Đồ án Nghiên cứu hệ thống truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-T2
-1-
LỜI MỞ ĐẦU
Khi đời sống vật chất của người dân ngày càng được nâng cao, yêu cầu về chất
lượng các chương trình truyền hình, giải trí ngày càng lớn. Lĩnh vực phát thanh truyền
hình trong mấy năm trở lại đây đang có những bước tiến nhảy vọt. Với những ưu
điểm vượt trội của truyền hình số so với truyền hình analog, trong những năm qua,
truyền hình số mặt đất đã phát triển mạnh mẽ trên thế giới nói chung và ở Việt Nam
nói riêng. Việc thay thế hoàn toàn truyền hình mặt đất analog bằng công nghệ truyền
hình số mặt đất trên toàn thế giới sẽ diễn ra trong tương lai không xa.
Đến nay đã có nhiều quốc gia trên thế giới lựa chọn tiêu chuẩn DVB-T để phát
sóng mặt đất. Tuy nhiên, trước các nhu cầu đòi hỏi về dung lượng, kháng lỗi đường
truyền, nâng cao độ tin cậy với các loại hình dịch vụ, về giảm tỷ số công suất
đỉnh/công suất trung bình, nhu cầu về phân chia phổ tần của các dịch vụ viễn thông
khác, cùng với xu thế hội tụ trong các môi trường truyền dẫn, sự phát triển mạnh mẽ
của truyền hình độ phân giải cao HDTV với dung lượng bit lớn mà DVB-T chưa đáp
ứng được.
Từ các yêu cầu thực tế đặt ra đó, nhóm DVB Project đã phát triển chuẩn truyền
hình số thế hệ thứ hai là DVB-T2. Tiêu chuẩn này được xuất bản lần đầu tiên vào
tháng 6/2008 và được ETSI chuẩn hóa từ tháng 9/2009. Hiện nay, Anh, Phần Lan đã
thông báo triển khai các dịch vụ HDTV trên đường truyền mặt đất dùng chuẩn DVB-
T2, Đức, Ý, Tây Ban Nha, Thụy Điển cũng đang tiến hành thử nghiệm phát sóng
DVB-T2.
Từ năm 2001, Việt Nam đã tiến hành thử nghiệm phát sóng truyền hình mặt
đất. Trước sức ép về lộ trình chuyển đổi hoàn toàn sang phát sóng số mặt đất trước
năm 2020 và xu hướng phát triển của truyền hình số mặt đất DVB-T2 trên thế giới,
đồ án “Nghiên cứu hệ thống truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-T2” đã
tập trung nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật của hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-
T, những bất cập, tồn tại khi triển khai ở Việt Nam, đồng thời nghiên cứu cấu trúc và
những đặc tính kỹ thuật cơ bản, những tính năng ưu việt của tiêu chuẩn DVB-T2. Từ
GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh
SVTH: Nguyễn Thị Hiền
-2-
đó đề xuất lựa chọn giải pháp công nghệ hợp lý nhất cho hệ thống truyền hình số mặt
đất tại Việt Nam trong những năm tới. Nội dung của đồ án được thể hiện qua 4 phần
như sau:
- Tổng quan về hệ thống truyền hình kỹ thuật số: giới thiệu sơ lược về hệ
thống truyền hình, khái niệm, đặc điểm và các tiêu chuẩn của truyền hình số.
- Truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-T: nghiên cứu, tìm hiểu về
sơ đồ khối của hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T và các đặc tính kỹ thuật của
tiêu chuẩn DVB-T.
- Truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-T2: nghiên cứu, tìm hiểu về
sơ đồ khối của hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T2 và các đặc tính kỹ thuật của
tiêu chuẩn DVB-T2.
- Giải pháp công nghệ cho truyền hình số tại Việt Nam: tìm hiểu về khả
năng ứng dụng DVB-T2 tại Việt Nam và khuyến nghị lựa chọn giải pháp công nghệ
cho truyền hình số mặt đất tại Việt Nam.
Trong thời gian làm đề tài, em đã cố gắng rất nhiều song do kiến thức còn hạn
chế và thời gian làm đề tài có hạn nên đồ án còn nhiều sai sót. Em rất mong nhận
được sự phê bình, các ý kiến đóng góp của thầy cô và các bạn để đồ án được hoàn
thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của TS Nguyễn Cảnh Minh
cùng các thầy cô trong bộ môn kỹ thuật viễn thông để giúp em hoàn thành đồ án tốt
nghiệp này.
Hà Nội, Ngày…tháng…năm 2014
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Hiền
GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh
SVTH: Nguyễn Thị Hiền
-3-
MỤC LỤC
Trang
LỜI MỞ ĐẦU.........................................................................................................1
MỤC LỤC ..............................................................................................................3
DANH MỤC HÌNH VẼ ..........................................................................................9
DANH MỤC BẢNG BIỂU ...................................................................................11
1.6 Kết luận chương I.................................................................................34
GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh
SVTH: Nguyễn Thị Hiền
-4-
2.4 Kết luận chương II................................................................................57
và tần số…….. ...............................................................................................77
3.5 Kết luận chương III ..............................................................................80
TẠI VIỆT NAM....................................................................................................81
GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh
SVTH: Nguyễn Thị Hiền
-5-
Việt Nam ...........................................................................................................84
Nam…………................................................................................................84
4.4 Kết luận chương IV ..............................................................................91
KẾT LUẬN...........................................................................................................92
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................94
TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................95
GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh
SVTH: Nguyễn Thị Hiền
-6-
DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VIẾT TẮT
Từ viết tắt
ACE
Tiếng Anh đầy đủ
Active Constellation Extension
Automatic Frequency Control
Advanced Television System
Commitee
Tiếng Việt
Mở rộng chòm sao tích cực
Điều khiển tần số tự động
Hội đồng về hệ thống truyền
hình cải biên
AFC
ATSC
AVG
Công ty cổ phần nghe nhìn toàn
cầu
Audio Visual Global
BCH
BER
Bose-Chaudhuri-Hocquenghem Bose-Chaudhuri-Hocquenghem
Bit Error Rate
Tỷ số lỗi bit
BPSK
CATV
C/N
Binary Phase Shift Keying
Collective Antenna Telvision
Carrier/Noise
Điều chế pha nhị phân
Truyền hình cáp dây dẫn
Sóng mang/tạp âm
Coding Othogonality Fequency
Dvision Mltiplexing
Digital Terrestrial Television
Digital Broadcasting Expert
Group
Ghép kênh phân chia theo tần số
trực giao có mã
COFDM
DTT
Truyền hình số mặt đất
DiBEG
Nhóm chuyên gia truyền hình số
Điều chế xung mã vi sai
Differential Pulse Code
Modulation
DPCM
DVB
Digital Video Broadcasting
Truyền hình số
Truyền hình độ phân giải mở
rộng
EDTV
Enhanced Definition Television
ES
Elementary Stream
Dòng cơ sở
FEC
Forward Error Correction
Sửa lỗi trước (thuận)
Khung mở rộng dành cho tương
lai
FEF
Future Extension Frame
GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh
SVTH: Nguyễn Thị Hiền
-7-
FFT
FIR
Fast Fourrier Transform
Finite Impulse Responese
Guard Intervalman
Biến đổi Fourrier nhanh
Đáp ứng xung hữu hạn
Khoảng bảo vệ
GI
HDTV
HP
High Definitiom Television
High Priority
Truyền hình độ phân giải cao
Độ ưu tiên cao
ICI
Inter-Carrier Interference
Intermediate Frequency
Nhiễu liên sóng mang
Trung tần
IF
IFFT
IPTV
Inverse Fast Fourrier Transform Biến đổi nhanh Fourrier ngược
Internet Protocol Television
Integrated Services Digital
Broadcasing
Truyền hình IP
Truyền hình số các dịch vụ
tích hợp
ISDB
ISI
Inter-Symbol Interference
Joint Photoghraphic Experts
Group
Nhiễu liên ký tự
Nhóm chuyên gia nghiên cứu về
ảnh tĩnh
JPEG
Low Density Parity Check
(Codes)
Mã kiểm tra ngang hành mật độ
thấp
LDPC
LDTV
LP
Low Definitiom Television
Low Priority
Truyền hình độ phân giải thấp
Độ ưu tiên thấp
MCM
MFN
MI
Multi Carrier Modulation
Multiple Frequency Network
Modulator Interface
Multi Input Single Output
Điều chế đa sóng mang
Mạng đa tần
Giao diện điều chế
Nhiều đầu vào một đầu ra
Nhóm chuyên gia nghiên cứu về
ảnh động
MISO
MPEG
NTSC
OFDM
Moving Pictures Experts Group
National Television System
Comittee
Hội đồng hệ thống truyền hình
quốc gia Mỹ
Othogonality Fequency Dvision Ghép kênh phân chia theo tần số
Mltiplexing trực giao
GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh
SVTH: Nguyễn Thị Hiền
-8-
Organization Internatinal Radio Tổ chức phát thanh truyền hình
OIRT
PAL
and Television
quốc tế
Phase Alternative Line
Đảo pha theo từng dòng
Tỷ số công suất đỉnh/công suất
trung bình
PAPR
Peak to Average Power Ratio
PCM
PES
Pulse Code Modulation
Packetized Elementary Stream
Physical Layer Pipes
Điều chế xung mã
Dòng cơ sở đóng gói
Ống lớp vật lý
PLP
PRBS
Pseudo Random Bit Sequence
Quadrature Amplitude
Modulation
Chuỗi bit giả ngẫu nhiên
QAM
Điều chế biên độ vuông góc
QPSK
RF
Quadrature Phase Shift Keying
Radio Frequence
Khóa dịch pha vuông góc
Tần số vô tuyến
Truyền hình độ phân giải tiêu
chuẩn
SDTV
Standard Definition Television
SFN
SNR
Single Frequence Network
Signal to Noise Ratio
Transmission Parameter
Signalling
Mạng đơn tần
Tỷ số tín hiệu trên tạp âm
TPS
Báo hiệu tham số bên phát
TR
TS
Tone Reservation
Transport Stream
Hạn chế âm sắc
Dòng truyền tải
UHF
VHF
VO
Ultra High Frequency
Very High Frequency
Video Object
Tần số siêu cao (Siêu cao tần)
Tần số rất cao
Đối tượng video
VSB
Vestigal Side Band
Điều biên cụt
Tổng Công ty Truyền thông đa
phương tiện Việt Nam
Đài truyền hình Việt Nam
VTC
VTV
Vietnam Television Corporation
Vietnam Television
GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh
SVTH: Nguyễn Thị Hiền
-9-
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.4: Sơ đồ mạch biến đổi tương tự sang số....................................................21
Hình 1.6: Mô hình hệ thống nén video...................................................................24
Hình 2.2: Sơ đồ khối bộ điều chế số DVB-T...........................................................38
ngoài. ....................................................................................................................40
Hình 2.8: Phân bố các pilot của DVB-T. ...............................................................47
Hình 3.1: Mô hình cấu trúc hệ thống DVB-T2. ......................................................60
Hình 3.2: Lớp vật lý...............................................................................................61
Hình 3.3: Mô hình MISO.......................................................................................65
GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh
SVTH: Nguyễn Thị Hiền
-10-
Hình 3.6: Cấu trúc khung DVB-T2. .......................................................................69
Hình 3.10: Chòm sao 16 QAM quay......................................................................77
Hình 3.12: Đồ thị chòm sao 256 QAM...................................................................79
..............................................................................................................................87
GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh
SVTH: Nguyễn Thị Hiền
-12-
CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH KỸ
THUẬT SỐ
Truyền hình là một hệ thống biến đổi hình ảnh và âm thanh kèm theo thành
tín hiệu điện, truyền đến máy thu, nơi thực hiện biến đổi tín hiệu này thành dạng ban
đầu và hiển thị lên màn hình dưới dạng hình ảnh. Trong những năm gần đây, công
nghệ truyền hình đang chuyển sang một bước ngoặt, đó là quá trình chuyển đổi từ
công nghệ Analog sang Digital. Quá trình này là một cuộc cách mạng làm thay đổi
cách suy nghĩ, cách tiếp xúc, phương thức sản xuất chương trình truyền hình, nâng
cấp chất lượng tín hiệu, tính linh hoạt và khả năng hội nhập vào môi trường thông tin
chung. Ở Việt Nam, công nghệ số đã và đang được ứng dụng và triển khai mạnh mẽ.
Trong một tương lai không xa, trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng, tiến
tới một hệ thống truyền hình hoàn toàn kỹ thuật số là một tất yếu [2].
1.1 Sơ lược về hệ thống truyền hình
1.1.1 Sơ lược về lịch sử phát triển
Truyền hình có mối liên hệ mật thiết với một số loại hình truyền thống hay
nghệ thuật khác như phát thanh, điện ảnh… Tuy nhiên, chỉ sau một vài thập kỷ sơ
khai, truyền hình đã tiến những bước tiến dài và thực sự tách ra khỏi các loại hình
khác, trở thành phương tiện truyền thông độc lập và có sức mạnh to lớn trong việc
tạo dựng và định hướng dư luận. Việc phát sóng truyền hình đầu tiên ở Mỹ được bắt
đầu từ những năm 1930, và truyền hình chỉ thực sự phổ biến từ những năm 1950.
Những đài phát thanh như NBC, CBS, ABC… sau khi phát triển thêm hệ thống truyền
hình đã thực sự lớn mạnh và trở thành những tập đoàn phát thanh truyền hình tầm cỡ
thế giới.
Trên thực tế, sự hình thành và phát triển của truyền hình gắn liền với các sự
kiện khoa học - công nghệ cũng như các sự kiện chính trị - xã hội khác. Ngay từ đầu
những năm 1920, người ta đã chú ý đến truyền hình do họ nhận thức được vai trò của
GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh
SVTH: Nguyễn Thị Hiền
-13-
truyền hình trong việc tuyên truyền, quảng bá trên các mặt kinh tế, chính trị, xã hội…
có thể kể đến một số mốc quan trọng trong lịch sử truyền hình như sau:
- Năm 1839: Bee Quell tìm ra hiện tượng quang điện.
- Năm 1898: Volsske tìm ra hệ thống truyền hình không dây dẫn (truyền hình
bằng sóng điện từ).
- Tháng 3/1899: liên lạc vô tuyến quốc tế đầu tiên ra đời ở Anh và Pháp, dài
46Km.
- Năm 1941: Mỹ chấp nhận chuẩn 525 dòng quét với bộ phân giải của mình.
- Trong và sau chiến tranh thế giới thứ II: các cường quốc chạy đua gay gắt để
phát các chương trình truyền hình nhằm vận động nhân dân ủng hộ các chiến lược
quân sự và kinh tế của mình.
- Năm 1957: ở Pháp xuất hiện hệ truyền hình màu SECAM do Henry De
France nghiên cứu và thực hiện.
- Năm 1962: giáo sư Walter Bruce ở Tây Đức công bố hệ truyền hình PAL.
Cả hai hệ SECAM và PAL về nguyên lý chung thống nhất với hệ NTSC.
- Năm 1966: ở Na Uy đã tiến hành hội nghị CCIR để chọn hệ truyền hình màu
thống nhất cho cả Châu Âu, để tiện cho việc trao đổi chương trình truyền hình màu
giữa các nước.
Kết quả một số nước chọn hệ SECAM, một số nước dùng hệ PAL, Mỹ và Nhật
sử dụng hệ NTSC. Ở Việt Nam chọn hệ PAL tiêu chuẩn OIRT (Organization
Internatinal Radio and Television - Tổ chức phát thanh truyền hình quốc tế).
- Năm 1994: Mỹ nghiên cứu và thử nghiệm truyền hình số, đến tháng 12 năm
1996 ban hành tiêu chuẩn ATSC.
- Năm 1997: Nhật Bản ban hành tiêu chuẩn ISDB - hay còn gọi là tiêu chuẩn
DiBEG.
GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh
SVTH: Nguyễn Thị Hiền
-14-
- Năm 1997: tiêu chuẩn DVB-T của Châu Âu ra đời. Nhiều nước Bắc Âu, một
số nước Châu Á trong đó có Việt Nam và nhiều nước khác đã lựa chọn tiêu chuẩn
này và dự kiến phát sóng số hoàn toàn vào năm 2010 - 2015.
Việt Nam từ những năm 1997 đến nay có một số đơn vị kỹ thuật có nghiên
cứu và tiếp cận với công nghệ số, cho đến nay nhiều công đoạn trong sản xuất chương
trình, truyền dẫn đã được số hóa, nhiều đề tài nghiên cứu truyền hình số đã và đang
được nghiên cứu thử nghiệm chính vì vậy mà nó mang tính khoa học và thực tiễn cao
nhằm càng ngày càng nâng cao chất lượng cho việc phát hình số tại Việt Nam.
Như vậy, có thể thấy, lịch sử phát triển của truyền hình luôn nằm trong và cùng
song hành với lịch sử tiến bộ nhân loại. Truyền hình ngày một lớn mạnh là do nhu
cầu thông tin của công chúng ngày càng cao, khoa học kỹ thuật phát triển và xuất
hiện nhu cầu giao lưu quốc tế. Chính bản thân các vấn đề sự kiện chính trị, xã hội
cũng góp phần thúc đẩy truyền hình phải tự phát triển và phát huy hơn nữa những ưu
thế của mình, từ đó dần tạo nên những đặc trưng riêng biệt trong hệ thống các phương
tiện truyền thông đại chúng hiện nay.
1.1.2 Công nghệ truyền hình tương tự
Truyền hình đen trắng là bước mở đầu cho việc truyền các hình ảnh đi xa. Nó
được nghiên cứu và chế tạo vào những năm 60 của thế kỷ XX với những ống thu hình
Vidicon. Truyền hình đen trắng đã từng được sử dụng ở hầu hết các quốc gia trên thế
giới, cùng với sự phát triển nhanh chóng của đèn điện tử thì các thiết bị của truyền
hình đen trắng có độ ổn định hơn, chất lượng tốt hơn. Tuy nhiên truyền hình đen trắng
lại có nhược điểm rất lớn là không có khả năng truyền đi các hình ảnh có màu sắc
như trong thực tế. Do đó, năm 1957, hệ truyền hình màu đầu tiên đã ra đời tại Pháp,
đã mở ra cuộc cách mạng đối với nền công nghiệp truyền hình.
Hiện nay, có 3 loại công nghệ truyền hình tương tự chính được sử dụng trên
toàn thế giới dựa trên tiêu chuẩn mã hóa hình ảnh NTSC, SECAM và PAL và sử dụng
điều chế RF để điều chế tín hiệu sóng mang VHF hoặc UHF. Mỗi khung hình của
một hình ảnh truyền hình bao gồm các dòng quét trên màn hình. Các dòng có độ sang
GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh
SVTH: Nguyễn Thị Hiền
-15-
khác nhau, tập hợp toàn bộ dòng được vẽ một cách nhanh chóng để mắt người cảm
nhận nó như là một hình ảnh. Các khung hình tiếp theo tuần tự được hiển thị, cho
phép mô tả chuyển động. Các tín hiệu truyền hình tương tự có thông tin về thời gian
và đồng bộ để máy thu có thể tái tạo lại một hình ảnh hai chiều chuyển động từ một
tín hiệu một chiều biến thiên theo thời gian.
- Tiêu chuẩn NTSC được phát triển tại Mỹ và lần đầu tiên đượ sử dụng trong
năm 1954, NTSC hiện là tiêu chuẩn truyền hình lâu đời nhất. Nó bao gồm quét dòng
là 525 và tần số quét hình là 60Hz.
- Tiêu chuẩn SECAM được phát triển ở Pháp và lần đầu tiên được sử dụng vào
năm 1967. Nó sử dụng quét dòng 625 và tần số quét hình là 50Hz. Các loại tiêu chuẩn
khác nhau sử dụng băng thông video và thông số kỹ thuật cung cấp dịch vụ âm thanh
khác nhau.
- Tiêu chuẩn PAL được phát triển ở Đức và lần đầu tiên được sử dụng vào năm
1967. Là một biến thể của NTSC, chuẩn PAL sư dụng quét dòng 625 và tần số quét
hình là 50Hz. Các tiêu chuẩn khác nhau sử dụng băng thông video và thông số kỹ
thuật cung cấp dịch vụ âm thanh khác nhau.
Trong thời đại truyền hình tương tự, các tiêu chuẩn đều có những phương tiện
truyền dẫn tín hiệu cho riêng mình. Các thiết bị mạng có giá thành cao nên các mạng
truyền hình mặt đất đều trực thuộc nhà nước hoặc chính phủ. Các chuẩn không có
khả năng giao tiếp với nhau tạo nên đòi hỏi các quốc gia phải có hệ thống truyền hình
mặt đất riêng cho mình. Hệ thống truyền hình tương tự bao gồm hệ thống sản xuất
chương trình truyền hình (quay hậu trường, chỉnh sửa, hoàn thiện và lưu trữ video),
phát sóng (tạo ra composite video, điều chế, khuếch đại, phát sóng) và tiếp nhận (thu
tín hiệu từ anten, giải điều chế của máy thu truyền hình và hiển thị hình ảnh và âm
thanh đến người xem) với tất cả các tín hiệu là tương tự.
Ngày nay, thông tin kỹ thuật số được tạo ra trong phòng thu. Với truyền hình
kỹ thuật số, tất cả các quá trình là kỹ thuật số, các hình ảnh, âm thanh và tất cả các
thông tin bổ sung được tạo ra, truyền đi và nhận được tín hiệu kỹ thuật số. Điều này
GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh
SVTH: Nguyễn Thị Hiền
-16-
cho phép định dạng tốt nhất cho hình ảnh và âm thanh, hình ảnh rộng hơn so với bản
gốc (màn hình toàn cảnh), với mức độ cao hơn về độ phân giải (độ phân giải cao) và
âm thanh stereo.
Các hệ thống truyền hình số với những ưu điểm vượt trội so với truyền hình
tương tự ở khả năng chống nhiễu cũng như tăng hiệu quả băng thông đang ngày càng
phát triển và được nghiên cứu ở nhiều quốc gia. Do đó, xu hướng hiện nay là chuyển
đổi sang truyền hình số.
1.2 Khái niệm truyền hình kỹ thuật số
Truyền hình số là tên gọi một hệ thống truyền hình mà sử dụng phương pháp
số để tạo, lưu trữ và truyền tín hiệu của chương trình truyền hình trên kênh thông tin,
mở ra một khả năng đặc đặc biệt rộng rãi cho các thiết bị truyền hình làm việc theo
các hệ truyền hình đã được nghiên cứu trước.
So với tín hiệu tương tự, tín hiệu số cho phép tạo, lưu trữ, ghi đọc nhiều lần
mà không làm giảm chất lượng ảnh. Tuy nhiên, không phải tất cả các trường hợp, tín
hiệu số đều đạt được kết quả cao hơn so với tín hiệu tương tự (bộ lọc là một ví dụ cụ
thể). Mặc dù vậy, xu hướng chung cho sự phát triển của công nghiệp truyền hình trên
thế giới nhằm đạt được một hệ thống nhất chung đó là hệ thống truyền hình hoàn toàn
bằng kỹ thuật số có chất lượng cao và dễ dàng phân phối trên kênh thông tin. Hệ
truyền hình kỹ thuật số đã và đang được phát triển trên toàn thế giới, tạo nên một
cuộc cách mạng thật sự trong công nghiệp truyền hình.
Nguyên lý cấu tạo của hệ thống và các thiết bị truyền hình số được đưa ra như
trên hình 1.1. Đầu vào của thiết bị truyền hình số sẽ tiếp nhận tín hiệu truyền hình
tương tự. Trong thiết bị mã hóa (biến đôi A/D), tín hiệu truyền hình tương tự sẽ được
biến đổi thành tín hiệu truyền hình số, các tham số và đặc trưng của tín hiệu này được
xác định từ hệ thống truyền hình được lựa chọn. Tín hiệu truyền hình số được đưa tới
thiết bị phát. Sau đó tín hiệu truyền hình số được truyền tới bên thu qua kênh thông
tin. Tại bên thu, tín hiệu truyền hình số được biến đổi ngược lại với quá trình xử lý
tại phía phát. Quá trình giải mã tín hiệu truyền hình thực hiện biến đổi tín hiệu truyền
GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh
SVTH: Nguyễn Thị Hiền
-17-
hình số sang tín hiệu truyền hình tương tự. Hệ thống truyền hình số sẽ trực tiếp xác
định cấu trúc mã hóa và giải mã tín hiệu truyền hình.
Thiết bị phát
Tín hiệu truyền
hình tương tự
Biến đổi
A/D
Mã hoá
nguồn
Mã hoá
kênh
Điều chế
số
Kênh
thông tin
Giải mã
hoá
nguồn
Biến đổi
D/A
Giải mã
hoá kênh
Giải điều
chế số
Tín hiệu truyền
hình tương tự
Thiết bị thu
Hình 1.1: Sơ đồ cấu trúc tổng quát của hệ thống truyền hình số [2].
Khi truyền qua kênh thông tin, tín hiệu truyền hình số được mã hóa kênh. Mã
hóa kênh đảm bảo chỗng các sai sót cho tín hiệu trong kênh thông tin. Thiết bị mã
hóa kênh phối hợp đặc tính của tín hiệu số với kênh thông tin. Khi tín hiệu truyền
hình số được truyền đi theo kênh thông tin, các thiết bị biến đổi được gọi là bộ điều
chế và bộ giải điều chế.
Tại bên thu, tín hiệu truyền hình số được biến đổi ngược lại với quá trình xử
lý tại phía phát. Hệ thống truyền hình số sẽ trực tiếp xác định cấu trúc mã hóa và giải
mã tín hiệu truyền hình [2].
1.3 Đặc điểm truyền hình kỹ thuật số
Các hệ thống truyền hình phổ biến hiện nay như: NTSC, SECAM, PAL đều là
các hệ thống truyền hình tương tự. Tín hiệu truyền hình tương tự là hàm liên tục theo
thời gian và từ khâu tạo dựng, truyền dẫn, phát sóng đến khâu thu tín hiệu đệu chịu
GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh
SVTH: Nguyễn Thị Hiền
-18-
ảnh hưởng của nhiều yếu tố (nhiễu và can nhiễu từ nội bộ hệ thống và từ bên ngoài)
làm giảm chất lượng hình ảnh. Để khắc phục những hiện tượng đó, người ta mã hóa
tín hiệu truyền hình ở dạng số để xử lý. Do đó hệ thống truyền hình số có những ưu
điểm sau:
- Có khả năng phát hiện lỗi và sửa sai.
- Có thể tiến hành rất nhiều quá trình xử lý trong trung tâm truyền hình mà tỷ
số S/N (tỷ số tín hiệu/tạp âm) không giảm. Trong truyền hình tương tự thì việc này
gây ra méo tích lũy (mỗi khâu xử lý đều gây méo).
- Thuận lợi cho quá trình ghi đọc: có thể ghi đọc vô hạn lần mà chất lượng
không bị giảm.
- Có khả năng lưu trữ tín hiệu số trong các bộ nhớ đơn giản và sau đó đọc nó
với tốc độ tùy ý.
- Khả năng truyền trên cự ly lớn: tính chống nhiễu cao (do việc cài mã sửa lỗi,
chống lỗi, bảo vệ…).
- Khả năng thu di động tốt. người xem dù đi trên ôtô, tàu hỏa vẫn xem được
các chương trình truyền hình. Sở dĩ như vậy là do xử lý tốt hiện tượng Doppler.
- Dễ tạo dạng, lấy mẫu tín hiệu, do đó dễ thực hiện việc chuyển đổi hệ truyền
hình, đồng bộ từ nhiều nguồn khác nhau, để thực hiện những kỹ xảo trong truyền
hình.
- Có khả năng thu tốt trong truyền sóng đa đường. Trong hệ thống truyền hình
tương tự, thường xảy ra hiện tượng bóng ma do tín hiệu truyền đến máy thu theo
nhiều đường. Việc tránh nhiễu đồng kênh trong hệ thống thông tin số cũng làm giảm
đi hiện tượng này trong truyền hình quảng bá.
- Tiết kiệm được phổ tần nhờ sử dụng các kỹ thuật nén băng tần, tỷ lệ nén có
thể lên đến 40 lần mà hầu như người xem không nhận biết được sự suy giảm chất
lượng. Từ đó có thể truyền được nhiều chương trình trên một kênh sóng, trong khi
truyền hình tương tự mỗi chương trình phải dùng một kênh sóng riêng.
GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh
SVTH: Nguyễn Thị Hiền
-19-
- Có khả năng truyền hình đa phương tiện, tạo ra loại hình thông tin hai chiều,
dịch vụ tương tác, thông tin giao dịch giũa điểm và điểm. Do sự phát triển của công
nghệ truyền hình số, các dịch vụ tương tác ngày càng phong phú đa dạng và ngày
càng mở rộng.
- Bảo toàn chất lượng: chất lượng của tín hiệu số và tín hiệu tương tự trong
quá trình truyền từ máy phát đến máy thu được thể hiện như hình 1.2.
Tín hiệu số
Chất lượng
Tín hiệu tương tự
Khoảng cách giữa máy phát và máy thu
Hình 1.2: So sánh chất lượng tín hiệu số và tương tự.
Tuy nhiên, truyền hình số cũng có một vài nhược điểm đáng quan tâm như:
Dải thông của tín hiệu tăng do đó độ rộng băng tần của thiết bị và hệ thống
truyền lớn hơn nhiều so với tín hiệu tương tự.
Việc kiểm tra chất lượng tín hiệu số ở mỗi điểm của kênh truyền thường
phức tạp hơn (phải dùng mạch chuyển đổi số - tương tự).
1.4 Xử lý tín hiệu, truyền dẫn tín hiệu truyền hình kỹ thuật số
1.4.1 Cơ sở truyền hình kỹ thuật số
Theo hình 1.3, mỗi một chương trình truyền hình cần một bộ mã hóa MPEG-
2 riêng trước khi biến đổi tín hiệu từ tương tự sang số. Khi đã được nén để giảm tải
dữ liệu, các chương trình này sẽ ghép lại với nhau để tạp thành dòng bit liên tiếp. Lúc
GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh
SVTH: Nguyễn Thị Hiền
-20-
này chương trình đã sẵn sàng được truyền đi xa, cần được điều chế để phát đi theo
các phương thức:
DVB-S
DVB-T
DVB-C
Điều chế
Giải điều chế
Mã hóa
Giải mã hóa
Ghép kênh chương trình
Tách kênh chương trình
CT 1
MPEG-2
CT n
MPEG-2
A/D
Giải MPEG-2
A/D
D/A
Video
Audio Video
Audio
Audio
Video
Khối nén
video số
Khối số hóa tín
hiệu truyền
Phía phát
Phía thu
Hình 1.3: Sơ đồ tổng quát hệ thống thu và phát truyền hình số.
Truyền hình số vệ tinh DVB-S (QPSK)
Truyền hình số cáp DVB-C (QAM)
Truyền hình số mặt đất DVB-T (COFDM)
GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh
SVTH: Nguyễn Thị Hiền
Tải về để xem bản đầy đủ
95 trang
30/03/2022
5300
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Nghiên cứu hệ thống truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-T2", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- do_an_nghien_cuu_he_thong_truyen_hinh_so_mat_dat_theo_tieu_c.pdf
