HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
Đỗ Mạnh HùngNGHIÊN CỨU
ỨNG DỤNG OFDM TRONG CÔNG NGHỆ
TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG T-DMB
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Mã số: 60.52.70
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ N

động, truyền thanh, truyền hình do tính linh hoạt, mềm
dẻo, di động và tiện lợi của nó. Các hệ thống thông tin vô
tuyến hiện tại và tương lai ngày càng đòi hỏi có dung
lượng cao hơn, độ tin cậy tốt hơn, sử dụng băng thông
hiệu quả hơn, khả năng kháng nhiễu tốt hơn.
Trong những năm gần đây, kỹ thuật thông tin vô
tuyến đã có những bước tiến triển vượt bậc. Sự phát triển
nhanh chóng của công nghệ video, thoại, các loại hình
truyền số liệu, thiết bị di động ngày càng phát triển và
nhiều tiện ích nhu cầu về truyền thông đa phương tiện
ngày một cao. Việc nghiên cứu và phát triển đang diễn ra
trên toàn cầu để đưa ra các giải pháp kế tiếp đáp ứng yêu
cầu của hệ thống truyền thông đa phương tiện không dây
để tạo nên “làng thông tin toàn cầu”.
Công nghệ truyền hình không đơn thuần là đường
truyền một chiều như trước. Đến nay, nhu cầu sử dụng
2

dịch vụ truyền hình tương tác của người dùng ngày một
cao, đồng thời các nhà cung cấp cũng từ bước xây dựng hệ
thống truyền hình trả tiền từ đó yêu cầu nâng cao chất
lượng cũng như đa dạng hóa dịch vụ ngày càng trở lên cấp
thiết.
Trong bối cảnh đó, việc phát triển các hệ thống với
nhiều dịch vụ tích hợp, băng thông lớn, tiết kiệm phổ tần
và có hiệu năng hệ thống cao là bài toán được đặt ra và
không ngừng có những lời giải thích xác đáng hơn. Chúng
ta đã đi từ thế hệ thông tin di động thứ nhất đến nay, thế
hệ thông tin di động thứ 3, thứ 4 đã phổ biến tại nhiều
quốc gia, đặc biệt ở Việt Nam với sự bùng nôt của Công

Trong lĩnh vực quảng bá, truyền hình tương tự đang
dần được thay thế bằng các hệ thống truyền hình số. Theo
4

lộ trình số hóa của Việt Nam, đến năm 2020 chúng ta sẽ
hoàn thành chuyển đổi sang truyền hình số. Rõ ràng
những ưu việt của truyền hình số so với truyền hình tương
tự đã được chúng ta nhận thấy qua quá trình sử dụng.
Tương tự vậy, các hệ thống truyền thanh quảng bá cũng có
xu hướng chuyển sang truyền thanh số nhằm thêm các
dịch vụ gia tăng cũng như cải tiến chất lượng. về mặt lợi
ích quảng bá số mang lại lợi ích to lớn về mặt phổ tần và
kinh tế.
Với những lý do nêu trên, trong giới hạn của luận
văn này tôi sẽ trình bày về kỹ thuật OFDM và nghiên cứu
ứng dụng nó vào công nghệ truyền hình số T-DMB đã và
đang được triển khai trên thế giới và cả ở Việt Nam.
2- MỤC ĐÍCH, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI
NGHIÊN CỨU:
a. Mục đích nghiên cứu:
Nghiên cứu lý thuyết về kỹ thuật trải phổ và ghép
kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM), các thông
số liên quan từ đó chỉ ra những ưu điểm, nhược điểm của
kỹ thuật này. Áp dụng kỹ thuật OFDM vào ứng dụng
trong truyền hình di động công nghệ T-DMB. Từ đó đưa
5

ra những kết luận, đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo và
là căn cứ thực tiễn cho các nhà cung cấp dịch vụ truyền
hình lựa chọn công nghệ phát triển trong tương lai.

cạnh đó lịch sử phát triển, các ứng dụng và ưu nhược điểm
của hệ thống OFDM cũng được đưa ra ở đây. Tuy nhiên,
do giới hạn của luận văn nên chưa đi sâu phân tích kỹ hơn
về các thuật toán cũng như các vấn đề kỹ thuật trong hệ
thống OFDM (về đồng bộ, các vấn đề về đồng bộ, cân
bằng kênh ).

Nguyên lý cơ bản của OFDM
7

Nguyên lý cơ bản của OFDM là chia một luồng dữ
liệu tốc độ cao thành các luồng dữ liệu tốc độ thấp hơn và
phát đồng thời trên một số các sóng mang con trực giao.
Vì khoảng thời gian symbol tăng lên cho các sóng mang
con song song tốc độ thấp hơn, cho nên lượng nhiễu gây
ra do độ trải trễ đa đường được giảm xuống. Nhiễu xuyên
ký tự ISI được hạn chế hầu như hoàn toàn do việc đưa vào
một khoảng thời gian bảo vệ trong mỗi symbol OFDM.
Trong khoảng thời gian bảo vệ, mỗi symbol OFDM được
bảo vệ theo chu kỳ để tránh nhiễu giữa các sóng mang
ICI.

Hình 1.1: Kỹ thuật đa sóng mang không chồng xung (a) và
kỹ thuật sóng mang chồng xung (b).

Về bản chất, OFDM là một trường hợp đặc biệt của
phương thức phát đa sóng mang theo nguyên lý chia dòng
dữ liệu tốc độ cao thành tốc độ thấp hơn và phát đồng thời
8


thống OFDM có thể khôi phục lại được các symbol bị mất
do hiện tượng lựa chọn tần số của các kênh.
- Kỹ thuật cân bằng kênh trở nên đơn giản hơn kỹ
thuật cân bằng kênh thích ứng được sử dụng trong những
hệ thống đơn sóng mang.
- Sử dụng kỹ thuật DFT để bổ sung vào các chức
năng điều chế và giải điều chế làm giảm chức năng phức
tạp của OFDM.
10

- Các phương pháp điều chế vi sai (differental
modulation) giúp tránh yêu cầu vào bổ sung bộ giám sát
kênh.
- OFDM ít bị ảnh hưởng với khoảng thời gian lấy
mẫu (sample timing offsets) hơn so với hệ thống đơn sóng
mang.
- OFDM chịu đựng tốt nhiễu xung với và nhiễu
xuyên kênh kết hợp.
- Hệ thống có cấu trúc bộ thu đơn giản.
1.7.2 Nhược điểm
- Symbol OFDM bị nhiễu biên độ với một khoảng
động lớn. Vì tất cả các hệ thống thông tin thực tế đều bị
giới hạn công suất, tỷ số PARR cao là một bất lợi nghiêm
trọng của OFDM nếu dùng bộ khuếch đại công suất hoạt
động ở miền bão hòa đều khuếch đại tín hiệu OFDM. Nếu
tín hiệu OFDM tỷ số PARR lớn hơn thì sẽ gây nên nhiễu
xuyên điều chế. Điều này cũng sẽ tăng độ phức tạp của
các bộ biến đổi từ analog sang digital và từ digital sang
analog. Việc rút ngắn (clipping) tín hiệu cũng sẽ làm xuất
hiện cả méo nhiễu (distortion) trong băng lẫn bức xạ ngoài

Doppler cũng như là sự dịch tần (frequency offset) và dịch
thời gian (time offset) do sai số đồng bộ.
- Ảnh hưởng của sự sai lệch thời gian đồng bộ:
OFDM có khả năng chịu đựng tốt các sai số về thời gian
nhờ các khoảng bảo vệ giữa các symbol. Với một kênh
truyền không có delay do hiệu ứng đa đường, time offet có
thể bằng khoảng bảo vệ mà không mất đi tính trực giao,
chỉ gây ra sự xoay pha của các sóng mang con mà thôi.
Nếu lỗi time offset lớn hơn khoảng bảo vệ thì hoạt động
của hệ thống suy giảm nhanh chóng. Nguyên nhân là do
các symbol trước khi đến bộ FFT sẽ bao gồm một phần
nội dung của các symbol khác, dẫn đến ISI (Inter-Symbol
Interference).
- Ảnh hưởng của sự sai lệch đồng bộ tần số: Một
trong những vấn đề lớn của OFDM là nó dễ bị ảnh hưởng
bởi offset về tần số. Giải điều chế tín hiệu OFDM
có thể gây ra sai về tốc độ bit. Điều này làm cho tính trực
13

giao giữa các subcarrier bị mất đi (kết quả của ICI và sự
xoay pha không sửa chữa được ở bộ thu). Sai số về tần số
diễn ra chủ yếu theo 2 nguồn chính: lỗi của bộ dao động
và hiệu ứng Doppler. Bất kỳ một sự bất đồng bộ nào giữa
bộ phát và bộ thu đều có thể gây ra offset về tần số. Offset
này có thể được bù bằng cách dùng bộ bám tần số, tuy
nhiên chỉ khắc phục mà thôi, hoạt động của hệ thống vẫn
bị ảnh hưởng.
Sự di chuyển tương đối giữa bộ thu và bộ phát gây
ra dịch chuyển Doppler của tín hiệu. Điều này có thể hiểu
là sự offset tần số trong môi trường truyền tự do, nó có thể


15 Truyền hình mặt đất DVB Hệ thống truyền dẫn T-DMB
16
Mạng MediaFLO
Cấu trúc mạng S-DMB
17
Mô hình dịch vụ ISDB-T

Bảng So sánh các công nghệ dịch vụ truyền hình di dộng
Tham số
Công nghệ
DVB-H FLO T-DMB MBMS S-
DMB
Phân loại Quảng
bá
Quảng
bá
Quảng

MHz
384 kbps
trong
kênh
5MHz
6Mbps
trong
kênh
25MH
z
Công nghệ
tiết kiệm
nguồn
Cắt lát
thời gian
Chọn mã
CDMA
Phân
tách thời
gian
Chọn lọc
mã
Chọn
lọc mã
Băng tần
hoạt động
UHF L-
band
700
MHz


2h

4h

1.5h

19

Chương 3: CÔNG NGHỆ QUẢNG BÁ ĐA
PHƯƠNG TIỆN SỐ MẶT ĐẤT T-DMB
Trong chương này, tác giả đi sâu hơn để phân tích về
công nghệ truyền hình di động T-DMB, nghiên cứu ứng dụng
kỹ thuật OFDM vào truyền tải trong công nghệ truyền hình di
động T-DMB. Từ đó chỉ ra các ưu nhược điểm và khả năng
triển khai công nghệ này trên thế giới cũng như ở Việt Nam.
Tuy nhiên, do giới hạn của luận văn và mục tiêu đi sâu nghiên
cứu ứng dụng OFDM trong điều chế truyền tải nên chưa chỉ
rõ các vấn đề liên quan đến xử lý hình ảnh, âm thanh, video
trong công nghệ truyền hình T-DMB

Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao
Để điều chế đa sóng mang trong hệ thống DMB,
một kênh vô tuyến trong băng thông 1,536 MHz được chia
nhỏ thành N sóng mang con, các sóng mang con đó truyền
dữ liệu độc lập nhau. Luồng truyền tải được phân phối qua
N sóng mang con và do đó thời gian của kí hiệu ứng với
mỗi song mang con có thể được mở rộng N lần so với
khoảng thời gian kí hiệu sử dụng điều chế đơn sóng mang.
Tất cả tốc độ kí hiệu của các kênh vô tuyến đều tương

thương mại.
- T-DMB không bị ảnh hưởng đối với nhiễu.
- Công suất phát sóng cần thiết thấp.
- Thời gian chuyển kênh thấp hơn so với DVB-H.
- T-DMB hoàn toàn có thể sử dụng hạ tầng của
mạng DAB đang có sẵn dựa trên công nghệ Eureka 147 và
sẽ thay thế trong tương lai gần.
- T-DMB sử dụng băng tần VHF và L-Band là
những băng tần đã được ITU phân bổ cho DAB.
Nhược điểm của T-DMB
- Số lượng các kênh truyền hình có thể cung cấp ít
hơn số lượng kênh do DVB-H cung cấp.
- Cần phải bổ sung phổ tần khi số lượng kênh lớn
hơn.
- Số lượng máy phát yêu cầu lớn để cung cấp vùng
phủ sóng và số lượng kênh đầy đủ.