Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
2 Truyền hình số DVB

2 Truyền hình số DVB

Tải bản đầy đủ - 0trang

Hiện nay đang tồn tại 3 chuẩn truyền hình số là ATSC (Advanced Television

Systems Committee) của Mỹ, chuẩn DVB của Châu âu, và chuẩn ISDB (Intergrated

Service Digital Broadcasting) của Nhật. Trong đó có hai chuẩn sử dụng kỹ thuật

điều chế đa sóng mang OFDM là chuẩn DVB và ISDB. Các chuẩn này được ban

hành thành các chuẩn cụ thể cho truyền hình mặt đất, vệ tinh và truyền hình cáp.

Trong đó chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T đã tỏ rõ ưu thế của mình và đã được

nhiều nước lựa chọn trong đó có cả ở nước ta. Do đó dưới đây sẽ tập trung vào

DVB-T như là một ứng dụng của OFDM.

Truyền hình số mặt đất DBV-T của Châu âu chọn kỹ thuật COFDM (Coded

Orthogonal Division Frequency), là kỹ thuật điều chế đa sóng mang OFDM kết hợp

với kỹ thuật mã hóa kênh truyền, vì những lý do sau:

- Loại bỏ nhiễu: Sự tồn tại đồng thời của truyền hình số và truyền hình

tương tự yêu cầu hệ thống tuyệt đối khơng gây nhiễu với truyền hình tương tự và

các nhiễu băng hẹp khác, bởi vì truyền hình tương tự rất nhạy cảm với nhiễu. Trước

khi sử dụng kỹ thuật điều chế đa sóng mang thì vấn đề này được giải quyết bằng

cách giảm công suất phát và sử dụng các kỹ thuật mã hóa để đạt được tốc độ lỗi bit

yêu cầu.

- Hiệu ứng đa đường (multipath effect): Sóng truyền theo nhiều đường tới

máy thu với trễ truyền dẫn khác nhau là nguyên nhân chính làm suy giảm chất

lượng các kênh truyền hình mặt đất. Kiến trúc mạng đơn tần SFN của DVB tạo ra

nhiều tín hiệu cùng tới máy thu từ các trạm phát khác nhau và do phản xạ thơng

thường. Sự tồn tại của nhiều tín hiệu với độ trễ khác nhau tại máy thu yêu cầu một

kỹ thuật điều chế mạnh để chống lại hiệu ứng này. COFDM cho phép loại bỏ hoàn

toàn hiệu ứng đa đường miễn là độ dài của khoảng bảo vệ GI được thiết kế một

cách hợp lý. Độ dài của khoảng bảo vệ càng lớn thì cho phép khoảng cách giữa các

trạm phát trong mạng đơn tần càng xa, tuy nhiên sẽ phải trả giá là sự giảm hiệu suất

sử dụng băng thơng. Sự bố trí hợp lý các tín hiệu pilot tại các khe thời gian và tần số

cho phép chịu được hiệu ứng Doppler và tạo ra khả năng di động cho các thiết bị

đầu cuối.

4.2.2 Truyền hình số chuẩn Châu Âu DVB-T

Chuẩn truyền hình số DVB-T (Digital Video Broadcasting - Terrestrial) được

ban hành bởi ETSI (European Telecommunication Standards Institute) dựa trên các

ý tưởng sau:



- Đưa ra mô hình hệ thống phát sóng truyền hình số mặt đất.

- Xác định yêu cầu về chất lượng tín hiệu và khả năng tương thích cho các

loại dich vụ khác nhau.

- Quan tâm tới vấn đề xử lý tín hiệu ở máy thu để mở rộng các giải pháp

thực hiện khác nhau.

- Nhằm vào mục đích chống hiệu ứng nhiều đường, chống pha đinh lựa

chọn tần số và chống hiệu ứng Doppler.

- Tạo khả năng thiết lập mạng đơn tần.

- Tạo khả năng đa phương tiện.

- Tạo khả năng di động.

DVB-T có hai chế độ là 2k và 8k tương ứng với số điểm biến đổi IFFT/FFT.

Mode 2k có 1705 sóng mang, mode 8k có 6817 sóng mang. Với mỗi mode đều có

thể truyền tải ở hai chế độ phân cấp và không phân cấp. Đối với chế độ không phân

cấp, các chương trình được phát với cùng mức tín hiệu do vậy chỉ các vùng có

cường độ trường lớn hơn mức ngưỡng mới có thể thu được. Còn ở chế độ phân cấp

thì các chương trình được phát với mức độ ưu tiên về mức tín hiệu khác nhau, do đó

có những vùng chỉ thu được các chương trình ưu tiên. DVB-T sử dụng các kỹ thuật

QPSK, 16-QAM, 64-QAM để điều chế cho các sóng mang, nhưng chế độ phân cấp

chỉ thực hiện được khi sử dụng kỹ thuật điều chế 16-QAM và 64-QAM.

Dưới đây là sơ đồ khối hệ thng phỏt truyn hỡnh s theo chun DVB-T:

MPEG-2

Mã hóa

Hình ảnh

Mã hóa

âm thanh



Mux

Mux



Mã hóa

Dữ liệu



Cao tần



Ngẫu nhiên

hóa

(Scramble)



Mã hóa

ngoài



Cài xen

ngoài



Điều chế

OFDM



Cài xen

trong



Mã hãa

trong



Pilot & TPS

Signals



Hình 4-4 Sơ đồ khối hệ thống phát sóng DVB-T



Đầu vào máy phát DVB-T là dòng truyền tải MPEG-2 đa chương trình có tốc

độ bit từ 4,98 Mbps đến 31,67 Mbps. Khi hoạt động ở chế độ phân cấp thì sẽ có

thêm bộ splitter để chia dòng truyền tải thành hai dòng ưu tiên cao và ưu tiên thấp.

Hai dòng truyền tải này được mã hóa khác nhau và đưa tới bộ điều chế phân cấp.

Đầu tiên dòng MPEG-2 được ngẫu nhiên hóa để thích ứng với đặc tính kênh

truyền và chế độ làm việc của máy phát. Q trình ngẫu nhiên hóa được thực hiện

bằng cách cộng modul-2 với chuỗi giả ngẫu nhiên PRBS cho bởi đa thức sinh 1 +

x14 + x15 với chuỗi khởi đầu là 100 1010 1000 0000.

Như đã đề cập, các ứng dụng của OFDM thường sử dụng chuỗi mã hóa gồm

mã hóa khối, mã vòng xoắn và cài xen. Mã hóa ngồi sử dụng mã hóa khối Reed

Solomon (204, 188) tức là khối đầu vào là 188 byte và đầu ra là 204 byte. Bộ mã

này có khả năng sửa sai 8 byte. Tiếp đó là bộ cài xen ngồi để tăng khả năng sửa sai

của mã khối RS (204, 188) trong trường hợp xảy ra lỗi chùm. Mã hóa trong sử dụng

mã vòng xoắn với tốc độ cơ bản là 1/2. Nếu truyền ở chế độ phân cấp thì hai dòng

truyền tải được mã hóa với tốc độ khác nhau. Do đó ngồi tốc độ cơ bản là 1/2 còn

có các tốc độ mã hóa vòng xoắn khác là 2/3, 3/4, 5/6 và 7/8. Tiếp theo là bộ cài xen

trong bao gồm cài xen bit và cài xen symbol. Ở chế độ khơng phân cấp dòng bit sau

mã hóa tới bộ cài xen bit được chia thành 2, 4, 6 luồng tương ứng với các phương

pháp điều chế QPSK, 16-QAM và 64-QAM. Ở chế độ phân cấp hai dòng bit sau

khi được mã hóa riêng sẽ cùng được đưa tới bộ cài xen trong và mỗi dòng chia làm

hai luồng cho điều chế 16-QAM, với điều chế 64-QAM thì dòng ưu tiên cao được

chia làm 2 luồng còn dòng ưu tiên thấp được chia làm 4 luồng. Cài xen symbol

(symbol interleaving) được thực hiện sau cài xen bit. Mục đích của cài xen symbol

là xáo trộn các symbol trước khi điều chế vào các sóng mang.

Khối điều chế OFDM bao gồm điều chế (Mapper), thích ứng khung (Frame

adaptation), biến đổi IFFT, chèn khoảng bảo vệ, điều chế số I/Q, và biến đổi D/A.

Dưới đây là một sơ đồ của khối điều chế OFDM dùng cho truyền hình số DVB-T:



Gross

DVB-T

data

rate



Re

Mapping



Im



I

IFFT

8k-T

4k-1/4T



s

s



Clock

8.192 MHz



Q



FIR



FIR



Digital

I/Q

mod



OFDM

signal



D/A



Clock

32.768 MHz



Hình 4-5 Sơ đồ điều chế OFDM cho DVB-T

Cấu trúc khung: tín hiệu truyền đi được tổ chức thành các khung, mỗi khung

có thời gian là TF gồm 68 symbol. Cứ 4 khung tạo thành một siêu khung (Super

Frame). Tất cả các symbol của một khung đều chứa số liệu và các thông tin báo

hiệu và được đánh số từ 0 đến 67. Các thông tin báo hiệu được truyền trên các sóng

mang xác định bao gồm:

- Các pilot phân tán là thông tin chỉ dẫn cho máy thu đánh giá tình trạng

kênh truyền để tiến hành sửa lỗi.

- Các pilot liên tục là các thông tin chỉ dẫn cho máy thu thực hiện đồng bộ

khung, đồng bộ tần số và đồng bộ thời gian. Các sóng mang pilot đều được truyền

với mức công suất tăng cường 2,5 dB so với các sóng mang khác.

- Các sóng mang báo hiệu thông số truyền dẫn TSP (Transmission

Parameter Signalling) được sử dụng để cung cấp các thơng số liên quan tới mã

hóa,điều chế như kiểu điều chế, phân cấp, khoảng bảo vệ, tốc độ mã hóa,...

- Mỗi symbol OFDM được tạo nên bởi 1705 sóng mang ở mode 2k hoặc

6817 sóng mang ở mode 8k và được truyền trong thời gian TS = TU + TGI. Trong đó

TU là thời gian hữu ích còn TGI là khoảng bảo vệ Guard interval. Giá trị của khoảng

bảo vệ bằng 1/4; 1/8; 1/16 hoặc 1/32 TU.

Các tham số



Mode 2k



Mode 8k



Số lượng sóng mang



1705



6817



Số pilot phân tán



131



524



Số pilot liên tục



45



117



Số sóng mang TPS



17



68



Số sóng mang dữ liệu



1512



6048



Thời gian hữu ích TU



224 s



896 s



Khoảng cách tối thiểu giữa các sóng mang 1/ TU



4464 Hz



1116Hz



Băng thơng hữu ích



7,61 MHz



7,61 MHz



Bảng 4-2 Các tham số của DVB-T ở 2 mode

Tiêu chuẩn DVB-T được thiết kế truyền dẫn trong môi trường chịu nhiều ảnh

hưởng của nhiễu, pha đinh ... và có khả năng chống lại phản xạ nhiều đường, hiệu

ứng Doppler cho phép thiết lập mạng đơn tần, thu di động. Trong tiêu chuẩn lại có

nhiều phương án khác nhau như mode truyền (mode 2k hay 8k), chế độ truyền (ưu

tiên hay không ưu tiên), phương pháp điều chế, khoảng bảo vệ, tỷ số mã hóa nên sự

linh hoạt và hiệu quả. Do đó DVB-T đã tỏ rõ ưu thế của mình so với các chuẩn

truyền hình số khác và đang được sử dụng ở nhiều nước trên thế giới.

4.3 Mạng LAN không dây (Wireless LAN)

Cùng với những tiến bộ vượt bậc của máy tính cá nhân và các thiết bị truyền

thơng, các ứng dụng chuyển mạch gói khơng dây cũng ngày càng được quan tâm đã

dẫn tới sự ra đời của mạng nội bộ không dây Wiless LAN. Đặc tính của Wiless

LAN là tốc độ cao, tính di động thấp, độ trải trễ truyền dẫn thấp và thường được sử

dụng ở mơi trường trong nhà. Do đó Wiless LAN chọn phương thức điều chế

OFDM:

- OFDM giải quyết được khó khăn của Wiless LAN là bị phản xạ đa đường

lớn do các vật thể ở môi trường trong nhà gây nên.

- Tương đối hiệu quả trong việc sử dụng băng thơng.

- Thích hợp với tốc truyền thay đổi.

- Chống nhiễu băng hẹp tốt.Nhiễu băng hẹp gây ra do nhiều người sử dụng

và do các thiết bị khác gây ra.

- Hiệu quả tính tốn cao:sử dụng biến đổi Fourier nhanh FFT cho phép

giảm độ phức tạp xuống do chỉ phải thực hiện Nlog2N phép tính cho1symbol.Với N

là số sóng mang.

- Đồng bộ tốt: máy thu OFDM ít chịu ảnh hưởng của jitter thời gian hơn so với

dùng kỹ thuật trải phổ.



Tốc độ bit

(Mbps)



Điều chế



Tốc độ



Số bit truyền



mã hóa



trên 1 sóng



(R)



Số bit dữ

liệu trên 1



mang



Số bit truyền

trên 1 OFDM

symbol



symbol



6



BPSK



1/2



1



48



24



9



BPSK



3/4



1



48



36



12



QPSK



1/2



2



96



48



18



QPSK



3/4



2



96



72



24



16-QAM



1/2



4



192



96



36



16-QAM



3/4



4



192



144



48



64-QAM



2/3



6



288



192



54



64-QAM



3/4



6



288



216



Bảng 4-3 Các tốc độ bit dùng trong WLAN

Bộ điều chế OFDM trong WLAN có tổng cộng 64 sóng mang bao gồm 12

sóng mang trống (zero), 48 sóng mang dữ liệu và 4 sóng mang dẫn đường (pilot).

Độ rộng băng thông của WLAN là 20 MHz, do đó khoảng cách giữa các sóng mang

là 20MHz/64 = 312.5 kHz. Chu kỳ của một OFDM symbol là 4 s trong đó khoảng

bảo vệ GI là 0,8 s. Khoảng bảo vệ ở đây là CP (cyclic prefix). Bộ điều chế OFDM

sử dụng biến đổi IFFT 64 điểm (64 point IFFT).

. Dưới đây là sơ đồ bộ thu phát (Transceiver) của WLAN:



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

2 Truyền hình số DVB

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×