Nghiên cứu các công nghệ truyền dẫn phát sóng phát thanh số và mô hình khai thác tại việt nam

..

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

Vũ Phúc Yên

KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THƠNG

NGHIÊN CỨU CÁC CƠNG NGHỆ TRUYỀN DẪN PHÁT
SĨNG PHÁT THANH SỐ VÀ MƠ HÌNH KHAI THÁC TẠI
VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Kỹ thuật Điện tử Viễn thông

2013
Hà Nội – 2013


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

NGHIÊN CỨU CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN PHÁT SĨNG
PHÁT THANH SỐ VÀ MƠ HÌNH KHAI THÁC TẠI VIỆT NAM

Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử Viễn thông

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Kỹ thuật Điện tử Viễn thông

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. Nguyễn Tiến Dũng

Hà Nội – 2013


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Bản luận văn tốt nghiệp này là cơng trình nghiên cứu thực
sự của các nhân, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, thực tế dưới sự
hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Tiến Dũng.
Các số liệu, kết luận của luận án là trung thực, dựa trên sự nghiên cứu, thực
trạng của Việt nam, kinh nghiệm trên thế giới và trải nghiệm của bản thân trong
hoạt động phát thanh, truyền hình, chưa từng được cơng bố dưới bất ký hình thức
nào trước khi trình, bảo vệ trước “Hội đồng đánh giá luận văn thạc sỹ kỹ thuật”.
Một lần nữa tôi xin khẳng định về sự trung thực của lời cam kết trên.
Hà Nội

Ngày

tháng 03 năm 2013
Người cam đoan

Vũ Phúc Yên

3

MỤC LỤC
Trang
TRANG PHỤ BÌA ...................................................................................................... 2
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... 3
DANH MỤC TỪ NGỮ VIẾT TẮT ............................................................................ 6
DANH MỤC CÁC BẢNG.......................................................................................... 9
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ................................................................... 10
MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 11
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN ..................................................................................... 14
1.1 Hiện trạng truyền dẫn phát sóng phát thanh Việt Nam ....................................... 14
1.1.1 Các phương thức truyền dẫn phát sóng phát thanh: .................................... 14
1.1.2 Tổng quan hệ thống các đài phát thanh hiện nay. ........................................ 15
1.2 Kết luận ............................................................................................................... 17
CHƯƠNG II. NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CÁC CƠNG NGHỆ PHÁT
THANH SỐ VÀ TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI TRÊN THẾ GIỚI ............................. 18
2.1 Eureka 147 (DAB/DAB+/DMB Digital Broadcasting Worldwide) ................... 18
2.1.1 Mơ hình hệ thống phát thanh số................................................................... 18
2.1.2 Các thông số kỹ thuật của tiêu chuẩn DAB ................................................. 21
2.1.3 Thiết bị thu ................................................................................................... 34
2.1.4 Tình hình triển khai trên thế giới ................................................................. 36
2.2 IBOC - HD Radio................................................................................................ 46
2.2.1 Khái niệm ..................................................................................................... 46
2.2.2 Thiết bị ......................................................................................................... 49
2.2.3 Tình hình triển khai trên thế giới ................................................................. 50
2.3 Hệ thống Digital Radio Mondiale (DRM) .......................................................... 54
Sơ đồ hoạt động của hệ thống DRM được mô tả theo các khối như sau: ............ 55
2.3.1 Cấu trúc hệ thống ......................................................................................... 55
2.3.2 Bộ ghép kênh ............................................................................................... 56
2.3.3 Kênh truy cập nhanh .................................................................................... 57
2.3.4 Kênh mô tả dịch vụ ...................................................................................... 60

4


2.3.4 Điều chế và mã hóa kênh ............................................................................. 65
2.3.5. Cấu trúc truyền dẫn ..................................................................................... 68
2.3.6 Thiết bị thu ................................................................................................... 71
2.3.7 Tình hình triển khai trên thế giới ................................................................. 72
2.4 Tiêu chuẩn của Nhật Bản ISDB-T (Intgrated Services Digital Broadcasting) ... 73
2.4.1 Tổng quan .................................................................................................... 73
2.4.2 Các yêu cầu đối với hệ thống ISDB-T ......................................................... 74
2.4.3 Đặc điểm công nghệ của hệ thống ISDB-T ................................................. 77
2.4.2 Tình hình triển khai trên thế giới ................................................................. 87
2.5 Đánh giá lựa chọn tiêu chuẩn phát thanh số cho Việt Nam: ............................... 88
2.5.1 Tiêu chí, quan điểm đánh giá lựa chọn tiêu chuẩn phát thanh số ................ 90
2.5.2 Đánh giá lựa chọn tiêu chuẩn....................................................................... 91
CHƯƠNG III. NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN KẾT THÚC PHÁT THANH
ANALOG VÀ MƠ HÌNH TRIỂN KHAI PHÁT THANH SỐ TẠI VIỆT NAM. . 105
3.1. Các yếu tố được xem xét để kết thúc hoàn toàn phát thanh tương tự .............. 105
3.2 Khi nào kết thúc phát thanh tương tự ở Việt Nam ............................................ 108
3.3 Mơ hình khai thác phát thanh số tại Việt Nam ................................................. 112
KẾT LUẬN CỦA ĐỀ TÀI ..................................................................................... 116
PHỤ LỤC I: DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................... 119

5


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
STT Từ ngữ viết tắt
1

DSB

Viết đầy đủ
Digital Sound

Nghĩa tiếng việt
Phát thanh số (nói chung)

Broadcasting

Phát thanh số cho băng tần nhỏ
2

DRM

Digital Radio Mondiale hơn 30MHz, phát thanh số trên
sóng trung và sóng ngắn
Phát thanh số theo tiêu chuẩn
châu Âu. E147 bắt đầu được
triển khai với mục đích ban đầu

3

E147

là thay thế cho phát thanh trên

Eureka 147

FM, có thể mang các dịch vụ đa
phương tiện với tốc độ đến
1,5Mbit/s trên băng III – VHF
hay băng L.

4

DAB

5

DMB

Digital Audio

Phát thanh số

Broadcasting
Digital Multimedia
Broadcasting

Phát thanh số đa phương tiện
IBOC - HD Radio được đưa ra
thị trường Mỹ từ 2003, dựa trên

6

IBOC HD

In-Band On-Channel

Radio

High Definition Radio

kỹ thuật IBOC (trong một dải
và trên một kênh – In Band On
Channel) lúc đầu được thiết kế
để dùng cho VHF băng II kết
hợp với hệ thống FM analog

7

ISDB – T

Intergrated Services

Là tiêu chuẩn phát thanh số ở

Digital Broadcast –

Nhật bản – tiêu chuẩn cũng

Terrestrial

được thiết kế để dùng cho cả

6

chương trình âm thanh và
truyền hình
8

OFDM

Orthogonal frequency
division multiplexing

Dồn kênh theo tần số trực giao

Coded orthogonal
frequency division

Giải mã dồn kênh theo tần số

multiplexing

trực giao

FM

Frequency modulation

Phát thanh điều tần

11

AM

Amplitude modulation

Phát thanh điều biên

12

MF

mediumwave

Sóng trung

13

SW

shortwave

Sóng ngắn

14

MPEG

15

CELP

16

AAC

17

SBR

18

HVXC

19

CIF

20

DQPSK

21

EPG

22

TPEG

9

COFDM

10

Moving Picture Experts Là một chuẩn video với hình
ảnh bit-rate thấp

Group
Code Excited Linear
Prediction
Advanced Audio
Coding

Một kỹ thuật nén
Một kỹ thuật nén
Một kỹ thuật nén

Serum bilirubin
Harmonic Vector
Excitation Coding

Một kỹ thuật nén

Common Interleaved

CIF là một khối chính của tín

Frame

hiệu

Differential Quadrature

Một phương pháp điều chế sóng

phase-shift keying

mang

Electronic program

Là 1 dịch vụ đa phương tiện của

guide

phát thanh số DAB/DAB+

Transport Protocol

Là 1 dịch vụ đa phương tiện của

Experts Group

phát thanh số DAB/DAB+

7


23

FEC

24

IFFT

25

CRC

Forward Error

Sửa lỗi trước

Correction
Inverse Fast Fourier
Transform
cyclic redundancy
checks

Biến đi Fourier ngược
Là 1 phương pháp sửa lỗi
Mạng một tần số: Thiết lập

26

SFN

Single Frequency
Network

mạng gồm

nhiều máy phát, phát cùng nội
dung chương trình và trên cùng
một tần số
Mạng sử dụng nhiều tần số:
Khác với phát thanh AM
analog, phát thanh AM số cho

27

MFN

Multi Frequency

phép trong khi thu chương

Network

trình, máy thu có thể chuyển về
thu tần số khác có chất lượng
tốt hơn, tất nhiên phải phát
cùng một nội dung

28

NRSC

National Radio

Uỷ ban hệ thống radio quốc gia

Systems Committee

của Mỹ

8


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1. Các tham số kênh trong điều chế DRM .......................................................57
Bảng 2. Các tham số dịch vụ trong điều chế DRM...................................................59
Bảng 3. Các giá trị số của tham số OFDM ...............................................................69
Bảng 4. Các hệ số tiêu chuẩn hóa cho các mẫu dữ liệu ............................................70
Bảng 5. Các tham số truyền dẫn của hệ thống Wide-band ISDB-T .........................81
Bảng 6. Các tham số truyền dẫn của hệ thống Narow band ISDB-T .......................82
Bảng 7. Bảng tổng kết các công nghệ số được các quốc gia trên thế giới lựa chọn .88
Bảng 8. Tình hình phát triển GDP tại Việt Nam .....................................................108
Bảng 9. Dự báo giá thiết bị thu phát thanh số .........................................................110

9


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
1. Mơ hình phát thanh số ..................................................................................18
2. Sơ đồ khối mã hóa âm thanh theo MPEG-2 ................................................26
3. Sơ đồ khối của bộ mã hóa âm thanh DAB ...................................................27
4. Sơ đồ khối của bộ giải mã âm thanh DAB...................................................28
5. Cấu trúc khung MPEG layer 2 và ứng với khung DAB ..............................31
6. Sơ đồ tín hiệu đến bộ thu tín hiệu ................................................................34
7. Thiết bị thu tín hiệu DAB.............................................................................35
8. Tình hình triển khai trên thế giới .................................................................36

9. Thiết bị thu ...................................................................................................50
10. Sơ đồ khối xử lý tín hiệu đưa vào một máy phát .......................................54
11. Quá trình giải mã điều chế DRM ...............................................................66
12. Bộ mã xoắn ................................................................................................67
13. Thiết bị thu DRM .......................................................................................71
14. Tình hình triển khai trên thế giới. ..............................................................73
15. Cấu trúc phân lớp trong ISDB-T ................................................................79
16. Cấu trúc băng thơng của truyền dẫn OFDM ..............................................79
17. Gói truyền tải MPEG-2 TSP và gói truyền dẫn RS-TSP ...........................80
18. Sự phụ thuộc của thời gian kết thúc phát thanh analog theo GDP .......... 106
19. Sự phụ thuộc của thời gian kết thúc phát thanh analog đối với giá thiết bị
thu phát thanh số .....................................................................................................107
20. Dự báo GDP theo đầu người giai đoạn 2010-2020..................................110
21. Dự báo giá đầu thu máy phát thanh số đến năm 2020 .............................111

10


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Có thể nói chúng ta đang sống trong thời đại số, với truyền hình số, viễn
thông số, tuy nhiên hệ thống phát thanh được hình thành từ trung ương đến địa
phương với hơn 8000 đài vẫn đang sử dụng công nghệ tương tự, với nhiều hạn chế
như: Sẽ vô cùng tốn kém để mở rộng vùng phủ sóng, Mở thêm chương trình cần
đầu tư thêm mạng phát sóng, truyền dẫn tín hiệu, kinh phí đầu tư rất lớn. Trong khi
nhu cầu tăng thêm chương trình là có thật, chi phí khai thác mạng phát sóng rất cao,
chủ yếu cho điện năng tiêu thụ, chất lượng thu bị hạn chế do hiện tượng pha đinh,
nhiều đa đường, chất lượng sóng ngắn rất hạn chế, nhiều nước khơng chấp nhận để
phủ sóng đối nội. Trong khi nhu cầu chuyển sang phát thanh số đang là xu thế của
thế giới. Việt Nam không thể là một ngoại lệ, lý do chính là vì phát thanh khơng có

biên giới, là cầu nối giữa các quốc gia độc lập; phương tiện nghe thống nhất và phổ
cập trên toàn cầu. Bên cạnh đó, phát thanh số có những ưu điểm là nâng cao chất
lượng chương trình, giảm chi phí khai thác, tăng nguồn thu với các dịch vụ gia tăng;
nâng cao hiệu quả sử dụng phổ tần số vô tuyến điện, vì vậy việc nghiên cứu cơng
nghệ phát thanh số và quan trọng hơn đề xuất mơ hình khai thác phù hợp với điều
kiện và hoàn cảnh Việt Nam là một nhu cầu rất thực tế và thú vị, đây là lý do để em
chọn đề tài: “Nghiên cứu các cơng nghệ phát thanh số và mơ hình khai thác tại Việt
Nam”.
2. Lịch sử nghiên cứu
Ở Viêt Nam tuy đã có một số nghiên cứu về ứng dụng cơng nghệ phát thanh
số, như sau:
Đài Tiếng nói Việt Nam là đơn vị đi tiên phong trong cả nước về nghiên cứu
và ứng dụng công nghệ phát thanh số tại Việt nam, từ năm 2004, Đài đã chủ trì
nghiên cứu đề tài cấp nhà nước KC.01.17 về nghiên cứu và ứng dụng công nghệ
phát thanh số tại Việt Nam, kết quả đề tài đã phân tích, đánh giá các tiêu chuẩn,

11


công nghệ phát thanh số trên thế giới, tiến hành phát thử nghiệm tiêu chuẩn E 147
DAB vào năm 2004, ban đầu khuyến nghị lựa chọn tiêu chuẩn DAB là tiêu chuẩn sẽ
sử dụng, tuy nhiên như chúng ta đã biết sau một thời gian ngắn tiêu chuẩn DAB đã
trở lên lạc hậu, tiếp tục phát triển thế hệ thứ 2 (DAB+) và DMB, năm 2006 đài tiến
hành thử nghiệm chuẩn DRM, tuy đạt được những kết quả về những khuyến nghị,
kết luận, khuyến cáo, nâng câo trình độ chuyên môn của cán bộ, tạo cơ sở vật chất
về phát thanh số..., kết quả của đề tài thiếu phần lộ trình cụ thể và mơ hình phù hợp
để triển khai phát thanh số cho hệ thống phát thanh Việt Nam (cả trung ương và địa
phương), Ví dụ về mơ hình tổ chức, đây là một mảng rất phức tạp mà đề tài chưa có
đủ điều kiện để đưa ra phương án và đi sâu tìm hiểu, với cách tổ chức của thế giới là
phát thanh sẽ chia thành ba mảng khác nhau: Nhà cung cấp các chương trình phát

thanh-đài phát thanh, Nhà cung cấp dịch vụ dồn kênh – truyền dẫn tín hiệu; Nhà
cung cấp dịch vụ phát sóng . Ở Việt Nam Đài TNVN sẽ đảm nhiệm cả ba dịch vụ
đó. Tuy nhiên khi chuyển sang phát thanh số thì các đài phát thanh địa phương sẽ
tham gia vào hệ thống phát thanh chung như thế nào. trên một tần số có thể phát
được nhiều chương trình thì sự kết hợp giữa địa phương và trung ương sẽ tổ chức ra
sao để tránh những lãng phí là vấn đề chưa được đề cập đến để giải quyết, phần lộ
trình chưa đưa ra mốc thời gian cụ thể cho địa phương và quốc gia, thời điểm bao
giờ bắt đầu là phù hợp với điều kiện Việt Nam để không quá sớm cũng không quá
muộn, địa phương nào chuyển trước, địa phương nào chuyển sau...những vấn để
trên cần phải được giải quyết trong đề tài này.
Một số đề tài nghiên cứu cấp Đài, một số luận văn thạc sỹ đã nghiên cứu về
nội dung này, tuy nhiên cho đến thời điểm này chúng ta vẫn chưa có sự thống nhất
về việc lựa chọn tiêu chuẩn công nghệ nào và xây dựng mơ hình triển khai tại Việt
Nam.
3. Mục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu.
Mục đích nghiên cứu: Xây dựng các tiêu chí lựa chọn cơng nghệ, Đưa ra mơ
hình khai thác chuẩn về hạ tầng phát thanh số phù hợp với Việt Nam.
Phạm vi nghiên cứu các cơng nghệ truyền dẫn, phát sóng phát thanh và cập
12


nhật tình triển khai trên thế giới, đề xuất mơ hình khai thác phù hợp với điều kiện và
đặc thù của Việt Nam.
4. Tóm tắt cơ đọng các luận điểm cơ bản và đóng góp mới của tác giả
Nghiên cứu các tiêu chuẩn phát thanh số hiện tại.
Nghiên cứu phân tích đánh giá các tiêu chuẩn kể cả phạm vi ứng dụng hiện
tại và khả năng phát triển trong tương lai.
Nghiên cứu hiện trạng triển khai phát thanh số ở một số nước có tính đặc
trưng trong đó đặc biệt quan tâm đến những nước có ảnh hưởng quan trọng đến q
trình thúc đẩy phát thanh số.

Nghiên cứu, phân tích đánh giá và đề xuất tiêu chí tác động tới khả năng ứng
dụng phát thanh số tại Việt Nam.
Đề xuất các giải pháp, mơ hình tổ chức khai thác khả thi để triển khai phát
thanh số phù hợp với Việt Nam.
5. Phương pháp nghiên cứu.
Nghiên cứu nắm vững các kỹ thuật cơ sở áp dụng cho phát thanh số, các tiêu
chuẩn phát thanh số đã được cơng nhận.
Phân tích, đánh giá, so sánh qua lý thuyết các công nghệ áp dụng cho phát
thanh số hiện nay trên thế giới và các tiêu chuẩn phát thanh số đã được cơng nhận,
hồn cảnh kinh tế xã hội và xu hướng phát triển của Việt Nam và thế giới.
Nghiên cứu khuyến nghị lựa chọn chuẩn phát thanh số, lộ trình phát triển
phát thanh số tại Việt Nam và mơ hình cơng nghệ phát thanh số ở Việt Nam.

13


CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.1 Hiện trạng truyền dẫn phát sóng phát thanh Việt Nam
1.1.1 Các phương thức truyền dẫn phát sóng phát thanh:
Cũng giống như các đài phát thanh lớn trên thế giới, tại Việt nam sử dụng
hỗn hợp cả ba phương thức truyền sóng truyền thống trong phát thanh quảng bá là
sóng trung (MW), sóng ngắn (SW) và sóng FM là các phương thức phát sóng chính
để chuyển tải thơng tin đến với thính giả trong và ngồi nước. Bên cạnh đó, trong
thời gian gần đây, cùng với sự phát triển của các phương thức truyền thông mới như
mạng internet, truyền hình cáp, truyền hình qua vệ tinh (DTH)... Đài TNVN cũng
đã phát các chương trình của mình trên các phương thức mới nhằm cung cấp cho
thính giả thêm nhiều sự lựa chọn để nghe chương trình phát thanh TNVN.
a. Phát thanh sóng trung (MW)
Trong phát thanh quảng bá, sóng trung là các sóng nằm trong dải tần
526,5 1606,5 kHz. Phát thanh sóng trung sử dụng phương thức điều chế biên độ

(AM). Sóng trung lan truyền từ nơi phát đến điểm thu qua sóng đất và sóng trời.
Sóng đất sóng trung tồn tại ổn định vào cả ban ngày và ban đêm. Bán kính phủ sóng
của sóng đất sóng trung có thể từ vài chục cây số đến vài trăm cây số, tùy thuộc vào
các thông số kỹ thuật như: cơng suất, tần số, anten .... Vùng phủ sóng bắt đầu ngay
từ anten phát sóng. Sóng trời sóng trung chỉ xuất hiện vào ban đêm với bán kính
phủ sóng lên đến hàng ngàn cây số. Tuy nhiên sóng trời sóng trung thường khơng
ổn định. Sóng trung thường được sử dụng trong phát thanh đối nội. Sóng trung cũng
được dùng để phủ sóng đối ngoại với việc sử dụng sóng trời.
b. Phát thanh sóng ngắn (SW)
Trong phát thanh quảng bá, sóng ngắn (SW) là các sóng nằm trong dải tần từ
3 30 MHz. Phát thanh sóng ngắn sử dụng phương thức điều chế biên độ (AM). Hạn
chế chủ yếu của sóng ngắn là mức thu khơng ổn định phụ thuộc rất lớn vào các yếu
tố như tần số phát, thời gian... Tuy nhiên, với vùng phủ sóng rộng, cự ly thông tin
xa từ vài trăm đến vài ngàn cây số. Sóng ngắn vẫn được sử dụng rộng rãi trong phát
thanh quảng bá, đặc biệt là phát thanh đối ngoại.
14


c. Phát thanh FM
Sóng FM sử dụng trong phát thanh là các sóng nằm trong dải tần VHF BandII từ 87,5 - 108MHz. Phát thanh FM sử dụng phương thức điều chế tần số (FM). Về
cơ bản, sóng FM truyền theo tầm nhìn thẳng từ anten phát đến anten thu. Bán kính
phủ sóng của sóng FM từ vài cây số đến vài chục cây số, thậm chí có thể đạt được
trên trăm cây số. Sóng FM có chất lượng âm thanh tốt nhất, sau đó đến sóng đất
sóng trung và cuối cùng là sóng ngắn.
d. Các phương thức phát thanh khác.
Ngoài các phương thức phát thanh truyền thống, trong những năm gần đây,
với sự phát triển như vũ bão của công nghệ Điện tử- Tin học-Viễn thông, đặc biệt là
sự phát triển của mạng Internet.. Bên cạnh đó, Đài TNVN cũng phối hợp với Đài
Truyền hình Việt nam và các đơn vị khác phát các chương trình phát thanh của
mình trên hệ thống truyền hình số vệ tinh (DTH), hệ thống truyền hình cáp (VCTV,

HCATV); hệ thống truyền hình số mặt đất (VTC)...
1.1.2 Tổng quan hệ thống các đài phát thanh hiện nay.
Hiện nước ta có hệ thống phát thanh, truyền hình địa phương khá hồn chỉnh,
ở mỗi tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương có 01 đài phát thanh, 01 đài truyền
hình. Đài phát thanh, truyền hình tỉnh có chung bộ máy tổ chức nhân sự và cơ sở
vật chất. (riêng thành phố Hồ Chí Minh đài phát thanh và đài truyền hình hoạt động
độc lập với nhau).
Cả nước hiện có hơn 600 đài phát thanh, truyền thanh, truyền hình cấp
huyện. Với cơ cấu chung mỗi huyện có một đài phát thanh hoặc truyền thanh,
truyền hình. Trừ một số ít huyện có khó khăn về kinh phí, nhân sự, do mới chia tách
hoặc phức tạp về địa hình chưa thiết lập được đài phát thanh, truyền thanh, truyền
hình. Thanh Hố là tỉnh có số lượng đài cấp huyện lớn nhất cả nước với 27 đài trên
tổng số 27 huyện, thị xã, thành phố thuộc tỉnh. Tiếp theo sau là Nghệ An 19 đài/ 19
huyện, thị xã, thành phố thuộc tỉnh, Quảng Nam là 17đài/17 huyện, thị xã. Thủ đô
Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, thành phố Đà Nẵng, các tỉnh An Giang, Ninh
Thuận, Lai Châu là những tỉnh, thành phố có số lượng đài cấp huyện ít, 5 đài ở mỗi

15


tỉnh, thành phố. Các đài phát thanh, truyền thanh, truyền hình cấp huyện hầu hết đều
nằm ở trung tâm hành chính của huyện, thị xã, thành phố thuộc tỉnh. Tuy nhiên do
việc đầu tư kinh phí xây dựng cơ sở vật chất cho các đài cấp huyện cịn khó khăn,
mang tính chất dàn trải hành chính, chỉ có số ít các đài cấp huyện được trang bị tốt,
nên nhìn chung cả nước có nhiều về số lượng các đài cấp huyện nhưng hiệu quả
hoạt động chưa tương xứng với tiềm năng.
Thống kê sơ bộ cho thấy, cả nước hiện có khoảng hơn 8.000 đài truyền thanh
hoặc cụm truyền thanh cấp xã. 14 tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương có hệ
thống đài cấp xã phủ kín tồn bộ số lượng các xã, thị trấn.Về cơ cấu, mỗi xã có thể
có một hoặc hơn một đài truyền thanh. Tuy nhiên, số lượng xã, phường, thị trấn có

và cịn duy trì mơ hình các đài truyền thanh ngày càng ít dần do những thay đổi mới
về nhu cầu sống của cộng đồng dân cư, do sự tăng trưởng nhanh chóng về số lượng
của các loại phương tiện nghe, nhìn cá nhân và ở hộ gia đình.
Qua thống kê, các đài phát thanh, truyền hình địa phương trong cả nước có
66 máy phát thanh FM với công suất từ 250w đến 20kw, 34 máy phát thanh AM
công suất 800w đến 50kw, với tổng công suất phát thanh 95kw.
Hiện nay, hệ thống phát thanh của nước ta gồm hàng trăm đài phát sóng,
trong đó riêng Đài Tiếng nói Việt Nam (TNVN) trực tiếp quản lý 11 đài phát sóng
với cơng suất hơn 8.000kw.
Hàng ngày Đài TNVN đang thực hiện phát sóng 6 hệ chương trình trên 72
làn sóng (28 sóng phát thanh AM-FM đối nội, 19 sóng phát thanh FM khu vực, 9
sóng phát thanh AM khu vực, 16 sóng phát thanh đối ngoại) cho đến nay sóng
TNVN đã đến được với hơn 98% dân số cả nước.
Mỗi đài PTTH tỉnh, thành phố hiện nay có ít nhất 01 máy phát thanh cơng
nghệ tương tự. Hiện nay tại các địa phương trong cả nước có 66 máy phát thanh FM
với cơng suất từ 250w đến 20kw, 34 máy phát thanh AM công suất 800w đến 50kw,
với tổng cơng suất phát thanh 564kw.
Có 30 tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương có diện phủ sóng chương trình
phát thanh của địa phương đạt 100%.

16


Quy hoạch băng tần cho hệ thống phát sóng phát thanh mặt đất:
+ Băng MF (526,25 - 1606,5 KHz): phát thanh AM, phát thanh số;
+ Băng I VHF (54 - 68 MHz): phát thanh FM công suất nhỏ, phát thanh số;
+ Băng II VHF (87 - 108 MHz): phát thanh FM, phát thanh số;
+ Băng tần L (1.452 - 1.492 MHz): Căn cứ vào điều kiện thực tế, băng tần
này có thể được nghiên cứu phân bổ cho phát thanh cơng nghệ số.
1.2 Kết luận

Đối tượng số hóa về mặt tổ chức bao gồm số hóa các đài phát sóng của các
Đài tiếng nói Việt Nam, Đài Phát thanh – Truyền hình địa phương, Đài Truyền
thanh – Truyền hình cấp Huyện, đối tượng số hóa theo các kênh chương trình bao
gồm 05 kênh phát thanh của Đài tiếng nói Việt Nam, 63 kênh chương trình phát
thanh địa phương (mỗi địa phương có 01 kênh phát thanh), khơng đặt mục tiêu số
hóa kênh phát thanh cấp huyện.

17


CHƯƠNG II. NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG NGHỆ
PHÁT THANH SỐ VÀ TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI TRÊN THẾ GIỚI
Trong những năm 80 của thế kỷ trước trên thế giới phát thanh FM được phát
triển rất nhanh vì chất lượng đã hơn hẳn AM. Hiện tại, ở châu Âu và nhiều nước
khác, phát thanh thương mại hầu như chỉ sử dụng băng tần FM.
Hiện nay phát thanh đang phải đối đầu với một số thách thức, sự cạnh tranh
khốc liệt của các phương tiện thơng tin khác như truyền hình, Internet; chất lượng
thu lưu động không đáp ứng yêu cầu ngày càng tăng của người nghe; tại nhiều quốc
gia, phổ tần số đã bị sử dụng tới mức bão hòa, không thể tăng số lượng các kênh
phát thanh lên trong khi nhu cầu mở thêm các kênh mới vẫn phát triển. Với sự phát
triển của kỹ thuật, công nghệ xử lý tín hiệu số như hiện nay, phát thanh số (DSB) là
giải pháp và là tương lai hướng tới của ngành phát thanh.
Từ những bối cảnh nêu trên, hiện nay tồn tại những xu hướng khác nhau
trong công nghệ phát thanh số và tiến trình chuyển đổi sang phát thanh số. Chúng ta
có thể nêu một số xu hướng chính như sau:
2.1 Eureka 147 (DAB/DAB+/DMB Digital Broadcasting Worldwide)
2.1.1 Mơ hình hệ thống phát thanh số

1. Mơ hình phát thanh số
- Nhà cung cấp dịch vụ: ví dụ một đài phát thanh bất kỳ nào, sẽ đưa ra dịch

vụ của họ kèm theo tất cả các dữ liệu cần thiết. Thông thường dịch vụ đó là một

18


chương trình âm thanh đã được mã hố, dữ liệu kèm theo chương trình, thơng tin về
dịch vụ được dùng để mô tả dịch vụ này trong bộ ghép kênh. Ngồi ra, họ cũng có
thể cung cấp những dịch vụ dữ liệu khác có thể liên quan tới chương trình, nhưng
cũng có thể nằm ngồi chương trình.
- Nhà cung cấp dịch vụ ghép kênh: đây là một thành phần mới trong dây
chuyền phát thanh so với phát thanh truyền thống. Do một máy phát có thể phát đi
nhiều chương trình khác nhau, các dịch vụ riêng biệt với các thông tin dịch vụ
tương ứng sẽ được nhà cung cấp dịch vụ ghép kênh tổng hợp lại tạo thành tín hiệu
tổng hợp (ensemble ) để đưa tín hiệu đến các đài phát.
- Nhà phát sóng phát thanh số: điều hành hoạt động các máy phát phát thanh
số. Ở đây nhận tín hiệu tổng hợp, thực hiện việc điều chế theo cách điều chế số
COFDM và truyền đi. Người nghe sẽ thu lại tín hiệu số này và chọn lựa một trong
bất kỳ dịch vụ nào của tín hiệu tổng hợp này.
Eureka 147, Do các nước châu Âu khởi xướng, họ đã nghiên cứu hồn thiện
thành tiêu chuẩn, nó được một số Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế công nhận thành tiêu
chuẩn quốc tế (bao gồm cả về phần phát và phần thu). Một số nước đã triển khai
phát thanh số cho các dịch vụ thường xuyên, song song với các dịch vụ analog
truyền thống. Đã hình thành thị trường máy thu thanh.
Năm 1995 đã được tiêu chuẩn hoá. Hiện nay trên thế giới đã có gần 300 triệu
người thu được gần 600 dịch vụ chương trình phát thanh khác nhau theo tiêu chuẩn
này. Người ta tin tưởng sự phát triển của phát thanh số DAB sẽ đạt tốc độ như
trường hợp của đĩa CD.
Tiêu chuẩn họ Eureka 147 bao gồm DAB, DAB+ và DMB đã trải qua giai
đoạn phát triển ấn tượng những năm vừa qua. Nhằm thỏa mãn những yêu cầu ngày
càng cao của người tiêu dùng, rất nhiều nước trên thế giới đã và đang chuyển sang

tiếp thu công nghệ truyền phát kỹ thuật số.
DAB digital Radio: mang lại nhiều lợi ích to lớn so với cơng nghệ truyền tin
analogue truyền thống. DAB Digital Radio khơng những có khả năng tận dụng và
duy trì những ưu thế của Radio mà còn nâng cao các tiềm năng của truyền tin Radio

19


với việc bổ sung các dịch vụ đa phương tiện multimedia như mobile TV, trình
chiếu, EPG, BWS, TPEG. DAB Digital Radio tiếp tục là sự lựa chọn tiêu chuản cho
nhiều thị trường tại Châu Âu và Châu Á.
DAB+ Enhanced Radio: dựa trên nền DAB tiêu chuẩn, nhưng sử dụng bộ
mã hóa âm thanh (Audio Codec) hiệu năng cao ACC+, tháng 2/2007, Viện tiêu
chuẩn truyền thơng Châu Âu ETSI hồn thành bố tiêu chuẩn DAB+, DAB+ với dài
tẩn hiệu quả hơn, chi phí cho mỗi trạm chuyển tiếp thấp hơn và cung cấp cho thính
giả các lựa chọn dịch vụ tốt hơn. Một ưu điểm nổi trội khác đó là DAB và DAB+ có
thể được phát trên cùng một bộ phát hỗn hợp và thiết bị thu nhận mới hỗ trợ cả 2 bộ
mã hóa có thể hoạt động tai bất kỳ nước nào. Thiết bị thu nhận DAB+ đầu tiên đã
được giới thiệu vào đầu năm 2008.
Đến thời điểm này, chuẩn DAB+ đã được phát triển tại Singapore (07/2008),
Malta (11/2008). New ZeaLand, Italy, India, Thụy Sỹ, Canada và Hà Lan nhiều khẳ
năng sẽ áp dụng công nghệ này trong tương lai gần. Chuẩn DAB+ tối ưu hóa DAB
Digital Radio và tận dụng những thành tựu mới nhất của công nghệ, mang lại cho
nhà đài khả năng cạnh tranh cao thị trường internet thay đổi không ngừng.
DMB Mobile TV/Multimedia Service: Các nội dung số nhắm tới các thiết
bị cầm tay đang là thị trường đầy tiềm năng và cạnh tranh vô cùng khốc liệt. Rất
nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông đã cung cấp dịch vụ video streaming trên
mạng 3G. Tuy nhiên dịch vụ này đang bộc lộ nhiều hạn chế với giá thành đắt đỏ và
không thể cung cấp nội dung với chất lượng tốt nhất khi có nhiều người truy cập sử
dụng tại cùng một thời điểm. Một giải pháp tối ưu hơn đó là sử dụng sóng vơ tuyến

và các nhà đài đang tích cực triển khai và khai thác những ứng dụng cũng như nội
dung cho thị trường này.
DMB (Digital Multimedia Broadcasting) được thiết kế để truyền tải âm
thanh và hình ảnh tới các thiết bị di động. DMB sử dụng DAB như một phương tiện
truyền tài được tích hợp sẵn ở cở sở hạ tâng của DAB, hoạt động song song với các
dịch vụ của DAB. DMB (MPEG-4 Multimedia) là phiên bản mở rộng của chuẩn
DAB Châu Âu được hỗ trỡ phát triển từ dự án Eureka 147. Thị trường thiết bị đầu

20


cuối hỗ trợ các dịch vụ của DMB rất đa dạng với trên 150 loại bao gồm điện thoại,
PC, thiết bị trong xe, PDA…. Giá thành cũng đã được giảm tới mức phù hợp với túi
tiền của phần lớn người tiêu dụng.
Hàn Quốc tiếp tục là thị trường có tốc độ phát triển cao nhất của chuẩn DMB
với trên 10 triệu thiết bị được bán ra tính đến cuối tháng 3 nắm 2008.
Đức là thị trường đầu tiên tại Châu Âu giới thiệu dịch vụ mobile TV vào hè
2006. Kể từ đó DMB đã được tiến hành kiểm tra và thử nghiệm ở rất nhiều quốc gia
khác như Pháp, Hungary, Italy, Hà Lan, Na Uy, Thụy Sĩ, Luxembourg, Thụy Điển,
Đan Mạch, Tây Ban Nha, Malta, Cộng hòa Sec, Bồ Đào Nha… Gần đây nhất Pháp
đã tuyên bố hệ thống truyền thanh sẽ áp dụng công nghệ DMB. Đài phát thanh cộng
đồng RAIWAY của Italy cũng tuyên bố sẽ chấm dứt sử dụng hệ thống DVB-H để
mở đường cho việc chuyển sang sự dụng dịch vụ DMB.
2.1.2 Các thông số kỹ thuật của tiêu chuẩn DAB
2.1.2.1 Các đầu vào của hệ thống DAB:
 Chương trình âm thanh: Âm thanh được lấy mẫu dạng PCM (pulse coded
modulation) với tốc độ lấy mẫu là 48 hoặc 24 kHz.
 Dữ liệu liên quan đến chương trình, thơng tin dịch vụ, thơng tin cẫu hình dồn
kênh, các dịch vụ dữ liệu FIC và các dịch vụ dữ liệu nói chung thì tín hiệu
đưa vào cho lớn nhất là 22bit/mẫu.

2.1.2.2 Tiêu chuẩn mã hóa âm thanh MPEG Audio Layer III:
 Các chế độ cho âm thanh: mono, stereo, kênh kép (2 kênh mono) và joint
stereo (kênh stereo có gắn thêm cả dữ liệu khác)
 Tốc độ bit âm thanh, thực hiện theo ISO/IEC 11172-3[3] với tốc độ lấy mẫu
48kHz tạo ra tín hiệu mono có tốc độ: 32, 48, 56, 64, 80, 96, 112, 128, 160
và 192 kbits/s. Tín hiệu stereo, joint stereo và kênh kép có các tốc độ: 64, 96,
112, 128, 160, 192, 224, 256, 320 và 384 kbits/s. Khung âm thanh ở đây theo
ISO/IEC 11182-3[3] có thời gian là 24ms.

21


 Thực hiện lấy mẫu âm thanh theo ISO/IEC 13819-3[14], thì tốc độ lấy mẫu
là 24kHz và tạo ra tín hiệu cho tất cả các chế độ mono, stereo, kênh kép (2
kênh mono) và joint stereo với các tốc độ: 8, 16, 24, 32, 40, 48, 56, 64, 80,
96, 112 128, 144 và 160 kbits/s. Khung âm thanh sẽ theo ISO/IEC 138183[14] với thời gian 48ms.
2.1.2.3 Các thơng số chính
Thơng tin chính cho người sử dụng trong phần đầu khung âm thanh sẽ cho
biết thông tin về chuẩn lấy mẫu, chế độ âm thanh, tốc độ bit.
Thông tin dịch vụ gắn với chương trình PAD
PAD cố định trong khung âm thanh 24ms là 667bit/s và 333bit/s cho khung
48ms. Nó sẽ điều khiển làm việc của hiện thị music / speech theo từng kênh.
PAD mở rộng sẽ mang các dòng text liên quan đến chương trình và các
thơng tin đáng lưu ý khác.
Kỹ thuật bảo vệ cho âm thanh sử dụng thông tin định độ lớn âm thanh CRC
(cyclic redundancy check), nó nhằm phát hiện và sửa sai dữ liệu trong q trình
truyền dẫn tín hiệu tại máy thu.
FIB (fast information block) là các trường dữ liệu 256 bit được mang trong
FIC, nó khơng phụ thuộc vào chế độ truyền dẫn.
Truyền dữ liệu trong MSC gồm có 2 chế độ là: Chế độ luồng dữ liệu và chế

độ đóng gói.
Chế độ luồng dữ liệu cho phép các thành phần truyền đi trong các kênh phụ
tại tốc độ bit cố định.
Chế độ đóng gói yêu cầu cấu trúc gói dữ liệu và dồn nhiều thành phần khác
nhau vào kênh phụ, như vậy, trong kênh phụ sẽ có chuỗi các gói được truyền đi.
Kỹ thuật chung của truyền dữ liệu thông tin dịch vụ được truyền đi trong EIC
và MSC.
MSC được trải ra thời gian và tần số sẽ truyền đi thông tin cấu hình dồn kênh
MCI; thơng tin dịch vụ và các thành phần dịch vụ mở rộng khác, nó cho phép truy

22


cập nhanh ở máy thu.
Thơng tin cấu hình dồn kênh MCI cung cấp thông tin đặc trưng về tổng thể,
các dịch vụ, các kênh phụ và liên kết giữa chúng, MCI là cấu hình mở cho tương
lai.
Thơng tin dịch vụ SI cung cấp các thông tin về ngôn ngữ của dịch vụ, dịch
vụ liên quan đến ngày, thời gian, số lượng chương trình, thơng váo đặc điểm
chương trình, chuyển phát nhanh. Thông tin về các tần số khác nhau cho dịch vụ
AM, FM, thông tin nhận dạng máy phát, xác định vùng đang phục cụ, danh sách các
dịch vụ khu vực và danh sách tổng thể của các dịch vụ.
Kênh thông tin tổng hợp AIC là một phần của kênh phụ thứ 63 trong MSC,
nó sử dụng cho mang các dữ liệu khơng phù hợp với FIC, AIC có 1023 địa chỉ gói.
Kênh dữ liệu thơng tin nhanh FIDC nằm trong FIC, nó mang thơng tin truy
cập nhanh về tình hình giao thơng và các hệ thống cảnh báo.
Truy cập có điều kiện CA (conditional access) thực hiện mã dữ liệu
(scrambling /descrambling) để quản lý quyền truy cập.
Phân bố luồng dữ liệu để tránh những điều không mong muốn thường gặp
khi phát tín hiệu.

Các kỹ thuật bảo vệ kênh ở đây thực hiện mã kênh xếp lớp, nó có 2 kiểu là:
bảo vệ không cùng cấp UEF (unequal error protection) với 5 mức bảo vệ và bảo vệ
cung cấp (equal error protection) với 4 mức bảo vệ.
Trải ra thời gian (time interleaving) thực chất là phân bố thời gian cho từng
luồng dũ liệu, nó thực hiện với khoảng 16 khung logic (384ms).
Trải ra khung CIF (common interleaved frame) nó định cỡ với trường dữ liệu
55296 bit. CIF được mang trong MSC và độc lập với chế độ phát.
Trải ra tần số thực hiện phân phối dữ liệu đã mã hóa xếp lớp vào dải thông
1.5 Mhz.
Khung truyền dẫn DAB chứa đựng các symbol, 1 symbol “null”, 1 symbol
chuẩn pha, các symbol FIC và các symbol MSC.
Các chế độ truyền dẫn

23


Truyền dẫn chế độ 1 dùng cho mạng đơn tần SFN trên các băng tần I, II và
III. Chế độ này quy định số lượng sóng mang là 1536; giãn cách giữa 2 sóng mang
là 1kHz; khoảng thời gian cho 1 symbol là 1246us; khoảng thời gian an toàn là
246us.
Truyền dẫn chế độ 2 dùng cho các dịch vụ địa phương trên các băng tần I, II,
III. IV, V và L. Chế độ này quy định số lượng sóng mang là 384; giãn cách giữa 2
sóng mang là 4kHz; khoảng thời gian cho 1 symbol là 312us; khoảng thời gian an
toàn là 62us.
Truyền dẫn chế độ 3 dùng cho các tần số nhỏ hơn 3Ghz và cáp, chế độ này
quy định số lượng sóng mang là 192; giãn cách giữa 2 sóng mang là 8kHz; khoảng
thời gian cho 1 symbol là 156us; khoảng thời gian an toàn là 31us.
Truyền dẫn chế độ 4 dùng cho các dịch vụ địa phương trên các băng tần I, II,
III, IV, V và L và cho phép thiết lập mạng đơn tần trên băng L. Chế độ này quy
định số lượng sóng mang là 768; giãn cách giữa 2 sóng mang là 2kHz; khoảng thời

gian cho 1 symbol là 623us; khoảng thời gian an toàn là 123us.
Điều chế sử dụng kiểu điều chế D-QPSK (differentially encoded quadrature
phase shift keying)
Các thông số về cao tần, xác định các thông số 2 vấn đề cơ bản là thời gian
và phổ.
2.1.2.4 Dữ liệu
Phát thanh số DAB cho phép truyền tín hiệu âm thanh và các dữ liệu khác
nhau như văn bản, ảnh, sơ đồ… Khi thu tín hiệu người sử dụng sẽ nhận được thông
tin tổng hợp dưới dạng âm thanh và chỉ thị trên màn hình.
Để thực hiện, các dịch vụ khác nhau đều chuyển thành tín hiệu digital theo
chế độ luồng dữ liệu (âm thanh, dịch vụ dữ liệu liên tục) và chế độ đóng gói (các
thơng tin thơng báo…). Qua đó, tín hiệu đầu vào cho hệ thống DAB theo 2 dạng cơ
bản: liên tục và dạng gói. Kỹ thuật xử lý các kiểu tín hiệu này phải đảm bảo tính
tương thích cho phát thanh số DAB.

24


2.1.2.5 Xử lý dữ liệu âm thanh
- Mã hóa âm thanh
Âm thanh là tín hiệu dạng liên tục, hệ thống DAB sử dụng thuật toán mã âm
thanh MPEG layer 2. Bộ mã hóa xử lý tín hiệu âm thanh đưa vào PCM (pulse coded
modulation), tần số lấy mẫu là 48kHz hoặc 24kHz và được nén thành luồng dữ liệu
có tốc độ khác nhau từ 8 đến 384 kbit/s.
Có 4 kiểu định dạng âm thanh là:
-

Chế độ mono

-

Chế độ 2 kênh mono

-

Chế độ stereo

-

Chế độ joint stereo, trong chế độ này, bộ mã hóa lợi dụng phần thừa
và phần khơng ảnh hưởng tới tín hiệu stereo để đưa thêm dữ liệu.

Nếu yêu cầu thêm chế độ mã âm thanh lập thể nhiều kênh, thì điều này đã
được lường trước. Âm thanh lập thể nhiều kênh sẽ được quy định thành tín hiệu
stereo và xác định bởi “dạng dịch vụ âm thành đặc biệt” ASCT (particular audio
service component type). Thông tin của nó sẽ được đưa vào thành phần của FIC.
Mã hóa theo MPEG layer 2 tại ra các đoạn dữ liệu cố định (của 32 dải tần âm
thanh) được gọi là các khối dữ liệu. Việc xác định số lượng bit BA (bit allocation)
phụ thuộc vào loại psychoacoustic, sự lượng tử khối âm thanh cho nén và khung mã
hóa. Khơng cần phải chỉ rõ loại psychoacoustic mà vẫn có thể xác định được thay
đổi của “ngưỡng mặt nạ”.
Thuật tốn mã hóa nguồn DAB gồm có các bước như sau:
-

Lọc phân tích thành các dải tần

-

Thuật toán đưa hệ số nén

-

Cảm nhận âm thanh psychoacoustic

-

Chỉ định số lượng bit

-

Lượng tử và mã hóa

-

Định dạng luồng dữ liệu

25