BÁO cáo TIỂU LUẬN tìm hiểu về tiêu chuẩn truyền hình số DVB s2

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG

KHOA VIỄN THƠNG 1
-----

🙞🙜🕮🙞🙜-----

BÁO CÁO TIỂU LUẬN
Tìm hiểu về tiêu chuẩn truyền hình số DVB-S2.
Giáo viên : Nguyễn Thị Thu Hiên
Sinh viên thực hiện : Tạ Hồng Anh
Lớp
Mã sinh viên

HÀ NỘI 14/06/2021
: D17CQVT06-B : B17DCVT022 : 1

Nhóm
Mở đầu
Vệ tinh Vinasat-1 và Vinasat-2 là 02 vệ tinh viễn thông đầu tiên của Việt Nam cùng
với hệ thống cơ sở hạ tầng mặt đất như Đài điều khiển vệ tinh (TT&C), Đài điều hành khai
thác vệ tinh (NOC) và các trạm teleport hoàn chỉnh, hiện đại. Vinasat-1 là vệ tinh đầu tiên
được phóng vào vũ trụ năm 2008 và phủ sóng tồn bộ lãnh thổ Việt Nam, tiếp theo Vinasat2 (khối lượng 3 tấn) được phóng vào vụ trụ năm 2012, 2 vệ tinh này được VNPT đầu tư hơn
500 triệu USD, góp phần lớn vào truyền hình vệ tinh nước nhà. Do khả năng đặc thù là cùng
dịch vụ rộng lớn, thông tin về tinh được sử dụng cho nhiều loại hình dịch vụ, tuy nhiên dịch
cung cấp qua hệ thống VSAT hứa hẹn vẫn là các dịch vụ được thu nhiều lợi nhuận và có ưu
thế vượt trội so với các dịch vụ khác cung cấp qua các mạng viễn thông trên mặt đất.
Truyền hình kỹ thuật số - Vệ tinh (DVB-S) là bản gốc DVB tiêu chuẩn cho truyền
hình vệ tinh và ra đời từ năm 1995, trong lần phát hành đầu tiên, trong khi quá trình phát
triển kéo dài từ năm 1993 đến năm 1997. Đến năm 2003 dự án DVB phát triển một tiêu

chuẩn phát sóng truyền hình kĩ thuật số được thiết kế như một sự kế thừa cho hệ thông DVBS phổ biến đó là tiêu chuẩn DVB-S2. Tiêu chuẩn này dựa trên và cải thiện DVB-S và hệ
thống thu thập tin tức điện tử (hoặc Thu thập tin tức vệ tinh kỹ thuật số), được các đơn vị di
động sử dụng để gửi âm thanh và hình ảnh từ các địa điểm từ xa trên toàn thế giới trở lại các
đài truyền hình gia đình của họ. Trong bài luận này chúng ta sẽ đi tìm hiểu DVB-S2 là gì ?

2

Mục lục
1. DVB-S2 là gì ?................................................................................................................ 4
1.1. Khái niệm................................................................................................................. 4
1.2. Ưu và nhược điểm của chuẩn DVB-S2.................................................................. 4
1.3. Chuẩn DVB-S2 có gì mới so với chuẩn DVB-S. ................................................... 4
2. Kiến trúc hệ thống của tiêu chuẩn DVB-S2. ............................................................... 5
2.1. Khối thích nghi kiểu truyền dẫn............................................................................ 6
2.1.1. Khối giao diện đầu vào. ................................................................................... 6 2.1.2.
Bộ mã hóa CRC – 8. ......................................................................................... 6 2.1.3. Kết
hợp/tách. ..................................................................................................... 7 2.1.4. Chèn
BBHEADER............................................................................................ 8 2.2. Khối thích
nghi dịng truyền tải........................................................................... 10 2.2.1. Bộ
đệm. ............................................................................................................ 10 2.2.2. Ngẫu
nhiên hóa khung BBFRAME............................................................... 10 2.3. Khối mã hóa
sửa lỗi trước FEC. .......................................................................... 10 2.3.1. Mã hóa ngồi


BCH. ........................................................................................ 11 2.3.2. Mã hóa trong LDCP.................................................................................... 11 2.3.3. Xáo trộn
bit...................................................................................................... 11 2.4. Khối ánh xạ bit
lên chòm sao điều chế . .............................................................. 12 2.5. Tạo khung lớp vật
lý. ............................................................................................ 13 2.5.1. Cấu trúc khung

truyền tải trong DVB – S2. ................................................ 13 2.5.2. Quá trình tạo khung
lớp vật lý. ..................................................................... 15 2.6. Lọc băng gốc và điều chế
cầu phương................................................................. 16 3. Kết luận .
...................................................................................................................... 16

3

1. DVB-S2 là gì ?
1.1. Khái niệm.
Digital Video Broadcasting - Satellite - Second Generation (DVB-S2) là một tiêu chuẩn
phát sóng truyền hình kĩ thuật số được thiết kế như một sự kế thừa cho hệ thống DVB-S phổ
biến. Nó được phát triển vào năm 2003 bởi Dự án DVB, một tập đồn cơng nghiệp quốc tế
và được phê chuẩn bởi ETSI (EN 302307) vào tháng 3 năm 2005.
DVB-S2 được dự kiến (dự tính) cho các dịch vụ phát sóng bao gồm tiêu chuẩn và
HDTV, các dịch vụ tương tác bao gồm truy cập Internet và phân phối nội dung dữ liệu
(chuyên nghiệp). Sự phát triển của DVB-S2 trùng hợp với sự ra đời của HDTV và H.264
(MPEG-4 AVC) codec video.
1.2. Ưu và nhược điểm của chuẩn DVB-S2.
+ Ưu điểm: Truyền hình kỹ thuật số vệ tinh có những thế mạnh mà truyền hình mặt
đất và truyền hình cáp khơng thể có được như: vùng phủ sóng rộng, khơng phụ thuộc vào địa
hình, cường độ trường tại điểm thu ổn định và đồng đều trên toàn quốc nên hình ảnh, âm
thanh ln có chất lượng tốt.
+ Nhược điểm: Lắp đặt khó khăn hơn, cần phải lắp chảo parabol quay hướng nhất
đinh. Đồng thời, Đầu thu DVB-S2 bị ảnh hưởng bởi thời tiết. Chảo lắp chuẩn mưa nhỏ, râm
râm thì xem được. Mưa lớn nặng hạt là giật hình, khơng xem được (bị đám mây đen che
khuất làm mất tín hiệu). Ngồi ra, giá cước đắt hơn so với truyền hình mặt đất DVB T2 .
1.3. Chuẩn DVB-S2 có gì mới so với chuẩn DVB-S.


Hai tính năng chính mới được thêm vào so với tiêu chuẩn DVB-S là:

• Một sơ đồ mã hóa mạnh mẽ dựa trên mã LDPC hiện đại. Đối với độ phức tạp
mã hóa thấp, các mã LDPC được chọn có cấu trúc đặc biệt, cịn được gọi là
mã tích lũy khơng thường xun.
• Các chế độ VCM (Mã hóa và điều chế) và ACM (Mã hóa thích ứng và điều
chế), cho phép tối ưu hóa việc sử dụng băng thơng bằng cách thay đổi động
các tham số truyền.
Ưu điểm của DVB-S2 so với DVB-S là :
• Tăng dung lượng truyền dẫn trên cùng một băng thông : So sánh với tiêu
chuẩn DVB–S với cùng một điều kiện truyền dẫn, DVB–S2 có khả năng truyền
dữ liệu tới hơn 30% trong cùng dải băng thơng. Nói cách khác, một tín hiệu
truyền dẫn theo tiêu chuẩn DVB–S2 u cầu băng thơng ít hơn

4

30% so với khi sử dụng DVB–S. Đặc biệt khi ứng dụng điều chế, mã hóa
VCM và ACM hiệu suất sử dụng băng thơng tăng tương ứng 66% và 131%. •
Tương thích với nhiều mơi trường truyền dẫn : Trong vùng phủ sóng, u cầu
thu của một tín hiệu DVB – S2 thấp hơn khoảng 2,5 dB so với một tín hiệu DVB–
S với cùng điều kiện bảo vệ lỗi. Ngoài ra, DVB–S2 cịn có thể tương thích được
với nhiều bộ phát đáp vệ tinh có sự khác nhau về hiệu suất sử dụng phổ (từ 0,5
đến 4,5 bit/sHz) và yêu cầu tỷ số C/N kết hợp (từ -2 dB đến +16 dB).Chức năng
điều chế và mã hóa thay đổi (VCM) cho phép thực hiện điều chế và sử dụng các
mức bảo vệ lỗi khác nhau để sử dụng hoặc thay đổi trên cơ sở từng khung (frame)
một. Chức năng này cịn có thể kết hợp với việc sử dụng kênh phản hồi (return
channel) tạo thành một vịng điều khiển kín (closed loop) . Vì vậy các thơng số
truyền dẫn được tối ưu cho mỗi kênh thông tin riêng biệt tùy thuộc vào điều kiện
đường truyền.
• DVB–S2 được thiết kế phù hợp với nhiều loại ứng dụng : DVB–S2 đã đượcc
tối ưu cho các ứng dụng vệ tinh băng rộng như : Các dịch vụ quảng bá để
truyền dẫn các chương trình truyền hình SDTV hoặc HDTV, các dịch vụ

tương tác bao gồm cả truy nhập internet. Các ứng dụng chuyên
nghiệp như phân phối tín hiệu truyền hình số tới các trạm phát hình số mặt
đất, truyền số liệu và các ứng dụng khác (như DSNG, internet trunking, cable
feeds...).
2. Kiến trúc hệ thống của tiêu chuẩn DVB-S2.
Tiêu chuẩn DVB-S2 (EN 302 307) là thế hệ thứ 2 của tiêu chuẩn truyền hình số
qua vệ tinh. Đây là tiêu Chuẩn kết hợp giữa chức năng truyền quảng bả của 24 DVB-S
với ứng dụng chuyên nghiệp của DVB-DSGN thành một tiêu chuẩn DVBS2. Hệ thống
DVB-S2 được mô tả bởi sơ đồ khối chức năng hình .


Hình 2.1: Sơ đồ khối tiêu chuẩn DVB-S2
5

2.1. Khối thích nghi kiểu truyền dẫn.
Hệ thống thực hiện ghép lối vào, đồng bộ luồng tín hiệu vào, bỏ đi gói rỗng (chỉ cho
trường hợp luồng truyền tải và ACM), mã hoá CRC-8 để dị. Tìm lỗi (dành cho luồng lối vào
là các gói), kết hợp luồng lối vào (trường hợp đa luồng vào) và luồng vào gắn trong trường
dữ liệu. Cuối cùng, báo hiệu băng gốc được chèn vào để cho thiết bị nơi thu biết định dạng
khối thích nghi.
2.1.1. Khối giao diện đầu vào.
Khối giao diện lối vào ánh xạ tín hiệu điện lối vào trong khung bit-logic. Bit nhận
đầu tiên được xác định là bit có trọng số lớn nhất (MSB). Luồng truyền tải mơ tả bởi gói
khách hàng ( UP) chiều dài không đổi UPL = 188 x 8 bits ( một gói MPEG), với byte đầu
tiên để đồng bộ. Luồng chung mô tả bởi luồng bit liên tục hay một gói khách hàng có chiều
dài khơng đổi ,với chiều dài các bits UPL (lớn nhất là 64k, UPL = 0D đề cập tới luồng liên
tục ). Luồng gói chiều dài thay đổi hay có chiều dài khơng đổi nhưng vượt quá 64 Kbit sẽ
được xem như là một luồng liên tục. Với luồng chung đóng gói, nếu một byte đầu tiên của
UP để đồng bộ , nó là khơng thay đổi , nói cách khác byte đồng bộ = 0D được chèn trước
mỗi gói , và UPL tăng thêm 8 bit . Thơng tin UPL có thể nhận được bởi bộ điều chế cài đặt

cứng. 26 “ACM command” phát báo hiệu lối vào cho phép cài đặt thơng số bên ngồi “mode
điều khiển truyền dẫn cơ sở” thông số truyền dẫn được nhận bởi bộ điều chế DVB-S2 xác
định điểm dữ liệu vào.
2.1.2. Bộ mã hóa CRC – 8.
Nếu UPL = 0D (luồng chung liên tục ) khối này cho luồng tín hiệu vào qua ln và
hướng tới khối tiếp mà không cần sửa đổi.
Nếu UPL ≠ 0D, luồng vào là chuỗi gói người dùng có chiều dài trường bit UPL, đi
đầu là một byte đồng bộ (byte đồng bộ bằng 0 khi luồng gốc khơng có byte đồng bộ) .
Phần hữu ích của UP ( khơng gồm byte đồng bộ ) được xử lí có hệ thống bởi mã
hóa CRC – 8 bit. Đa thức sinh là:
��(��) = (��5 + ��4 + ��3 + ��2 + 1)(��2 + �� + 1)(�� + 1) =


��8 + ��7 + ��6 + ��4 + ��2 + 1 Lối ra mã hóa CRC được ước tính là:
CRC= Phần dư {��8��(��): ��(��)}
Với u (X) là chuỗi lối vào (UPL-8 bits ) được mã hóa có hệ thống .

6

Hình 2.2 : Sự bổ sung của mã hóa CRC-8
2.1.3. Kết hợp/tách.
Việc kết hợp/tách luồng vào được thiết lập như luồng chung liên tục hay việc đóng
gói luồng vào. Chiều dài UP là UPL bits (khi UPL = 0 nghĩa là chuỗi liên tục). Luồng vào ở
bộ đệm cho tới khi thiết bị kết hợp/tách đọc chúng, nơi mà: Kbch - (l0x8) ≥ DFL ≥ 0
( Kbch như trong bảng 6,80 bit là trường BBHEADER).

Hình 2.3. Định dạng luồng ở lối ra bộ chuyển đổi
Thiết bị ghép sẽ móc nối trong một luồng đơn lối ra, đọc các trường dữ liệu
khác nhau và được tách từ một lối vào. Trong trường hợp chỉ có một luồng đơn thì
cũng chỉ áp dụng một kiểu tách.

7

Phụ thuộc theo ứng dụng, phần kết hợp/tách sẽ chỉ định lượng bit lối vào bằng
với mức tối đa dung lượng của trường dữ liệu (DFL = K bch - 80), bởi vậy sẽ cắt UPS
trong chuỗi dữ liệu, hoặc là chỉ định số UPS trong trường dữ liệu tạo ra chiều dài trường
dữ liệu thay đổi trong khoảng giới hạn.
2.1.4. Chèn BBHEADER.
Một trường BBHEADER có độ dài cố định (10 byte) sẽ được thêm vào phần đầu của
DATA FIELD nhằm xác định cấu trúc của DATA FIELD đó. BBHEADER gồm các thành
phần :
MATYPE (2 byte) : mô tả định dạng dịng dữ liệu đầu vào, phương pháp thích nghi
kiểu truyền dẫn, chế độ làm việc CCM hay ACM, hệ số roll – off α. Trong đó :
Byte đầu tiên (MATYPE-1) :
• Trường TS/GS (2 bits): luồng truyền tải lối vào hoặc luồng chung lối vào (gói
hay liên tục).
• Trường SIS/MIS (l bit): đơn hay đa luồng vào.
• Trường CCM/ACM (l bit): mã hoá điều chế thay đổi hay mã hố điều chế
thích nghi.
• ISSYI (l bit) (chỉ thị đồng bộ tín hiệu vào): nếu ISSYI = l = hoạt động,
trường này được chèn sau Ups.
• NPD (l bit): có bỏ gói trống hay khơng.
• RO (2 bits): hệ số roll-off (α).

Bảng 2.1: Giá trị các trường trong MATYPE – 1.
TS/GS
11 = truyền

SIS/MIS

CCM/ACM

1 = đơn

1=CCM

ISSYI
1 = hoạt động

tải
00 = gói
chung
01= liên tục

NPD
1= hoạt

RO
00 = 0.35

động
0 = đa

0 = ACM

0 = không

0 = không

hoạt động

hoạt động

01 = 0.25

10 = 0.20

8


10 = dự trữ

Byte thứ 2 (MATYPE – 2) : nếu trường SIS/ MIS chỉ thị nhiều dòng dữ liệu đầu vào
thì byte thứ 2 chứa nội dung xác định các dòng dữ liệu này (ISI – Input Stream
Identifier), nếu khơng sẽ được dự phịng.
UPL (2 bytes): dùng gói có độ dài là bits, trong khoảngkhoảng [0,
65 5351].
DFL (2 bytes): Chiều dài trường dữ liệu đơn vị là bit, trong khoảng từ [0, 58
112].
SYNCD (2 bytes): Khoảng cách bit từ đầu trường dữ liệu và bit đầu của trường
UP trong khung (bit đầu của CRC-8). SYNCD = 65535D nghĩa là khơng có UP
bắt đầu trong trường dữ liệu.
CRC-8 (l byte): mã dị tìm lỗi áp dụng cho 9 bytes đầu của trường BBHEADER .
Bảng 2.2. BBHEADER cho dịch vụ quảng bá đơn luồng truyền tải
Vùng

MATYP

MATYP

ứng

E1

E2

UPL

DFL SYNC SYNCD

CR

Chính

C8

sách

dụng/cấ

tách

u hình
Dịch vụ
quảng

11-1-1-00-Y

Xxxxx

xxx

18Dx8

Kbch
80D

bá/CC

47H
E

x

Y

Y

Ngắt
khơng
time

M,

out

đơn

Khơ

TS

ng
đệm
Khơng
khung

X = khơng định nghĩa; Y = theo cấu hình/tính tốn.
Ngắt = ngắt gói phía sau trường dữ liệu; timeout: trễ lớn nhất trong kết hợp/tách

9


2.2. Khối thích nghi dịng truyền tải
2.2.1. Bộ đệm.
(Kbch - DFL - 80) các bit 0 có thể xuất hiện sau trường dữ liệu. Điều này đảm bảo
khung BBFRAME có độ dài các bit K bch là không đổi. Với các ứng dụng quảng bá,
DFL= Kbch – 80, nên không có đệm thêm.
2.2.2. Ngẫu nhiên hóa khung BBFRAME.
Khung BBFRAME hồn chỉnh được ngẫu nhiên hoá. Chuỗi ngẫu nhiên sẽ đồng
bộ với khung BBFRAME, bắt đầu từ bit MSB và kết thúc sau chuỗi bit K bch. Chuỗi xáo
trộn được sinh bởi quá trình phản hồi dịch thanh ghi . Đa thức để sinh ra chuỗi giả ngẫu
nhiên là: 1 + x14 + x15
2.3. Khối mã hóa sửa lỗi trước FEC.
Khối này thực hiện mã ngoài BCH, mã trong LDPC và chèn bit. Luồng vào là
khung BBFRAME và luồng ra là FECFRAME.
Mỗi khung BBFRAME (các bit Kbch ) được xử lí bởi khối mã hoá FEC, sẽ tạo ra
khung FECFRAME ( nldpc bits). Kiểm tra bit chẵn lẻ (LDPCFEC) của mã hố trong có mặt
sau trường BCHFEC.
Tỷ lệ mã

Kbch

Nbch=Kldpc

tBCH

Nldpc

1/4

16008

16200

12

64800

1/3

21408

21600

12

64800

2/5

25728

25920

12

64800

1/2

32208

32400

12

64800

3/5

38688

38880

12

64800

2/3

43040

43200

10

64800

3/4

48408

48600

12

64800

4/5

51648

51840

12

64800

5/6

53840

54000

10

64800

8/9

57472

57600

8

64800

LDPC

10


9/10

58192

58320

8

64800

Bảng 2.3. Thơng số mã hóa (cho khung FEC thường)
2.3.1. Mã hóa ngồi BCH.
Mỗi t-error sửa lỗi mã BCH (Nbch, Kbch) có thể áp dụng cho từng khung
BBFRAME (Kbch) nhằm tạo một gói bảo vệ lỗi.
g1(x)

1+ x2+ x3+ x5+ x16

g2(x)

1+ x+ x4+ x5+ x6+ x8+ x16

g3(x)

1+ x2+ x3+ x4+ x5+ x7+ x8+ x9+ x10+ x11+ x16

g4(x)

1+ x2+ x3+ x4+ x6+ x9+ x11+ x12+ x14+ x16

g5(x)

1+ x+ x2+ x3+x5+x8+x9+x10+x11+x12+x16

g6(x)

1+ x2+ x4+ x5+ x7+ x8+ x9+ x10+ x12+ x13+ x14+ x15+ x16

g7(x)

1+ x2+ x5+ x6+ x8+ x9+ x10+ x11+ x13+ x15+ x16

g8(x)

1+ x+ x2+ x5+ x6+ x8+ x9+ x12+ x13+ x14+ x16

g9(x)

1+ x5+ x7+ x9+ x10+ x11+ x16

g10(x)

1+ x+ x2+ x5+ x7+ x8+ x10+ x12+ x13+ x14+ x16

g11(x)

1+ x2+ x3+ x5+ x9+ x9+ x11+ x12+ x13+ x16

g12(x)

1+ x+ x5+ x6+ x7+ x9+ x11+ x12+ x16

Bảng 2.4 Đa thức sinh BCH khung thường
2.3.2. Mã hóa trong - LDCP.
Mã hóa sửa sai kiểm tra độ ưu tiên cường độ thấp LPDC là một lớp các mã khối tuyến
tính với một ma trận kiểm tra độ ưu tiên H. Ma trận H chỉ gồm các giá trị 0 và 1 nằm rải rác.

Số lượng các số 1 trong ma trận này rất thấp. Việc mã hóa được thực hiện bằng các phương
trình biến đổi từ ma trận H để tạo ra các bit kiểm tra độ ưu tiên. Quá trình giải mã sử dụng
các đầu vào ‘mềm’ (soft – inputs) kết hợp với các phương trình này để tạo ra các ước lượng
mới cho các giá trị thông tin được gửi.
2.3.3. Xáo trộn bit.
Với các khuông dạng điều chế 8PSK, 16APSK và 32APSK, lối ra của khối mã hóa
LDPC bị chèn thêm bit nhờ sử dụng khối chèn. Dữ liệu được ghi liên tục vào cột và


11

được đọc liên tiếp ra theo các hàng (MSB của BBHEADER sẽ được đọc ra trước, trừ
trường hợp 8PSK tỷ lệ 3/5 trường hợp mà MSB của BBHEADER được đọc ra thứ ba).

Hình 2.4. Sơ đồ xáo trộn bit, với điều chế 8PSK và khung FECFRAME thường.
Trong các trường hợp khác của DVB – S2, xáo trộn bit được thực hiện tương tự, theo các
thông số trong bảng sau :
Điều chế

Hàng (nldpc=64800)

Hàng (nldpc=16200)

Cột

8PSK

21 600

5 400

3

16APSK

16 200

4 050

4

32APSK

12 960

3 240

5

Bảng 2.5. Thông số của bộ xáo trộn bit trong tiêu chuẩn DVB – S2.
2.4. Khối ánh xạ bit lên chòm sao điều chế .
DVB – S2 sử dụng 4 sơ đồ điều chế khác nhau : QPSK, 8PSK, 16APSK, 32APSK.
Trong đó QPSK và 8PSK được sử dụng cho các ứng dụng quảng bá do chúng là loại điều
chế có đường bao khơng đổi (constant envelope) và có thể hoạt động với các bộ phát đáp
khơng tuyến tính trên vệ tinh ở gần điểm bão hòa. Còn 16APSK và 32APSK hướng tới các
ứng dụng chuyên nghiệp, có thể được sử dụng cho quảng bá nhưng đòi hỏi mức C/N cao
12

và phải áp dụng phương pháp tiền sửa méo (pre – distortion) trong trạm up-link để giảm
thiểu tính phi tuyến của bộ phát đáp. Các phương pháp này không tối ưu về mặt công suất

nhưng hiệu suất phổ lại lớn hơn nhiều. Các sơ đồ chòm sao 16APSK và 32APSK được thiết
kế để hoạt động trên các bộ phát đáp phi tuyến nhờ đặt các điểm trên các vòng tròn khác
nhau. Tuy nhiên trên kênh tuyến tính chúng vẫn có thể đạt hiệu quả tương đương với
16QAM và 32QAM.
Bằng cách lựa chọn kiểu điều chế và tỷ lệ mã khác nhau, DVB – S2 có thể đạt được
hiệu suất phổ từ 0,5 đến 4,5 bit/symbol tùy thuộc vào bộ phát đáp được sử dụng. Ba hệ số
roll – off khác nhau được lựa chọn : 0,35 như DVB – S ; 0,2 và 0,25 cho phép hạn chế được
băng thơng.

Hình 2.5 Bốn kiểu điều chế trong DVB-S2


Ngồi ra, để tương thích ngược với DVB – S đang được sử dụng rộng rãi, điều chế
phân cấp (Hierarchical modulation) cũng được đưa vào DVB – S2. Nhờ điều chế phân cấp,
có thể truyền đồng thời một dịng truyền tải DVB – S (HP – High priority) và dòng truyền
tải DVB – S2 (LP – Low priority)
2.5. Tạo khung lớp vật lý.
2.5.1. Cấu trúc khung truyền tải trong DVB – S2.

13

Khác với DVB – S, tiêu chuẩn DBV – S2 quy định các cấu trúc khung. Có 2 mức cấu
trúc khung được thiết kế là :
- Mức vật lý PL (PLFRAME).
- Mức cơ bản (FECFRAME).

Hình 2.6 : Định dạng 1 khung vật lí
Cấu trúc khung ở lớp vật lý có các bit mào đầu PLHEADER, mang các thơng tin

nhằm giúp phía thu có thể đồng bộ và xác định phương pháp điều chế và các thơng số mã
hóa mà khơng cần phải giải mã, giải điều chế tín hiệu. Do tính chất quan trọng của
PLHEADER nên nó được mã hóa sửa sai rất chặt chẽ với tỷ lệ mã 7/64 (57 bit chống lỗi cho
7 bit mang tin). Trên hình, các khung vật lý được truyền tải nối tiếp nhau. Trong mỗi khung
vật lý lược đồ mã hóa và điều chế phải đồng nhất, tuy nhiên giữa các khung vật lý khác nhau
thì có thể thay đổi. Điều này tạo nên tính linh hoạt cho hệ thống DVB–S2 so với DVB–S.


Cấu trúc khung FECFRAME sẽ cung cấp đầy đủ thông tin phục vụ cho q trình xử
lý giải mã tín hiệu. Nhờ có 80 bit mào đầu BBHEADER, phía thu có thể thiết lập các cấu
hình tương ứng với các chế độ truyền dẫn khác nhau như đầu vào đơn chương trình hay đa
chương trình, định dạng chung hay gói dịng truyền tải MPEG, chế độ CCM hay ACM ...
Tóm tắt quá trình tạo khung FECFRAME: đầu tiên là dữ liệu cần truyền đi được chia thành
14

các DATA FIELD có độ dài DFL. DATA FIELD được thêm trường BBHEADER kích
thước 80 bit. Trước khi đưa vào bộ mã hóa FEC, nó được bổ sung thêm các bit đệm để có độ
dài phù hợp theo yêu cầu của mã BCH và LDPC tạo thành khung BBFRAME. Q trình mã
hóa trước sẽ thêm vào các bit sửa sai và xáo trộn để tạo thành khung FECFRAME với kích
thước 64800 bit hoặc 16200 bit, tùy thuộc vào tỷ lệ mã hóa được lựa chọn.
2.5.2. Quá trình tạo khung lớp vật lý.
a. Chèn khung giả (Dummy PLFRAME insertion).
Các khung PLFRAME giả sẽ được tạo ra nếu khơng có dữ liệu được truyền đi. Khung
PL giả chỉ bao gồm phần đầu PLHEADER và 36 SLOT không được điều chế..
b. Chèn báo hiệu lớp vật lý (PL signaling).
Khung XFECFRAME được chia thành S các SLOT với độ dài cố định 90 symbol. Số
lượng S được xác định theo bảng :
nldpc = 64800

nldpc = 16200

(khung thường)

(khung ngắn)

(µMODbit/s/Hz)

S

µ% khơng điều khiển

S

µ% khơng điều khiển

2

360

99.72

90

98.90

3

240

99.59

60

98.36

4

180

99.45

45

97.83

5

144

99.31

36

97.30

Bảng 2.13. S = số khe (M = 90 biểu tượng) mỗi XFECFRAME
Phần mào đầu PLHEADER sẽ được thêm vào phía trước khung nhằm cung cấp thơng tin
cấu hình cho phía thu. Độ dài PLHEADER bằng đúng kích thước 1 SLOT. Sau khi giải mã
PLHEADER, phía thu sẽ biết được độ dài và cấu trúc PLFRAME, phương pháp điều chế và
mã hóa của FECFRAME, sự có mặt hay khơng của các bit hoa tiêu. Do tính chất quan trọng

mà PLHEADER được bảo vệ bằng mã hóa Reed Muller (64,7) và điều chế BPSK để đảm
bảo phía thu vẫn có thể giải mã trong điều kiện xấu nhất.
Trường PLHEADER (một khe có 90 biểu tượng) bao gốm các trường sau:


• SOF (26 biểu tượng), xác định bắt đầu của khung.
• Mã PLS (64 biểu tượng): được mã hóa chống lỗi, sau khi giải mã sẽ thu được 7
biểu tượng phục vụ cho việc báo hiệu. Các biểu tượng này được phân vào 2
15

trường sau :
o MODCOD (5 biểu tượng), xác định điều chế XFECFRAME và tỷ lệ FEC.
o TYPE (2 biểu tượng), xác định độ dải khung FECFRAME (64 800 hay
16200 bit và báo sự có/vắng mặt của điều khiển.

c. Chèn các bit hoa tiêu (Pilots insertion).
Tùy thuộc vào phương thức làm việc được lựa chọn mà khung PLFRAME có thể có
hoặc khơng các bit hoa tiêu. Các bit hoa tiêu làm nhiệm vụ đồng bộ tại phía phát. Kích thước
khối bit hoa tiêu bằng P = 36 symbol và được chèn thêm sau mỗi SLOT, tính từ trường
PLHEADER.
d. Xáo trộn lớp vật lý.
Trước khi được điều chế, các khung PLFRAME (ngoại trừ PLHEADER) sẽ được
xáo trộn để phân tán năng lượng và tránh các giá trị lặp lại. Chuỗi xáo trộn (C I + jCQ) được
tạo thành từ 2 chuỗi thực (từ 2 đa thức sinh có bậc 18). Độ dài chuỗi được lựa chọn lớn hơn
độ dài tối đa của PLFRAME nhằm tránh các bit giả có thể phát sinh trong quá trình xáo
trộn.
2.6. Lọc băng gốc và điều chế cầu phương.
Tín hiệu sẽ được xử lý bằng bộ lọc cos nâng với hệ số roll – off bằng 0,35 ; 0,25 ;
0,2 tùy thuộc yêu cầu ứng dụng.
Hàm truyền đạt H(f) của bộ lọc cos nâng :

H(f) = 1 với f < fN(1-α)
2����[

√(12+12������ ��

H(f)=
��] với ����(1 − ��) ≤ |��| ≤

��

��−|��|

����(1 + ��)

H(f) = 0 với f > fN (1+α)
Trong đó ���� =12����=����2là tần số Nyquist và hệ số roll-off α.
Điều chế vị trí góc vng được thực hiện bởi nhân cùng pha và lấy mẫu. góc
vng bởi sin(2����0��) và cos(2����0��) tách biệt (��0là tần số sóng
mang). Kết quả hai tín hiệu được gộp lại để thu được tín hiệu điều chế lối ra.
3. Kết luận .
DVB-S2 là tiêu chuẩn mới nhất trong hệ thống tiêu chuẩn DVB cho các ứng
dụng vệ tinh băng rộng, với hiệu suất sử dụng băng thông tăng từ 30% đến 131% so


với công nghệ DVB - S . Công nghệ này thực sự là bộ công cụ hữu hiệu cho các
16

dịch vụ tương tác qua vệ tinh. Tiểu luận đưa ra kiến thức sơ đồ kiến trúc của hệ
thống DVB-S2 cùng các đặc biệt nổi bật của hệ thống này gồm những đặc điểm
sau:

• Thực hiện truyền dẫn tốt, hồn tồn linh hoạt với tín hiệu đầu vào, chấp nhận
nhiều đầu vào khác nhau như MPEG -2, MPEG-4, IP cũng như ATM. . . • Có thể
lựa chọn một trong 4 kiểu điều chế để phù hợp với từng điều kiện là 8PSK, QPSK,
16APSK, 32APSKMã hóa: sử dụng mã hóa trong là mã LDPC, mã hóa ngồi là mã
BCH và cho phép sử dụng 11 kiểu mã hóa khác nhau.
• Có thể kết hợp mã hoá và điều chế để lựa chọn 28 kiểu mã hóa, điều chế. • Hệ
số roll - off có 3 hệ số roll – off là 0,35; 0,25; 0,2.
• Kiểu mã hóa và điều chế: có thể áp dụng chế độ mã hóa và điều chế thay đổi VCM.
• Có thể sử dụng mã hóa và điều chế thích nghi ACM để thay đổi được trong quá
trình truyền tin phụ thuộc vào từng điều kiện đường truyền.

17