- 6 1.1.2.2 Tỷ lệ tớn hiệu/tạp õm (S/N. - 7 1.1.2.5 Xử lớ tớn hiệu. - 8 1.1.3 Thu, phỏt và truyền dẫn tớn hiệu truyền hỡnh số. - 8 1.1.3.1 Truyền dẫn tớn hiệu truyền hỡnh số. - 8 1.1.3.2 Thu tớn hiệu truyền hỡnh số. - 26 2.2.3 Biểu diễn toỏn học của tớn hiệu OFDM. - 36 2.2.6.2Biểu diễn tớn hiệu. - 44 2.2.7.4 Điều chế tớn hiệu. - 26 Hỡnh 2.7 Tớn hiệu OFDM cú 4 súng mang con. - 27 Hỡnh 2.8 Phổ tớn hiệu OFDM với 5 súng mang. - 29 Hỡnh 2.10 Chốn khoảng thời gian bảo vệ vào tớn hiệu. - 31 Hỡnh 2.12 Biểu đồ khụng gian tớn hiệu QPSK. - 34 Hỡnh 2.13 Chựm tớn hiệu M-QAM. - 51 Hỡnh 3.7 Tớn hiệu điều chế 2-QAM. - 52 Hỡnh 3.8 Tớn hiệu điều chế 4-QAM. - 53 Hỡnh 3.9 Tớn hiệu điều chế 16-QAM. - 54 Hỡnh 3.10 Tớn hiệu khuếch đại và chuyển tiếp. - Sử dụng phương phỏp số để tạo, lưu trữ và truyền tớn hiệu của chương trỡnh truyền hỡnh trờn kờnh thụng tin mở ra một khả năng đặc biệt rộng rói cho cỏc thiết bị truyền hỡnh. - Cỏc luồng tớn hiệu này được đưa tới bộ ghộp kờnh (MUX) rồi đưa tới bộ điều chế và phỏt đi. - Ở phớa thu thực hiện quỏ trỡnh ngược lại, tớn hiệu thu sẽ được giải điều chế và đưa tới bộ phõn kờnh (DEMUX). - Tớn hiệu từ bộ phõn kờnh được giải nộn sau đú được chuyển đổi số - tương tự. - Cú khả năng xử lý nhiều lần đồng thời một số tớn hiệu (nhờ ghộp kờnh phõn chia theo thời gian. - Hiện tượng búng ma thuờng xảy ra trong hệ thống truyền hỡnh tương tự do tớn hiệu truyền đến mỏy thu theo nhiều đường.Việc trỏnh nhiễu đồng kờnh trong hệ thống thụng tin số cũng làm giảm đi hiện tượng này trong truyền hỡnh quảng bỏ. - Dải thụng của tớn hiệu tăng do đú độ rộng băng tần của thiết bị và hệ thống truyền lớn hơn nhiều so với tớn hiệu tương tự. - Việc kiểm tra chất lượng tớn hiệu số ở mỗi điểm của kờnh truyền thường phức tạp hơn (phải dựng mạch chuyển đổi số - tương tự. - 6 Để kiểm tra tỡnh trạng của thiết bị truyền hỡnh số, sử dụng cỏc hệ thống đo kiểm tra tương tự như đối với hệ thống truyền hỡnh tương tự, thụng qua đo kiểm tra tớn hiệu chuẩn. - Trong khi đú, tớn hiệu tương tự cần một băng tần 4,3 MHz. - Tỷ lệ: Signal/noise Nhiễu, tạp õm trong tớn hiệu tương tự cú tớnh chất cộng. - Đối với tớn hiệu số nhiễu là cỏc bit lỗi được khắc phục bằng mạch sửa lỗi. - 1.1.2.5 Xử lớ tớn hiệu Tớn hiệu số cú thể được chuyển đổi và xử lý tốt cỏc chức năng mà hệ thống tương tự khụng làm được hoặc gặp nhiều khú khăn. - Cỏc cụng việc tớn hiệu số cú thể thực hiện được dễ dàng là: Sửa lỗi gốc thời gian, chuyển đổi tiờu chuẩn, giảm độ rộng băng tần. - 1.1.2.6 Khoảng cỏch giữa cỏc trạm truyền hỡnh đồng kờnh Tớn hiệu số cho phộp cỏc trạm truyền hỡnh đồng kờnh thực hiện ở một khoảng cỏch gần nhau hơn nhiều so với hệ thống tương tự mà khụng bị nhiễu. - 1.1.2.7 Hiệu ứng ghost (búng ma) Hiện tượng này xảy ra trong hệ thống tương tự do tớn hiệu truyền đến mỏy thu theo nhiều đường. - 1.1.3 Thu, phỏt và truyền dẫn tớn hiệu truyền hỡnh số. - 1.1.3.1 Truyền dẫn tớn hiệu truyền hỡnh số. - Việc sử dụng kỹ thuật số để truyền tớn hiệu Video đũi hỏi phải xỏc định tiờu chuẩn số của tớn hiệu truyền hỡnh, phương phỏp truyền hỡnh để cú chất lượng ảnh thu khụng kộm hơn chất lượng ảnh trong truyền hỡnh tương tự. - Cú thể sử dụng cỏc phương thức truyền dẫn sau cho tớn hiệu truyền số. - Truyền dẫn qua cỏp đồng trục: Để truyền tớn hiệu Video số cú thể sử dụng cỏp đồng trục cao tần. - Độ rộng kờnh dựng cho tớn hiệu Video bằng khoảng 3/5 tốc độ bit của tớn hiệu. - Truyền tớn hiệu truyền hỡnh số bằng cỏp quang. - Muốn truyền tớn hiệu Video bằng cỏp quang phải sử dụng mó truyền thớch hợp. - Truyền tớn hiệu truyền hỡnh số qua vệ tinh: Kờnh vệ tinh khỏc với kờnh cỏp và kờnh phỏt súng trờn mặt đất là cú băng tần rộng và sự hạn chế cụng suất phỏt. - Cỏc tớn hiệu được điều chế M – QAM, cú thể dựng 16 – QAM hoặc 64 – QAM. - 1.1.3.2 Thu tớn hiệu truyền hỡnh số. - Sự khỏc nhau chủ yếu từ phần trung tần đến phần giải điều chế và xử lý tớn hiệu đầu ra. - Sơ đồ của một hộp SETTOP như sau: 11 Hỡnh 1.2 sơ đồ khối hộp SETTOP Tớn hiệu trung tần từ sau bộ trộn được đưa đến cỏc bộ giải điều chế tương ứng (COFDM, VSB đối với truyền hỡnh mặt đất. - Cỏc tớn hiệu đầu ra được đưa đến cỏc thiết bị tương ứng. - Vỡ thế trong tớn hiệu MPEG-2 cú cả thụng tin bổ xung mụ tả cỏc chương trỡnh truyền hỡnh. - Một kờnh truyền hỡnh quảng bỏ truyền thống khi truyền tớn hiệu truyền hỡnh số cú thể truyền trờn 6 chương trỡnh và mỗi chương trỡnh cú thể kốm theo 2 đến 4 đường tiếng. - Hệ thống cung cấp tớn hiệu truyền hỡnh số qua mạng cỏp, sử dụng cỏc kờnh cỏp cú dung lượng 7 Mhz đến 8 Mhz và phương phỏp điều chế 64 QAM. - Cả hai đều sử dụng mó Reed – Solomon, tớn hiệu pilot và đồng bộ từng đoạn dữ liệu. - Nú cú giới hạn tỷ số tớn hiệu trờn nhiễu (SNR) là 14,9dB và tốc độ dữ liệu bằng 19,3 Mb/s. - Tớn hiệu pilot được sử dụng để phục hồi súng mang tại đầu thu, được cộng thờm tại vị trớ 350 KHz phớa trờn giới hạn dưới dải tần. - Sau khi được ngẫu nhiờn húa, tớn hiệu được mó húa bởi mó Reed – Solomon. - Dữ liệu cũn được mó húa Trellis trước khi ghộp kờnh với tớn hiệu đồng bộ. - Tớn hiệu đồng bộ mành được sử dụng với 5 mục đớch. - Được sử dụng như tớn hiệu chuẩn tại đầu thu. - Xỏc định chế độ làm việc của mạch lọc tớn hiệu NTSC. - Được sử dụng như tớn hiệu dự đoỏn hệ thống. - Tớn hiệu pilot được gửi để cú thế tỏi tạo lại súng tại đầu thu. - Dữ liệu gốc được lọc bởi bộ lọc phức để tạo hai thành phần tớn hiệu đồng pha và trực pha. - DVB – C: Hệ thống cung cấp tớn hiệu truyền hỡnh số qua mạng cỏp, sử dụng cỏc kờnh cỏp cú dung lượng từ 7 đến 8 MHz và phương phỏp điều chế 64_QAM (64 Quadratue Amplitude Modulation). - Thời gian thiết bị thu chờ đợi trước khi xử lý tớn hiệu được gọi là khoảng bảo vệ Tg. - Sự chồng lấn phổ tớn hiệu làm cho hệ thống OFDM cú hiệu suất sử dụng phổ cao hơn nhiều so với phương phỏp điều chế thụng thường. - Nếu tớn hiệu OFDM cú tỷ số PAPR lớn thỡ sẽ gõy nờn nhiễu xuyờn điều chế. - Núi cỏch khỏc, hệ thống đa súng mang thực hiện chia một tớn hiệu thành một số tớn hiệu, điều chế mỗi tớn hiệu mới này trờn cỏc súng mang và truyền trờn cỏc kờnh tần số khỏc nhau, ghộp những kờnh tần số này lại với nhau theo kiểu FDM. - Tớn hiệu ghộp kờnh phõn chia theo tần số cú dải phổ khỏc nhau nhưng xảy ra đồng thời trong khụng gian, thời gian. - 2.2.3 Biểu diễn toỏn học của tớn hiệu OFDM 2.2.3.1 Trực giao Cỏc tớn hiệu là trực giao nếu chỳng độc lập với nhau. - Tớn hiệu OFDM được hỡnh thành bằng cỏch tổng hợp cỏc súng sine. - Hỡnh 2.6 minh hoạ cấu trỳc của một tớn hiệu OFDM cú bốn súng mang con. - Hỡnh 2.7 Tớn hiệu OFDM cú 4 súng mang con Trong minh hoạ này, mỗi súng mang cú số nguyờn chu kỳ trong khoảng thời gian T và số chu kỳ của cỏc súng mang kế cận nhau hơn kộm nhau đỳng một chu kỳ. - Một cỏch khỏc để xem xột tớnh chất trực giao của tớn hiệu OFDM là quan sỏt phổ của nú. - 28 Hỡnh 2.8 Phổ tớn hiệu OFDM với 5 súng mang 2.2.3.2 Tạo súng mang con sử dụng IFFT Nếu gọi di là chuỗi dữ liệu QAM phức, N là số lượng súng mang con, T là khoảng thời ký tự và fc là tần số súng mang, thỡ ký tự OFDM bắt đầu tại t=ts cú thể được viết như sau. - 29 Hỡnh 2.9 Bộ điều chế OFDM Khi tớn hiệu OFDM s(t) ở được truyền đi tới phớa thu, sau khi loại bỏ thành phần tần số cao fc, tớn hiệu sẽ được giải điều chế bằng cỏch nhõn với cỏc liờn hiệp phức của cỏc súng mang con. - (2.5) Tớn hiệu OFDM thực tế khụng khỏc gỡ hơn so với biến đổi Fourier ngược của N ký tự QAM ngừ vào. - Ảnh hưởng của ISI lờn tớn hiệu OFDM cú thể cải tiến hơn nữa bằng cỏch thờm vào một khoảng thời bảo vệ lỳc bắt đầu mỗi ký tự. - Mỗi súng mang con, trong khoảng thời gian ký tự của tớn hiệu OFDM khi khụng cú cộng thờm khoảng thời gian bảo vệ, (tức khoảng thời thực hiện biến đổi IFFT dựng để phỏt tớn hiệu), sẽ cú một số nguyờn chu kỳ. - là chiều dài khoảng thời bảo vệ, và T khoảng thời gian thực hiện biến đổi IFFT để phỏt tớn hiệu OFDM. - Hỡnh 2.10 Chốn khoảng thời gian bảo vệ vào tớn hiệu Trong một tớn hiệu OFDM, biờn độ và pha của súng mang con phải ổn định trong suốt khoảng thời gian ký tự để cho cỏc súng mang con luụn trực giao nhau. - Việc thờm vào một khoảng thời gian bảo vệ làm cho thời gian phần đột biến của tớn hiệu giảm xuống. - Hỡnh 2.11 Khoảng thời gian bảo vệ giảm ảnh hưởng của ISI Chỳng ta cú thể thấy rằng năng lượng phỏt sẽ tăng khi chiều dài của CP tăng, trong khi đú năng lượng của tớn hiệu thu và lấy mẫu vẫn giữ nguyờn. - Biểu diễn tớn hiệu dưới dạng trung bỡnh của cỏc súng mang phức liờn tục theo thời gian, với m cho trước: 32. - (2.19) Trong đú: E0 là năng lượng của tớn hiệu cú biờn độ thấp nhất. - Tớn hiệu súng mang gồm 2 thành phần vuụng gúc được điều chế bởi một tập hợp bản tin tớn hiệu rời rạc vỡ thế cú tờn là “điều chế biờn độ vuụng gúc”. - Cuối cựng, bộ lọc phớa phỏt định dạng tớn hiệu thời gian liờn tục sẽ chuyển đổi lờn tần số cao để truyền trờn cỏc kờnh. - 2.2.6.2Biểu diễn tớn hiệu Tớn hiệu trước hết được tổng hợp lại và sắp xếp hợp lý rồi được điều chế. - Khối IDFT được sử dụng để biến đổi chuỗi dữ liệu cú chiều dài N{X(k)} thành cỏc tớn hiệu rời rạc miền thời gian {x(n. - nxNnxnxf Nnn (2.22) Ở đõy là chiều dài của dải bảo vệ Tớn hiệu phỏt xf(n) sẽ truyền qua kờnh fading biến đổi thời gian chọn lọc tần số với nhiễu cộng. - Tớn hiệu thu được là. - N-1 (2.29) Sau đú tớn hiệu ở dạng nhị phõn được đưa đến khối “Sắp xếp lại” (Remapping). - Phõn bố trong kờnh dữ liệu Tớn hiệu truyền đi được tổ chức thành cỏc khung và siờu khung. - 2.2.7.4 Điều chế tớn hiệu Chuỗi ký tự phỏt OFDM được biểu diễn như sau. - Trỡnh bày ứng dụng của OFDM trong truyền hỡnh số mặt đất, cỏc thụng số của cỏc kiểu truyền dữ liệu, số lượng vị trớ nhiệm vụ của cỏc súng mang, chốn khoảng bảo vệ và điều chế tớn hiệu. - Tiếp đú là điều chế QAM, tớn hiệu sau khi điều chế QAM sẽ được chốn pilot, rồi chốn Zeros. - Lỳc này tớn hiệu của chỳng ta đang ở miền tần số IFFT nú sẽ được biến đổi sang miền thời gian. - Tớn hiệu sẽ được giải điều chế nhờ tớn hiệu dẫn đường pilot chốn ở phớa phỏt. - Sau khi đó được giải điều chế cụng việc chỉ là biến đổi cỏc bit nhị phõn và dạng tớn hiệu ban đầu. - Do đú nhiễu tớn hiệu cũng được khuếch đõị theo. - Tiờu chuẩn này sử dụng nộn tớn hiệu truyền hỡnh số MPEG – 2. - Luận văn này tỡm hiểu một số vấn đề về một số kỹ thuật nộn tớn hiệu truyền hỡnh số, kỹ thuật OFDM, đồng bộ kờnh truyền
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt