - Phương pháp đo, đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt
đất ......................................................................................................................... 45
2.1. Các phép đo tần số ............................................................................................... 47
2.1.1 Độ chính xác tần số RF ................................................................................. 47
2.1.2. Độ rộng kênh RF .......................................................................................... 48
2.1.3. Phép đo độ dài symbol tại tần số RF (kiểm tra khoảng bảo vệ) ................... 49
2.2. Độ chọn lọc.......................................................................................................... 50
2.3. Dải bắt AFC (AFC Capture Range) .................................................................... 51
2.4. Tạp nhiễu pha của bộ dao động ........................................................................... 51
2.5. Cơng suất tín hiệu RF/IF ..................................................................................... 54
2.6. Cơng suất nhiễu (Noise power) ........................................................................... 55
2.7. Phổ RF và IF ........................................................................................................ 56
2.8. Độ nhạy máy thu/dải động đối với kênh Gauss: ................................................. 56
Học viên Hoàng Tùng Hưng - Lớp Cao học ĐTVT 2006-2008

3

Đo và đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2.9. Độ suy giảm tạp nhiễu tương đương (END) ....................................................... 56
2.10. Đặc tính tuyến tính (suy giảm vai) - Linearity Characterization....................... 58
2.11. Hiệu suất công suất (Power efficiency) ............................................................. 60
2.12. Mối quan hệ giữa BER và C/N bằng cách thay đổi công suất .......................... 61
2.13. BER trước giải mã RS (trước giải tráo ngoài)................................................... 61
2.14. BER sau giải mã RS (sau giải tráo ngoài) ......................................................... 63
2.15. Phân tích I/Q ...................................................................................................... 63
2.15.1. Tỷ số lỗi điều chế (Modulation Error Ratio - MER) ................................. 64
2.15.2. Lỗi mục tiêu hệ thống (System Target Error-STE) ................................... 65
2.15.3. Nén sóng mang (Carrier Suppression - CS) .............................................. 66
2.15.4. Mất cân bằng biên độ (Amplitude Imbalance - AI)................................... 67
2.15.5. Lỗi vng góc (Quadrature error - QE) ..................................................... 68
2.15.6. Độ rung pha (phase Jitter -PJ) ................................................................... 68

Chương 3 - Một số kết quả đo đạc thực tế và việc triển khai truyền hình số DVBT thực tế tại Việt Nam .......................................................................................... 71
3.1. Các thử nghiệm đã tiến hành về truyền hình số DVB-T tại Việt Nam. .............. 71
3.2. Các phương án triển khai máy phát hình số tại Việt Nam. ................................. 74
3.3. Tỷ số bảo vệ các kênh liền kề số và tương tự ..................................................... 79
3.4. Một số kết quả đo đạc tín hiệu thực tế ................................................................ 80
3.4.1 Giản đồ chòm sao đo từ máy phát số với các thông số khác nhau ................ 80
3.4.2 Phổ tín hiệu số hai kênh liền kề đo tại Hải Phòng ......................................... 81
KẾT LUẬN ..................................................................................................................... 86
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 88
PHỤ LỤC ....................................................................................................................... 89
TÓM TẮT LUẬN VĂN .................................................................................................... 99

ABSTRACT ................................................................................................................... 100

Học viên Hoàng Tùng Hưng - Lớp Cao học ĐTVT 2006-2008

4


Đo và đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Danh mục các ký hiệu và thuật ngữ viết tắt
ASK
ATSC
BPSK
CCIR

CCITT

COFDM

CSIF

DBPSK

Amplitude Shift Keying - Khoá dịch biên độ
Advanced Television System Commitee
Uỷ ban hệ thống truyền hình mới (của Mỹ)
Binary Phase Shift Keying - Khoá dịch pha hai mức
Consultative Committee on International Telegraph and Telephon
Uỷ ban tư vấn điện thoại và điện báo quốc tế

Consultative Committee on International Radio
Uỷ ban tư vấn vô tuyến quốc tế
Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing
Ghép đa tần trực giao có mã
Common Source Intermediate Format
Định dạng trung gian cho nguồn chung (dùng trong chuẩn Mpeg)
Differential Binary Phase Shift Keying
Khoá dịch pha vi sai hai mức

DCT

Discrete Cosine Transform - Chuyển đổi cosin rời rạc

DFT

Discrete Fourier Transform - Chuyển đổi Fourier rời rạc

DPCM

Differential Pulse Code Modulation - Điều chế xung mã vi sai

DQPSK
DTTB

Differential Quadratue Phase Shift Keying
Khoá dịch pha vi sai bốn mức
Digital Terrestrial Television Broadcasting
Truyền dẫn truyền hình số mặt đất

DVB

Digital Video Broadcasting - Quảng bá truyền hình số

DVB-C

DVB – Cable - Truyền dẫn truyền hình số qua cáp

DVB-S

DVB – Satellite - Truyền dẫn truyền hình số qua vệ tinh

Học viên Hoàng Tùng Hưng - Lớp Cao học ĐTVT 2006-2008

5


Đo và đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

DVB-T

DVB – Terrestrial - Truyền dẫn truyền hình số mặt đất

EDTV

Enhanced Definition TeleVision - Truyền hình phân giải nâng cao

ETSI

European Telecommunications Standards Institute

Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu âu

FEC

Forward Error Correction - Hiệu chỉnh lỗi trước

FFT

Fast Fourier Transform - Chuyển đổi Fourier nhanh

FSK

Frequency Shift Keying - Khoá dịch tần

GOP

Group Of Pictures - Nhóm ảnh (trong Mpeg)

HDTV

High Definition TeleVision - Truyền hình phân giải cao

HL

High Level - Mức cao (dùng trong MPEG-2)

HP

High Priority bit stream
Dòng bit ưu tiên cao (dùng trong điều chế phân cấp)

I

In-phase - Đồng pha (dùng trong QAM)

Q

Quadrature phase - Vuông pha (dùng trong QAM)

IDFT

Inverse DFT -DFT ngược

IEC

International Electrotechnical Commission (part of the ISO)
Uỷ ban kỹ thuật điện tử quốc tế

IFFT

Inverse FFT - FFT ngược

ISDB-T

Intergeted Services Digital Broadcasting – Terrestrial
Hệ thống truyền hình số mặt đất sử dụng mạng đa dịch vụ (Nhật)

ISO

International Standard Organization - Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế

ITU

International Telecommunication Union
Liên minh viễn thơng quốc tế

JBIG

Joint Binary Image experts Group
Nhóm chun gia nghiên cứu tiêu chuẩn về ảnh nhị phân

JPEG

Joint Photographic Experts Group
Nhóm chuyên gia nghiên cứu tiêu chuẩn về ảnh

LDTV

Limited Definition TeleVision - Truyền hình phân giải giới hạn

Học viên Hồng Tùng Hưng - Lớp Cao học ĐTVT 2006-2008

6


Đo và đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

LP

Low Priority bit stream - Dịng bít ưu tiên thấp

MB

Macro Block - Khối macro (dùng trong MPEG-2)

ML

Main Level (dùng trong MPEG-2)

MP

Main Profile (dùng trong MPEG-2)

MPEG

Moving Pictures Experts Group
Nhóm chun gia nghiên cứu về tiêu chuẩn hình ảnh động

NRZ

Non Return to Zero - Không trở về 0

OBO

Output Back Off - Độ dự trữ công suất đầu ra của bộ khuếch đại

OFDM

PAL

Orthogonal Frequency Division Multiplexing
Ghép đa tần trực giao
Phase Alternating Line
Hệ truyền hình màu PAL (pha thay đổi theo dòng quét)

PRBS

Pseudo-Random Binary Sequence - Chuỗi giả ngẫu nhiên nhị phân

PRK

Phase Reversal Keying - Khoá đảo pha

PSK

Phase Shift Keying - Khoá dịch pha

QAM

Quadrature Amplitude Modulation - Điều chế biên độ vng góc

QPSK

Quadratue Phase Shift Keying - Khố dịch pha vng góc

RS

Reed-Solomon

SDTV

Standard Definition TeleVision - Truyền hình phân giải tiêu chuẩn

SFN

Single Frequency Network - Mạng đơn tần số

TS

Transport Stream - Luồng truyền tải

UHF

Ultra-High Frequency

VHF

Very-High Frequency

VLC

Variable Length Coding - Mã có độ dài thay đổi

VSB

Vestigial sideband - Biên tần cụt

Học viên Hoàng Tùng Hưng - Lớp Cao học ĐTVT 2006-2008

7


Đo và đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Danh mục các hình vẽ
Hình 1.1 - Sơ đồ khối phần phát của hệ thống............................................................... 14
Hình 1.2 - Sơ đồ khối phần thu của hệ thống................................................................. 15
Hình 1.3 - Sơ đồ khối hệ thống phát DVB-T .................................................................. 18
Hình 1.4 - Sơ đồ khối mã hố và ghép kênh .................................................................. 19
Hình 1.5 - Chia các gói PES thành các gói TS .............................................................. 20
Hình 1.6 - Sơ đồ khối bộ điều chế COFDM ................................................................... 22
Hình 1.7 - Bộ Scramber/ Descramber ........................................................................... 22
Hình 1.8 - Gói truyền tải đã ngẫu nhiên hố ................................................................. 23
Hình 1.9 - Cấu trúc khối mã Reed-Solomon .................................................................. 24
Hình 1.10 - Gói mã hố chống lỗi Reed-Solomon ......................................................... 24
Hình 1.11 - Cấu trúc khung dữ liệu sau khi tráo ngồi I=12 ........................................ 25
Hình 1.12 - Bộ tráo ngồi và giải tráo ngồi ................................................................ 26
Hình 1.13 - Sơ đồ mã cuộn với n = 1; m = 2 ................................................................. 26
Hình 1.14 - Mã cuộn gốc tốc độ 1/2 .............................................................................. 27
Bảng 1.1 - Chuỗi truyền tải cho các tốc độ mã có thể ................................................... 28
Hình 1.15 - Định vị bits vào lên symbol điều chế chế độ không phân cấp 16-QAM ... 32
Hình 1.16 - Định vị bits đầu vào lên symbol điều chế chế độ phân cấp 16-QAM ...... 32
Hình 1.17 - Đồ thị chịm sao cho chế độ QPSK, 16-QAM ............................................ 34
Hình 1.18 – Sơ đồ khối bộ điều chế OFDM ................................................................... 35
Hình 1.19 - Phổ của một kênh con OFDM .................................................................... 36
Hình 1.20 - Một phần dải phổ OFDM ........................................................................... 37
Hình 1.21 - Điều chế OFDM (trên trục tần số và thời gian) ......................................... 37
Hình 1.22 - Độ trễ của tín hiệu phản xạ nhỏ hơn khoảng bảo vệ .................................. 39

Bảng 1.2 - Giá trị các thông số OFDM trong kênh truyền 8 MHz ................................ 40
Bảng 1.3 - Chu kỳ 1 symbol cho kênh 8 MHz ................................................................ 40
Học viên Hoàng Tùng Hưng - Lớp Cao học ĐTVT 2006-2008

8


Đo và đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Hình 1.23 - Các sóng mang đồng bộ ............................................................................. 42
Bảng 1.4 - Vị trí các sóng mang pilot liên tục ............................................................... 43
Bảng 1.5 - Chỉ số các sóng mang cho tín hiệu TPS ...................................................... 43
Bảng 2.1 - Các thơng số đo của DVB-T ........................................................................ 45
Hình 2.1 - Sơ đồ khối và các điểm đo của phần phát hình số mặt đất DVB-T ............. 46
Hình 2.2 - Sơ đồ khối và các điểm đo của phần thu truyền hình số mặt đất DVB-T .... 47
Hình 2.3 - Sơ đồ đo độ chính xác tần số RF ................................................................. 48
Bảng 2.2 - Tính tốn một số thơng số ............................................................................ 49
Bảng 2.3 - Một số thơng số của OFDM ......................................................................... 50
Hình 2.4 - Sơ đồ đo độ chọn lọc.................................................................................... 51
Hình 2.5 - Sơ đồ đo dải bắt ........................................................................................... 51
Hình 2.6 - Các vị trí đo CPE .......................................................................................... 53
Hình 2.7 - Các vị trí đo phase noise .............................................................................. 54
Hình 2.8 - Sơ đồ đo độ nhạy máy thu ............................................................................ 56
Hình 2.9 - Sơ đồ đo ENF ................................................................................................ 57
Hình 2.10 - Sơ đồ đo độ suy giảm vai ........................................................................... 59
Hình 2.11 - Ví dụ đo "suy giảm vai" của kênh 28 - Sườn phổ phía trên........................ 60
Hình 2.12 - BER vs C/N bằng việc thay đổi cơng suất phát .......................................... 61
Hình 2.13 - Định nghĩa Target error vectơ -TEV .......................................................... 65
Hình 2.14 - Méo đồ thị chịm sao do lỗi vng góc ....................................................... 68

Hình 2.15 - Đồ thị chịm sao cho tính tốn PJ ............................................................... 70
Hình 3.1 - Mơ hình phát lại có sử dụng bộ điều chế COFDM tại Thái Nguyên ........... 76
Hình 3.3 - Sử dụng trực tiếp trung tần khơng sử dụng bộ điều chế. .............................. 77
Hình 3.4 - Phổ của tín hiệu Tương tự kênh 29 và phổ tín hiệu số kênh 30. .................. 78
Hình 3.5 - Chịm sao QPSK. .......................................................................................... 80
Hình 3.6 - Chịm sao 16-QAM ....................................................................................... 81
Hình 3.7 - Chịm sao 64-QAM ....................................................................................... 81
Học viên Hồng Tùng Hưng - Lớp Cao học ĐTVT 2006-2008

9


Đo và đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Hình 3.8 - Phổ hai kênh số liền kề 29 và 30 tại Hải Phịng........................................... 81
Hình 3.9 - Phổ kênh 28 tương tự và hai kênh số liền kề 29 và 30 tại Hải Phòng. ....... 82
Bảng 3.1 - Anh hưởng của truyền hình số lên truyền hình số kênh kề dưới .................. 82

Học viên Hồng Tùng Hưng - Lớp Cao học ĐTVT 2006-2008

10


Đo và đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Danh mục các bảng
Bảng 1.2 - Giá trị các thông số OFDM trong kênh truyền 8 MHz ................................ 40
Bảng 1.3 - Chu kỳ 1 symbol cho kênh 8 MHz ................................................................ 40

Bảng 1.4 - Vị trí các sóng mang pilot liên tục ............................................................... 43
Bảng 1.5 - Chỉ số các sóng mang cho tín hiệu TPS ...................................................... 43
Bảng 2.1 - Các thông số đo của DVB-T ......................................................................... 45
Bảng 2.2 - Tính tốn một số thơng số ............................................................................ 49
Bảng 2.3 - Một số thông số của OFDM ......................................................................... 50
Bảng 3.1 - Anh hưởng của truyền hình số lên truyền hình số kênh kề dưới .................. 82
Bảng 3.2 - Ảnh hưởng của truyền hình số lên truyền hình số kênh kề trên ................... 84

Học viên Hoàng Tùng Hưng - Lớp Cao học ĐTVT 2006-2008

11


Đo và đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Chương 1

Hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T
1.1. Tổng quan về truyền hình số
Truyền hình là một hệ thống biến đổi hình ảnh và âm thanh thành tín hiệu điện
và truyền đến máy thu - nơi thực hiện biến đổi tín hiệu này thành dạng ban đầu và thể
hiện lên màn hình dưới dạng hình ảnh.
Truyền hình ra đời và đã khơng ngừng phát triển, bắt đầu là truyền hình đen
trắng được thử nghiệm vào năm 1920, tiếp đến là truyền hình màu được bắt đầu vào
năm 1950 với nhiều hệ khác nhau như: PAL, NTSC, SECAM… Trong vài chục năm
trở lại đây, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là sự phát triển của cơng
nghệ số, hệ thống truyền hình số đã ra đời và phát triển rất mạnh mẽ.
So với truyền hình tương tự, truyền hình số có những ưu điểm nổi bật sau:
- Tín hiệu số ít nhạy với các dạng méo xảy ra trên đường truyền.

- Có khả năng phát hiện lỗi và sửa sai (nếu có).
- Tính linh hoạt và đa dạng trong quá trình xử lý tín hiệu (có hệ số nén rất lớn so
với tín hiệu tương tự).
- Tính phân cấp (một kênh có thể chỉ phát một chương trình có độ phân giải cao
hoặc một vài chương trình truyền hình có độ phân giải tiêu chuẩn ).
- Có thể truyền tải được nhiều loại hình thơng tin khác nhau với cách xử lý
giống nhau (xử lý các bit “0” và “1” ).
- Tiết kiệm năng lượng, với cùng một cơng suất phát sóng, diện tích phủ sóng
rộng hơn so với cơng nghệ truyền hình tương tự.
- Có thể khố mã dễ dàng.

Học viên Hồng Tùng Hưng - Lớp Cao học ĐTVT 2006-2008

12


Đo và đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

- Thị trường đa dạng, có khả năng cung cấp nhiều loại hình dịch vụ cho đơng
đảo khán giả hoặc từng cá nhân.
- Tính tương tác hai chiều (người xem có thể chủ động về chương trình ).
- Cho phép thu di động.
- Chi phí khai thác thấp.
Chính vì những ưu điểm trên mà truyền hình số mở ra triển vọng và xu hướng
phát triển cho ngành truyền hình. Thêm vào đó là sự tiến bộ của cơng nghệ truyền hình
số trong việc mã hố hình ảnh và âm thanh, sản xuất chương trình, lưu trữ và phát sóng
đang làm thay đổi một cách nhanh chóng những quan niệm truyền thống về phát thanh
và truyền hình. Trước xu thế phát triển đó, nhiều dự án phát triển truyền hình số đã
được đưa ra, nghiên cứu và triển khai ở nhiều nước trên thế giới như Mỹ, Nhật, các

nước châu Âu v.v... Một trong số các dự án đó là dự án DVB ( Digital Video
Broadcasting - Phát sóng video số quảng bá) của châu Âu. Dự án được bắt đầu thực
hiện vào năm 1993 nhằm hài hoà về mặt chiến lược cho việc giới thiệu truyền hình số
ở châu Âu qua vệ tinh, cáp và các trạm mặt đất. Hiện nay đã có hơn 200 tổ chức đang
hợp tác trong dự án về truyền hình số này. Các hệ thống truyền hình của dự án DVB
được xây dựng trên cơ sở hướng vào thị trường và đã đáp ứng được các địi hỏi của bộ
phận phát sóng, bộ phận cung cấp chương trình, điều hành mạng và cơng nghiệp điện
tử dân dụng. Ngồi ra Mỹ và Nhật cũng đã có những chiến lược phát triển truyền hình
số của riêng mình và đến nay đã đạt được những thành cơng nhất định.
Các hệ thống truyền hình số hiện có bao gồm:
• Hệ thống truyền hình số qua vệ tinh.
• Hệ thống truyền hình số qua cáp.
• Hệ thống truyền hình số mặt đất.

Học viên Hồng Tùng Hưng - Lớp Cao học ĐTVT 2006-2008

13


Đo và đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Các quốc gia trên thế giới đều đã nghiên cứu và đưa ra những tiêu chuẩn khác
nhau cho các hệ thống truyền hình số nói trên. Nhưng về cơ bản sơ đồ khối của một hệ
thống truyền hình số (bao gồm phần phát và phần thu ) có thể được thể hiện như sau
Mã
hố

Video

Mã
hố

Audio

PES

M
U
X

Dịng
MPEG-2

Dịng truyền tải TS
Dữ liệu
chương
trình

M
U
X

Các chương
trình khác
Thơng tin hệ thống

Ngẫu
nhiên
hố dữ

liệu

Mã hố
ngồi

Tráo
ngồi

Mã
hố
trong

Anten
Tráo
trong

Điều
chế

Hình 1.1 - Sơ đồ khối phần phát của hệ thống

Tín hiệu audio và video được mã hố, nén, đóng gói... sau đó được ghép lại
thành dòng MPEG. Các dòng MPEG này (gồm các chương trình khác nhau) và các
thơng tin dịch vụ khác được qua bộ ghép kênh tạo thành dòng truyền tải MPEG TS.
Sau đó dịng dữ liệu sẽ được đưa qua các khối xử lý nhằm đạt được hiệu quả truyền cao
nhất, tỷ lệ sai lệch trên đường truyền ít nhất. Tuỳ thuộc từng hệ thống và các chuẩn
khác nhau mà tại đây dòng dữ liệu sẽ được xử lý theo các phương thức khác nhau. Tiếp
theo tín hiệu được phát đi qua vệ tinh, anten hoặc qua cáp.
Tại phần thu q trình xử lý tín hiệu ngược lại với các q trình ở phần phát. Tín
hiệu được thu từ anten, từ vệ tinh hoặc từ cáp qua các khối giải điều chế, giải tráo, giải

Học viên Hoàng Tùng Hưng - Lớp Cao học ĐTVT 2006-2008

14


Đo và đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

mã… cho ra dòng truyền tải MPEG TS rồi qua khối giải mã MPEG, giải ghép kênh…
tạo lại tín hiệu audio và video ban đầu.
Anten

Giải
điều
chế

Giải
tráo
trong

Giải
mã
trong

Giải
tráo
ngồi

Giải mã
hố

ngồi

Giải
ngẫu
nhiên

Nhận
diện
chương
trình

Thu giá trị nhận
dạng gói PIDs
Thơng tin hệ thống

Dịng truyền tải TS

D
E
M
U
X

Dữ liệu
chương
trình
Dịng MPEG-2

D
E

M
U
X

Giải
mã

Audio

Giải
mã

Video

PES

Hình 1.2 - Sơ đồ khối phần thu của hệ thống

Tất cả các hệ thống truyền hình số đều hoạt động dựa trên nguyên lý trên.Tuy
nhiên tuỳ thuộc vào các đặc trưng của hệ thống tương ứng mà hệ thống sẽ sử dụng các
kỹ thuật khác nhau tại từng khối của sơ đồ nói trên nhằm thoả mãn các yêu cầu đặt ra
của hệ thống đó và đạt được hiệu quả cao nhất. Dựa vào phương thức truyền sóng mà
ta có các hệ thống truyền hình số nêu trên với các đặc trưng riêng.

1.2. Hệ thống truyền hình số mặt đất
Ban đầu so với các phương thức truyền khác, phương thức truyền số mặt đất có
những nhược điểm sau:
Học viên Hoàng Tùng Hưng - Lớp Cao học ĐTVT 2006-2008

15

Đo và đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

o Kênh bị giảm chất lưọng do hiện tượng phản xạ nhiều đường, do bề mặt
các toà nhà cũng như các toà nhà.
o Giá trị tạp do con người tạo ra là cao.
o Do phân bố tần số khá dày trong phổ tần đối với truyền hình, giao thoa
giữa truyền hình tương tự và số là vấn đề cần xem xét v.v…
Chính vì vậy đã có ý kiến cho rằng phát quảng bá truyền hình số mặt đất là
không thực tế. Tuy nhiên, sự ra đời của các tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất như tiêu
chuẩn DVB-T (Digital Video Broadcasting - Terrestrial) của châu Âu, ATSC
(Advanced Television Systems Commitee) của Mỹ hay ISDB-T của Nhật đã khắc phục
phần lớn các điểm bất lợi trên của truyền hình số mặt đất so với các hệ thống vệ tinh và
cáp. Mặt khác phát sóng truyền hình số mặt đất có hiệu quả sử dụng phổ tần cao hơn và
chất lượng tốt hơn so với phát sóng tương tự hiện tại:
o Trên dải tần của một kênh truyền hình tương tự có thể phát một chương
trình truyền hình có độ phân giải cao HDTV (High Definition Television) hoặc nhiều
chương trình truyền hình có độ phân tích thấp hơn như: 4 chương trình truyền hình độ
phân tích tiêu chuẩn thơng thường SDTV (Standard Definition Television) hoặc 2
chương trình độ phân tích mở rộng EDTV hoặc thậm chí tới 16 chương trình có độ
phân tích hạn chế LDTV chất lượng tương đương VHS (Video Home Systems).
o Trong phạm vi phủ sóng, chất lượng ổn định, khắc phục được các vấn đề
phiền tối như hình ảnh có bóng, can nhiễu, tạp nhiễu, tạp âm v.v…
o Máy thu hình có thể lắp đặt dễ dàng tại các vị trí trong nhà, có thể xách
tay hoặc thu lưu động ngồi trời.
o Có dung lượng lớn chứa âm thanh (như âm thanh nhiều đường, lập thể,
bình luận v.v…) và các dữ liệu.
o Có thể linh hoạt chuyển đổi từ chương trình có hình ảnh và âm thanh chất

lượng cao (HDTV) sang phát nhiều chương trình chất lượng thấp hơn và ngược lại.
Học viên Hoàng Tùng Hưng - Lớp Cao học ĐTVT 2006-2008

16


Đo và đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Hệ thống truyền hình số mặt đất ra đời và hiện nay đang tồn tại, phát triển với
ba tiêu chuẩn ứng với ba phương pháp điều chế khác nhau:
o Năm 1994 Mỹ nghiên cứu và thử nghiệm truyền hình số mặt đất, đến
tháng 12 năm 1996 ban hanh tiêu chuẩn ATSC. Ngoài Mỹ, Canađa(1997), Hàn
Quốc(1997), Achentina(1998), Mehico (2004)… là những nước có hệ thống truyền
hình số mặt đất sử dụng tiêu chuẩn này.
o Năm 1997 Nhật Bản ban hành tiêu chuẩn ISDB-T hay còn gọi là tiêu
chuẩn DIBEG. Cho đến nay Nhật Bản là nước duy nhất theo tiêu chuẩn mà họ đã đề ra.
o Năm 1997 tiêu chuẩn DVB-T của châu Âu ra đời. Nước tiên phong triển
khai phát hình số theo tiêu chẩn này là Anh. Sau Anh một thời gian ngắn là một loạt
các nước của châu Âu, châu Phi đã triển khai phát số theo hệ DVB-T. Cho đến nay,
hầu như toàn bộ châu Âu, châu Đại Dương, châu Phi và nhiều nước châu á đã tuyên bố
sử dụng tiêu chuẩn phát sóng số của châu Âu trong đó có Việt Nam.

Nhận xét chung
Tiêu chuẩn ATSC với phương thức điều chế 8-VSB có khả năng sửa lỗi mạnh
hơn nhưng hệ thống này không có khả năng thu di động và khơng phù hợp với các
nước sử dụng hệ PAL (hệ PAL có chuẩn 625 dịng/ 50Hz do đó liên quan đến vấn đề
đồng bộ).
Tiêu chuẩn ISDB-T ra đời sau tiêu chuẩn DVB-T và ISDB-T phát triển dựa trên
nền tảng của DVB-T nên có tính phân lớp cao, cho phép thực hiện đa loại hình dịch vụ,

thu theo từng phân đoạn tần số hẹp, linh hoạt, mềm dẻo, tận dụng tối đa dải thông và
cho phép thu di động. Tuy nhiên hạn chế của ISDB-T là khơng tương thích với các
dịch vụ truyền hình qua vệ tinh và qua cáp.
Tiêu chuẩn DVB-T với phương pháp điều chế COFDM có nhiều điểm ưu việt,
phù hợp với các nước đang sử dụng hệ PAL, đáp ứng được điều kiện địa hình phức tạp,
cho phép thu di động tốt, có thể phát sóng một tần số trong cả nước với nhiều chương
Học viên Hoàng Tùng Hưng - Lớp Cao học ĐTVT 2006-2008

17


Đo và đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

trình truyền hình ( sử dụng mạng đơn tần SFN). Với những ưu điểm đó tiêu chuẩn
DVB-T đã được nhiều quốc gia trên thế giới lựa chọn. Tại Việt Nam, sau một thời gian
nghiên cứu thử nghiệm, ngày 26/3/2001 Đài truyền hình Việt Nam đã ra quyết định lựa
chọn tiêu chuẩn phát hình số mặt đất DVB-T cho truyền hình Việt Nam.

1.3. Tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T
Năm 1995 các nước châu Âu đã nghiên cứu và thử nghiệm truyền hình số mặt
đất DVB-T (Digital Video Broadcasting - Terrestrial). Đến tháng 2 năm 1997, tiêu
chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T chính thức được cơng nhận bởi tổ chức ETSI
(European Telecommunication Standard Institute).
DVB-T sử dụng phương pháp điều chế COFDM (Coded Orthogonal Frequency
Division Multiplexing), dựa trên kỹ thuật mã hoá kênh và kỹ thuật ghép kênh phân
chia theo tần số trực giao OFDM. DVB-T được thiết kế trên ý tưởng chống can nhiễu
phản xạ nhiều đường, phù hợp với các thành phố có nhiều nhà cao tầng, các vùng có
địa hình đồi núi phức tạp và có thể thu di động.
Sơ đồ khối tổng quát của hệ thống

Mã hố
MPEG và
ghép kênh

Điều chế
COFDM

Khuếch đại

Hình 1.3 - Sơ đồ khối hệ thống phát DVB-T

Học viên Hoàng Tùng Hưng - Lớp Cao học ĐTVT 2006-2008

18