Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.34 MB, 88 trang )
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
MỤC LỤC
MỤC LỤC .................................................................................................. 1
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................. 5
THUẬT NGỮ VÀ CHỮ VIẾT TẮT ............................................................. 7
DANH MỤC HÌNH VẼ ..............................................................................10
DANH MỤC BẢNG BIỂU .........................................................................11
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG.........................12
1.1 Khái niệm về truyền hình di động........................................................12
1.2 Phƣơng pháp thu phát tín hiệu truyền hình di động ...............................12
1.3 Các tiêu chuẩn đối với MobileTV........................................................15
1.4 Tài nguyên phát triển truyền hình di động ............................................15
1.5 Giới thiệu các công nghệ truyền hình di động .......................................16
1.5.1 MobileTV sử dụng các mạng tế bào ..............................................16
1.5.2 MobileTV sử dụng truyền dẫn số mặt đất và vệ tinh .......................18
1.5.2.1 Công nghệ quảng bá đa phƣơng tiện số cho các máy cầm tay
(DVB-H).........................................................................................18
1.5.2.2 Công nghệ quảng bá đa phƣơng tiện số qua mặt đất (DMB-T)...18
1.5.2.3 Công nghệ quảng bá đa phƣơng tiện số qua vệ tinh (DMB-S)....19
1.5.2.4 Công nghệ quảng bá số dịch vụ tích hợp – mặt đất (ISDB-T) ....19
1.5.2.5 Công nghệ chỉ liên kết hƣớng đi đa phƣơng tiện (MediaFLO) ...20
1.5.2.6 Công nghệ các hệ thống truyền hình tiên tiến tới máy di động cầm
tay (ATSC – M/H) ...........................................................................20
1.5.2.7 Các công nghệ MobileTV khác đang trong giai đoạn tiêu chuẩn
hóa hoặc đƣợc triển khai...................................................................20
1.5.3 MobileTV sử dụng công nghệ vô tuyến băng rộng ..........................21
1.5.3.1 MobileTV sử dụng công nghệ WiFi ........................................21
1.5.3.2 MobileTV sử dụng công nghệ WiMAX...................................21
CHƢƠNG 2 CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG CƠ BẢN ........23
2.1 Mobile TV sử dụng mạng 3G..............................................................23
SVTH : Đào Minh Tiến
1
Lớp KTTT&TT–K48
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
2.1.1 Giới thiệu ...................................................................................23
2.1.2 MobileTV sử dụng các tiêu chuẩn 3GPP – Dịch vụ truyền tải dòng
chuyển mạch gói (PSS) ........................................................................24
2.1.3 Công nghệ MBMS ......................................................................27
2.1.3.1 Kiến trúc MBMS ..................................................................28
2.1.3.2 Các chế độ của MBMS ..........................................................29
2.1.3.3 Truy nhập tới các dịch vụ MBMS...........................................30
2.1.4 Kiến trúc điển hình hệ thống Mobile TV qua mạng 3G ...................35
2.2 MobileTV sử dụng công nghệ DVB-H.................................................36
2.2.1 Khái niệm DVB-H ......................................................................36
2.2.2 Cấu trúc và hoạt động của hệ thống DVB-H ..................................37
2.2.3 Các công nghệ của DVB-H ..........................................................39
2.2.3.1 Thành phần chức năng của mô hình phát dữ liệu DVB-IP .........39
2.2.3.2 Cắt lát thời gian (Time Slicing) ..............................................40
2.2.3.3 Thời gian chuyển giữa các kênh và các bit báo hiệu tham số máy
phát (TPS).......................................................................................42
2.2.3.4 MPE – FEC ..........................................................................42
2.2.4 Kiến trúc mạng ...........................................................................44
2.2.5 Truyền dẫn DVB-H .....................................................................44
2.2.6 Mạng máy phát DVB-H ...............................................................46
2.2.7 Đầu cuối và các thiết bị cầm tay....................................................48
2.3 MobileTV sử dụng công nghệ T-DMB ................................................48
2.3.1 Giới thiệu ...................................................................................48
2.3.2 Mã hóa kênh T-DMB...................................................................50
2.3.3 Ghép kênh ..................................................................................51
2.3.4 Điều chế và ghép xen tần số .........................................................52
2.3.5 Các chế độ truyền tải của DMB ....................................................53
SVTH : Đào Minh Tiến
2
Lớp KTTT&TT–K48
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
2.4 Công nghệ MediaFLO........................................................................55
2.4.1 Giới thiệu ...................................................................................55
2.4.2 Kiến trúc hệ thống FLO ...............................................................56
2.4.2.1 Mô tả hệ thống......................................................................56
2.4.2.2 Phân phát nội dung................................................................57
2.4.3 Kiến trúc phân lớp của MediaFLO ................................................58
2.4.3.1 Lớp vật lý.............................................................................58
2.4.3.2 Lớp truyền tải .......................................................................60
CHƢƠNG 3 SO SÁNH, ĐÁNH GIÁ CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH DI
ĐỘNG .......................................................................................................61
3.1 Mở đầu .............................................................................................61
3.2 So sánh các công nghệ MobileTV .......................................................62
3.2.1 Hiệu quả sử dụng phổ, số lƣợng kênh và tốc độ dữ liệu ...................62
3.2.2 So sánh các tham số truyền dẫn ....................................................64
3.2.3 So sánh tham số mạng máy phát ...................................................65
3.2.4 So sánh sơ đồ audio/video ............................................................66
3.3 Đánh giá các công nghệ......................................................................67
3.3.1 Công nghệ DVB-H ......................................................................67
3.3.2 Công nghệ T-DMB......................................................................69
3.3.3 Công nghệ MediaFLO .................................................................70
3.3.4 Công nghệ 3G (MBMS)...............................................................72
CHƢƠNG 4 ĐỀ XUẤT HƢỚNG LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH
DI ĐỘNG, KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ....................................74
4.1 Đề xuất hƣớng lựa chọn công nghệ và phát triển Mobile TV..................74
4.1.1 Hƣớng lựa chọn MobileTV trên mạng 3G......................................74
4.1.2 Hƣớng lựa chọn công nghệ DVB-H ..............................................75
4.1.3 Hƣớng lựa chọn công nghệ DMB và mô hình thử nghiệm T-DMB của
Đài truyền hình Việt Nam ....................................................................79
SVTH : Đào Minh Tiến
3
Lớp KTTT&TT–K48
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
4.2 Kết luận và hƣớng phát triển đề tài ......................................................83
4.2.1 Kết luận......................................................................................83
4.2.2 Hƣớng phát triển .........................................................................85
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................87
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................88
SVTH : Đào Minh Tiến
4
Lớp KTTT&TT–K48
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
LỜI MỞ ĐẦU
Ngành truyền hình có vai trò to lớn trong việc truyền đƣờng lối, phổ biến các
chủ trƣơng chính sách của Đảng và Nhà nƣớc, quảng bá các thông tin về kinh tế,
chính trị, khoa học giáo dục, văn hóa xã hội và thông tin dịch vụ cho mọi tầng lớp
nhân dân trong xã hội. Ngày nay với sự hội tụ về công nghệ, truyền hình không
chỉ dừng lại nhƣ vậy mà đang dần trở thành một phƣơng tiện truyền thông đại
chúng quan trọng trong các xã hội phát triển, dần trở thành một ngành công
nghiệp giải trí và dịch vụ siêu lợi nhuận. Đặc biệt là đối với truyền hình di động
đang là một trong những hƣớng phát triển thu hút đƣợc sự quan tâm của nhiều nƣớc
trên thế giới.
Dịch vụ truyền hình di động là một dịch vụ hội tụ giữa truyền hình và di
động, dịch vụ này mở ra nhiều cơ hội lợi nhuận mới cho các nhà khai thác quảng
bá, khai thác di động, các nhà cung cấp nội dung và cả những nhà kinh doanh
thƣơng mại điện tử. Tuy nhiên việc lựa chọn công nghệ truyền hình di động nào
để vừa phù hợp với nƣớc ta vừa đem lại lợi nhuân đồng thời phục vụ khách hàng
một cách tốt nhất lại là vấn đề rất lớn đối với các nhà khai thác dịch vụ.
Thời gian gần đây, bên cạnh việc phát triển hệ thống truyền hình số mặt đất,
tổng công ty VTC cũng đã triển khai thử nghiệm dịch vụ truyền hình di động với
thiết bị thu truyền hình số bằng công nghệ DVB-H đựợc tích hợp trên điện thoại di
động. Sự ra đời mạng di động 3G tích hợp hỗ trợ truyền hình di động của các nhà
mạng nhƣ: Viettel, Mobifone, Vinaphone .... Công nghệ truyền hình di động TDMB của Hàn Quốc đang đƣợc Đài truyền hình Việt Nam phát thử nghiệm và
MediaFLO của Mỹ cũng đƣợc giới thiệu vào Việt Nam. Vấn đề đặt ra đối với
các nhà khai thác quảng bá và di động là công nghệ nào sẽ là công nghệ hiệu quả
và thành công với dịch vụ truyền hình di động.
Đề tài "Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản" tập trung
vào nghiên cứu các vấn đề kỹ thuật, công nghệ cũng nhƣ tiềm năng ứng dụng của
4 công nghệ truyền hình di động cơ bản. Từ đó phân tích, so sánh, đánh giá, đề xuất
SVTH : Đào Minh Tiến
5
Lớp KTTT&TT–K48
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
những khả năng ứng dụng của các công nghệ đó phù hợp với tình hình nƣớc ta.
Quá trình nghiên cứu đề tài gồm 4 phần chính sau :
Chƣơng I : Tổng quan về truyền hình di động
Chƣơng II : Các công nghệ truyền hình di động cơ bản
Chƣơng III: So sánh, đánh giá các công nghệ truyền hình di động
Chƣơng IV: Đề xuất hƣớng lựa chọn công nghệ truyền hình di động,
kết luận và hƣớng phát triển đề tài
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Tiến Hƣng đã trực tiếp hƣớng
dẫn em trong quá trình nghiên cứu đồ án này ! Đồng thời em cũng xin chân
thành cám ơn sự giúp đỡ của các thầy cô trong bộ môn, và em mong nhận đƣợc
những ý kiến đóng góp quý báu để đồ án trở lên hoàn thiện hơn !
Hà Nội, tháng 05 năm 2012
Đào Minh Tiến
SVTH : Đào Minh Tiến
6
Lớp KTTT&TT–K48
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
THUẬT NGỮ VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Third Generation Partnership
Project
Third Generation Partnership
Project 2
Dự án đối tác thế hệ thứ ba
AAC
Advanced Audio Coding
Mã hóa âm thanh tiên tiến
AMR
Adaptive Multirate
Đa tốc độ thích nghi
ATM
Asynchronous Transfer Mode
Chế độ truyền tải không đồng
bộ
ARQ
Automatic Repeat Request
Yêu cầu phát lại tự động
ATSC
Advanced Television Systems
Committee Standard
Tiêu chuẩn Ủy ban các hệ thống
truyền hình tiên tiến
AVI
Audio Video Interleaved
Ghép xen video audio
BCMCS
Broadcast/Multicast Service
Dịch vụ broadcast/multicast
BM-SC
Broadcast/Multicast Service
Center
Trung tâm dịch vụ
broadcast/multicast
BSC
Base Station Controller
Bộ điều khiển trạm gốc
CIF
Common Interface Format
Khuôn dạng giao diện chung
Coded Orthogonal Frequency
Division Multiplexing
Digital Audio BroadcastingInternet Protocol
Differential Quadrature Phase
Shift Keying
Ghép kênh phân chia theo tần
số trực giao đƣơc mã hóa
Quảng bá âm thanh số dựa trên
giao thức Internet
Digital Video Broadcasting
Quảng bá video số
3GPP
3GPP2
COFDM
DAB
DQPSK
DVB
DVB-H
EDGE
Digital Video Broadcasting
Handheld
Enhanced Data for GSM
Evolution
Dự án 2 đối tác thế hệ thứ ba
Khóa dịch pha vuông góc vi sai
Quảng bá video số máy cầm tay
Các dữ liệu tiên tiến đối với
phát triển GSM
ESG
Electronic Service Guide
Hƣớng dẫn dịch vụ điện tử
ETSI
European Telecommunication
Standards Institute
Viện tiêu chuẩn viễn thông châu
Âu
7
Lớp KTTT&TT–K48
SVTH : Đào Minh Tiến
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
EV-DO
Evolution Data Only
FDM
Frequency Division
Multiplexing
FEC
Forward Error Correction
Sửa lỗi trƣớc
FLO
Forward Link Only
Chỉ liên kết hƣớng đi
GERAN
GSM EDGE Radio Access
Network
Mạng truy nhập vô tuyến GSM
EDGE
GGSN
Gateway GPRS Support Node
Node hỗ trợ cổng GPRS
GPRS
General Packet Radio Service
Dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp
Global Systems for Mobile
communications
High Speed Downlink Packet
Access
Hệ thống thông tin di động toàn
cầu
Truy nhập gói đƣờng xuống tốc
độ cao
HSPA
High Speed Package Access
Truy nhập gói tốc độ cao
ISI
Intersymbol Interference
Nhiễu liên ký tự
ITU
International
Telecommunications Union
Hiệp hội Viễn thông quốc tế
LOC
Local Operation Center
Trung tâm khai thác nội hạt
Multimedia Broadcast and
Multicast Service
Multiplex Configuration
Information
Dịch vụ broadcast và multicast
đa phƣơng tiện
MFN
Multifrequency Netwok
Mạng đa tần số
MOT
Multimedia Object Transfer
Truyền tải đối tƣợng đa phƣơng
tiện
MPE
Multiprotocol Encapsulation
Đóng gói đa giao thức
MPEG
Motion Pictures Expert Group
Nhóm chuyên gia về ảnh động
MMS
Multimedia Messaging Service
Dịch vụ tin nhắn đa phƣơng tiện
MSC
Main Service Channel
Kênh dịch vụ chính
GSM
HSDPA
MBMS
MCI
SVTH : Đào Minh Tiến
Dữ liệu phát triển
Ghép kênh phân chia theo tần
số
Thông tin cấu hình ghép kênh
8
Lớp KTTT&TT–K48
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
NOC
National Operating Center
Trung tâm khai thác quốc gia
PDA
Personal Digital Assistant
Hỗ trợ số cá nhân
PSS
Packet Switching Streaming
Dòng chuyển mạch gói
Quadrature Amplitude
Modulation
Quarter Common Interface
Format
Điều chế biên độ cầu phƣơng
QPSK
Quadrature Phase Shift Keying
Khóa dịch pha vuông góc
QVGA
Quarter Video Graphics Array
Mảng đồ họa video một phần tƣ
RAN
Radio Access Network
Mạng truy nhập vô tuyến
RS
Reed Solomon
Mã Reed-Solomon
RTCP
Real Time Control Protocol
RTSP
Real Time Streaming Protocol
SFN
Single Frequency network
Mạng đơn tần số
SGSN
Serving GPRS Support Node
Node hỗ trợ GPRS phục vụ
SI
Service Information
Thông tin dịch vụ
QAM
QCIF
Khuôn dạng giao diện chung
một phần tƣ
Ngôn ngữ tích hợp đa phƣơng
tiện đồng bộ
Dịch vụ viễn thông di động toàn
cầu
Truy nhập vô tuyến mặt đất
toàn cầu
Đa truy nhập phân chia theo mã
băng rộng
Synchoronized Multimedia
Intergration Language
Universal Mobile
UMTS
Telecommunications Service
Universal Terrestrial Radio
UTRA
Access
Wideband Code Division
WCDMA
Multiple Access
SMIL
SVTH : Đào Minh Tiến
Giao thức điều khiển thời gian
thực
Giao thức truyền tải dòng thời
gian thực
9
Lớp KTTT&TT–K48
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Mô hình chung thu phát tín hiệu truyền hình di động ........................13
Hình 1.2 Phân loại các công nghệ truyền hình di động ...................................14
Hình 2.1 Giá giao thức dịch vụ truyền tải dòng gói 3GPP ...............................24
Hình 2.2 Truyền tải tín hiệu MobileTV theo chuẩn 3GPP ...............................26
Hình 2.3 Kiến trúc MBMS ..........................................................................28
Hình 2.4 Luồng phiên MBMS......................................................................31
Hình 2.5 Kiến trúc hệ thống cung cấp tín hiệu Mobile TV qua mạng 3G. ........35
Hình 2.6 Hệ thống truyền dẫn truyền hình di động DVB-H.............................37
Hình 2.7 DVB-H IP Datacasting ..................................................................38
Hình 2.8 Cắt lát thời gian trong DVB-H........................................................41
Hình 2.9 Cấu trúc khung MPE-FEC .............................................................43
Hình 2.10 DVB-H trong ghép kênh dùng chung ...........................................45
Hình 2.11 Các mạng đơn tần số DVB-H .......................................................46
Hình 2.12 Khoảng cách tƣơng đối SFN. Tất cả khoảng cách trên cơ sở điều chế
16QAM với khoảng bảo vệ ¼ cho COFDM ..................................................47
Hình 2.13 Mô hình dịch vụ truyền hình di động trên nền công nghệ T-DMB....49
Hình 2.14 Chuỗi truyền dẫn DAB/DMB .......................................................51
Hình 2.15 Điều chế một sóng mang sử dụng DQPSK trong DMB ...................52
Hình 2.16 Ghép xen theo tần số ...................................................................53
Hình 2.17 Mạng MediaFLO.........................................................................56
Hình 2.18 Kiến trúc phân lớp FLO ...............................................................58
Hình 4.1 Mô hình triển khai dịch vụ truyền hình di động DVB-H của VTC......76
Hình 4.2 Sơ đồ khối thử nghiệm T-DMB tại Hà Nội ......................................79
SVTH : Đào Minh Tiến
10
Lớp KTTT&TT–K48
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 Các tham số với 4 chế độ truyền dẫn T-DMB ..................................54
Bảng 3.1 So sánh về hiệu quả sử dụng phổ, số lƣợng kênh và tốc độ dữ liệu.....62
Bảng 3.2 So sánh các tham số truyền dẫn......................................................64
Bảng 3.3 So sánh tham số mạng máy phát.....................................................65
Bảng 3.4 So sánh sơ đồ audio/video .............................................................66
SVTH : Đào Minh Tiến
11
Lớp KTTT&TT–K48
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG
1.1 Khái niệm về truyền hình di động
Truyền hình di động (MobileTV) là công nghệ mã hóa và truyền dẫn các
chƣơng trình truyền hình hoặc video để có thể thu đƣợc trên các thiết bị di động
nhƣ điện thoại di động, các thiết bị số hỗ trợ cầm tay (PDA), các thiết bị đa
phƣơng tiện vô tuyến, các máy điện thoại có khả năng thu tín hiệu truyền hình di
động.
Đối với MobileTV, ngƣời xem có thể truy nhập các chƣơng trình truyền
hình trong khi di chuyển. Các chƣơng trình có thể đƣợc xem ở tốc độ giống nhƣ
khi đƣợc phát hoặc có thể đƣợc xem với trễ thời gian hoặc đƣợc ghi lại toàn bộ
nhƣ băng cassette video hoặc đĩa DVD. MobileTV không chỉ cho phép truyền
dẫn một chiều thông thƣờng mà còn cho phép truyền tín hiệu truyền hình tƣơng
tác nhờ sử dụng các kênh phản hồi đƣợc cung cấp bởi các mạng tế bào. Các
chƣơng trình có thể đƣợc phát ở chế độ quảng bá (broadcast) trong một vùng phủ
sóng hoặc phát tới một ngƣời sử dụng theo yêu cầu (unicast) hay phát tới một
nhóm ngƣời sử dụng (multicast).
Mobile TV là công nghệ đƣợc thiết kế để đáp ứng đƣợc các yêu cầu
truyền dẫn tín hiệu truyền hình trong môi trƣờng vô tuyến di động có băng thông
hạn chế, máy thu đầu cuối di động có công suất pin tiêu thụ nhỏ, kích thƣớc màn
hình nhỏ và giới hạn về tốc độ làm tƣơi. Các ảnh hƣởng quan trọng của môi
trƣờng vô tuyến di động bao gồm truyền dẫn đa đƣờng, fading và hiệu ứng
Doppler. Trong khi đó hạn chế của máy thu di động là công suất pin nhỏ, anten
tích hợp bên trong có độ tăng ích nhỏ. Các công nghệ MobileTV đã đƣợc phát
triển để khắc phục các hạn chế của môi trƣờng truyền dẫn tín hiệu truyền hình di
động cũng nhƣ những hạn chế của máy thu tín hiệu truyền hình di động nói trên.
1.2 Phƣơng pháp thu phát tín hiệu truyền hình di động
Hình 1.1 mô tả mô hình chung thu phát đối với truyền hình di động. Ở đầu
phát các chƣơng trình trƣớc tiên đƣợc mã hóa nguồn (H.264, MPEG-4, HESVTH : Đào Minh Tiến
12
Lớp KTTT&TT–K48
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
ACC, AMR,…), sau đó đƣợc mã hóa kênh, ghép xen, ghép kênh với các chƣơng
trình khác rồi đƣa tới bộ điều chế, khuếch đại công suất và đƣa tới anten phát ra
mạng truyền dẫn vô tuyến. Ở đầu thu, máy cầm tay di động thu đƣợc tín hiệu
truyền hình di động sẽ thực hiện các chức năng ngƣợc với phần phát bao gồm
giải điều chế, giải ghép xen, giải mã kênh và giải mã nguồn để có thể xem các
chƣơng trình.
Mạng 3G, DVB-H,
T-DMB, MediaFLO
….
Video
Chương trình 1
Bộ mã hóa
1
Audio
...
Video
Chương trình n
Audio
KĐCS
Audio
Bộ mã hóa
2
Điều chế
Chương trình 2
Ghép kênh
Video
Bộ mã hóa
n
Hình 1.1 Mô hình chung thu phát tín hiệu truyền hình di động
Hiện nay có 2 phƣơng pháp chính để phát tín hiệu truyền hình di động, đó
là phát qua mạng tế bào hai chiều và phát qua mạng quảng bá dành riêng một
chiều. Mỗi phƣơng pháp đều có những ƣu nhƣợc điểm riêng.
Phát tín hiệu truyền hình qua mạng tế bào có ƣu điểm là sử dụng đƣợc cơ
sở hạ tầng mạng đã đƣợc thiết lập, do đó giảm chi phí, các thuê bao chỉ cần đăng
ký dịch vụ truyền hình di động mà họ muốn sử dụng do đã có sẵn thị trƣờng truy
nhập. Nhƣợc điểm chính của phƣơng pháp này là băng thông bị hạn chế, làm
giảm chất lƣợng các dịch vụ truyền thống.
SVTH : Đào Minh Tiến
13
Lớp KTTT&TT–K48
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
Các hệ thống MobileTV dành riêng đƣợc thiết kế để tối ƣu hóa sự phân
phát tín hiệu truyền hình di động. Các hệ thống này có thể phát trên mặt đất, vệ
tinh hoặc kết hợp cả hai. Một trong những ƣu điểm chính của phƣơng pháp này
là có thể đƣợc phát quảng bá tới nhiều ngƣời sử dụng đồng thời. Nhƣợc điểm
của hệ thống này là cần đầu tƣ đáng kể vào hạ tầng mạng và các lựa chọn nội
dung bị hạn chế.
3G Network
Based
Multicast
Broadcast
Unicast
3GPP
3GPP2
3GPP
Satellite
Transmission
Terrestrial
Transmission
Broadband
Broadcast
Broadcast
Unicast &
Multicast
DMB-S
DVB-H
Wi-max
ISDB-S
DMB-T
WiBro
DAB
ISDB-T
UWB
3GPP2
3G - UMTS
CDMA2000
HSUPA
EV-DO 1x
HSDPA
EV-DO 1x
MBMS
BCMCS
DAB-IP
MediaFLO
Hình 1.2 Phân loại các công nghệ truyền hình di động
Các công nghệ MobileTV cạnh tranh nhau để đạt đƣợc thị phần chia sẻ thị
trƣờng, chúng có nguồn gốc khác nhau và đƣợc phát triển với các mục đích khác
nhau. Các công nghệ MobileTV đƣợc phân loại nhƣ Hình 1.2. MobileTV đƣợc
chia thành MobileTV dựa trên các mạng 3G, các mạng quảng bá mặt đất và vệ
tinh, các mạng vô tuyến băng rộng.
SVTH : Đào Minh Tiến
14
Lớp KTTT&TT–K48
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
1.3 Các tiêu chuẩn đối với MobileTV
Xem truyền hình di động có vẻ hoàn toàn đơn giản, nhƣng chính sự đơn
giản đó đã ẩn chứa rất nhiều công nghệ và tiêu chuẩn đã đƣợc phát triển trong
một thời gian để đƣa vào truyền hình những màn hình nhỏ cỡ 2 inches.
MobileTV có khoảng trên 30 loại khuôn dạng file âm thanh gồm dạng các
file đơn giản có đuôi .wav, .mpg, Real, QuickTime, Window Media 9/10/11 và
các khuôn dạng file khác. Video thì có khoảng 25 khuôn dạng khác nhau từ các
file video không nén đến file nén có khuôn dạng MPEG-4, MPEG4-AVC/H.264.
Hơn nữa, video có thể trình diễn với một dải rộng độ phân giải, kích thƣớc
khung và tốc độ.
Các tiêu chuẩn đƣợc sử dụng làm nền tảng chung cho việc phân phát các
dịch vụ MobileTV. Các tiêu chuẩn có thể khác nhau dựa trên công nghệ nhƣng
đã đạt đƣợc sự thống nhất chung. Điều này đòi hỏi các bộ phận phải làm việc
cùng nhau. Từ các nhà thiết kế và sản xuất chip tới các nhà thiết kế hệ điều hành
và phần mềm ứng dụng, các nhà thiết kế và sản xuất máy cầm tay, các nhà phát
triển phần mềm, cộng đồng quảng bá tín hiệu truyền hình, các nhà khai thác 3G
và các nhà khai thác quảng bá truyền hình vệ tinh cũng nhƣ các bộ phận liên
quan khác. Ngoài ra việc tiêu chuẩn hóa này cũng liên quan đến ngành công
nghiệp chế tạo nội dung để thiết kế nội dung âm thanh và video cho các máy đầu
cuối di động, ngành công nghiệp di động tế bào để thiết lập các hệ thống truyền
dẫn tín hiệu truyền hình di động và nhiều ngành công nghiệp khác. Các tiêu
chuẩn MobileTV đƣợc tổng kết trong khuyến nghị ITU-R BT1833. Ngoài các
tiêu chuẩn trong khuyến nghị này còn có các công nghệ truyền hình di động đã
đƣợc tiêu chuẩn hóa và đƣợc triển khai ở nhiều nƣớc nhƣ công nghệ VSB tiên
tiến, hệ thống quảng bá đa phƣơng tiện di động ở Trung Quốc (CMMB).
1.4 Tài nguyên phát triển truyền hình di động
Đối với MobileTV, một nguồn tài nguyên chung quan trọng là phổ tần số.
Ở Anh và Mỹ phổ tần số dành cho truyền hình truyền thống năm trong dải VHF
SVTH : Đào Minh Tiến
15
Lớp KTTT&TT–K48
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
và UHF. Ở Anh, công ty BT Movio đã sử dụng phổ tần số dành cho quảng bá âm
thanh số (DAB) để phát tín hiệu truyền hình di động sử dụng tiêu chuẩn DABIP. Ở Hàn Quốc, phổ tần DAB dành cho các dịch vụ vệ tinh đƣợc sử dụng để
phát dịch vụ truyền hình di động theo khuôn dạng tín hiệu quảng bá đa phƣơng
tiện số qua vệ tinh (DMB-S). Hàn Quốc cũng cho phép sử dụng phổ tần số VHF
để cung cấp dịch vụ truyền hình di động sử dụng công nghệ quảng bá đa phƣơng
tiện số mặt đất (DVB-T). Công nghệ quảng bá đa phƣơng tiện số cho máy cầm
tay (DVB-H) là một tiêu chuẩn đƣợc thiết kế sử dụng các mạng DVB-T để phát
các dịch vụ DVB-H và sử dụng chung phổ tần số của DVB-T. Ở Mỹ, Modeo,
nhà khai thác DVB-H đã thiết lập một mạng hoàn toàn mới dựa trên DVB-H sử
dụng băng tần L ở 1670 MHz; còn HiWire, một nhà khai thác khác sử dụng phổ
tần 700 MHz để phát dịch vụ DVB-H.
1.5 Giới thiệu các công nghệ truyền hình di động
1.5.1 MobileTV sử dụng các mạng tế bào
Sự triển khai các công nghệ 2,5G với tốc độ dữ liệu cao hơn đã cho phép
các nhà khai thác mạng di động cung cấp các dịch vụ đa phƣơng tiện nhƣ video,
âm thanh giống nhƣ truyền tải dòng IP qua mạng Internet. Tuy nhiên, do các
điều kiện truyền dẫn và mạng, tín hiệu clip video bị trễ và chất lƣợng tín hiệu
không cao do tốc độ khung thấp. Sự phát triển từ 2,5G đến 3G đã tăng tốc độ dữ
liệu, sự phát triển của các giao thức âm thanh và video cùng với kỹ thuật mã hóa
nguồn hiệu quả MPEG-4 dẫn tới mạng 3G có thể cung cấp các kênh video trực
tiếp ở tốc độ 128 kbps hoặc cao hơn. Các mạng 3G đƣợc thiết kế để có thể cung
cấp tốc độ dữ liệu cao lên tới 384 kbps, do đó các mạng 3G có thể đƣợc sử dụng
để cung cấp các dịch vụ truyền hình di động. Mạng 3G đã đƣợc triển khai bởi
một số nhà cung cấp dịch vụ ở nhiều nƣớc trên thế giới : Mỹ (Sprint, Alltel,
Verizon…), Mexico (Telcel), Peru (Moviestar), Canada (Bell, Rogers), Anh
(Orange, Three)…
SVTH : Đào Minh Tiến
16
Lớp KTTT&TT–K48
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
Hiệp hội Viễn thông Quốc tế (ITU) đã thống nhất các mạng 3G với tên
gọi IMT-2000 dựa trên 2 công nghệ lõi cơ bản là UMTS và CDMA2000. Công
nghệ UMTS (WCDMA) đƣợc phát triển đối với các nƣớc đang khai thác mạng
GSM, các tần số 3G ở UMTS đƣợc phân bổ rời rạc trong phổ tần của UMTS.
Trong khi đó công nghệ CDMA2000 đƣợc thiết kế tƣơng thích với các mạng
CDMA One. Các dịch vụ MobileTV dựa trên mạng 3G có thể cung cấp dòng
truyền tải dữ liệu di động chấp nhận đƣợc ở tốc độ 300 kbps, tƣơng đƣơng 10
cuộc gọi trong mạng. Điều này nghĩa là để cung cấp 1 dòng truyền tải video,
mạng 3G bị tổn thất 10 cuộc gọi. Do băng thông khả dụng bị hạn chế, các mạng
3G không tối ƣu để phát tín hiệu truyền hình di động tới số lƣợng lớn ngƣời sử
dụng đồng thời. Dự án 3GPP đang phát triển các công nghệ mới để tăng tốc độ,
mở rộng vùng phủ và các loại hình dịch vụ có thể cung cấp trên các mạng 3G. Ví
dụ nhƣ công nghệ truy nhập gói đƣờng xuống tốc độ cao (HSDPA) và công nghệ
Broadcast và Multicast đa phƣơng tiện (MBMS) đã đƣợc phát triển để hỗ trợ các
dịch vụ âm thanh và video.
Trong điều kiện bình thƣờng, mạng HSDPA có thể phát ở tốc độ 384 kbps
tới 50 ngƣời sử dụng trong một cell, HSDPA có thể tăng tốc độ bit lên tới 10
Mbps hoặc cao hơn (đƣờng xuống) trên các mạng 5MHz 3G nhờ sử dụng mã
hóa và điều chế thích nghi, định hình gói nhanh và kỹ thuật chọn tế bào nhanh.
Ƣu điểm chính của HSDPA là đƣợc xây dựng trên cơ sở hạ tầng mạng 3G hiện
tại, do đó các nhà khai thác có thể sử dụng giấy phép mạng 3G mà không cần
đầu tƣ xin thêm các tần số mới.
Với mạng 3G công nghệ broadcast và unicast đa phƣơng tiện (MBMS)
đƣợc tiêu chuẩn hóa để phát tín hiệu ở chế độ quảng bá. Công nghệ MBMS có 2
chế độ cung cấp dịch vụ tới số lƣợng lớn ngƣời sử dụng. Phiên bản thứ sáu
3GPP định nghĩa MBMS có các chế độ cung cấp dịch vụ :
- Chế độ multicast truyền tín hiệu từ nguồn phát tới tất cả các thiết bị trong
một nhóm multicast. Các thiết bị này có thể nằm ở các cell khác nhau hoặc đang
SVTH : Đào Minh Tiến
17
Lớp KTTT&TT–K48
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
di chuyển. Do đó truyền dẫn multicast không phát dữ liệu tới tất cả ngƣời sử
dụng trong một vùng nhất định mà sự phân phát dữ liệu này có tính chọn lọc.
- Chế độ phát broadcast truyền tín hiệu tới tất cả ngƣời sử dụng trong một
vùng nhất định.
1.5.2 MobileTV sử dụng truyền dẫn số mặt đất và vệ tinh
Đó là các công nghệ nhƣ : DVB-H, DMB-T, ISDB-T, DAB-IP,
MediaFLO, DVB-SH, DMB-S, ISDB-S, ATSC-M/H.
1.5.2.1 Công nghệ quảng bá đa phƣơng tiện số cho các máy cầm tay (DVBH)
Công nghệ này dựa trên tiêu chuẩn quảng bá video số mặt đất (DVB-T),
đƣợc tối ƣu cho các máy đầu cuối cầm tay, sử dụng chung phổ tần số của DVBT. DVB-H sử dụng khuôn dạng mã hóa nguồn MPEG-4 hoặc Window Media 9
đối với video và mã hóa nguồn AAC. DVB-H sử dụng dòng truyền tải IP qua
MPEG-2 TS, và sử dụng kỹ thuật cắt lát thời gian (time slicing) để giảm công
suất tiêu thụ và hỗ trợ chuyển giao giữa các tế bào. DVB-H sử dụng điều chế
COFDM với các sơ đồ khác nhau nhƣ QPSK, 16QAM, 64QAM để khắc phục
ảnh hƣởng của nhiễu đa đƣờng đối với các máy thu di động. Hệ thống DVB-H
cũng hỗ trợ chế độ điều chế OFDM 4K phù hợp với môi trƣờng di động bên
cạnh các chế độ 2K và 8K. DVB-H đƣợc thiết kế hoạt động ở các băng thông 5,
6, 7 và 8MHz, đây là các băng thông đƣợc sử dụng cho các dịch vụ quảng bá
trên thế giới. Kỹ thuật mã hóa kênh đƣợc sử dụng trong DVB-H là mã xoắn kết
hợp với mã Reed Solomon. DVB-H hoạt động ở băng tần UHF hoặc băng tần L
(ở Mỹ). DVB-H đƣợc sử dụng ở châu Âu, Mỹ và một số nƣớc châu Á.
1.5.2.2 Công nghệ quảng bá đa phƣơng tiện số qua mặt đất (DMB-T)
Công nghệ này phát triển từ hệ thống Eureka-147 cho quảng bá âm thanh
số (DAB) để cung cấp các dịch vụ đa phƣơng tiện gồm video, âm thanh và các
dịch vụ tƣơng tác. DMB là sự mở rộng của tiêu chuẩn DAB nhờ thêm vào lớp
sửa lỗi nhằm truyền các dịch vụ đa phƣơng tiện. DMB sử dụng dải phổ đã đƣợc
SVTH : Đào Minh Tiến
18
Lớp KTTT&TT–K48
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
phân bổ cho DAB nên việc triển khai DMB trở nên dễ dàng và thành công. Có 2
phiên bản DMB là DMB-T và DMB-S (quảng bá đa phƣơng tiện số qua vệ tinh).
Đối với DMB-T, băng tần VHF và UHF đƣợc sử dụng. DMB-T chia khe VHF 6
MHz thành 3 sóng mang, mỗi song mang có băng thông 1,54 MHz, có thể truyền
tải 4 kênh video và các kênh âm thanh phụ. DMB-T sử dụng kỹ thuật mã hóa
nguồn H.264 MPEG-4 đối với video và mã hóa nguồn BSAC, MPEG-2 đối với
âm thanh, dòng truyền tải là MPEG-2 TS. DMB-T thực hiện ghép kênh theo tần
số FDM, sử dụng điều chế DQPSK, mã hóa kênh đƣợc sử dụng là mã xoắn kết
hợp Reed Solomon. DMB-T không hỗ trợ kỹ thuật tiết kiệm nguồn nên đây là
vấn đề quan trọng đối với các máy di động cầm tay có công suất pin thấp. DMB
đã đƣợc triển khai đầu tiên ở Hàn Quốc và các nƣớc châu Âu nhƣ Đức, Anh.
1.5.2.3 Công nghệ quảng bá đa phƣơng tiện số qua vệ tinh (DMB-S)
DMB-S là phiên bản ghép lai của công nghệ quảng bá đa phƣơng tiện số
DMB. Sử dụng băng tần L (1452 – 1492 MHz) và băng tần S (2170 – 2200
MHz) của IMT và phân phát khoảng 18 kênh truyền hình ở tốc độ 128 kbps ở
băng thông 15 MHz. DMB-S tích hợp một vệ tinh địa tĩnh công suất cao. Để
đảm bảo thu đƣợc tín hiệu trong nhà, các tòa nhà đƣợc trang bị them các bộ lặp
băng tần S để phát lặp tín hiệu trên mặt đất. Hàn Quốc là nƣớc đầu tiên khai
trƣơng dịch vụ DMB-S vào năm 2005. Các kênh video DMB-S có khoảng 20
kênh và âm thanh có khoảng 13 kênh. Chất lƣợng âm thanh đạt xấp xỉ chất
lƣợng CD với mã hóa AAC ở tốc độ 128 kbps.
1.5.2.4 Công nghệ quảng bá số dịch vụ tích hợp – mặt đất (ISDB-T)
Khuyến nghị ITUR BT1833 mô tả 2 hệ thống ISDB-T riêng biệt. Hệ
thống thứ nhất dựa trên công nghệ ISDB-T 1 segment (sử dụng 1/13 băng thông
của truyền dẫn số mặt đất), hoạt động ở băng thông 429 kHz, 500 kHz hoặc 571
kHz. Hệ thống thứ hai là hệ thống mặt đất kết hợp vệ tinh hoạt động ở băng
thông 25 MHz. ISDB-T sử dụng kỹ thuật mã hóa nguồn H.264 MPEG-4/AVC
đối với video, mã hóa nguồn MPEG-2 AAC đối với âm thanh, dòng truyền tải là
MPEG-2 TS, sử dụng điều chế COFDM (QPSK, DQPSK, 16QAM, 64QAM), hỗ
SVTH : Đào Minh Tiến
19
Lớp KTTT&TT–K48
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
trợ điều chế OFDM 4K ngoài 2K và 8K. ISDB-T đƣợc sử dụng ở Nhật Bản,
Brazil và Peru.
1.5.2.5 Công nghệ chỉ liên kết hƣớng đi đa phƣơng tiện (MediaFLO)
Đây là một hệ thống end-to-end cho phép phát quảng bá các dòng truyền
tải video, âm thanh, các file phƣơng tiện số…tới máy thu di động. Hệ thống này
đƣợc phát triển bởi hãng Qualcomn, đƣợc thiết kế để tối ƣu vùng phủ, dung
lƣợng và công suất tiêu thụ của máy thu. Hệ thống hoạt động ở băng tần 700
MHz (ở Mỹ), băng tần UHF hoặc băng tần L, MediaFLO có thể hoạt động ở tần
số bất kỳ từ 300MHz – 1,5GHz và đƣợc thiết kế tối ƣu trong băng UHF với các
băng thông 5, 6, 7, 8 MHz. Nhờ sử dụng máy phát có công suất cao nên
MediaFLO có thể phát tới khoảng cách xa tới 50km. Chỉ cần 3, 4 máy phát
MediaFLO có thể phủ song toàn bộ một vùng thành phố. MediaFLO đƣợc triển
khai ở Mỹ và đƣợc thử nghiệm ở Anh và Đức.
1.5.2.6 Công nghệ các hệ thống truyền hình tiên tiến tới máy di động cầm
tay (ATSC – M/H)
Là một tiêu chuẩn đƣợc sử dụng ở Mỹ để phát quảng bá các kênh truyền
hình tới các thiết bị thu di động. ATSC – M/H sử dụng các sơ đồ mã hóa kênh
mới để chống lại ảnh hƣởng của Doppler và đa đƣờng. ATSC-M/H sử dụng mã
hóa bên ngoài là mã Reed Solomon và mã xoắn. Khả năng sửa lỗi đƣợc cải thiện
bằng cách sử dụng kỹ thuật kiểm tra tổng CRC và kỹ thuật giải mã tẩy. Dữ liệu
đƣợc bảo vệ bởi mã sửa lỗi hƣớng đi FEC. Để cải thiện chất lƣợng tín hiệu ở
máy thu, ATSC-M/H sử dụng các chuỗi san bằng kênh cho phép sự ƣớc lƣợng
kênh ở máy thu. ATSC-M/H sử dụng kỹ thuật time slicing để tiết kiệm pin cho
máy thu.
1.5.2.7 Các công nghệ MobileTV khác đang trong giai đoạn tiêu chuẩn hóa
hoặc đƣợc triển khai
Công nghệ MobileTV quảng bá âm thanh số dựa trên nền IP (DAB-IP) đã
đƣợc tiêu chuẩn hóa bới ETSI năm 2006. DAB-IP có thể cung cấp các dịch vụ
MobileTV với các khe phổ tần số 1,5 MHz khả dụng cho công nghệ DAB.
SVTH : Đào Minh Tiến
20
Lớp KTTT&TT–K48
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
DAB-IP sử dụng lớp IP để truyền tải các dòng dữ liệu âm thanh, video và IP.
DAB-IP sử dụng nhiều kỹ thuật mã hóa nguồn đối với video và âm thanh. Lớp
IP có thể đƣợc truyền tải qua nhiều loại mạng quảng bá và unicast nhƣ DAB,
DVB-H hoặc mạng 3G (UMTS). Công nghệ này có số lƣợng kênh hạn chế so
với DVB-H và MediaFLO và đã đƣợc triển khai thƣơng mại ở Anh năm 2006.
Công nghệ quảng bá đa phƣơng tiện di động ở Trung Quốc (CMMB) là hệ
thống quảng bá vô tuyến kết hợp mặt đất – vệ tinh. Hệ thống này hoạt động ở
băng thông 2MHz hoặc 8MHz, sử dụng điều chế OFDM và hỗ trợ các dịch vụ
tƣơng tác.
1.5.3 MobileTV sử dụng công nghệ vô tuyến băng rộng
1.5.3.1 MobileTV sử dụng công nghệ WiFi
Các mạng WiFi (802.11x) đã trở nên phổ biến trong việc cung cấp dịch vụ
truy nhập Internet. Các mạng WiFi ngày nay đang đƣợc sử dụng nhiều trong các
khu vực công cộng nhƣ các tòa nhà, quán café, bệnh viện, khách sạn, sân bay…
WiFi cho phép truyền dẫn ở tốc độ cao hơn các mạng di động. Tiêu chuẩn WiFi
802.11b có thể cung cấp tốc độ lên tới 11Mbps, trong khi đó tiêu chuẩn WiFi
802.11g tƣơng thích với 802.11b có thể đƣợc cung cấp lên tới 54 Mbps. Do
truyền dẫn dữ liệu ở tốc độ cao, WiFi đƣợc xem là một phƣơng thức truyền dẫn
tín hiệu truyền hình di động. Với WiFi, ngƣời sử dụng di động có thể tải các nội
dung truyền hình qua Internet sử dụng máy di động cầm tay. WiFi có chi phí
hiệu quả vì không yêu cầu giấy phép mạng và tƣơng đối rẻ để triển khai. Tuy
nhiên vẫn tồn tại các vấn đề cần giải quyết nhƣ chuyển vùng giữa mạng WiFi
với các mạng cell, vùng phủ hẹp, vấn đề tính cƣớc,…
1.5.3.2 MobileTV sử dụng công nghệ WiMAX
WiMAX là công nghệ cho phép truyền dẫn các dịch vụ dữ liệu trong một
vùng phủ rộng hơn so với WiFi. WiMAX có thể cung cấp dung lƣợng cao hơn
và do đó đắt hơn so với WiFi. WiMAX rất phù hợp để truyền dẫn video và nội
dung đa phƣơng tiện. WiMAX có thể cung cấp dịch vụ truy nhập Internet vô
SVTH : Đào Minh Tiến
21
Lớp KTTT&TT–K48
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
tuyến tốc độ cao khi máy thu đang chuyển động thậm chí lên tới tốc độ 60km/h.
Các ứng dụng điển hình của WiMAX là âm thanh và video theo yêu cầu. Với
WiMAX, ngƣời sử dụng di động có thể tải về hoặc xem video trực tiếp khi đang
di chuyển trên tàu hay ô tô…WiMAX hỗ trợ chuyển vùng giữa nó và các mạng
di động, các máy cầm tay di động có thể chuyển từ mạng di động tới các kết nối
vô tuyến. Tuy nhiên, nhƣợc điểm của WiMAX là sử dụng phổ tần số cần đƣợc
cấp phép, không giống nhƣ WiFi. WiMAX có thể cung cấp tốc độ cao hơn 20
Mbps và vùng phủ rộng trong toàn thành phố với một số ít máy phát.
WiMAX đƣợc đặc tả bới 2 tiêu chuẩn : WiMAX truy nhập vô tuyến cố
định (IEEE 802.16d) có thể cung cấp tốc độ dữ liệu trong khoảng 70 – 100
Mbps. IEEE 802.16d sử dụng công nghệ điều chế OFDM đa sóng mang (256
sóng mang) và kỹ thuật truy nhập OFDMA với 2048 sóng mang để khắc phục
các ảnh hƣởng của fading đa đƣờng và fading chọn lọc tần số. WiMAX truy
nhập cố định đã đƣợc triển khai ở châu Âu, Mỹ, Singapore, Hồng Kông và nhiều
nƣớc khác. WiMAX di động (IEEE 802.16e) sử dụng điều chế OFDM có thể
cung cấp tốc độ dữ liệu lên tới 15 Mbps trong phạm vi 10km, cho phép máy cầm
tay di chuyển ở tốc độ lên tới 150km/h.
Ƣu điểm của WiMAX cũng nhƣ WiFi là chúng đều cung cấp chế độ
unicast điểm – tới – điểm cũng nhƣ phát nội dung quảng bá trong một mạng.
Điều này làm cho WiMAX và WiFi phù hợp để cung cấp các dịch vụ quảng bá
truyền hình di động, truyền tải dòng video và video theo yêu cầu với sự tƣơng
tác đối với ngƣời sử dụng di động.
SVTH : Đào Minh Tiến
22
Lớp KTTT&TT–K48
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
CHƢƠNG 2 CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG CƠ BẢN
2.1 Mobile TV sử dụng mạng 3G
2.1.1 Giới thiệu
Các mạng 2,5G và 2,75G nhƣ GPRS, CDMA 1xRTT và EDGE đƣợc phát
triển bởi các nhà mạng 2G để có thể cung cấp các ứng dụng dữ liệu và truyền tải
dòng âm thanh, video… Công nghệ 3G-UMTS có thể cung cấp các kết nối
chuyển mạch kênh lên tới tốc độ hơn 384kbps và cung cấp các kết nối chuyển
mạch gói lên tới tốc độ 2Mbps bằng cách sử dụng các sóng mang 5MHz, cải tiến
các giao diện vô tuyến và các cấu trúc mạng lõi. Công nghệ CDMA2000 EV-DO
có thể cung cấp các dịch vụ với tốc độ từ 400 – 700kbps, và có thể lên tới
2Mbps.
Do khả năng cung cấp tốc độ truyền dẫn cao của các mạng di động 3G
nên việc triển khai cung cấp tín hiệu truyền hình di động MobileTV qua các
mạng 3G là hoàn toàn khả thi. Những năm trƣớc, nhiều nhà khai thác mạng tế
bào đã bắt đầu cung cấp các dịch vụ MobileTV trên mạng 3G và 2,5G sử dụng
công nghệ truyền tải dòng chuyển mạch gói (PSS). Ngày nay, PSS đƣợc hỗ trợ
bởi các nhà sản xuất thiết bị đầu cuối và cung cấp các dịch vụ truyền tải dòng có
chất lƣợng chấp nhận đƣợc. Chất lƣợng đƣợc cải thiện nhờ sử dụng bộ mã
hóa/giải mã video H.264 và sử dụng các phần mang truyền tải dòng có hỗ trợ
QoS. Chất lƣợng và dung lƣợng cũng đƣợc cải thiện nhờ sử dụng công nghệ truy
nhập gói đƣờng xuống tốc độ cao HSDPA.
Nhƣợc điểm chính của công nghệ unicast là dung lƣợng mạng giảm khi có
nhiều ngƣời xem cùng một chƣơng trình truyền hình đồng thời. Khi đó công
nghệ broadcast là công nghệ truyền tải thích hợp hơn. Dự án hiệp hội thế hệ ba
3GPP đã hoàn thành đặc tả công nghệ dịch vụ broadcast và multicast đa phƣơng
tiện (MBMS) ở phiên bản UMTS 6. Dự án 3GPP2 đặc tả công nghệ dịch vụ
broadcast và multicast (BCMCS) đối với CDMA2000. 3GPP MBMS và 3GPP2
BCMCS có nhiều điểm tƣơng đồng, cả MBMS và BCMCS đều yêu cầu sự thay
SVTH : Đào Minh Tiến
23
Lớp KTTT&TT–K48
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
đổi nhỏ đối với các giao thức mạng lõi và vô tuyến hiện tại. Điều này làm giảm
chi phí thực hiện ở các thiết bị đầu cuối và mạng, làm cho công nghệ quảng bá tế
bào có chi phí tƣơng đối rẻ so với các công nghệ khác nhƣ DVB-H, DMB (các
công nghệ này yêu cầu phần cứng máy thu mới ở thiết bị đầu cuối và đầu tƣ
đáng kể vào cơ sở hạ tầng mạng).
2.1.2 MobileTV sử dụng các tiêu chuẩn 3GPP – Dịch vụ truyền tải dòng
chuyển mạch gói (PSS)
Scene description
Images, Graphics,
Text
Session Setup,
Control
Quality Feedback
SDP
Payload
Formats
RTSP
HTTP
Media Delivery
Video Audio
RTCP
TCP
RTP
UDP
IP
Hình 2.1 Giá giao thức dịch vụ truyền tải dòng gói 3GPP
Việc cung cấp tín hiệu MobileTV hoặc tín hiệu video qua truyền tải dóng
streaming là một trong những phƣơng pháp phổ biến nhất để phân phát tín hiệu
video. Tiêu chuẩn PSS đƣợc phát triển bởi 3GPP là tiêu chuẩn chủ yếu đƣợc sử
dụng để truyền tải dòng unicast trong các mạng tế bào. Mục tiêu chính của PSS
là định nghĩa một ứng dụng cung cấp truyền tải dòng đồng bộ các tín hiệu media
nhƣ âm thanh, video và văn bản. PSS định nghĩa ứng dụng để tải về các file 3GP
và cũng định nghĩa ứng dụng dựa trên ngôn ngữ tích hợp đa phƣơng tiện đồng
bộ (SMIL) để biểu diễn tín hiệu đa phƣơng tiện.
SVTH : Đào Minh Tiến
24
Lớp KTTT&TT–K48
Đồ án tốt nghiệp
Nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản
3GPP-PSS chủ yếu dựa trên các giao thức đƣợc phát triển bới IETF (Ủy
ban nhiệm vụ kỹ thuật Internet). 3GPP-PSS định nghĩa giá giao thức cho việc
thiết lập và truyền tải dữ liệu sử dụng lớp IP (Hình 2.1). Các khuôn dạng file âm
thanh, video, đồ họa, mô tả hình ảnh và biểu diễn thông tin cũng đƣợc mô tả. Giá
giao thức 3GPP-PSS thống nhất việc thiết lập cuộc gọi và truyền tải dữ liệu đa
phƣơng tiện qua các mạng khác nhau thậm chí khi các mạng này có giao diện vô
tuyến khác nhau.
Các giao thức chính gồm giao thức truyền tải dòng thời gian thực (RTSP)
để điều khiển phiên, giao thức mô tả phiên (SDP) để mô tả phần biểu diễn và
giao thức truyền tải thời gian thực để truyền tải tín hiệu media. Ngoài ra giao
thức HTTP đƣợc sử dụng để tải về các mô tả biểu diễn và hình ảnh.
PSS bao gồm một số tính năng nhằm cải thiện chất lƣợng truyền tải dòng
qua mạng. Một trong những tính năng này là truyền tải dòng thích nghi, cho
phép dịch vụ truyền tải dòng thích nghi với các điều kiện của mạng. Điều này là
cần thiết vì để xem một dòng truyền tải đa phƣơng tiện thì mạng truyền tải phải
cung cấp đƣợc thông lƣợng ít nhất cao hơn tốc độ nội dung đã đƣợc mã hóa.
Mặc dù các mạng có năng lực cao nhất có thể cung cấp tốc độ bit yêu cầu nhƣng
các mạng này không thể đảm bảo tính khả dụng của tốc độ bit yêu cầu trong suốt
thời gian tồn tại của phiên, đặc biệt là trong các đƣờng truyền vô tuyến di động
khi mà thông lƣợng thay đổi do tính chất của kênh vô tuyến.
Một trong những vấn đề tiêu chuẩn PSS hiện nay là PSS không hỗ trợ sự
chuyển kênh nhanh (zapping) nhƣ truyền hình thông thƣờng, PSS thƣờng mất từ
8 đến 10s để chuyển từ kênh này sang kênh khác. Sự chuyển kênh trong PSS yêu
cầu ngắt phiên truyền tải dòng đang tiếp diễn, thiết lập một phiên mới và điền
đầy đủ dữ liệu vào bộ đệm client trƣớc khi xem trở lại. Điều này đƣợc khắc phục
bằng cách chia sẻ một phiên truyền tải dòng đối với tất cả các kênh đƣợc sử
dụng trong suốt một phiên MobileTV. Nếu một ngƣời sử dụng chọn một kênh
nào đó, số của kênh đƣợc chọn sẽ đƣợc thông báo tới Streaming Sever.
Streaming Sever lập tức chuyển tiếp dữ liệu media của kênh mới tới client.
SVTH : Đào Minh Tiến
25
Lớp KTTT&TT–K48
