Luận văn thạc sĩ về quy hoạch vùng phủ sóng DVB-T2 tại Quảng Trị

Tổng hợp kiến thức Quy hoạch vùng phủ sóng DVB-T2 tại Quảng Trị, tiếp cận khoa học, hỗ trợ học tập và nghiên cứu hiệu quả trong chuyên ngành

• Tác giả: Nguyễn Thanh Nam
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Quốc Tuấn
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông
• Đề tài: Quy Hoạch Vùng Phủ Sóng DVB-T2 Tại Quảng Trị
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Huế

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DVB-T2
• 1.1. Giới thiệu chung
• 1.2. Các tiêu chuẩn của DVB-T2
• 1.3. Sự khác nhau giữa DVB-T và DVB-T2
• 1.4. Các thuộc tính của hệ thống
• 1.5. Kích thước FFT
• 1.6. Điều chế và khoảng bảo vệ
• 1.7. Tốc độ dữ liệu
• 1.8. Tỷ số sóng mang trên nhiễu
• 1.9. Các kĩ thuật cơ bản của DVB-T2
• 1.9.1. Chòm sao xoay
• 1.9.2. Trễ thời gian giữa I và Q
• 1.9.3. Mẫu pilot phân tán
• 1.9.4. Kích thước khung
• 1.9.5. Mức tín hiệu
• 2. CHƯƠNG 2: LỘ TRÌNH CHUYỂN ĐỔI TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT TẠI QUẢNG TRỊ
• 2.1. Lộ trình số hóa truyền hình
• 2.2. Lộ trình số hóa DVT tại Việt Nam
• 2.3. Các giải pháp thực thực hiện
• 2.4. Lộ trình chuyển đổi truyền hình số ở Quảng Trị
• 2.5. Hiện trạng máy phát hiện nay tại Quảng Trị
• 2.6. Mô hình phát sóng có sử dụng bộ điều chế số DVB-T
• 2.7. Mô hình chuyển tiếp qua trung tần 36,15 MHZ
• 3. CHƯƠNG 3: QUI HOẠCH VÙNG PHỦ SÓNG DVB-T2 TẠI QUẢNG TRỊ
• 3.1. Qui hoạch tổng thể
• 3.2. Vùng phủ sóng SFN
• 3.3. Dung lượng và vùng phủ sóng
• 3.4. Tính toán, truyền sóng trong tỉnh Quảng Trị và lân cận
• 3.4.1. Mô hình Truyền sóng Okumura-Hata
• 3.4.2. Qui hoạch truyền sóng
• 3.4.3. Mô phỏng truyền sóng DVB-T2
• 3.4.3.1. Các thông số mô phỏng truyền sóng
• 3.4.3.2. Góc quay chòm sao
• 3.4.3.3. Kết quả mô phỏng
• KẾT LUẬN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về DVB T2

Chương này cung cấp cái nhìn tổng quan về quy hoạch truyền hình và công nghệ DVB-T2. DVB-T2 là tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất thế hệ thứ hai, mang lại nhiều lợi ích so với thế hệ trước. Việc chuyển đổi từ truyền hình tương tự sang truyền hình số không chỉ nâng cao chất lượng hình ảnh mà còn tăng cường khả năng phát sóng nhiều kênh trên cùng một băng tần. Theo nghiên cứu, công nghệ DVB-T2 cho phép phát sóng với chất lượng HD, đồng thời mở rộng vùng phủ sóng. Điều này có nghĩa là người dân tại Quảng Trị sẽ được tiếp cận với nhiều kênh truyền hình hơn, với chất lượng tốt hơn. Việc áp dụng công nghệ DVB-T2 cũng giúp giảm thiểu chi phí cho các nhà cung cấp dịch vụ, đồng thời nâng cao trải nghiệm người dùng.

1.1 Các tiêu chuẩn của DVB T2

Các tiêu chuẩn của DVB-T2 được thiết lập nhằm đảm bảo khả năng tương thích với các thiết bị hiện có. Tiêu chuẩn này yêu cầu DVB-T2 phải có khả năng phục vụ cho cả thiết bị cố định và di động, đồng thời cung cấp dung lượng tối thiểu tăng 30% so với DVB-T. Điều này cho phép các nhà cung cấp dịch vụ có thể mở rộng vùng phủ sóng mà không cần đầu tư quá nhiều vào cơ sở hạ tầng mới. Hệ thống DVB-T2 cũng được thiết kế để nâng cao độ tin cậy cho từng loại hình dịch vụ, từ đó đáp ứng tốt hơn nhu cầu của người dùng. Việc áp dụng các công nghệ mới như MIMO và QAM 256 trong DVB-T2 giúp tối ưu hóa hiệu suất truyền dẫn, mang lại trải nghiệm tốt hơn cho người xem.

1.2 Sự khác nhau giữa DVB T và DVB T2

Sự khác biệt giữa DVB-T và DVB-T2 chủ yếu nằm ở khả năng truyền dẫn và dung lượng. DVB-T2 sử dụng mã sửa sai FEC và kỹ thuật điều chế QAM 256, cho phép tăng dung lượng lên đến 30%. Điều này có nghĩa là với cùng một băng thông, DVB-T2 có thể phát nhiều kênh hơn hoặc phát với chất lượng cao hơn. Khoảng bảo vệ trong DVB-T2 cũng được tối ưu hóa, giúp giảm thiểu hiện tượng nhiễu và tăng cường độ tin cậy của tín hiệu. Những cải tiến này không chỉ giúp nâng cao chất lượng phát sóng mà còn mở rộng vùng phủ sóng cho các khu vực như Quảng Trị, nơi có nhu cầu cao về truyền hình số.

II. Lộ trình chuyển đổi truyền hình số mặt đất tại Quảng Trị

Chương này phân tích lộ trình chuyển đổi từ truyền hình tương tự sang truyền hình số tại Quảng Trị. Việc chuyển đổi này được thực hiện theo kế hoạch của Chính phủ, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về thông tin và giải trí của người dân. Lộ trình này bao gồm việc xây dựng hạ tầng truyền hình số và phát sóng các kênh chương trình phục vụ nhiệm vụ chính trị. Các đài truyền hình trung ương và địa phương sẽ thực hiện phát sóng song song giữa truyền hình số và truyền hình tương tự cho đến khi hoàn tất quá trình chuyển đổi. Điều này đảm bảo rằng người dân không bị gián đoạn trong việc tiếp cận thông tin và giải trí trong suốt quá trình chuyển đổi.

2.1 Hiện trạng máy phát hiện nay tại Quảng Trị

Hiện trạng máy phát tại Quảng Trị cho thấy rằng hạ tầng truyền hình số vẫn còn nhiều hạn chế. Các máy phát hiện tại chủ yếu sử dụng công nghệ cũ, không đáp ứng được yêu cầu về chất lượng và dung lượng phát sóng. Việc nâng cấp và cải thiện hạ tầng là cần thiết để đảm bảo rằng người dân có thể tiếp cận với các kênh truyền hình chất lượng cao. Các giải pháp như lắp đặt máy phát mới và cải thiện công nghệ phát sóng sẽ được triển khai trong thời gian tới. Điều này không chỉ giúp nâng cao chất lượng phát sóng mà còn mở rộng vùng phủ sóng cho các khu vực xa xôi, đảm bảo mọi người dân đều có cơ hội tiếp cận thông tin.

2.2 Mô hình phát sóng có sử dụng bộ điều chế số DVB T

Mô hình phát sóng sử dụng bộ điều chế số DVB-T đã được áp dụng tại Quảng Trị nhằm cải thiện chất lượng phát sóng. Mô hình này cho phép phát nhiều kênh trên cùng một tần số, từ đó tối ưu hóa việc sử dụng băng thông. Việc áp dụng công nghệ điều chế số giúp giảm thiểu hiện tượng nhiễu và tăng cường độ tin cậy của tín hiệu. Mô hình này cũng cho phép các nhà cung cấp dịch vụ dễ dàng mở rộng vùng phủ sóng mà không cần đầu tư quá nhiều vào cơ sở hạ tầng mới. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh nhu cầu về truyền hình số ngày càng tăng cao tại Quảng Trị.

III. Quy hoạch vùng phủ sóng DVB T2 tại Quảng Trị

Chương này tập trung vào quy hoạch vùng phủ sóng DVB-T2 tại Quảng Trị. Quy hoạch này nhằm đảm bảo rằng mọi khu vực trong tỉnh đều có thể tiếp cận với dịch vụ truyền hình số chất lượng cao. Việc tính toán và mô phỏng truyền sóng được thực hiện để xác định các vị trí lắp đặt máy phát phù hợp. Mô hình truyền sóng Okumura-Hata được sử dụng để dự đoán độ phủ sóng và chất lượng tín hiệu tại các khu vực khác nhau. Kết quả mô phỏng cho thấy rằng có thể mở rộng vùng phủ sóng một cách hiệu quả, đảm bảo rằng người dân tại các khu vực xa xôi cũng có thể tiếp cận với các kênh truyền hình chất lượng cao.

3.1 Mô hình Truyền sóng Okumura Hata

Mô hình truyền sóng Okumura-Hata được áp dụng để tính toán độ phủ sóng của hệ thống DVB-T2 tại Quảng Trị. Mô hình này cho phép dự đoán chính xác mức độ suy hao tín hiệu trong các điều kiện địa hình khác nhau. Kết quả từ mô hình cho thấy rằng các khu vực đồi núi có thể gặp khó khăn trong việc tiếp cận tín hiệu, do đó cần có các giải pháp bổ sung như lắp đặt máy phát tại các vị trí cao hơn. Việc áp dụng mô hình này giúp các nhà quy hoạch có thể đưa ra các quyết định chính xác hơn trong việc lắp đặt hạ tầng phát sóng, từ đó mở rộng vùng phủ sóng cho người dân.

3.2 Kết quả mô phỏng

Kết quả mô phỏng cho thấy rằng vùng phủ sóng DVB-T2 có thể được mở rộng đáng kể với việc lắp đặt các máy phát mới. Các thông số mô phỏng cho thấy rằng chất lượng tín hiệu tại các khu vực trung tâm thành phố đạt mức cao, trong khi các khu vực ngoại ô cần được cải thiện thêm. Việc sử dụng công nghệ DVB-T2 không chỉ giúp nâng cao chất lượng hình ảnh mà còn tăng cường khả năng phát sóng nhiều kênh trên cùng một băng tần. Điều này sẽ mang lại lợi ích lớn cho người dân tại Quảng Trị, giúp họ tiếp cận với nhiều kênh truyền hình chất lượng cao hơn.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Truyền hình số mặt đất (DTV) đã trở thành xu hướng phát triển toàn cầu với hơn 45 quốc gia hoàn thành số hóa truyền hình, trong đó có các cường quốc như Mỹ, Nhật Bản và Hàn Quốc. Tại Việt Nam, quá trình chuyển đổi từ truyền hình tương tự sang truyền hình số mặt đất được triển khai theo Đề án số hóa phát thanh và truyền hình đến năm 2020, nhằm nâng cao chất lượng dịch vụ, tăng số lượng kênh và hiệu quả sử dụng phổ tần số. Tỉnh Quảng Trị, với diện tích 4.760,1 km² và dân số gần 620.000 người, có địa hình phức tạp gồm 40% đồi núi, là một trong những địa phương thuộc nhóm III được ưu tiên triển khai số hóa truyền hình mặt đất.

Luận văn tập trung vào quy hoạch vùng phủ sóng DVB-T2 tại Quảng Trị, nhằm đáp ứng yêu cầu phát sóng truyền hình số hiện đại, nâng cao vùng phủ sóng và chất lượng tín hiệu. Nghiên cứu thực hiện trong giai đoạn 2013-2018, phù hợp với lộ trình số hóa của Chính phủ, với mục tiêu phủ sóng truyền hình số mặt đất đến 80% dân cư tỉnh vào năm 2020. Việc áp dụng chuẩn DVB-T2 không chỉ giúp tăng dung lượng kênh phát sóng lên đến 30-50% so với DVB-T mà còn mở rộng vùng phủ sóng, cải thiện khả năng thu tín hiệu cho các thiết bị cố định và di động.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc hỗ trợ các cơ quan quản lý và doanh nghiệp truyền dẫn phát sóng tại Quảng Trị xây dựng kế hoạch phát triển hạ tầng truyền hình số hiệu quả, đồng thời góp phần nâng cao trải nghiệm người dùng với chất lượng hình ảnh và âm thanh vượt trội. Các chỉ số kỹ thuật như tỷ số sóng mang trên nhiễu (C/N), công suất phát, và mô hình truyền sóng Okumura-Hata được sử dụng để đánh giá và tối ưu vùng phủ sóng trong điều kiện địa hình đặc thù của tỉnh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình kỹ thuật truyền hình số mặt đất, đặc biệt là chuẩn DVB-T2, thế hệ thứ hai của truyền hình kỹ thuật số mặt đất. DVB-T2 sử dụng kỹ thuật điều chế ghép đa tần trực giao có mã (COFDM) với các cải tiến như điều chế 256-QAM, mã sửa lỗi FEC nâng cao, và kích thước FFT mở rộng từ 1k đến 32k, giúp tăng dung lượng và vùng phủ sóng so với DVB-T. Các khái niệm chính bao gồm:

• OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing): Phương pháp điều chế đa sóng mang trực giao, giúp tăng hiệu suất sử dụng phổ và giảm nhiễu liên sóng mang.
• MISO (Multiple Input Single Output): Kỹ thuật sử dụng nhiều anten phát và một anten thu, áp dụng mã Alamouti để tăng độ tin cậy và vùng phủ sóng.
• Mẫu pilot phân tán: Các tín hiệu pilot dùng để ước lượng kênh, cân bằng pha và đồng bộ, với nhiều loại mẫu phù hợp cho các điều kiện thu khác nhau.
• Mô hình truyền sóng Okumura-Hata: Mô hình thực nghiệm dự đoán suy hao tín hiệu trong môi trường đô thị, ngoại ô và không gian mở, phù hợp với tần số từ 150 MHz đến 1500 MHz.

Ngoài ra, các tham số kỹ thuật như tỷ số sóng mang trên nhiễu (C/N), công suất phát, kích thước FFT, khoảng bảo vệ (GI), và các chế độ điều chế (QPSK, 16QAM, 64QAM, 256QAM) được phân tích để tối ưu hóa vùng phủ sóng và dung lượng mạng.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp kết hợp giữa phân tích lý thuyết, mô phỏng và khảo sát thực tế tại tỉnh Quảng Trị. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm toàn bộ hệ thống máy phát hiện có và các trạm phát lại trên địa bàn tỉnh, với số lượng máy phát hình analog và số được thống kê chi tiết.

Nguồn dữ liệu chính gồm:

• Số liệu kỹ thuật và hiện trạng hệ thống máy phát tại Quảng Trị.
• Thông số kỹ thuật chuẩn DVB-T2 và các tài liệu tiêu chuẩn quốc tế.
• Mô hình truyền sóng Okumura-Hata áp dụng cho địa hình tỉnh Quảng Trị.
• Kết quả mô phỏng vùng phủ sóng DVB-T2 sử dụng phần mềm chuyên dụng.

Phương pháp phân tích bao gồm:

• Tính toán công suất phát, tỷ số C/N và mức tín hiệu tối thiểu cần thiết cho các chế độ thu khác nhau.
• Mô phỏng vùng phủ sóng SFN (Single Frequency Network) với các tham số FFT, điều chế và khoảng bảo vệ phù hợp.
• So sánh hiệu quả vùng phủ sóng và dung lượng giữa DVB-T và DVB-T2.
• Đánh giá khả năng phủ sóng cho các khu vực đồng bằng, đồi núi và vùng biên giới.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ năm 2013 đến 2015, bao gồm giai đoạn khảo sát hiện trạng, phân tích lý thuyết, mô phỏng và đề xuất quy hoạch vùng phủ sóng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Tăng dung lượng phát sóng: DVB-T2 cho phép tăng dung lượng truyền dẫn lên đến 30-50% so với DVB-T, với khả năng phát đồng thời nhiều kênh HD và SD trên cùng băng tần 8 MHz. Ví dụ, trong chế độ SFN cố định, dung lượng có thể tăng tới 86%, cho phép truyền 4 dịch vụ HD hoặc 14 dịch vụ SD.

2. Mở rộng vùng phủ sóng: Khoảng cách truyền tối đa trong mạng SFN của DVB-T2 có thể đạt tới 159,6 km, gấp hơn 2 lần so với DVB-T (67,2 km). Điều này giúp giảm số lượng máy phát cần thiết, tiết kiệm chi phí đầu tư và vận hành.

3. Cải thiện chất lượng tín hiệu: Tỷ số sóng mang trên nhiễu (C/N) yêu cầu cho DVB-T2 thấp hơn hoặc tương đương DVB-T, với khả năng chịu nhiễu và fading tốt hơn nhờ kỹ thuật điều chế quay sao và mã hóa Alamouti. Ví dụ, chế độ thu di động ngoài trời yêu cầu C/N khoảng 17,9 dB, thấp hơn so với các chuẩn trước.

4. Khả năng thu di động và trong nhà: DVB-T2 hỗ trợ các chế độ thu đa dạng, từ thiết bị cố định ngoài trời đến thiết bị di động cầm tay, với các mẫu pilot phân tán phù hợp giúp ước lượng kênh chính xác trong môi trường biến động.

Thảo luận kết quả

Việc tăng dung lượng và mở rộng vùng phủ sóng của DVB-T2 so với DVB-T là kết quả của các cải tiến kỹ thuật như mở rộng kích thước FFT, điều chế 256-QAM, và mã sửa lỗi hiệu quả hơn. Các kết quả mô phỏng vùng phủ sóng tại Quảng Trị cho thấy, với công suất phát tương đương, DVB-T2 có thể phủ sóng toàn bộ tỉnh với chất lượng tín hiệu ổn định, kể cả các khu vực đồi núi và vùng biên giới.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, kết quả phù hợp với xu hướng áp dụng DVB-T2 tại các nước châu Âu và châu Á, nơi DVB-T2 được xem là chuẩn truyền hình số mặt đất ưu việt nhất hiện nay. Việc áp dụng mô hình Okumura-Hata giúp dự báo chính xác mức suy hao tín hiệu trong điều kiện địa hình phức tạp của Quảng Trị, từ đó tối ưu hóa vị trí và công suất máy phát.

Các biểu đồ vùng phủ sóng mô phỏng thể hiện rõ sự khác biệt về cường độ tín hiệu giữa các khu vực đồng bằng và đồi núi, cho thấy cần có sự phối hợp giữa các trạm phát để đảm bảo vùng phủ sóng liên tục. Bảng so sánh tỷ số C/N và công suất phát giữa các chế độ thu cũng minh họa hiệu quả của DVB-T2 trong việc giảm chi phí vận hành mạng.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai mạng SFN DVB-T2 quy mô tỉnh: Xây dựng hệ thống máy phát DVB-T2 tại các vị trí chiến lược như TP Đông Hà, huyện Đakrông, huyện Hướng Hóa và thị trấn Lao Bảo, với công suất phát phù hợp để phủ sóng toàn tỉnh, giảm thiểu vùng lõm sóng.

2. Tối ưu hóa công suất và cấu hình máy phát: Sử dụng các chế độ FFT 16k hoặc 32k, điều chế 256-QAM và khoảng bảo vệ 1/128 để tăng dung lượng và vùng phủ sóng, đồng thời giảm công suất phát cần thiết, tiết kiệm điện năng và chi phí vận hành.

3. Phát triển hạ tầng truyền dẫn và thiết bị thu: Khuyến khích đầu tư thiết bị thu DVB-T2 hỗ trợ các mẫu pilot phân tán phù hợp với môi trường di động và trong nhà, nâng cao trải nghiệm người dùng, đặc biệt tại các vùng núi và biên giới.

4. Đào tạo và nâng cao năng lực nhân sự: Tổ chức các khóa đào tạo kỹ thuật cho cán bộ vận hành, bảo trì hệ thống truyền hình số mặt đất, đảm bảo vận hành ổn định và xử lý sự cố kịp thời.

5. Tăng cường tuyên truyền và hỗ trợ người dân: Thông tin rộng rãi về lợi ích của truyền hình số DVB-T2, hỗ trợ người dân tiếp cận thiết bị thu phù hợp, đặc biệt tại các vùng khó khăn về kinh tế và địa hình.

Các giải pháp trên nên được thực hiện trong giai đoạn 2016-2018, đồng bộ với lộ trình số hóa truyền hình của Chính phủ, nhằm đảm bảo chuyển đổi thành công và hiệu quả tại Quảng Trị.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cơ quan quản lý nhà nước về viễn thông và truyền hình: Giúp hoạch định chính sách, quy hoạch vùng phủ sóng và quản lý tần số hiệu quả, đảm bảo thực hiện đúng lộ trình số hóa truyền hình.

2. Doanh nghiệp cung cấp dịch vụ truyền dẫn và phát sóng: Hỗ trợ trong việc thiết kế, triển khai và vận hành hệ thống máy phát DVB-T2, tối ưu hóa chi phí và nâng cao chất lượng dịch vụ.

3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành công nghệ điện tử - viễn thông: Cung cấp kiến thức chuyên sâu về kỹ thuật truyền hình số mặt đất, các mô hình truyền sóng và phương pháp mô phỏng vùng phủ sóng.

4. Nhà sản xuất và phân phối thiết bị thu truyền hình số: Tham khảo các yêu cầu kỹ thuật và đặc tính vùng phủ sóng để phát triển sản phẩm phù hợp với thị trường địa phương.

Luận văn cũng hữu ích cho các tổ chức đào tạo và các đơn vị tư vấn kỹ thuật trong lĩnh vực truyền hình số, giúp nâng cao năng lực chuyên môn và áp dụng công nghệ mới.

Câu hỏi thường gặp

1. DVB-T2 khác gì so với DVB-T?
   DVB-T2 là chuẩn truyền hình số mặt đất thế hệ thứ hai, cải tiến với điều chế 256-QAM, mã sửa lỗi hiệu quả hơn và kích thước FFT lớn hơn, giúp tăng dung lượng phát sóng lên 30-50% và mở rộng vùng phủ sóng so với DVB-T.

2. Tại sao cần quy hoạch vùng phủ sóng DVB-T2 tại Quảng Trị?
   Quảng Trị có địa hình phức tạp và dân cư phân bố rộng, quy hoạch giúp tối ưu vị trí máy phát, công suất và cấu hình kỹ thuật để đảm bảo phủ sóng liên tục, chất lượng tín hiệu tốt cho người dân.

3. Mô hình truyền sóng Okumura-Hata được áp dụng như thế nào?
   Mô hình Okumura-Hata dựa trên dữ liệu thực nghiệm, dự đoán suy hao tín hiệu trong các môi trường đô thị, ngoại ô và không gian mở, phù hợp với tần số 150-1500 MHz, giúp tính toán vùng phủ sóng chính xác tại Quảng Trị.

4. Làm thế nào để nâng cao khả năng thu tín hiệu di động?
   Sử dụng các mẫu pilot phân tán phù hợp, kỹ thuật điều chế quay sao và mã hóa MISO giúp cải thiện khả năng thu tín hiệu trong môi trường di động và trong nhà, giảm thiểu ảnh hưởng của fading và nhiễu.

5. Chi phí đầu tư cho hệ thống DVB-T2 có cao không?
   DVB-T2 cho phép giảm số lượng máy phát nhờ vùng phủ sóng rộng hơn và dung lượng cao hơn, tiết kiệm chi phí vận hành. Mô hình “hai trong một” tận dụng máy phát analog hiện có cũng giúp giảm chi phí đầu tư ban đầu.

Kết luận

• DVB-T2 mang lại hiệu suất phổ cao hơn, tăng dung lượng phát sóng 30-50% so với DVB-T, phù hợp với nhu cầu phát triển truyền hình số tại Quảng Trị.
• Vùng phủ sóng DVB-T2 có thể mở rộng gấp đôi, giúp giảm số lượng máy phát và chi phí vận hành mạng truyền hình số mặt đất.
• Các kỹ thuật như điều chế 256-QAM, mã hóa Alamouti và mẫu pilot phân tán nâng cao chất lượng tín hiệu, đặc biệt cho thiết bị thu di động và trong nhà.
• Quy hoạch vùng phủ sóng dựa trên mô hình Okumura-Hata và mô phỏng thực tế giúp tối ưu hóa công suất phát và vị trí máy phát phù hợp với địa hình tỉnh Quảng Trị.
• Đề xuất triển khai mạng SFN DVB-T2 đồng bộ với lộ trình số hóa truyền hình quốc gia, kết hợp đào tạo nhân lực và tuyên truyền nâng cao nhận thức người dân.

Tiếp theo, cần tiến hành khảo sát thực địa chi tiết, thử nghiệm thiết bị thu phát và xây dựng kế hoạch đầu tư cụ thể để triển khai hệ thống DVB-T2 tại Quảng Trị. Các cơ quan quản lý và doanh nghiệp truyền dẫn phát sóng được khuyến khích phối hợp chặt chẽ nhằm đảm bảo thành công của dự án số hóa truyền hình mặt đất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DVB-T2 Truyền hình kỹ thuật số DVB-T ra đời đã khắc phục được nhược điểm của hệ thống máy phát hình analog trước đó như khả năng phát sóng nhiều chương trình trên 1 kênh RF, khả năng thu tín hiệu đa đường, khả năng thu di động, chống được hiện tượng bóng hình, nhòe hình ở máy thu do can nhiễu đường truyền.Chuẩn truyền hình số DVB-T2 là thế hệ thứ 2 của DVB-T.1 Giới thiệu chung. Việc phát triển các tiêu chuẩn DVB đã khởi đầu vào năm 1993 và tiêu chuẩn DVB-T đã được tiêu chuẩn hoá vào năm 1997 do Viện tiêu chuẩn truyền thông châu Âu (ESTI: European Telecommunication Standards Institute). Hiện nay tiêu chuẩn này đã được các nước châu âu và nhiều nước khác trên thế giới thừa nhận. Năm 2001 Đài truyền hình Việt Nam đã quyết định chọn nó làm tiêu chuẩn để phát sóng cho truyền hình mặt đất trong những năm tới.

DVB là sơ đồ truyền dựa trên tiêu chuẩn MPEG-2, là một phương pháp phân phối từ một điểm tới nhiều điểm video và audio số chất lượng cao có nén. Nó là sự thay thế có tăng cường tiêu chuẩn truyền hình quảng bá tương tự vì DVB cung cấp phương thức truyền dẫn linh hoạt để phối hợp video, audio và các dịch vụ dữ liệu. Trong truyền hình số mặt đất không thể sử dụng phương pháp điều chế đơn sóng mang được vì hiệu ứng đa đường sẽ làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến chỉ tiêu kĩ thuật của truyền sóng mang đơn tốc độ cao vì lý do này OFDM đã được sử dụng cho tiêu chuẩn truyền hình mặt đất DVB-T. DVB-T cho phép hai mode truyền phụ thuộc vào số sóng mang được sử dụng như sau: Tham số Mode 2K Mode 8K Số lượng sóng mang con 1705 6817 Độ rộng symbol có ích(TU) 224 s 896 s Khoảng cách sóng mang (1/TU) 4464hz 1116Hz Băng thông 7.61Mhz Khoảng bảo vệ  T/4, T/8, T/12 T/4, T/8 Phương thức điều chế QPSK,16-64QAM QPSK,16-64QAM Kiểu 2K phù hợp cho hoạt động bộ truyền đơn lẻ và cho các mạng SFN loại nhỏ có khoảng cách bộ truyền giới hạn; nó sử dụng 1705 sóng mang con.

Kiểu 8K có 11 z thể được sử dụng cho hoạt động bộ truyền đơn lẻ cũng như cho các mạng SFN loại nhỏ và lớn; nó sử dụng 6817 sóng mang con. Để giảm nhỏ ảnh hưởng không bằng phẳng của kênh thì dùng nhiều sóng mang càng tốt. Tuy nhiên khi số sóng mang nhiều, mạch sẽ phức tạp hơn, trong giai đoạn đầu khi công nghệ chế tạo chip chưa hoàn thiện, các chip điều chế còn đắt người ta thường dùng mode 2k vì công nghệ chế tạo chip đơn giản và rẽ hơn. Về cấu trúc máy phát số DVB-T và máy phát hình tương tự là giống nhau nhưng điểm khác biệt là phần điều chế.

Sơ đồ khối máy phát hình DVB-T chỉ ra như sau: Hình 1.1: Sơ đồ khối máy phát hình số DVB-T Trong các máy phát hình số thì tín hiệu số đầu vào rất khác so với tín hiệu đầu vào của máy phát hình tương tự. Một số luồng tín hiệu video, audio analog đầu vào được xử lý số hóa và nén tín hiệu, ghép nhiều chương trình thì các kỹ thuật điều chế đơn giản như điều biên, điều tần ở trong các máy phát hình tương tự không thể xử được. Các tín hiệu đầu vào tương tự phải được số hóa. Mặt khác, trong mạng đơn tần tất cả các đài phát của mạng phát DVB-T thông qua hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System) được khoá ở một tần số chính xác làm cho tất cả các máy phát sử dụng ở cùng một tần số và được phát trong cùng một thời gian.

Nguyên lý của hệ thống ghép các kênh thu từ vệ tinh và các kênh địa phương như trình bày ở hình 1.2: Sơ đồ khối bộ biến đổi Kỹ thuật điều chế số của DVB-T dùng kỹ thuật điều chế ghép đa tần trực giao OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplerxing) là phương pháp điều chế đa sóng mang trong đó các sóng mang con trực giao với nhau, OFDM dựa trên nguyên tắc phân chia luồng dữ liệu thành các luồng dữ liệu con gửi lên các sóng mang. Các sóng mang được điều chế với tốc độ bít thấp và với số lượng sóng mang lớn sẽ mang luồng dữ liệu có tốc độ bít cao. Khi đó phía bên thu sẽ thu được nhiều tín hiệu (tín hiệu chính và tín hiệu phản xạ) và không đồng nhất. Để có thể lặp lại những dữ liệu đã mất ở phía thu cần mã hóa dữ liệu trước khi phát.

Hệ phát số DVB-T sử dụng kỹ thuật COFDM (code OFDM- ghép tần số trực giao có mã sửa sai) như một phương thức điều chế dữ liệu. Việc sử dụng một số lượng lớn các sóng mang tưởng chừng như không có triển vọng lắm trong thực tế và không chắc chắn, vì có rất nhiều bộ điều chế và giải điều chế và các bộ lọc đi kèm theo, đồng thời phải cần một dải thông lớn hơn để chứa các sóng mang này. Nhưng các vấn đề trên đã được giải quyết khi các sóng mang đảm bảo điều kiện được đặt đều đặn cách nhau một khoảng fU=1/TU,với TU là khoảng biểu tượng hữu dụng, đây cũng chính là điều kiện trực giao của các sóng mang trong hệ thống ghép kênh phân chia tần số trực giao [2].3 biểu diễn hình ảnh của phổ tín hiệu của 12 sóng mang con trực giao nhau trong dải thông kênh truyền dẫn và phổ tín hiệu RF của máy phát số DVB-T có dải thông 8MHz. Các thành phần phổ thực tế của máy phát số DVB-T (gồm hàng nghìn các sóng mang con) chiếm hết dải thông 8MHz.Phổ của tín hiệu OFDM với số sóng mang N=12.

Mặt toán học, việc trực giao sẽ như sau: Sóng mang thứ k được biểu diễn: K (t )  e jk t U (1.1) với U = 2/ TU, và điều kiện trực giao mà sóng mang phải thoả mãn là: (1.2) Về ý nghĩa vật lý: khi giải điều chế tín hiệu cao tần này, bộ giải điều chế không nhìn thấy các tín hiệu cao tần kia, kết quả là không bị các tín hiệu cao tần khác gây nhiễu. Về phương diện phổ: Điểm phổ có năng lượng cao nhất rơi vào điểm bằng không của sóng mang kia. Hơn nữa chúng ta sẽ không bị lãng phí về mặt phổ. Các sóng mang được đặt rất gần nhau vì thế tổng cộng dải phổ cũng chỉ như ở điều chế sóng mang đơn - nếu chúng được điều chế với tất cả dữ liệu và sử dụng bộ lọc cắt đỉnh lý tưởng.

Bản chất của quá trình tạo tín hiệu OFDM là phân tích chuỗi bit đầu vào thành các sóng mang đã được điều chế theo một kiểu nào đó trong miền thời gian liên tục. Tuỳ thuộc vào kiểu điều chế mỗi tổ hợp bit trong chuỗi bit đầu vào được gán cho một tần số sóng mang, vì vậy mỗi sóng mang chỉ tải số lượng bit cố định. Nhờ bộ ánh xạ (Mapper) và điều chế M-QAM, sóng mang sau khi điều chế QAM là một số phức và được xếp vào biểu đồ chòm sao theo quy luật mã Gray trên 2 trục Re (thực) và Im (ảo). Vị trí của mỗi điểm tín hiệu (số phức) trên biểu đồ chòm sao phản ánh thông tin về biên độ và pha của các sóng mang.

Quá trình biến đổi IFFT sẽ biến đổi các số phức biểu diễn các sóng mang trong miền tần số thành các số phức biểu diễn các sóng mang trong miền thời gian rời rạc. Trong thực tế các thành phần Re và Im được biểu diễn bằng chuỗi nhị phân được bộ điều chế I/Q sử dụng để điều chế sóng mang cũng được biểu diễn bằng một chuỗi nhị phân. Chuỗi nhị phân sau điều chế IQ được biến đổi D/A để nhận được tín hiệu trong băng tần cơ bản. 14 z Quá trình xử lý ở phía thu của DVB-T sẽ thực hiện biển đổi FFT để tạo các điểm điều chế phức của từng sóng mang phụ trong symbol OFDM, sau khi giải ánh xạ (Demapping) xác định biểu đồ bit tương ứng các tổ hợp bit được cộng lại để khôi phục dòng dữ liệu đã truyền [5].

 Ưu điểm của hệ thống DVB-T sử dụng OFDM [4]. (a) OFDM tăng hiệu suất sử dụng phổ bằng cách cho phép chồng lấp những sóng mang con. (b) Bằng cách chia kênh thông tin ra thành nhiều kênh con fading phẳng băng hẹp, các hệ thống OFDM chịu đựng fading lựa chọn tần số tốt hơn những hệ thống sóng mang đơn. (c) OFDM loại trừ xuyên nhiễu symbol (ISI) và xuyên nhiễu giữa các sóng mang (ICI) bằng cách chèn thêm vào một khoảng thời bảo vệ trước mỗi symbol.

(e) Kỹ thuật cân bằng kênh trở nên đơn giản hơn kỹ thuật cân bằng kênh thích ứng được sử dụng trong những hệ thống đơn sóng mang. (f) Sử dụng kỹ thuật DFT để bổ sung vào các chức năng điều chế và giải điều chế làm giảm độ phức tạp của OFDM. (g) Các phương thức điều chế vi sai (differental modulation) giúp tránh yêu cầu bổ sung vào bộ giám sát kênh. (h) OFDM ít bị ảnh hưởng với khoảng thời gian lấy mẫu (sample timing offsets) hơn so với các hệ thống sóng mang đơn.

(i) OFDM chịu đựng tốt với nhiễu xung và nhiễu xuyên kênh kết hợp.  Các hạn chế khi sử dụng hệ thống OFDM. (a) Biểu tượng OFDM bị nhiễu biên độ với một khoảng động rất lớn. Vì tất cả các hệ thống thông tin thực tế đều bị giới hạn công suất, tỷ số PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) cao là một bất lợi nghiêm trọng của OFDM nếu dùng bộ khuếch đại công suất hoạt động ở miền bão hòa để khuếch đại tín hiệu OFDM.

Nếu tín hiệu OFDM có tỷ số PAPR lớn thì sẽ gây nên nhiễu xuyên điều chế. Điều này cũng sẽ làm tăng độ phức tạp của các bộ biến đổi từ analog sang digital và từ digital sang analog. Việc rút ngắn (clipping) tín hiệu cũng sẽ làm xuất hiện cả méo nhiễu (distortion) trong băng lẫn bức xạ ngoài băng. (b) OFDM nhạy với độ trôi (offset) tần số và sự trượt của sóng mang hơn các hệ thống đơn sóng mang.

Vấn đề đồng bộ tần số trong các hệ thống OFDM phức tạp hơn hệ thống sóng mang đơn. Tần số offset của sóng mang gây nhiễu cho các sóng 15 z mang con trực giao và gây nên nhiễu liên kênh làm giảm hoạt động của các bộ giải điều chế một cách trầm trọng. Vì thế, đồng bộ tần số là một trong những nhiệm vụ thiết yếu cần phải đạt được trong bộ thu OFDM [6].1 Các tiêu chuẩn của DVB-T2 bao gồm :  DVB-T2 phải có khả năng truyền dẫn trên các thiết bị sẵn có và phải tái sử dụng cơ sở hạ tầng sẵn có.