TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
----------&----------
ĐỒ ÁN
TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:
NGHIÊN CỨU TRUYỀN HÌNH SỐ VỆ TINH
THEO TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU THẾ HỆ THỨ HAI
(DVB-S2)
VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TẠI VIỆT NAM
Giảng viên hướng dẫn: Th.S. Cao Thành Nghĩa
Sinh viên thực hiện
: Nguyễn Trọng Thái
Lớp
: 49K - ĐTVT
Khóa học
: 2008 - 2013
i
ﾧ
2.1.1.3. Khối Merger/Slicer.........................................................................28
2.1.1.4. Chèn BBHEADER.........................................................................29
2.1.2. Khối thích nghi dòng truyền tải [7]........................................................31
31
ii
2.1.2.1. Bộ đệm...........................................................................................31
2.1.1.5. Ngẫu nhiên hóa khung BBFRAME................................................31
2.1.3. Khối mã hóa sửa lỗi trước FEC.............................................................32
32
.....................................................................................................................33
2.1.3.1. Mã hóa ngoài-mã BCH..................................................................34
Đa thức sinh của từ mã ra: (2.4)..................................................................34
2.1.3.2. Mã hóa trong LDCP.......................................................................34
2.1.3.3. Xáo trộn bit.....................................................................................35
2.1.4. Khối ánh xạ bit lên chòm sao điều chế [8].............................................36
2.1.5. Tạo khung lớp vật lý.............................................................................38
2.1.5.1.Cấu trúc khung truyền tải trong DVB-S2.......................................38
2.1.5.2. Quá trình tạo khung lớp vật lý........................................................39
2.1.6. Lọc băng gốc và điều chế cầu phương...................................................42
Các mode điều chế DVB-S2:.........................................................................42
Độ lợi hiệu dụng:...........................................................................................43
Hệ số roll-off (α):...........................................................................................43
Tiểu hệ thống sửa lỗi tiến (FEC) trong DVB-S2:.............................................43
Hiệu quả truyền dẫn tăng:..............................................................................44
Các giải pháp kết hợp mạnh:..........................................................................44
Lựa chọn mode điều chế:...............................................................................45
Các frame lớp vật lý:......................................................................................45
3.1.4. Hiện trạng máy phát vệ tinh lưu động băng C........................................55
3.2. Một số đề xuất về dịch vụ của DVB-S2...................................................56
3.2.1. Phát sóng kết hợp các chương trình truyền hình quảng bá SDTV và
HDTV [7]......................................................................................................56
3.2.2. Phân phối chương trình đến các trạm phát truyền hình mặt đất...............57
58
3.2.3. Các ứng dụng lưu động DSNG sử dụng DVB-S2..................................58
3.2.4. Góp tin truyền hình tới Studio...............................................................59
3.2.5. Mã hóa và điều chế thích nghi cho các ứng dụng điểm-điểm..................60
3.2.6. Dịch vụ IP unicast................................................................................61
3.2.7. Đối với dịch vụ truyền hình quảng bá [2]..............................................62
Đề xuất chuyển đổi:.......................................................................................62
iv
3.3. Kết luận chương 3...................................................................................67
Đề tài đã được đưa vào áp dụng thực tế khi lựa chọn thiết bị vệ tinh lưu động và
bước đầu đưa vào làm tài liệu tham khảo khi tiến hành các dự án đầu tư thiết bị
truyền hình vệ tinh tại Đài THVN. Do cả yếu tố chủ quan và khác quan nên đồ
án của em không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự đóng góp ý
kiến của các thầy cô, đồng nghiệp và những người quan tâm tới đồ án này này.
68
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................69
TIẾNG VIỆT................................................................................................69
TIẾNG ANH.................................................................................................69
TRANG WEB:..............................................................................................69
v
i
Với mục tiêu này em đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu truyền hình số vệ
tinh theo tiêu chuẩn Châu Âu thế hệ thứ hai (DVB-S2) và khả năng ứng dụng
tại Việt Nam”.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Th.S Cao Thành Nghĩa đã tận tình
hướng dẫn, giúp đỡ trong quá trình thực hiện đồ án này. Do thời gian có hạn, trình
độ bản thân còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai sót. Kính mong được
sự góp ý của các thầy, các cô cùng các bạn.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Trọng Thái
ii
TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Trong đồ án này, em xin trình bày tổng quan về truyền hình số vệ tinh và đi
sâu vào nghiên cứu và thử nghiệm chuẩn DVB-S2, cũng như một số ứng dụng của
chuẩn DVB-S2 với ngành truyền hình và cuối cùng là đề xuất về dịch vụ và
thông số trạm thu phát khi sử dụng DVB-S2 cho Đài THVN. Nội dung của đồ án
bao gồm:
- Chương 1: Tổng quan về truyền hình số vệ tinh.
- Chương 2: Tiêu chuẩn DVB-S2 và một số ứng dụng.
- Chương 3: Một số đề xuất về dịch vụ và thông số trạm thu phát khi sử
dụng DVB-S2 cho Đài THVN.
ABSTRACK
In this thesis, I would like to present an overview of satellite digital television
1.2.2. Mã hóa ngoài.......................................................................................10
1.2.3. Khối xáo trộn bit..................................................................................11
1.2.4. Mã hóa trong-mã chập..........................................................................13
1.2.5. Lọc băng gốc và điều chế tín hiệu.........................................................16
1.3. Các thông số kỹ thuật đường truyền của tiêu chuẩn DVB-S......................18
1.4. Tiêu chuẩn truyền hình vệ tinh lưu động DVB-DSNG (EN 301 210) [5]...20
1.4.1. Sơ lược về điều chế mã lưới..................................................................21
1.4.2. Tiêu chuẩn DVB-DSNG (EN 301 210).................................................22
1.5. Kết luận chương 1...................................................................................24
2.1.1. Khối thích nghi kiểu truyền dẫn............................................................26
2.1.1.1. Khối giao diện đầu vào...................................................................27
2.1.1.2. Bộ mã hóa CRC-8..........................................................................27
2.1.1.3. Khối Merger/Slicer.........................................................................28
2.1.1.4. Chèn BBHEADER.........................................................................29
2.1.2. Khối thích nghi dòng truyền tải [7]........................................................31
31
2.1.2.1. Bộ đệm...........................................................................................31
2.1.1.5. Ngẫu nhiên hóa khung BBFRAME................................................31
iv
2.1.3. Khối mã hóa sửa lỗi trước FEC.............................................................32
32
.....................................................................................................................33
2.1.3.1. Mã hóa ngoài-mã BCH..................................................................34
Đa thức sinh của từ mã ra: (2.4)..................................................................34
2.1.3.2. Mã hóa trong LDCP.......................................................................34
2.1.3.3. Xáo trộn bit.....................................................................................35
2.1.4. Khối ánh xạ bit lên chòm sao điều chế [8].............................................36
2.1.5. Tạo khung lớp vật lý.............................................................................38
vệ lỗi trong truyền phát tín hiệu. Những ưu thế vượt trội của công nghệ này là cơ
sở cho việc phát sóng truyền hình số độ phân giải cao HDTV và cung cấp nhiều
dịch vụ hơn nữa tới người sử dụng.................................................................52
Chương 3......................................................................................................53
MỘT SỐ ĐỀ XUẤT VỀ DỊCH VỤ VÀ THÔNG SỐ TRẠM THU PHÁT.....53
KHI SỬ DỤNG DVB-S2 CHO ĐÀI THVN..................................................53
3.1. Hiện trạng sử dụng thông tin vệ tinh của Đài Truyền hình Việt Nam.........53
3.1.1. Hiện trạng truyền dẫn và phát sóng các chương trình truyền hình quảng bá
và truyền hình lưu động qua vệ tinh [13].........................................................53
3.1.2. Hiện trạng truyền dẫn và phát sóng chương trình truyền hình VTV4 dành
cho cộng đồng người Việt Nam ở nước ngoài qua vệ tinh [12]........................54
3.1.3. Hiện trạng các máy phát vệ tinh của Đài THVN [14].............................54
3.1.4. Hiện trạng máy phát vệ tinh lưu động băng C........................................55
3.2. Một số đề xuất về dịch vụ của DVB-S2...................................................56
3.2.1. Phát sóng kết hợp các chương trình truyền hình quảng bá SDTV và
HDTV [7]......................................................................................................56
3.2.2. Phân phối chương trình đến các trạm phát truyền hình mặt đất...............57
58
3.2.3. Các ứng dụng lưu động DSNG sử dụng DVB-S2..................................58
3.2.4. Góp tin truyền hình tới Studio...............................................................59
3.2.5. Mã hóa và điều chế thích nghi cho các ứng dụng điểm-điểm..................60
3.2.6. Dịch vụ IP unicast................................................................................61
3.2.7. Đối với dịch vụ truyền hình quảng bá [2]..............................................62
Đề xuất chuyển đổi:.......................................................................................62
vi
3.3. Kết luận chương 3...................................................................................67
Đề tài đã được đưa vào áp dụng thực tế khi lựa chọn thiết bị vệ tinh lưu động và
bước đầu đưa vào làm tài liệu tham khảo khi tiến hành các dự án đầu tư thiết bị
vii
1.4.2. Tiêu chuẩn DVB-DSNG (EN 301 210).................................................22
1.5. Kết luận chương 1...................................................................................24
2.1.1. Khối thích nghi kiểu truyền dẫn............................................................26
2.1.1.1. Khối giao diện đầu vào...................................................................27
2.1.1.2. Bộ mã hóa CRC-8..........................................................................27
2.1.1.3. Khối Merger/Slicer.........................................................................28
2.1.1.4. Chèn BBHEADER.........................................................................29
2.1.2. Khối thích nghi dòng truyền tải [7]........................................................31
31
2.1.2.1. Bộ đệm...........................................................................................31
2.1.1.5. Ngẫu nhiên hóa khung BBFRAME................................................31
2.1.3. Khối mã hóa sửa lỗi trước FEC.............................................................32
32
.....................................................................................................................33
2.1.3.1. Mã hóa ngoài-mã BCH..................................................................34
Đa thức sinh của từ mã ra: (2.4)..................................................................34
2.1.3.2. Mã hóa trong LDCP.......................................................................34
2.1.3.3. Xáo trộn bit.....................................................................................35
2.1.4. Khối ánh xạ bit lên chòm sao điều chế [8].............................................36
2.1.5. Tạo khung lớp vật lý.............................................................................38
2.1.5.1.Cấu trúc khung truyền tải trong DVB-S2.......................................38
2.1.5.2. Quá trình tạo khung lớp vật lý........................................................39
2.1.6. Lọc băng gốc và điều chế cầu phương...................................................42
Các mode điều chế DVB-S2:.........................................................................42
Độ lợi hiệu dụng:...........................................................................................43
Hệ số roll-off (α):...........................................................................................43
3.1. Hiện trạng sử dụng thông tin vệ tinh của Đài Truyền hình Việt Nam.........53
3.1.1. Hiện trạng truyền dẫn và phát sóng các chương trình truyền hình quảng bá
và truyền hình lưu động qua vệ tinh [13].........................................................53
3.1.2. Hiện trạng truyền dẫn và phát sóng chương trình truyền hình VTV4 dành
cho cộng đồng người Việt Nam ở nước ngoài qua vệ tinh [12]........................54
3.1.3. Hiện trạng các máy phát vệ tinh của Đài THVN [14].............................54
3.1.4. Hiện trạng máy phát vệ tinh lưu động băng C........................................55
3.2. Một số đề xuất về dịch vụ của DVB-S2...................................................56
3.2.1. Phát sóng kết hợp các chương trình truyền hình quảng bá SDTV và
HDTV [7]......................................................................................................56
ix
3.2.2. Phân phối chương trình đến các trạm phát truyền hình mặt đất...............57
58
3.2.3. Các ứng dụng lưu động DSNG sử dụng DVB-S2..................................58
3.2.4. Góp tin truyền hình tới Studio...............................................................59
3.2.5. Mã hóa và điều chế thích nghi cho các ứng dụng điểm-điểm..................60
3.2.6. Dịch vụ IP unicast................................................................................61
3.2.7. Đối với dịch vụ truyền hình quảng bá [2]..............................................62
Đề xuất chuyển đổi:.......................................................................................62
3.3. Kết luận chương 3...................................................................................67
Đề tài đã được đưa vào áp dụng thực tế khi lựa chọn thiết bị vệ tinh lưu động và
bước đầu đưa vào làm tài liệu tham khảo khi tiến hành các dự án đầu tư thiết bị
truyền hình vệ tinh tại Đài THVN. Do cả yếu tố chủ quan và khác quan nên đồ
án của em không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự đóng góp ý
kiến của các thầy cô, đồng nghiệp và những người quan tâm tới đồ án này này.
68
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................69
TIẾNG VIỆT................................................................................................69
1.4.2. Tiêu chuẩn DVB-DSNG (EN 301 210).................................................22
1.5. Kết luận chương 1...................................................................................24
2.1.1. Khối thích nghi kiểu truyền dẫn............................................................26
2.1.1.1. Khối giao diện đầu vào...................................................................27
2.1.1.2. Bộ mã hóa CRC-8..........................................................................27
2.1.1.3. Khối Merger/Slicer.........................................................................28
2.1.1.4. Chèn BBHEADER.........................................................................29
2.1.2. Khối thích nghi dòng truyền tải [7]........................................................31
31
2.1.2.1. Bộ đệm...........................................................................................31
2.1.1.5. Ngẫu nhiên hóa khung BBFRAME................................................31
2.1.3. Khối mã hóa sửa lỗi trước FEC.............................................................32
32
.....................................................................................................................33
xi
2.1.3.1. Mã hóa ngoài-mã BCH..................................................................34
Đa thức sinh của từ mã ra: (2.4)..................................................................34
2.1.3.2. Mã hóa trong LDCP.......................................................................34
2.1.3.3. Xáo trộn bit.....................................................................................35
2.1.4. Khối ánh xạ bit lên chòm sao điều chế [8].............................................36
2.1.5. Tạo khung lớp vật lý.............................................................................38
2.1.5.1.Cấu trúc khung truyền tải trong DVB-S2.......................................38
2.1.5.2. Quá trình tạo khung lớp vật lý........................................................39
2.1.6. Lọc băng gốc và điều chế cầu phương...................................................42
Các mode điều chế DVB-S2:.........................................................................42
Độ lợi hiệu dụng:...........................................................................................43
Hệ số roll-off (α):...........................................................................................43
3.1.1. Hiện trạng truyền dẫn và phát sóng các chương trình truyền hình quảng bá
và truyền hình lưu động qua vệ tinh [13].........................................................53
3.1.2. Hiện trạng truyền dẫn và phát sóng chương trình truyền hình VTV4 dành
cho cộng đồng người Việt Nam ở nước ngoài qua vệ tinh [12]........................54
3.1.3. Hiện trạng các máy phát vệ tinh của Đài THVN [14].............................54
3.1.4. Hiện trạng máy phát vệ tinh lưu động băng C........................................55
3.2. Một số đề xuất về dịch vụ của DVB-S2...................................................56
3.2.1. Phát sóng kết hợp các chương trình truyền hình quảng bá SDTV và
HDTV [7]......................................................................................................56
3.2.2. Phân phối chương trình đến các trạm phát truyền hình mặt đất...............57
58
3.2.3. Các ứng dụng lưu động DSNG sử dụng DVB-S2..................................58
3.2.4. Góp tin truyền hình tới Studio...............................................................59
3.2.5. Mã hóa và điều chế thích nghi cho các ứng dụng điểm-điểm..................60
3.2.6. Dịch vụ IP unicast................................................................................61
3.2.7. Đối với dịch vụ truyền hình quảng bá [2]..............................................62
Đề xuất chuyển đổi:.......................................................................................62
3.3. Kết luận chương 3...................................................................................67
Đề tài đã được đưa vào áp dụng thực tế khi lựa chọn thiết bị vệ tinh lưu động và
bước đầu đưa vào làm tài liệu tham khảo khi tiến hành các dự án đầu tư thiết bị
truyền hình vệ tinh tại Đài THVN. Do cả yếu tố chủ quan và khác quan nên đồ
xiii
án của em không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự đóng góp ý
kiến của các thầy cô, đồng nghiệp và những người quan tâm tới đồ án này này.
68
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................69
TIẾNG VIỆT................................................................................................69
TIẾNG ANH.................................................................................................69
HP
HPA
IF
ISI
8-ary Phase Shift Keying
Khóa dịch pha 8 mức
16-ary Amplitude Phase
Khóa dịch biên độ và pha 16 mức
Shift Keying
32-ary Amplitude Phase
Khóa dịch biên độ và pha 32 mức
Shift Keying
Adjacent
Chanel
Nhiễu kênh cận kênh
Interference
Automatic Gain control
Tự động điều chỉnh độ khuếch đại
Adaptive
Coding
and
Mã hóa và điều chế thích nghi
Modulation
Adjacent
Satellite
Nhiễu do vệ tinh cận kênh
Interference
Advanced Video Coding
Mã hóa video tiến tiến
Xóa các gói rỗng
Effective Isotropic Radiated Công suất phát xạ đẳng hướng tương
Power
Foward Error Correcection
High Definition Television
High Priorty
High Power Amplifier
Intermediate Frequency
Intersybol Interference
đương
Mã sửa lỗi trước
Truyền hình độ phân giải cao
Dòng dữ liệu độ ưu tiên cao
Bộ khuếch đại công suất cao
Tần số trung tần
Nhiễu xuyên ký tự
xv
LDPC
LNA
LNB
LP
MCPC
MPE
MUX
NP
NA
PL
Phase Shift Keying
Quality of Service
Quadrature
Phase
Shift
Keying
Radio Frequency
Reed - Solomon
Đóng gói đa thủ tục
Ghép kênh
Các gói trống
Không ứng dụng
Lớp vật lý
Báo hiệu lớp vật lý
Khóa dịch pha
Chất lượng dịch vụ
Điều chế pha vuông góc
Tần số radio (cao tần)
error
correction code
Single-Channel-Per-Carrier
Standard Definition
Televition
Start Of Frame
Solid State Power Amplifier
Synchronization
Transport Stream
xvii
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ QUA VỆ TINH
Truyền hình qua vệ tinh là một phương pháp phủ sóng có hiệu quả so với
các phương pháp khác. Trong hệ thống truyền hình mặt đất, để phủ sóng toàn bộ
lãnh thổ sẽ cần đến rất nhiều trạm phát truyền hình mặt đất với chất lượng tín hiệu
không đồng đều, nhất là với địa hình nhiều đồi núi như nước ta. Truyền hình qua vệ
tinh có những ưu điểm mà các hệ thống phát sóng truyền hình khác như truyền
hình cáp hay truyền hình mặt đất không thể có được.
Với ưu điểm có vùng phủ sóng rộng, không phụ thuộc vào địa hình đồi núi,
để phủ sóng cả lãnh thổ Việt Nam chỉ cần một trạm phát lên vệ tinh, những
trạm mặt đất đặt trong vùng phủ sóng đều thu được tín hiệu trực tiếp từ vệ tinh. Một
số ưu điểm nữa là chất lượng tín hiệu ổn định, dung lượng đường truyền lớn, cường
độ trường tại điểm thu ổn định truyền hình qua vệ tinh đã được sử dụng rộng rãi
trên toàn cầu.
1.1. Tổng quan về truyền hình số qua vệ tinh [1]
Truyền hình số qua vệ tinh phát triển vào năm 1995 nhưng vào thời
điểm đó chỉ chiếm một thị phần nhỏ. Đến cuối năm 1998 chỉ có 0.3% hộ gia đình
thu tín hiệu truyền hình số vệ tinh DTH. Đến nay số hộ gia đình sử dụng truyền
hình số qua vệ tinh đã phát triển tại hầu hết các nước trên thế giới. Chỉ tính đến
cuối năm 2004 riêng khu vực Châu Á đã có trên 25 triệu hộ gia đình sử dụng
truyền hình số qua vệ tinh.
Dịch vụ DTH sử dụng công nghệ truyền dẫn số nên đảm bảo chất lượng tín
hiệu hình ảnh cũng như âm thanh, có thể truyền dẫn được nhiều chương trình
truyền hay một chương trình truyền hình có độ phân giải cao HDTV và độ phân
giải tiêu chuẩn SDTV trên một bộ phát đáp, hệ thống âm thanh Stereo hay âm
thanh lập thể AC-3. Ngoài ra hệ thống truyền hình số còn tương thích với
2
• Truyền dẫn tín hiệu truyền hình lưu động (SNG): Truyền tin nhanh từ
hiện trường về studio, truyền hình trực tiếp các chương trình ca nhạc, thể thao,
các sự kiện chính trị, văn hóa, …
• Internet: Cung cấp đường truyền số liệu tốc độ cao từ nhà cung cấp
dịch vụ đến các thuê bao dịch vụ ….
• SMATV: Cung cấp dịch vụ truyền hình đến các tòa nhà lớn, khu chung cư.
• Đầu cuối CATV: Cung cấp tín hiệu truyền hình đến các đầu cuối dịch vụ
truyền hình cáp để đưa đến các thuê bao truyền hình cáp.
Khác với các phương pháp truyền dẫn khác như truyền hình mặt đất hay
truyền hình cáp, phương pháp truyền dẫn tín hiệu qua vệ tinh cũng có nhưng đặc
điểm riêng phụ thuộc vào mục đích truyền dẫn tín hiệu qua vệ tinh. Do đặc điểm của
truyền dẫn tín hiệu qua vệ tinh có đặc điểm là truyền dẫn trong tầm nhìn thẳng, hệ số
định hướng của anten lớn, tín hiệu ít bị ảnh hưởng của phản xạ nhiều đường. Tuy
nhiên do công suất trên vệ tinh là hữu hạn, đồng thời cự ly thông tin lớn, suy giảm
đường truyền lớn, dễ bị ảnh hưởng của mưa nhất là băng tần Ku vì vậy tỷ số C/N của
đường truyền không cao so với các phương pháp truyền dẫn khác, ví dụ như truyền
hình cáp hay truyền hình số mặt đất. Chính vì những lý do đó mà hiệu suất sử dụng
băng thông không cao so với các phương pháp truyền dẫn khác.
Hình 1.2. Sơ đồ khối truyền hình số qua vệ tinh
3
Copyright: Tài liệu đại học ©