Ebook truyền hình số di động công nghệ, thiết bị và dịch vụ phần 2 TS nguyễn quý sỹ

C hư ơ ng 4

CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH số
DI ĐỘNG DVB-H
4.1 GIỚI THIỆU
Công nghệ DVB-H được thiết kế để sừ dụng cơ sở hạ tầng
phát quảng bá truyền hình mặt đất số để chuyển giao các dịch vụ đa
phương tiện cho các máy di động. Nó có thể sử dụng cùng các khe
phổ tần dÙMg cho truyền hình sổ. Công nghệ DVB cho các thiết bị
cẩm tay đà được thiết kế để đạt được các mục tiêu cùa chuyển tiếp
dịch vụ truyền hình cho thiết bị cầm tay, nó bao gồm:
- Dịch vụ quảng bá tiếp cận sổ lượng người dùng không giới hạn
- Cung cấp công suất phát đủ lớn sao cho các thiết bị di động
cỏ thể làm việc thậm chí cả trong các toà nhà.
- Tiêu thụ nguồn pin khi thu kênh truyền hình lựa chọn.
- Việc sừ dụng phổ tần phut quảng bá mặt đất, nó dang
dần được trả lại tự do vì có kết quả của việc số hoá các mạng
ưuyền hình.
- Khả năng mã hoá và sửa lồi cung cấp các điều kiện cường
độ tín hiệu khả biến cao trong môi trường thiết bị cầm tay.


138

Truyền hinh số d i đông

- Cơ sở hạ tằng toi ihicu khi triên khai các dịch \ ụ triivci hình
cho di động. DVB-H có thê sir dụng cùng cơ sa hạ tầng \ (Vi 1)\ B-1.
Một dịch vụ DVB-H có thê cunu cấp 20-40kênh hoặcli ni tuỳ
thuộc vào tốc độ bit hay lên tứi 11 Mbit/s trong một kênhghép
PVB-H, nó có thê tiếp cận tới hànu nghin nmrời xem ờ chế độ

quang bá. Duứi đây là các lựa chọn dô cẩu hinh một hệ thốnu

- Các chế độ băng thông 5. 6. 7 và 8MỈ Iz
- Các chế độ sóni: mang COFDM 2k. 4k. 8k
- Các định dạng điều chể gồm có 4ỌAM. 16QAM \ à 64ỌAM
DVF3-II được tiêu chuân hoá bới DVB và E'I‘SI duới mă EN
302 304 vào tháng 11 nâm 2004. Lý do cái tiến một cách tự nhiên
cùa công nghệ, có nhiều phiên bàn mới với các đặc diêm kv thuậi
cơ bản mang tới cho tài khoan phát tricn mới nhất. Công nghê đưực
phê chuấn cho phép thư nghiệm ở một so nơi bao gồm llelsinki.
Pittsburgh. Oxford. Bác-xè-lỏ-na và Béc-lin.
DVB-H cơ sớ Irên tiêu cliuắn mư và lUíTng thích \cVi DVB-T.
Nó hướng theo các chế độ quảng bá IP và trên toàn bộ mạng đầu
cuối lới đầu cuối ỈP.
4.1.1 Tại sao chọn DVB-H?
Phát quàng bá truyền hinh số sir dụng truyền dần mặt đất
được sử dụng một công nghệ rộng rãi với hơn 50 nước đà có truyèn
dần mặt đất trong chế độ số. niậm chí ớ nhũrm nước truyền dần
truyền hình tương tự là quy tấc tiêu chuẩn, truyền dẫn mặi đất số


Chương 4 Cóng nghệ truyèn hinh sổ di đông DVB-H

139

nhanh chóng dược giới thiệu \à tha> thế dẩn Iruyển dần mặl đàl
tiriTnu tự. I rong quá trinh truyền, phò tần dang dược giải phóng, với
một lín hiệu ghép kênh I)VIÌ-T dmi C(S thê mang tới 6 den 8 kênh, nó
dề dàng chiếm khe tần số. Một thànli pliần mờ rộng cùa các dịch vụ
Iià>' tới các ihict bị di dộng bời vậy cần cân nhẩc UVi các lựa chọn để

phù hcTp \á i sự thay đổi đối với các khuyến nghị của DVB-T, nó dẫn
tới các khuyến nghị của DVB-Handhcld. Các dịch vụ DVB-T
khônu phù h(ĩp ngay với các thiết bị di động. Vì các tiêu chuẩn cho
D\'B-T được làm cơ sờ cho máy thu số cố định với anten trên máy
iưcnm đổi kim vả không giới hạn năng lượng pin trong quá ưình
thu. Các yếu tố này thực hiện làm cho việc thu thảng DVB-T không
phù hợp trong mỏi trường di động, do đặc trưng cùa môi trường di
động là cường độ tín hiệu nhỏ hơn nhiều, sự di động và pha đinh.
Tiêu chuấP [)VB-H, xác định các vếu tố này thông qua mở rộng
h(Tp lý các chi tiêu kỹ thuật, trớ thành môi trường lý tường cho việc
ciinu c â p t r u y e n h ì n h di d ộ n g .

Các ycu lố khác làm giám phát triền DVB-H là các dịch vụ
truyền hinh di dộng dựa trên 3G hoặc UMTS, các dịch vụ này với
bán chất phát đíTTì hưcimg không có khá năng mỡ rộng trong môi
trường rộng lớn. Chúng bị giới hạn trong việc sừ dụng phổ tẩn số
\ à tài nguyên mạng tới cung cấp iruyền hình quàng bá đa kênh cho
một sổ lượng lớn người dùng đồng thời. Dể mờ rộng, các dịch vụ
phát đa hư(Vnj>. đang được xác định như MBMS. 'l uy nhiên sự độc
lập cùa truyền hinh quảng bá thuần tuý với lần số mạng di động tế
bào có những iru điểm rất quan trọng.
Công nghệ phát thanh sổ (DAB) đang có cũng không lý
tường. DAB sở hữu băng tẩn truyền dẫn chật hẹp và cần phổ tẩn.


140

Truyẻn hlnh SỔ di động

giao thức cho cung cấp đa phương tiện tin cậy. Hệ thống DMB là

một phần mờ rộng của các tiêu chuấn DAB nghĩa là cung câp thêm
các thuộc tính cho đa phương tiện di động. DVB-H dựa trên lớp IP
và phát các gói dữ liệu IP, đó là công nghệ mà có uii điồm hơn
DMB ởđiềm này.
4.1.2 DVB-H hoạt động thế nào?
DVB-H dựa trên cơ sờ truyền tải IP. Mình ánh được truyền
tải sử dụng tín hiệu mã hoá hình ảnh MPEG-4/AVC (H.264). nó có
thể cung cấp tín hiệu mã hoá ỌCIF ờ 384kbiưs hoặc ít hơn. Có
nhiều bộ giải mă có thé hoạt động trên tín hiệu truyền hinh thời
gian thực và cung cấp tín hiệu mã hoá MPEG-4/AVC ờ đầu ra dưới
định dạng IP. Vi dựa trên truyền tải IP. DVB-H có thế hồ trợ mã
hoá âm thanh và hinh ánh khác ngoài MPEG-4/AVC. về cơ bàn
DVB-H là một truyền tải IP, nó có thể hồ trợ mọi loại luồng AV.
Ngoài MPEG-4, định dạng mâ hoá Microsoít VC-1 là được sẳp đặt
trong tiêu chuẩn DVB-H. Độ phân giải và kích cờ khung có the
được lựa chọn bời nhà cung cấp dịch vụ để thoà mãn các mục tiêu
tốc độ biưs. Dừ liệu sau đó được phát đi bảng một quàng bá IP
(hình 4.1).
Trong môi trường DVB-H điển hình một số lượng các dịch
vụ âm thanh và truyền hinh có thể được mã hoá bởi một dãy các bộ
mã hoá. Tất cả các bộ mà hoá được kết nối bời bộ chuyển mạch tới
bộ đóng gói IP (IP encapsulator). sau đó được kết hợp tất cả các
dịch vụ âm thanh và hinh ảnh cũng như tín hiệu PSI và SI và dữ
liệu EPG thành các khung IP. Bộ đóng gói ỈP cùng cung cấp dừ
liệu kênh đế được sấp xếp vào các khe thời gian sao cho máy thu


Chương 4 Cóng nghệ truyền hình số ơi động DVB-H

141

có ihế vần tich cực trong suốt thời gian dé dừ liệu lựa chọn kênh
tích cực truyền vào không gian (hình 4.2).

Hìnỉt 4. í: Một hệ thôny: iruyên dân truỵên hình di động DVB-H

O V B -H

V id * o

• u d io

U vc t> ^

0 )
u J --Q
Q T
M E O IA F IL £
A U D IO V ìD E O
H TM Ư XM L
ESQ

L ớ p d |C h v u

L ơ p IP

Myng vA
ir u y é n l á i

Hình 4.2: DVB-H ỈP Datacasting

Bộ đóng gói IP cũng cung cấp nhiều mã sữa lỗi, các mã này
có thể cung cấp các tín hiệu đáng tin cậy trong môi trưởng di động
tiêu chuân. Tốc độ dừ liệu tại đẩu ra cùa một bộ đóng gỏi IP trong


142

Truyến hình sổ di đõng

DVB-H nói chung phụ thuộc vảo kiêu đicii chế cùng như sự khà
dụng cùa băng thông. Thông thường thi một kênh ghóp DVIỊ-H sò
có ihế có tốc độ dữ liệu là 11 Mbiưs. klii đirợc dicu clic sò lại) ihành
một dải sónu mang rộng 7-8Mlỉz. So sánh với một kcMih ghcp
2IMbiưs cho dịch vụ DVB-T trong băng VIII'. Tốc dộ truycn dần
cùa DVB-II có hiệu suất ihấp h(ĩii vi lý do chắp nhận sứa lồi
ơ mức cao đẽ truyền dần mạnh hcrn tròng lìiôi trirờng ci'ic thict bị
cầm tay.
Dầu ra của bộ đóng gỏi IP ở định dạng ASl. sau dó dưạc đicu
che bởi bộ diều chố COFDM với 4k (hoặc 8k) sóng maim. Bộ diều
chê COF'DM cung cấp sự dàn hồi cần thiét dè chong lại pha đinh
chọn lọc (sclectivc) và các điều kiện lan truyền khác. Ticu chuắn
DVB-T cung cấp cho sóng mang 2k đến 8k tronii điều chc
C'OFDM. Chế độ 4k dược dự định dùng cho DVỈÌ-II vi 2k sõng
mang không đira ra chế dộ báo vệ thoà đáng chống lại pha đinh
chọn lọc tẩn sổ và nó cũng cung cấp kích ihước ỏ nhó hơn bởi \ i
yêu cẩu khoảng trống báo vệ trong mạng đ(Tn tần (S1'N). Dằng thời
chế độ 8k sóng mang có số lượng sóng mang dày dặc \ à các tần số
quá gần dối với dịch chuyến Doppler, chúng rất quan trọng dối với
các máy thu dịch chuyển. Do đó. chế độ mới 4k sóng mang kết hiTp
chặt chẽ như là phẩn thiết yéu trong tiêu chuẩn DVB-II. Chố dộ 4k

đâ dung hoà tốt h(Tn giừa các kích thức ô và hiệu ứng Dopplcr do di
chuyển. Một bộ chèn ký hiệu 4k cũng được sừ dụng trong quá trình
điều chế. 'l uy nhiên, cần nhận biết răng chế dộ sóng mang thực tế
phụ thuộc vào băng tẩn triền khai, ví dụ băng UHF hoặc băng L.
Điều chế cho mồi sóng mang trong tập hợp các sóng mang có thể
với điểu chế QPSK. 16QAM hoặc 64QAM.


Chuvng 4 Cóng nghệ truyền hình sổ di động DVB-H

143

l iêu chuáii n v i ì- n khuyển nghị cho diều chc COFl)M. nó
phù hợp clio Cik SI-'N. I lộ thống sir dụnu các dồng hồ thừi gian dựa
trên GPS \à nhàn lliời gian dè đam báo ràng tất cá các máy phát
tronu niột \ ùng có thố \'ận hành duy trì cơ chc dồng bộ thôi gian,
nỏ rấl cằn cho SFN. Diều đó cũng bao hàm ý nghĩa là các bộ lặp có
thê dược sư dụim trone \ùim phu tại cùnu lẩn sổ và các bộ lặp đó
cung câp thc*m cưcmg dộ lin liiệii tới các mãv thu lại máy di động.

4 .2 CÔNG NGHỆ CỦA DVB-H
4.2.1 Nguyên tắc

CO’

bản của hệ thống DVB-H

Xây dựnu dựa trên các niiuyèn lý cùa tiêu chuấn DVB-T và
các tiêu chuân phát thanli số. tiôu chuàn DVB-II bố sung thèm các
thành phân chức năng cằn ihict cho các ycu cầu cua môi trường

thiểt bị di dộng cầm tay. C'a 1)\'B-T và Í)V|Ị-II dcu dùng chung
UVp vật lý \à [)V|Ị-Ị1 có ihè iiríTng thich ngược \á i DVB-T. Như
DVIi-T. DVB-H cõ thê vận chuyôn liiong truvcn tai MPEG-2
tưtrnu tự và dùng chung máy phát và cãc bộ diều chế OKDM cho
tin hiộu ciia nó. Mục tiêu ùr 20 tới 40 chưcmg trinh phát ihanh và
tru\ền hinli cho các thiết bị cằni ta\ có ihô phát bảng I bộ ghép duy
nhàt hoặc dung lượng mộl bộ ghép có ihc dùng chung cho DVB-T
và DVIÌ-II. Trong llụrc (ố tốc độ bit/s cho mội bộ ghép DVB-H có
thc đạt được từ 5 tới 21Mbii/s.
DVIÌ-H hỏ trự bô sung cho thiét bị di động cằm tay, Bao gồm
việic tiei kiệm pin qua chu Irinh cẩt lát thời gian, tăng cường sự
\ừ n g chác và cái Ihiộn kliá nãnii khỏi phục lỏi so với DVB-T sử
dụng sưa lồi {MI-'C-nX’) dõng eói da giao thức. Ngoài ra DVB-H


144

Truyền hình số di động

phát quảng bá ám thanh, hinh ảnh và các dữ liệu khác bầng IPv6.
DVB-H cũng có thể được cho các tẩn số không quàng bá.
Tiếp theo là các thuộc tính cơ bản cùa một hệ thống DVB-H:
- Mã hoá âm thanh, hình ảnh, dữ liệu hoậc các fíle
- Dùng quảng bá IP đề cung dừ liệu tới da máy thu
- Tổ chức dừ liệu vào một nhóm của các gói cho mồi kênh
(time slicing)
- Thêm dừ liệu tin hiệu thích hợp cho tải thông tin luồng
DVB-H
- ứng dụng sửa lồi chuyến tiếp và đóng gói đa giao thức
- Dùng thời gian lấy mẫu cùa hệ thống GPS cho các mạng

đơn tần sổ
- Điều chế sử dụng QPSK, 16QAM hoặc 64QAM sóng mang
4k COFDM với việc đan xen tần số.
4.2.2 Thành phần chức năng của mô hình phát dử liệu DVB-IP
DVB-H dùng phát dử liệu IP (tham chiếu tới IPDC). Quá
trình bao hàm đóng gói nội dung sổ vào các gói IP và sau dó
chuyển các gói này trong một bộ thù tục đáng tin cậy. Nen tàng 11’
không hạn chế các kiểu nội dung do dó nó có thẻ tải và vi vậy
IPDC phù hợp cho video trực tiếp, tải hình ảnh xuống (qua truyền
tệp tin), các tệp tin nhạc, luồng ảm thanh và hinh ảnh (theo định
dạng luồng), trang Web, trò chơi hay nhiều loại nội dung khác.


Chương 4 Công nghệ truyến hình số di đõng DVB-H

145

So với các mạng phái đem hmVng IP thì IPDC cung cấp các
ưu đicMii nối bật vi các mạng quàng bá có thế vươn tới hàng nghìn
d ầ u c u ố i ( k h ô n g h ạ n c h ế s ố n g ư ờ i dùng) v à tố c đ ộ dược n â n g c a o ,
nỏ luôn sẵn sàng cho tất cả ngưừi dùng.
I^ùng IP như công nghệ cơ

SCT

có ưu điểm là dữ liệu trong đó

nội dung có thé dược giám sát cùnu chung các giao thức phổ biến
irẻn Internet, các thiết bị không đẩt và các kỹ thuậl quản lý đã sẵn
sànu. Môi trưcTiig truyền dẫn cũng dộc lập với kiêu nội dung đang

dược vận chuyén. Các kiểu nội dung có thể là truyền hình trực tiếp,
các tệp tin âm thanh và hình ảnh hoặc các trang Web HTML/XML.
Dữ liệu dc được phát quảng bá bao gồm hai loại - nội dung
quáng bá và mô tá dịch vụ, như dữ liệu PSI/Sl và hướng dẫn dịch
vụ diện tử. Ngoài ra dữ liệu cũng bao gồm thông tin quản lý bản
quyền dc truy cập và thuê bao nội dung. Lớp IP cung cấp các khe
mà qua dó thông tin cùa mồi loại được phát đi.
4.2.3 Cắt lát thòi gian (Time Slicing)
Một trong nhừng dặc diểm đé phản biệt DVB-H với DVB-T
đó là đặc điếm cẳt lát thời gian cua các dừ liệu kênh trên đoạn ghép
cuối cùng. Trong trưòmg hợp DVB-T. nhiều kênh sè được ghép với
nhau (ví dụ 6 hoăc 8 dịch vụ trong một kênh ghép 8MHz). Tuy
nhiên ờ mức ghép kênh, các gói cho các kênh khác nhau liên tiếp
nhau. Vi kết quà cùa tốc bộ bit rất cao, máy thu cho mỗi kênh cần
hoạt dộng trong toàn bộ thcri gian vì các gói sỗ tới liên tục.
Trong truòng hợp DVB-H. bộ đóng gói IP đưa ra khả năng
đầy đú cùa việc ghép kênh trong một thời gian giới hạn cho một


146

Truyền hình sổ

ƠI

đông

kênh duy nhất. Do đó các gỏi cho kênh này cụ thô tỡi theo từng
chùm, chùm này sau chùm kia. trong suốt ihời gian này. Tronu khi
khe này được cấp phát cho kênh này thì không có lỉói từ các kênh

khác. Diều này cho phép máy thu. nếu nó chi cần một kênh, hoạt
động trong suốt thời gian các gói cho kênh này đưực nhóm lại với
nhau (ví dụ trong suốt khe thời gian đirực chi định cho niội kC*nh
riêng cụ thế). Vào những thời diểm khác, máy thu (tuncr) có thê
đuực tẩt để duy tri nguồn. Nó phái được bật nuuồn trư lại Irước khi
khe được chi định tới theo kế hoạch (Ironti iliục tể cằn 2()()nis cho
đồng bộ). Cho phép máy thu di động ớ trong chế độ tiối kiệm năng
lượng để thời gian thu tín hiệu lên tới 95% phụ thuộc sỗ lirọng dịch
vụ đirợc ghép. Trong hạng mục thời gian, dừ liệu có khoaim thời
gian từ l-5s được vận chuyển bằng một chùm duy nhất. Nốu tốc độ
kênh dữ liệu là IMbiưs (lấy làm ví dụ) máy thu sẽ phái cần 5Mbit/s
bộ nhớ đệm cho thời gian 5s không hoạt dộng. Nhir một sự lựa
chọn, cho một dịch vụ truyền hình chạy ở 25 khung hình/s, máy thu
cần bộ nhớ đệm 125 khung dừ liệu. Các khung được luxi trong bộ
nhớ đệm này được hiển thị binh thưòmg và người dùng không nhận
biết dược máy thu đang không hoạt động (hinh 4.3).
Tống số dừ liệu được truyền trong một chùm bàng mội khung
FEC. Nó có thể từ l-5Mbiưs. Khi máy ihu không thu các chũm
mong muốn cùa dữ liệu, thiết bị điều hưởng nẳm trong máy cầm
tay sẽ không hoạt động và vi thế sừ dụng ít năng lượiig hem.
Tuy nhiên có nhiều sự lựa chọn dùng các khoảng thời gian
không hoạt động. Ví dụ máy thu có thể đo độ I(7Ĩ1 tín hiệu từ các bộ
lặp ở gần tới các bộ lặp không phục vụ đé chuyển giao tới các máy
phát hoặc bộ lặp thích hợp hom.


147

Chuxyng 4: Cõng nghệ truyền hinh sổ di động DVB-H
O c#ì WVI k h ỏ n g cd( tM ữ>Oi g*an

O c h v u cA t UM t n ỡ ì g ia n
--------------------0»ch vu 1

O ich v u 2

T H iiiA y V iu
D ic h « v 4

O c h vu 3

1

ThCn g ia n

T á t c ả c ấ c 90t
t í > o Ó K Ì> vu 1

TAn s u â i c ú a c a c g o i tro n g dtch
k h ô n g c ó c á l l3 t th o i g * 9 n

9

T à lc à c A c ó t
c h o đ ic h v ụ 7

ThỜ K M o
—
^

T ần s u â i c ú a c á c gót ư ong
oổ c ể l lá t ữ>ờt g i« n

T ẳ tc ả c é c ọ ô i
c h o d ic h vụ 4


Hình 4.3: Cut lát thri ỊỊian trong DVB-H
Nó có thế xếp các dịch vụ có cẩt lát thời gian (ví dụ: DVB-Fi)
và không có cát lát thời gian (ví dụ: DVB-T) trong cùng một bộ
ghép kênh.
4.2.4 Thời gian chuyển giữa các kênh và các bit báo hiệu tham
sổ máv phát (TPS)
MỘI trong nhừng vấn đề náy sinh do máy »hu đang ở chế độ
tiết kiệm năng lượng dó là thời gian cần đế chuyển kênh truyền
hình trên máy di động. Dẻ giám thời gian tìm kiếm và cho phép
"phát hiện dịch vụ nhanh", các bit báo hiệu của luồng DVB-T cùng
mang thông tin về luồng DVB-11. Khung báo hiệu DVB-T bao gồm
68bit TPS trong đó chi có 23bii dùng cho các tham sổ DVB-T. Khi
DVB-H được tải trên cùng một kênh ghép, một sổ bit TPS không
được sử dụng được dùng để mang thông tin về DVB-H. Các dạng
thông tin sau đây được các bit TPS mang;
- Cỏ DVB-H hiện diện trong kênh ghép DVB hay không.


148

Truyến hinh số di đóng

- Chế độ 4k hoặc 8k.
- Sử dụng cảt lát thời gian.
- Sừ dụng sửa lỗi trước.
Các bit TPS thêm vào trong luồng báo hiệu ưiiìp tra lại kênh
mới được chọn nhanh hơn cùng như chuyên giao trong ironii môi
irường di dộng, máy thu DVIi-H hiếu được trạng thái cua u>àn bộ
luồng phát.
4.2.5 MPE-PEC
Quá trinh thu ở các thiết bị cầm tay rất khác với quá trinh này
ở các anten thu sóng mặt đất cố định;
- Thứ nhất, tự bản thân anten rất nhò và có hệ số tàng ít thấp.
- Thứ hai, thiếl bị cầm tay ở trong môi trường di dộng, tin
hiệu thu dược có the trải qua sự dao động mạnh về công suát thu.
Mặc dù lớp vật lý mạnh sừ dụng truyền dần OFl)M dã làm
giám pha đinh chọn lọc dược giám bớt ánh hường và dù sứ dụng
các mạng đơn tần và các tín hiệu thu được tăng cường từ tấl cá các
nguồn phản xạ và trực tiếp thì vẫn cẩn tới một quá irình bao \ộ bổ
sung dưới dạng chuắn hoá lỗi chuyến tiếp.
Dừ liệu âm thanh và hinh ánh trong một môi trường DVB-H
được phát di bàng quáng bá IP. Có nghĩa ràng dừ liệu dưực dóng
gói với các tiêu đe IP và được phát giống như nó được truyền qua
qua Internet. Tuy vậy, môi trường vô tuyến không thân ihiện như
Internet và phải chịu một tỷ lệ lồi cao do sự thay đổi các mức tín
hiệu, nhiều vá các hiệu ứng truyền dần khác. Do đó dữ liệu cần
được bảo vệ tốt.


Chương 4 Công nghệ truyền hình sổ di đông DVB-H

149

Bao vệ dữ liệu được thực hiộn trong trường hợp DVB-H sử
dụng công imhệ sứa lỗi chuyến tiep. Các bộ đóng gói IP thực hiện
tliôm các chirc nărm cùa MPn-FHC. FEC được thực hiện ờ mức liên
kết (vi (Jụ larớc khi dừ liệu dược mã hoá). cần biết ràng DVB-H sìr
dụnu lớp vật lý cúa DVB-T (có nghTa diều chế COFDM). COFDM
rât \ ĩrnu chac và cung cấp tliu tốt niiay cá dưới điều kiện truyền dần
da dmmg. MPE-FF£C cung cấp mirc dộ báo vệ xa hơn và trên cả
COÍDM .
M ả R S (255 191)

D ử I»ệu IP
nguòn

FEC
1 Khung FEC= 255byte X 1024 (m ax)
hay 255kB

Hình 4.4: cẩu trúc khiiníỉ MPE-FEC

Dữ liệu đén từ bộ mã hoá dirực đặt vào khung FEC, khung
sản sàng với sừ dụng mã RS(255.191). Khung bao gồm 1.024
hãng. Mồi hàng có 191 CỘI (mồi CỘI là một byle) dữ liệu IP và 64
C Ộ I dìr liệu FEC từ các mẫu tương đương các byte. Như vậy mồi
hãng dại diện cho 191byle dữ liệu IP. dừ liệu này được chuyển đổi
bổ sung ihành phần sửa lồi chiiỴcn tiếp thành 255byte. Nếu 1024
hàng dược dùng trong khunu. thi một khung bao gồm 191kB dữ
liệu IP và 255kB dữ liệu được phát. Nó cũng được biểu diễn như
1.528 Mbit/s dữ liệu IP và 2.040Mbii/s dừ liệu phát (hình 4.4).

150

Truyền hình sổ diđóng. .

Với một bộ mã hoá chạy ở tốc dộ 384kbiưs (48klỊ/s). mộl
khung FEC có thể mang 3,97s dừ liệu, nó dirợc phát nhir một
chùm. Nó bảo gồm khoảng 100 khung ớ tốc độ mã hoá 25khung/s.
Việc sừ dụng FEC làm giám ti sổ tín hiệu trên nhiều cằn thiết đề
thu tín hiệu với hệ số lên tới 7dB, đưa ra khá năng phục hôi đáng
kể cho các ihiết bị cầm tay trong việc thu tín hiệu truyền dần
DVB-H.

4 .3 DVB-H QUẢNG BÁ IP
DVB-H là một hệ thống truyền dẫn đa phương tiện, nỏ dược
kỳ vọng phục vụ nhiều định dạng file và đa ứng dụng. Nó có thể
bao gồm luồng âm thanh, hình ảnh, chuyền lài tệp tin. hướng dẫn
dịch vụ điện tử, dừ liệu HTML hay XML. Vì thế tiêu chuẩn đã
được thiết kế theo một cấu trúc phân lớp hợp lý đế thực hiện các
tác vụ này lớp quảng bá IP. Tiêu chuẩn bao gồm một số lcVp và các
ngăn xếp giao thức.
Lớp vật lý cung cấp truyền tải MPEG-2 và truyền dần nội
dung dụa ưên COFDM. Các yêu cầu kỹ thuật đâ được EI SI hoàn
thành vào tháng 11 năm 2004. Chi có một thay đổi ở lớp vật lý từ hệ
ứiống DVB-T là sử dụng chế độ 4k trong truyền dẫn COPDM. chế
độ này phù hợp hơn cho vận chuyền tới các mảy di dộng và TPS.
Lớp quảng bá IP cho phép nội dung dừ liệu được vận chuyển
dưới dạng các gói qua mạng vật lý DVĐ-H. Nó dùng các ngăn xếp
ƯDP/IP ở mức lóp mạng và MPE ờ mức liên kết dừ liệu (hình 4.5).
Oữ liệu âm thanh và hình ảnh. được mă hoá bằng

H.264/AVC và được ghép luồng dùng dưới lớp UDP/IP ờ trong lớp


Chuxyng 4 Cóng nghê truyẻn hình sổ di đõng DVB-H

151

irnu dụng. Tín hiệu cũng dưực mang di qua mạng các lớp mạng và
lớp liên kết dìr liệu.
L u ô n g V*Oeo

ĩru y ể n

H 264/A V C

H ư ừng để n
điộn tử

Lở p ưng d ir ìg

FLU TE/ALC

Lớ p m an g

UD P

IPv6

MPE

F E C c4l 141 thở)

Qian

C huy^
vùn g »NT

Lở p h«n két dử

C h é đ ó 4 l( TPS
DVB-T

Lớ p vM tý

/lình 4.5: Chùm giao thức DVB-H
Ọuáng bá trong DVB-H được dịnh nghĩa trén cơ sở IPv6.
Quàng bá cung cấp khả năng mềm déo hem trong quản lý các ứng
dụng và Urơng thích với các yêu cầu ímg dụng IP trong tương laicãc ứng dụng >êu cẩu tương tác và ắn định địa chi cho tất cả các
Iiiãy di dộng cùng với an ninh vả thuộc tinh IPv6.

4 .4 KIẾN TRÚC MẠNG
Tiêu chuán DVEÌ-H được thiết kế ờ iiiột mức độ cho phép
khai thác hệ thống truyền hình quàng bá mềm dèo với nhiều cấu
hình có thê cùng vứi các mạng truyền hình sổ đang có sẵn hoặc lẮp
dặi mới. Cần tin tmVng rẩng trong khi truyền dần DVB-T đi kèm
với các antcn tương đối lớn trên mái nhà thì DVB-H lại cẩn phải


152

Truyến hình số di đỏng .

tiếp cận tới các anlcn rất nhó ỡ trong môi trưòng di dộnti. Có một
yêu cầu nừa đỏ là truyền dẫn cá bèn trong các toà nhã. Bói vi các
yếu tố này, công suất phát xạ đảng hướiig hiệu dụng (EIRP) cẩn
phải cao hcm rất nhiều cho hệ thống DVB-H. Công suất phát cũng
phụ thuộc vào chiều cao anten.
Ví dụ, nếu EIRP yêu cầu cho một máy di dộng với ngưỡng
công suất tổi thiểu -47dB trong phạm vi 5km là 46dlỉni (P = 20W)
cho anten có chiều cao 120m, thì với antcn có chiều cao là 25m sẽ
yêu cầu xấp xi 70dBm EIRP (P = 10kW).

4 .5 TRUYỀN DẨN DVB-H
Công nghệ DVB-H được thiết ké đé dùng chung hạ tầng
DVB-T có sẳn, hạ tầng này đà được triển khai cho iruyền hình số.
Hom nừa việc dùng chung mạng DVB-T đà dẫn đén xem xẽt đặc
biệt trong khung cơ sã các yêu cầu kỹ thuật.
DVB-H có thế được vận hành dưới 3 cuu hình mạng san:
1.

Mạng dùng chung DVB-H (dùng chung bộ ghép MPK(i-2):

Trong một mạng dùng chung DVB-H các kênh truyền hình di dộng
sau IPE (bộ đỏng gói IP) chia sè bộ ghép DVB-1’ với các chương
trinh ưuyền hình mặt đất sổ khác. Các chương trinh Iruyèn hinh số
mặt đất sẽ được mâ hoá dạng MPEG-2, trong khi các chưcmg irình
truyền hinh di động được mă hoá MPEG-4 và IPE. Bộ ghép kênh
kết hợp chúng vào một iuồng phát duy nhất, sau đó luổng này dược
phát di sau điều chế (hình 4.6).

Chương 4 Cõng nghé truyền hình số di động DVB-H

153

O é»Ữ V B T

TV

W
f>CO-ỉ
líPCG-ĩ

ỉiình 4.6: DVB-H trong ghép kênh dùng chung
2. N^ạng phân cấp DVB-H (chia sẻ mạng DVB-T theo phân
cấp): Trong một mạng phản cấp, điều chế phân cấp với 2 luồng:
DVB-T và DVB-H, chúng tạo thành một phần của đầu ra bộ điều
ché (hình 4.7 miêu tà chia sé mạng theo phân cấp). DVB-T được
điều chế như luồng có quyền ưu tiên thấp, DVEi-H là luồng có
quyển ưii tiên cao. Trong trường hạp quyền ưu tiên cao, điều chế
vững chắc hơn (chảng hạn như QPSK) và đối lập với ưu tiên thấp
hơn có the là 16ỌAM. Phương thức điều chế "mật độ" thấp hom
mang lại khả năng hảo vệ cao hơn chổng lại lỗi và điều chế mật độ
cao hơn mang lại khá năng chống lồi thẩp hơn.
3. Mạng chuyên dụng (dành riêng) DVB-H: Sóng mang
DVB-T dược sừ dụng dành riêng cho truyền dần DVB-H. Trong
một mạng chuyên dụng, sóng mang COFDM sẽ được dùng riêng
bởi truyền hinh di động, các kênh âm thanh như là một quàng bá IP
với vỏ bọc MPEG-2. Các mạng chuyên dụng thường được sử dụng

154

Truyến hình số d đỉông

bởi các nhà khai thác mới - những nhà khai thác không C) HTìạng
quàng bá mặl đất (hình 4.7).

/ Đòig ít>Ò
CPS

4 .6 MẠNG MÁY PHÁT DVB-H
Các hồ sơ thực thi DVB-H cho một máy thu tham chiếu
(ETSI 102 377) và phục vụ cho thiết kế hệ thống, rhiết kế quy định
ti sổ C/N là 16dB. Vùng phù trong nhà thông thường cần xcm xét
suy hao truyền dần là 1 IdB hoặc hom. Áp dụng các tham số thiết
kế. một thành phổ rộng lớn như Pa-ri hay Niu Dê-li thường sẽ yêu
cầu 17-20 máy phát.


Chương 4 Công nghệ truyền hình số ƠI đồng DVB-H

155

Phụ thuộc vào yèu cầu vùnii phú sóng, các hệ thống DVB-H
có thể được thiết kế theo mạng đan tần số hoặc mạng đa tần số.
- ỏ phu .sónịỉ DVB-H
MỘI thi trấn nhò có thể được phú sóng bời một "ô" DVB-H
duy nhất bao gồm một máy phát và 10-20 bộ lặp. Các bộ lặp được
yêu cẩu phu sóng trong các vùng "bóng" dấu do địa hình địa lý.

Một bộ lặp thực chất là một máy phát nhó với một anten có độ tăng
ích cao đế thu tín hiệu từ máy phát chinh. Do các yêu cầu SFN, cấu
hình trên không thể mờ rộng quá giới hạn vì trề thời gian thu
từ máy phát chính sẽ gây ra tin hiệu bị phát lại, lệch pha với máy
phát chính.
Số lưcimg bộ lặp trong một ô DVB-H được xác định theo
công suắ' cúa máy phát cũng như chiều cao của tháp phát sóng.
Tháp càng cao giảm được vùng bóng và giâm được sổ lượng bộ lặp
cần thiết cho một vùng địa lý đó.
- Mụn^ đơn lần số
Các vùng rộng lớn (một thành phố hay vùng xung quanh
50km theo bán kính) có thé được phù sóng bẳng cách sử dụng một
SFN. SFN bao gồm một số các ô DVB-H, mỗi ô cỏ một máy phát
và một số bộ lặp. Máy phát thu tin hiệu ở dạng một luồng phát
MPEG-2. nguồn gốc từ IPE (hình 4.7). Một mạng IP được dùng để
phán phối tín hiệu tới các máy phát trong vùng quy định. Tất cả vị
trí máy phát nhận được cùng một tín hiệu, với thời gian được gán
tem dồng hồ GPS. Tại mồi vị trí máy phát bộ điều chế COFDM
đông bộ tín hiệu bẳng việc tham chiếu thời gian GPS sao cho tẩt cả
các máy phát, phát tín hiệu đồng nhất về thời gian mà không quan
tâm tới vị trí dịa lý của chúng, số lượng bộ lặp có thể tăng lên để


156

Truyén hình số di động

dùng cho thu tin hiệu trong nhà. từ đó dần dén thuật ngừ SFN dày
đặc. Hình 3.8 niô lá các khoảng cách tương dối SFN điển hình.

\

Hình 4.H: KhoànịỊ cách tưtìmg đổi SFN. Tất ca khouriỊỉ cách
trên cơ sư điều ché I6ỌAM với khoủnịỉ hao vệ ' 4 cho C()FDM
- Các mạng đa tần số
Khi yêu cầu vùng phũ sóng rộng (ví dụ cà một vùng lãnh thồ.
kích thưởc vài trăm km^). nguồn một tín hiệu lừ mộl IPE duy nhất
là không thực tế do có ihời gian irề khi cung cấp lin hiệu cho tất cà
máy phát. Trong trường hợp như vậy, các máy phát ở ngoài một
khoảng cách nhất dịnh sử dụng các tần sả khác. Dựa trên cấu hinh
này, cần tới năm hoặc sáu khe tần sổ đề phù sóng quốc gia. Trong
trường hợp này. thường phân phát tín hiệu thông qua một vệ tinh
sao cho hàng trăm máy phát có thẻ được phù sóng, kể cả các vùng
xa xôi.


Chương 4 Công nghệ truyền hình số di đòng DVB-H

4 .7 ĐẦU CUỐI VÀ CÁC THIẾT BỊ CẦM

157

tay

I)V|Ị-II cunu cấp mộl công nuliộ quang bã ihành công tín
hiệu truyC'ii hinh trực tiep bang \iệc mã hoá nội dung và phát các
gói IP sau khi áp dụnu FI:(’. Tuy vậ\ . thict bị đầu cuối thu là điện
thoại di dộng (chăng hạn Nokia N92). chúng cần hồ trợ anlcn thu
cần ihiôt dê thu lín hiộu. lìộ dicu chinh cộng hường một chip và bộ
mã hoá DVlì-H cung cấp mộl cách ihirc hiệu quá dê thu truyẻn

hình di dộng Irên máy cam tay vứi diều kiện các máy câm tay đã
được trang bị thêm một img dụníi truycn hinh ngoài các chức nâng
thônu tliưimg thoại và dữ liệu sư dụnt! trong mạng 3G. DVB-H vì
vậy không phai là một công nghệ trong băng như MBMS.
Các máy ihu DVB-H trong hầu hci các điện thoại di động có
một kênh hồi tiếp qua các mạng 2G hoặc 3G. đây là điêm khác biệt
so với các máy thu quang bá thông ihưmig khác. Có nghĩa các nhà
khai thác quang bá có thê sứ dụng các thuộc tính này đê có thêm
điều khiên qua việc bán các chương irình quàng bá, báo vệ nội
dung và quán lý bàn quyèn số. Sự cần ihiét kết hợp những ihuộc
tinh nà> dần tứi các cách tiếp cận khác nhau đòi chút ớ phạm vi bảo
vệ nội dung hoặc giám sát lưưng tác kC*nh hồi tiếp. Các tiếp cận
khác nhaii này dã dược phản ánh trong các hồ sơ ghi nhớ và là một
vùng cua íiội tụ các tiêu chuản trong tươnjỊ lai.
4 .8 MỘT HỆ THỐNG TRUYỀN DẨN DVB-H
CHO TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG
Một so các nhà cung cấp thiết bị đang cung cấp các giái pháp
đầy đù chi) phát quáng bá DVB-H. Một giái pháp đầy đú bao gồm:


158

Truyẻn hình số di động

- Các bộ mã hoá hinh ảnh vả âm thanh MPl-G-4/WMV9
- Các bộ đóng gói DVB-H IP
- Hệ ihống truyền dần DVB-H
- Bộ lặp
- Bộ ihich ửng SFN
- Hệ thống máy thu GPS.

Một ví dụ của hệ thống mã hoá. đỏng gói IP \à iniyền dần
cùa truyền hình di động sử dụng dòng sàn phầm DVB-II :ừ các hệ
thống băng rộng duy nhất là một ví dụ minh hoạ.
4.8.1 Các bộ mã hoá cho truyền hinh di dộng
Video đuợc mã hoá bàng bộ mã hoá MPEO-4/11.264. chuyển
đổi sang phân giài tiêu chuẩn CIF hay ỌCIF.
Thường thì bộ mă hoá thòã gian thực dược sử dụng cho các
ứng dụng truyền hinh di động DVB-H lã môi trường truyền dẫn có
khả năng mâ hoá QCIF hoặc độ phản giài cao nhất thành MPEG-4
và cung cấp đầu ra ở dạng IP cho bộ đóng gói IP tiép theo. Một ví
dụ là bộ mâ hoá MPEG-4/DVEN 1000 từ các hệ thống báng rộng
duy nhất.
Bộ mà hoá MPEG-4/H.264 được sừ dụng cho mã hoá theo
thời gian thực và phát quảng bá âm thanh và hinh ảnh trực tiểp hay
các tín hiệu âm thanh tương tự thành luồng dă mã hoá
MPEG-4/H.264. Bộ mâ hoá có thể được dùng rộng rài trong các
ứng dụng từ mã hoá fìle và tạo luồng nội dung ghi từ trưức tới mă


Chương 4 Cóng nghệ truyển hinh số di đông DVB-H

159

hoá theo thời gian thực và phát quaim bá các nguồn \ ideo trực tiếp.
Nỏ cỏ thô phục vụ clio tạo luồnu dtrii hir(Vng/da hiríVng. ghi thành
tệp tin và tạo luồng các nội dunii dã mã hoá trưác. Một vài vi dụ
cua các phương thức dựng cẩu hình:
- I lai kênh. C1F. 30/25khung/s. 340-500kbiưs
- Hai kênh. 720 X 480. 30khuiig's. 2Mbiưs
- Một kênh. 1280 X 720 HDTV. 2f)khung/s. 2Mbiưs.

4.8.2 Đóng gói IP
Dóng gói IP là giai doạn tiếp theo trong quá trình chuẩn bị tín
hiệu DVB-H đc phát di. Bộ đóng liỏi IP thực hiện đa chức năng,
bao gồm kết liợp cùa các dịch vụ khác nhau, tích hợp các luồng dữ
liệu PSl 'Sl. cung cấp diều khiên cẩt lãt thời gian và đóng gỏi MPE.
Một \ í dụ diến hình cua bộ đóng gỏi IP từ các hệ thống bănu
rộng (Ju\ nhấl là bộ dónu gói IP DVH 6000 với các dặc điềm được
liệi kê bên dưới:
- Mã hoá Rced Solomon theo yêu cẩu người dùng cho từng
dịch vụ
- Lập lịch chùm dộng dc cực dại bàng thông
- Các tồc dộ bit/s diều chinh thích ứng dầu ra ASI
- Dièu khiển cảt lát thời gian chính xác
- Tich hợp không gián doạn thành SFN
- Hồ trợ nguồn II’ tốc bit ihay đối và cố định


160

Truyền hình sổ a động

- Diều kliién SNMP và Web
- C}iao dic*n GUI qiuin lý mạng
- (iiao diện niiưõi dùng irực giác
- 1lồ trạ các luồng dẩu \ ào IFv4. IPv6
- Tạo hang N H . IN r. PAT, PM I
- Lập lịch bàniỉ SI/PSI và xứ lý tuy theo >êii cằu ihời gian
eiữa các phần và chèn vào luông tru\en lai.
- 23-128 dịch vụ (phụ thuộc vào cấu hinh phan círniỉ)
- Lên tới 8Mbiưs thòng lưọmiĩ

- Tuân theo các chuấn:
+ HTSI HN 301 192
+ E r s i liN 300 468

+ l£TSI liN 300 744
+ liTSI TS 101 191
+ 1S0/IEC 13818-1
+ i s o / n ic 13818-6.
Bộ dóng gỏi IF cung cấp mộl đầu ra ASl cho bộ ilicu chế.
4.8.3 Điều chc
1 in hiệu vô luycn cao lẩn được điều chế thành COI DM bfìri
bộ dièu chc. Bộ dièu chế trong trường hợp DVlì-H cõ thèm các


Chương 4 Cóng nghé truyển hình s ố ƠI đông DVB-H

161

cliức năng dê thực hiện hcrii các cliửc năiìg cư bán, ví dụ điêu chê
luồim ASI thành CX)I'I)M.
Dầu tiên là dièii chế phân cáp DVB-H. trong đó có 2 sóng
mani’ MPtì(i-2 có thề dược tạo ilìành (cho DVB-H và DVB-T).
Dicu chc phân cấp cỏ thê giúp phát cùni: kênh cho các máy câm tay
di dộn!: CÙIIIỈ các aiitcii cố dịnh trôn nóc nhà. Bộ điều chế có thể
thiốl lập bủng thôiiii dằu ra 5. 6. 7 hay XMHz. dưa ra sự mềm déo
tnMii: quy hoạch truyền dẫn hoặc Iriôn khai ờ một nước cụ thê.
QCtPTÌểỰ*

c;ve H I

TVđoprUrg'*

DV61000

ưto đ iu cuỏ«

tp

8«mANM

D v F <>000
IP

Cnuyén

B6 ớ ân ọ 9 » iP

m jc ^ IP

O V ẻ -H

C C 1R 6OI

ASI qựyển t/u

7?Ok4ao

c«0

IP

e«đ4ucl4
O ve-T

Dvttooo
rv đ 6 * > ^ 9 i* >
t>M’M h -/o n 9

l-.B*

□c= >

DVCMOO

ASi Quyéfi ư u hén tfiAp
Dv» ĩ

lỉình 4.9: Triên khai hệ ihốnỊỊ truyền dãn truyền hình di độnỊi DVB-H
Một vi dụ là thiét bị diều chổ DVB-H DVM-5000 từ băng
rộng duy nhất với các đặc diêm kỳ thuật di theo:
- Đầu ra tần số vô tuyến từ 3()MHz tới IGHz
- nỗ Irự chế độ phân cấp dầy dii
- Hồ irạ SFN vả Mỉ-N
- Chuyền mạch không gián dOiỊ*’ uiừa các đẩu vào