LỜI CAM ĐOAN
Trong quá trình thực hiện đề tài luận văn: Nghiên cứu các tiêu chuẩn truyền
hình số tiên tiến và ứng dụng tại Việt Nam. Tôi đã thực hiện đúng qui trình thực hiện
trong thời gian làm luận văn.
Trong quá trình nghiên cứu làm đề tài, tôi đã sƣu tầm và sử dụng một số tài liệu
trong nƣớc đã đƣợc xuất bản, và một số tài liệu theo tiêu chuẩn của ITU cũ và mới nhất
đã đƣợc thông qua trong những năm gần đây, cùng với một số bài báo và các tạp chí
trong và ngoài nƣớc.
Tôi không sử dụng sao chép vi phạm qui định đề ra ví dụ nhƣ: Sao chép các
luận văn cũ, sao chép các thông tin không có tính đích thực không đƣợc công bố.
Trên đây là lời cam đoan của tôi, nếu tôi vi phạm tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm
trƣớc hội đồng bảo vệ luận văn thạc sĩ và khoa, viện đào tạo sau đại học.
Hà Nội, ngày 25 tháng 10 năm 2013
Tác giả luận văn

BÙI VĂN DŨNG

1


THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
Thuật
ngữ

Tiếng anh đầy đủ

Tiếng việt

A
AC


Keying
độ 16 mức

32APS 32-ary Amplitude and Phase Shift Điều chế khóa dịch pha và biên
K
Keying
độ 32 mức

Nhiễu trắng gaussian

AWG
N

Additive White Gaussian Noise

ATSC

Advance
Television
Committee

AVC

Advanced Video Coding

Mã hóa video tiên tiến

ASI

Asynchronous Serial Interface


Thuật
ngữ

Tiếng anh đầy đủ

Tiếng việt

BSS

Broadcasting Satellite Service

Dịch vụ truyền hình vệ tinh

BER

Bit Error Ratio

Tỷ lệ lỗi bít

C/N

Carrier to noise ratio

Tỷ số tín/ tạp

CATV

Community
Television


DAB

Digital Audio Broadcasting

Phát thanh số

DCT

Discrete Cosine Transform

Biến đổi cosine rời rạc

DBPS
K

Differential
Keying

DIBE
G

Digital broadcasting Exper’s Group

Nhóm chuyên gia phát sóng số

DFT

Discrete Fourier Transform


D

Binary

Shift Khóa dịch pha sai hai mức

Phase

3


Thuật
ngữ

Tiếng anh đầy đủ

Tiếng việt

DTV

Digital Television

Truyền hình số

DTH

Direct To Home

Truyền hình trực tiếp tới hộ gia
đình

Broadcasting

- Truyền hìn số di động

DVBT

Digital Video
Terrestrial

Broadcasting

- Truyền hình số mặt đất

Television Truyền hình số phát sóng mặt đất

E
EAV

End of Active Video

Kết thúc tín hiệu video tích cực

EDTV

Enhanced Definition TeleVision

Hệ truyền hình có độ phân giải
cao

EBU



Thuật
ngữ

Tiếng anh đầy đủ

Tiếng việt

FEC

Forward Error Correction

Mã sửa lỗi trƣớc

FIR

Finite Impulse Response

Đáp ứng xung hữu hạn

FSK

Frequency Shift Keying

Khóa dịch tần

FSS

Fixed Satellite Service

Hiệu suất cao AAC

HFC

Hybrid Fibre Coax

Mạng cáp lai

IBO

Input Back Off

Dự phòng đầu vào

IFFT

Inverse Fast Fourier Transform

Biến đổi fourier ngƣợc nhanh

IMUX

Input Multiplexer

Ghép kênh đầu vào

IP

Internet Protocol



I

Services

Digital Tiêu chuẩn truyền hình số của
Nhật

5


Thuật
ngữ

Tiếng anh đầy đủ

Tiếng việt

ISI

Input Stream Identifier

Nhận dạng dòng đầu vào

ISSY

Input Stream Synchronizer

Đồng bộ hóa dòng đầu vào


LP

Low Priority

Ƣu tiên thấp

MAT
V

Master Antenna Television

Truyền hình anten chung

MIS

Multiple Input Stream

Dòng đầu vào ghép kênh

MPE

Multi-Protocol Encapsulation

Tổng hợp đa giao thức

MSB

Most Significant Bit

Bít lớn nhất

NA

Not Applicable

Không áp dụng

6


Thuật
ngữ

Tiếng anh đầy đủ

Tiếng việt

NP

Null Packets

Gói rỗng

NPD

Null-Packet Deletion

Xóa gói rỗng

NIT



Bảng thông tin chƣơng trình

PAPR

Peak to Average Power Ratio

Công suất đỉnh

PRBS

Pseudo-Random Binary Sequence

Chuỗi giả ngẫu nhiên nhị phân

PES

Packetised Elementary Stream

Dòng cơ bản đóng gói

PER

Packet Error Rate

Tốc độ sửa lỗi gói

PLL

Phase-Locked Loop


Nhãn nhận dạng chƣơng trình

7


Thuật
ngữ

Tiếng anh đầy đủ

Tiếng việt

PMT

Program Map Table

Bảng bản đồ chƣơng trình

PS

Program stream

Dòng chƣơng trình

PSI

Program Specific Information

Thông tin đặc tả chƣơng trình

Hầu nhƣ không có lỗi

QPSK

Quaternary Phase Shift Keying

Điều chế dịch pha vuông góc

RDS

Radio Data System

Hệ thống dữ liệu vô tuyến

RS

Reed-Solomon

Mã sửa lỗi

SD

Standard Definition(Video)

Độ phân giải theo tiêu chuẩn

SDT

Service Description Table


Thông tin về dịch vụ

Q

R

S

8


Thuật
ngữ

SIT

Tiếng anh đầy đủ

Tiếng việt
Bảng thông tin lựa chọn

Selection Information Table

SMAT Satellite Master Antenna Television
V

Hệ thống thu truyền hình vệ tinh
bằng anten chung

SP


TDMB

Terrestrial
broadcasting

TPS

Transmission Parameter Signalling

Báo hiệu tham số truyền dẫn

TS

Time slot

Khe thời gian

TS

Transport Stream

Dòng truyền tải

TSDT

Transport Stream Description Table

Bảng mô tả dòng truyền tải


phổ biến

9


Thuật
ngữ

Tiếng anh đầy đủ

Tiếng việt

UTC

Universal Time Co-ordinated

Phối hợp thời gian chung

UP

User Packet

Gói sử dụng

UPL

User Packet Length

Chiều dài gói dữ liệu sử dụng


GPS

Global Positioning System

Hệ thống định vị toàn cầu

GSE

Generic Stream Encapsulation

Dòng tổng hợp

V

G

10


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... 1
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT .............................................................................................. 2
DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................. 15
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................................ 17
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 19
CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN TRUYỀN HÌNH TƢƠNG TỰ, TRUYỀN HÌNH SỐ .. 20
1.1.TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT TRUYỀN HÌNH TƢƠNG TỰ ........................... 20
1.1.1.Nguyên tắc truyền hình tƣơng tự và sơ đồ khối ............................................... 20
1.1.2. Nguyên lý tạo tín hiệu Video ........................................................................... 21
1.1.3. Quá trình quét .................................................................................................. 23

2.4.4. Tiêu chuẩn truyền hình số vệ tinh DVB-S2 ................................................... 59
2.4.4.1. Công nghệ truyền dẫn theo tiêu chuẩn DVB-S2 [5] ................................... 59
2.4.4.2. So sánh tiêu chuẩn DVB-S và DVB-S2...................................................... 65
2.4.4.3.Hiện trạng sử dụng truyền hình số tiêu chuẩn châu âu DVB-S và DVB-S2 tại
Việt Nam ................................................................................................................. 72
2.4.5. Tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T ..................................................... 74
2.4.5.1. Giới thiệu chung ........................................................................................ 74
2.4.5.2. Sơ đồ hệ thống truyền hình theo tiêu chuẩn DVB-T................................. 75
2.4.6. Truyền hình số mặt đất DVB-T2 ..................................................................... 84
2.4.6.1. Giới thiệu ................................................................................................... 84
2.4.6.2. Một số nội dung chính trong tiêu chuẩn DVB-T2 .................................... 84

12


2.4.6.3. So sánh tiêu chuẩn DVB-T2 với DVB-T ..................................................... 89
2.4.7.Truyền hình số DVB – H .................................................................................. 91
2.4.7.1. Giới thiệu tổng quan về tiêu chuẩn DVB-H .............................................. 91
2.4.7.2. Tính năng bổ sung cho DVB-T để hỗ trợ thiết bị đầu cuối cầm tay DVB-H
................................................................................................................................ 92
2.4.8.Truyền hình số cáp DVB - C (Digital Video Broadcasting- Cable) ................ 95
2.4.8.1. Giới thiệu chung ........................................................................................ 95
2.4.8.2 Hệ thống truyền hình cáp .......................................................................... 95
2.4.8.3.Truyền hình số qua mạng cáp DVB – C2 .................................................. 99
2.5.Kết luận .................................................................................................................. 102
CHƢƠNG 3: TIÊU CHUẨN DVB-H ........................................................................ 107
3.1.Cấu trúc và nguyên lý cơ bản của công nghệ truyền hình di động ....................... 107
3.2.Các yếu tố kỹ thuật chính ...................................................................................... 108
3.3. Phổ tần và băng thông dành cho DVB-H ............................................................ 110
3.4. Dung lƣơng ghép DVB-H và C/N yêu cầu .......................................................... 111

Hình 2.2. Phổ tín hiệu điều chế 8- VSB .................................................................................... 44
Hình 2.3. Sơ đồ hệ thống máy phát VSB ................................................................................... 44
Hình 2.4. Sơ đồ hệ thống truyền hình số theo tiêu chuẩn ISDB ............................................... 48
Hình 2.5. OFDM phân chia dải tần (Band Segmented OFDM) ............................................... 50
Hình 2.6. Cấu trúc hệ thống phát ............................................................................................ 56
Hình 2.7. Ánh xạ bit trong không gian tín hiệu ........................................................................ 58
Hình 2.8. Hệ thống truyền dẫn DVB-S2 ................................................................................... 61
Hình 2.9. Dạng dữ liệu ............................................................................................................. 61
Hình 2.10. Mode tương thích ngược ( điều chế phân cấp) ....................................................... 64
Hình 2.11. Biểu đồ thể hiện chất lượng các phương pháp điều chế [5] ................................... 66
Hình 2.12. Ví dụ về ma trận và các điểm kiểm tra ................................................................... 67
Hình 2.13. So sánh hiệu suất của DVB-S và DVB-S2............................................................... 71
Hình 2.14. Bộ điều chế DVB-S2 tự động điều chỉnh tỷ lệ mã hóa và mode điều chế ............... 71
Hình 2.15. Sơ đồ khối chức năng hệ thống [7] ......................................................................... 75
Hình 2.16. Các tia sóng đến trong k hoảng thời gian bảo vệ .................................................. 79
Hình 2.17. Mô hình hệ thống theo tiêu chuẩn DVB-T2 ........................................................... 84
Hình 2.18. Cấu trúc DVB-T2 .................................................................................................... 85
Hình 2.19. Mật độ phổ công suất đối với các mode của kênh 8MHz [9] ............................... 86
Hình 2.20. Phương thức điều chế 256 QAM ........................................................................... 87

15


Hình 2.21. Kết quả của chòm sao xoay so với không xoay ..................................................... 88
Hình 2.22. Mô hình MISO ........................................................................................................ 89
Hình 2.23. Sơ đồ mã hóa và truyền sóng DVB-H .................................................................... 92
Hình 2.24. Sơ đồ khối trong trạm thu và phát truyền hình cáp ............................................... 97
Hình 2.25. Chuyển byte sang symbol khi điều chế 64QAM .................................................... 98
Hình 2.26. Khối điều chế QAM................................................................................................ 98
Hình 2.27. Mô hình hệ thống DVB-C2 .................................................................................... 99

Bảng 2.8. Các ví dụ về tốc độ bit hữu ích tối đa đối với băng thông transponder [4] ............. 59
Bảng 2.9. Các thông số mã hóa (đối với FECFRAME bình thường nldpc = 64800 bit) ........... 61
Bảng 2.10. Các thông số Mã hóa (đối với FECFRAME ngắn nldpc = 16.200bit)..................... 62
Bảng 2.11. Các đa thức BCH (đối với FECFRAME bình thường nldpc = 64.800 bit) .............. 62
Bảng 2.12. Các đa thức BCH (đối với FECFRAME ngắn nldpc = 16.200 bit) ......................... 63
Bảng 2.13. Bảng so sánh tiêu chuẩn DVB-S và DVB-S2 [6]................................................... 72
Bảng 2.14. Số lượng gói mã sửa sai RS trên siêu khung OFDM ở với tốc độ mã và điều chế
khác nhau .................................................................................................................................. 80
Bảng 2.15. Tổng tốc độ dòng dữ liệu ........................................................................................ 82
Bảng 2.16. Giá trị C/N cần thiết để đạt được BER = 2x10-4 sau bộ giải mã Viterbi (trong kênh
8MHz điều chế có phân cấp α, điều chế 16 QAM). .................................................................. 82
Bảng 2.17. Giá trị C/N cần thiết để đạt được BER = 2x10-4 sau bộ giải mã Viterbi (trong kênh
8MHz điều chế có phân cấp α, điều chế 64 QAM) ................................................................... 83
Bảng 2.18. Giá trị C/N cần thiết để đạt được BER = 2x10-4 sau bộ giải mã Viterbi (Trong
kênh 8MHz điều chế không phân cấp) ...................................................................................... 83

17


Bảng 2.19. So sánh DVB-T2 so với DVB-T .............................................................................. 90
Bảng 2.20. So sánh các tham số mạng đơn tần ....................................................................... 91
Bảng 2.21. DVB-H chỉ dẫn dịch vụ .......................................................................................... 94
Bảng 2.22. Bít hữu ích (Mbit/s) cho hệ thống không phân cấp trong kênh 8 MHz .................. 94
Bảng 2.23. Tham số khác nhau của DVB-H phương thức truyền dẫn OFDM ........................ 95
Bảng 2.24. Tốc độ đường truyền DVB-C ................................................................................. 99
Bảng 2.25. So sánh các tính năng của DVB-C2 so với DVB-C ............................................. 101
Bảng 2.26. Các nước tiêu biểu phát triển mạnh về truyền hình số mặt đất DVB-T [11] ....... 104
Bảng 3.1. Tỉ số C/N cho chế độ 8K nhận Video ..................................................................... 112
Bảng 3.2. Tỉ số C/N cho chế độ 8K nhận âm thanh ................................................................ 113


tồn tại cho đến ngày nay (tất nhiên đƣợc cải tiến theo thời gian, đặc biệt từ khi có tivi
màu)
Là kỹ thuật truyền hình mặt đất bằng tín hiệu analog, đƣợc biết đến với dạng
hình sin (khác với truyền hình kỹ thuật số đƣợc số hóa ra những con số 0, 1).Đặc biệt,
chuẩn analog chỉ cho phép phát đƣợc một chƣơng trình trên mỗi kênh, rất lãng phí tài
nguyên tần số (chuẩn của truyền hình kỹ thuật số mặt đất cho phép phát tới 8 chƣơng
trình).Truyền hình đen trắng là bƣớc mở đầu cho việc truyền các hình ảnh đi xa. Nó
đƣợc nghiên cứu và chế tạo vào những năm 60 với những ống thu hình Vidicon.Truyền
hình đen trắng đã đƣợc 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 cao, chất lƣợng hoàn hảo. Nhƣng truyền hình đen trắng lại có nhƣợc điểm là
không có khả năng truyền đi các hình ảnh có màu sắc nhƣ trong thực tế.
1.1.1.Nguyên tắc truyền hình tƣơng tự và sơ đồ khối
Hệ thống truyền hình là một loạt các thiết bị cần thiết để đảm bảo các quá trình
phát và thu các hình ảnh thấy trong thực tế. Truyền hình đƣợc dùng vào nhiều mục
đích khác nhau. Tuỳ theo từng mục đích của truyền hình mà xác định chỉ tiêu kỹ thuật
của hệ thống cho phù hợp. Mục đích chính là ảnh truyền đi phải trung thực, chất lƣợng
ảnh càng cao thì thiết bị của hệ thống truyền hình càng phức tạp, cồng kềnh và phải
tuân thủ các nguyên tắc sau:
 Ảnh của vật cần truyền đi qua hệ thống quang học của máy quay hội tụ trên
Katốt quang điện của bộ chuyển đổi ảnh tín hiệu. Ở bộ chuyển đổi này ảnh
quang đƣợc chuyển đổi thành tín hiệu điện nghĩa là chuyển đổi năng lƣợng ánh
sáng thành năng lƣợng điện.

20


 Hình ảnh là tin tức cần truyền đi, tín hiệu điện mang tin tức về hình ảnh đƣợc
gọi là tín hiệu hình hay tín hiệu Video. Quá trình chuyển đổi ảnh quang thành
tín hiệu điện là quá trình phân tích ảnh. Dụng cụ chủ yếu để thực hiện sự phân


A
B

3
4

Điểm ảnh Z

Hình 1.2. Quét lần lượt
- Các dòng đƣợc quét theo thứ tự từ mép trái dòng 1 sang mép phải dòng A và quay
về phía trái theo nét rời. Rồi lại bắt đầu từ mép trái dòng 2 quét về mép phải dòng B
sau đó lập tức quay về mép trái dòng 3.... Cứ nhƣ vậy dòng điện tử quét từ phía trên
xuống đến Z. Nhƣ vậy là kết thúc việc phân tích một ảnh. Sau đó tia điện tử quay
nhanh về mép trái dòng một của ảnh thứ 2 quá trình trên xảy ra liên tiếp với ảnh thứ 3,
thứ 4...
Ƣu điểm: Phƣơng pháp đơn giản, thiết bị đơn giản, cũng nhƣ đơn giản về đồng bộ.
Nhƣợc điểm: Phổ thị tần rất rộng 13MHz.
b.Quét xen kẽ
Phƣơng pháp quét xen kẽ giống phƣơng pháp quét lần lƣợt ở chỗ dòng điện tử
cũng quét từ trên xuống dƣới, từ trái qua phải và các dòng điện tử quét ngƣợc cũng
đƣợc xoá. Điểm khác cơ bản là một ảnh đƣợc chia thành 2 mành và thực hiện quét theo
nguyên lý sau. Mỗi ảnh đƣợc truyền làm hai lƣợt, lƣợt đầu truyền tất cả các dòng lẻ
(1,3,5,7...) gọi là mành lẻ. Lƣợt hai truyền tất cả các dòng chẵn (2,4,6..) gọi là mành
chẵn.

22


Hƣớng dòng quét

Tín hiệu video tổng hợp đƣợc tạo ra từ camera gồm: Thông tin video, tín hiệu
đồng bộ, tín hiệu xoá. Tín hiệu video truyền đi những thông tin sau đây.
-

Mức xoá, mức đồng bộ.

-

Mức đen chuẩn.

-

Mức sáng trung bình.

-

Chi tiết ảnh.

-

Giá trị màu.

-

Tín hiệu video có mức một chiều (DC) chuẩn 0v hoặc biểu diễn mức đen. Mức

thu 2 (chuẩn +0,7v) biểu diễn mức trắng, mức xám nằm giữa 0v và 0,7v.
Thông tin đồng bộ gồm thông tin về:
-


1.2.TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT TRUYỀN HÌNH SỐ
1.2.1. Nguyên tắc truyền hình số và sơ đồ khối
Các hệ thống truyền hình phổ biến hiện nay nhƣ: NTSC, PAL, SECAM là các
hệ thống truyền hình tƣơng tự. Tín hiệu Video là hàm liên tục theo thời gian. Tín
hiệu truyền hình tƣơng tự chịu ảnh hƣởng của nhiều yếu tố (nhiễu và can nhiễu từ
nội bộ hệ thống và từ bên ngoài) làm giảm chất lƣợng hình ảnh.
Để khắc phục những hiện tƣợng này ngƣời ta mã hóa tín hiệu hình ở dạng số
để xử lý. Truyền hình số có những ƣu điểm sau:
Có thể tiến hành rất nhiều quá trình xử lý trong Studio (trung tâm truyền hình)
mà tỉ số S⁄ N không giảm (biến đổi chất lƣợng cao). Trong truyền hình tƣơng tự thì
việc này gây ra méo tích lũy(mỗi khâu xử lý đều gây méo).
Dễ sử dụng thiết bị tự động kiểm tra và điều khiển nhờ máy tính.
Có khả năng lƣu tín hiệu số trong các bộ nhớ có cấu trúc đơn giản và sau đó
đọc nó với tốc độ tùy ý.
Khả năng truyền trên cự ly lớn: tính chống nhiễu cao (do việc cài mã sửa lỗi,
chống lỗi, bảo vệ...).
Dễ tạo dạng lấy mẫu tín hiệu, do đó dễ thực hiện việc chuyển đổi hệ truyền
hình, đồng bộ từ nhiều nguồn khác nhau, dể thực hiện những kỹ xảo trong truyền hình.
Các thiết bị số làm việc ổn định, vận hành dễ dàng và không cần điều chỉnh các
thiết bị trong khi khai thác.
Có khả năng xử lý nhiều lần đồng thời một số tín hiệu (nhờ ghép kênh phân

25