- CẤU TRÚC DỮ LIỆU TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN HÌNH CÁP KỸ THUẬT SỐ. - Tóm tắt: Bài viết mô tả cấu trúc khung, mã hoá kênh và kỹ thuật điều chế cho hệ thống truyền hình số phân phối qua mạng cáp (trong khuôn khổ của bài viết được gọi chung là Hệ thống) với mục đích cung cấp một chuẩn mực truyền dẫn dung hoà cho cả cáp và vệ tinh, dựa trên Lớp hệ thống MPEG-2 ISO/IEC 13818-1, có bổ sung thêm kĩ thuật sửa lỗi trước FEC thích hợp. - Hệ thống cấu trúc khung, mã hoá kênh và kỹ thuật điều chế dùng trong mạng truyền hình cáp kĩ thuật số có thể được sử dụng trong suốt so với hệ thống mã hoá kênh, điều chế dùng trong hệ thống truyền hình số vệ tinh đa chương trình. - Hệ thống dựa trên kĩ thuật điều biên cầu phương và 256 QAM. - Truyền hình số ra đời với những đặc tính vượt trội đang dần thay thế truyền hình tương tự. - Truyền hình số cho phép thực hiện các chương trình phim màn ảnh rộng chất lượng cao với âm thanh nổi và các dịch vụ truyền hình tích hợp với Internet. - Ngoài ra, truyền hình số cho phép thu truyền hình khi đang di động, điều mà hiện nay truyền hình tương tự chưa làm được. - Xét trên khía cạnh kỹ thuật, truyền hình số cho hình ảnh rõ ràng và sắc nét, loại bỏ hoàn toàn nhiễu giao thoa và hiệu ứng ảnh ma mà với truyền hình tương tự hiện tại đang gây ảnh hưởng đến rất nhiều người xem ở những khu vực có nhiều nhà cao tầng và các vùng đồi núi.. - Hiện nay công nghệ truyền hình số qua mạng cáp đang ngày càng phát triển đòi hỏi phải đưa ra các tiêu chuẩn cho truyền dẫn, mã hoá và ghép kênh. - Các tổ chức quốc tế như ETSI của châu Âu, ATSC của Mỹ liên tục đưa ra các tiêu chuẩn cho truyền hình cáp kỹ thuật số trong đó chuẩn DVB-C của ETSI đang được chấp nhận rộng rãi trên thế giới cũng như ở Việt Nam. - Cấu trúc khung. - Tổ chức cấu trúc khung dựa trên cấu trúc gói truyền tải MPEG-2. - Cấu trúc khung Hệ thống được chỉ rõ trong hình 1.. - Gói MUX truyền tải MPEG-2. - Gói truyền tải ngẫu nhiên hoá: Các byte đồng bộ (Sync) và Dãy ngẫu nhiên hoá R. - Sync1 = byte đồng bộ bổ xung không ngẫu nhiên hoá Sync n = byte đồng bộ không ngẫu nhiên hoá, n=2, 3. - Mã hoá kênh. - Để đạt được mức bảo vệ lỗi theo yêu cầu của truyền dẫn dữ liệu số qua mạng cáp, người ta sử dụng kỹ thuật FEC dựa trên mã hoá Reed-Solomon. - Truyền dẫn cáp sẽ không sử dụng mã hoá xoắn như hệ thống vệ tinh mà sử dụng chèn byte để bảo vệ chống lỗi burst.. - 3.1 Ngẫu nhiên hoá định dạng phổ. - Dòng đầu vào của hệ thống được tổ chức thành các gói có kích thước cố định (xem hình vẽ 2), ngay sau bộ ghép kênh truyền tải MPEG-2. - Độ dài tổng cộng của gói MUX truyền tải MPEG-2 là 188 byte, bao gồm cả 1 byte đồng bộ-từ (ví dụ, 47 HEX. - Trật tự xử lý ở phía phát bắt đầu từ MSB (ví dụ, 0) của byte-từ đồng bộ (ví dụ . - Để phù hợp với hệ thống dành cho vệ tinh, và đảm bảo chuyển tiếp nhị phân phục hồi xung đồng hồ đầy đủ, dữ liệu đầu ra của ghép kênh truyền tải MPEG-2 sẽ được ngẫu nhiên hoá theo cấu hình miêu tả ở hình vẽ 2.. - Đa thức dùng trong bộ phát thứ tự nhị phân ngẫu nhiên giả (PRBS) là:. - Quá trình tải dãy vào thanh ghi PRBS, như chỉ ra trong hình vẽ 3, sẽ bắt đầu tại mỗi điểm đầu của 8 gói truyền tải. - Để cung cấp tín hiệu khởi đầu cho bộ giải trộn, byte đồng bộ MPEG-2 của gói truyền tải đầu tiên trong nhóm 8 gói sẽ được đảo bít từ 47 HEX sang B8 HEX. - Dữ liệu đầu vào (MSB đầu tiên. - Bít đầu tiên tại đầu ra của bộ phát PRBS sẽ được dùng làm bít đầu tiên của byte đầu tiên ngay sau byte đồng bộ MPEG-2 đảo (ví dụ, B8 HEX. - Để hỗ trợ các chức năng đồng bộ khác, trong khi byte đồng bộ MPEG-2 của 7 byte tiếp theo truyền tải gói, bộ phát PRBS vẫn tiếp tục, nhưng đầu ra của nó sẽ bị huỷ bỏ, làm cho các byte này không bị ngẫu nhiên hoá. - Quá trình ngẫu nhiễn hoá chỉ được kích hoạt khi không có dãy bít đầu vào bộ điều chế hoặc nó không tương thích với định dạng dãy truyền tải MPEG-2 (ví dụ, 1 byte đồng bộ + 187 byte của gói). - Điều này giúp loại bỏ phát xạ của sóng mang không điều chế từ bộ điều chế.. - 3.2 Mã hoá Reed-Solomon. - Tiếp theo quá trình ngẫu nhiên hoá phân tán năng lượng, mã hoá Reed-Solomon thu ngắn hệ thống sẽ được thực hiện trên mỗi gói truyền tải MPEG-2 ngẫu nhiên hoá, với T=8. - Điều này có nghĩa là có thể sửa được 8 byte lỗi trên mỗi gói truyền tải. - Quá trình này cung cấp từ mã bằng cách thêm vào 16 byte tương đương vào gói truyền tải MPEG- 2.. - Chú ý: Mã hoá RS sẽ được thực hiện trên các byte đồng bộ gói kể cả đảo (ví dụ, 47 HEX ) hay không đảo (ví dụ, B8 HEX. - Thực hiện mã Reed-Solomon rút ngắn bằng cách thêm 51 byte đặt bằng 0 trước các byte thông tin tại đầu vào của bộ mã hoá các byte này sẽ bị huỷ bỏ sau thủ tục mã hoá.. - Khung được chèn sẽ bao gồm các gói bảo vệ lỗi chồng lấn và phân định bởi các byte đồng bộ MPEG-2 (dành riêng cho chu kỳ 204 byte).. - Các ô của FIFO sẽ bao gồm 1 byte, các chuyển mạch đầu vào vào đầu ra sẽ được đồng bộ hoá.. - Với mục đích đồng bộ hoá, các byte đồng bộ và byte đồng bộ đảo sẽ luôn định tuyến đến nhánh 0 của bộ chèn (tương ứng với không có trễ).. - Đồng bộ hoá bộ giải chèn được thực hiện bằng cách định tuyến byte đồng bộ nhận dạng đầu tiên trong nhánh “0”. - Sau khi chèn xoắn, hệ thống thực hiện ghép chính xác byte và các symbol. - Quá trình ghép dựa vào việc sử dụng các đường biên của byte trong hệ thống điều chế.. - Trong trường hợp điều chế 2 m -QAM, quá trình này sẽ ghép k byte vào n symbol, như sau:. - Quá trình được mô tả trong hình vẽ 4 cho trường hợp 64-QAM (trong đó m = 6, k = 3 và n = 4). - Từ bộ mã hoá vi sai (symbol 6 bít). - Chuyển đổi byte sang m-tuple cho 64-QAM. - Hai bít quan trọng nhất của mỗi symbol sẽ được mã hoá vi sai để thu được chùm sao QAM bất biến quay π/2. - Mã hoá vi sai của hai MSB được cho trong biểu thức Boolean sau:. - Ví dụ thực hiện chuyển đổi byte sang symbol được cho trong hình vẽ 5. - Ví dụ thực hiện chuyển đổi byte sang m-tuple và mã hoá vi sai của 2 MSB. - Điều chế. - Hệ thống sử dụng điều biên cầu phương (QAM) với hay 256 điểm trong biểu đồ chùm sao. - Hình vẽ 6 mô tả biểu đồ chùm sao của Hệ thống cho 16-QAM, 32-QAM và 64-QAM. - Biểu đồ chùm sao của Hệ thống cho 128-QAM và 256-QAM được cho ở hình 7. - Các biểu đồ chùm sao này mô tả tín hiệu truyền dẫn trong hệ thống cáp.. - Như chỉ ra ở hình 6, các điểm chùm sao thuộc góc phần tư thứ 1 sẽ được chuyển đổi sang góc phần tư thứ 2, 3 và 4 bằng cách thay đổi hai MSB (ví dụ, I k và Q k ) và xoay q LSB theo như quy tắc cho trong bảng 1.. - Chuyển đổi các điểm chùm sao thuộc góc phần tư thứ 1 sang các góc phần tư khác trong biểu đồ chùm sao ở hình 7. - Thiết bị thu ít nhất phải hỗ trợ điều chế 64-QAM.. - Trước khi điều chế, các tín hiệu I và Q sẽ được lọc côsin nâng căn-bình phương. - Sử dụng công nghệ truyền hình số đem lại nhiều lợi ích cho người sử dụng dịch vụ và hiệu quả cao cho nhà cung cấp dịch vụ. - Hơn thế nữa, sử dụng công nghệ truyền hình số không chỉ tăng số kênh truyền mà còn cho phép nhà cung cấp dịch vụ mở rộng kinh doanh ra các dịch vụ mới mà với công nghệ tương tự không thể thực hiện được như: truyền hình cáp, truyền hình độ phân giải cao, truyền hình cho các phương tiện di động, các dịch vụ truyền hình qua Internet. - Tuy vậy, việc chuyển đổi từ truyền hình tương tự sang truyền hình số đòi hỏi một khoảng thời gian quá độ tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể của mỗi quốc gia. - Hiện nay, tại Việt Nam, công ty VTC đang triển khai phát thử nghiệm hệ thống truyền hình số mặt đất theo tiêu chuẩn của Châu Âu và đã thu được nhiều kết quả khả quan. - Trong tương lai, chúng ta sẽ tiếp tục phát triển truyền hình số qua vệ tinh và mạng cáp.
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt