


Giáo trình
điện tử

Tổng quan tín hiệu
DIGITAL











TỔNG QUAN TÍN HIỆU DIGITAL


I/ Giới thiệu về truyền hình số:
Truyền hình số (Digital Television) là một phương pháp truyền hình hoàn
toàn mới,
Trên thế giới, các nhà điều hành cáp, vệ tinh, trên mặt đất đều đang chuyển
động đến môi trường số, Ở Châu Âu, truyền hình số đã được sử dụng ở Anh
(phát sóng truyền hình số 1999, Đức, Pháp, Ireland, Tây Ban Nha, Hà Lan, Thụy
Điển, Hầu hết các nhà phân tích công nhgiệp đều dự báo việc chuyển dịch lên
truyền hình số là một sự tiến hóa (evolution) hơn là một cuộc cách mạng
(revolution), nó làm thay đổi cách sống của hàng trăm triệu gia đình trên thế

giới, Các công ty cho rằng sự hội tụ giữa máy tính cá nhân, máy thu hình (TV
sets) và Internet đã bắt đầu và điều đó sẽ dẫn đến sự chuyển hóa cực đại về máy
tính, Đối với người tiêu dùng, kỷ nguyên mới về số sẽ nâng cao việc xem truyền
hình ngang với chất lượng chiếu phim, âm thanh ngang với chất lượng CD cùng
với hàng trăm kênh truyền hình mới và nhiều dịch vụ mới, Truyền hình số cho
thuê bao xem được nhiều chương trình truyền hình với chất lượng cao nhất,
Đối với các nhà phát sóng truyền hình, việc chuyển dịch lên môi trường số
sẽ làm giảm việc sử dụng băng tần/kênh, làm tăng khả năng cung cấp các ứng
dụng Internet cho thuê bao và mở ra một lĩnh vực mới, các cơ hội mới về thương
mại, Nhiều dịch vụ mới trên cơ sở truyền hình số sẽ được hình thành:
 Truy cập Internet tại các tốc độ
 Chơi Game trên mạng với nhiều người
 Video theo yêu cầu VOD (video – on - demand)
 Cung cấp các dòng video và audio
 Dịch vụ thanh toán tiền từ nhà (home banking)
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
 Các dịch vụ thương mại điện tử
 Cập nhật phần mềm máy tính
 Truyền thanh, truyền hình đa phương tiện (Multimedia)
 Đọc báo điện tử
Trên năm mươi năm qua, truyền hình sử dụng tín hiệu tương tự như là một
phương tiện truyền dẫn phát sóng, Việc chấm dứt truyền hình tương tự và phát
triển truyền hình số đòi hỏi phải đầu tư mới máy thu hình số, máy phát hình số,
các thiết bị sản xuất và hậu kỳ số cho chương trình truyền hình, Điều đó dẫn đến
phải sử dụng một mặt bằng số chung, mở ra các cơ hội cho thị trường dân dụng,
Truyền hình số có tốc độ truyền dữ liệu cao, cho phép cung cấp nội dung đa
phương tiện phong phú và người xem truyền hình có thể lướt qua Internet bằng
máy thu hình, Nhờ có kỹ thuật nén, có thể phát sóng nhiều chương trình truyền
hình trên một kênh sóng (truyền hình tương tự phát sóng 1 chương trình /1 kênh
sóng) .

1/tiêu chuẩn truyền hình số:
Các tổ chức về tiêu chuẩn quốc tế là các cơ sở nghiên cứu và đề xuất
cáctiêu chuẩn truyền hình số, ví dụ một vài tổ chức quốc tế như:
 ETSI (the European Telecommunications Standards Institute)
 DVB (Digital Video Broadcasting)
 ATSC (the Advanced Television Systems Committee)
 DAVIC (the Digital Audio Visual Council)
 ECCA (the European Cable Communications Association)
 CableLabs
 W3C (W3 Consortium)
 FCC (the Federal Communications Commission)
ETSI là một tổ chức phi lợi nhuận, xác định và cung cấp các tiêu chuẩn
viễn thông, ETSI bao gồm một hội đồng chung GA (General Assembly) , 1 uỷ
ban (Broard), một tổ chức kỹ thuật TO (Technical Organization) và một ban thư
ký, Tổ chức TO đề xuất và quảng bá các tiêu chuẩn kỹ thuật, Trên 3500 chuyên
gia làm việc cho ETSI trong 200 nhóm .


2/Đặc điểm truyền hình cáp Digital :
Sự tiến bộ của công nghệ truyền hình cáp số trong việc mã hóa hình ảnh
và âm thanh, sản xuất chương trình, lưu trữ và phát sóng đang làm thay đổi một
cách nhanh chóng những quan niệm truyền thống về phát thanh và truyền hình,
Trong kỹ thuật truyền hình cáp số, tín hiệu video và audio được truyền chung
trên một kênh, Thuê bao có thể lựa chọn và xem các chương trình theo ý muốn,
Ngày nay, mạng cáp phân phối thường là mạng đa dịch vụ phức tạp điển hình là
mạng HFC (Hybrid Fiber Coax) . Mạng HFC là sự kết hợp tối ưu giữa cáp đồng
trục và cáp quang, Mạng HFC là mạng băng rộng tuyến tính cho phép truyền
đồng thời nhiều tín hiệu cao tần RF (radio frequency) , mỗi tín hiệu có băng tần
khác nhau được ghép kênh theo tần số FDM (Frequency Division Multiplexing) .
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -

Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng, việc cải tiến khả
năng truyền và cung cấp các dịch vụ trên cáp là quan trọng, Đã có nhiều đề án
cải tiến tập trung quan tâm đến việc truyền các kênh truyền hình số trên cáp: Ở
Châu Á và Nhật Bản có tiêu chuẩn ISDB (Integrated Services Digital
Broadcasting: phát số các dịch vụ tổng hợp) , Tiêu chuẩn này cho phép truyền
nhiều dịch vụ số như truyền hình nhiều kênh, Fax, Teletex, hình ảnh tĩnh và các
dữ liệu khác qua một kênh giống kênh của một chương trình truyền hình tương
tự, Ở Châu Âu nhóm nghiên cứu DVB (Digital Video Broadcasting) đã đưa ra
các tiêu chuẩn mô tả việc cung cấp các dịch vụ truyền hình số trên cáp, Tiêu
chuẩn do nhóm DVB rất được quan tâm và được ứng dụng ở Châu Âu cũng như
nhiều nơi trên thế giới, Thành công có ý nghĩa của dự án DVB là độ phân giải
cao của hệ thống truyền hình trực tiếp đến tận nhà, Dự án DVB là sự kết hợp hài
hòa giữa các chuẩn của ETSI cho truyền dẫn các dịch vụ đa phương tiện và đa
chương trình qua các phương tiện quảng bá như các vệ tinh, mạng truyền hình
cáp CATV, hệ thống phân phối video từ một điểm đến nhiều điểm MVDS
(Multipoint Video Distribution) và các kênh UHF các trạm mặt đất,
Sự ra đời của các chuẩn truyền hình số có các ưu điểm vượt trội so với
các chuẩn truyền dẫn và phát tín hiệu truyền hình tương tự như:
 Khả năng chống nhiễu cao
 Có khả năng phát hiện và sửa lỗi
 Chất lượng chương trình trung thực do tại phía thu tín hiệu truyền hình
số có khả năng phát hiện và tự sửa lỗi nên tín hiệu được khôi phục hoàn tòan
giống khi phát,
 Tiết kiệm phổ tần số và kinh phí đầu tư bằng cách sử dụng công nghệ
nén MPEG – 2 và phương thức điều chế tín hiệu số có mức điều chế cao: QBSK,
QAM, 16QAM, nhờ đó dải tần 8Mhz có thể tải được 4 – 8 kênh chương trình
truyền hình số chất lượng cao,
 Khả năng thực hiện truyền hình tương tác, truyền số liệu và có khả năng
truy cập Internet
II Tín hiệu :

1/ Tín hiệu số :
Tín hiệu số là dạng tín hiệu đặc trưng bởi 2 mức giá “0” hay “1” và các mạch số chỉ
làm việc với hai mức giá trị này .tuy nhiên đối tựơng điều khiển là các mạch số trong
nhiều trường hợp có rất nhiều ,thậm chí có vô số các trạng thái khác nhau và các tín hiệu
mà mạch số nhận được do phản hồi cũng có tính chất như vậy.
Có 2 phương pháp biến đổi là ADC và DAC, để thấy được quá trình có được tín
hiệu số từ tín hiệu tương tự hay ngược lai.
+ Chuyển đổi DAC (digital to ananlog converter).
Đây là quá trình lấy tín hiệu số (ở dạng nhị phân) chuyển thành tín hiệu analog
với mức điện áp hay dòng điện tỉ lệ với giá trị số ở ngõ vào.
+ Chuyển đổi ADC (analog to digital converter).
Là quá trình chuyển đổi tín hiệu từ tương tự sang số gọi tắt là A\D là quá trình
ngược của D\A ,nhưng phức tạp hơn D\A và thời gian chuyển đổi cũng nhiều ,dài hơn.
2/Các phương pháp xử lý tín hiệu :
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
a/ Nén Video:
Tín hiệu video sau khi được số hóa 8bit có tốc độ 216Mbit/s
Để có thể truyền được trong một kênh truyền hình thông thường tín hiệu video số
cần phải được “nén” trong khi đó vẫn đảm bảo chất lượng hình ảnh .
Mặc dù tín hiệu video đã từng được nén từ những năm 1950 ,cùng với sự ra đời
của truyền hình màu ,ba tín hiệu thành phần màu R,G,B với bề rộng dải thông 15Mhz, đã
được nén trong một tín hiệu video màu hỗn hợp với bề rộng dải thông là 5Mhz .dải thông
được giảm 3 lần hay nói cách khác thì hệ số nén là 3:1









Hình 1.2a. : Nén Video tương tự








Tín hiệu video như chúng ta đã biết có dải phổ từ 0Mhz đến 6Mhz , trong nhiều
trường hợp thì năng lượng phổ chủ yếu tập trung ở miền tần số thấp ,bởi lẽ thành phần
tần số cao chỉ xuất hiện ở tại đường viền của hình ảnh . như vậy đa số thông tin về hình
ảnh tập trung ở miền tần số thấp chỉ có rất ít thông tin dư thừa trong tín hiệu video.
Công đoạn đầu tiên của quá trình nén là xác định thông tin dư thừa trong miền
không gian của một ảnh của tín hiệu video.
Nén không gian được thực hiện bởi phép biến cosin rời rạc DCT (discrete cosin
transform)được biểu thị bằng công thức: F(u,v)
Và phép biến đổi ngược được biễu diển bằng: f(x,y)
Do bản chất của tín hiệu video, phép biến đổi DCT cho ta những hệ số ứng với
các thành phần tần số cao với giá trị rất nhỏ.


Blốc ảnh 8 x8 phần tử ảnh Giá trị các phần tử ảnh









0 12,5

25,0

37,5

50,0

62,5

75,0

87,5

0 12,5

25,0

37,5

50,0

62,5

75,0

87,5


0 12,5

25,0

37,5

50,0

62,5

75,0

87,5

0 12,5

25,0

37,5

50,0

62,5

75,0

87,5

0 12,5


25,0

37,5

50,0

62,5

75,0

87,5

0 12,5

25,0

37,5

50,0

62,5

75,0

87,5

0 12,5

25,0


37,5

50,0

62,5

75,0

87,5

0 12,5

25,0

37,5

50,0

62,5

75,0

87,5


Camera

Matrix
Điều
Chế

+

R(0÷5 MHz)
G(0÷5 MHz)
B(0÷5 MHz)
R(0÷5 MHz)
R-Y(0÷1,5 MHz)
B-Y(0÷1,5 MHz)
Tín hiệu Video
màu tổng hợp
(0÷5 MHz)

R



5MHz f
G



5MHz f
B



5MHz f
Video Y
C




5MHz f
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -



Hệ Số DCT







Hình 1.2b : Biến đổi Cosin rời rạc (DCT}
+ Chuẫn nén MPEG
Công nghệ nén MPEG là sự kết hợp giữa nén trong ảnh và nén liên ảnh
Tiêu chuẩn đầu tiên là MPEG-1 , mục tiêu là mã hóa tín hiệu audio và video với
tốc độ bit là 1,5Mbit/s.
Tiêu chuẫn thứ hai là MPEG-2 với những công cụ mã hóa khác nhau , nhằm lưu
trữ ảnh động vào đĩa với dung lượng bit thấp.
Dòng bit MPEG có dạng như sau :
Seq Seq …. Seq
 Seq(sequence) :Thông tin về chuỗi bit
Trong mỗi chuổi bit Seq gồm :
Seq
SC
Video
Params

Bitstream
Params
QTs,
Misc
GOP …. GOP
 Video Params:chiều cao độ rộng ,tỷ lệ khuôn hình các phần tử ảnh
 Bit Streams Params: tốc độ bit và các thông số khác
 Qts: có 2 loại là
Nén trong ảnh và nén liên ảnh(I-Iframe and P-Pfame)
 GOP: Thông tin về nhóm ảnh
Trong mỗi GOP thông tin về nhóm ảnh lại gồm:
GOP
SC
Time
Code
GOP
Params
PICT …. PICT
- Time Code: Giờ phút giây ảnh
- GOP Params: Miêu tả cấu trúc GOP
- PIC: Thông tin về ảnh
Trong thành phần (PICT) thông tin về ảnh lại bao gồm:
PSC Type
Buffer
Params
Encode
Params
Slice …. Slice
 Ảnh thuộc loại I,P hay B.
 Buffer params: thông tin về buffer

 Encode params : thông tin về các vectơ chuyển động
 Slice: thông tin về slice ảnh
Trong thành phần Slice gồm các thông tin:
43,8

-40

0 -4,1 0 -1,1 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -



o Vert pos : slice bắt đầu từ dòng nào
o Qscale: thông tin về bảng lượng tử
o MB: thông tin về macroblock



Trong thành phần MB gồm các thông tin sau:



 A

ddr Incr: số lượng MB được bỏ qua
 Type: loại vectơ chuyển động dùng cho MB
 Qscale : bảng lượng tử dùng cho MB
 CBP:chỉ rõ block nào được mã hóa















Hình 1.2c : Cấu trúc ảnh Mpeg
B/ Nén Audio
Trong phần này được giới thiệu về hệ thống âm thanh Stereo 3\2
SSC
Vert
Pos
Qscale MB …. MB
Addr
Incr
Type
Motion

Vector
Qscale CBP b0 …. b5
I B B P B B I
0 1 2 3 4 5 0 Ảnh Chuẩn
Dự đoán hai chiều
Nhóm ảnh (GOP)
N= khoảng cách giữa hai ảnh I
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -














Hình 1.2d : Mô hình âm thanh Stereo 3/2
+ Với hệ thống âm thanh trên gồm C,L,R 3kênh này cũng đủ tạo nên độ rõ , ổn
định tuy nhiên hai kênh sau L(s), R(s) cũng góp phần tạo ra một âm thanh hoàn hảo
+ Cặp tín hiệu trái và phải lấy mẩu theo tiêu chuẩn AES/EBU với tần số lấy mẫu
là 48Khz,16 đến 20 bit trên một mẫu cho tốc độ 1536 > 1920Kbit/s.dịch vụ âm thanh
vòng với 6 kênh Audio (5.1 kênh) cho tốc độ bit lớn hơn(4,6 Mbit/s)
+ Nén audio theo chuẩn audio ISO/MPEG-1
Đây là tiêu chuẩn mã hóa audio với tần số lấy mẫu 32,441và 48Khz, tốc độ bit

khoảng 32 > 192 Kbit/s cho âm thanh Mono và 64 > 384Kbit/s cho âm thanh Stereo.
















Hình 1.2e: Hệ thống audio trong truyền hình số

Có hai phương pháp để giảm tốc độ bit của tín hiệu Audio:
 Phương pháp 1:
Chủ yếu là loại bỏ tín hiệu dư thừa audio bằng phép tương quan thống kê
 Phương pháp 2:
Sử dụng che mặt nạ thời gian và phổ tần số
C
Hi
ển Thị

Thính Giả
R

Rs
Ls
L
Mã hóa
Audio
Đóng gói
Inner
Interleaver
Gi
ải m
ã
Audio
Mở gói PES
G
i
ải điều
chế RF
Đóng gói
Audio vào

Audio ra

Dòng ES Dòng PES RF
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Sử dụng 2 phương pháp trên thì tốc độ bit cần truyền giảm xuống 200Kbit/s và
thậm chí thấp hơn đối với âm thanh Stereo.

Sau đây ta đi vào sơ đồ khối mạch mã hóa audio lớp 1 và 2, sơ đồ khối mạch giải
mã audio lớp 1 và 2 , sơ đồ khối mạch mã hóa và giải mã Audio lớp 3.


















Hình 1.2f : Sơ đồ khối mạch mã hóa audio lớp 1 và 2
theo chuẩn ISO/IEC 11172-3 (ISO/MPEG)

Tùy thuộc vào từng ứng dụng khác nhau, hệ thống mã hóa tín hiệu Audio có ba
lớp với mức độ phức tạp tăng dần. Đối với cả 3 lớp tín hiệu Audio đều được biến đổi từ
miền thời gian sang miền tần số bằng 32 băng lọc phụ.












Hình 1.2g : Sơ đồ khối mạch giải mã Audio lớp 1 và 2
Theo chuẩn ISO/IEC 11172-3 (ISO/MPEG)

Lớp 1,2 biểu thị tín hiệu audio đầu vào bằng 32 băng lọc phụ .những thông số này
được lượng tử hóa và mã hóa dưới sự khống chế của mô hình âm thanh.
Lớp 1 chỉ biến thể giản ước của phương pháp mã hóa MPEG-1 và được sử dụng
chủ yếu trong các ứng dụng dân dụng.
Băng l
ọc

(32 băng phụ)
Lư
ợng tử hóa

Tuyến tính

Định
dạng
dòng bit
và mã
sữa sai
Bi
ểu số FFT

(1024 điểm)
Mô hình


“Tâm lý âm thanh”
Đi
ều khiển
từ xa
Mã hóa các

Thông tin phụ
D
ữ liệu

Audio vào


31



0


Dữ liệu đã
mã hóa
Dữ liệu phụ
D
ữ liệu

Đã mã hóa




Tách kênh
và phát
hiện lỗi,
sửa sai
Gi
ải

lượng tử
Quá trình ngược
của băng lọc
(32 băng phụ)
Gi
ải m
ã

Thông tin phụ
31



0


Tín hiệu
Audio
Stereo
D
ữ liệu phụ




Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Lớp 2 thực hiện việc nén tín hiệu và thực hiện việc lượng tử hóa tinh hơn,ứng
dụng nhiều kể cả dân dụng lẩn chuyên dụng.















Hình 1.2h : Sơ đồ khối mạch giải mã audio lớp 3
Theo chuẩn ISO/IEC 11172-3 (ISO/MPEG)













Hình 1.2i : Sơ đồ khối mạch giải mã audio lớp 3
Theo chuẩn ISO/IEC 11172-3 (ISO/MPEG)

Lớp 3 là sự mã hóa các môđun hiệu quả nhất của hai loại mã ASPEC và
MUSICAM. Mỗi băng lọc phụ lại được chia nhỏ nhiều đường có độ phân giải cao hơn. Ở
lớp này nếu muốn hiệu quả nén cao phải dùng phương pháp lượng tử hóa phi tuyến.
Trung tâm của mạng phát sóng video số bao gồm hệ thống nén , nó cung cấp chương
trình Video, Audio chất lượng cao cho người xem bằng cách chỉ sử dụng một phần nhỏ
độ rộng băng tần mạng, mục đích của nén dữ liệu là tối thiểu hóa khả năng lưu trữ và
truyền dẫn phát sóng thông tin (ghép nhiều tín hiệu thông tin vào một dòng truyền).
Hệ thống nén tín hiệu bao gồm các bộ mã hóa số và các bộ ghép kênh, các bộ
giãi mã có nhiệm vụ chuyển tín hệu tương tự sang số có nén và xáo trộn thành 1 dòng
Audio và Video và dữ liệu khác dứơi dạng số có nén. Mã hóa số cho phép truyền dẫn
phát sóng nhiều chương trình Video/ Audio chất lượng cao qua cùng độ rộng băng tần
như một kênh sóng Video/Audio tương tự (8Mhz ở việt nam).
Băng l
ọc

(32 băng phụ)

DCT

Định
dạng
dòng bit
và mã
sữa sai

Bi
ểu số FFT

(1024 điểm)
Mô
hình
Đi
ều khiển
từ xa
Mã hóa các

Thông tin phụ
D
ữ liệu

Audio
31



0


Dữ liệu
audio
đã mã
hóa
Dữ liệu phụ
-
Vòng ki

ểm
soát méo
-Lượng tử hóa
phi tuyến tính
-Vòng kiểm
soát tốc độ bit
575



0


Mã hóa
Huffman
575



0


575



0


Tăng

kênh và
phát hiện
lỗi, sữa
sai

DCT
Quá
trình
ngược
của băng
lọc (32
băng
phụ)
Gi
ải m
ã

Thông tin phụ
Tín hi
ệu
Audio
Stereo
31



0


Dữ liệu

audio
đã mã
hóa
Dữ liệu phụ
Gi
ải
lượng tử
575



0



DCT
575



0


31



0



Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
C/ Ghép kênh nhiều chương trình:
Để có thể phát nhiều chương trình trong một dãy tần nhất định người ta sử dụng
phương thức ghép kênh theo tần số.
Phương pháp ghép kênh bằng cách ghép các gói dữ liệu PES thuộc các chương
trình hoặc nội dung thông tin khác để truyền trên một kênh thông tin được gọi là ghép
kênh gói.
Ghép kênh gói được dùng trong truyền hình số mặt đất để truyền vài chương trình
truyền hình trên một kênh cao tần và kết hợp với các phương pháp ghép kênh (TDMA)
theo thời gian và (FDMA) theo tần số để truyền nhiều chương trình qua bộ phát.
Trước tiên ta xét từng dòng dữ liệu sau khi được nén Audio, Video sẽ được truyền
và xử lý tín hiệu Audio/ Video ra sao.
 Dòng cơ sở
Tín hiệu Audio, Video sau khi được nén MPEG có dạng một dòng cơ sở dữ liệu
với chiều dài tùy ý và chỉ chứa những thông tin cần thiết để có thể khôi phục lại âm thanh
và hình ảnh ban đầu.








Hình 1.2j : Dòng cơ sở (ES)

Các bộ mã hóa đòi hỏi tín hiệu đầu vào theo chuẩn REC601 đối với Video, tuy
nhiên thiết bị mã hóa MPEG-2 trên thực tế thường bao gồm cả mạch số hóa tín hiệu
Video tương tự (biến đổi A/D). Tín hiệu Audio đầu vào phải theo chuẩn ES/EBU hoặc
mạch mã hóa phải bao gồm các bộ biến đổi A/D.

Dòng cơ sở về cơ bản là tín hiệu gốc tại đầu racủa một bộ chuyển đổi ,mã hóa và
chứa những thông tin cần thiết để giúp bộ giải mã tái tạo lại hình ảnh và âm thanh ban
đầu
 Dòng cơ sở đóng gói
Có thể truyền với tốc độ tin cậy cao, dòng dữ liệu cơ sở được chia thành các gói
nhỏ có kích thước phù hợp tạo nên dòng dữ liệu cơ sở đóng gói.







Hình 1.2k : Dòng cơ sở (PES)


Mã hóa Video
D
ữ liệu Video

(REC.601)
Dòng cơ sở
Mã hóa Video
D
ữ liệu Audio
(AES/BEU)_
Dòng cơ sở
Mã hóa Video
PES Video
Dòng c

ơ
sở Video
Mã hóa Video
PES

Audio
Dòng c
ơ
sở Audio
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Dòng cơ sở đóng gói được mang thông tin audio,video từ mạch nén được chia
thành nhiều gói
 Dòng chương trình
Được thiết kế trong môi trường không có tạp nhiễu và nhầm một dòng chương
trình là kết quả của ghép kênh một vài dòng cơ sở dùng chung một xung nhịp, dòng dữ
liệu sao ghép kênh vẫn chứa dòng bit điều khiển bởi miêu tả chương trình:











Hình 1.2m : Ghép kênh dòng chương trình

+ Ghép kênh hệ thống

Là quá trình ghép nhiều dòng chương trình khác nhau. Dòng bit điều khiển ở mức
điều khiển có PID=0. Dòng dữ liệu còn chứa bản kết hợp chương trình.










Hình 1.2n : Ghép kênh dòng chương trình
Một dòng chương trình được biểu thị bằng 1 số liệu trong bảng kết hợp chương
trình, như vậy nhận diện một chương trình cũng như nội dung chương trình được tiến
hành theo hai bước sau:
a/ Sử dụng bảng kết hợp trong dòng dữ liệu PID=0 để nhận diện PID của một dòng dữ
liệu có chứa bảng chương trình cần tìm.
b/ Xáx định PID của các dòng cơ sở và cấu thành chương trình.
Tại bộ tách kênh, các dòng dữ liệu tương ứng với chương trình cần tìm được tách
khỏi dòng dữ liệu chungf và đưa tới bộ giải mã.
3/ Tín hiệu Video số :
a/ Tín hiệu Video số tổng hợp :
Tín hiệu Video số tổng hợp thực chất là sự chuyển đổi tín hiệu video tương tự
tổng hợp sang video số.
Ghép
kênh
PID 1

PID 2


PID 3
PID (n -1)

PID 2 n

PID 3 (n+1)
Dòng cơ sở Video

Dòng cơ sở Audio 1

Dòng cơ sở Audio 2
Dòng dữ liệu cơ sở

Dòng cơ sở dữ liệu

Bản đồ dòng cơ sở
Dòng chương trình
Ghép
kênh
PID = 0
Dòng chương trình 1

Dòng chương trình 2

Dòng chương trình 3
Dòng chương trình n

Ghép kênh


mức hệ thống
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Tín hiệu video tương tự được lấy mẫu (rời rạc hóa) với tần số lấy mẫu bằng 4 lần
tần số sóng mang màu (4f
sc
) vào khoảng 17,72 MHz đối với tín hiệu PAL. Mỗi mẫu tín
hiệu được lượng tử hóa bởi 10 bit, cho ta một chuỗi số liệu 177 Mbit/s (trong trường hợp
8 bit, chuỗi số liệu có tốc độ 142 Mbit/s).








Hình : Biến đổi A/D tín hiệu màu tổng hợp

Tín hiệu video số tổng hợp có ưu điểm về dãi tần. Nhưng tín hiệu video tổng hợp
số có những nhược điểm của tín hiệu tổng hợp tương tự như hiện tượng can nhiễu chói
màu. Tín hiệu tổng hợp cũng gây khó khăn trong việc xử lý, tạo kỹ xảo truyền hình vv
b/ Tín hiệu Video số thành phần :
Tín hiệu video số thành phần là sự chuyển đổi từ tín hiệu video tương tự thành
phần sang số, và được quy định theo tiêu chuẩn quốc tế CCIR 601 (hoặc ITU (R)–601).


Hình dưới đây sẽ minh họa quá trình chuyển đổi tương tự sang số tín hiệu video
thành phần. Đối với tiệu chuẩn này, tín hiệu chói được lấy mẫu với tần số 13,5 MHz, hai
tín hiệu màu được lấy mẫu với tần số 6,75 MHz. Mỗi mẫu được lượng tử hóa bởi 8/10
bit, cho ta tốc độ bit bằng 216/270 Mbps. Lượng tử hóa bởi 8 bit cho ta 256 mức và 10 bit

cho ta 1024 mức với tỉ số tín hiệu tạp âm (S/N) cao hơn.
Biến đổi tín hiệu video thành phần cho ta dòng số có tốc độ bit cao hơn tín hiệu số
tổng hợp. Tuy nhiên, dòng tín hiệu thành phần số cho phép xử lý dễ dàng các chức năng.
Ghi dòng, tạo kỹ xảo v.v…Hơn nữa, chất lượng ảnh không chịu các ảnh hưởng can nhiễu
chói, màu như đối với tín hiệu tổng hợp.
Với sự phát triển của công nghệ điện tử, các chip có tốc độ cao ra đời, cho phép
truyền toàn bộ chuỗi số liệu video số thành phần nối tiếp nhau trên một dây dẫn duy nhất.
Video số nối tiếp có những ưu điểm cơ bản:
 Không bị nhiễu ký sinh, không méo, tỉ số tín hiệu/ tạp âm cao/
 Chuyển đổi tín hiệu đơn giản.
 Có thể cài tín hiệu Audio trong chuỗi số liệu Video số.
Lọc thông
thấp
Lấy mẫu
Đồng bộ
Lượng tử Mã hóa
Tín hiệu
Video tổng
hợp analog
Tín hiệu
Video tổng
hợp digital
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Như vậy chỉ cần một sợi cáp có thể truyền cả tín hiệu audio và video. Khâu thiết
kế, lắp đặt và khai thác thiết bị, nhờ đó đơn giản và thuận tiện hơn nhiều.













Hình : Biến đổi A/D tín hiệu màu thành phần







Mặc dù cả hai phương pháp số hóa tín hiệu tổng hợp và thành phần đều được
nghiên cứu và áp dụng trong kỹ thuật truyền hình số. Tuy nhiên, nhờ những tính chất ưu
việt nên phương pháp biến đổi tín hiệu thành phần đuợc khuyến khích sử dụng. Các kỹ
thuật của phương này được sử dụng rộng rãi và hình thành nên các tiêu chuẩn thống nhất
cho truyền hình số.



4/ Tín hiệu audio digital :
Đầu năm 1980 các thiết bị audio số đã dần chiếm lĩnh và thay thế các thiết bị audio
tương tự trong phát sóng và sản xuất. Với những ưu điểm của tín hiệu audio số như :
 Độ méo tín hiệu nhỏ một cách lý tưởng (0,01%)
 Dải động âm thanh lớn gần ở mức tự nhiên (>90 dB)
 Đáp tuyến tần số bằng phẳng (± 0,5 dB)
 Việc tìm kiếm dữ liệu nhanh chóng, dễ dàng.

 Độ bền ổn định lâu dài .v.v…
> Kết quả là cải thiện chất lượng ghi vàxử lý tín hiệu âm thanh, đồng thời nó đáp
ứng được nhu cầu lưu trữ và các hệ thống sản xuất chương trình bằng máy tính.
Một tiêu chuẩn audio số ra đời với sự liên kết giữa hai Hiệp hội kỹ thuật audio AES
(Audio Engineering Society) và Hiệp hội truyền thanh truyền hình châu Âu EBU
(European Broadcasting Union) đã xây dựng nền tảng cho sự phát triển của thiết bị ghi
âm và các thiết tại studio, nơi tín hiệu được xử lý và phân phối hoàn toàn số. Ngoài ra, nó
hạn chế hiện tượng méo tín hiệu âm thanh trong hai quá trình biến đổi tương tự – số và
ngược lại, từ đó chất lượng của tín hiệu âm thanh được nâng cao rõ rệt.
Lọc thông
thấp
Lấy mẫu
Đồng bộ
Lượng tử Mã hóa
Tín hiệu Video
thành phần
analog
Tín hiệu Video
thành phần
digital
Lọc thông
thấp
Lấy mẫu Lượng tử Mã hóa
Lọc thông
thấp
Lấy mẫu Lượng tử Mã hóa
E
B
– E
Y





E
R
– E
Y



E
Y


E
B
– E
Y




E
R
– E
Y




E
Y


Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
Thiết bị Audio số này, có đặc điểm tín hiệu vào và ra là tương tự, dùng thay thế trực
tiếp các thiết bị số và hoạt động trong môi trường tương tự. Tuy nhiên trong kỹ thuật sản
xuất và truyền dẫn có xu hướng sẽ tiến tới số hóa toàn phần, đó là toàn bộ quá trình ghi,
xử lý và truyền dẫn đều làm việc trong môi trường số. Cuối cùng, một giao thức cho toàn
bộ quá trình truyền dẫn, được chỉ rõ trong các tài liệu về tiêu chuẩn AES/EBU, đã phát
triển và được thừa nhận trong các thiết bị audio số từ phía phát đến phía thu.
Hai lý do chính cho thấy xử lý tín hiệu âm thanh theo công nghệ số là thực sự cần thiết:
 Chất lượng tái tạo của hệ thống audio số không phụ thuộc vào phương tiện mà
chỉ phụ thuộc vào chất lượng của quá trình chuyển đổi A/D và ngược lại.
 Việc chuyển đổi audio sang số mở ra rất nhiều cơ hội mà tín hiệu analog không
đáp ứng được.

Các thông số kỹ thuật đặc trưng ảnh hưởng tới chất lượng tín hiệu


 Tỉ số tín hiệu trên tạp âm (S/N) là tỉ số giữa mức điện áp hữu ích trên mức điện
áp tạp âm đo bằng dB
 Dải động của kênh truyền dẫn cho biết tỉ lệ giữa mức điện áp ra cực đại và cực tiểu
mà không bị ảnh hưởng của tạp âm, biểu thi bằng dB. Giá trị cực đại phụ thuộc vào khả
năng điều chế hệ thống, còn giá trị cực tiểu phụ thuộc vào tạp âm của toàn kênh.
 Tín hiệu truyền đi thường bị giới hạn trong một dải tần số, tùy thuộc vào chất lượng
của kênh.
 Trên một kênh truyền lý tưởng, tín hiệu đầu ra phải biến đổi tuyến tính với tín hiệu
đầu vào. Nếu không sẽ méo tín hiệu, thường có hai loại méo : méo tuyến tính và méo
phi tuyến.

 Tín hiệu Audio tương tự khi truyền qua một số thiết bị như máy ghi băng từ tính
hoặc máy quay đĩa có thể phải chịu sự biến đổi tần số do sự chuyển động cơ học không
đồng nhất của băng và đĩa.
Hiện nay, các mạng thông tin phát triển có thể audio số một cách dễ dàng trên nhựng
khoảng cách không xác định mà không gây tổn hao. Phát thanh số (DAB) tận dụng
những kỹ thuật này để loại bỏ can nhiễu, giảm âm, vấn đề thu nhiều đường truyền của
phát audio tương tự. Đồng thời, sẽ tận dụng dải thông một cách có hiệu quả hơn.
Thiết bị số có chương trình tự tìm lỗi được thiết lập sẵn. Khi đó, máy chỉ ra lỗi của
bản thân nó và sẽ không còn cần sử dụng máy tạo dao động để tìm kiếm tín hiệu. Do đó
thiết bị số rẻ hơn thiết bị tương tự rất nhiều.
 Tóm lại, để các thiết bị số có thể hòa nhập vào môi trường tương tự, thì các tín
hiệu tương tự cần phải được chuyển đổi sang số và ngược lại. Tín hiệu Audio số thực sự
trở nên hấp dẫn khi tín hiệu Audio tương tự qua bộ biến đổi (A/D) để tạo thành tín hiệu
số có sai lệch không đáng kể, sự phức tạp trong quá trình số hóa được giải quyết, và định
dạng số phù hợp cho từng ứng dụng như truyền dẫn và ghi Audio.




Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -

Trang
1






H

Ệ THỐNG THU PHÁT DIGITAL

I/ TRUYỀN HÌNH SỐ THEO TIÊU CHUẨN ATSC

Từ đầu năm 1990, ở Mỹ đã xuất hiện 4 tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất có độ
phân giải cao (HDTV) được các tổ chức, các nhóm nghiên cứu khác nhau đề xuất.
Năm 1993, sau nhiều cuộc thử nghiệm, Uỷ ban Tư vấn về dịch vụ truyền hình tiên
tiến (ACATS – Advisory Committee on Advance Television Service ) đã thuyết phục các
nhóm nghiên cứu chọn lọc những điểm mạnh của mỗi tiêu chuẩn, kết hợp lại để tạo nên
một tiệu chuẩn duy nhất.
Năm 1995, Ủy ban Tư vấn ACATS đã chính thức trình lên tổ chức Fcc khuyến
cáo về tiêu chuẩn truyền hình độ phân giải cao số hóa (Digital HDTV) của Mỹ với tên
“The Grand Alliance”. Đó làkết quả của sự cạnh tranh và sau đó là sự tập trung trí tuệ của
7 tổ chức, công ty lớn.
Năm 1996 FCC đã chấp nhận tiêu chuẩn truyền hình số DTV của Mỹ dực trên
tiêu chuẩn gói dữ liệu quốc tế 188 byte Mpeg-2. Các chỉ tiêu kỹ thuật cụ thể được quy
định bởi Ủy ban các dịch vụ truyền hình tiên tiến (ATSC – Advanced Television System
Committee).
ATSC cho phép 36 chuẩn Video từ HDTV (High Definition Television ) đến các
dạng thức Video tiêu chuẩn SDTV khác (Standard Definition Television) với các phương
thức quét (xen kẽ, liên tục) và các tỷ lệ khuôn hình khác nhau.
Tiêu chuẩn ATSC DTV được biết đến là một hệ thống dự định dùng để truyền các
tín hiệu video, audio, chất lượng cao và các dữ liệu khác trên một kênh đơn 6MHz. Hệ
thống này có thể chia sẻ một cách đáng tin cậy khoảng 19Mbit/s trong một kênh truyền
hình mặt đất 6MHz và khoảng 38Mbit/s trong một kênh truyền hình cáp 6MHz.
Để thực hiện điều đó, tín hiệu video nguồn có thể mã hoá tới 5 lần để tốc độ dòng
bit tín hiệu truyền hình quy ước (NTSC) giảm xuống tới 50 lần hoặc cao hơn. Nhằm thu
nhỏ tốc độ dòng bit, kỹ thuật nén Video và Audio được sử dụng trong hệ thống.
Sơ đồ khối của hệ thống DTV được minh họa hình dưới. Hệ thống gồm các khối:
 Mã hoá và nén tín hiệu nguồn:

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -

Trang
2

Cho phép hạn chế tốc độ bit (nén dữ liệu) phù hợp cho từng ứng dụng như các dòng
dữ liệu video số, audio số và dữ liệu phụ ( dữ liệu điều kiện và điều khiển truy nhập, dữ
liệu phục vụ)
 Ghép kênh và truyền tải:
Các thông tin được chia nhỏ thành các gói dữ liệu, tương ứng sẽ có một phần tiêu đề
để nhận biết cho mỗi gói hay mỗi loại gói, và tương ứng với thứ tự thích hợp các gói dữ
liệu video, audio và dữ liệu phụ được ghép vào một dòng dữ liệu đơn.
Hệ thống DTV sử dụng dòng truyền tải Mpeg-2 để ghép và truyền dẫn tín hiệu video,
audio và dữ liệu trong hệ thống phát sóng quảng bá. Dòng tuyền tải này còn được ứng
dụng khi độ rộng băng truyền trên một kênh thông tin hay dung lượng lưu trữ là có hạn,
hoặc trong đường truyền với các mode truyền không đồng bộ (ATM).

 Thu/Phát : gồm quá trình mã hoá và điều chế kênh truyền.
 Mã hoá kênh truyền có nhiệm vụ cộng thêm các thông tin vào dòng bit dữ
liệu, các thông tin được sử dụng trong quá trình tái tạo dữ liệu tại bên thu như các mã
truyền dẫn bởi vì sự suy hao trong qua trình truyền dẫn sẽ gây lỗi tín hiệu truyền dẫn.
 Điều chế là đem các thông tin trong dòng dữ liệu số điều chế lên thành tín hiệu
truyền dẫn, gồm hai loại điều chế:
+ Chế độ phát quảng bá mặt đất (8-VSB)
+ Chế độ truyền dữ liệu qua cáp tốc độ cao(16-VSB)




Video







Audio



Dữ liệu phụ


Dữ liệu điều khiển




Máy thu

Hình 2-1: Sơ đồ khối hệ thống truyền hình số
Hệ thống Video
Hệ thống Audio
Nén và mã hoá
nguồn tín hiệu
Video
Nén và mã hoá
nguồn tín hiệu
Audio
Ghép kênh và truyền tải







Ghép
Kênh
Truyền Tải

Hệ thống thu-phát
Mã hoá
kênh
Điều chế
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -

Trang
3



II/ TRUYỀN HÌNH SỐ THEO TIÊU CHUẨN DIBEG
Tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DiBEG (Digital Broadcasting Expert Group –
Nhóm chuyên gia truyền hình số) của Nhật còn được gọi là tiêu chuẩn ISDB-T
(Integrated Service Didital Broadcasting – Terrestrial – Truyền hình số tích hợp dịch vụ
mặt đất ) hoặc ARIB ( Association of Radio Industries and Business – Hiệp hội các
doanh nghiệp và ngành công nghiệp vô tuyến ).
DiBEG sử dụng kỹ thuật ghép kênh đoạn dải tần BST-OFDM (Band Segmented
OFDM) và cho phép sử dụng các phương thức điều chế tín hiệu số khác nhau đối với
từng đoạn (Segment) dữ liệu như : QPSK, DQPSK, 16-QAM và 64-QAM.

Tín hiệu truyền đi được tổ chức thành 13 khối (OFDM), mỗi khối có dải phổ 432
KHz với các tín hiệu chỉ thị và các thông số truyền dẫn như : loại điều chế, các loại mã
hiệu chỉnh lỗi được sử dụng trong từng khối…


















Hình 2-2 : OFDM phân chia dải tần (Band Segmented OFDM)

ISDB-T cho phép hệ thống có dải phổ 5,6 MHz và 432 KHz. Trong môi trường
một kênh truyền hình 6 MHz có thể sử dụng ba loại máy thu :
+ 5,6 MHz với bộ giải điều chế OFDM và màn hình HDTV để thu loại mọi hình
dịch vụ.
+ 5,6 MHz với bộ giải điều chế OFDM để thu di động với màn hình tiêu chuẩn
(SDTV).
+ 432 KHz với bộ giải điều chế OFDM để thu âm thanh và dữ liệu.

DiBEG còn có khả năng có thể đuợc sử dụng trong khu vực dải tần công tác 7/8 MHz
ISDB-T trên thực tế là một biến thể của tiêu chuẩn DVB-T.
III/ TRUYỀN HÌNH SỐ THEO TIÊU CHUẨN DVB-T
Hệ thống trạm mặt đất DVB-T: các kênh VHF/UHF của trạm mặt đất là những
phương tiện quan trọng nhất với việc truyền dẫn tín hiệu số ở tốc độ cao vì các thủ tục
HDTV
SDTV thu
di động
Âm thanh
và dữ liệu
SDTV thu
di động
Âm thanh
và dữ liệu
Máy thu HDTV tích hợp Máy thu di động Máy thu thanh
Đoạn
5,6 MHz
432 KHz
5,6 MHz
Đoạn
432 MHz
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -

Trang
4

truyền lại đa đường tạo ra sự dội vang và sự giảm âm thanh của tần số lựa chọn. Trễ của
việc mở rộng các tín hiệu trong việc truyền lặp là do sự phản xạ của núi, đồi hay dãy nhà
có thể lên tới vài chục µs. Trong trường hợp phía thu có thể di chuyển, tín hiệu trực tiếp
từ phía phát có thể bị mất (kênh Rayleigh) do đó phía thu bắt buộc phải khai thác những

đám mây tín hiệu phản hồi xung quanh vật thể.
Trong mạng đơn tần số (SFN), sự lựa chọn tần số kênh cố thể rất quan trọng khi
tất cả các máy phát phát các tín hiệu giống nhau ở cùng thời điểm và có thể phát các tín
hiệu lặp lại “nhân tạo” trong khu vực dịch vụ (trễ lên đến vài trăm µs). Để khắc phục vấn
đề này, các bộ tương thích kênh DVB-T được thiết kế dựa trên việc điều chế đa sóng
mang trực giao COFDM (Code Orthogonal Frequency Division Multiplexing – Ghép
kênh phân chia theo tần số đã được mã hoá).





Hình 2-3 : Tiêu chuẩn DVB-T

Có thể chia dòng bit truyền tới thành hàng ngàn sóng mang phụ tốc độ thấp, trong
ghép kênh FDM. Hệ thống có thể hoạt động ở hai mode chính : mode 2K cho các mạng
chuyển đổi ( tương ứng với 1705 sóng mang phụ trong dải thông 7,61 MHz và khoảng
thời gian symbol hiệu dụng T
u
= 224 µs) và mode 8K cho SFNs ( tương ứng với 6817
sóng mang phụ trong dải thông 7,61 MHz và khoảng thời gian symbol hiệu dụng T
u
= 86
µs).
Mỗi sóng mang được điều chế theo lược đồ am-QAM (4, 16 hay 32 QAM). Điều
chế COFDM bản chất làfading tần số chọn, khi mỗi sóng mang được điều chế ở tốc độ
bit trung bình ( tốc độ symbol vào khoảng 1 Kbaud hay 4 Kbaud tương ứng với mode 2K
hay 8K) và khoảng thời gian rất dài so với thời gian đáp ứng thay đổi kênh.
Do đó mỗi sóng mang phụ chiếm một dải tần hẹp trong đó đáp ứng tần số kênh là
phẳng cục bộ không mã viterbi với cụm lỗi tới từ các sóng mangkhông tin cậy gần kề,

làm suy giảm do nhiễu băng hẹp.
Mô tả Hệ thống phát sóng truyền hình số mặt đất :




Điều chế OFDM








Hình 2-4 : Cấu trúc hệ thống truyền hình số mặt đất
Phân bố năng lượng
Reed- Solomon
Chèn mã Viterbi OFDM
2k , 8k
Tín hiệu số
( Audio+Video)
Mã hoá
nguồn
Mã hoá truy
ề
n d
ẫn (k
ênh)


Đa hợp/Sửa lỗi
Điều
Chế
Phát TX
Sóng

D/A
Giải mã
nguồn
Mã hoá truy
ền dẫn (k
ênh)

Giải Đa hợp/Sửa lỗi
Giải
Điều chế
Máy RX
Thu
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -

Trang
5


Quá trình phát sóng truyền hình trên mặt đất bao gồm những thành phần sau:
 Tín hiệu Video/ Audio nguồn:
- Tín hiệu nguồn là tín hiệu số hay tương tự được biến đổi thành các dữ liệu số.
Các chuẩn tín hiệu số được định dạng sao cho tương thích với hệ thống mã hoá
- Tín hiệu Video có tốc độ bit rất lớn, chẳng hạn chuẩn CCIR 601 thì tốc độ bit
lên đến 270Mbps. Để các kênh truyền hình quảng bá có độ rộng 8MHz có thể đáp ứng

cho vie0c truyền tín hiệu số, cần phải giảm tốc độ bit bằng cách nén tín hiệu Video.
 Mã hoá nguồn dữ liệu số (source coding):
Mã hoá nguồn dữ liệu thực hiện nén số ở các tín số nén khác nhau. Việc nén được
thực hiện bằng bộ mã hoá MPEG-2 (Moving Picture Experts Group). Việc mã hoá dựa
trên cơ sở nhiều khung hình ảnh chứa nhiều thông tin với sự sai khác rất nhỏ.
Do đó Mpeg làm việc bằng cách chỉ gửi đi những sự thay đổi này và dữ liệu lúc này
có thể giảm từ 100 đến 200 lần. Với audio cũng như vậy, việc nén dựa trên nguyên lý tai
người khó phân biệt âm thanh trầm nhỏ so với âm thanh lớn khi chúng có tần số lân can
nhau và những bit thông tin trầm nhỏ này có thể bỏ đi và không được sử dụng.
Mã hoá nguồn chỉ liên quan đến các đặc tính của nguồn. Phương tiện truyền phát
không ảnh hưởng gì đến mã hoá nguồn.
 Mã hoá kênh :
Gói và đa hợp video, audio và các dữ liệu phụ vào một dòng dữ liệu, ở đây là dòng
truyền tải Mpeg -2.
Nhiệm vụ của mã hoá kênh là làm cho tín hiệu truyền dẫn phát sóng phù hợp với
kênh truyền. Trong truyền hình số mặt đất mã được sử dụng là mã Reed-Solomon.
Mã Reed-Solomon được sử dụng rộng rãi trong hệ thống thông tin ngày nay, do có
khả năng sửa lỗi rất cao.
 Điều chế :
Điều chế tín hiệu phát sóng bằng dòng dữ liệu. Quá trình này bao gồm cả mã hóa
truyền dẫn, mã hóa kênh và các kỹ thuật hạ thấp xác suất lỗi, chống lại các suy giảm chất
lượng do fadinh, tạp nhiễu v.v…
 Bên Thu :
Bên phía thu sẽ mở gói, giải mã, hiển thị hình và đưa ra máy thu.

IV. Sơ đồ khối phát tín hiệu :
Phát sóng truyền hình số mặt đất có hiệu quả sử dụng tần phổ cao hơn và chất
lượng tốt hơn so với phát sóng tương tự hiện tại. Trên dải tần của một kênh truyền hình
có thể phát một kênh chương trình truyền hình độ phân giải cao HDTV hoặc nhiều
chương trình truyền hình có độ phân giải thấp hơn. Có dung lượng lớn chứa âm thanh (

như âm thanh nhiều đường, lập thể, bình luận ) và các dữ liệu. Có thể linh hoạt chuyển
đổi từ các chương trình có hình ảnh và âm thanh chất lượng cao sang phát nhiều chương
trình chất lượng thấp hơn và ngược lại.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -


Trang
6

Như vậy để thực hiện điều này thì bên phát phải điều chế một tín hiệu rõ nét và
chuẩn nhất, để bên thu có thể dễ dàng thu được tín hiệu ở các vị trí trong nhà hay di động
ngoài trời.
Dưới đây là sơ đồ khối của một máy phát DVB-T :







Hinh: Sơ đồ khối tổng quát của một máy phát DVB-T
Nhiệm vụ của các khối trên đã được trình bày trên hình 2-4 .Sau đây là sơ đồ khối
bên trong của một máy phát DVB-T thể hiện quá trình kiểm soát lỗi dòng truyền Mpeg-2
cho truyền hình số mặt đất thông qua quá trình mã kênh (channel coding).





















Hình 4.2.2.a : Sơ đồ khối máy phát DVB-T
Trong sơ đồ khối máy phát DVB-T được trình bày trên hình, các thành phần tham
gia vào quá trình mã kênh bao gồm:
1/ Energy Dispersal : Khối phân tán năng lượng.
Trong bộ phân tán năng lượng, dòng truyền tải (payload stream) sẽ bị xáo trộn.
Quá trình này là cận thiết bởi vì dòng truyền tải có thể chứa các nhóm ‘0’ và ‘1’ mà điều
này thường gây bất lợi cho việc khôi phục clock trong máy thu và công suất của máy phát
không được phân phối đều theo thời gian.
2/ Outer Coder : Bộ mã hóa ngoài.
Trong bộ mã hóa ngoài, mã Reed-Solomon được sử dụng. Mã này có ưu điểm đặc
biệt trong các kênh có xác xuất đa sai số (multiple error) cao và trong các ứng dụng sử
Mpeg
-
2

Source

coding
Splitter
MUX

Adaptation
Energy
Dispersal
Outer
Coder
Outer

Interleaver
Inner
Coder
Inner
Interleaver
MUX

Adaptation
Energy
Dispersal
Outer
Coder
Outer

Interleaver
Inner
Coder
Mapper




Frame

Adapt
ation

OFDM D/A
Front
End
Guard

Interval
Insertion
Tín hiệu số
( Audio+Video)
Mã hoá
nguồn
Mã hoá truy
ền dẫn (k
ênh)

Đa hợp/Sửa lỗi
Điều
Chế
Phát TX
Sóng

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -



Trang
7

dụng phương pháp sửa lỗi liên tiếp. Bộ này theo sau là quá trình chèn ngoài, mục đích là
để phân tán các chùm lỗi (bursts error) thành các lỗi nhỏ dễ dàng sửa lỗi.
3/ Outer Interleaver : Bộ hoán vị ngoài.
Bộ hoán vị ngoài này có chức năng có chức năng hoán vị byte cho các gói đã
được chống lỗi. Điều này tạo ra một cấu trúc dữ liệu hoán vi&
4/ Inner Coder : Bộ mã hóa trong.
Bộ mã hóa này thực hiện việc mã hóa tích chập (convolutonal code) tại mức bit
cung cấp các tỉ lệ mã từ 1/2 đến 7/8.
5/ Inner Interleaver : Bộ hoán vị trong.
Bộ hoán vị trong có chức năng xáo trộn dữ liệu trong tín hiệu đa sóng mang trong
miền tần số.
Và theo sau quá trình mã hóa kênh là quá trình ánh xạ bit cho điều chế OFDM và
dữ liệu sẽ được mang đi.





















Đây là máy phát hình NV 7250 có công suất trung bình (RMS) 2,5 KW (tương
đương khoảng 12 kw đỉnh), dùng 2 bộ điều chế số (Exciter A/B) với chuyển mạch tự
động (1 Exciter dự phòng, 1 Exciter hoạt động).
+ Phần khuếch đại công suất gồm 6 module khuếch đại giống nhau đấu song song
(VH 602), có thể thay đổi lẫn nhau. Module khuếch đại VH602 có cấu tạo phức tạp, gồm
nhiều lớp khuếch đại( mỗi lớp sử dụng nhiều bộ khuếch đại cơ bản giống nhau dùng
LDMOS và đấu song song. Cách đấu song song 6 bộ module khuếch đại công suất này
cho phép máy phát vẫn hoạt động liên tục khi có một hoặc vài module sự cố ( lưu ý là
máy phát hình số thì không có phần trung tần và phần khuếch đại tiếng riêng như máy
phát hình tương tự).
+ Ngõ ra của khối khuếch đại công suất nối với khối lọc hài (harmonics filter), khối
lọc kênh (channel filter) và khối chống sét (lightning protection) trước khi đến đầu vào
cáp để lên anten phát. Máy phát VN7250 là thế hệ máy phát mới, sử dụng làm mát máy
Mã

hóa
DV
B-T
Ti
ền
Sửa
Kỹ
thuật

số
Đi
ều
chế
I/Q
HP1

HP2

LP1
LP2

Đầu vào ASI Exciter A
Mã

hóa
DV
B-T
Ti
ền
Sửa
Kỹ
thuật
số
Đi
ều
chế
I/Q
HP1


HP2

LP1
LP2






Đầu vào ASI Exciter B

L
ọc
hài
L
ọc
kênh
B
ảo vệ
sét
2,5Kw
Khuếch Đại
VH602





Nguồn điện

bên trong


=

RF






RF
6xVH602
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -


Trang
8

bằng chất lỏng cho từng module khuếch đại công suất ( mỗi module dùng nguồn điện
riêng).
Bộ Exciter bao gồm nhiều module khác nhau:
 Encoder cho DVB-T đối với tín hiệu video số đầu vào hoặc encoder cho tín hiệu
video tương tự đầu vào.
 Bộ sửa lỗi tiến kỹ thuật số (Precorrector).
 Bộ điều chế (Modulator)
 Bộ điều khiển ( Controller)
 Đơn vị điều khiển (Control unit),
 Motherboard (mạch chinh).

 Phần nguồn điện.
V. Sơ đồ khối thu tín hiệu :
a/ Sơ đồ khối máy thu :










Hình 5-1 : Sơ đồ khối máy thu
b/ Sơ đồ khối thu kênh truyền hình kỹ thuật số mặt đất trong thực tế :













Anten Yagi : thường dùng anten có nhiều chấn tử dẫn xạ, 1 chấn tử
chủ động, một số chấn tử phản xạ.

Bộ Splitter : bộ chia tín hiệu từ một ngõ vào sẽ cho ra nhiều ngõ ra.
Receiver : là đầu thu kỹ thuật số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-T có chức năng
giải điều chế, giải mã truyền dẫn (kênh), giải đa hợp/ sửa lỗi, giải mã nguồn, biến
đổi số sang tương tự.
Encoder : bộ mã hóa.
Modulation : Bộ điều chế.
Chỉnh
kênh
Giải điều
chế
Nyp
Nyp
Bộ cân
bằng
kênh
Bộ giải
mã trong
Bộ giải
xáo trộn
Giải mã ngoài
Reed-Solomon
Bộ chèn
ngoài
RF
Receiver Encoder Modulation
Video

Audio
Video


Audio
RF
Receiver Encoder Modulation
Video

Audio
Video

Audio
RF
Receiver Encoder Modulation
Video

Audio
Video

Audio
RF
UHF
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -


Trang
9

+ Tín hiệu truyền hình kỹ thuật số thu được từ Anten Yagi sẽ đưa qua bộ chia
Sliptter thành nhiều đường tín hiệu, mỗi đường ra được đưa vào đầu kỹ thuật số sẽ cho ra
tín hiệu hình và tín hiệu tiếng như ban đầu. Hai tín hiệu này được đưa vào bộ mã hóa để
thực hiện mã hóa các kênh truyền hình, tín hiệu sau đó sẽ được điều chế lại với sóng
mang được chọn lựa theo sự sắp xếp các kênh truyền hình hữu tuyến trong cáp đồng trục.

+ Máy thu hình số DVB-T EFA (của hãng Rohde & Schwarz, Đức) thỏa mãn tiêu
chuẩn ETS300744 có thể thu, giải điều chế, giải mã và phân tích tín hiệu OFDM. Máy
thu EFA có các khả năng sau đây:
 Độ rộng băng tần kênh: 6/7/8 MHz
 Mode điều chế : 2K/8K.
 Đồ thị chòm sao : QPSK, 16-QAM, 64-QAM.
 Tỉ lệ mã hóa : 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8.
 Khoảng bảo vệ : 1/4, 1/8, 1/16, 1/32.
 Giải điều chế phân lớp:  = 2, 4.
 Sửa lỗi Reed-Solomon : RS(204/188).
 Độ rộng băng tần mạch lọc SAW: 6/7/8 MHz.
+ Tín hiệu đi vào máy thu hình từ anten là tín hiệu OFDM. Sauk hi biến đổi xuống
(downconverter), ta có tín hiệu trung tần IF 36MHz. Tín hiệu này được lọc bằng các
mạch lọc Saw khác nhau ( phụ thuộc vào độ rộng băng tần kênh) và cộng nhiễi Gauss bên
trong. Tiếp theo, tín hiệu IF được biến đổi thành băng tần cơ bản bằng cách sử dụng bộ
tạo dao động điều khiển số. Phép biến đổi FFT (2K/8K) biến đổi tín hiệu từ miền thời
gian vào miền tần số. Sau đó xấp xỉ kênh được dùng để sửa biên độ/ pha/ độ trễ của tín
hiệu làm cho hầu hết các xung bị suy giảm trong khi truyền dẫn RF. Tiếp theo, các gói dữ
liệu được dùng cho bộ giải mã chập Viterbi, bộ giải chèn dữ liệu, bộ giải mã Reed-
Solomon và bộ giải ngẫu nhiên hóa dữ liệu (phân tán năng lượng). Cuối cùng, giao diện
Mpeg-2 đưa dòng truyền Mpeg-2 đã giải điều chế đến đầu ra phần cứng (TSSPi, TSASi).
+ Máy thu hình số EFA là máy thu chuyên dùng, ngoài chức năng trên, nó còn cho
phép thực hiện nhiều phép đo và hiển thị các thông số sau: đồ thị chòm sao, các thông số
OFDM, hiển thị tỉ số lỗi điều chế MER, đồ thị I/Q, xấp xỉ kênh, phân tích phổ, hàm phân
bố biên độ, chức năng phân bố tích lũy CCDF, đáp ứng xung…

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -


Trang

10
VI. Các thông số đo kiểm tra :
Có nhiều phép đo để đánh giá chất lượng hệ thống truyền hình số mặt đất theo tiêu
chuẩn DVB-T. Các thông số cần thiết để đo và kiểm tra như:












Hình : Sơ đồ khối một máy phát DVB-T.

Độ chính xác tần số RF
 Mục đích: nhằm xác định độ chính xác của tần số cao tần (RF) trong quá trình xử lý
tín hiệu trong hệ thống OFDM.
 Giao diện: ngõ ra hai khối nâng tần và khuếch đại công suất.
 Phương pháp: các sóng mang ngoài cùng trong tín hiệu DVB-T là các sóng mang
hoa tiêu liên tục. Các tần số này được đo (nếu cần thiết thì sử dụng nguồn tham chiếu
có độ chính xác cao) và tính trung bình của hai giá trị.
Độ chọn lọc
 Mục đích : nhằm nhận biết khả năng loại bỏ can nhiễu ngoài kênh máy thu.
 Giao diện : việc đo – kiểm tra mức tín hiệu đầu vào và can nhiễu được thực hiện tại
ngõ vào máy thu và sử dụng ngõ ra hai khối giải mã trong và giải mã tráo ngoài cho bộ
kiểm tra BER.

 Phương pháp : Công suất đầu vào được điều chỉnh đến 10db trên mức công suất tối
thiểu. Ngưỡng C/I cần thiết để đảm bảo “hầu như không có lỗi” (QEF) sau bộ giải mã
RS (BER < 10
-4
trước bộ giải mã RS) được đo như một hàm số của tần số can nhiễu
CW (continuous wave).
Phạm vi điều khiển tự động tần số
 Mục đích : nhằm xác định dải tần số trong khoảng đó máy thu có thể đồng bộ được.
 Giao diện : kiểm tra tín hiệu ngõ vào máy thu (test), và kiểm tra đồng bộ dòng
truyền tải TS ở ngõ ra máy thu.
 Phương pháp : cho một tín hiệu vào đầu vào máy thu với mức 10db trên mức công
suất tối thiểu. Tín hiệu được dịch tần số theo từng bước tới giá trị danh định, lỗi byte
đồng bộ (Sync byte error) được thiết lập ngay khi byte đồng bộ đúng (0x47) không xuất
hiện sau 188 hoặc 204 byte. Điều này rất cần thiết bởi cấu trúc đồng bộ được sử dụng
trong toàn bộ d6ay chuyền từ bộ mã hóa đến bộ giải mã. Hơn nữa việc kiểm tra phải
được thực hiện đối với từng byte vì điều này có thể không nhất thiết phải được thực
hiện ở bộ mã hóa.
Công suất RF/IF
 Mục đích : để đo công suất tín hiệu hoặc công suất mong muốn.

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -