nghiên cứu truyền hình di động dvb-h

Nghiên cứu truyền hình di động DVB-H
LỜI CAM ĐOAN
Em tên là Phạm Bá Điền, sinh viên lớp ĐTVTk4A Khoa Công Nghệ Thông Tin
Đại Học Thỏi Nguyờn.
Giỏo viên hướng dẫn là thầy Đỗ Huy Khôi, Bộ môn điện tử viễn thông Khoa Công
Nghệ Thông Tin Đại Học Thỏi Nguyờn.
Em xin cam đoan toàn bộ nội dung được trình bày trong đề tài này là kết quả tìm
hiểu nghiên cứu riêng của em. Trong quá trình nghiên cứu đề tài “Nghiờn cứu truyền hình
di động DVB-H”. Các kết quả và dữ liệu được nêu trong đề tài là hoàn toàn trung thực.
Mọi thông tin trích dẫn đều được tuân theo luật sở hữu trí tuệ, liệt kê rõ ràng các tài liệu
tham khảo.
Em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm với những nội dung viết trong đề tài này .
Thỏi nguyên ngày 12 tháng 3 năm 2011
Sinh viên
Phạm Bá Điền
MỤC LỤC
Lời Nói Đầu 4
CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG DVB-H 6
1.1 Tổng quan hệ thống 6
1.1.1 Giới thiệu sơ lược về DVB-T 6
1.1.2 Hệ thống DVB-H 7
1.2 Cấu trúc và nguyên lí cơ bản của công nghệ truyền hình di động 14
1.3 Các yếu tố kĩ thuật chính 15
Chương II: CÁC CHI TIẾT KỸ THUẬT MỚI THÊM VÀO DVT-T ĐỂ TRỞ THÀNH DVB-H 17
2.1 Module MPE-FEC 17
2.1.1 Khung MPE-FEC 18
2.1.2 Cách truyền khung MPE-FEC 21
2.2 Module time-slicing 24
2.2.1 Giới thiệu chung 24
2.2.2 Chi tiết kĩ thuật 25
2.2.3 Hỗ trợ chuyển giao với time-slicing 31

2.3 Chế độ phát 4K 32
2.4 Bộ ghép xen theo độ sâu symbol (in depth interleaver) 35
2.4.1 Khái niệm kỹ thuật ghép xen 35
2.4.2 Bộ ghép xen nội (Inner interleaver) 36
2.5 Báo hiệu thông số bờn phỏt TPS 42
2.5.1 Khái quát 42
2.5.2 Mục đích của TPS 42
2.5.3 Định dạng các bit TPS 43
CHƯƠNG III: CẤU HÌNH MẠNG TRIỂN KHAI TRONG DVB-H 44
2
3.1 Các loại cấu hình mạng DVB-H 44
3.1.1 Mạng dùng chung DVB-H (dùng chung bộ ghép với MPEG-2) 45
3.1.2 Mạng phân cấp DVB-H (dùng chung với mạng DVB-T bằng cách phân cấp) 45
3.2 Mạng phát DVB-H 46
3.2.1 Các cell DVB-H 46
3.2.2 Mạng đơn tần SFN (Single frequency networks) 47
3.2.3 Mạng đa tần MFN (Multifrequency networks) 48
KẾT LUẬN 49
TỪ VIẾT TẮT 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO 52
3
Lời Nói Đầu
Khán giả Việt Nam đó quá quen thuộc với truyền hình cố định vô tuyến với công
nghệ analog, truyền hình cáp, truyền hình qua vệ tinh (DTH)… và chỉ xem được khi ngồi
ở chỗ cú…vụ tuyến và ổ cắm điện. Còn với truyền hình di động, chúng ta có thể cập nhật
các bản tin nóng, thưởng thức các chương trình giải trí, theo dõi được thông tin về giao
thông, thời tiết, tỉ giá, giá vàng, trên đường đến công sở, trên xe bus, trong lúc chờ đợi…
chỉ với chiếc điện thoại di động cầm tay, “thụng tin và giải trí mọi lúc, mọi nơi”.
Truyền hình di động là một lĩnh vực còn rất mới, hiện nay đã có một số nước trên
thế giới cung cấp dịch vụ này. Ở Việt Nam hiện có VTC đã “đi trước đón đầu” trong công

nghệ bằng việc áp dụng tiêu chuẩn DVB-H (Digital Video Broadcast – Handheld, chuẩn
truyền hình kỹ thuật số di động) được phát triển bởi tổ chức DVB của châu Âu. Tiêu
chuẩn này đã nhanh chóng được các tập đoàn viễn thông hàng đầu trên thế giới như
Nokia, Siemens, Motorola, Samsung, LG đún nhận và ứng dụng thử nghiệm. DVB-H
đang được coi là tiêu chuẩn hàng đầu cho các thiết bị di động bởi tiêu chuẩn này thừa kế
những ưu điểm của tiêu chuẩn phát sóng số mặt đất DVB-T, tiêu chuẩn đang được VTC
ứng dụng để phủ sóng truyền hình kỹ thuật số trên diện rộng tại Việt Nam.
Ngày 17/3/2008 Liên minh Châu Âu (EU) thông báo chọn lựa DVB-H làm chuẩn
truyền hình di động chung cho toàn khu vực đồng thời khuyến khích các nước thành viên
yêu cầu các nhà cung cấp dịch vụ hỗ trợ chuẩn này.
Công nghệ DVB-H với dạng thức phát sóng quảng bá (broadcast) sẽ có băng thông
lớn và đặc biệt hệ thống sẽ không bị quá tải hay ảnh hưởng khi số lượng người sử dụng
tăng. DVB-H cho phép phát được số chương trình truyền hình cực lớn lên đến 50 chương
trình truyền hình di động trên một kênh sóng tuỳ thuộc vào chế độ của máy phát và công
nghệ nén tín hiệu. Ngoài ra, với đặc điểm thiết bị di động có dịch vụ truyền hình sẽ rất tốn
pin, và khi áp dụng tiêu chuẩn công nghệ DVB-H này sẽ tối ưu việc dùng pin tiết kiệm
4
với việc thu nhận tín hiệu được thực hiện theo chu kỳ. Hơn nữa, máy điện thoại tích hợp
truyền hình di động sẽ rất gọn nhẹ với ăngten ở băng tần UHF được thu gọn trong điện
thoại, còn chất lượng hình ảnh và âm thanh thì rất ổn định.
Để hiểu rõ hơn về công nghệ truyền hình di động theo chuẩn DVB-H trong khuôn
khổ đề tài em xin được giới thiệu về tiêu chuẩn công nghệ đầy tiềm năng này. Nội dung
gồm 3 chương:
Chương I: Chương này sẽ giới thiệu khái quát về hệ thống truyền hình di động nói
chung cũng như hệ thống truyền hình di động DVB-H nói riêng, qua đó nêu lên các chi
tiết kỹ thuật mới triển khai từ DVB-T dựng riờng cho DVB-H.
Chương II: Các chi tiết kỹ thuật mới thêm vào DVB-T để trở thành DVB-H
Chương III: Chương này sẽ giới thiệu chung về các kiểu mạng DVB-H, cỏc cách
truyền dẫn trong 1 hệ thống DVB-H thực tế.
5

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 đó là các nước chõu õu, Nam Phi, Úc, Singapore. Đến nay, hầu
như toàn bộ châu Âu, châu Đại Dương, châu Phi và nhiều nước châu Á đã tuyên bố sử
dụng tiêu chuẩn này. Trong đó, nhiều nước đã triển khai truyền hình số trên diện rộng.
Đặc biệt, tại Berlin (Đức) đã tuyên bố chấm dứt phát sóng truyền hình mặt đất bằng kỹ
thuật Analog từ năm 2003 (theo dự định, các nước trên thế giới sẽ chấm dứt công nghệ
này trong khoảng thời gian từ năm 2006-2010 để chuyển sang công nghệ kỹ thuật số).
Hình 1.1: Truyền dẫn tín hiệu cho hệ thống truyền hình số DVB-T và DVB-H
DVB-T (Digital Vi deo Broadcasting - Terrestrial) là 1 chuẩn quốc tế DVB về phát
sóng số mặt đất dùng trong truyền hình kỹ thuật số. Tín hiệu truyền hình được truyền và
thu bằng an ten qua bầu khí quyển, khác với các cách phát sóng khác như phát sóng số
cáp DVB-C (DVB-Cable) hay phát sóng 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 kỹ thuật ghép kênh COFDM (Coded Orthogonal
6
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 công nghệ analog, nhưng dùng công nghệ số thì có thể phát đến 8 chương trình
truyền hình mà không bị ảnh hưởng của nhiễu công nghiệp.
Đồng 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 an ten 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 sóng, nâng cao hiệu quả tuyên truyền của làn sóng
truyền hình.

Ngoài ra, để xem được truyền hình số mặt đất cần có đầu thu tín hiệu số (còn 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 an ten thu chuyên dụng. Do đặc điểm của truyền hình số mặt đất
phát bằng sóng vô tuyến cao tần đòi hỏi giữa an ten phát và thu phải nhìn thấy nhau nên
phải đặt an ten hướng về đài phát và trên hướng đó phải không 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 an ten thấp, vùng phát sóng
bị nhà cao tầng che khuất.
1.1.2 Hệ thống DVB-H
Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin là sự phát triển của công nghệ viễn
thông nói chung và công nghệ truyền hình nói 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 công nghệ
truyền hình hiện đại, đặc biệt là khả năng cá nhân hóa 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 có nhiều tiêu chuẩn công nghệ truyền hình di động khác nhau được nghiên
7
cứu, phát triển và ứng dụng. Nhưng tựu chung lại, có thể phân làm hai loại hình chính như
sau:
-Thứ nhất: Truyền hình di động dựa trên sóng thông tin di động.
-Thứ hai: Truyền hình di động dựa trên sóng truyền hình.
Dịch vụ Truyền hình di động dựa trên sóng thông 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 đó là khả năng nghẽn mạng thường xuyên xảy
ra do luồng dữ liệu truyền hình phụ thuộc trực tiếp vào hạ tầng mạng viễn thông.
Ở Việt Nam, hiện có VTC đang cung cấp dịch vụ này và đã đưa vào triển khai từ
cuối năm 2006. Còn truyền hình di động dựa trên sóng truyền hình thì giá thành rẻ hơn rất
nhiều và kèm theo đó 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 : Tiờu chuẩn Chõu Âu dựa trên chuẩn DVB-T.

-ISDB-T: Tiêu chuẩn được đưa ra bởi Nhật.
-MediaFlo : Tiêu chuẩn phát hình di động của Mỹ do Qualcomm phát triển.
- DMB (Digital Multimedia Broadcasting): Được hàn quốc phát triển dựa trên
DAB (Digital Audio Broadcasting).
8
Trong số, đó tiêu chuẩn DVB-H đã thể hiện nhiều ưu điểm vượt trội và đã được
thư nghiệm, triển khai tại một số quóc gia trên thế giới như Phần Lan, Mỹ, Italia
Hình 1.2: DVB-H Mobile TV Transmission System
a. Khái niệm về truyền hình di động theo chuẩn DVB-H
DVB-H (Digital Vi deo Broadcasting for Handheld) là tiêu chuẩn công 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. Công 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. . .
9
Được công bố trong chuẩn EN 302 304 của ETSI vào tháng 11/2004 , đây là các
đặc điểm kỹ thuật lớp vật lí được thiết kế cho phép chuyển giao dữ liệu đóng gói 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 sồ 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 môi trường di động.
Do công 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 sóng qua an ten, mạng DVB-H lại được thiết kế cho các thiết bị cầm
tay tiếp nhận sóng 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 môi trường di động.
Vậy tại sao DVB-H và 3G lại sử dụng kết hợp với nhau? Đó là do trước tiên,
DVB-H là broadcast nên chỉ có 1 kênh truyền downlink từ Base Station đến thiết bị đầu

cuối end-user, do đó một mình nó không thể cung cấp được các dịch vụ interactive như
Video theo yêu cầu, người hướng dẫn trong thành phố, dự báo thời tiết. . . Để có thể sử
dụng các dịch vụ trên, DVB-H cần phải kết hợp với mạng 2G/3G cellular để có 1 kênh
truyền uplink. Người xem TV có thể đồng thời tham gia vào chương trình TV đang phát
thông qua cùng 1 thiết bị. Người xem có thể bình chọn, trả lời các câu hỏi trúng thưởng
bằng cách click trực tiếp lên màn hình.
Ngoài ra, 3G đã có cơ sở hạ tầng và hệ thống quản lí khách hàng và tính tiền khá
tốt. Nên DVB-H có thể liên kết với 3G để có thể tận dụng được hệ thống quản lí này. Khi
đó vấn đề billing (tính cước) trong DVB-H sẽ được giải quyết.
10
Hình 1.3: Vị trí thưc hiện chức năng của DVB-H
Tại sao bản thân 3G vẫn có 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 có thể cung cấp dịch vụ với tốc độ dữ liệu
<64kbps nên chỉ có 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 nó không đủ mạnh để đáp
ứng đòi hỏi đường truyền của dịch vụ này, do tín hiệu video yêu cầu băng thụng kờnh
truyền tương đối lớn (khoảng vài trăm Kbps).
Nếu trong 1 vùng phủ sóng bởi cả 3G và DVB-H, nếu 1 hệ thống quá tải,việc liên
kết giữa 2 hệ thống có thể giúp cân bằng tài nguyên giữa 2 hệ thống. Ngoài ra, nếu có
nhiều user sử dụng dịch vụ broadcast, lúc đó nên dùng DVB-H để cung cấp dịch vụ. Nếu
có ít user thỡ nờn dựng 3G để cung cấp dịch vụ sẽ có lợi hơn. Vấn đề nằm ở chỗ dùng kĩ
thuật nào tại thời điểm nào là có lợi nhất cho nhà cung cấp dịch vụ và nhà cung cấp mạng.
Tất cả những vấn đề kể trên là những vấn đề được nhiều người quan tâm nghiên
cứu. Hiện vẫn đang còn 1 số câu hỏi đặt ra: Liệu người dùng có muốn chi trả cho dịch vụ
này như họ vẫn trả cho dịch vụ truyền hình vệ tinh không, 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
11
những màn hình lớn tại nhà có muốn chuyển sang việc xem qua các màn ảnh nhỏ hay
không? Ngoài ra, các chuyên gia phân tích cho hay: Kĩ thuật này còn gây ra sự phân tán

rất nguy hiểm cho người dùng khi đang điều khiển phương tiện giao thông.
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. Đặc điểm của DVB-H là chất lượng
hình ảnh và âm thanh sẽ không bị ảnh hưởng bởi địa hình, hay khi di chuyển với tốc độ
cao, 1 ví dụ điển hình là có thể đi ô tô với tốc độ 60km\h võ̃n xem được truyền hình qua
điện thoại di động.
Tóm 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 công suất thấp với 1 thông lượng dữ liệu cao, 1 dịch vụ DVB-H
có thể chuyển giao 20-40 kênh hoặc nhiều hơn (phụ thuộc vào tốc độ bịt), lên tới 1 1
Mbps trong 1 bộ ghép kờnh 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 có trong thiết bị.
-Việc xem truyền hình với chuẩn DVB-H không phụ thuộc vào tài nguyên
mạng điện thoại di động. Đây là chuẩn được nghiên cứu, phát triển dựa trên chuẩn DVB-
T (truyền hình số mặt đất). Những nước đó cú mạng DVB-T sẵn sẽ nâng cấp để cung cấp
dịch vụ truyền hình di động theo chuẩn DVB-H rất dễ dàng. Nguyờn lớ hoạt động là tín
hiệu truyền hình được phát đi quảng bá từ an ten truyền hình với bán kính phủ sóng lên
tới hàng chục km.
- Tất cả máy thu tích hợp bộ thu truyền hình nằm trong vùng phủ song đều
có thể thu được tín hiệu, giải mã và hiển thị trên màn hình. Do vậy, sẽ không hạn chế số
người xem đồng thời, miễn là họ nằm trong vùng phủ sóng.
12
- Truyền hình theo cách này cũng không cần phải có tần số riờng. Kờnh
thông tin trên công nghệ truyền hình 3G có 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 thông tin của trạm BTS khi họ sử dụng dịch vụ, vì vậy sẽ hạn chế số người dựng
cựng lỳc. Khi lượng người dùng lớn, để có 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 không 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, không bị trễ hình hoặc không xem được
chương trình khi mạng nghẽn.
- Khả năng di chuyển với tốc độ rất cao (có thể di chuyển với tốc độ lên tới
trên 200 km\h). Do vậy, người dùng có 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 trờn cỏc phương tiện giao thông như ô tô, tàu hỏa, xe buýt. . . mà
chất lượng không hề bị suy giảm.
-Sử dụng công nghệ nén tiên tiến: truyền hình di động theo tiêu chuẩn
DVB-H sử dụng công nghệ nén H.264/AVC, vừa giúp tiết kiệm băng thông mà vẫn 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 môi trường di động hoặc các
khu đô thị (nói cách khác đây là môi trường mà tín hiệu truyền hình rất hay xảy ra lỗi do
bị can nhiễu bởi các luồng tín hiệu nhiễu công nghiệp, ô tô xe máy, các tòa nhà. . . ) nên
công 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 không xảy ra lỗi hoặc nếu có thì tỷ lệ lỗi là rất thấp.
-Thanh toán điện tử: người dùng có thể thanh toán dịch vụ truyền hình di
động thông qua tài khoản của mình tại ngân hàng. Khán giả cũng có thể dùng tài khoản cá
nhân để mua các sản phẩm được rao bán hoặc đặt lệnh giao dịch chứng khoán trực tiếp. . .
trong các chương trình chuyên biệt của truyền hình di động.
13
Với những ưu điểm đó, chuẩn DVB-H hiện tại đang được nhiều tập đoàn truyền
thông 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 công nghệ truyền hình di động
Do công nghệ DVB-H được xây dựng dựa trên nền tảng của công nghệ DVB-T
nên để phù hợp yêu cầu thu sóng truyền hình di động, hệ thống DVB-H cú thờm 1 số

thành phần chức năng khác so với DVB-T như: cắt lát thời gian (time-slice), đóng gói đa
giao thức và sửa lỗi hướng tới (MPE-FEC), điều chế COFDM sóng mang kiểu 4k và báo
hiệu DVB-TPS. Sơ đồ sau đây sẽ miêu tả cấu trúc nguyờn lớ DVB-H dựa trên cơ sở của
hệ thống DVB-T.
Hình 1 4 Cấu trúc nguyờn lớ của DVB-H
Mô hình này thể hiện sự lắp ghép xen giữa hệ thống DVB-T và DVB-H. Đầu tiên,
nội dung các chương trình TV hoặc các dịch vụ khác được đưa vào để đóng gói theo
chuẩn nén tiên tiến mới H.264/AVC. Sau đó cỏc gúi tin này tiếp tục được đóng gói thờm
cỏc tính năng mới để có thể truyền trờn mụi trường mạng và cuối cùng là định dạng IP
14
được đưa ra khỏi khối này. Cỏc gúi IP này sau đó sẽ được đưa vào bộ đóng gói IP của
DVB-H, tại đây cỏc gúi IP tiếp tục được đóng gói lại theo sự đóng gói đa giao thức MPE
và có thêm phần sửa lỗi FEC để có thể sửa lỗi cho dữ liệu xảy ra trên đường truyền.
Khung MPE-FEC tiếp đó sẽ được đặt vào các khe thời gian khác nhau nhờ kĩ thuật cắt lát
thời gian (time slicing).
Ngõ ra bộ đóng gói IP sau khi ra khỏi phần time slice có thể đưa trực tiếp tới bộ
điều chế COFDM của DVB-H với các sóng 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 có thể ghép
xen với những dịch vụ MPEG-2 khác của DVB-T rồi mới đưa ra bộ điều chế. Tín hiệu
sau đó 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 công nghệ DVB-T
nên các đặc điểm của DVB-H hầu như giống với DVB-T. Trong khuôn khổ đề tài này chỉ
đề cập đến các yếu tố mới thêm vào trong DVB-H mà công nghệ DVB-T không thể có
như:
-Sử dụng kĩ thuật cắt lát thời gian (thực slicing) để tiết kiệm năng lượng 1 cách tối
đa cho thiết bị di động (có khả năng tiết kiệm trên 90%), giỳp nõng cao thời gian sử dụng
pin bằng cách tổ chức dữ liệu thành cỏc nhúm gúi trờn mỗi kênh.
- Dùng cơ chế đóng gói 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 đó tạo sự linh hoạt của tín hiệu.
- Cựng với các mode điều chế 2K và 8K đã có sẵn trong DVB-T, 1 mode 4K được
thêm vào DVB-H đưa đến sự linh hoạt cho thiết kế mạng. Do các sóng mang 2K sẽ không
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 sóng mang
8K đặt các sóng mang quá gần ở tần số dịch Doppler đối với các máy thu di chuyển. Do
đó kiểu điều chế mới là dùng sóng mang 4K đã được đưa ra nhằm cung cấp độ bù tốt hơn
15
giữa kích thước cell và hiệu ứng Doppler khi thuê bao di chuyển. 1bộ chèn symbol theo
chiều sâu (in –depth interleaver) ngắn cũng được giới thiệu trong mode 2K và 4K, tạo ra
dung lỗi tốt hơn chống lạ nhiễu xung (giúp đạt được một cường độ tương đương với mode
8K).
Hình 1.5 Các bổ sung cho DVB-H vào hệ thống DVB-T
16
Chương II: CÁC CHI TIẾT KỸ THUẬT MỚI THÊM VÀO DVT-T
ĐỂ TRỞ THÀNH DVB-H
2.1 Module MPE-FEC
Việc thu tín hiệu qua thiết bị di động cầm tay hoàn toàn khác với thu qua an ten cố
định trên mặt đất. Thứ nhất, các an ten hầu hết đều có kích thước nhỏ và độ lợi thấp Thứ
hai, máy cầm tay đặt trong 1 môi trường di động thỡ cụng suất tín hiệu thu được có thể
chịu những thay đổi nhanh bất thường.
Dữ liệu âm thanh và hình ảnh trong môi trường DVB-H được chuyển giao dùng kỹ
thuật IP Datacasting, trong đó dữ liệu được đóng gói với các header dạng IP và truyền đi
giống cách truyền gói IP trên Internet. Tuy nhiên, môi trường vô tuyến không hẳn thân
thiện như Internet do có 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 đóng gói 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 hóa) bằng cách thờm cỏc thông tin parity tính toán từ cỏc gúi
datagram và gửi dữ liệu parity này trong các đoạn MPE-FEC, cỏc gúi datagram không 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 thông tin
parity. Dung lượng kênh truyền bị chiếm để truyền parity có thể được bù bằng cách thay
đổi tốc độ mã truyền trong khi vẫn cung cấp hiệu suất cao hơn DVB-T.
Những gói dữ liệu IP khi được đưa vào hệ thống sẽ được tiếp tục đóng gói lại theo
1 trật tự nhất định tạo nên khung MPE-FEC bao gồm 2 phần, trong đó 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 còn lại chứa dữ liệu tính toán dựa trên cơ sở dữ liệu ADT
17
và có tác dụng để sửa lỗi gọi là bảng dữ liệu Reed-solomon RSDT (Reed-solomon data
table). Khi đó, kích thước của khung MPE-FEC có thể thay đổi tùy thuộc vào nội dung
nhưng kích thước tối đa của khung MPE-FEC là 2 Mb.
Hình 2.1 Sơ lược cấu trúc khung MPE-FEC
2.1.1 Khung MPE-FEC
2.1.1.a Định nghĩa khung MPE-FEC
Khung MPE-FEC được sắp xếp như 1 ma trận với 255 cột và 1 số hang linh động.
Số hàng có thể thay đổi, từ 1 đến tối đa là 1024 hàng, khi đó toàn bộ khung MPE-FEC có
kích thước tối đa 2 Mb.
18
Hình 2.2 Cấu trúc khung MPE-FEC
Mỗi vị trí trong ma trận ( 1 ô) chiếm 1 byte thông tin. Phần bên trái của khung gồm
1 9 1 cột chứa các IP datagram và có thể có các bịt nhồi thêm (padding) được gọi là bảng
ADT. Phần bên phải của khung gồm 64 cột chứa thông tin parity của mã FEC gọi là bảng
RSDT. Mỗi byte trong ADT có địa chỉ đi từ 1 đến 191 x số hàng. Tương tự, mỗi byte
trong RSDT có địa chỉ từ 1đến 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 gúc trỏi phía trên ma trận và tiếp tục đi
xuống theo chiều dọc.
19
Hình 2.3 Sự bố trí trong bảng ADT
Chiều dài của các IP datagram có thể thay đổi tùy ý. Sau khi kết thúc 1 IP
datagram, IP datagram tiếp theo sẽ bắt đầu. Nếu 1 cột không 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 datngram đưa vào bảng ADT, nếu cũn cỏc byte trống thì sẽ được chốn thờm cỏc
byte 0 làm cho 191 cột bên trái hoàn toàn được lấp đầy. Số cột chốn thờm được kí hiệu
động trong section MPE- FEC bằng 8 bịt.
2.1.1.c Bảng RSDT
Với toàn bộ 191 cột bên trái được lấp đầy, có thể tính toán 64 byte parity cho mỗi
hàng từ 191 byte của dữ liệu IP và bịt chốn. Mó được dùng là Reed- Solomon RS
(255,191) với 1 đa thức tạo trường và 1 đa thức tạo mã như định nghĩa bên dưới. Mỗi
hàng sau đó chứa 1 từ mã RS.
20
Hình 2.4 Sự bố trí trong bảng RSDT
Đa thức tạo mã:
Đa thức tạo trường:
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 cú dựng hay không. Điều này làm máy thu hoàn toàn tương thích ngược với
các máy thu không biết MPE-FEC.
Dữ liệu sẽ được đọc ra thành từng IP datagram lần lượt trong các cột của bảng
ADT, tiếp theo đó là đến các cột RS. Sau đó các IP datagram sẽ được đóng gói thành các
section, còn các cột RS được đóng gói thành các section MPE-FEC, đồng thời các thông
số thời gian thực sẽ được thêm vào các header của mỗi section để truyền đi, đồng thời
21
tính toán CRC-32 cho viợ̀c kờ́t thuc section. Cuối cùng các section sẽ được đọc ra bắt đầu

từ các section MPE1.
Hình 2.5 Cách đúng gói và truyờ̀n khung MPE-FEC
Header của mỗi section mang địa chỉ bắt đầu cho IP datagram mang trong section
đó. Địa chỉ này chỉ thị vị trí của byte IP datagram đầu tiên trong ADT. Máy thu sau đó sẽ
đặt IP datagram nhận được bào 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.
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 không cần nhận bất kì section MPE-FEC nào tiếp theo sau đó và
nếu có dùng time-slicing, có thể tắt máy thu không thu nữa chờ cho đến section MPE kế
và không giải mã RS nữa.
22
Nếu nhận được các section MPE-FEC, số cột chốn thờm 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 có thể giảm khi cú ớt byte thông tin (k) và tăng khi cú ớt byte parity
(n-k). Có thể đạt được tốc độ mã cao hơn bằng cách cắt bớt các cột dữ liệu RS sau khi mã
hóa, còn muốn tốc độ mã thấp hơn thỡ thờm cỏc cột nhồi giá trị 0 vào vùng dữ liệu ứng
dụng trong bảng ADT. Việc cắt bớt sẽ giảm lượng ovethead tạo ra bởi RS data và do đó
làm giảm tốc độ bịt cần thiết.
Tốc độ bình thường cho MPE-FEC là:
Hình 2.6 Điều chỉnh tốc độ mã trong MPE-FEC
Sau đây ta sẽ tham khảo 1 số ví dụ về tốc độ mã:
23
- CR=l/2 => số cột chốn thờm là 127
- CR=2/3 => số cột chốn thờm là 63
- CR=5/6 =>số cột chốn thờm là 26
Với 1 bộ giải mã chạy ở tốc độ 384 Khps (48 KBps), 1 khung FEC có 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, có thể có 1 số section bị mất. Tất cả các byte nhận được chính
xác và phần chèn trong bảng ADT sau đó có thể được đánh dấu là thông 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
thông tin "không tin cậy '.
Bộ giải mã RS có thể sửa đến 64 byte trong 1 từ mã 255 byte. Nếu có nhiều hơn 64
vị trí byte "không tin cậy ' trong 1 hàng, bộ giải mã RS sẽ không thể sửa bất cứ gì và do
đó sẽ chỉ xuất ra các byte lỗi không được sửa. Do đó, nếu 1 IP datagram chỉ được sửa
phần nào đó hoặc không được sửa, máy thu sẽ có thể dò ra và loại bỏ datagram đó.
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 là thể được dung trong khi không chú
ý tới thông 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 trờn kờnh truyền ở bộ ghộp kờnh cuối cùng.
Nguồn năng lượng cung cấp cho thiết bị di động hoạt động chủ yếu là dùng PIN
sẵn có ở trong thiết bị. Mà năng lượng dự trữ trên PIN lại bị hạn chế, do đó cần 1 công
nghệ sao cho thiết bị di động tiết kiệm được tối đa năng lượng. Trước yêu cầu đó, kỹ thuật
time-slicing đã ra đời, kỹ thuật này tương tự như kỹ thuật ghộp kờnh phân chia theo thời
gian TDM (Time-Division Multiplexing).
24
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.
Việc đóng gói dạng IP cho phép gửi dữ liệu thành cụm. DVB-H truyền các mảnh
dữ liệu lớn dạng cụm, cho phép tắt máy thu không thu nữa trong các giai đoạn không tích
cực (inactive periods). Kết quả là công suất được tiết kiệm đến 90% và máy thu trong thời
gian không tích cực có thể dùng để quản lớ các cell kế cận trong việc chuyển giao liên

tục.
2.2.2 Chi tiết kĩ thuật
2.2.2.a Nguyên lý hoạt động
Trong DVB-T, 1 số kênh truyền cũng được ghép với nhau (như 6-8 dịch vụ trong 1
bộ ghộp kờnh 8 MHZ). Tuy nhiên, ở mức ghộp kờnh, cỏc gúi của cỏc kênh khác nhau sẽ
đi cùng nhau thành 1 dãy liên tục (hay nói 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 cỏc gúi
đến .
Hình 2.7 Truyền các dịch vụ song song trong DVB-T
Còn với DVB-H, bộ đóng gói IP giúp cho bộ ghộp kờnh có đủ dung lượng chứa dữ
liệu trong 1 khoảng thời gian giới hạn cho 1 kênh. Do đó, tất cả các gói trong kờnh đú đều
25