BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB –
T2 VÀ ỨNG DỤNG TẠI ĐÀI TRUYỀN HÌNH VIỆT NAM

ĐỖ XUÂN QUỲNH

HÀ NỘI - 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T2
VÀ ỨNG DỤNG TẠI ĐÀI TRUYỀN HÌNH VIỆT NAM

ĐỖ XUÂN QUỲNH
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
MÃ SỐ: 60520203

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. NGUYỄN HỮU TRUNG

HÀ NỘI - 2016

LỜI CAM ĐOAN

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 DVB-T2 trên thế giới, cần nghiên cứu các tiêu
chuẩn của DVB- T, những bất cập, tồn tại khi triển khai ở Việt Nam, đồng thời
nghiên cứu cấu trúc, đặc tính kỹ thuật cơ bản, và những tính năng ưu việt của tiêu
chuẩn DVB-T2. Từ đó đề xuất lựa chọn giải pháp công nghệ hợp lý nhất cho hệ
thống truyền hình số mặt đất tại Việt Nam trong những năm tới. Từ mục đích như
vậy, tôi lựa chọn đề tài: ”Công nghệ truyền dẫn truyền hình số mặt đất DVB-T2
và ứng dụng tại Đài truyền hình Việt Nam” làm đề tài luận văn thạc sỹ.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS. Nguyễn Hữu
Trung, cùng sự đóng góp quý báu của đồng nghiệp, bạn bè để bản luận văn này
được hoàn thành. Vì thời gian có hạn nên bản luận văn chắc chắn còn rất nhiều
thiếu sót. Tôi rất mong nhận được sự chỉ bảo của các Thầy, Cô, đồng nghiệp, bạn bè
để hoàn thiện các vấn đề đã nêu trong bản luận văn này.
Hà nội, ngày 15 tháng 9 năm 2016
Học viên

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................
MỤC LỤC................................................................................................................
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .........................................................................
DANH MỤC BẢNG BIỂU ......................................................................................


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ..............................................................................
TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN .................................................................... 1
ABSTRACT ........................................................................................................... 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T ....... 3
1.1 Hệ thống truyền hình ................................................................................... 3
1.1.1 Lịch sử phát triển .................................................................................... 3
1.1.2 Công nghệ truyền hình sơ khai-truyền hình tương tự............................... 5

3.4 Hướng phát triển DVB-T2 ........................................................................ 70
3.5 Triển khai công nghệ cho truyền hình số mặt đất tại các đài truyền hình
Việt Nam .......................................................................................................... 72
3.5.1 Khuyến nghị lựa chọn giải pháp công nghệ ........................................... 74
3.5.2 Truyền hình An Viên (AVG) ................................................................ 75
3.5.3 Truyền hình VTC .................................................................................. 77
3.5.4 Đài truyền hình Việt Nam VTV ............................................................ 79
3.6 Kết luận chương......................................................................................... 80
KẾT LUẬN .......................................................................................................... 82
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................. 81

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Tiếng Anh

Tiếng Việt

ACE

Active Constellation Extension

Mở rộng chòm sao tích cực

AFC

Automatic Frequency Control

Điều khiển tần số tự động


Binary Phase Shift Keying

Điều chế pha nhị phân

CATV

Collective Antenna Telvision

Truyền hình cáp dây dẫn

Carrier/Noise

Sóng mang/tạp âm

Coding Othogonality Fequency

Ghép kênh phân chia theo tần số

Dvision Mltiplexing

trực giao có mã

Digital Terrestrial Television

Truyền hình số mặt đất

C/N
COFDM
DTT
DiBEG


Forward Error Correction

Sửa lỗi trước (thuận)

FEF

Future Extension Frame

FFT

Fast Fourrier Transform

Biến đổi Fourrier nhanh

FIR

Finite Impulse Responese

Đáp ứng xung hữu hạn

GI

Guard Intervalman

Khoảng bảo vệ

High Definitiom Television

Truyền hình độ phân giải cao


IPTV

Internet Protocol Television

Truyền hình IP

Integrated Services Digital

Truyền hình số các dịch vụ

Broadcasing

tích hợp

Inter-Symbol Interference

Nhiễu liên ký tự

Joint Photoghraphic Experts

Nhóm chuyên gia nghiên cứu về

Group

ảnh tĩnh

Low Density Parity Check

Mã kiểm tra ngang hành mật độ


Multi Input Single Output

Nhiều đầu vào một đầu ra

MPEG

Moving Pictures Experts Group

ISDB
ISI
JPEG
LDPC
LDTV
LP

MI

NTSC
OFDM
OIRT
PAL

Nhóm chuyên gia nghiên cứu về
ảnh động

National Television System

Hội đồng hệ thống truyền hình



Pulse Code Modulation

Điều chế xung mã

PES

Packetized Elementary Stream

Dòng cơ sở đóng gói

PLP

Physical Layer Pipes

Ống lớp vật lý

Pseudo Random Bit Sequence

Chuỗi bit giả ngẫu nhiên

PRBS
QAM

Quadrature Amplitude
Modulation

trung bình

Điều chế biên độ vuông góc


TPS

Transmission Parameter
Signalling

Báo hiệu tham số bên phát

TR

Tone Reservation

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



Bảng 3.2: Các tham số phát sóng của Đài truyền hình Việt Nam [13]. ...... 78

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Cấu trúc tổng quan của hệ thống truyền hình số .......................... 7
Hình 1.2: Chất lượng tín hiệu giữa số và tương tự ...................................... 9
Hình 1.3: Sơ đồ tổng quan hệ thống thu và phát truyền hình số ................ 11


Hình 1.4: Hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T ................................... 14
Hình 1.5: Sơ đồ khối chức năng bộ điều chế số DVB-T............................ 15
Hình 1.6: Quá trình phân tán năng lượng, mã hóa ngoài, và ghép xen ngoài
................................................................................................................. 17
Hình 1.7: Sơ đồ khối điều chế COFDM trong DVB-T .............................. 18
Hình 1.8: Biểu diễn chòm sao điều chế của QPSK, 16 QAM, và 64 QAM 21
Hình 1.9: Mô tả phân bố sóng mang của DVB-T ...................................... 21
Hình 1.10: Phân bố sóng mang khi chèn thêm khoảng bảo vệ................... 23
Hình 2.1: Mô hình cấu trúc hệ thống DVB-T2 .......................................... 28
Hình 2.2: Mô hình ứng dụng chất trượng truyền tải của DVB-T2 ............. 31
Hình 2.3: Phổ của tín hiệu lấy mẫu ........................................................... 31
Hình 2.4: Quá trình lượng tử hóa .............................................................. 34
Hình 2.5: Lấy mẫu chuẩn 4fsc NTSC ....................................................... 40
Hình 2.6: Phổ của tín hiệu lấy mẫu chuẩn 4fsc NTSC.............................. 40
Hình 2.7: Mô hình hệ thống nén video ...................................................... 41
Hình 2.8: Sự phối hợp các kỹ thuật trong JPEG và MPEG ....................... 42
Hình 2.9: Hệ thống mã hoá điểm quá tải khối dữ liệu Audio .................... 47
Hình 2.10: Sơ đồ cấu trúc mã hoá MPEG tín hiệu audio ........................... 49
Hình 2.11: Sơ đồ cấu trúc giải mã MPEG cho tín hiệu Audio ................... 50
Hình 2.12: Cấu trúc khung mức I Audio MPEG ....................................... 52
Hình 2.13: Chòm sao 16-QAM quay ........................................................ 60

truyền hình số mặt đất DVB-T2 là tiêu chuẩn chủ yếu dành cho các đầu thu cố định
và thu di động. Do vậy, DVB-T2 phải cho phép sử dụng được các hệ thống hạ tầng
anten hiện có. Từ những yêu cầu đó, luận văn đã tập trung nghiên cứu các giải pháp
kỹ thuật của hệ thống truyền hình số mặt đất DVB- T, những bất cập, tồn tại khi
triển khai ở Việt Nam, đồng thời nghiên cứu cấu trúc và những đặc tính kỹ thuật cơ
bản, những tính năng ưu việt của tiêu chuẩn DVB-T2. Từ đó đề xuất lựa chọn giải
pháp công nghệ hợp lý nhất cho hệ thống truyền hình số mặt đất tại Việt Nam trong
những năm tới. Nội dung của luận văn bao gồm:
CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT
DVB-T

CHƯƠNG 2.

CÁC KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA DVB-T2

CHƯƠNG 3.

TRIỂN KHAI HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT
ĐẤT DVB-T2 TẠI ĐÀI TRUYỀN HÌNH VIỆT NAM

ABSTRACT
Second generation DVB-T2 terrestrial digital TV standard is the DVB
Project group announced in May 6/2008. The deployment and development of new
products for this new standard has also begun. DVB-T2 inherit the success of DVBT with many improvements on increasing transmission capacity. The ability to
increase capacity is one of the main advantages of the DVB-T2. Compared with the
standard DVB-T digital television today, DVB-T2 standard minimum capacity
2



CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ
MẶT ĐẤT DVB-T
1.1 Hệ thống truyền hình
1.1.1 Lịch sử phát triển
Truyền hình có mối liên hệ mật thiết với một số loại hình truyền thống hay
nghệ thuật khác như phát thanh, điện ảnh… Tuy nhiên, chỉ sau một vài thập kỷ sơ
khai, truyền hình đã tiến những bước tiến dài và thực sự tách ra khỏi các loại hình
2


khác, trở thành phương tiện truyền thông độc lập và có sức mạnh to lớn trong việc
tạo dựng và định hướng dư luận. Việc phát sóng truyền hình đầu tiên ở Mỹ được bắt
đầu từ những năm 1930, và truyền hình chỉ thực sự phổ biến từ những năm 1950.
Những đài phát thanh như NBC, CBS, ABC… sau khi phát triển thêm hệ thống
truyền 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 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
46 Km.
• 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

xuất hiện nhu cầu giao lưu quốc tế. Chính bản thân các vấn đề sự kiện chính trị, xã
hội cũng góp phần thúc đẩy truyền hình phải tự phát triển và phát huy hơn nữa
những ưu thế của mình, từ đó dần tạo nên những đặc trưng riêng biệt trong hệ thống
các phương tiện truyền thông đại chúng hiện nay.
1.1.2 Công nghệ truyền hình sơ khai-truyền hình tương tự
Truyền hình đen trắng là bước mở đầu cho việc truyền các hình ảnh đi xa.
Nó được nghiên cứu và chế tạo vào những năm 60 của thế kỷ XX với những ống
thu hình 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.

4


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 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

Truyền hình số là tên gọi một hệ thống truyền hình mà sử dụng phương pháp
số để tạo, lưu trữ và truyền tín hiệu của chương trình truyền hình trên kênh thông
tin, 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
6


đổi tín hiệu truyền 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.

Hình 1.1: Cấu trúc tổng quan của hệ thống truyền hình số
Khi truyền qua kênh thông tin, tín hiệu truyền hình số được mã hóa kênh. Mã
hóa kênh đảm bảo chống các sai sót cho tín hiệu trong kênh thông tin. Thiết bị mã
hóa kênh phối hợp đặc tính của tín hiệu số với kênh thông tin. Khi tín hiệu truyền

chống lỗi, bảo vệ…).

• Khả năng thu di động tốt. người xem dù đi trên ôtô, tàu hỏa vẫn xem được
các chương trình truyền hình. Sở dĩ như vậy là do xử lý tốt hiện tượng
Doppler.

• 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, để thực hiện những kỹ xảo trong
truyền hình.

• Có khả năng thu tốt trong truyền sóng đa đường. Trong hệ thống truyền hình
tương tự, thường xảy ra hiện tượng bóng ma do tín hiệu truyền đến máy thu
theo 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 đến 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 hai chiều,
dịch vụ tương tác, thông tin giao dịch giũa điểm và điểm. Do sự phát triển
của công nghệ truyền hình số, các dịch vụ tương tác ngày càng phong phú đa
dạng và ngày càng mở rộng.
8


• Bảo toàn chất lượng: chất lượng của tín hiệu số và tín hiệu tương tự trong
quá trình truyền từ máy phát đến máy thu được thể hiện như hình 1.2.



Hình 1.3: Sơ đồ tổng quan hệ thống thu và phát truyền hình số
1.1.6 Các phương thức truyền dẫn tín hiệu truyền hình số
• Truyền hình số vệ tinh: Kênh vệ tinh (khác với kênh cáp và kênh phát sóng
mặt đất) đặc trưng bởi băng tần rộng và sự hạn chế công suất phát. Khuếch
đại công suất của Transponder làm việc gần như bão hòa trong các điều kiện
phi tuyến.
• Truyền hình số cáp: Điều kiện truyền các tín hiệu số trong mạng cáp tương
đối dễ hơn, vì các kênh là tuyến tính với tỷ số công suất sóng mang trên tạp
âm (C/N) tương đối lớn. Tuy nhiên độ rộng băng tần kênh bị hạn chế
(8MHZ). Đòi hỏi phải dùng các phương pháp điều chế số có hiệu quả cao
hơn so với truyền hình số qua vệ tinh.
• Truyền hình số mặt đất: Truyền hình số mặt đất có diện phủ sóng hẹp hơn so
với truyền qua vệ tinh, song dễ thực hiện hơn so với mạng cáp. Cũng bị hạn
chế bởi băng thông nên sử dụng phương pháp điều chế OFDM nhằm tăng
dung lượng dẫn qua một kênh sóng và khắc phục hiện tượng nhiễu ở truyền
hình mặt đất tương tự.
1.1.7 Các tiêu chuẩn hiện nay của hệ thống truyền hình kỹ thuật số
Chuẩn truyền dẫn truyền hình số sử dụng quá trình nén và xử lý số để có khả
năng truyền dẫn đồng thời nhiều chương trình truyền hình trong một dòng dữ liệu,
cung cấp chất lượng ảnh khôi phục thùy theo mức độ phức tạp của máy thu. Trên
thế giới có 5 nhóm tiêu chuẩn truyền hình số chính:
• ATSC (Advanced television System Committee): Tiêu chuẩn Bắc Mỹ/Hàn
Quốc.
• DVB (Digital Video Broadcasting): Tiêu chuẩn Châu Âu.
• ISDB (Intergrated Services Digital Broadcasting): Tiêu chuẩn Nhật Bản
• ISDTV/ISDB-Tb (Brazilian International Standard for Digital Television):
Tiêu chuẩn Brazil/Mỹ Latinh.
• DTMB (Chinese Standard for Digital Television): Tiêu chuẩn Trung Quốc

thế giới tồn tại song song ba tiêu chuẩn truyền hình số. Trong đó DVB-T là tiêu
chuẩn đang được ứng dụng và sử dụng rộng rãi nhất ở nhiều quốc gia.

12


DVB-T (Digital Video Broadcast – Terrestrial) là tiêu chuẩn truyền hình số
được tổ chức ETSI (European Telecommunications Standards Institute) công nhận
vào tháng 2 năm 1997.
DVB-T sử dụng kỹ thuật COFDM (Code Orthogonal Frequency Division
Multiplexing). COFDM là kỹ thuật có nhiều đặc điểm ưu việt, có khả năng chống
lại phản xạ nhiều đường, phù hợp với các vùng dân cư có địa hình phức tạp, cho
phép thiết lập mạng đơn tần (SFN – Single Frequency Network) và có khả năng thu
di động, phù hợp với các chương trình có độ nét cao HDTV. DVB-T là thành viên
của một họ các tiêu chuẩn DVB, trong đó bao gồm các tiêu chuẩn truyền hình số
qua vệ tinh, truyền hình số mặt đất và truyền hình số cáp. Phạm vi của tiêu chuẩn:
• Tiêu chuẩn này mô tả hệ thống truyền dẫn cho truyền hình số mặt đất. Nó
xác định hệ thống điều chế, mã hóa kênh dùng cho các dịch vụ truyền hình
số mặt đất nhiều chương trình như: LDTV/SDTV/EDTV/HDTV.
• Tiêu chuẩn mô tả chung hệ thống cơ bản của truyền hình số mặt đất.
• Tiêu chuẩn xác định các yêu cầu chỉ tiêu chung, và các đặc điểm của hệ
thống cơ bản, mục đích để đạt được chất lượng dịch vụ.
• Tiêu chuẩn xác định tín hiệu được điều chế số để cho phép việc tương thích
giữa các phần thiết bị được sản xuất bởi các nhà sản xuất khác nhau. Đạt
được điều này bằng cách mô tả chi tiết tín hiệu xử lý ở phía các module,
trong khi đó thì việc xử lý ở các máy thu là để mở cho các giải pháp thực
hiện khác nhau.
Sơ đồ khối của hệ thống truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn DVB-T được
thể hiện như hình 1.4: