HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
-------------------------------------

NGÔ ĐỨC DŨNG

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG CAN NHIỄU GIỮA
DVB-T VÀ LTE-A TẠI BĂNG TẦN 700 MHZ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
(Theo định hướng ứng dụng)

HÀ NỘI - 2017


HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
-------------------------------------

NGÔ ĐỨC DŨNG
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG CAN NHIỄU GIỮA
DVB-T VÀ LTE-A TẠI BĂNG TẦN 700 MHZ
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG
MÃ SỐ : 60.52.02.08

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
(Theo định hướng ứng dụng)
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. LÊ NHẬT THĂNG

HÀ NỘI - 2017


i


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. i
LỜI CÁM ƠN .................................................................................................. ii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................... vi
DANH MỤC HÌNH VẼ ............................................................................... viii
DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................. x
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
Chương I: Tổng quan về truyền hình số mặt đất DVB-T ........................... 3
1.1 Lý do Việt Nam chọn hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T ....... 3
1.2 Các hệ thống truyền hình số quảng bá................................................ 3
1.3 Tiêu chuẩn DVB-T ................................................................................ 4
1.3.1 Giới thiệu về truyền hình số mặt đất DVB-T [8] ........................ 4
1.3.2 Tiêu chuẩn nén MPEG-2 [13] ....................................................... 6
1.3.3 Tổng quan kỹ thuật điều chế COFDM ........................................ 8
1.3.4 Sơ đồ khối của hệ thống DVB-T [1] ............................................. 9
1.4 Đặc điểm của hệ thống DVB-T .......................................................... 10
1.4.1 Ưu điểm của DVB-T so với truyền hình tương tự .................... 10
1.4.2 Nhược điểm của hệ thống DVB-T .............................................. 12
1.5 Cấp phát băng tần ............................................................................... 12
1.5.1 Quá trình số hóa truyền hình ...................................................... 12
1.5.2 Lợi ích của số hóa truyền hình.................................................... 13
1.6 Kết luận chương 1 ............................................................................... 13
Chương II: Hệ thống LTE-A ....................................................................... 15
2.1 Hệ thống thông tin di động 4G LTE-A ............................................. 15
2.1.1 Tổng quan LTE-A ........................................................................ 15
2.1.2 Ứng dụng của LTE-A trong đời sống [4] ................................... 17
2.1.3 Kiến trúc mạng của LTE-A [6] ................................................... 18
2.1.4 Băng thông và phổ tần ................................................................. 21
2.2 Những công nghệ đề xuất cho LTE-A [12] ....................................... 23

3.5.4 Nhận xét ........................................................................................ 60
3.6 Suy hao đường truyền sóng ................................................................ 60
3.7 Kết luận chương 3 ............................................................................... 65


v

KẾT LUẬN .................................................................................................... 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 67


vi

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
3GPP
ARQ
AS
COFDM
DVB-C
DVB-S
DVB-T
EIRP
FDD
HARQ
IEC
I/N
IMT-2000
IMT-A
ISO

Advanced
International Organization for
Standardization
Long Term Evolution
Long Term EvolutionAdvanced
Medium Access Control
Multiple Input Multiple Output
Moving Picture Experts Group
Phase 2

Nghĩa tiếng Việt
Hiệp hội viễn thông 3GPP (dự
án đối tác thế hệ thứ 3)
Yêu cầu lặp lại tự động
Truy cập lớp không khí
Ghép kênh phân chia theo tần số
trực giao kết hợp với mã kênh
Quảng bá video truyền hình cáp
Quảng bá video truyền hình số
vệ tinh
Quảng bá video truyền hình số
mặt đất
Công suất bức xạ đẳng hướng
tương đương
song công theo tần số
yêu cầu lặp lại tự động kết hợp
Ủy ban Kỹ thuật điện tử quốc tế
Tỷ số công suất tín hiệu can
nhiễu trên công suất tạp âm
Viễn thông di động quốc tế

Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing
Orthogonal FrequencyDivision Multiple Access
Packet Data Convergence
Protocol
Packet Data Units
Physical layer
Quadrature Amplitude
Modulation
Quality of Service
Quadrature phase-shift keying
Radio Link Control
Radio Resource Control
Signal Noise Rate
Time Division Duplex
User Equipment
Universal Terrestrial Radio
Access Network

Tầng lớp phòng không truy cập
Ghép kênh phân chia theo tần số
trực giao
Đa truy cập phân tần trực giao
Giao thức hội tụ dữ liệu gói
Các đơn vị dữ liệu gói
Lớp vật lý
Điều chế biên độ vuông góc
Chất lượng dịch vụ
Điều chế pha tín hiệu số
Kiểm soát liên kết vô tuyến
Kiểm soát tài nguyên vô tuyến

hình .................................................................................................................. 39
Hình 3.1 Các cell của DVB-T và LTE [3] ....................................................... 43
Hình 3.2 Can nhiễu giữa trạm gốc LTE và máy phát DVB-T [3] ................... 44
Hình 3.3 Can nhiễu từ thiết bị người dùng LTE tới máy thu DVB-T ở ngoài
trời [9] ............................................................................................................. 45
Hình 3.4 Can nhiễu từ máy thu LTE tới DVB-T ở trong nhà [9] .................... 45
Hình 3.5 Mặt nạ phát xạ phổ tần trạm DVB-T. .............................................. 47
Hình 3.6 Receiver blocking mask của trạm gốc LTE...................................... 49


ix

Hình 3.7 Suy hao do tòa nhà, vật cản [7] ....................................................... 61
Hình 3.8 Suy hao dựa trên khoảng cách ......................................................... 63
Hình 3.9 Mối quan hệ giữa công suất và khoảng cách bảo vệ ....................... 64


x

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1 Sắp xếp kênh băng tần 700 MHz ..................................................... 45
Bảng 3.2 Các tham số của DVB-T [5] ............................................................ 46
Bảng 3.3 Các đặc tính cơ bản của trạm gốc LTE [5] ..................................... 47
Bảng 3.4 Các đặc tính của UE ........................................................................ 49
Bảng 3.5 Các tham số tín hiệu nhiễu DTT và LTE [9] ................................... 54
Bảng 3.6 Tham số ngân sách liên kết ở băng tần 700 MHz [9] ..................... 55
Bảng 3.7 Khoảng cách tối thiểu giữa UE và máy thu DTT, cho các kênh DTT
khác nhau, với hoặc thiếu Band Pass Filter [9] ............................................. 59
Bảng 3.8 Các tham số tại các vùng [7]........................................................... 62




2

Vậy vấn đề cấp thiết cần đặt ra đó là làm sao để DVB-T và LTE-A hoạt động
ở băng tần 700 MHz hiệu quả không gây can nhiễu cho nhau.


3

Chương I: Tổng quan về truyền hình số mặt đất DVB-T
1.1 Lý do Việt Nam chọn hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T
Có rất nhiều lý do để hệ thống truyền hình số mặt đất theo chuẩn DVB-T được
chọn để triển khai tại Việt Nam.
 Hệ thống truyền hình số mặt đất phù hợp với địa hình có nhiều đồi núi của
Việt Nam.
 Hệ thống truyền hình số mặt đất chuẩn DVB-T thích hợp với truyền hình tương
tự hệ PAL hiện đang được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam. Điều này giúp tiết
kiệm chi phí, có thể phát triển dựa trên nền tảng truyền hình tương tự. Ngoài
ra nó còn phù hợp với mạng lưới 220v, 50 Hz tại Việt Nam.
 Việt Nam là nước đang phát triển và trong xu thế hội nhập quốc tế. Việc triển
khai hệ thống truyền hình số mặt đất theo chuẩn DVB-T giúp Việt Nam có thể
thuận lợi trao đổi, tiếp thu những tiến bộ khoa học kỹ thuật trong việc triển
khai và sử dụng truyền hình số DVB-T từ rất nhiều nước đang sử dụng hệ
truyền hình này.
 DVB-T phù hợp với dải băng tần 8 MHz đang được sử dụng tại Việt Nam và
phù hợp với tiêu chuẩn phát số qua vệ tinh của châu Âu đang sử dụng tại Việt
Nam (DVB-S).

1.2 Các hệ thống truyền hình số quảng bá

được tiêu chuẩn hóa vào năm 1997 do Viện tiêu chuẩn truyền thông châu Âu (ESTI:
European Telecommunication standards institute). Hiện nay tiêu chuẩn này đã được
các nước châu Âu và các nước khác trên thế giới thừa nhận. Năm 2001 đài truyền
hình Việt Nam đã quyết định chọn nó làm tiêu chuẩn để phát sóng truyền hình mặt
đất. DVB-T là sơ đồ truyền dựa trên tiêu chuẩn MPEG-2, là một phương pháp phân
phối từ một điểm tới nhiều điểm video và audio số chất lượng cao có nén. Nó là sự
thay thế có tăng cường tiêu chuẩn truyền hình quảng bá tương tự vì DVB cung cấp
phương thức truyền dẫn linh hoạt để phối hợp video, audio và các dịch vụ dữ liệu.


5

Trong truyền hình số mặt đất không thể sử dụng phương pháp điều chế đơn sóng
mang được vì multipath (hiệu ứng đa đường) sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến chỉ tiêu
kỹ thuật của truyền sóng mang đơn tốc độ cao vì lý do này OFDM đã được sử dụng
cho tiêu chuẩn truyền hình mặt đất DVB-T.
Hệ thống truyền hình số mặt đất hoạt động trong kênh 6, 7 hoặc 8 MHz với
ghép kênh COFDM, với 1705 sóng mang (2K hệ thống) hoặc 6817 sóng mang (8K
hệ thống). Tốc độ có thể thay đổi từ 5 – 31.7 Mbit/s. Hệ thống DVB-T cho phép phát
sóng đồng thời lên tới 6 chương trình trên cùng một băng thông trên mặt đất. Các mã
hóa kênh được thực hiện để giảm bớt ảnh hưởng của các kênh trên các tín hiệu phát
sóng, do đó làm giảm số lượng các lỗi.

Hình 1.1 Kiến trúc tiêu chuẩn của DVB
Về điều chế, Digital Video Broadcasting cable (DVB-C) sử dụng điều chế 64QAM, với sáu bit dữ liệu mỗi biểu tượng; Digital Video Broadcasting Satellite (DVB-


6

S) sử dụng điều chế QPSK; sóng con truyền hình số hoạt động trên tần số lên đến 10

Dư thừa không gian (Spatial redundancy) xảy ra do các vùng (pat) của một
bức ảnh (picture) (được gọi là pels) được nhân bản (với thay đổi rất nhỏ) trong một
khung hình phim ảnh duy nhất.
Rõ ràng, không phải lúc nào cũng có thể nén mọi khung hình của một đoạn
phim ảnh (phim ảnh clip) với cùng mức độ - một số phần của một clip có thể có dư
thừa không gian thấp (ví dụ như nội dung bức tranh phức tạp), trong khi một số phần
khác có thể có dư thừa thời gian thấp (ví dụ như trình tự chuyển động nhanh). Do đó,
các dòng phim ảnh đã nén sẽ có tốc độ bít biến đổi, phù hợp với tốc độ truyền. Yếu
tố chính để kiểm soát tốc độ truyền dẫn là đặt dữ liệu đã nén trong một bộ nhớ đệm
theo thứ tự giảm dần. Nén có thể được thực hiện bằng cách loại bỏ một số thông tin
có chọn lọc. Chúng ta có thể đảm bảo tốc độ bít mà vẫn đạt được hình ảnh có chất
lượng tốt (suy giảm tối thiểu chất lượng hình ảnh) bằng cách bỏ bớt một số thông tin
quá chi tiết và giữ lại các nội dung chính.
Các hoạt động cơ bản của bộ mã hóa được thể hiện như hình dưới đây:

Hình 1.2 Hoạt động cơ bản của bộ mã hóa MPEG-2
MPEG-2 bao gồm một loạt các cơ chế nén. Do đó, một bộ mã hóa phải sử
dụng cơ chế nén phù hợp nhất với một cảnh hoặc một chuỗi cảnh cụ thể. Nhìn chung,
mức độ thích hợp của cơ chế nén được lựa chọn tỉ lệ thuận với chất lượng ảnh tại
cùng một tốc độ bít truyền nhất định. Trong hình 1.2, nén Run-Length (nén loạt dài)


8

là một hình thức nén dữ liệu rất đơn giản mà ở đó các chuỗi dữ liệu có giá trị giống
nhau trong nhiều thành phần dữ liệu liên tiếp, được lưu trữ như một giá trị duy nhất
thay vì nhiều giá trị. Trong thực tế, có nhiều bộ giải mã MPEG-2 khác nhau với nhiều
tùy chọn kết nối, nhiều khả năng khác nhau (gồm cả khả năng xử lý phim ảnh chất
lượng cao và khả năng xử lý khi gặp lỗi).
- Nén âm thanh MPEG-2

 COFDM ít bị ảnh hưởng bởi thời gian lấy mẫu
 Chịu đựng tốt với nhiễu xung và nhiễu xuyên kênh liên hợp.

1.3.4 Sơ đồ khối của hệ thống DVB-T [1]
Sơ đồ khối của hệ thống DVB-T được minh họa ở hình vẽ dưới đây:

Hình 1.3 Sơ đồ khối của DVB-T
Trong đó
 Phía phát
+ 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 hóa.
+ Tín hiệu Video có tốc độ bit rất lớn, chẳng hạn chuẩn CCIR 601 thì tốc độ bit lên
đến 270 Mbps. Để các kênh truyền hình quảng bá có độ rộng 8 MHz có thể đáp ứng
cho việc truyền tín hiệu số, cần phải giảm tốc độ bit bằng cách nén tín hiệu video.
- Mã hóa nguồn dữ liệu (source coding)


10

Mã hóa nguồn dữ liệu thực hiện nén số ở các tần số nén khác nhau. Việc nén
được thực hiện bằng bộ mã hóa MPEG-2. Việc mã hóa 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 vậy, việc nén dựa trên nguyên
lý tai nghe người khó phân biệt âm thanh trầm nhỏ so với âm thanh lớn khi chúng có
tần số lân cận nhau và những bit thông tin trầm nhỏ này có thể bỏ đi và không được
sử dụng.
Mã hóa nguồn chỉ liên quan đến đặc tính của nguồn. Phương tiện truyền phát
không ảnh hưởng gì đến mã hóa nguồn.

 Có thể tiếng hành nhiều quá trình xử lý trong studio (trung tâm truyền hình)
mà không biến đổi chất lượng. Trong khi truyền hình tương tự thì gây ra méo
tích lũy (Mỗi khâu xử lý đều gây méo).
 Thuận lợi cho quá trình đọc, có thể ghi vô hạn lần mà chất lượng không giảm
 Dễ sử dụng thiết bị tự đông kiểm tra và điều khiển nhờ máy tính,
 Có khả năng lưu tín hiệu số trong các bộ nhớ có cấu trúc đơn giản và sau đó
nó đọc với tốc độ tùy ý.
 Khả năng truyền trên cự ly lớn: Tính chống can 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, dễ thực hiện 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
chia theo thời gian).
 Có khả năng thu tốt trong truyền sóng đa đường. Hiện tượng bóng ma thường
xảy ra trong hệ thống truyền hình tương tự do tín hiệu truyền đến máy thu theo


12

nhiều đường. Việc tránh nhiễu đồng kênh trong hệ thống thông tin số cũng
làm giảm đi hiện tượng này trong truyền hình quảng bá.
 Tiết kiệm được phổ tần nhờ sử dụng các kỹ thuật nén băng tần, tỷ lệ nén có
thể lên tới 40 lần mà hầu như người xem không nhận biết được sự suy giảm
chất lượng. Từ đó có thể truyền được nhiều chương trình trên một kênh sóng,
trong khi truyền hình tương tự mỗi chương trình phải dùng một kênh sóng
riêng.
 Có khả năng truyền hình đa phương tiện, tạo ra loại hình thông tin 2 chiều,

Đối với truyền hình số mặt đất: băng tần 470-694 MHz (các kênh 21-48) cần
định hướng sử dụng ổn định lâu dài cho truyền hình số mặt đất. Băng tần 694-806
MHz sẽ dành cho truyền hình số sử dụng tạm thời trong giai đoạn trước năm 2020.

1.5.2 Lợi ích của số hóa truyền hình
Truyền hình số mặt đất đem lại rất nhiều lợi ích. Đầu tiên là chất lượng chương
trình truyền hình cao hơn hẳn so với truyền hình tương tự, với âm thanh hình ảnh
trung thực và sắc nét, không có hiện tượng bóng ma như trong truyền hình tương tự.
Thứ hai, một trong những ưu điểm nổi bật của truyền hình số là đem lại hiệu quả sử
dụng tần số.
Nếu như với truyền hình tương tự, chỉ có thể truyền tải một kênh chương trình
truyền hình trên một kênh tần số 8 MHz, thì với kỹ thuật số tiêu chuẩn DVB-T2 cho
phép truyền tải khoảng 20 chương trình truyền hình SD trên một kênh 8 MHz, nghĩa
là truyền hình số sẽ cần ít phổ tần số hơn số với truyền hình tương tự. Chính vì vậy,
sau khi hoàn thành số hóa truyền hình sẽ có một phần băng tần dành cho truyền hình
sẽ dôi dư. Băng tần này được gọi là Băng tần lợi ích số hóa truyền hình (gọi là băng
tần Digital Dividend). Băng tần Digital Dividend được ITU-R đánh giá là băng tần
tiềm năng cho công nghệ thông tin di động băng rộng IMT-Advanced (4G/LTE/LTEA).

1.6 Kết luận chương 1
Với nhiều ưu điểm vượt trội so với truyền hình tương tự, truyền hình số mặt
đất sẽ phát triển mạnh trên toàn thế giới. Công nghệ, kỹ thuật sử dụng trong truyền