ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN ANH NGỌC NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ TRUYỀN TIN TRONG DVB-S2 KẾT HỢP PHÂN TÍCH DỮ LIỆU U N V N THẠC SỸ CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ, TRUYỀN THÔNG HÀ NỘI - 2018 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN ANH NGỌC NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ TRUYỀN TIN TRONG DVB-S2 KẾT HỢP PHÂN TÍCH DỮ LIỆU Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: 60 52 02 03 U N V N THẠC SỸ CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ, TRUYỀN THÔNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. Trịnh Anh Vũ HÀ NỘI - 2018 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com i MỤC ỤC LỜI CẢM ƠN. ii LỜI CAM ĐOAN. iii BẢNG CHỮ VIẾT TẮT VÀ THU T NGỮ.
iv Chƣơng I: TỔNG QUAN VỀ KÊNH TRUYỀN VỆ TINH DVB-S2. Quá trình truyền dẫn qua vệ tinh .1 Khối mã hóa tín hiệu và ghép kênh .2 Khối điều chế. Hệ thống truyền DVB-S2 .1 Các mode điều chế DVB-S2 .2 Hệ thống DVB-S2. 14 Kết luận chương.
21 Chƣơng II: CÂU TRÚC KHUNG DỮ LIỆU TRONG KÊNH DVB-S2. Cấu trúc khung truyền tải trong DVB-S2. Nghiên cứu cấu trúc khung dữ liệu gói TS. 26 Kết luận chương.
38 Chƣơng III: KẾT QUẢ XỬ LÝ SỐ LIỆU. Phân tích thiết kế hệ thống .2 Mô tả tính năng các thành phần .3 Module đồng bộ đầu vào từ các gói TS .4 Module phân tích dữ liệu và dịch vụ.5 Tích hợp hệ thống. 47 Kết luận chương .49 TÀI LIỆU THAM KHẢO .50 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ii ỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, ngoài sự nỗ lực của bản thân tôi còn nhận được sự giúp đỡ nhiệt t nh từ phí nhà trường, cán ộ hư ng dẫn, gi đ nh, và bạn. T i xin được gửi lời cả ơn ch n thành và s u sắc đến: - PGS.
Trịnh Anh Vũ, Kho Điện Tử Viễn Th ng, Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gi Hà Nội đã tận t nh hư ng dẫn tôi trong suốt quá tr nh là luận văn. - Trường Đại học C ng nghệ - Đại học Quốc gi Hà Nội đã tạo điều kiện cho tôi học tập, nghi n cứu tạo tiền đề vững chắc cho t i hoàn thành h luận. Cuối cùng tôi xin gửi lời cả ơn đến gi đ nh và tất cả bạn đã lu n ở bên, ủng hộ t i để hoàn thành khóa luận. Tôi xin chân thành cả ơn! Hà Nội, ngày 20 tháng 6 nă 2018 Nguyễn Anh Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com iii ỜI CAM ĐOAN T i xin c đo n, luận văn là c ng tr nh nghi n cứu của tôi, có hỗ trợ từ cán ộ hư ng dẫn là PGS.
Trịnh Anh Vũ c ng các thành vi n trong nh nghi n cứu. Nội dung nghiên cứu trong luận văn h ng s o ch p ất kỳ công trình nghiên cứu củ người hác. Ngoài r , luận văn c n sử dụng thông tin, hình vẽ, số liệu được thu thập từ nhiều nguồn hác nh u được chỉ rõ ở phần tài liệu tham khảo. Nếu có bất kỳ sự gian lận nào, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệ trư c hội đồng nhà trường cũng như ết quả củ luận văn này.
Học vi n Nguyễn Anh Ngọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com iv BẢNG CHỮ VIẾT TẮT VÀ THU T NGỮ STT Chữ viết tắt Thuật ngữ tiếng Anh Ý nghĩa 1 16APSK 16-ary Amplitude and Điều chế ph và i n độ 16 Phase Shift Keying mức 2 32APSK 32-ary Amplitude and Điều chế ph và i n độ 32 Phase Shift mức 3 8PSK 8-ary Phase Shift Keying Điều chế pha 8 mức 4 ACM Adaptive Coding and Mã hòa và điều chế thích Modulation nghi 7 BBFrame Base-Band Frame Khung g i ăng gốc 8 BCH Bose-Chaudhuri- Mã BCH Hocquenghem multiple error correction binary block code 9 C/N Carrier/Noise Tỉ số tín hiệu trên nhiễu 10 CCM Constant Coding and Mã hóa và điều chế Modulation 11 CDMA Code Division Multiple Đ truy nhập phân chia theo Access mã 15 DVB Digital Video Broadcasting Truyền hình số 16 DVB-RCS Digital Video Broadcasting Kênh trở về của truyền hình - Return Channel via số qua vệ tinh Satellite 17 DVB-RCS2 Digital Video Kênh trở về của truyền hình Broadcasting - Second số qua vệ tinh (thế hệ thứ 2) Generation Return Channel over Satellite 18 DVB-S DVB System for satellite Truyền hình số qua vệ tinh broadcasting (thế hệ đầu) 19 DVB-S2 Second generation DVB Truyền hình số qua vệ tinh System for satellite (thế hệ thứ 2) broadcasting and unicasting 20 ES Elementary Stream D ng cơ sở LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com v 21 FDMA Frequency Division Kỹ thuật đ truy nhập theo Multiple Access tần số 22 FEC Forward Error Correction Mã sửa sai 23 GPS Global Positioning System Hệ thống Định vị Toàn cầu 24 H.264 MPEG-4 Part 10/AVC for Chuẩn nén hình ảnh được Advanced Video Coding dùng trong công nghệ giám sát an ninh bằng hình ảnh (tên khác MPEG-4 AVC) 25 ICMP Internetwork Control Giao thức th ng điệp điều Message Protocol khiển mạng 26 IMO International Maritime Tổ chức hàng hải Quốc tế Organization 27 IP Internet Protocol Giao thức kết nối mạng 28 IP Dst Destination IP Address Địa chỉ IP đích 29 IP Src Source IP Address Địa chỉ IP nguồn 31 LDPC Low-Density Parity Check Mã sửa sai kiể tr độ ưu ti n cường độ thấp 32 MF-TDMA Multi Frequency-Time Truy cập phân chia theo thời Division Multiple Access gi n đ tần số 34 MPEG Moving Picture Experts Chuẩn mã hóa dữ liệu âm Group thanh và hình ảnh. 35 MPEG-2 Generic coding of moving chuẩn truyền hình ảnh và pictures and associated âm thanh trên các kênh audio information truyền hình số chất lượng cao 36 PCI Peripheral Component chuẩn truyền dữ liệu giữa Interconnect các thiết bị ngoại vi đến bo mạch chủ 37 PES Packetized Elementary Các d ng cơ sở (như video, Stream d t ) được chia nhỏ và đ ng gói thành các gói PES 38 PID Packet Identifier Số định danh của gói 39 POP3 Post Office Protocol 3 Giao thức tầng ứng dụng (phiên bản 3) dùng lấy thư điện tử Server mail thông qua kết nối TCP/IP LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com vi 40 PS Program Stream d ng chương tr nh 41 PSK Phase Shift Keying Điều chế pha 42 PRSB Pseudo Random Binary Chuỗi giả ngẫu nhiên Sequence 43 QPSK Quaternary Phase Shift Điều chế pha 4 mức Keying 44 RS Reed-Solomon Mã Reed-Solomon 45 RTP real-time transport giao thức truyền thời gian protocol thực 46 SDP Session Description Giao thức mô tả các tham số Protocol khởi tạo của một luồng truyền thông 47 SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi tạo phiên kết nối 48 SMTP Simple Mail Transfer Giao thức truyền thư đơn Protocol giản,một chuẩn truyền thư điện tử qua Internet 49 SMTP Simple Mail Transfer Giao thức truyền thư đơn giản 50 TCP Transmission Control Giao thức điều khiển truyền Protocol vận 51 TKT Checksum tổng kiểm tra 52 TS Transport Stream Dòng truyền tải dữ liệu 53 UDP User Datagram Protocol Một giao thức cốt lõi của giao thức TCP/IP dùng UDP trong mạng có thể gửi dữ liệu ngắn 54 UPL User Packets Length Độ dài gói dữ liệu người dùng 55 VCM Variable Coding and Mã và điều chế th y đổi Modulation 56 VoIP Voice over Internet Thoại(giọng nói) truyền qua Protocol giao thức IP 57 PUSI Payload Unit Start Chỉ thị bắt đầu trường dữ Indicator liệu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Trang Hình 1.1: Tham số chính của các chuẩn DVB 8 Hình1.2: Nguyên lý ngẫu nhiên hóa để phân tán năng lượng trong 9 DVB-S Hình 1. Cấu trúc dòng truyền tải sau khi ngẫu nhiên hóa 9 Hình1. Gói dòng truyền tải TS của MPEG-2 10 Hình 1.
Gói TS sau khi được mã hóa RS (204,188) 10 Hình 1. Nguyên lý hoạt động của bộ xáo trộn/ giải xáo trộn 11 Hình 1. Minh họa tác dụng của việc xáo trộn bit: lỗi chùm 12 được phân tán thành nhiều lỗi đơn 12 Hình 1. Sơ đồ bộ tạo mã chập trong tiêu chuẩn DVB-S 13 Hình1.
Sơ đồ khối truyền DVB-S/S2 qua vệ tinh 14 Hình 1. Các sơ đồ điều chế được sử dụng trong DVB-S2 16 Hình 1. Ánh xạ các bit trong điều chế phân cấp 16 Hình1. Mô hình mã hóa và điều chế thích nghi 19 Hình1.
Sơ đồ khối hệ thống DVB-S2 20 Hình 1. Hoạt động của bộ mã hóa CRC-8 21 Hình 1. Định dạng đầu ra sau khối thích nghi kiểu truyền dẫn 22 Hình 1. Các thành phần trong khối thích nghi dòng truyền tải 23 Hình 1.
Khung BBFRAME tại đầu ra khối thích nghi dòng truyền 24 tải Hình 1. Nguyên lý ngẫu nhiên hóa trong DVB-S2 24 Hình 1. Các thành phần trong khối mã hóa trước FEC 24 Hình1. Cấu trúc FECFRAME sau bộ mã hóa trước 25 Hình 1.
Các tham số mã hóa đối với khung FECFRAME thường 26 Hình 1. Đa thức sinh BCH trong trường hợp khung FECFRAME 26 thường Hình 1. Sơ đồ xáo trộn bit, điều chế 8PSK và khung FECFRAME 27 thường Hình 2. Minh họa cấu trúc khung vật lý được sử dụng trong DVB- 29 S2 Hình 2.
Quá trình tạo thành FECFRAME trong DVB-S2 30 Hình 2. Các thành phần của khối tạo khung PLFRAME 30 Bảng 2. Số lượng các SLOT theo độ dài XFECRAME 31 Hình 2. Cấu trúc của PLHEADER 31 Hình 2.
Sơ đồ dồn kênh dòng cơ sở 32 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com viii Hình 2. Sơ đồ dồn kênh dòng cơ sở Mpeg2 33 Hình 2. Mô tả cấu trúc gói PES 33 Hình 2. Mô tả ghép các khung dữ liệu 34 Hình 2.
Mô tả data payload cảu PES 34 Hình 2. Mô tả cấu trúc khung TS 35 Hình 2. Cấu trúc gói IP 37 Hình 2. Cấu trúc gói IPv4 38 Hình 2.
Cấu trúc gói TCP 39 Hình 2. Định dạng packet được đóng gói với GRE 41 Hình 2. GRE header 42 Hình 2. Định dạng tùy chọn trong GRE header 42 Hình 2.
Cấu trúc gói MPE 42 Hình 2.19 Cấu trúc MPE header 42 Hình 2. Bảng các giá trị nhận dạng của DSM – CC 43 Hình 2. Các giá trị của payload_scrambling_control 44 Hình 2. Các giá trị của address_scrambling_control 44 Hình 3.
Sơ đồ khối các thành phần 45 Hình 3. Đồng bộ đầu vào từ gói TS 45 Hình 3. Đóng gói MPE trong luồng MPEG2-TS 46 Hình 3. Ví dụ về MPE trong dòng tải MPEG2-TS 46 Hình 3.
Ví dụ về IP trong MPE 47 Hình 3.6 Thuật toán xử lý giao thức HTTP 48 Hình 3. Thuật toán xử lý giao thức Lotus 48 Hình 3. Tích hợp các module 48 Hình 3. Giao diện chương trình xử lý dữ liệu 49 Hình 3.
So sánh kết quả của hai chương trình xử lý 49 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 1 Chƣơng I: TỔNG QUAN VỀ KÊNH TRUYỀN VỆ TINH DVB-S2 1.