BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --------------------------------------- VŨ PHÚC YÊN Vũ Phúc Yên NGHIÊN CỨU CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN PHÁT KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG SÓNG PHÁT THANH SỐ VÀ MÔ HÌNH KHAI THÁC TẠI VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Kỹ thuật Điện tử Viễn thông 2013 Hà Nội – 2013 17061131940891000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --------------------------------------- Vũ Phúc Yên NGHIÊN CỨU CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN DẪN PHÁT SÓNG PHÁT THANH SỐ VÀ MÔ HÌNH KHAI THÁC TẠI VIỆT NAM Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử Viễn thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Kỹ thuật Điện tử Viễn thông NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. Nguyễn Tiến Dũng Hà Nội – 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Bản luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu thực sự của các nhân, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, thực tế dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Tiến Dũng. Các số liệu, kết luận của luận án là trung thực, dựa trên sự nghiên cứu, thực trạng của Việt nam, kinh nghiệm trên thế giới và trải nghiệm của bản thân trong hoạt động phát thanh, truyền hình, chưa từng được công bố dưới bất ký hình thức nào trước khi trình, bảo vệ trước “Hội đồng đánh giá luận văn thạc sỹ kỹ thuật”. Một lần nữa tôi xin khẳng định về sự trung thực của lời cam kết trên.
Hà Nội Ngày tháng 03 năm 2013 Người cam đoan Vũ Phúc Yên 3 MỤC LỤC Trang TRANG PHỤ BÌA. 2 LỜI CAM ĐOAN. 3 DANH MỤC TỪ NGỮ VIẾT TẮT. 6 DANH MỤC CÁC BẢNG.
9 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .1 Hiện trạng truyền dẫn phát sóng phát thanh Việt Nam .1 Các phương thức truyền dẫn phát sóng phát thanh: .2 Tổng quan hệ thống các đài phát thanh hiện nay. 17 CHƯƠNG II. NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG NGHỆ PHÁT THANH SỐ VÀ TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI TRÊN THẾ GIỚI .1 Mô hình hệ thống phát thanh số.2 Các thông số kỹ thuật của tiêu chuẩn DAB .3 Thiết bị thu .4 Tình hình triển khai trên thế giới .2 IBOC - HD Radio .3 Tình hình triển khai trên thế giới .3 Hệ thống Digital Radio Mondiale (DRM). 54 Sơ đồ hoạt động của hệ thống DRM được mô tả theo các khối như sau: .1 Cấu trúc hệ thống .2 Bộ ghép kênh .3 Kênh truy cập nhanh .4 Kênh mô tả dịch vụ .4 Điều chế và mã hóa kênh.
Cấu trúc truyền dẫn .6 Thiết bị thu .7 Tình hình triển khai trên thế giới .4 Tiêu chuẩn của Nhật Bản ISDB-T (Intgrated Services Digital Broadcasting) .2 Các yêu cầu đối với hệ thống ISDB-T .3 Đặc điểm công nghệ của hệ thống ISDB-T .2 Tình hình triển khai trên thế giới .5 Đánh giá lựa chọn tiêu chuẩn phát thanh số cho Việt Nam: .1 Tiêu chí, quan điểm đánh giá lựa chọn tiêu chuẩn phát thanh số .2 Đánh giá lựa chọn tiêu chuẩn. 91 CHƯƠNG III. NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN KẾT THÚC PHÁT THANH ANALOG VÀ MÔ HÌNH TRIỂN KHAI PHÁT THANH SỐ TẠI VIỆT NAM. Các yếu tố được xem xét để kết thúc hoàn toàn phát thanh tương tự .2 Khi nào kết thúc phát thanh tương tự ở Việt Nam .3 Mô hình khai thác phát thanh số tại Việt Nam.
112 KẾT LUẬN CỦA ĐỀ TÀI. 116 PHỤ LỤC I: DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO. 119 5 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT STT Từ ngữ viết tắt Viết đầy đủ Nghĩa tiếng việt Digital Sound 1 DSB Phát thanh số (nói chung) Broadcasting Phát thanh số cho băng tần nhỏ 2 DRM Digital Radio Mondiale hơn 30MHz, phát thanh số trên sóng trung và sóng ngắn Phát thanh số theo tiêu chuẩn châu Âu. E147 bắt đầu được triển khai với mục đích ban đầu là thay thế cho phát thanh trên 3 E147 Eureka 147 FM, có thể mang các dịch vụ đa phương tiện với tốc độ đến 1,5Mbit/s trên băng III – VHF hay băng L.
Digital Audio 4 DAB Phát thanh số Broadcasting Digital Multimedia 5 DMB Phát thanh số đa phương tiện Broadcasting IBOC - HD Radio được đưa ra thị trường Mỹ từ 2003, dựa trên kỹ thuật IBOC (trong một dải IBOC HD In-Band On-Channel 6 và trên một kênh – In Band On Radio High Definition Radio Channel) lúc đầu được thiết kế để dùng cho VHF băng II kết hợp với hệ thống FM analog Intergrated Services Là tiêu chuẩn phát thanh số ở 7 ISDB – T Digital Broadcast – Nhật bản – tiêu chuẩn cũng Terrestrial được thiết kế để dùng cho cả 6 chương trình âm thanh và truyền hình Orthogonal frequency 8 OFDM Dồn kênh theo tần số trực giao division multiplexing Coded orthogonal frequency division Giải mã dồn kênh theo tần số 9 COFDM multiplexing trực giao 10 FM Frequency modulation Phát thanh điều tần 11 AM Amplitude modulation Phát thanh điều biên 12 MF mediumwave Sóng trung 13 SW shortwave Sóng ngắn Moving Picture Experts Là một chuẩn video với hình 14 MPEG Group ảnh bit-rate thấp Code Excited Linear 15 CELP Một kỹ thuật nén Prediction Advanced Audio 16 AAC Một kỹ thuật nén Coding 17 SBR Serum bilirubin Một kỹ thuật nén Harmonic Vector 18 HVXC Một kỹ thuật nén Excitation Coding Common Interleaved CIF là một khối chính của tín 19 CIF Frame hiệu Differential Quadrature Một phương pháp điều chế sóng 20 DQPSK phase-shift keying mang Electronic program Là 1 dịch vụ đa phương tiện của 21 EPG guide phát thanh số DAB/DAB+ Transport Protocol Là 1 dịch vụ đa phương tiện của 22 TPEG Experts Group phát thanh số DAB/DAB+ 7 Forward Error 23 FEC Sửa lỗi trước Correction Inverse Fast Fourier 24 IFFT Biến đi Fourier ngược Transform cyclic redundancy 25 CRC Là 1 phương pháp sửa lỗi checks Mạng một tần số: Thiết lập mạng gồm Single Frequency 26 SFN nhiều máy phát, phát cùng nội Network dung chương trình và trên cùng một tần số Mạng sử dụng nhiều tần số: Khác với phát thanh AM analog, phát thanh AM số cho Multi Frequency phép trong khi thu chương 27 MFN Network trình, máy thu có thể chuyển về thu tần số khác có chất lượng tốt hơn, tất nhiên phải phát cùng một nội dung National Radio Uỷ ban hệ thống radio quốc gia 28 NRSC Systems Committee của Mỹ 8 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1. Các tham số kênh trong điều chế DRM. Các tham số dịch vụ trong điều chế DRM. Các giá trị số của tham số OFDM.
Các hệ số tiêu chuẩn hóa cho các mẫu dữ liệu. Các tham số truyền dẫn của hệ thống Wide-band ISDB-T. Các tham số truyền dẫn của hệ thống Narow band ISDB-T. Bảng tổng kết các công nghệ số được các quốc gia trên thế giới lựa chọn.
Tình hình phát triển GDP tại Việt Nam. Dự báo giá thiết bị thu phát thanh số. 110 9 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 1. Mô hình phát thanh số.
Sơ đồ khối mã hóa âm thanh theo MPEG-2. Sơ đồ khối của bộ mã hóa âm thanh DAB. Sơ đồ khối của bộ giải mã âm thanh DAB. Cấu trúc khung MPEG layer 2 và ứng với khung DAB.
Sơ đồ tín hiệu đến bộ thu tín hiệu. Thiết bị thu tín hiệu DAB. Tình hình triển khai trên thế giới. Thiết bị thu.
Sơ đồ khối xử lý tín hiệu đưa vào một máy phát. Quá trình giải mã điều chế DRM. Thiết bị thu DRM. Tình hình triển khai trên thế giới.
Cấu trúc phân lớp trong ISDB-T. Cấu trúc băng thông của truyền dẫn OFDM. Gói truyền tải MPEG-2 TSP và gói truyền dẫn RS-TSP. Sự phụ thuộc của thời gian kết thúc phát thanh analog theo GDP.
Sự phụ thuộc của thời gian kết thúc phát thanh analog đối với giá thiết bị thu phát thanh số. Dự báo GDP theo đầu người giai đoạn 2010-2020. Dự báo giá đầu thu máy phát thanh số đến năm 2020. Lý do chọn đề tài Có thể nói chúng ta đang sống trong thời đại số, với truyền hình số, viễn thông số, tuy nhiên hệ thống phát thanh được hình thành từ trung ương đến địa phương với hơn 8000 đài vẫn đang sử dụng công nghệ tương tự, với nhiều hạn chế như: Sẽ vô cùng tốn kém để mở rộng vùng phủ sóng, Mở thêm chương trình cần đầu tư thêm mạng phát sóng, truyền dẫn tín hiệu, kinh phí đầu tư rất lớn.
Trong khi nhu cầu tăng thêm chương trình là có thật, chi phí khai thác mạng phát sóng rất cao, chủ yếu cho điện năng tiêu thụ, chất lượng thu bị hạn chế do hiện tượng pha đinh, nhiều đa đường, chất lượng sóng ngắn rất hạn chế, nhiều nước không chấp nhận để phủ sóng đối nội. Trong khi nhu cầu chuyển sang phát thanh số đang là xu thế của thế giới. Việt Nam không thể là một ngoại lệ, lý do chính là vì phát thanh không có biên giới, là cầu nối giữa các quốc gia độc lập; phương tiện nghe thống nhất và phổ cập trên toàn cầu. Bên cạnh đó, phát thanh số có những ưu điểm là nâng cao chất lượng chương trình, giảm chi phí khai thác, tăng nguồn thu với các dịch vụ gia tăng; nâng cao hiệu quả sử dụng phổ tần số vô tuyến điện, vì vậy việc nghiên cứu công nghệ phát thanh số và quan trọng hơn đề xuất mô hình khai thác phù hợp với điều kiện và hoàn cảnh Việt Nam là một nhu cầu rất thực tế và thú vị, đây là lý do để em chọn đề tài: “Nghiên cứu các công nghệ phát thanh số và mô hình khai thác tại Việt Nam”.
Lịch sử nghiên cứu Ở Viêt Nam tuy đã có một số nghiên cứu về ứng dụng công nghệ phát thanh số, như sau: Đài Tiếng nói Việt Nam là đơn vị đi tiên phong trong cả nước về nghiên cứu và ứng dụng công nghệ phát thanh số tại Việt nam, từ năm 2004, Đài đã chủ trì nghiên cứu đề tài cấp nhà nước KC.17 về nghiên cứu và ứng dụng công nghệ phát thanh số tại Việt Nam, kết quả đề tài đã phân tích, đánh giá các tiêu chuẩn, 11 công nghệ phát thanh số trên thế giới, tiến hành phát thử nghiệm tiêu chuẩn E 147 DAB vào năm 2004, ban đầu khuyến nghị lựa chọn tiêu chuẩn DAB là tiêu chuẩn sẽ sử dụng, tuy nhiên như chúng ta đã biết sau một thời gian ngắn tiêu chuẩn DAB đã trở lên lạc hậu, tiếp tục phát triển thế hệ thứ 2 (DAB+) và DMB, năm 2006 đài tiến hành thử nghiệm chuẩn DRM, tuy đạt được những kết quả về những khuyến nghị, kết luận, khuyến cáo, nâng câo trình độ chuyên môn của cán bộ, tạo cơ sở vật chất về phát thanh số.