bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o trêng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi luËn v¨n th¹c sÜ khoa häc ngµnh : kü thuËt ®iÖn tö c«ng nghÖ ph¸t thanh sè øng dông vµ triÓn khai trong t¬ng lai ë viÖt nam ®ç thÞ phîng uyªn Hµ néi - 2008 17057204961701000000 bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o trêng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi luËn v¨n th¹c sÜ khoa häc c«ng nghÖ ph¸t thanh sè øng dông vµ triÓn khai trong t¬ng lai ë viÖt nam ngµnh : kü thuËt ®iÖn tö m· sè : ®ç thÞ phîng uyªn Ngêi híng dÉn khoa häc: TS. Ph¹m v¨n b×nh Hµ néi - 2008 -1- TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn "Công nghệ phát thanh số - Ứng dụng và triển khai trong tương lai ở Việt Nam" được nghiên cứu tại Trường Đại học Bách Khoa - Hà Nội. Luận văn trình bày tổng quan về âm thanh, các công nghệ xử lý âm thanh số, giới thiệu một cách sâu sắc các tiêu chuẩn phát thanh số đã triển khai và thử nghiệm trên thế giới. Thông qua các tiêu chí, quan điểm đánh giá đưa ra đề xuất tiêu chuẩn phát thanh số mặt đất trong điều kiện của Việt Nam.
Âm thanh số với độ méo tín hiệu nhỏ, dải động âm thanh lớn, đáp tuyến tần số bằng phẳng, tìm kiếm dữ liệu nhanh chóng dễ dàng, ghi âm số nhiều lần mà chất lượng không suy giảm, lưu trữ số và các hệ thống sản xuất chương trình audio dựa trên máy tính tỏ ra rất hiệu quả. Được kết hợp với kỹ thuật nén, audio số có nén lại càng có nhiều ưu điểm hơn như tiết kiệm bộ nhớ, tiết kiệm kênh truyền…Hệ thống thông tin chỉ cần truyền tải tín hiệu âm thanh tại đầu vào với độ chính xác vừa đủ để cho phép đầu thu có khả năng tái tạo lại tín hiệu ban đầu. Phát thanh số làm nâng cao chất lượng chương trình, giảm chi phí khai thác, tăng nguồn thu dịch vụ gia tăng; nâng cao hiệu quả sử dụng phổ tần số vô tuyến điện. Do đó chuyển sang phát thanh số là một xu thế tất yếu của thế giới.
Hiện nay trên thế giới đang tồn tại nhiều nhiều tiêu chuẩn phát thanh số, mỗi tiêu chuẩn có đặc điểm và phạm vi ứng dụng khác nhau như tiêu chuẩn EUREKA147 ở châu Âu, DMB ở Hàn Quốc, ISDB-T ở Nhật. Nhiều nước châu Âu, châu Á đang hoàn thành giai đoạn thử nghiệm DAB để có thể đưa phát thanh số vào khai thác trên diện rộng. Luận văn cũng xem xét, đánh giá những đặc điểm cơ bản và các ưu nhược điểm của các tiêu chuẩn từ đó đưa ra đề xuất lựa chọn tiêu chuẩn phát thanh số mặt đất ở Việt Nam. -1- THESIS SUMMARY My thesis is “DAB - Application and deployment in distant future in Vietnam”, studied at Ha Noi University of Technology.
The thesis presents an overview about audio and digital audio processing technologies; analyses DAB standards tested and deployed in the world and suggests a DAB standard suitable to Vietnam conditions. The advantages of digital audio can be summed up as follows: little signal deformation, wide audio dynamic range, searching databases easily and quickly, better copyability and storing digitals and program producing system based on the computer efficiently. Compressed digital audio can save transmission channel and memory by combining with compressed technology… System only need transmiss audio signals at the input with enough accuracy to receiver to recreate the original signals. DAB improves the quality of programs, reduces operation cost, increases more profits from adding services and improves the efficiency of using frequency range.
Therefore, changing to using DAB is an indispensable trend in the world. Nowadays, there are many DAB standards in the world. Features and application scope of each is different such as EUREKA147 in Europe, DMB in Korea, ISDB-T in Japan. Many countries in Europe and Asia are trying to complete DAB testing stage in order to deploy DAB on wide scale.
The thesis also considers and appreciates the basic features, advantages and disadvantages of each DAB standard, from this giving the suggestion to choose a suitable DAB standard in Vietnam. -1- MỤC LỤC Lời cam đoan 1 Mục lục 2 Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt 5 Danh mục các hình vẽ và bảng biểu 7 Lời nói đầu 9 1. Tæng quan vÒ ph¸t thanh sè 11 1.1 - ¢m thanh vµ ®Æc tÝnh cña ©m thanh 11 1.2 - Sù c¶m nhËn cña thÝnh gi¸c 12 1.2 - Sè hãa tÝn hiÖu audio 14 1.1 - BiÕn ®æi ADC 16 a. TÇn sè lÊy mÉu chuÈn 24 g.
Chøc n¨ng tiÒn nhÊn 25 1.2 - BiÕn ®æi DAC 25 a. HiÖu øng mÐo ®é në 26 b. Läc th«ng thÊp 27 c. LÊy mÉu ë tÇn sè cao 27 d.
H¹n chÕ cña ADC/DAC 31 1.1 - C¬ së cña nÐn d÷ liÖu audio 32 1.1 - M« h×nh t©m lý thÝnh gi¸c 33 -2- 1.2 - Sù che lÊp tÝn hiÖu audio 33 1.2 - Kü thuËt gi¶m d÷ liÖu audio 36 1.1 - Gi¶m d÷ liÖu kh«ng tæn thÊt 36 1.2 - Gi¶m d÷ liÖu cã tæn thÊt 38 1.3 - Qu¸ tr×nh m· hãa audio 38 a. M« h×nh c¶m thô, ®å thÞ mÆt n¹ vµ vÞ trÝ bit 41 c. Bé t¹o thang ®é vµ bé lîng tö hãa 42 d. GhÐp kªnh d÷ liÖu 43 1.4 - Tiªu chuÈn m· hãa audio 43 1.1 - Tiªu chuÈn nÐn AC3 43 1.2 - Tiªu chuÈn nÐn ATTRAC 45 1.3 - Tiªu chuÈn nÐn MPEG-1 49 a.4 - HÖ thèng MPEG 2 cho audio 54 2.
C¸c tiªu chuÈn PTS ®· triÓn khai vµ ®ang thö nghiÖm trªn thÕ giíi 57 2.1 - T×nh h×nh nghiªn cøu vµ ph¸t triÓn ph¸t thanh sè 57 trªn thÕ giíi vµ khu vùc Ch©u ¸ - Th¸i B×nh D¬ng 2.2 - Tiªu chuÈn EURKA-147 62 2.2 - M· hãa vµ chÌn theo thêi gian 63 2.3 - §iÒu chÕ OFDM vµ c¸c chÕ ®é truyÒn dÉn 63 2.4 - ThiÕt lËp m¹ng 64 2.3 - Tiªu chuÈn WORLDSPACE 65 2.4 - Tiªu chuÈn IN-BAND/ON-CHANEL 66 2.5 - Tiªu chuÈn DIGITAL AM 68 2.6 - Tiªu chuÈn BST-OFDM ISDB 72 -3- 2.7 - Tiªu chuÈn DRM 74 2.8 - Tiªu chuÈn DMB 74 3. Nghiªn cøu kh¶ n¨ng øng dông vµ triÓn khai 76 c«ng nghÖ ph¸t thanh sè mÆt ®Êt ë ViÖt Nam 3.1 - T×nh h×nh phñ sãng ph¸t thanh t¹i ViÖt Nam 76 3.2 - §¸nh gi¸ vµ ®Ò xuÊt lùa chän tiªu chuÈn ph¸t thanh sè 76 cho tiÕng nãi ViÖt Nam 3.1 - Tiªu chÝ, quan ®iÓm ®¸nh gi¸ 77 3.2 - §¸nh gi¸ vµ ®Ò xuÊt lùa chän tiªu chuÈn 78 Kết luận 86 Tài liệu tham khảo 87 Phụ lục 88 Tóm tắt luận văn 93 -9- Lêi nãi ®Çu Ngµnh ph¸t thanh cña ViÖt Nam ®· ph¸t triÓn vµ h×nh thµnh mét m¹ng líi c¸c ®µi ph¸t thanh tõ trung ¬ng tíi ®Þa ph¬ng ®¸p øng ®îc nhiÖm vô chÝnh trÞ, x· héi, v¨n ho¸. DiÖn tÝch phñ sãng vµ chÊt lîng thu vÒ c¬ b¶n ®· ®¸p øng ®îc yªu cÇu thùc tÕ. Tuy nhiªn víi c«ng nghÖ ph¸t thanh analog viÖc ph¸t triÓn ngµnh ®Ó ®¸p øng kÞp nhu cÇu ph¸t triÓn cña x· héi sÏ gÆp mét vµi khã kh¨n trë ng¹i nh: Chi phÝ cho viÖc më réng vïng phñ sãng (t¨ng tõ 87% hiÖn nay lªn 100%) sÏ rÊt tèn kÐm, më thªm ch¬ng tr×nh cÇn ®Çu t thªm m¹ng ph¸t sãng, truyÒn dÉn tÝn hiÖu, kinh phÝ ®Çu t lín.
Trong khi nhu cÇu cÇn t¨ng thªm ch¬ng tr×nh lµ rÊt cÇn thiÕt. Chi phÝ khai th¸c m¹ng ph¸t sãng rÊt cao, chñ yÕu do ®iÖn n¨ng tiªu thô. ChÊt lîng thu bÞ han chÕ do hiÖn tîng pha ®inh, nhiÔu ®a ®êng. C«ng nghÖ ph¸t thanh sè vµ viÖc triÓn khai ph¸t thanh sè thay cho ph¸t thanh t¬ng tù ®· ®îc ¸p dông ë nhiÒu n¬i trªn thÕ giíi tõ c¸ch ®©y h¬n 10 n¨m.
Tuy v©y, ®èi víi níc ta ®Ó ®a ra kiÕn nghÞ lùa chän bé tiªu chuÈn ph¸t thanh sè vµ lé tr×nh ph¸t triÓn ph¸t thanh sè cho TiÕng nãi ViÖt Nam, cÇn tiÕn hµnh nghiªn cøu n¾m v÷ng c¸c tiªu chuÈn ph¸t thanh sè hiÖn t¹i kÕt hîp xem xÐt nhiÒu yÕu tè ¶nh hëng kh¸c nh: xu thÕ ph¸t triÓn ph¸t thanh sè trªn thÕ giíi vµ trong khu vùc, chiÕn lîc ph¸t triÓn kinh tÕ x· héi cña ViÖt Nam, cña ngµnh ph¸t thanh ViÖt Nam vµ cña c¸c ngµnh cã liªn quan ( viÔn th«ng, truyÒn h×nh, c«ng nghiÖp ®iÖn tö…), kh¶ n¨ng phôc vô, c¸c tiªu chÝ vÒ kinh tÕ, kü thuËt ( ®iÒu kiÖn ®Þa h×nh phñ sãng, kh¶ n¨ng tËn dông c¬ së h¹ tÇng s½n cã, phæ tÇn sè sö dông, ph¹m vi ¸p dông, chÝnh s¸ch phñ sãng, gi¸ thµnh m¸y thu…). ChuyÓn sang ph¸t thanh sè lµ xu thÕ tÊt yÕu cña thÕ giíi. ViÖt Nam kh«ng thÓ lµ mét ngo¹i lÖ. Lý do chÝnh lµ v× ph¸t thanh lµ cÇu nèi gi÷a c¸c quèc gia, lµ ph¬ng tiÖn nghe thèng nhÊt vµ phæ cËp trªn toµn cÇu.
Bªn c¹nh ®ã, ph¸t thanh sè cã nh÷ng u ®iÓm lµ n©ng cao chÊt lîng ch¬ng tr×nh, gi¶m chi phÝ khai th¸c, t¨ng nguån thu dÞch vô gia t¨ng; n©ng cao hiÖu qu¶ sö dông - 10 - phæ tÇn sè v« tuyÕn ®iÖn. Gi¶i ph¸p vÒ c«ng nghÖ l¹i ®a d¹ng vµ ®ang ph¸t triÓn …Nhng ®Ó ®¶m b¶o cho viÖc triÓn khai ph¸t thanh sè thµnh c«ng ë ViÖt Nam th× viÖc lùa chän mét bé tiªu chuÈn hîp lý lµ rÊt cÇn thiÕt. Víi nh÷ng lý do trªn, t«i chän ®Ò tµi “C«ng nghÖ ph¸t thanh sè - øng dông vµ triÓn khai trong t¬ng lai ë ViÖt Nam” nh»m môc ®Ých t×m hiÓu, nghiªn cøu c«ng nghÖ ph¸t thanh sè vµ ®a ra ®îc m« h×nh triÓn khai cho ph¸t thanh ViÖt Nam. LuËn v¨n ®îc tr×nh bµy gåm 3 ch¬ng víi néi dung nh sau : - Ch¬ng 1: Giíi thiÖu tæng quan vÒ ph¸t thanh sè.
- Ch¬ng 2: C¸c tiªu chuÈn ph¸t thanh sè ®· triÓn khai vµ ®ang thö nghiÖm trªn thÕ giíi. - Ch¬ng 3: Nghiªn cøu kh¶ n¨ng øng dông vµ triÓn khai c«ng nghÖ ph¸t thanh sè cho ViÖt Nam. T«i xin bµy tá lßng c¶m ¬n s©u s¾c tíi TS. Ph¹m V¨n B×nh ®· tËn t×nh híng dÉn t«i nghiªn cøu, t×m hiÓu vµ t¹o mäi ®iÒu kiÖn ®Ó t«i cã thÓ hoµn thµnh luËn v¨n tèt nghiÖp.
Do h¹n chÕ vÒ thêi gian vµ kiÕn thøc, luËn v¨n tèt nghiÖp cña t«i cßn rÊt nhiÒu thiÕu sãt. KÝnh mong nhËn ®îc sù ®ãng gãp ý kiÕn cña thÇy c« vµ c¸c b¹n ®Ó ®Ò tµi cña t«i ®îc hoµn thiÖn h¬n. Xin trân trọng cảm ơn. Hà nội, ngày 5 tháng 10 năm 2008 Học viên Đỗ Thị Phượng Uyên - 11 - Ch¬ng 1 Tæng quan vÒ ph¸t thanh sè Trªn thÕ giíi hiÖn nay ®ang tån t¹i rÊt nhiÒu tiªu chuÈn ph¸t thanh sè vµ ®îc ph¸t sãng truyÒn dÉn díi nhiÒu h×nh thøc kh¸c nhau: Ph¸t sãng qua vÖ tinh, truyÒn dÉn qua c¸p, truyÒn dÉn qua Internet vµ ph¸t sãng mÆt ®Êt nh»m phôc vô ngêi nghe sö dông c¸c h×nh thøc thu ®a d¹ng nh: c¸c m¸y thu cè ®Þnh, di ®éng, trªn «t«… víi c¸c ch¬ng tr×nh cã chÊt lîng cao.