-1-

GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh SVTH: Nguyễn Thị Hiền
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

Hà Nội, Ngày…tháng…năm 2014
Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Hiền
-3-

GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh SVTH: Nguyễn Thị Hiền
MỤC LỤC
Trang

LỜI MỞ ĐẦU 1
MỤC LỤC 3
DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VIẾT TẮT 6
DANH MỤC HÌNH VẼ 9
DANH MỤC BẢNG BIỂU 11
CHƯƠNG I - TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH KỸ THUẬT SỐ 12
1.1 Sơ lược về hệ thống truyền hình 12
1.1.1 Sơ lược về lịch sử phát triển 12
1.1.2 Công nghệ truyền hình tương tự 14
1.2 Khái niệm truyền hình kỹ thuật số 16
1.3 Đặc điểm truyền hình kỹ thuật số 17
1.4 Xử lý tín hiệu, truyền dẫn tín hiệu truyền hình kỹ thuật số 19
1.4.1 Cơ sở truyền hình kỹ thuật số 19
1.4.2 Số hóa tín hiệu truyền hình 21
1.4.3 Chuyển đổi tương tự sang số 21
1.4.4 Chuyển đổi số sang tương tự 23

và tần số…… 77
3.4.4 Điều chế và mã sửa sai trong DVB-T2 79
3.5 Kết luận chương III 80
CHƯƠNG IV - GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ CHO TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT
TẠI VIỆT NAM 81
4.1 So sánh các tham số cơ bản của DVB-T và DVB-T2 81
-5-

GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh SVTH: Nguyễn Thị Hiền
4.2 Khả năng chuyển đổi từ DVB-T sang DVB-T2 82
4.2.1 Lộ trình số hóa truyền hình số mặt đất 82
4.2.2 Khả năng chuyển đổi từ DVB-T sang DVB-T2 83
4.2.3 Khả năng ứng dụng DVB-T2 tại Việt Nam 83
4.3 Khuyến nghị lựa chọn giải pháp công nghệ cho truyền hình số mặt đất tại
Việt Nam 84
4.3.1 Lựa chọn giải pháp công nghệ cho truyền hình số mặt đất tại Việt
Nam…………. 84
4.3.2 Triển khai DVB-T2 tại Việt Nam 85
4.4 Kết luận chương IV 91
KẾT LUẬN 92
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN VÀ GIÁO VIÊN ĐỌC DUYỆT . 93
LỜI CẢM ƠN 94
TÀI LIỆU THAM KHẢO 95

-6-
Binary Phase Shift Keying
Điều chế pha nhị phân
CATV
Collective Antenna Telvision
Truyền hình cáp dây dẫn
C/N
Carrier/Noise
Sóng mang/tạp âm
COFDM
Coding Othogonality Fequency
Dvision Mltiplexing
Ghép kênh phân chia theo tần số
trực giao có mã
DTT
Digital Terrestrial Television
Truyền hình số mặt đất
DiBEG
Digital Broadcasting Expert
Group
Nhóm chuyên gia truyền hình số
DPCM
Differential Pulse Code
Modulation
Điều chế xung mã vi sai
DVB
Digital Video Broadcasting
Truyền hình số
EDTV
Enhanced Definition Television
Truyền hình độ phân giải mở

High Priority
Độ ưu tiên cao
ICI
Inter-Carrier Interference
Nhiễu liên sóng mang
IF
Intermediate Frequency
Trung tần
IFFT
Inverse Fast Fourrier Transform
Biến đổi nhanh Fourrier ngược
IPTV
Internet Protocol Television
Truyền hình IP
ISDB
Integrated Services Digital
Broadcasing
Truyền hình số các dịch vụ
tích hợp
ISI
Inter-Symbol Interference
Nhiễu liên ký tự
JPEG
Joint Photoghraphic Experts
Group
Nhóm chuyên gia nghiên cứu về
ảnh tĩnh
LDPC
Low Density Parity Check
(Codes)

Othogonality Fequency Dvision
Mltiplexing
Ghép kênh phân chia theo tần số
trực giao
-8-

GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh SVTH: Nguyễn Thị Hiền
OIRT
Organization Internatinal Radio
and Television
Tổ chức phát thanh truyền hình
quốc tế
PAL
Phase Alternative Line
Đảo pha theo từng dòng
PAPR
Peak to Average Power Ratio
Tỷ số công suất đỉnh/công suất
trung bình
PCM
Pulse Code Modulation
Điều chế xung mã
PES
Packetized Elementary Stream
Dòng cơ sở đóng gói
PLP
Physical Layer Pipes

Hạn chế âm sắc
TS
Transport Stream
Dòng truyền tải
UHF
Ultra High Frequency
Tần số siêu cao (Siêu cao tần)
VHF
Very High Frequency
Tần số rất cao
VO
Video Object
Đối tượng video
VSB
Vestigal Side Band
Điều biên cụt
VTC
Vietnam Television Corporation
Tổng Công ty Truyền thông đa
phương tiện Việt Nam
VTV
Vietnam Television
Đài truyền hình Việt Nam
-9-

GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh SVTH: Nguyễn Thị Hiền
DANH MỤC HÌNH VẼ

GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh SVTH: Nguyễn Thị Hiền
Hình 3.6: Cấu trúc khung DVB-T2. 69
Hình 3.7: Sự tổng hợp khung hình trong MPEG-4 71
Hình 3.8: Đường đi của tín hiệu trong mạng đơn tần công nghệ DVB-T2. 74
Hình 3.9: Kiến trúc cơ bản của hệ thống mạng đơn tần SFN DVB-T2. 74
Hình 3.10: Chòm sao 16 QAM quay 77
Hình 3.11: Thành tích của chòm sao quay so với không quay. 78
Hình 3.12: Đồ thị chòm sao 256 QAM. 79
Hình 4.1: Cấu hình tổng thể hệ thống mạng SFN theo tiêu chuẩn DVB-T2 của AVG.
87
Hình 4.2: Bản đồ phủ sóng toàn quốc của AVG. 88
Hình 4.3: Bản đồ phủ sóng DVB-T2 tại Hà Nội của VTV 90
Hình 4.4: Bản đồ phủ sóng DVB-T2 tại Tp. HCM của VTV. 91
-11-

GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh SVTH: Nguyễn Thị Hiền
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Khoảng thời gian bảo vệ ở các chế độ phát khác nhau. 56
Bảng 3.1: Khoảng bảo vệ tương ứng của DVB-T2 (theo EBU-TECH 3348) 75
Bảng 3.2: Mức C/N tối thiểu trong kênh tần 8MHz tương ứng với các chế độ điều chế
khác nhau . 76
Bảng 3.3: C/N tương ứng với các phương pháp thu trong DVB-T2. 77
Bảng 4.1: DVB-T2 sử dụng tại UK so với DVB-T. 81
Bảng 4.2: Dung lượng dữ liệu DVB-T2 so với DVB-T trong mạng SFN 82

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
-13-

GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh SVTH: Nguyễn Thị Hiền
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

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
-15-

GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh SVTH: Nguyễn Thị Hiền
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

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
-17-

GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh SVTH: Nguyễn Thị Hiền
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.


nguồn
Giải mã
hoá
nguồn
Mã hoá
kênh
Giải mã
hoá kênh
Điều chế
số
Giải điều
chế số
Kênh
thông tin
-18-

GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh SVTH: Nguyễn Thị Hiền
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.

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
Khoảng cách giữa máy phát và máy thu
Tín hiệu số
Tín hiệu tương tự
Chất lượng
-20-

GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh SVTH: Nguyễn Thị Hiền
Audio
CT n
CT 1
Video
Mã hóa
MPEG-2
A/D
A/D
Giải điều chế

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)
-21-

GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh SVTH: Nguyễn Thị Hiền
Phía thu sau khi nhận được tín hiệu sẽ tiến hành điều chế phù hợp với phương
pháp điều chế, sau đó tách kênh rồi giải nén MPEG-2, biến đổi ngược lại số sang
tương tự, gồm 2 đường hình và tiếng rồi đến máy thu hình.
1.4.2 Số hóa tín hiệu truyền hình
Video số là phương tiện biểu diễn dạng sống video tương tự dạng một dòng
dữ liệu với các ưu điểm:
- Tín hiệu video số không bị méo tuyến tính, méo phi tuyến và không bị nhiễu
gây ra cho quá trình biến đổi tương tự sang số (ADC) và số sang tương tự (DAC).

-22-

GVHD: TS Nguyễn Cảnh Minh SVTH: Nguyễn Thị Hiền
hiệu tương tự sang số, vì các thời điểm lấy mẫu đã được chọn sẽ chỉ ra tọa độ của các
điểm đó. Quá trình biến đổi này phải tương đương về mặt tin tức. Có nghĩa là tín hiệu
sau khi lấy mẫu phải mang đủ thông tin của dòng tín hiệu vào. Biên độ tín hiệu tương
tự được lấy mẫu với chu kỳ T
S
, thu được một chuỗi các xung hẹp với tần số lấy mẫu
được tính bằng:
f
S
=
Ts
1
(1.1)
Trong đó: - f
S
: tần số lấy mẫu
- T: chu kỳ lấy mẫu
Đối với tín hiệu tương tự VI thì tín hiệu lấy mẫu VS sau quá trình lấy mẫu có
thể khôi phục trở lại VI một cách trung thực nếu thỏa mãn điều kiện:
f
S
≥ 2f
Imax
(1.2)

trong phạm vi
2
1
Q (trong đó, Q là bước lượng tử).
- Mã hóa
Mã hóa là khâu cuối cùng của bộ biến đổi A/D. Mã hóa là một quá trình biến
đổi cấu trúc nguồn mà không làm thay đổi tin tức, mục đích là cải thiện các chỉ tiêu
kỹ thuật cho hệ thống truyền tin. Dữ liệu sau mã hóa có ưu điểm: tính chống nhiễu
cao hơn, tốc độ hình thành tương đương khả năng thông qua của kênh.
1.4.4 Chuyển đổi số sang tương tự
Quá trình tìm lại tín hiệu tương tự từ N số hạng (N bit) đã biết của tín hiệu số
với độ chính xác là một mức lượng tử (1 LBS). Quá trình này được thực hiện như
hình 1.5. Hình 1.5: Sơ đồ khối mạch biến đổi video số sang tương tự [2].
Để lấy được tín hiệu tương tự từ tín hiệu số dùng nguyên tắc như hình 1.4 trên.
Chuyển đổi số sang tương tự không phải là phép nghịch đảo của chuyển đổi tương tự
sang số, vì không thể thực hiện được phép nghịch đảo của quá trình lượng tử hóa.
Theo sơ đồ 1.5, thì quá trình chuyển đổi số sang tương tự là quá trình tìm lại tín hiệu
tương tự đã được lấy mẫu.
D/A
Lấy mẫu
Xung lấy
mẫu
Lọc thông
thấp

lại ảnh gốc hoặc xấp xỉ ảnh gốc.
1.4.5.1 Mô hình nén ảnh
Mô hình của hệ thống nén ảnh được thể hiện như hình 1.6. Hình 1.6: Mô hình hệ thống nén video.

Biểu diễn
lượng tử
Lượng
tử hóa
Gán từ
mã

Giải
lượng tử
hóa
Mã hóa video
Giải mã video
Biểu
diễn
thuận lợi
Giải từ
mã
Xử lý
kênh
-25-