Truyền hình di động với công nghệ DVB-H

ng. Tơi xin cam đoan tồn bộ nội dung được trình bày trong bản luận văn nay là kết quả tìm hiểu và nghiên cứu của riêng tơi, trong quá trình nghiên cứu đề tài “Truyền hình di động với cơng nghệ VDB-H”. Các kết quả và dữ liệu được nêu trong luận văn là hồn tồn trung thực và rõ ràng. Mọi thơng tin trích dẫn đều được tuân theo luật sở hữu trí tuệ, liệt kê rõ ràng các tài liệu tham khảo. Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm với những nội dung được viết trong luận văn này. Hà nội, ngày 22 tháng 11 năm 2008. HỌC VIÊN TRẦN MẠNH HÙNG -1- Mục lục Lời mở đầu.............................................................................................................1 Mục lục ..................................................................................................................4 Mục lục các hình....................................................................................................8 Mục lục các bảng.................................................................................................10 Từ viết tắt ............................................................................................................11 1. CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG DVB-H ..................13 1.1 Tổng quan hệ thống............................................................................. 13 1.1.1 Giới thiệu sơ lược về DVB-T .............................................................13 1.1.2 Hệ thống DVB-H ...............................................................................15 1.1.2.a Khái niệm về truyền hình di động theo chuẩn DVB-H...................17 1.1.2.b Những ưu việt của truyền hình di động theo chuẩn DVB-H...........20 1.2 Cấu trúc và nguyên lí cơ bản của cơng nghệ truyền hình di động.... 22 1.3 Các yếu tố kĩ thuật chính .................................................................... 24 2. CHƯƠNG II: CÁC THÀNH PHẦN MỚI TRONG BỘ ðĨNG GĨI IP: TIME SLICING VÀ MPE-FEC...................................................................26 2.1 Module MPE-FEC............................................................................... 26 2.1.1 Khung MPE-FEC ..............................................................................27 2.1.1.a ðịnh nghĩa khung MPE-FEC .........................................................27 2.1.1.b Bảng ADT .....................................................................................28 2.1.1.c Bảng RSDT ...................................................................................29 2.1.2 Cách truyền khung MPE-FEC...........................................................30 2.1.2.a Cách truyền các IP datagram trong ADT........................................30 2.1.2.b Giải mã RS ....................................................................................33 -2- 2.2 Module time-slicing ............................................................................. 34 2.2.1 Giới thiệu chung................................................................................34 2.2.2 Chi tiết kĩ thuật..................................................................................35 2.2.2.a Nguyên lí hoạt động.......................................................................35 2.2.2.b Phương pháp
t chỉ thị thời gian cụm kế tiếp ...............................38 2.2.3 Hỗ trợ chuyển giao với time-slicing ..................................................42 3. CHƯƠNG III: THÀNH PHẦN MỚI TRONG BỘ ðIỀU CHẾ DVB- T: CHẾ ðỘ PHÁT 4K, BỘ GHÉP XEN IN-DEPTH VÀ BÁO HIỆU TPS ....44 3.1 Khái quát chung .................................................................................. 44 3.1.1 ðiều chế COFDM .............................................................................44 3.1.2 Số lượng, vị trí và nhiệm vụ của các sĩng mang ................................45 3.2 Chế độ phát 4K.................................................................................... 46 3.3 Bộ ghép xen theo độ sâu symbol (in-depth interleaver) .................... 50 3.3.1 Khái niệm kĩ thuật ghép xen ..............................................................50 3.3.2 Bộ ghép xen nội (Inner interleaver)...................................................50 3.3.2.a Ghép xen theo bit (bit-wise interleaving) .......................................51 3.3.2.b Ghép xen symbol (Symbol interleaver) ..........................................54 3.4 Báo hiệu thơng số bên phát TPS......................................................... 57 3.4.1 Khái quát ..........................................................................................57 3.4.2 Mục đích của TPS .............................................................................58 3.4.3 ðịnh dạng các bit TPS.......................................................................58 4. CHƯƠNG IV: CẤU HÌNH MẠNG TRIỂN KHAI TRONG DVB-H ........61 4.1 Các loại cấu hình mạng DVB-H ......................................................... 61 4.1.1 Mạng dùng chung DVB-H (dùng chung bộ ghép với MPEG-2) .........61 4.1.2 Mạng phân cấp DVB-H (dùng chung với mạng DVB-T bằng cách phân cấp) ..................................................................................62 -3- 4.2 Mạng phát DVB-H ......................................................................... 62 4.2.1 Các cell DVB-H ................................................................................62 4.2.2 Mạng đơn tần SFN (Single frequency networks) ...............................63 4.2.3 Mạng đa tần MFN (Multifrequency networks)...................................65 5. CHƯƠNG V: GIẢI PHÁP TRUYỀN HÌNH CƠNG NGHỆ DVB-H VÀ TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI DVB-H Ở VIỆT NAM ...................................67 5.1 Giải pháp chung và tiềm năng phát triển DVB-H............................. 67 5.1.1 Sự triển khai thị trường .....................................................................67 5.1.2 Các bước tiếp theo của DVB-H .........................................................71 5.2 Tình hình triển khai DVB-H ở Việt Nam.......................................... 72 5.2.1 Sơ lược tình hình triển khai ...............................................................72 5.2.2 Mơ hình triển khai dịch vụ truyền hình di động chuẩn DVB-H của VTC ............................................................................................77 5.3. So sánh giải pháp truyền hình DVB-H và một số giải pháp truyền hình di động số khác…………………………………………………….................80 6. CHƯƠNG VI: PHÂN TÍCH SO SÁNH GIẢI PHÁP DVB-H VÀ GIẢI PHÁP DMB …………………………………………………………………89 6.1. Giới thiệu chung về DMB………………… ………..……………. 89 6.2. Tổng quan cơng nghệ DMB ………………………………….……90 6.3. So sánh những đặc tính cơ bản của DVB-H với DMB………….92 6.4. ðề xuất giải pháp hệ thống T-DMB ……………………………..99 Kết luận………………………………………………………………….….102 Phụ lục A : Sơ đồ chức năng bộ điều chế DVB-T và điện thoại di động cơng nghệ DVB-H..............................................................................................104 Phụ lục B: Vị trí các sĩng mang TPS ...............................................................108 -4- Phụ lục C: ðịnh dạng bit TPS trong mode 4K ................................................110 Tài liệu tham khảo.............................................................................................116 -5- Mục lục các hình Hình 1.1 Truyền hình di động dựa trên sĩng truyền hình................................. 16 Hình 1.2 Vị trí thực hiện chức năng của DVB-H .............................................. 19 Hình 1.3 Cấu trúc nguyên lí của DVB-H........................................................... 23 Hình 1.4 Các bổ sung cho DVB-H vào hệ thống DVB-T................................... 24 Hình 2.1 Sơ lược cấu trúc khung MPE-FEC .................................................... 27 Hình 2.2 Cấu trúc khung MPE-FEC ................................................................. 28 Hình 2.3 Sự bố trí trong bảng ADT.................................................................... 29 Hình 2.4 Sự bố trí trong bảng RSDT ................................................................. 30 Hình 2.5 Cách đĩng gĩi và truyền khung MPE-FEC........................................ 31 Hình 2.6 ðiều chỉnh tốc độ mã trong MPE-FEC .............................................. 33 Hình 2.7 Truyền các dịch vụ song song trong DVB-T....................................... 35 Hình 2.8 Cách truyền các dịch vụ DVB-H trong time slicing............................ 36 Hình 2.9 Cắt lát thời gian cho mỗi dịch vụ DVB-H ............................................ 37 Hình 2.10 Mỗi header của section MPE (MPE-FEC) chứa
t chỉ thị thời gian khi nào bắt đầu cụm kế tiếp ......................................................... 37 Hình 2.11 Các thơng số cụm .............................................................................. 38 Hình 2.12 Burst Duration tối đa ........................................................................ 39 Hình 2.13 Chuyển giao nhờ time-slicing ........................................................... 43 Hình 3.1 Phân bố sĩng mang trong kĩ thuật COFDM....................................... 45 Hình 3.2 Ví dụ về số sĩng mang của 2 chế độ 2K&8K với băng thơng 8 MHz ...................................................................................................... 47 Hình 3.3 Vị trí các loại sĩng mang trong 1 symbol OFDM ............................... 49 Hình 3.4 Bộ ghép xen nội................................................................................... 50 Hình 3.5 Các luồng ngõ vào và ngõ ra của bộ ghép xen bit trong trường hợp QPSK, 16-QAM và 64-QAM ......................................................... 51 Hình 3.6 Thuật tốn tạo hàm hốn vị dùng cho mode 4K ................................. 56 -6- Hình 3.7 Sơ lược về các bộ ghép xen dùng cho từng chế độ khác nhau (2K, 4K & 8K)............................................................................................... 57 Hình 4.1 DVB-H với bộ ghép kênh dùng chung................................................ 61 Hình 4.2 Mạng DVB-H dùng chung bằng cách phân lớp ................................. 62 Hình 4.3 Các mạng đơn tần trong DVB-H ........................................................ 63 Hình 4.4 Khoảng cách tương quan SFN. Tất cả các khoảng cách đều dựa trên điều chế 16-QAM với khoảng bảo vệ là ¼ trong COFDM ........... 64 Hình 5.1 Biểu đồ thể hiện số người xem các dịch vụ truyền hình di động qua các năm ......................................................................................... 67 Hình 5.2 Dự kiến số lượng máy thu TV Mobile trên thị trường trong các năm 2006 ÷ 2010 (nguồn DVB-Scene 12/2005) ................................... 71 Hình 5.3 Mobile TV của S-Fone ........................................................................ 73 Hình 5.4 Các mẫu điện thoại di động DVB-H đầu tiên ..................................... 75 Hình 5.5 Nokia N92 ........................................................................................... 76 Hình 5.6 Mơ hình triển khai dịch vụ truyền hình di động theo chuẩn DVB- H 77 Hình A.1 Sơ đồ khối chức năng của bộ điều chế DVB-T............................... 100 Hình A.2. Cấu trúc thu của ðTDð DVB-H ………………………… 82 -7- Mục lục các bảng Bảng 3.1 Thơng số các chế độ phát trong OFDM ............................................. 48 Bảng 3.2 Cách hốn vị bit trong mode 4K ......................................................... 56 Bảng 3.3 ðịnh dạng các bit TPS ........................................................................ 59 Bảng 3.4 Báo hiệu DVB-H ................................................................................. 60 Bảng B.1 Vị trí sĩng mang TPS trong symbol OFDM với mode 4K................ 104 Bảng B.2 Vị trí các sĩng mang TPS trong symbol OFDM với mode 2K và 8K 105 Bảng C.1 Kiểu tín hiệu của số thứ tự khung ................................................... 107 Bảng C.2 Kiểu chịm sao (kiểu điều chế) ......................................................... 107 Bảng C.3 Các giá trị α ứng với các kiểu điều chế............................................ 108 Bảng C.4 Kiểu tín hiệu của mỗi tốc độ mã ...................................................... 109 Bảng C.5 Giá trị khoảng bảo vệ ....................................................................... 109 Bảng C.6 Các chế độ truyền dẫn...................................................................... 110 Bảng C.7 Bảng liệt kê cell_id trên các bit TPS ................................................ 111 -8- -1- LỜI MỞ ðẦU TV được xem như 1 dịch vụ quan trọng trong các thiết bị di động. Trong quá khứ, Mobile TV thường được kết hợp với việc truyền dẫn broadcast. Tuy nhiên kĩ thuật unicast lại cĩ hiệu quả trong nhiều trường hợp, đặc biệt là từ khi các user di động thích truy cập nội dung theo nhu cầu hơn là theo 1 lịch trình cố định. Trong tài liệu này chúng ta sẽ tập trung vào các mạng di động 3G được tối ưu hĩa cho các dịch vụ unicast. Dựa trên 1 kiểu lưu lượng, chúng ta sẽ bàn về các giới hạn dung lượng của các mạng 3G dùng trong phân bố unicast của Mobile TV. Các mạng di động xuất hiện từ mạng điện thoại đến mạng chuyển giao đa phương tiện. Người ta mong đợi rằng lưu lượng dữ liệu di động sẽ vượt quá lưu lượng thoại vào năm 2010. Ngày nay, các nhà điều hành mạng di động đã và đang đưa ra các dịch vụ chạy suốt và tải đa phương tiện hấp dẫn. Mobile TV là 1 trong các dịch vụ đang triển khai hiện nay. Giống với TV mặt đất, Mobile TV thường kết hợp với kĩ thuật 1-nhiều hoặc broadcast. Từ năm 2004, nhiều nhà điều hành mạng tế bào đã triển khai các dịch vụ Mobile TV qua mạng 2.5G và 3G cĩ sẵn. Nhận thấy nhu cầu của người sử dụng ngày càng cao với các dịch vụ Mobile TV, nhà cung cấp và nhà điều hành mạng đã nhận ra họ khơng thể đợi sự xuất hiện của mạng broadcast 3G. Do đĩ, họ bắt đầu triển khai các dịch vụ Mobile TV qua mạng 3G unicast dùng luồng chuyển mạch gĩi (PSS) như kĩ thuật dịch vụ cơ sở. PSS ngày nay được hỗ trợ bởi tất cả các nhà cung cấp thiết bị đầu cuối và cung cấp các dịch vụ luồng chất lượng khá tốt cho dịch vụ trực tiếp hoặc theo yêu cầu. Sự cải thiện chất lượng xa hơn nữa được triển khai bằng việc giới thiệu bộ codec hình ảnh H.264 nâng cao và các sĩng mang luồng với hỗ trợ QoS riêng biệt. -2- Trong tương lai, chất lượng và dung lượng trong mạng 3G sẽ cải thiện hơn nữa với các kĩ thuật truy xuất tốc độ cao như HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access). Nĩ đã được dự đốn trước là trong tương lai gần, các dịch vụ Mobile TV cĩ thể được chuyển giao dùng PSS và sĩng mang unicast với cùng 1 chất lượng như qua kĩ thuật broadcast phi tế bào riêng biệt giống DVB-H. Trong kỷ nguyên truyền thơng đa phương tiện, sự ra đời và phát triển của truyền hình di động với những tính năng tân tiến của nĩ như khả năng cá nhân hĩa nội dung, khả năng tương tác trực tiếp... chính là một xu thế tất yếu. Tháng 7/2007 vừa qua, Cao ủy Viễn thơng Châu Âu đã kêu gọi các nước thành viên của mình nhanh chĩng triển khai chuẩn DVB-H với những ưu điểm vượt trội và coi đĩ là một chuẩn chung duy nhất cho truyền hình di động. Trước đĩ, tại Việt Nam, từ cuối năm 2006, khán giả đã cĩ thể dễ dàng tiếp cận với dịch vụ truyền hình di động dựa trên chuẩn DVB-H với những tiện ích đặc thù. ðể hiểu rõ hơn về cơng nghệ truyền hình di động theo chuẩn DVB-H, trong khuơn khổ đồ án em xin được giới thiệu về tiêu chuẩn cơng nghệ mới mẻ nhưng đầy tiềm năng này. Nội dung gồm 5 phần chính: - Chương I: Chương này sẽ giới thiệu khái quát về hệ thống truyền hình di động nĩi chung cũng như hệ thống truyền hình di động DVB-H nĩi riêng, qua đĩ nêu lên các chi tiết kĩ thuật mới triển khai từ DVB-T dùng riêng cho DVB-H. - Chương II: Trong phần này, 2 chi tiết kĩ thuật mới đầu tiên sẽ được đề cập và phân tích chức năng chúng đảm nhận trong hệ thống, 2 chi tiết này cùng nằm trong 1 khối là IPE (Bộ đĩng gĩi IP – IP Encapsulator) đĩ là time- slicing và MPE-FEC. -3- - Chương III: Tiếp tục đề cập và phân tích 3 chi tiết kĩ thuật mới nữa thuộc khối điều chế DVB-T, đĩ là cĩ thêm 1 chế độ phát 4K song song với 2K và 8K đã cĩ sẵn trong DVB-T, bộ ghép xen in-depth và các bit báo hiệu TPS. - Chương IV: Chương này sẽ giới thiệu chung về các kiểu mạng DVB-H, các cách truyền dẫn trong 1 hệ thống DVB-H thực tế. - Chương V: Chương này sẽ tĩm lược bằng các giải pháp kĩ thuật truyền hình DVB-H trên thế giới và ở cả Việt Nam hiện nay, bên cạnh đĩ sẽ đi sâu tìm hiểu thị trường DVB-H ở Việt Nam trong các dịch vụ do 2 nhà cung cấp là S-Fone và VTC triển khai. - Chương VI: Cuối cùng, phân tích và so sánh giải pháp DVB-H và giải pháp DMB - Kết luận: Các chuẩn truyền hình di động trên thế giới và phân tích ưu – nhược điểm của DVB-H. ðề xuất phát triển cơng nghệ truyền hình DMB. -4- Mục lục Lời mở đầu.............................................................................................................1 Mục lục ..................................................................................................................4 Mục lục các hình....................................................................................................8 Mục lục các bảng.................................................................................................10 Từ viết tắt ............................................................................................................11 1. CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG DVB-H ..................13 1.1 Tổng quan hệ thống............................................................................. 13 1.1.1 Giới thiệu sơ lược về DVB-T .............................................................13 1.1.2 Hệ thống DVB-H ...............................................................................15 1.1.2.a Khái niệm về truyền hình di động theo chuẩn DVB-H...................17 1.1.2.b Những ưu việt của truyền hình di động theo chuẩn DVB-H...........20 1.2 Cấu trúc và nguyên lí cơ bản của cơng nghệ truyền hình di động.... 22 1.3 Các yếu tố kĩ thuật chính .................................................................... 24 2. CHƯƠNG II: CÁC THÀNH PHẦN MỚI TRONG BỘ ðĨNG GĨI IP: TIME SLICING VÀ MPE-FEC...................................................................26 2.1 Module MPE-FEC............................................................................... 26 2.1.1 Khung MPE-FEC ..............................................................................27 2.1.1.a ðịnh nghĩa khung MPE-FEC .........................................................27 2.1.1.b Bảng ADT .....................................................................................28 2.1.1.c Bảng RSDT ...................................................................................29 2.1.2 Cách truyền khung MPE-FEC...........................................................30 2.1.2.a Cách truyền các IP datagram trong ADT........................................30 -5- 2.1.2.b Giải mã RS ....................................................................................33 2.2 Module time-slicing ............................................................................. 34 2.2.1 Giới thiệu chung................................................................................34 2.2.2 Chi tiết kĩ thuật..................................................................................35 2.2.2.a Nguyên lí hoạt động.......................................................................35 2.2.2.b Phương pháp
t chỉ thị thời gian cụm kế tiếp ...............................38 2.2.3 Hỗ trợ chuyển giao với time-slicing ..................................................42 3. CHƯƠNG III: THÀNH PHẦN MỚI TRONG BỘ ðIỀU CHẾ DVB- T: CHẾ ðỘ PHÁT 4K, BỘ GHÉP XEN IN-DEPTH VÀ BÁO HIỆU TPS ....44 3.1 Khái quát chung .................................................................................. 44 3.1.1 ðiều chế COFDM .............................................................................44 3.1.2 Số lượng, vị trí và nhiệm vụ của các sĩng mang ................................45 3.2 Chế độ phát 4K.................................................................................... 46 3.3 Bộ ghép xen theo độ sâu symbol (in-depth interleaver) .................... 50 3.3.1 Khái niệm kĩ thuật ghép xen ..............................................................50 3.3.2 Bộ ghép xen nội (Inner interleaver)...................................................50 3.3.2.a Ghép xen theo bit (bit-wise interleaving) .......................................51 3.3.2.b Ghép xen symbol (Symbol interleaver) ..........................................54 3.4 Báo hiệu thơng số bên phát TPS......................................................... 57 3.4.1 Khái quát ..........................................................................................57 3.4.2 Mục đích của TPS .............................................................................58 3.4.3 ðịnh dạng các bit TPS.......................................................................58 4. CHƯƠNG IV: CẤU HÌNH MẠNG TRIỂN KHAI TRONG DVB-H ........61 4.1 Các loại cấu hình mạng DVB-H ......................................................... 61 4.1.1 Mạng dùng chung DVB-H (dùng chung bộ ghép với MPEG-2) .........61 -6- 4.1.2 Mạng phân cấp DVB-H (dùng chung với mạng DVB-T bằng cách phân cấp) ..................................................................................62 4.2 Mạng phát DVB-H ......................................................................... 62 4.2.1 Các cell DVB-H ................................................................................62 4.2.2 Mạng đơn tần SFN (Single frequency networks) ...............................63 4.2.3 Mạng đa tần MFN (Multifrequency networks)...................................65 5. CHƯƠNG V: GIẢI PHÁP TRUYỀN HÌNH CƠNG NGHỆ DVB-H VÀ TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI DVB-H Ở VIỆT NAM ...................................67 5.1 Giải pháp chung và tiềm năng phát triển DVB-H............................. 67 5.1.1 Sự triển khai thị trường .....................................................................67 5.1.2 Các bước tiếp theo của DVB-H .........................................................71 5.2 Tình hình triển khai DVB-H ở Việt Nam.......................................... 72 5.2.1 Sơ lược tình hình triển khai ...............................................................72 5.2.2 Mơ hình triển khai dịch vụ truyền hình di động chuẩn DVB-H của VTC ............................................................................................77 5.3. So sánh giải pháp truyền hình DVB-H và một số giải pháp truyền hình di động số khác…………………………………………………….................80 6. CHƯƠNG VI: PHÂN TÍCH SO SÁNH GIẢI PHÁP DVB-H VÀ GIẢI PHÁP DMB …………………………………………………………………89 6.1. Giới thiệu chung về DMB………………… ………..……………. 89 6.2. Tổng quan cơng nghệ DMB ………………………………….……90 6.3. So sánh những đặc tính cơ bản của DVB-H với DMB………….92 6.4. ðề xuất giải pháp hệ thống T-DMB ……………………………..99 Kết luận………………………………………………………………….….102 -7- Phụ lục A : Sơ đồ chức năng bộ điều chế DVB-T và điện thoại di động cơng nghệ DVB-H..............................................................................................104 Phụ lục B: Vị trí các sĩng mang TPS ...............................................................108 Phụ lục C: ðịnh dạng bit TPS trong mode 4K ................................................110 Tài liệu tham khảo.............................................................................................116 -8- Mục lục các hình Hình 1.1 Truyền hình di động dựa trên sĩng truyền hình................................. 16 Hình 1.2 Vị trí thực hiện chức năng của DVB-H .............................................. 19 Hình 1.3 Cấu trúc nguyên lí của DVB-H........................................................... 23 Hình 1.4 Các bổ sung cho DVB-H vào hệ thống DVB-T................................... 24 Hình 2.1 Sơ lược cấu trúc khung MPE-FEC .................................................... 27 Hình 2.2 Cấu trúc khung MPE-FEC ................................................................. 28 Hình 2.3 Sự bố trí trong bảng ADT.................................................................... 29 Hình 2.4 Sự bố trí trong bảng RSDT ................................................................. 30 Hình 2.5 Cách đĩng gĩi và truyền khung MPE-FEC........................................ 31 Hình 2.6 ðiều chỉnh tốc độ mã trong MPE-FEC .............................................. 33 Hình 2.7 Truyền các dịch vụ song song trong DVB-T....................................... 35 Hình 2.8 Cách truyền các dịch vụ DVB-H trong time slicing............................ 36 Hình 2.9 Cắt lát thời gian cho mỗi dịch vụ DVB-H ............................................ 37 Hình 2.10 Mỗi header của section MPE (MPE-FEC) chứa
t chỉ thị thời gian khi nào bắt đầu cụm kế tiếp ......................................................... 37 Hình 2.11 Các thơng số cụm .............................................................................. 38 Hình 2.12 Burst Duration tối đa ........................................................................ 39 Hình 2.13 Chuyển giao nhờ time-slicing ........................................................... 43 Hình 3.1 Phân bố sĩng mang trong kĩ thuật COFDM....................................... 45 Hình 3.2 Ví dụ về số sĩng mang của 2 chế độ 2K&8K với băng thơng 8 MHz ...................................................................................................... 47 Hình 3.3 Vị trí các loại sĩng mang trong 1 symbol OFDM ............................... 49 Hình 3.4 Bộ ghép xen nội................................................................................... 50 Hình 3.5 Các luồng ngõ vào và ngõ ra của bộ ghép xen bit trong trường hợp QPSK, 16-QAM và 64-QAM ......................................................... 51 Hình 3.6 Thuật tốn tạo hàm hốn vị dùng cho mode 4K ................................. 56 -9- Hình 3.7 Sơ lược về các bộ ghép xen dùng cho từng chế độ khác nhau (2K, 4K & 8K)............................................................................................... 57 Hình 4.1 DVB-H với bộ ghép kênh dùng chung................................................ 61 Hình 4.2 Mạng DVB-H dùng chung bằng cách phân lớp ................................. 62 Hình 4.3 Các mạng đơn tần trong DVB-H ........................................................ 63 Hình 4.4 Khoảng cách tương quan SFN. Tất cả các khoảng cách đều dựa trên điều chế 16-QAM với khoảng bảo vệ là ¼ trong COFDM ........... 64 Hình 5.1 Biểu đồ thể hiện số người xem các dịch vụ truyền hình di động qua các năm ......................................................................................... 67 Hình 5.2 Dự kiến số lượng máy thu TV Mobile trên thị trường trong các năm 2006 ÷ 2010 (nguồn DVB-Scene 12/2005) ................................... 71 Hình 5.3 Mobile TV của S-Fone ........................................................................ 73 Hình 5.4 Các mẫu điện thoại di động DVB-H đầu tiên ..................................... 75 Hình 5.5 Nokia N92 ........................................................................................... 76 Hình 5.6 Mơ hình triển khai dịch vụ truyền hình di động theo chuẩn DVB- H 77 Hình A.1 Sơ đồ khối chức năng của bộ điều chế DVB-T............................... 104 Hình A.2. Cấu trúc thu của ðTDð DVB-H ………………………… 82 -10- Mục lục các bảng Bảng 3.1 Thơng số các chế độ phát trong OFDM ............................................. 48 Bảng 3.2 Cách hốn vị bit trong mode 4K ......................................................... 56 Bảng 3.3 ðịnh dạng các bit TPS ........................................................................ 59 Bảng 3.4 Báo hiệu DVB-H ................................................................................. 60 Bảng B.1 Vị trí sĩng mang TPS trong symbol OFDM với mode 4K................ 108 Bảng B.2 Vị trí các sĩng mang TPS trong symbol OFDM với mode 2K và 8K 109 Bảng C.1 Kiểu tín hiệu của số thứ tự khung ................................................... 111 Bảng C.2 Kiểu chịm sao (kiểu điều chế) ......................................................... 111 Bảng C.3 Các giá trị α ứng với các kiểu điều chế............................................ 112 Bảng C.4 Kiểu tín hiệu của mỗi tốc độ mã ...................................................... 113 Bảng C.5 Giá trị khoảng bảo vệ ....................................................................... 113 Bảng C.6 Các chế độ truyền dẫn...................................................................... 114 Bảng C.7 Bảng liệt kê cell_id trên các bit TPS ................................................ 115 -11- Từ viết tắt ADT Application Data Table AFC Automatic Frequency Control BAM Broadcast Account Manager BPSK Binary Phase Shift Keying BSM Broadcast Service Manager BTS Base Transceiver Station CDMA Code Divided Multiplex Access COFDM Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex CR Code Rate CRC Cyclic Redundancy check DAB Digital Audio Broadcasting DMB Digital Multimedia Broadcasting DVB Digital Video Broadcasting DVB-C Digital Video Broadcasting - Cable DVB-H Digital Video Broadcasting for Handheld DVB-IPDC Digital Video Broadcasting – Internet Protocol Datacasting DVB-S Digital Video Broadcastin._.g – Satellite DVB-SH Digital Video Broadcasting – Satellite services to Handheld devices ESG Electronic Service Guide GPRS General Packet Radio Service GPS Global Positioning System GSM Global System for Mobile communications H.264/AVC Standard H.264 (MPEG-4) for Advanced Video Coding HDTV High-definition Television -12- HP High Priority IMEI International Mobile Equipment Identity IP Internet Protocol IPE IP Encapsulator ISDB-T Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial LP Low Priority MFN Multi Frequency Network MIP Multiframe Information Packet MPE-FEC Multiprotocol Encapsulation – Forward Error Correction MPEG-2 Moving Pictures Experts Group 2 MPEG-4 Moving Pictures Experts Group 4 PDA Personal Digital Assistance QAM Quadrature Amplitude Modulation QPSK Quadrature Phase Shift Keying RF Radio Frequency RS Reed Solomon RSDT Reed Solomon Data Table SFN Single Frequency Network SIM Subscriber Identity Module TDM Time Division Multiplexing TPS Transmission Parameter Signalling TS Transport Stream TV Television UHF Ultra high Frequency VHF Very high Frequency WLAN Wireless Local Area Network -13- CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG DVB-H 1. CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG DVB-H 1.1 Tổng quan hệ thống 1.1.1 Giới thiệu sơ lược về DVB-T Tiêu chuẩn DVB (Digital Video Broadcasting) được nước Anh tiên phong triển khai từ năm 1998, tiếp đĩ là các nước châu Âu, Nam Phi, Úc, Singapore. ðến nay, hầu như tồn bộ châu Âu, châu ðại dương, châu Phi và nhiều nước châu Á đã tuyên bố sử dụng tiêu chuẩn này. Trong đĩ, nhiều nước đã triển khai truyền hình số trên diện rộng. ðặc biệt, tại Berlin (ðức) đã tuyên bố chấm dứt phát sĩng truyền hình mặt đất bằng kỹ thuật Analog từ năm 2003 (theo dự định, các nước trên thế giới sẽ chấm dứt cơng nghệ này trong khoảng thời gian từ năm 2006-2010 để chuyển sang cơng nghệ kỹ thuật số). Hinh 1.1:Truyền dẫn tín hiệu cho hệ thống truyền hình số DVB-T và DVB-H -14- DVB-T (Digital Video Broadcasting - Terrestrial) là 1 chuẩn quốc tế DVB về phát sĩng số mặt đất dùng trong truyền hình kĩ thuật số. Tín hiệu truyền hình được truyền và thu bằng anten qua bầu khí quyển, khác với các cách phát sĩng khác như phát sĩng số cáp DVB-C (DVB-Cable) hay phát sĩng số vệ tinh DVB-S (DVB-Satellite). Tín hiệu truyền hình số DVB-T được truyền cùng tần số như truyền hình tương tự (analog TV) qua kênh VHF và UHF. Với việc dùng kĩ thuật ghép kênh COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex) và các phương thức điều chế 4-QAM (QPSK), 16-QAM và 64-QAM cho phép DVB-T truyền nhiều đài trên cùng 1 kênh (độ truyền dữ liệu trên 1 kênh từ 12-20 Mbps), chất lượng âm thanh và hình ảnh tốt hơn (chuẩn MPEG-2), ít bị nhiễu hơn truyền hình tương tự. Hiện nay, trên một kênh tần số 8MHz, chỉ phát được một chương trình truyền hình nếu dùng cơng nghệ analog, nhưng dùng cơng nghệ số thì cĩ thể phát đến 8 chương trình truyền hình mà khơng bị ảnh hưởng của nhiễu cơng nghiệp. ðồng thời, tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành khai thác hệ thống: Chỉ cần đầu tư 1 máy phát thay vì 8 máy phát cùng hệ thống anten cồng kềnh để phát 8 chương trình. Khả năng này tạo điều kiện cho các đài truyền hình tăng số lượng cũng như thời lượng các chương trình phát sĩng, nâng cao hiệu quả tuyên truyền của làn sĩng truyền hình. Ngồi ra, để xem được truyền hình số mặt đất cần cĩ đầu thu tín hiệu số (cịn gọi là bộ thu hay bộ giải mã truyền hình số, set-top box) theo chuẩn DVB-T và máy thu hình kết nối với nhau cùng với anten thu chuyên dụng. Do đặc điểm của truyền hình số mặt đất phát bằng sĩng vơ tuyến cao tần địi hỏi giữa anten phát và thu phải nhìn thấy nhau nên phải đặt anten hướng về đài -15- phát và trên hướng đĩ phải khơng bị vật cản. Vì thế, người ở nhà cao tầng sẽ được lợi hơn khi bắt tín hiệu truyền hình số. Nhược điểm của truyền hình số mặt đất (DVB-T) là phụ thuộc nhiều vào địa hình do tháp anten thấp, vùng phát sĩng bị nhà cao tầng che khuất. 1.1.2 Hệ thống DVB-H Cùng với sự phát triển của cơng nghệ thơng tin là sự phát triển của cơng nghệ viễn thơng nĩi chung và cơng nghệ truyền hình nĩi riêng. Các ứng dụng thu truyền hình di động đã và đang trở thành một xu hướng rõ rệt cho quá trình phát triển của cơng nghệ truyền hình hiện đại, đặc biệt là khả năng cá nhân hĩa những nội dung mà người sử dụng muốn thưởng thức và khả năng tương tác trực tiếp giữa khán giả và chương trình cũng như giữa khán giả và những người làm chương trình. Hiện nay, do nhu cầu của thị trường, trên thế giới đã cĩ nhiều tiêu chuẩn cơng nghệ truyền hình di động khác nhau được nghiên cứu, phát triển và ứng dụng. Nhưng tựu chung lại, cĩ thể phân làm hai loại hình chính như sau: -Thứ nhất: Truyền hình di động dựa trên sĩng thơng tin di động. -Thứ hai: Truyền hình di động dựa trên sĩng truyền hình. Dịch vụ Truyền hình di động dựa trên sĩng thơng tin di động đã từng được một số quốc gia áp dụng như Nhật Bản, Hàn Quốc... Tuy nhiên, loại hình này vướng phải nhiều hạn chế lớn như chi phí rất cao, thêm vào đĩ là khả năng nghẽn mạng thường xuyên xảy ra do luồng dữ liệu truyền hình phụ thuộc trực tiếp vào hạ tầng mạng viễn thơng. Ở Việt Nam, hiện tại chỉ cĩ S-Fone cung cấp dịch vụ này nhưng giá khá đắt (để xem một bộ phim dài 60 phút cĩ thể mất phí dịch vụ lên tới 100.000 VNð). Cịn truyền hình di động dựa trên sĩng truyền hình thì giá thành rẻ hơn -16- rất nhiều và kèm theo đĩ là một loạt các tiện ích đặc thù. Với loại hình này, hiện nay trên thế giới đã phát triển và đưa vào ứng dụng một số tiêu chuẩn khác nhau như: - DVB-H: Tiêu chuẩn của Châu Âu dựa trên chuẩn DVB-T. - ISDB-T : Là tiêu chuẩn được đưa ra bởi Nhật. - MediaFlo: Tiêu chuẩn phát hình di động của Mỹ do Qualcomm phát triển. - DMB (Digital Multimedia Broadcasting): ðược Hàn Quốc phát triển dựa trên DAB (Digital Audio Broadcasting). 1 Hình 1.1. Truyền hình di động dựa trên sĩng truyền hình Trong số đĩ, tiêu chuẩn DVB-H đã thể hiện nhiều ưu điềm vượt trội và đã được thử nghiệm, triển khai tại một số quốc gia trên thế giới như Phần Lan, Mỹ, Italia, Australia, Ấn ðộ... Tại Việt Nam, cơng nghệ truyền hình di động theo tiêu chuẩn này đã được Cơng ty Truyền hình Di động VTC đưa vào triển khai dịch vụ cuối năm 2006. -17- Hình 1.3:A DVB-H Mobile TV Transmission System 1.1.2.a Khái niệm về truyền hình di động theo chuẩn DVB-H DVB-H (Digital Video Broadcasting for Handheld) là tiêu chuẩn cơng nghệ truyền hình kĩ thuật số cho các thiết bị cầm tay được ra đời tại châu Âu vào năm 2002 dựa trên tiêu chuẩn quốc tế DVB. Cơng nghệ này cho phép truyền tải đồng thời nhiều chương trình truyền hình, phát thanh hay dữ liệu dạng IP khác nhau tới những thiết bị cầm tay di động như điện thoại di động, PDA… ðược cơng bố trong chuẩn EN 302 304 của ETSI vào tháng 11/2004, đây là các đặc điểm kĩ thuật lớp vật lí được thiết kế cho phép chuyển giao dữ liệu đĩng gĩi dạng IP qua các mạng trên mặt đất 1 cách hiệu quả. Tiêu chuẩn DVB-H được xây dựng dựa trên tiêu chuẩn truyền hình kĩ thuật số mặt đất DVB-T, hay thực chất là chuẩn DVB-T đã được thêm vào một số chức năng cần thiết để đảm bảo thu tín hiệu tốt trong mơi trường di động. -18- Do cơng nghệ DVB-H được xây dựng dựa trên chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T nên đặc điểm kỹ thuật của DVB-H giống như của DVB-T. Trong khi DVB-T được sản xuất chủ yếu để tiếp sĩng qua anten, mạng DVB-H lại được thiết kế cho các thiết bị cầm tay tiếp nhận sĩng ngay cả khi ở trong nhà. So với chuẩn DVB-T, DVB-H chủ yếu nhắm vào thiết bị thu, nhằm giảm năng lượng tiêu thụ ở đầu thu, giải điều chế ở đầu thu cũng như gia tăng cường độ của tín hiệu truyền bằng cơ chế sửa lỗi trước (forward error correction) trong mơi trường di động. Vậy tại sao DVB-H và 3G lại sử dụng kết hợp với nhau? ðĩ là do trước tiên, DVB-H là broadcast nên chỉ cĩ 1 kênh truyền downlink từ Base Station đến thiết bị đầu cuối end-user, do đĩ một mình nĩ khơng thể cung cấp được các dịch vụ interactive như Video on demand, Movie Trailer, City Guide, Weather Forecast… ðể cĩ thể sử dụng các dịch vụ trên, DVB-H cần phải kết hợp với mạng 2G/3G cellular để cĩ 1 kênh truyền uplink. Người xem TV cĩ thể đồng thời tham gia vào chương trình TV đang phát thơng qua cùng 1 thiết bị. Người xem cĩ thể bình chọn, trả lời các câu hỏi trúng thưởng bằng cách click trực tiếp lên màn hình. Ngồi ra, 3G đã cĩ cơ sở hạ tầng và hệ thống quản lí khách hàng và tính tiền khá tốt. Nên DVB-H cĩ thể liên kết với 3G để cĩ thể tận dụng được hệ thống quản lí này. Khi đĩ vấn đề billing (tính cước) trong DVB-H sẽ được giải quyết. -19- 2 Hình 1.4 Vị trí thực hiện chức năng của DVB-H Tại sao bản thân 3G vẫn cĩ thể cung cấp dịch vụ broadcast lại cần đến DVB-H? Câu trả lời đơn giản là DVB-H cho phép cung cấp dịch vụ broadcast TV tốt hơn với dung lượng lớn và chất lượng cao hơn. 3G chỉ cĩ thể cung cấp dịch vụ với tốc độ dữ liệu <64Kbps nên chỉ cĩ thể cung cấp light video và audio clips. Ở 3G, việc truyền dữ liệu phụ thuộc vào tốc độ đường truyền của mạng di động, chính vì vậy nĩ khơng đủ mạnh để đáp ứng địi hỏi đường truyền của dịch vụ này, do tín hiệu video yêu cầu băng thơng kênh truyền tương đối lớn (khoảng vài trăm Kbps). Nếu trong 1 vùng phủ sĩng bởi cả 3G và DVB-H, nếu 1 hệ thống quá tải, việc liên kết giữa 2 hệ thống cĩ thể giúp cân bằng tài nguyên giữa 2 hệ thống. Ngồi ra, nếu cĩ nhiều user sử dụng dịch vụ broadcast, lúc đĩ nên dùng DVB- H để cung cấp dịch vụ. Nếu cĩ ít user thì nên dùng 3G để cung cấp dịch vụ sẽ cĩ lợi hơn. Vấn đề nằm ở chỗ dùng kĩ thuật nào tại thời điểm nào là cĩ lợi nhất cho nhà cung cấp dịch vụ và nhà cung cấp mạng. -20- Tất cả những vấn đề kể trên là những vấn đề được nhiều người quan tâm nghiên cứu. Hiện vẫn đang cịn 1 số câu hỏi đặt ra: Liệu người dùng cĩ muốn chi trả cho dịch vụ này như họ vẫn trả cho dịch vụ truyền hình vệ tinh khơng, và họ sẽ trả bao nhiêu? 1 mối quan tâm nữa là liệu những người dùng vốn đã rất quen thuộc với việc xem tivi qua những màn hình lớn tại nhà cĩ muốn chuyển sang việc xem qua các màn ảnh nhỏ hay khơng? Ngồi ra, các chuyên gia phân tích cho hay: Kĩ thuật này cịn gây ra sự phân tán rất nguy hiểm cho người dùng khi đang điều khiển phương tiện giao thơng. 1.1.2.b Những ưu việt của truyền hình di động theo chuẩn DVB-H Trước những ý kiến tỏ ra nghi ngại về chất lượng dịch vụ, các chuyên gia khẳng định chuẩn DVB-H đã được nhiều nước thử nghiệm. ðặc điểm của DVB-H là chất lượng hình ảnh và âm thanh sẽ khơng bị ảnh hưởng bởi địa hình, hay khi di chuyển với tốc độ cao, 1 ví dụ điển hình là cĩ thể vừa phĩng ơtơ với tốc độ 60km/h vừa xem truyền hình qua điện thoại di động. Tĩm lại, dịch vụ truyền hình di động theo chuẩn DVB-H sẽ mang đến cho người dùng nhiều tiện ích lớn nhờ những tính năng ưu việt mà hệ thống hỗ trợ: - Là 1 chuẩn mở với nhiều hỗ trợ và giải pháp từ hơn 60 nhà sản xuất. - Tiêu thụ cơng suất thấp với 1 thơng lượng dữ liệu cao, 1 dịch vụ DVB-H cĩ thể chuyển giao 20-40 kênh hoặc nhiều hơn (phụ thuộc vào tốc độ bit), lên tới 11 Mbps trong 1 bộ ghép kênh DVB-H. Khả năng tiết kiệm năng lượng 1 cách tối đa cho thiết bị cầm tay, đây là 1 yêu cầu cấp thiết của dịch vụ truyền hình di động do thiết bị này sử dụng nguồn năng lượng chủ yếu là dựa vào pin sẵn cĩ trong thiết bị. -21- - Việc xem truyền hình với chuẩn DVB-H khơng phụ thuộc vào tài nguyên mạng điện thoại di động. ðây là chuẩn được nghiên cứu, phát triển dựa trên chuẩn DVB-T (truyền hình số mặt đất). Những nước đã cĩ mạng DVB-T sẵn sẽ nâng cấp để cung cấp dịch vụ truyền hình di động theo chuẩn DVB-H rất dễ dàng. Nguyên lí hoạt động là tín hiệu truyền hình được phát đi quảng bá từ anten truyền hình với bán kính phủ sĩng lên tới hàng chục km. - Tất cả máy thu tích hợp bộ thu truyền hình nằm trong vùng phủ sĩng đều cĩ thể thu được tín hiệu, giải mã và hiển thị trên màn hình. Do vậy, sẽ khơng hạn chế số người xem đồng thời, miễn là họ nằm trong vùng phủ sĩng. - Truyền hình theo cách này cũng khơng cần phải cĩ tần số riêng. Kênh thơng tin trên cơng nghệ truyền hình 3G cĩ tính chất 2 chiều nhưng là kênh truyền dữ liệu được trạm thu phát gốc BTS cấp cho thuê bao. Như vậy mỗi thuê bao sẽ chiếm 1 phần tài nguyên thơng tin của trạm BTS khi họ sử dụng dịch vụ, vì vậy sẽ hạn chế số người dùng cùng lúc. Khi lượng người dùng lớn, để cĩ thể phục vụ tốt cho người sử dụng dịch vụ, bắt buộc nhà khai thác mạng phải nâng cấp hệ thống dẫn đến chi phí đầu tư sẽ tăng, cũng đồng nghĩa với chi phí dịch vụ cao. DVB-H thì khơng cần tăng chi phí đầu tư khi tăng số lượng người dùng nên chi phí dịch vụ sẽ rẻ hơn. - Chất lượng dịch vụ ổn định, khơng bị trễ hình hoặc khơng xem được chương trình khi mạng nghẽn. - Khả năng di chuyển với tốc độ rất cao (cĩ thể di chuyển với tốc độ lên tới trên 200 km/h). Do vậy, người dùng cĩ thể sử dụng dịch vụ truyền hình di động (xem các chương trình truyền hình, thực hiện các chức năng tương tác trực tiếp…) trên thiết bị của mình ngay cả khi ngồi trên các phương tiện giao thơng như ơtơ, tàu hỏa, xe buýt… mà chất lượng khơng hề bị suy giảm. -22- - Sử dụng cơng nghệ nén tiên tiến: truyền hình di động theo tiêu chuẩn DVB-H sử dụng cơng nghệ nén H.264/AVC, vừa giúp tiết kiệm băng thơng mà vừa giữ được chất lượng hình ảnh, âm thanh tương đương với chuẩn truyền hình độ phân giải cao HDTV. - Do người dùng thường sử dụng dịch vụ trong mơi trường di động hoặc các khu đơ thị (nĩi cách khác đây là mơi trường mà tín hiệu truyền hình rất hay xảy ra lỗi do bị can nhiễu bởi các luồng tín hiệu nhiễu cơng nghiệp, ơtơ, xe máy, các tịa nhà…) nên cơng nghệ DVB-H đã hỗ trợ khả năng chống lỗi và sửa lỗi ở nhiều cấp độ khác nhau giúp cho tín hiệu đến người dùng hầu như khơng xảy ra lỗi hoặc nếu cĩ thì tỷ lệ lỗi là rất thấp. - Thanh tốn điện tử: người dùng cĩ thể thanh tốn dịch vụ truyền hình di động thơng qua tài khoản của mình tại ngân hàng. Khán giả cũng cĩ thể dùng tài khoản cá nhân để mua các sản phẩm được rao bán hoặc đặt lệnh giao dịch chứng khốn trực tiếp… trong các chương trình chuyên biệt của truyền hình di động. Với những ưu điểm đĩ, chuẩn DVB-H hiện tại đang được nhiều tập đồn truyền thơng lớn trên thế giới: Nokia, Siemens, Motorola, Sony Ericsson... hậu thuẫn về thiết bị đầu cuối. 1.2 Cấu trúc và nguyên lí cơ bản của cơng nghệ truyền hình di động Do cơng nghệ DVB-H được xây dựng dựa trên nền tảng của cơng nghệ DVB-T nên để phù hợp yêu cầu thu sĩng truyền hình di động, hệ thống DVB- H cĩ thêm 1 số thành phần chức năng khác so với DVB-T như: cắt lát thời gian (time-slice), đĩng gĩi đa giao thức và sửa lỗi hướng tới (MPE-FEC), điều chế COFDM sĩng mang kiểu 4k và báo hiệu DVB-TPS. Sơ đồ sau đây sẽ miêu tả cấu trúc nguyên lí DVB-H dựa trên cơ sở của hệ thống DVB-T. -23- Hình 1.5 Cấu trúc nguyên lí của DVB-H Mơ hình này thể hiện sự lắp ghép xen giữa hệ thống DVB-T và DVB-H. ðầu tiên, nội dung các chương trình TV hoặc các dịch vụ khác được đưa vào để đĩng gĩi theo chuẩn nén tiên tiến mới H.264/AVC. Sau đĩ các gĩi tin này tiếp tục được đĩng gĩi thêm các tính năng mới để cĩ thể truyền trên mơi trường mạng và cuối cùng là định dạng IP được đưa ra khỏi khối này. Các gĩi IP này sau đĩ sẽ được đưa vào bộ đĩng gĩi IP của DVB-H, tại đây các gĩi IP tiếp tục được đĩng gĩi lại theo sự đĩng gĩi đa giao thức MPE và cĩ thêm phần sửa lỗi FEC để cĩ thể sửa lỗi cho dữ liệu xảy ra trên đường truyền. Khung MPE-FEC tiếp đĩ sẽ được đặt vào các khe thời gian khác nhau nhờ kĩ thuật cắt lát thời gian (time slicing). -24- Ngõ ra bộ đĩng gĩi IP sau khi ra khỏi phần time slice cĩ thể đưa trực tiếp tới bộ điều chế COFDM của DVB-H với các sĩng mang 4K hoặc 8K (hay chính là bộ điều chế DVB-T được thêm vào 1 số phần như DVB-H TPS và mode 4K) hoặc chúng cĩ thể ghép xen với những dịch vụ MPEG-2 khác của DVB-T rồi mới đưa ra bộ điều chế. Tín hiệu sau đĩ được khuếch đại rồi đưa ra anten phát quảng bá. Tại máy thu, tín hiệu sẽ được giải ra theo cách ngược lại. 1.3 Các yếu tố kĩ thuật chính Do tiêu chuẩn DVB-H được xây dựng dựa trên nền tảng của cơng nghệ DVB-T nên các đặc điểm của DVB-H hầu như giống với DVB-T. Trong khuơn khổ luận văn này chỉ đề cập đến các yếu tố mới thêm vào trong DVB- H mà cơng nghệ DVB-T khơng thể cĩ như: - Sử dụng kĩ thuật cắt lát thời gian (time slicing) để tiết kiệm năng lượng 1 cách tối đa cho thiết bị di động (cĩ khả năng tiết kiệm trên 90%), giúp nâng cao thời gian sử dụng pin bằng cách tổ chức dữ liệu thành các nhĩm gĩi trên mỗi kênh. - Dùng cơ chế đĩng gĩi đa giao thức MPE cho phép truyền các giao thức mạng dữ liệu ở phần đầu của luồng MPEG-2. Việc sửa lỗi hướng tới FEC được dùng kết hợp với MPE để cải thiện cường độ và do đĩ tạo sự linh hoạt của tín hiệu. - Cùng với các mode điều chế 2K và 8K đã cĩ sẵn trong DVB-T, 1 mode 4K được thêm vào DVB-H đưa đến sự linh hoạt cho thiết kế mạng. Do các sĩng mang 2K sẽ khơng đem lại mức bảo vệ đủ chống lại fading lựa chọn tần số, đồng thời cũng cung cấp kích thước cell nhỏ hơn khoảng bảo vệ cho các mạng đơn tần SFN. Tương tự, kiểu sĩng mang 8K đặt các sĩng mang quá gần ở tần số dịch Doppler đối với các máy thu di chuyển. Do đĩ kiểu điều chế mới -25- là dùng sĩng mang 4K đã được đưa ra nhằm cung cấp độ bù tốt hơn giữa kích thước cell và hiệu ứng Doppler khi thuê bao di chuyển. 1 bộ chèn symbol theo chiều sâu (in-depth interleaver) ngắn cũng được giới thiệu cho mode 2K và 4K, tạo ra dung lỗi tốt hơn chống lại nhiễu xung (giúp đạt được 1 cường độ tương đương với mode 8K). Hình 1.6 Các bổ sung cho DVB-H vào hệ thống DVB-T -26- CHƯƠNG II: CÁC THÀNH PHẦN MỚI TRONG BỘ ðĨNG GĨI IP: TIME-SLICING VÀ MPE-FEC 2. CHƯN MỚI TRONG BỘ ðĨNG GĨI IP: TIME SLIG VÀ MPE-FEC 2.1 Module MPE-FEC Việc thu tín hiệu qua thiết bị di động cầm tay hồn tồn khác với thu qua anten cố định trên mặt đất. Thứ nhất, các anten hầu hết đều cĩ kích thước nhỏ và độ lợi thấp. Thứ hai, máy cầm tay đặt trong 1 mơi trường di động thì cơng suất tín hiệu thu được cĩ thể chịu những thay đổi nhanh bất thường. Dữ liệu âm thanh và hình ảnh trong mơi trường DVB-H được chuyển giao dùng kĩ thuật IP Datacasting, trong đĩ dữ liệu được đĩng gĩi với các header dạng IP và truyền đi giống cách truyền gĩi IP trên Internet. Tuy nhiên, mơi trường vơ tuyến khơng hẳn thân thiện như Internet do cĩ tỉ lệ lỗi cao bởi các nguyên nhân như thay đổi mức tín hiệu liên tục, nhiễu và các hiệu ứng truyền dẫn khác. Cho nên dữ liệu phải được bảo vệ tốt hơn. Bảo vệ dữ liệu được thực hiện trong trường hợp DVB-H dùng kĩ thuật sửa lỗi trước FEC. Bộ đĩng gĩi IP thực hiện thêm chức năng MPE-FEC (Multiprotocol Encapsulation – Forward Error Correction). FEC tiến hành ở lớp liên kết (nghĩa là trước khi dữ liệu được mã hĩa) bằng cách thêm các thơng tin parity tính tốn từ các gĩi datagram và gửi dữ liệu parity này trong các đoạn MPE-FEC, các gĩi datagram khơng lỗi sẽ được giải mã sau khi qua MPE-FEC (dù điều kiện thu rất kém). Việc sử dụng MPE-FEC là tùy chọn. Với MPE-FEC, 1 phần dung lượng kênh truyền sẽ được cấp phát cho thơng tin parity. Dung lượng kênh truyền bị chiếm để truyền parity cĩ thể được bù bằng cách thay đổi tốc độ mã truyền trong khi vẫn cung cấp hiệu suất cao hơn DVB-T. -27- Những gĩi dữ liệu IP khi được đưa vào hệ thống sẽ được tiếp tục đĩng gĩi lại theo 1 trật tự nhất định tạo nên khung MPE-FEC bao gồm 2 phần, trong đĩ 1 phần chuyên để chứa dữ liệu của nội dung cần truyền tải được gọi là bảng dữ liệu ứng dụng ADT (Application Data Table), phần cịn lại chứa dữ liệu tính tốn dựa trên cơ sở dữ liệu ADT và cĩ tác dụng để sửa lỗi gọi là bảng dữ liệu Reed-Solomon RSDT (Reed-Solomon data table). Khi đĩ, kích thước của khung MPE-FEC cĩ thể thay đổi tùy thuộc vào nội dung nhưng kích thước tối đa của khung MPE-FEC là 2 Mb. 1 khung MPE-FEC = 255 byte x 1024 (tối đa) hoặc 255 KB (tối đa) Hình 2.1 Sơ lược cấu trúc khung MPE-FEC 2.1.1 Khung MPE-FEC 2.1.1.a ðịnh nghĩa khung MPE-FEC -28- Khung MPE-FEC được sắp xếp như 1 ma trận với 255 cột và 1 số hàng linh động. Số hàng cĩ thể thay đổi, từ 1 đến tối đa là 1024 hàng, khi đĩ tồn bộ khung MPE-FEC cĩ kích thước tối đa 2 Mb. Hình 2.2 Cấu trúc khung MPE-FEC Mỗi vị trí trong ma trận (1 ơ) chiếm 1 byte thơng tin. Phần bên trái của khung gồm 191 cột chứa các IP datagram và cĩ thể cĩ các bit nhồi thêm (padding) được gọi là bảng ADT. Phần bên phải của khung gồm 64 cột chứa thơng tin parity của mã FEC gọi là bảng RSDT. Mỗi byte trong ADT cĩ địa chỉ đi từ 1 đến 191 x số hàng. Tương tự, mỗi byte trong RSDT cĩ địa chỉ từ 1 đến 64 x số hàng. 2.1.1.b Bảng ADT Các IP datagram được truyền dạng từng datagram (datagram-by- datagram), bắt đầu với byte đầu tiên của datagram đầu tiên ở gĩc trái phía trên ma trận và tiếp tục đi xuống theo chiều dọc. -29- Hình 2.3 Sự bố trí trong bảng ADT Chiều dài của các IP datagram cĩ thể thay đổi tùy ý. Sau khi kết thúc 1 IP datagram, IP datagram tiếp theo sẽ bắt đầu. Nếu 1 cột khơng chứa đủ 1 IP datagram thì phần tiếp tục của IP datagram sẽ được trải sang cột tiếp theo bắt đầu từ trên xuống. Khi tất cả các IP datagram đưa vào bảng ADT, nếu cịn các byte trống thì sẽ được chèn thêm các byte 0 làm cho 191 cột bên trái hồn tồn được lấp đầy. Số cột chèn thêm được kí hiệu động trong section MPE- FEC bằng 8 bit. 2.1.1.c Bảng RSDT Với tồn bộ 191 cột bên trái được lấp đầy, cĩ thể tính tốn 64 byte parity cho mỗi hàng từ 191 byte của dữ liệu IP và bit chèn. Mã được dùng là Reed- -30- Solomon RS (255,191) với 1 đa thức tạo trường và 1 đa thức tạo mã như định nghĩa bên dưới. Mỗi hàng sau đĩ chứa 1 từ mã RS. Hình 2.4 Sự bố trí trong bảng RSDT ða thức tạo mã: g(x)=(x+λ 0)(x+ λ 1)(x+ λ 2)…(x+ λ 63), với λ = 02HEX ða thức tạo trường: p(x)=x8+x4+x3+x2+1 2.1.2 Cách truyền khung MPE-FEC 2.1.2.a Cách truyền các IP datagram trong ADT Dữ liệu dạng IP được mang trong các section MPE theo chuẩn DVB, bất chấp MPE-FEC cĩ dùng hay khơng. ðiều này làm máy thu hồn tồn tương thích ngược với các máy thu khơng biết MPE-FEC. Dữ liệu sẽ được đọc ra thành từng IP datagram lần lượt trong các cột của bảng ADT, tiếp theo đĩ là đến các cột RS. Sau đĩ các IP datagram sẽ được -31- đĩng gĩi thành các section MPE, cịn các cột RS được đĩng gĩi thành các section MPE-FEC, đồng thời các thơng số thời gian thực sẽ được thêm vào header của mỗi section để truyền đi, đồng thời tính tốn CRC-32 cho việc kết thúc section. Cuối cùng, các section sẽ được đọc ra bắt đầu từ section MPE 1 (Hình). Hình 2.5 Cách đĩng gĩi và truyền khung MPE-FEC Header của mỗi section mang địa chỉ bắt đầu cho IP datagram mang trong section đĩ. ðịa chỉ này chỉ thị vị trí của byte IP datagram đầu tiên trong ADT. Máy thu sau đĩ sẽ đặt IP datagram nhận được vào lại các vị trí byte đúng trong ADT và đánh dấu các vị trí này là dữ liệu “tin cậy” cho bộ giải mã RS. -32- Section cuối cùng của ADT chứa cờ kết thúc bảng, chỉ phần cuối của các IP datagram trong cùng 1 ADT. Nếu tất cả các section trước trong cùng 1 ADT đã nhận chính xác, máy thu sẽ khơng cần nhận bất kì section MPE-FEC nào tiếp theo sau đĩ và nếu cĩ dùng time-slicing, cĩ thể tắt máy thu khơng thu nữa chờ cho đến section MPE kế và khơng giải mã RS nữa. Nếu nhận được các section MPE-FEC, số cột chèn thêm trong ADT sẽ được chỉ ra bằng 8 bit trong header của các section MPE-FEC. Nếu giải mã RS được thực hiện thì giá trị này mới cần dùng. Tốc độ mã k/n cĩ thể giảm khi cĩ ít byte thơng tin (k) và tăng khi cĩ ít byte parity (n-k). Cĩ thể đạt được tốc độ mã cao hơn bằng cách cắt bớt các cột dữ liệu RS sau khi mã hĩa, cịn muốn tốc độ mã thấp hơn thì thêm các cột nhồi giá trị 0 vào vùng dữ liệu ứng dụng trong bảng ADT. Việc cắt bớt sẽ giảm lượng overhead tạo ra bởi RS data và do đĩ làm giảm tốc độ bit cần thiết. Tốc độ bình thường cho MPE-FEC là: 191 3/ 4 255 CR = ≈ -33- Hình 2.6 ðiều chỉnh tốc độ mã trong MPE-FEC Sau đây ta sẽ tham khảo 1 số ví dụ về tốc độ mã: - CR=1/2 ⇒ số cột chèn thêm là 127 - CR=2/3 ⇒ số cột chèn thêm là 63 - CR=5/6 ⇒ số cột chèn thêm là 26 Với 1 bộ giải mã chạy ở tốc độ 384 Kbps (48 KBps), 1 khung FEC cĩ thể mang 3,97s dữ liệu và truyền thành 1 cụm. 2.1.2.b Giải mã RS Sau khi máy thu nhận các section MPE và MPE-FEC và đặt chúng vào đúng vị trí trong khung MPE-FEC, cĩ thể cĩ 1 số section bị mất. Tất cả các byte nhận được chính xác và phần chèn trong bảng ADT sau đĩ cĩ thể được -34- đánh dấu là thơng tin “tin cậy”, và tất cả các vị trí byte trong các section bị mất và trong các cột RS cắt bớt được đánh dấu là thơng tin “khơng tin cậy”. Bộ giải mã RS cĩ thể sửa đến 64 byte trong 1 từ mã 255 byte. Nếu cĩ nhiều hơn 64 vị trí byte “khơng tin cậy” trong 1 hàng, bộ giải mã RS sẽ khơng thể sửa bất cứ gì và do đĩ sẽ chỉ xuất ra các byte lỗi khơng được sửa. Do đĩ, nếu 1 IP datagram chỉ được sửa phần nào đĩ hoặc khơng được sửa, máy thu sẽ cĩ thể dị ra và loại bỏ datagram đĩ. Việc tách rời dữ liệu IP và dữ liệu parity của mỗi cụm làm cho việc giải mã MPE-FEC trong máy thu là tùy ý, do dữ liệu trong ADT cĩ thể được dùng trong khi khơng chú ý tới thơng tin parity. 2.2 Module time-slicing 2.2.1 Giới thiệu chung 1 trong những tính năng để phân biệt DVB-H và DVB-T là cắt lát thời gian (time slicing) các dữ liệu trên kênh truyền ở bộ ghép kênh cuối cùng. Nguồn năng lượng cung cấp cho thiết bị di động hoạt động chủ yếu là dùng PIN sẵn cĩ ở trong thiết bị. Mà năng lượng dự trữ trên PIN lại bị hạn chế, do đĩ cần 1 cơng nghệ sao cho thiết bị di động tiết kiệm được tối đa năng lượng. Trước yêu cầu đĩ, kĩ thuật time-slicing đã ra đời, kĩ thuật này tương tự như kĩ thuật ghép kênh phân chia theo thời gian TDM (Time-Division Multiplexing). Mục đích của time-slicing là tiết kiệm nguồn cho máy thu và thu chương trình gần như liên tục khi thực hiện chuyển giao mạng. Time-slicing thực hiện gửi dữ liệu theo các cụm (burst) ở tốc độ cao hơn so với tốc độ yêu cầu khi truyền theo cách streaming truyền thống. -35- Việc đĩng gĩi dạng IP cho phép gửi dữ liệu thành cụm. DVB-H truyền các mảnh dữ liệu lớn dạng cụm, cho phép tắt máy thu khơng thu nữa trong các giai đoạn khơng tích cực (inactive periods). Kết quả là cơng suất được tiết kiệm đến 90% và máy thu trong thời gian khơng tích cực cĩ thể dùng để quản lí các cell kế cận trong việc chuyển giao liên tục. 2.2.2 Chi tiết kĩ thuật 2.2.2.a Nguyên lí hoạt động Trong DVB-T, 1 số kênh truyền cũng được ghép với nhau (như 6-8 dịch vụ trong 1 bộ ghép kênh 8 MHz). Tuy nhiên, ở mức ghép kênh, các gĩi của các kênh khác nhau sẽ đi cùng nhau thành 1 dãy liên tục (hay nĩi cách khác là song song nhau). Kết quả là ở tốc độ dữ liệu rất cao, máy thu mỗi kênh cần ở trạng thái tích cực trong suốt thời gian các gĩi đến (Hình). Hình 2.7 Truyền các dịch vụ song song trong DVB-T Cịn với DVB-H, bộ đĩng gĩi IP giúp cho bộ ghép kênh cĩ đủ dung lượng chứa dữ liệu trong 1 khoảng thời gian giới hạn cho 1 kênh. Do đĩ, tất cả các -36- gĩi trong kênh đĩ đều đến thành 1 cụm, cụm sau nối tiếp cụm trước. Trong khi khe thời gian này được chỉ định cho kênh truyền này thì sẽ khơng cĩ gĩi nào đến từ các kênh khác. ðiều này cho phép máy thu (nếu chỉ cĩ nhu cầu xem 1 kênh) chỉ vào trạng thái tích cực khi các gĩi trên khe thời gian trong kênh truyền được nhĩm lại với nhau (tức là máy thu sẽ vào trạng thái tích cực trong suốt khe thời gian được chỉ định cho kênh truyền này). Tại các thời điểm khác, máy thu (tuner) cĩ thể tắt khơng thu nữa để tiết kiệm nguồn. Và máy thu cần bật lên ngay trước khi khe thời gian kế tiếp của kênh truyền được chỉ định tiếp theo. Các cụm đi vào máy thu phải được đệm và đọc ra khỏi bộ đệm ở tốc độ dữ liệu của dịch vụ. Nĩi 1 cách khác, trong time-slicing, dữ liệu của 1 dịch vụ đưa đến thiết bị cầm tay được cắt ra thành từng đoạn theo thời gian (khoảng 200 ms), khi đĩ thiết bị di động sẽ thu phần dịch vụ của mình trong khoảng thời gian đĩ rồi ngừng khơng thu nữa và đợi đến hết 1 chu kì các dịch vụ (khoảng 4s) thì lại “bật” lên để thu tiếp dịch vụ của mình. Hình 2.8 Cách truyền các dịch vụ DVB-H trong time slicing Như vậy máy thu được “tắt” trong những khoảng thời gian nào đĩ, cịn máy phát thì khơng, dẫn đến tiết kiệm năng lượng trong bộ thu cĩ thể đến 90% hoặc cao hơn. Tuy nhiên, người sử dụng sẽ khơng biết được hoạt động -37- thu hoặc khơng thu do các cụm dữ liệu đều được lưu trữ trong bộ nhớ máy thu và được lấy ra (play out) liên tục. Hình 2.9 Cắt lát thời gian cho mỗi dịch vụ DVB-H Chú ý rằng trong thời gian máy thu ở trạng thái ngừng thu, máy phát quảng bá vẫn hoạt động tích cực tại mọi thời điểm, gởi 1 loạt các cụm dữ liệu dạng time-sliced của mỗi dịch vụ theo chuỗi. Và cĩ thể đặt các dịch vụ được cắt lát thời gian (như DVB-H) và khơng cắt lát thời gian (như DVB-T) vào cùng 1 bộ ghép kênh (Hình). ðể thơng báo cho máy thu biết bắt đầu cụm kế tiếp, thời gian bắt đầu cho cụm kế tiếp sẽ được mang trong cụm (giá trị
t sẽ đề cập ở phần sau). Thời gian giữa các cụm khơng dùng để truyền cho luồng đang sử dụng sẽ được dùng để truyền các luồng khác trên vùng băng thơng được cấp phát. Lượng dữ liệu được gởi đi trong 1 cụm bằng với 1 khung MPE-FEC, cĩ thể là 1-5 Mb. Các segment dữ liệu khoảng 1-5s được chuyển giao trong 1 cụm đơn. Nếu tốc độ dữ liệu của kênh truyền là 1 Mbps chẳng hạn thì máy -38- thu cần bộ đệm 5 Mb dữ liệu cho 1 khoảng thời gian tắt khơng thu tín hiệu là 5s. 2.2.2.b Phương pháp
t chỉ thị thời gian cụm kế tiếp Mục đích phương pháp
t là báo hiệu thời gian từ lúc bắt đầu section MPE (hay MPE-FEC) đang thu đến lúc bắt đầu cụm kế tiếp trong luồng cơ bản. Thơng tin thời gi._.g và mức phí cịn khá cao. Nokia N92 - Anten analog: Cĩ thể gọi đây là chuẩn truyền hình miễn phí do người dùng khơng phải đĩng bất kì khoảng phí nào để kích hoạt hay sử dụng dịch vụ. Người dùng chỉ cần sử dụng một chiếc điện thoại cĩ thiết kế tính năng xem truyền hình bằng sĩng analog như trên TV là cĩ thể sử dụng ngay mà khơng cần đăng ký với bất cứ nhà cung cấp dịch vụ nào. Do sử dụng sĩng truyền -87- hình thơng thường, chuẩn truyền hình di động này cĩ tầm hoạt động rộng nhất và khơng tốn cước phí. Nhược điểm lớn nhất của phương thức này là chất lượng hình ảnh âm thanh hồn tồn phụ thuộc vào vùng phủ sĩng, khu vực xung quanh cĩ nhiều nhà cao tầng và cả việc đang di chuyển hay đứng yên của người dùng đều sẽ gây hiện tượng nhiễu, bĩng ảnh và khơng bắt được sĩng tại những vùng khuất sĩng. Ưu – nhược điểm của DVB-H Ưu điểm: DVB-H đang cĩ những ưu thế vượt trội của mình: Tiết kiệm năng lượng Pin tới 90%, thu tín hiệu trong mơi trường di động tốt, tín hiệu được đĩng gĩi dạng IP và truyền tín hiệu dưới dạng quảng bá tới các máy điện thoại di động. Bởi vậy ứng dụng cơng nghệ quảng bá DVB-H cho đường xuống (downlink) của các máy điện thoại trong mạng di động dường như là một giải pháp mang tính đột phá mà các thế hệ mạng viễn thơng 2G (GSM); 2,5G (GPRS) và 3G (UMTS) hiện nay chưa thể khắc phục ngay được. ðĩ là khơng bị hạn chế về băng thơng khi tại cùng một thời điểm số thuê bao sử các dụng dịch vụ truyền hình trực tuyến tăng vọt. Sự hội tụ giữa cơng nghệ quảng bá DVB-H và viễn thơng đang được các hãng truyền thơng lớn trên thế giới thử nghiệm tại nhiều nước trên thế giới (mơ hình DVB-H & GPRS hay DVB-H & UMTS) và đã chính thức đưa ra sản phẩm của mình vào đầu năm 2005 như Nokia, Philips, Siemens... các hãng sản suất máy phát số hàng đầu thế giới (Harris, Intelco, Rohde&Schwarz...) cũng đã xuất xưởng các thiết bị tích hợp cơng nghệ DVB-H. Cuộc đua giữa điện thoại di động 3G và điện thoại di động truyền hình DVB-H đã bắt đầu! -88- ðTDð truyền hình cơng nghệ DVB-H, với những ưu thế của mình, đang mở ra những triển vọng mới cho người sử dụng. Nhược điểm : Nhược điểm của DVB- H hiện nay ở dịch vụ này là tính chất một chiều nên khơng cĩ kênh thơng tin từ phía người sử dụng về nhà cung cấp dịch vụ, gây khĩ khăn trong việc xác thực thuê bao, nhận yêu cầu xem truyền hình từ người dùng hay tính cước người dùng. ðể giải quyết vấn đề này, người ta sử dụng ngay kênh thơng tin của mạng di động là kênh kết nối giữa thuê bao và nhà cung cấp dịch vụ truyền hình. -89- CHƯƠNG VI: PHÂN TÍCH SO SÁNH GIẢI PHÁP DVB-H VÀ GIẢI PHÁP DMB 6.1. Giới thiệu chung về DMB: Cơng việc số hố truyền hình quảng bá đang diễn ra ở nhiều quốc gia trên thế giới, cùng với thị phần điện thoại di động ngày càng tăng của các máy điện thoại cĩ màn hình độ phân giải cao, năng lực tính tốn cao và dung lượng bộ nhớ lớn mang lại cho người xem và các nhà cung cấp dịch vụ các triển vọng mới trong truyền hình. Truyền hình di động (Mobile TV) là một cơng nghệ để mã hố và truyền các chương trình truyền hình cho máy thu là các điện thoại di động, các điện thoại thơng minh và các PDA. Cơng việc số hố truyền hình quảng bá đang diễn ra ở nhiều quốc gia trên thế giới, cùng với thị phần điện thoại di động ngày càng tăng của các máy điện thoại cĩ màn hình độ phân giải cao, năng lực tính tốn cao và dung lượng bộ nhớ lớn mang lại cho người xem và các nhà cung cấp dịch vụ các triển vọng mới trong truyền hình. Truyền hình di động (Mobile TV) là một cơng nghệ để mã hố và truyền các chương trình truyền hình cho máy thu là các điện thoại di động, các điện thoại thơng minh và các PDA. Người xem cĩ thể truy cập nhiều kênh chương trình truyền hình trong khi di chuyển, cho dù họ ở trong quán cafe hay di chuyển với vận tốc cao. Người xem cũng cĩ thể xem các chương trình truyền hình di động trễ đi hoặc cĩ thể ghi lại được tồn bộ, giống như bộ ghi băng video hoặc DVD ở nhà. Truyền hình di động khơng chỉ truyền một chiều truyền thống mà cịn cho phép truyền hình tương tác thơng qua sử dụng các kênh hồi tiếp do mạng di động cung cấp. Người xem khơng xem thụ động chương trình truyền hình mà họ cĩ -90- thể lựa chọn và thực hiện hành động tương tác khác như thăm dị ý kiến cử tri, cạnh tranh giá, mua bán tại nhà, quảng cáo cắm trại. Mặt khác, các hãng và các nhà cung cấp chương trình truyền hình cũng cĩ thể thu lợi từ kết hợp với các mạng di động. Một cơng nghệ chính để thực hiện truyền hình di động là DMB (Digital Multimedia Broadcasting - Quảng bá đa phương tiện kỹ thuật số). DMB là một hệ thống đã được tiêu chuẩn hố và dành cho truyền hình và trình diễn các chương trình truyền hình di động và phát thanh. DMB tập trung vào vùng ứng dụng tương tự như DVB-H (Digital Video Broadcast for Handhelds). DVB-H áp dụng các nguyên lý truyền dẫn và mã hố tương tự như DMB nhưng khơng tương thích với DMB. Tương tự như truyền hình mặt đất thơng thường, trong cả hai hệ thống các chương trình được phát quảng bá và như vậy cĩ thể được một số lượng lớn người xem đồng thời. Trong khi đĩ hiện nay các hệ thống tổ ong như GSM/UMTS chỉ cĩ thể phục vụ một số lượng người xem giới hạn do chúng chỉ hỗ trợ truyền điểm-điểm. Thậm chí khi nhiều người xem cùng một kênh truyền hình dung lượng của tế bào vơ tuyến phục vụ cĩ thể bị cạn kiệt do mỗi kênh vẫn phải được được phục vụ bởi một kênh truyền dẫn riêng. 6.2. Tổng quan cơng nghệ DMB: DMB là sự mở rộng của cơng nghệ phát thanh số (DAB - Digital Audio Broadcasting). Cơng nghệ DAB đã được thiết kế và phát triển vào cuối những năm 1980 cho phát số các chương trình phát thanh. Trong thập kỷ 90 rất nhiều nước trên thế giới đã triển khai cơng nghệ này. Về nguồn gốc sự phát triển của DAB đã được khởi đầu bởi EUREKA, Hiệp hội các cơng ty kinh doanh châu Âu. Hiệp hội này đã cung cấp tài chính và điều phối các hoạt -91- động nghiên cứu và phát triển. Vì DAB là dự án thứ 147 được đảm nhận bởi EUREKA nên DAB cũng được biết đến dưới thuật ngữ EUREKA-147. Sau đĩ, DAB đã được chấp nhận là một tiêu chuẩn của châu Âu [1], và từ năm 2005 DAB cũng là một cơ sở để tiêu chuẩn hố của DMB. DMB dùng cơng nghệ truyền dẫn DAB, nhưng cĩ một số mở rộng như bổ sung các phương thức mã hố cho nội dung video và nội dung nghe nhìn. Hơn nữa, DMB cung cấp những giải pháp hiệu quả cho sự sửa chữa lỗi, cho phép nhận các chương trình truyền hình di động chất lượng cao, ngay cả khi người đi đường ở tốc độ lên tới 200km/h. DAB/DMB sử dụng những kênh tần số cĩ độ rộng băng tần 1,536 MHz và tốc độ truyền dữ liệu từ 1 đến 1,5 Mbit/s cho những kênh truyền hình di động và kênh dữ liệu khác. DMB hỗ trợ một số chế độ truyền dẫn tương thích với nhiều kiểu truyền lan đặc biệt của tín hiệu vơ tuyến trong những dải tần số khác nhau, và vì vậy các hệ thống DMB cĩ thể vận hành linh hoạt giữa dải tần từ 30MHz tới 3GHz trong phổ điện từ. Truyền dẫn DMB khơng chỉ giới hạn đối với mạng mặt đất (Terrestrial DMB, T-DMB), mà cịn cĩ thể được thực hiện bởi những vệ tinh (Satellite DMB, S-DMB). Những dải tần số g được dùng trong DMB là: - Dải tần từ 174 - 240MHz (băng III) dùng cho T-DMB (DMB truyền trên mặt đất), - Dải tần từ 474 - 858MHz (băng UHF) dùng cho T-DMB - Dải tần từ 1452 - 1492MHz (băng L) dùng cho T-DMB - Dải tần từ 2605 - 2655MHz (băng S) dùng cho S-DMB (DMB truyền bằng vệ tinh) -92- Trên thực tế sự sử dụng những băng này phụ thuộc vào những chính sách tại những quốc gia nơi mà DMB được triển khai. Hình 1. Mạng đơn tần (A) và mạng đa tần (B-mỗi màu một tần số khác nhau) Hệ thống T-DMB bao gồm một mạng các máy phát, hoạt động hoặc như một mạng đơn tần số (Single Frequency Network - SFN) hoặc mạng đa tần số (Multi Frequency Network - MFN) (Hình 1). Trước đây, tất cả các máy phát đều chiếm dụng các kênh tần số giống nhau. ðể tránh nhiễu đồng kênh ở các máy thu, tất cả các máy phát phải đồng thời phát ra các dịng dữ liệu giống nhau và phải đồng bộ hố lẫn nhau. Hầu hết các SFN chiếm giữ các kênh tần số trong băng III, và một máy phát cĩ thể đạt được bán kinh phủ sĩng lên đến 100 km. Trong các mạng MFN, các máy phát gần nhau được ấn định những kênh tần số khác nhau. Vùng phủ của một trạm phát khơng vượt quá 25km, và vì vậy chi phí triển khai và khai thác cho MFN đắt hơn nhiều so với SFN. Ngồi ra, MFN cịn yêu cầu hoạt động chuyển vùng của các thiết bị cầm tay tại các trạm thu, để tránh bị ngắt quãng tín hiệu thu khi đi qua đường bao của hai vùng phủ gần nhau được cung cấp bởi các trạm phát khác nhau. S-DMB tồn tại dưới một số biến thể được so sánh trong Hình 2. Một vệ tinh S-DMB cung cấp một vùng phủ sĩng với bán kính tới vài trăm km và được -93- đặt trên quỹ đạo địa tĩnh. Phạm vi phủ sĩng của S-DMB là rất lớn so với T- DMB và thậm chí là bao trùm tồn bộ các nước. Tín hiệu phát từ một vệ tinh cĩ thể nhận được bởi một thiết bị đầu cuối cĩ bộ thu vệ tinh trực tiếp hay từ một mạng các trạm lặp. Ở một biến thể khác, S-DMB cĩ thể hỗ trợ mạng 3G giống như UMTS. Tín hiệu từ vệ tinh cĩ thể thu trực tiếp hoặc từ trạm gốc gần đĩ của mạng UMTS mặt đất. Mạng mặt đất sẽ khuếch đại và chuyển đi tín hiệu vệ tinh. Do UMTS ban đầu đã được thiết kế cho truyền dẫn điểm-điểm, nên điều tiên quyết để áp dụng biến thể này là mạng UMTS riêng này đã được mở rộng cho phát quảng bá. Hình 2. Các biến thể của S-DMB 3. Các dịch vụ DAB và DMB Hình 3 đưa ra một cái nhìn tổng quan về các dịch vụ và các bộ phận dịch vụ mà DAB/DMB cĩ thể cung cấp. Chúng cĩ thể được phân chia thành các dịch vụ truyền hình số, phát thanh số, các dịch vụ dữ liệu và các dịch vụ tương tác. -94- Hình 3. Tổng thể các dịch vụ và thành phần dịch vụ DAB/DMB Dịch vụ truyền hình số DMB: Dịch vụ video DMB Error! Reference source not found.] cho phép truyền quảng bá kỹ thuật số các chương trình truyền hình di động và chuyển giao phát thanh kỹ thuật số của các chương trình truyền hình di động. Các chương trình này được mã hố đặc biệt để các thiết bị di động cĩ thể thu và thể hiện lại được. Hình 3 cho thấy những chức năng quan trọng của dịch vụ video là mã hố nguồn để nén hình ảnh, âm thanh và dữ liệu bổ trợ cũng như đồng bộ và hợp nhất các dịng dữ liệu khác nhau. Dịch vụ phát thanh số DAB Mục đích ban đầu của DAB là phân phối các chương trình phát thanh vơ tuyến số nhằm thay thế cho vơ tuyến VHF tương tự. Trái với truyền dẫn tương tự, các lỗi bị gây ra trên các tín hiệu số do nhiễu trong suốt quá trình truyền dẫn cĩ thể phát hiện được và thậm chí chuẩn hố được ở một mức độ nhất định. Các dịch vụ dữ liệu -95- Dịch vụ dữ liệu chuyển giao dữ liệu bằng các gĩi cĩ kích thước cố định. Khác với PAD, các chuyển giao này xảy ra độc lập với các dữ liệu âm thanh hoặc hình ảnh, và do đĩ dạng dữ liệu này được xem như là dữ liệu khơng liên quan đến chương trình phát sĩng (NPAD). Ứng dụng quan trọng nhất của dịch vụ dữ liệu là dùng cho chuyển giao đối tượng đa phương tiện (MOT) và đường hầm IP. Các dịch vụ tương tác Sự kết hợp DMB với các mạng tế bào di động như GSM hay UMTS cho phép phân phối các chương trình truyền hình di động tương tác, tức là người xem cĩ thể lựa chọn và thực hiện hành động. Như mơ tả trong Hình 4 dịch vụ dữ liệu như SMS hoặc GPRS của mạng di động cĩ thể phục vụ như các kênh hồi tiếp để thực hiện các giao dịch và trả dữ liệu của người xem lại cho các nhà cung cấp chương trình này (dịch vụ). Tuy nhiên các giao thức cần thiết cho truyền hình tương tác khơng cố định trong các tiêu chuẩn mà trong hầu hết các trường hợp được dựa trên các giải pháp riêng. Hình 4. Kết hợp các mạng DMB và GSM/UMTS để cung cấp các dịch vụ tương tác -96- 6.3. So sánh những đặc tính cơ bản của DVB-H với DMB: Trong quá trình nghiên cứu giải pháp truyền hình di động DVB-H hiện nay đang triển khai thực tế ở VTC mobile tại Việt Nam. Qua nghiên cứu giải pháp truyền hình DMB tại Hàn Quốc. Tơi đưa ra một số điểm khác biệt cơ bản của hai giải pháp như sau: STT ðặc điểm DVB-H DMB 1 Tốc độ bit của một kênh truyền hình cĩ độ nét tiêu chuẩn SDTV 128-384 Kbit/s 1 -1,5 Mbit/s 2 Cơ sở hạ tầng mạng chuyển tiếp cơng nghệ DVB-T / DVB-H - Mạng đơn tần SFN (Single frequency networks) - Mạng đa tần MFN (Multifrequency networks) Là sự mở rộng của DAB- Thích hợp nhiều dải tần số - Dải tần từ 174 - 240MHz (băng III) dùng cho T-DMB (DMB truyền trên mặt đất), - Dải tần từ 474 - 858MHz (băng UHF) dùng cho T-DMB - Dải tần từ 1452 - 1492MHz (băng L) dùng cho T-DMB - Dải tần từ 2605 - -97- 2655MHz (băng S) dùng cho S-DMB (DMB truyền bằng vệ tinh) 3 Kênh và băng tần Hạn chế Trên 1 kênh vơ tuyến DAB/DMB cĩ độ rộng băng tần là 1,536 MHz cĩ thể phát được nhiều kênh trên 1 băng tần. 4 Màn hiển thị Màn hình điện thoại nhỏ. Màn hình điện thoại nhỏ. 5 Anten phát sĩng - Trạm phát sĩng GSM, RPRS, CDMA - Trạm phát sĩng GSM, RPRS, CDMA - Vệ tinh và mặt đất T-DMB/S-DMB 6 Nguồn cung cấp Nguồn năng lượng Pin và cĩ giới hạn. Nguồn năng lượng Pin được tốt hơn -98- 7 Khoảng cách các Cell và cường độ bắt sĩng. - Hạn chế bởi các cột phát sĩng- đan xen những mạng tổ ong. - Gới hạn nhiều thuê bao truy cập cùng 1 lúc - Người sử dụng đi với vận tốc 200km/h vẫn xem hình ảnh bình thường - Khơng hạn chế Với những so sánh những giải pháp trên. Truyền hình di DMB là một cơng nghệ chính để thực hiện cho truyền hình di động, những đặc điểm chính của DMB cĩ thể được tổng kết như sau: - DMB là sự mở rộng của DAB, là hệ thống được sử dụng rộng rãi dành cho quảng bá vơ tuyến số. DMB hỗ trợ mã hố các chương trình truyền hình di động theo các độ phân giải và các tốc độ khung khác nhau cũng như quảng bá tới nhiều loại thiết bị đầu cuối khác nhau như điện thoại cầm tay, PDA... Bên cạnh truyền hình di động và phát thanh, DMB cịn cung cấp các giải pháp cho truyền dữ liệu khác dựa trên nền IP. - Một kênh vơ tuyến DAB/DMB cĩ độ rộng băng tần là 1,536 MHz và cĩ thể mang được: từ 4 đến 5 chương trình truyền hình di động và một hoặc hai chương trình phát thanh. Một kênh vơ tuyến với độ rộng băng tần 7 hoặc 8 MHz mà đang được truyền hình tương tự cĩ thể cung cấp tồn bộ 4 kênh DAB/DMB như thế cĩ thể mang được từ 15 tới 20 chương trình truyền hình di động và 5 chương trình phát thanh. - Dịch vụ DMB sử dụng mã lỗi hai bước, nhờ đĩ tạo ra sự truyền dẫn ổn định đối với nhiễu. Thậm chí, ngay cả khi người xem di chuyển ở vận tốc cao, những chương trình truyền hình di động vẫn nhận được và xem với chất -99- lượng tốt. Nhờ áp dụng những giải pháp xen lẫn thời gian và tần số, những chùm lỗi lớn được chia nhỏ thành những lỗi bit riêng lẻ, nên đã tăng được độ tin cậy của chuẩn hố lỗi. - Phương thức sử dụng điều chế đa sĩng mang theo OFDM, DMB hạn chế được nhiễu giữa các ký tự (symbol), gây ra do truyền lan các tín hiệu vơ tuyến đa đường. - Một ưu điểm khác của DMB là DMB cĩ thể thực hiện được trên cơ sở hạ tầng của DAB và DAB lại đã được triển khai ở nhiều quốc gia. Do vậy khơng cần thiết phải thiết lập một hạ tầng dành riêng cho DMB và vì vậy DMB khơng chịu chi phí triển khai cao như các hệ thống khác. ðây là lợi thế mà DMB đang cĩ được ở các nước châu Âu, nơi mà DAB đã được triển khai rộng rãi. 6.4. ðề xuất giải pháp hệ thống T-DMB: Với những tính năng vượt trội của cơng nghệ truyền hình di động áp dụng cơng nghệ DMB. Tơi xin đưa ra đề xuất một số cấu hình hệ thống truyền hình -100- di động cộng nghệ DMB. Hệ thống DMB gồm các thiết bị chính sau: Stt Tên thiết bị 1 Bộ truyền hình DAB: DAB Transmitter 2 Bộ mã hố âm thanh: DAB Audio Encoder 3 Bộ trộn tín hiệu: Ensenble Multilexer 4 Bộ trộn âm thanh: Ensenble Remutilexer 5 Bộ điều khiển trung tâm Mux: Enre Mux Maneger 6 Bộ xử lý hình ảnh : T-DMB Media Procceser 7 Card nhận tín hiệu: T-DMB PCI Receiver/SW Player 8 Bộ dịch chuyển chế độ dịng: Stream Mode Trans Path -101- 9 Bộ mã hố tàn số: OFDM Mod 10 Chương trình phần mềm liên kết dữ liệu: PAD Program Associated Data 11 Hệ thống máy chủ: Data server 12 Cột phát sĩng VHF hoặc vệ tinh ðề xuất: Trong xu hướng phát triển của truyền thơng trong tương lai gần và ngành cơng nghệ truyền hình. Truyền hình di động từ hai năm qua đã được xem là một hướng kinh doanh mới, nhưng cơng nghệ cho loại hình này mới chỉ đang trong giai đoạn đầu của sự phát triển. Mặc dù một số bày tỏ nghi ngờ liệu mọi người cĩ thực sự muốn xem tivi trên thiết bị di động hay khơng, nhưng các hãng sản xuất điênh thoại như: Nokia, Samsung,LG, Siemens…là dịch vụ tin rằng nĩ sẽ ăn khách. Nên việc phát triển hệ thống truyền hình DMB là một xu hướng rất tốt cho ngành viễn thơng truyền hình ở Việt Nam. Khi đĩ làm tăng khả năng cạnh tranh giữa các doanh nghiệp làm cơng nghệ truyền hình di động, giảm phí hồ mạng và giảm chi phí thuê bao, giúp cho người sử dụng được xem truyền hình ở khắp mọi nơi. -102- KẾT LUẬN Thơng qua luận văn này, tơi đã trình bày tĩm lược một số vấn đề cơ bản của giải pháp truyền hình di động ứng dụng cơng nghệ DVB-H như sau: Giới thiệu khái quát về hệ thống truyền hình di động nĩi chung cũng như hệ thống truyền hình di động DVB-H nĩi riêng, qua đĩ nêu lên các chi tiết kĩ thuật mới triển khai từ DVB-T dùng riêng cho DVB-H. Nghiên cứu 2 chi tiết kĩ thuật mới đầu tiên sẽ được đề cập và phân tích chức năng chúng đảm nhận trong hệ thống, 2 chi tiết này cùng nằm trong 1 khối là IPE (Bộ đĩng gĩi IP – IP Encapsulator) đĩ là time-slicing và MPE- FEC. Phân tích 3 chi tiết kĩ thuật mới nữa thuộc khối điều chế DVB-T, đĩ là cĩ thêm 1 chế độ phát 4K song song với 2K và 8K đã cĩ sẵn trong DVB-T, bộ ghép xen in-depth và các bit báo hiệu TPS. So sánh giải pháp truyền hình DVB-H trên thế giới và ở cả Việt Nam hiện nay với các giải pháp truyền hình số khác, bên cạnh đĩ sẽ đi sâu tìm hiểu thị trường DVB-H ở Việt Nam trong các dịch vụ do 2 nhà cung cấp là S-Fone và VTC mobile triển khai. Cuối cùng phân tích và so sánh giải pháp DVB-H với giải pháp truyền hình DMB Kiến nghị và định hướng phát triển: Trong xu hướng phát triển của truyền thơng trong tương lai gần, mạng điện thoại thế hệ 3G sẽ sớm xuất hiện và phát triển mạnh mẽ. ðồng thời dịch vụ GPRS của các cơng ty viễn thơng đang phát triển. Sự hội tụ giữa cơng nghệ quảng bá DVB-H và viễn thơng đang được các hãng truyền thơng lớn trên thế giới thử nghiệm tại nhiều nước trên thế giới (mơ hình DVB-H & -103- GPRS hay DMB & UMTS) và đã chính thức đưa ra sản phẩm của mình vào đầu năm 2007 như Nokia, Philips, Siemens, O2, Vodafone, Motorola, Sony Ericsson... Ở Việt Nam nên cần cĩ thêm các nhà cung cấp dịch vụ truyền hình DVB- H, DMB để mang tính cạnh tranh lành mạnh nhằm giảm cước phí dịch vụ cho người sử dụng. Phát triển và phủ sĩng tồn bộ lãnh thổ Việt Nam giứp cho người sử dụng dịch vụ điện thoại và những thiết bị xem tuyền hình cầm tay khác được xem những kênh truyền hình giải trí phong phú như: VTV1,VTV2, VTV3, HTV1, CINIMAX, HBO, AXN, V-Channel, Fashion tivi, VTV3, HTV7... -104- Phụ lục A : 1.Sơ đồ chức năng bộ điều chế DVB-T Hình A.1 Sơ đồ khối chức năng của bộ điều chế DVB-T - Ghép kênh thích ứng – phân tán năng lượng: luồng ngõ vào được tổ chức thành các gĩi cĩ chiều dài cố định. Các byte (trừ byte đồng bộ) được ngẫu nhiên hĩa để phân tán năng lượng. - Mã hĩa ngoại: tính tốn mã RS (204 188) cho luồng bit để sửa lỗi cụm và gắn thêm vào gĩi dữ liệu. - Ghép xen ngoại: dùng bộ ghép xen vịng theo byte với độ sâu I=12 tiếp tục ngẫu nhiên hĩa các byte trong gĩi, kể cả byte đồng bộ. - Mã hĩa nội: dùng mã hĩa vịng cho phép chọn lựa mức sửa lỗi thích hợp nhất cho dịch vụ hay tốc độ mã đã cho trước. -105- - Ghép xen nội: ngẫu nhiên hĩa lần nữa giữa các bit trong luồng bit nối tiếp đưa tới. - Ánh xạ (Mapper): cịn gọi là bộ định vị. Sĩng mang sau khi điều chế QAM là 1 số phức và được xếp vào biểu đồ chịm sao theo quy luật mã Gray trên 1 trục Re (thực) và Im (ảo). Vị trí của mỗi điểm tín hiệu (số phức) trên biểu đồ chịm sao phản ánh thơng tin về biên độ và pha của các sĩng mang. - Thích ứng khung (Frame adaptation): tại đây tín hiệu được tổ chức thành từng khung OFDM với các symbol OFDM và các sĩng mang trong từng symbol. - OFDM: thực chất là quá trình biến đổi IFFT. Quá trình biến đổi IFFT sẽ biến đổi các số phức biểu diễn các sĩng mang trong miền tần số thành các số phức biểu diễn các sĩng mang trong miền thời gian rời rạc. - Tín hiệu pilot & TPS: các sĩng mang được thêm vào các thơng số pilot và TPS. - Chèn khoảng bảo vệ: tức là chèn trước mỗi symbol 1 khoảng thời gian để tránh xuyên nhiễu giữa các symbol (nhiễu ISI) trong cùng 1 băng thơng giúp đảm bảo các thơng tin là đến từ cùng 1 symbol và xuất hiện cố định. - D/A: chuỗi nhị phân được biến đổi DA để nhận được tín hiệu trong băng tần cơ sở. 2.ðiện thoại di động truyền hình cho DVB-H -106- Hình A.2. Cấu trúc thu của ðTDð DVB-H Cấu trúc thu của điện thoại di động DVB-H được cho trên hình A.2 ðiện thoại này gồm 2 phần: Một bộ giải điều chế DVB-H (gồm khối điều chế DVB-T, mođun Time slicing và mođun MPE-FEC) và một đầu cuối DVB-H. Tín hiệu vào là tín hiệu DVB-T. Khối điều chế DVB-T thu lại các gĩi dịng truyền tải MPEG-2, tín hiệu này cung cấp các mode truyền dẫn (2K, 8K và 4K) với các tín hiệu mang thơng số truyền dẫn - TPS tương ứng. Mođun Time Slicing giúp tiết kiệm cơng suất tiêu thụ và hỗ trợ việc chuyển giao mạng linh hoạt hơn. Mođun MPE-FEC cung cấp mã sửa lỗi tiến cho phép bộ thu cĩ thể đương đầu với các điều kiện thu đặc biệt khĩ khăn. Tín hiệu ra khỏi giải điều chế DVB-H cĩ dạng các gĩi của dịng truyền tải TS hoặc các IP Datagrams -107- (khi thu tín hiệu DVB-H). ðầu cuối DVB-H giải mã các IP Datagrams, hiển thị nội dung của các chương trình DVB-H. Kiến trúc ban đầu của các máy ðTDð DVB-H hiện nay gồm: - ðiện thoại tích hợp 3 băng tần số: GSM, GPRS và UMTS (3G). - Bộ thu DVB-H. - Camera 1,3M pixel. - Màn hiển thị VGA (640 x 480). - Màn hình cảm biến - touch screen. - Âm thanh ngõ ra Stereo. - Hỗ trợ chuẩn khơng dây Bluetooth. - Bộ nhớ trong cĩ dung lượng 1Gbit -108- Phụ lục B: Vị trí các sĩng mang TPS Danh sách các sĩng mang TPS trong chế độ 4K (theo chỉ số K) 34 50 209 346 413 569 595 688 790 901 107 3 121 9 126 2 128 6 146 9 159 4 168 7 173 8 175 4 191 3 205 0 211 7 227 3 229 9 239 2 249 4 260 5 277 7 292 3 296 6 299 0 317 3 329 8 339 1 Bảng B.1 Vị trí sĩng mang TPS trong symbol OFDM với mode 4K Mode 2K Mode 8K 34 50 209 346 413 34 50 209 346 413 569 595 688 569 595 688 790 901 790 901 107 3 121 9 126 2 128 6 146 9 159 4 107 3 121 9 126 2 128 6 146 9 168 7 173 8 175 4 191 3 205 0 211 7 227 3 229 9 159 4 168 7 239 2 249 4 260 5 277 7 292 3 296 6 299 0 317 3 329 8 339 1 344 2 345 8 361 7 375 4 382 1 397 7 400 3 409 6 419 8 430 9 448 1 462 7 467 0 469 4 487 7 500 2 509 5 514 6 516 2 532 1 545 8 552 5 -109- 568 1 570 7 580 0 590 2 601 3 618 5 633 1 637 4 639 8 658 1 670 6 679 9 Bảng B.2 Vị trí các sĩng mang TPS trong symbol OFDM với mode 2K và 8K -110- Phụ lục C: ðịnh dạng bit TPS trong mode 4K C.1 Bit khởi tạo Bit đầu tiên, s0, là bit khởi tạo cho việc điều chế 2-PSK vi phân. C.2 Bit đồng bộ Bit 1 tới 16 của TPS là từ đồng bộ. Khối TPS đầu tiên và thứ 3 trong mỗi đa khung cĩ từ đồng bộ như sau: s1 –s16 = 0011010111101110 Khối TPS thứ 2 và thứ 4 cĩ từ đồng bộ như sau: s1 – s16 = 1100101000010001 C.3 Bit chỉ thị chiều dài TPS 6 bit tiếp theo (s17 – s22) của thơng tin TPS dùng để chỉ thị chiều dài TPS (số nhị phân đếm bắt đầu từ bit s17) để báo hiệu số bit đã sử dụng của TPS. Khi báo hiệu TPS được dùng, thơng tin cell_id sẽ được truyền và giá trị chỉ thị chiều dài TPS sẽ được thiết lập là 100001 (dùng 33 bit TPS). C.4 Bit chỉ số thứ tự khung 4 khung tạo thành 1 đa khung. Các khung trong đa khung được đánh số từ 1-4. Danh sách từ bit s23, s24 và số thứ tự khung được cho trong bảng sau: Bit s23, s24 Số thứ tự khung 00 Khung thứ 1 trong đa khung -111- 01 Khung thứ 2 trong đa khung 10 Khung thứ 3 trong đa khung 11 Khung thứ 4 trong đa khung Bảng C.1 Kiểu tín hiệu của số thứ tự khung C.5 Bit chỉ thị kiểu điều chế hay kiểu chịm sao Chịm sao sẽ được kí hiệu bằng 2 bit theo bảng sau: Bit s25, s26 Các thơng số chịm sao 00 QPSK 01 16-QAM 10 64-QAM 11 Dự phịng Bảng C.2 Kiểu chịm sao (kiểu điều chế) ðể xác định kiểu điều chế, máy thu cũng sẽ giải mã thơng tin phân cấp cho trong bảng sau: Bit s27, s28, s29 Giá trị α 000 Khơng phân cấp 001 α = 1, dùng bộ chèn native 010 α = 2, dùng bộ chèn native 011 α = 4, dùng bộ chèn native 100 Khơng phân cấp -112- 101 α = 1, dùng bộ chèn in-depth 110 α = 2, dùng bộ chèn in-depth 111 α = 4, dùng bộ chèn in-depth Bảng C.3 Các giá trị α ứng với các kiểu điều chế C.6 Bit chỉ thơng tin phân cấp 2 luồng dữ liệu riêng biệt được điều chế trên 1 luồng DVB-H, trong đĩ 1 luồng HP (High Priority) cĩ độ ưu tiên cao gắn chung với 1 luồng LP (Low Priority) cĩ độ ưu tiên thấp. Máy thu nếu trong điều kiện thu tốt thì cĩ thể thu cả 2 luồng, nhưng nếu trong điều kiện thu khĩ khăn thì chỉ cĩ thể thu luồng HP. Về cơ bản thì luồng HP cĩ tốc độ bit cao hơn nhưng cường độ tín hiệu (mật độ dữ liệu) thấp hơn luồng LP. Thơng tin phân cấp cho biết các luồng dữ liệu cĩ độ ưu tiên hay khơng và nếu cĩ thì giá trị α là bao nhiêu. Các sơ đồ chịm sao QAM tương ứng với nhiều giá trị α khác nhau được cho trong hình . Trong đĩ α được kí hiệu bằng 3 bit theo bảng trên. C.7 Bit chỉ thị tốc độ mã Mã hĩa kênh khơng phân cấp và điều chế yêu cầu báo hiệu của 1 tốc độ mã r được cho như trong bảng sau: Bits s30, s31, s32 (luồng HP) s33, s34, s35 (luồng LP) Tốc độ mã 000 1/2 -113- 001 2/3 010 3/4 011 5/6 100 7/8 101 dự phịng 110 dự phịng 111 dự phịng Bảng C.4 Kiểu tín hiệu của mỗi tốc độ mã 2 tốc độ mã khác nhau cĩ thể áp dụng cho 2 mức điều chế khác nhau nhằm đạt được sự phân cấp. Sau đĩ việc truyền dẫn bắt đầu với tốc độ mã của mức HP (r1) ở điều chế và kết thúc với 1 tốc độ mã của mức LP (r2). C.8 Bit chỉ thị khoảng bảo vệ Giá trị khoảng bảo vệ
(so với phần dữ liệu cĩ ích TU) được ghi trong bảng: Bit s36, s37 Giá trị khoảng bảo vệ
/TU 00 1/32 01 1/16 10 1/8 11 1/4 Bảng C.5 Giá trị khoảng bảo vệ -114- C.9 Bit chỉ thị chế độ truyền dẫn 2 bit được dùng để chỉ thị chế độ truyền dẫn (mode 2K, 8K, 4K). Bit s38, s39 Mode truyền dẫn 00 Mode 2K 01 Mode 8K 10 Mode 4K 11 Dự phịng Bảng C.6 Các chế độ truyền dẫn C.10 Bit chỉ thị cell_id 8 bit s40 – s47 được dùng để chỉ thị các cell chứa tín hiệu tới. Byte quan trọng nhất của cell_id, b15 –b8, sẽ được truyền trong các khung 1 và 3 trong các đa khung. Cịn byte ít quan trọng hơn của cell_id, b7 – b0, sẽ được truyền trong các khung 2 và 4 trong các đa khung. Bảng liệt kê các bit như sau: Số thứ tự bit TPS Khung 1 hoặc 3 Khung 2 hoặc 4 s40 cell_id b15 cell_id b7 s41 cell_id b14 cell_id b6 s42 cell_id b13 cell_id b5 s43 cell_id b12 cell_id b4 s44 cell_id b11 cell_id b3 -115- s45 cell_id b10 cell_id b2 s46 cell_id b9 cell_id b1 s47 cell_id b8 cell_id b0 Bảng C.7 Bảng liệt kê cell_id trên các bit TPS Nếu việc cung cấp cell_id khơng biết trước thì 8 bit này sẽ thiết lập là 0. C.11 Bit bảo vệ chống lỗi của TPS 53 bit chứa tín hiệu đồng bộ và thơng tin TPS (bit s1- s53) được mở rộng thêm 14 bit parity của mã đã được rút ngắn BCH (67, 53, t=2), lấy từ mã BCH (127, 113, t=2). ða thức tạo mã: h(x) = x14 + x9 +x8 +x6 +x5 +x4 +x2 +x +1 Mã BCH đã được rút ngắn cĩ thể thực hiện bằng cách thêm 60 bit, tất cả thiết lập là 0 trước khi các bit thơng tin đi vào 1 bộ mã hĩa BCH (127, 113, t=2). Sau khi mã hĩa BCH, các bit rỗng này sẽ bị loại bỏ. -116- Tài liệu tham khảo Tiếng Việt [1] TS. Phạm ðắc Bi, KS. Lê Trọng Bằng, KS. ðỗ Anh Tú Các đặc điểm cơ bản của máy phát số DVB-T. [2] Nhật Bình. PC World – SERIES A: Cơng nghệ Máy tính và Mạng. Mobile TV Việt Nam: Thực tế và tương lai. ID: A0701_76. [17] Cơng nghệ DVB-H. VTC mobile News (29/06/2007). [3] Cơng nghệ truyền hình theo chuẩn DVB-H. VTC mobile News (07/09/2007 – 12/09/2007). Tiếng Anh [1] Amitabh Kumar. Focal Press – 3/2007, Mobile TV – DVB-H, DMB, 3G Systems and Rich Media Applications. [2] ETSI EN 302 304 V1.1.1 (11-2004): Digital Video Broadcasting (DVB); Transmission System for Handheld Terminals (DVB-H) [3] ETSI TR 102 377 V1.2.1 (11-2005): Digital Video Broadcating (DVB); DVB-H Implementation Guidelines [4] Final draft ETSI EN 301 192 V1.4.1 (06-2004): Digital Video Broadcasting (DVB); DVB specification for data broadcasting [5] Final draft ETSI EN 300 744 V1.5.1 (06-2004): Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television [6] DVB-H Implementation Guidelines. DVB Document A092. July 2005. [7] DVB and DVB-H Systems (10th of January 2006). Mauri Kangas. Helsinki University of Technology (24-2-2005). [8] DVB-H – Standard, principles and services. Jukka Henriksson – Nokia Research Center -117- [9] DVB-H: Live broadcast Mobile TV – Delivering the TV experience to mobile devices. Nokia Corporation 2006 [10] DVB-H and Hybrid Networks. Carolo – Wilhelmina – Braunschweig. MMC, 19 Oct 2006. [11] DVB-H Solutions (10/2004). Rohde & Schwarz. [12] The how and why of COFDM. J.H. Stott. BBC Research and Development. [13] Reed Solomon Codes. Joel Sylvester. January 2001. [14] Reed-Solomon Codes. Bernard Sklar. April 12, 2002. ._.