Nghiên cứu các công nghệ cơ bản và ứng dụng truyền hình di động

CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

3GPP

Third Generation Partnership Project

-----oOo-----

3GPP2

Third Generation Partnership Project 2 Dự án 2 hiệp hội thế hệ ba

AAC

Advanced Audio Coding

M ã hoá âm thanh tiên tiến

ALC

Asynchoronous Layered Coding

M ã hố phân lớp khơng đồng

AMPS

Advanced Mobile Phone System

Đề tài:

AMR

Adaptive M ultirate

Đa tốc độ thích nghi

NGHIÊN CỨU CÁC CƠNG NGHỆ CƠ BẢN VÀ

ARQ

Automatic Repeat Request

Yêu cầu phát lại tự động

ATM

Asynchronous Transfer Mode

Chế độ truyền tải không đồng

ATSC

Advanced Television Systems

Tiêu chuẩn uỷ ban các hệ

Committee Standard

thống truyền hình tiên tiến

AVI

Audio Video Interleaved

Ghép xen Video âm thanh

BCM CS

Broadcast/M ulticast Service

Dịch vụ broadcast/mult icast

BICC

Bearer Independent Call Control

Điều khiển cuộc gọi độc lập

Dự án hiệp hội thế hệ ba

bộ

NGUYỄN ANH DŨNG

Hệ thống điện thoại di động
tiên tiến

ỨNG DỤNG TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG

bộ

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử
Mã số: 60.52.70

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

phần mang
BM-SC

Broadcast/M ulticast Service Center

Trung tâm dịch vụ broadcast

BSC

Base Station Controller

Bộ điều khiển trạm gốc

BTS

Base Transceiver Station

Trạm thu phát gốc

CDMA

Code Division Multiple Access

Đa truy nhập phân chia theo

CIF

Common Interface Format

Khuôn dạng giao diện chung

CMMB

China M obile Multimedia

Quảng bá đa phương tiện di

Broadcasting

động Trung Quốc

multicast

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. TRẦN QUỐC THỊNH

mã

Hà Nội 2011


COFDM

Coded Orthogonal Frequency Division

Ghép kênh phân chia theo tần

số

Multiplexing

số trực giao được mã hố

CRC

Cyclic Redundancy Check

Kiểm tra dư chu trình

FDM

Frequency Division M ultiplexing

Ghép kênh phân chia theo tần

CS

Circuit Switched

Chuyển mạch kênh

FEC

Forward Error Correction

Sửa lỗi hướng đi

CSCF

Call State Control Function

Chức năng điều khiển trạng

FIC

Fast Information Channel

Kênh thông tin nhanh

thái cuộc gọi

FLO

Forward Link Only

Chỉ liên kết hướng đi

số

DAB

Digital Audio Broadcasting

Quảng bá âm thanh số

FTP

File Transport Protocol

Giao thức truyền tải tệp

DAB-IP

Digital Audio Broadcasting-Internet

Quảng bá âm thanh số dựa

GERAN

GSM EDGE Radio Access Network

M ạng truy nhập vơ tuyến

Protocol

trên giao thức Internet

Differential Quadrature Phase Shift

Khố dịch pha vng góc vi

GGSN

Gateway GPRS Support Node

Node hỗ trợ GPRS cổng

Keying

sai

GMSC

Gateway M SC

M SC cổng

Digital Rights Management

Quản lý bản quyền số

GPRS

General Packet Radio Service

Dịch vụ vơ tuyến gói tổng quát

Đa truy nhập phân chia theo

GPS

Global Positioning System

Hệ thống định vị toàn cầu

Multiple Access

mã trải phổ chuỗi trực tiếp

GSM

Global System for Mobile

Hệ thống thông tin di động

DTX

Discontinous Transmission

Truyền dẫn không liên tục

communications

toàn cầu

DVB

Digital Video Broadcasting

Quảng bá Video số

HLR

Home Location Register

Bộ ghi định vị thường trú

DVB-H

Digital Video Broadcasting-Handheld

Quảng bá Video số tới máy

HSDPA

High Speed Downlink Packet Access

Truy nhập gói đường xuống

DQPSK

DRM

DS-CDMA Direct Sequence Code Division

GSM EDGE

cầm tay

tốc độ cao

ECM

Entitlement Control M essage

Bản tin điều khiển được phép

HSPA

High Speed Package Access

Truy nhập gói tốc độ cao

EDG E

Enhanced Data Rates for Global

Các tốc độ dữ liệu tiên tiến đối

HSS

Home Subscriber Server

Server thuê bao thường trú

với phát triển tồn cầu

HTML

Hypertext Markup Language

Ngơn ngữ lập trình siêu văn

ES

Elementary Stream

Dịng sơ cấp

ESG

Electronic Service Guide

Hướng dẫn dịch vụ điện tử

HTTP

Hypertext Transfer Protocol

ETSI

European Telecommunications

Viện tiêu chuẩn Viễn thông

Standards Institute

Châu Âu

IETF

Internet Engineering Task Force

EVDO

Evolution Data Only

Chỉ dữ liệu phát triển

EVDV

Evolution Data and Voice

Thoại và dữ liệu phát triển

IMS

IP M ultimedia System

Hệ thống đa phương tiện IP

FACH

Forward Access Channel

Kênh truy nhập hướng đi

IMT-2000

International M obile Telephone 2000

Điện thoại di động Quốc tế-

FDD

Frequency Division Duplex

Song công phân chia theo tần

bản
Giao thức truyền tải siêu văn
bản
Uỷ ban nhiệm vụ kỹ thuật
Internet

2000


IP

Internet Protocol

Giao thức Internet

MPE

Multiprotocol Encapsulation

Đóng gói đa giao thức

IPE

IP Encapsulation

Đóng gói IP

MPEG

Motion Pictures Expert Group

Nhóm chun gia hình ảnh

ISDB-T

Integrated Services Digital

Quảng bá số các dịch vụ tích

động

Broadcasting-T errestrial

hợp-mặt đất

MM S

Multimedia Messaging Service

Dịch vụ bản tin đa phương tiện

ISI

Intersymbol Interference

Xuyên nhiễu giữa các ký hiệu

MRF

Multimedia Resource Function

Chức năng tài nguyên đa

ITU

International Telecommunications

Hiệp hội Viễn thông Quốc tế
MSC

Main Service Channel

Kênh dịch vụ chính

Truyền tải mã hố được phân

MSC

Mobile Switching Network

M ạng chuyển mạch di động

lớp

MSCH

MBMS point to multipoint Scheduling

Kênh định trình điểm-tới-đa

Channel

điểm MBMS

Union
LCT

Layered Coding Transport

phương tiện

LIC

Local-area Identification

M ô tả vùng nội hạt

LLC

Logical Link Control

Điều khiển liên kết logic

MSK

MBMS Senssion Keying

Khoá phiên MBMS

LOC

Local Operation Center

Trung tâm khai thác nội hạt

MTCH

MBMS point-to-multipoint Traffic

Kênh lưu lượng điểm-tới-đa

MAC

Medium Access Control

Điều khiển truy nhập môi

Channel

điểm MBMS

trường

MTK

MBMS Traffic Keying

Khoá lưu lượng MBM S

Multimedia Broadcast and M ulticast

Dịch vụ broadcast và multicast

MUK

MBMS User Keying

Khoá người sử dụng MBMS

Service

đa phương tiện

NMTS

Nordic Mobile Phone Service

Dịch vụ điện thoại di động

MBMS point-to-multipoint Control

Kênh điều khiển điểm-tới-đa

Channel

điểm MBMS

NOC

National Operating Center

Trung tâm khai thác Quốc gia

MCI

Multiplex Configuration Information

Thơng tin cấu hình ghép kênh

NPAD

Non-programme Associated Data

Dữ liệu kết hợp không chương

ME

Mobile Equipment

Thiết bị di động

MFN

Multifrequency Network

M ạng đa tần

OIS

Overhead Information Symbols

Các ký hiệu thông tin mào đầu

MGCF

Media Gateway Control Function

Chức năng điều khiển

PAD

Programme Associated Data

Dữ liệu kết hợp chương trình

Gateway media

PDA

Personal Digital Assistant

Hỗ trợ số cá nhân

MBMS

MCCH

Bắc Âu

trình

MICH

MBMS notification Indicator Channel

Kênh chỉ thị thơng báo MBM S

PDA N

Packet Downlink Ack/Nack

Ack/Nak đường xuống gói

MIDP

Mobile Information Device Profile

Profile thiết bị thông tin di

PDCH

Packet Data Channel

Kênh dữ liệu gói

động

PID

Particular Program Identifier

Bộ mơ tả chương trình đặc biệt

MLC

Multicast Logical Channel

Kênh logic multicast

PS

Packet Switched

Chuyển mạch gói

MOT

Multimedia Object Transfer

Truyền tải đối tượng đa

PSS

Packet-Switched Streaming

Dịng chuyển mạch gói

phương tiện

PSTN

Public Switching Telephone Network

M ạng điện thoại chuyển mạch


công cộng

SFN

Single Frequency Network

M ạng đơn tần

PPC

Positioning Pilot Channel

Kênh hoa tiêu vị trí

SGSN

Serving GPRS Support Node

Node hỗ trợ GPRS phục vụ

PTM

Point-to-Multipoint

Điểm-tới-đa điểm

SI

Service Information

Thông tin dịch vụ

PTP

Point-to-Point

Điểm-tới-điểm

SIM

Subscriber Identity M odule

M odule nhận dạng thuê bao

QAM

Quadrature Amplitude M odulation

Điều chế biên độ vng góc

SIP

Session Initiation Protocol

Giao thức khởi đầu phiên

QCELP

Qualcomm Code Excited Linear

M ã hố dự đốn tuyến tính

SNA P

SubNetwork Attachment Point

Điểm gán mạng con

Predictive Coding

kích thích mã của Qualcomm

SMIL

Synchronized Multimedia Integration

Ngơn ngữ tích hợp đa phương

Quater Common Interface Format

Khn dạng giao diện chung

Language

tiện đồng bộ

QCIF

một phần tư

SMS

Short M essage Service

Dịch vụ bản tin ngắn

QoS

Quality of Service

Chất lượng dịch vụ

SS7

Signaling System No 7

Hệ thống báo hiệu số 7

QPSK

Quadrature Phase Shift Keying

Khoá dịch pha vng góc

SVG

Scalable Vector Graphics

Đồ hoạ vector có thể định

QVGA

Quarter Video Graphics Array

M ảng đồ hoạ Video một phần
TCP

Transmission Control Protocol

TDD

Time Division Duplex

TDMA

Time Division Multiplexing Access

tư

thang
Giao thức điều khiển truyền

RAN

Radio Access Network

M ạng truy nhập vô tuyến

RDP

Real Data Package Protocol

Giao thức gói dữ liệu thực

dẫn

RLC

Radio Link Control

Điều khiển liên kết vô tuyến

RNC

Radio Network Controller

Bộ điều khiển mạng vô tuyến

RNS

Radio Network Subsystem

Phân hệ mạng vô tuyến

RS

Reed-Solomon

M ã Reed-Solomon

TPC

Transition Pilot Channel

Kênh hoa tiêu chuyển dịch

R-SGW

Roaming Signaling Gateway

Gateway báo hiệu chuyển

TPS

Transmitter Parameter Signaling

Báo hiệu tham số máy phát

vùng

TS

Transport Stream

Dòng truyền tải

RTCP

Real Time Control Protocol

Giao thức điều khiển thời gian

UDP

User Datagram Protocol

Giao thức datagram người sử

Giao thức truyền tải dòng thời

UE

User Equipment

Thiết bị người sử dụng

gian thực

UHF

Ultra High Frequency

Tần số cực cao

UMTS

Universal Mobile

Dịch vụ viễn thơng di động

Telecommunications Service

tồn cầu

UMTS Subscriber Identity M odule

M odule nhận dạng thuê bao

gian

Real Time Streaming Protocol

RTP

Real Time Protocol

Giao thức thời gian thực

SAP

Service Access Protection

Bảo vệ truy nhập dịch vụ

SC

Synchronization Channel

Kênh đồng bộ

SDP

Senssion Description Protocol

Giao thức mô tả phiên

Truy nhập ghép kênh phân
chia theo thời gian

thực
RTSP

Song công phân chia theo thời

dụng

USIM

UMTS


UTRA

Universal Terrestrial Radio Access

Truy nhập vô tuyến mặt đất

LỜI MỞ ĐẦU

tồn cầu
UTRAN

UMTS Terrestrial Radio Access

Cơng nghệ truyền hình di động (Mobile TV) gần đây đã và đang được thử

M ạng truy nhập vô tuyến mặt

Network

đất UMTS

nghiệm và triển khai thành công ở nhiều Quốc gia trên thế giới. Mobile TV là cơng

VAD

Voice Activity Detection

Phát hiện kích hoạt thoại

nghệ vơ tuyến được thiết kế để có thể truyền tải được tín hiệu truyền hình trong mơi

VHF

Very High Frequency

Tần số rất cao

trường vơ tuyến di động có băng thơng hạn chế và thường xuyên chịu ảnh hưởng

VLR

Visitor Location Register

Bộ ghi định vị tạm trú

của fading, nhiễu và tạp âm, trong khi phải đáp ứng được khả năng hiển thị tín hiệu

WAP

Wireless Application Protocol

Giao thức ứng dụng vô tuyến

tốt trên máy đầu cuối cầm tay di động có kích thước màn hình nhỏ, công suất pin

WCDMA

Wideband Code Division Multiple

Đa truy nhập phân chia theo

tiêu thụ bị hạn chế. Các công nghệ truyền tải tín hiệu Mobile TV bao gồm: Mobile

Access

mã băng rộng

TV truyền tải qua mạng di động 3G, Mobile TV phát qua mạng quảng bá số mặt đất

Wide-area Identification Channel

Kênh mô tả diện rộng

cho các máy cầm tay (DVB-H), Mobile TV phát qua mạng quảng bá đa phương tiện

WIC

số (DMB), M obile TV phát qua mạng M ediaFLO, Mobile TV phát qua mạng quảng
bá số các dịch vụ tích hợp-mặt đất (ISDB-T), M obile TV phát qua mạng quảng bá
âm thanh số trên nền IP (DAB-IP) và Mobile TV phát qua các mạng WiFi,
WiMAX . Trong đó, các cơng nghệ M obile TV truyền tải qua mạng 3G, DVB-H,
DMB, và MediaFLO đã được nghiên cứu, tiêu chuẩn hoá và sử dụng phổ biến. Ở
Việt Nam, công nghệ 3G đang được thử nghiệm, triển khai ở nhiều nhà cung cấp
dịch vụ như Tập đồn Bưu chính Viễn thơng Việt Nam (VNPT), Tổng Cơng ty
Viễn thông Quân đội (Viettel)…, Tổng Công ty Truyền thông đa phương tiện
(VTC) đã tiến hành thử nghiệm công nghệ DVB-H những năm trước đây, trung tâm
dịch vụ công nghệ truyền hình và đài truyền hình Việt Nam đã tiến hành thử

nghiệm công nghệ DM B vào năm 2008. Sự phát triển của các công nghệ M obile
TV thực sự đem lại những sự thay đổi lớn trong lĩnh vực truyền thông đa phương
tiện số, khi mà người sử dụng có thể xem tín hiệu truyền hình ở bất kỳ địa điểm nào
được phủ sóng truyền hình di động chỉ với một máy di động cầm tay có kích thước
nhỏ.
Với mong muốn nghiên cứu các cơng nghệ truyền hình di động cơ bản và
qua đó có cơ sở so sánh, đánh giá từng cơng nghệ từ đó có những đề xuất hướng lựa


chọn cơng nghệ phù hợp tình hình phát triển ở nước ta. Nội dung của đề tài được
trình bày như sau:
Chương 1: Tổng quan về Mobile TV và tình hình phát triển trên thế giới
Chương 2: Nghiên cứu kỹ thuật Streaming và Mobile Multimedia

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ M OBILE TV VÀ TÌNH HÌNH

Chương 3: Các cơng nghệ truyền hình di động cơ bản
Chương 4: So sánh, đánh giá các cơng nghệ truyền hình di động
Chương 5: Đề xuất hướng lựa chọn công nghệ, một số ứng dụng cho phát
thanh số di động, kết luận, khuyến nghị và hướng phát triển
Tóm lại, nghiên cứu các cơng nghệ truyền hình di động để đề xuất hướng lựa
chọn cho phù hợp tình hình ở nước ta.. Tuy nhiên việc nghiên cứu các cơng nghệ
truyền hình di động cũng là một vấn đề phức tạp, địi hỏi q trình nghiên cứu kỹ
lưỡng và nghiêm túc. Do điều kiện nghiên cứu, thời gian và kiến thức cịn hạn chế,
trong khn khổ luận văn này, tác giả đã cố gắng tìm hiểu, nghiên cứu và trình bày
các vấn đề một cách tổng quan và cơ bản nhất, và chắc chắn rằng luận văn sẽ không
tránh khỏi những thiếu sót, kính mong nhận được sự góp ý quý báu của Quí Thầy
và các bạn.
Xin chân thành cảm ơn !

PHÁT TRIỂN TRÊN THẾ GIỚI
1.1 Tổng quan về Mobile TV
Truyền hình di động (Mobile TV) là cơng nghệ mã hố và truyền dẫn các
chương trình truyền hình hoặc video để có thể thu được trên các thiết bị di động như
điện thoại di động, các thiết bị hỗ trợ số cầm tay (PDA ), các thiết bị đa p hương tiện
vơ tuyến, các máy điện thoại có khả năng thu tín hiệu truyền hình di động [1]. Đối
với M obile TV, người xem có thể truy nhập các chương trình truyền hình trong khi
di chuyển. Các chương trình truyền hình có thể được truyền tải dịng (streaming) tới
máy di động để xem ở tốc độ giống như khi được phát hoặc các chương trình có thể
được xem với trễ thời gian hoặc có thể được ghi lại tồn bộ giống như băng cassette
video hoặc đĩa DVD. Mobile TV không chỉ cho phép truyền dẫn một chiều thông
thường mà cịn cho phép truyền tín hiệu truyền hình tương tác nhờ sử dụng các
kênh phản hồi cung cấp bởi mạng tế bào. Các chương trình có thể được phát ở chế
độ quảng bá (broadcast) trong một vùng phủ sóng hoặc phát tới một người sử dụng
theo yêu cầu (chế độ unicast) hoặc có thể phát tới một nhóm người sử dụng (chế độ
multicast).
Các cơng nghệ truyền hình truyền thống được thiết kế đối với các máy thu cố
định, có kích thước màn hình lớn trong đó cơng suất tiêu thụ khơng là vấn đề quan
trọng. Trong khi đó các máy thu di động có cơng suất pin hạn chế, kích thước màn
hình nhỏ, anten nhỏ được tích hợp ở bên trong máy và có bộ nhớ giới hạn, hơn nữa
máy thu có thể chuyển động với tốc độ lên tới 200 km/h [1,5]. Do đó, Mobile TV là
cơng nghệ được thiết kế để đáp ứng được các y êu cầu truyền dẫn tín hiệu truyền
hình trong mơi trường vơ tuyến di động có băng thơng hạn chế, máy thu đầu cuối di
động có cơng suất pin tiêu thụ nhỏ kích thước màn hình nhỏ, và giới hạn về tốc độ
làm tươi . Các ảnh hưởng quan trọng của môi trường vô tuyến di động bao gồm


truyền dẫn đa đường, fading, và hiệu ứng Doppler; trong khi đó hạn chế của máy

chế, khuếch đại cơng suất và đưa tới anten phát ra mạng truyền dẫn vô tuyến. Ở đầu

thu di động là công suất pin nhỏ và anten tích hợp bên trong có độ tăng ích nhỏ. Các

thu, máy cầm tay di động thu được tín hiệu truyền hình di động sẽ thực hiện các

cơng nghệ M obile TV đã được phát triển để khắc phục các hạn chế của môi trường

chức năng ngược với phần phát bao gồm: giải điều chế, giải ghép xen, giải mã kênh

truyền dẫn tín hiệu truyền hình di động cũng như các hạn chế của máy thu tín hiệu

và giải mã nguồn để có thể xem các chương trình truyền hình trên máy di động.

truyền hình di động nói trên. Các yêu cầu về mặt công nghệ hỗ trợ việc truyền dẫn
tín hiệu truyền hình di động là [1]:
- Truyền dẫn theo khuôn dạng lý tưởng phù hợp với các thiết bị truyền hình
di động, ví dụ các độ phân giải QCIF (176 X 144 pixels), CIF (352 X 288 pixels),
hoặc QVGA (320 X 240 pixels) với mã hoá hiệu quả cao;

Hiện nay có hai phương pháp chính để phát tín hiệu truyền hình di động.
Phương pháp thứ nhất là p hát qua mạng tế bào hai chiều và p hương pháp thứ hai là
phát qua mạng quảng bá dành riêng, một chiều. Mỗi phương pháp có các ưu nhược
điểm riêng:
- Phát tín hiệu truyền hình qua mạng tế bào có ưu điểm là sử dụng được cơ

- Cơng nghệ tiêu thụ công suất thấp;

sở hạ tầng mạng đã được thiết lập, do đó sẽ giảm chi phí triển khai. Đồng thời, nhà

- Thu nhận tín hiệu ổn định khi di động;

khai thác đã có sẵn thị trường truy nhập tới các thuê bao hiện tại, các thuê bao này

- Chất lượng hình ảnh rõ nét mặc dù bị tổn hao tín hiệu do fading và hiệu

chỉ cần đăng ký dịch vụ truyền hình di động mà họ muốn sử dụng. Nhược điểm

ứng đa đường;

chính khi phát tín hiệu truyền hình qua các mạng tế bào (2G hoặc 3G) là vấn đề

- Hỗ trợ di động ở tốc độ lên tới 250 km/h hoặc cao hơn;

băng thông hạn chế, điều này có thể làm giảm chất lượng các dịch vụ thoại truyền

- Có khả năng thu tín hiệu trong một vùng rộng khi di chuyển.

thống. Tốc độ dữ liệu cao của truyền hình di động có thể làm giảm dung lượng của
mạng tế bào. Hơn nữa để thu được tín hiệu truyền hình di động máy đầu cuối cũng
cần được thay thế và thiết kế lại (các vấn đề như kích thước màn hình, cường độ tín
hiệu thu, cơng suất pin và khả năng xử lý là các vấn đề cần xem xét khi thiết kế máy
thu). Nhiều nhà khai thác dịch vụ di động 2G và hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ
3G đang cung cấp dịch vụ video theo yêu cầu và dòng truyền tải video. Các dịch vụ
này phát ở chế độ unicast với dung lượng truyền dẫn giới hạn và được xây dựng
trên nền các công nghệ sử dụng hệ thống tế bào như G SM , WCDMA hoặc
CDMA2000. Một ví dụ về cơng nghệ được thiết kế trên nền mạng 3G là công nghệ
phát dịch vụ broadcast và multicast đa phương tiện (M BM S), hệ thống này có thể

Hình 1.1: Mơ hình chung thu phát đối với truyền hình di động
Hình 1.1 mơ tả mơ hình chung thu phát đối với truyền hình di động. Ở đầu

hoạt động ở chế độ unicast hoặc multicast. MBMS được thiết kế bởi dự án hiệp hội
3G (3GPP) để p hát các dịch vụ truyền hình di động qua mạng GSM và mạng

phát, các chương trình truyền hình di động trước tiên được mã hố nguồn (khn

WCDMA. M BMS hoạt động ở băng thông 5 M Hz WCDMA, hỗ trợ sáu dịch vụ

dạng chuẩn H.264, MPEG-4, HE-AA C, AM R...), sau đó được mã hố kênh (mã

truyền tải dòng quảng bá thời gian thực, song song, mỗi dịch vụ có tốc độ 128

xoắn, mã turbo...), ghép xen, ghép kênh với chương trình khác, rồi đưa tới bộ điều

kbit/s, trên kênh vơ tuyến có băng thơng 5 MHz.


- Các hệ thống Mobile TV dành riêng được thiết kế để tối ưu hố sự phân
phát tín hiệu truyền hình di động. Các hệ thống này có thể phát trên mặt đất, phát
qua vệ tinh hoặc kết hợp cả mặt đất và vệ tinh. Một trong những ưu điểm chính của
các hệ thống Mobile TV dành riêng là nội dung Mobile TV có thể được phát quảng
bá tới nhiều người sử dụng đồng thời. Nhược điểm của các hệ thống này là yêu cầu
đầu tư đáng kể vào cơ sở hạ tầng mạng và các lựa chọn nội dung bị hạn chế.
Các công nghệ Mobile TV cạnh tranh nhau để đạt được thị phần chia sẻ thị
trường, chúng có nguồn gốc khác nhau và được phát triển với các mục đích khác
nhau. Các cơng nghệ M obile TV được phân loại như trên Hình 1.2.

Hình 1.3: Tổng quan về các công nghệ Mobile TV.
1.2 Các tiêu chuẩn đối với Mobile TV
Mobile TV có khoảng trên 30 loại khn dạng file âm thanh gồm dạng các

file đơn giản có đi .wav, .mpg, Real, QuickTime, Windows M edia 9 và các khn
dạng file khác. Video có khoảng 25 khn dạng khác nhau từ các file video khơng
nén đến file nén có khn dạng M PEG-4, M PEG-4-AVC/H.264. Video có thể có
một dải rộng độ phân giải, kích thước khung và tốc độ. Các tiêu chuẩn được sử
dụng làm nền tảng chung cho việc phân phát các dịch vụ Mobile TV. Các tiêu
chuẩn có thể khác nhau dựa trên cơng nghệ nhưng đã đạt được sự thống nhất chung.
Điều này đòi hỏi các nhóm phải làm việc cùng nhau. Các nhóm này bao gồm các
Hình 1.2: Phân loại các cơng nghệ Mobile TV.
Như vậy, Mobile TV được phân loại thành Mobile TV dựa trên các mạng

nhà thiết kế chip, các nhà chế tạo để vận hành hệ thống, các nhà thiết kế phần mềm
ứng dụng, các nhà thiết kế và sản xuất máy đầu cuối, các nhà phát triển phần mềm,

3G, các mạng quảng bá mặt đất và vệ tinh, và các mạng vơ tuyến băng rộng. Đối

cộng đồng quảng bá tín hiệu truyền hình, các nhà khai thác mạng 3G, và các nhà

với mạng 3G, các dịch vụ được chia thành chế độ quảng bá, multicast và chế độ

khai thác tín hiệu truyền hình quảng bá qua vệ tinh. Ngồi ra, việc tiêu chuẩn hố

unicast. Tất cả các cơng nghệ trên đều đang tiếp tục được phát triển do sự phát triển

cũng liên quan đến ngành công nghiệp chế tạo nội dung để thiết kế nội dung âm

của các dịch vụ truyền hình di động. Hình 1.3 mơ tả tổng quan về các công nghệ

thanh và video cho các máy đầu cuối di động; ngành công nghiệp di động tế bào để

Mobile TV.

thiết lập các hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình di động và nhiều ngành cơng
nghiệp khác. Các tiêu chuẩn Mobile TV được tổng kết trong khuyến nghị ITU-R


BT.1833, ngồi các tiêu chuẩn trong khuyến nghị này, cịn có các cơng nghệ truyền

1.4.1 Cơng nghệ broadcast

hình di động đã được tiêu chuẩn hoá và được triển khai ở nhiều nước trên thế giới
như công nghệ VSB tiên tiến, hệ thống quảng bá đa phương tiện di động ở Trung
Quốc (CMM B).
1.3 Các nguồn tài nguyên đối với Mobile TV
Đối với Mobile TV, một nguồn tài nguyên chung quan trọng là phổ tần số. Ở
Anh và M ỹ phổ tần số dành cho truyền hình truyền thống nằm trong dải VHF và
UHF. Ở Anh công ty BT Movio đã sử dụng phổ tần dành cho quảng bá âm thanh số
(DAB) để p hát tín hiệu truyền hình di động sử dụng tiêu chuẩn DAB-IP. Ở Hàn
Quốc phổ tần DAB dành cho các dịch vụ vệ tinh được sử dụng để phát dịch vụ
truyền hình di động theo khn dạng tín hiệu quảng bá đa phương tiện số qua vệ
tinh (DM B-S). Hàn Quốc cũng cho phép sử dụng phổ tần VHF để cung cấp dịch vụ
truyền hình di động sử dụng công nghệ quảng bá đa phương tiện số mặt đất (DVBT). Công nghệ quảng bá đa phương tiện số cho các máy cầm tay (DVB-H) là một

Hình 1.4: Truyền dẫn broadcast đối với Mobile TV.

tiêu chuẩn được thiết kế sử dụng các mạng DVB-T để phát các dịch vụ DVB-H và
sử dụng chung phổ tần của DVB-T. Ở M ỹ, 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;
HiWire, một nhà khai thác khác sử dụng phổ tần 700 MHz để phát dịch vụ DVB-H.
1.4 Công nghệ broadcast và unicast đối với Mobile TV

Công nghệ cung cấp tới nhiều người sử dụng cùng nội dung ở cùng thời
điểm được gọi là broadcast [1,5], ví dụ như sự quảng bá tín hiệu truyền hình tương
tự và radio. Cơng nghệ này có tính cá nhân thấp vì tất cả người sử dụng đều thu
được cùng nội dung. Tuy nhiên, công nghệ này phù hợp với thị trường vì khơng bị
hạn chế kỹ thuật về số lượng người sử dụng có thể thu nội dung ở cùng thời điểm.

Có hai chế độ phân phát nội dung tới thiết bị M obile TV là: chế độ broadcast
và chế độ unicast. Ở chế độ broadcast, cùng nội dung giống nhau được phát tới số
lượng không hạn chế người sử dụng, trong khi ở chế độ unicast nội dung được phát
theo yêu cầu tới người sử dụng cụ thể dựa trên việc lựa chọn nội dung.

Các công nghệ quảng bá phát tín hiệu truyền hình di động gồm: MBMS,
DMB-T, DM B-S, DVB-H, ISDB-T, ISDB-S, DAB, DAB-IP và MediaFLO. Như
vậy, công nghệ quảng bá được sử dụng tốt nhất để phân phát hiệu quả các kênh
truyền hình phổ biến tới số lượng lớn người sử dụng trong một vùng địa lý nhất
định.
1.4.2 Cơng nghệ unicast
Cơng nghệ cung cấp tín hiệu truyền hình di động theo chế độ một-tới-một
được gọi là unicast [1,5]. Cơng nghệ này có tính cá nhân cao vì mỗi người sử dụng
chỉ xem dòng truyền tải unicast của mình. Unicast cũng có ưu điểm là các nguồn tài
ngun mạng chỉ được sử dụng khi một người sử dụng kích hoạt việc sử dụng dịch


vụ. Hơn nữa, với unicast, mạng có thể tối ưu về mặt truyền dẫn đối với mỗi người

tốc độ khung thấp. Sự phát triển từ công nghệ 2.5G đến 3G đã tăng tốc độ dữ liệu,

sử dụng đơn lẻ. Tuy nhiên các mạng unicast bị hạn chế về số lượng người sử dụng

sự phát triển các giao thức âm thanh và video cùng với kỹ thuật mã hoá nguồn hiệu

được hỗ trợ bởi vì nguồn tài nguyên là hữu hạn vì băng thơng hạn chế. Ví dụ, truyền

quả M PEG-4 dẫn tới mạng 3G có thể cung cấp các kênh video trực tiếp ở tốc độ

tải dòng video của một sự kiện thể thao như bóng đá, bóng chuyền… có thể được

128 kbps hoặc cao hơn. Các mạng 3G được thiết kế để có thể cung cấp tốc độ dữ

lựa chọn bởi hàng trăm nghìn người sử dụng, điều này làm cho nguồn tài nguyên

liệu cao lên tới 384 kbps, do đó các mạng 3G có thể được sử dụng để cung cấp các

mạng bị cạn kiệt. Các tốc độ truyền dẫn ở các mạng tế bào UMTS điển hình là 64

dịch vụ truyền hình di động. Mạng 3G đã được triển khai ở nhiều nước khác nhau

kbps (chuyển mạch kênh, CS), hoặc 220-320 kbps (chuyển mạch gói, PS). Các

trên thế giới, một số nhà khai thác mạng 3G điển hình ở các nước như [1]: Mỹ

mạng GPRS cung cấp tốc độ trong khoảng 30-40 kbps (PS), các mạng EDG E có tốc

(Sprint, Cingular, M idwest Wireless, Alltel, Cellular South, Verizon), Mêxicơ

độ điển hình trong khoảng 100-130 kbps (PS) và HSDPA có thể đạt tốc độ từ 550-

(Telcel), Peru (Moviestar), Canada (Bell, Rogers, TELUS), Anh (Orange, Three)…

1100 kbps (PS). Mặc dù bị giới hạn về băng thông, công nghệ unicast phù hợp cho

Hiệp hội Viễn thông Quốc tế (ITU) đã thống nhất các mạng 3G với tên gọi là IMT-

việc cung cấp dịch vụ video theo yêu cầu và sự tương tác cho các dịch vụ truyền

2000 dựa trên hai công nghệ lõi cơ bản là: UMTS và CDMA2000. Công nghệ

hình di động.

UMTS (WCDM A) được phát triển đối với các nước đang khai thác mạng GSM, các
tần số 3G ở UM TS được phân bổ rời rạc trong phổ tần của UMTS. Trong khi đó
cơng nghệ CDM A2000 được thiết kế tương thích với các mạng CDMAOne. Các
dịch vụ Mobile TV dựa trên mạng 3G có thể cung cấp dòng truyền tải dữ liệu di
động chấp nhận được ở tốc độ lên tới 300 kbps, tương đương với 10 cuộc gọi trong
mạng. Điều này có nghĩa là để cung cấp một dòng truyền tải video, mạng 3G bị tổn
thất 10 cuộc gọi. Do băng thông khả dụng bị hạn chế, các mạng 3G khơng tối ưu để
phát tín hiệu truyền hình di động tới số lượng lớn người 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 như cơng nghệ truy nhập
gói đường xuống tốc độ cao (HSDPA) và công nghệ broadcast và multicast đa
phương tiện (MBMS) đã được phát triển để hỗ trợ các dịch vụ âm thanh và video.
Hình 1.5: Truyền dẫn Unicast đối với Mobile TV.

1.5 Mobile TV 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 phương tiện như video, âm
thanh giống như 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 lượng tín hiệu khơng cao do

Trong điều kiện bình thường, mạng HSDPA có thể phát ở tốc độ 384 kbps

tới 50 người sử dụng trong một tế bào, HSDPA có thể tăng tốc độ bit lên tới 10
Mbps hoặc thậm chí cao hơn (đường xuống) trên các mạng 5 MHz 3G nhờ sử dụng
mã hoá và điều chế thích nghi, định trình gói nhanh và kỹ thuật chọn tế bào nhanh
[1]. Ưu điểm chính của HSDPA là được 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 tư

COFDM với các sơ đồ điều chế khác nhau như QPSK, 16 QA M hoặc 64 QAM để

xin thêm các tần số mới.

khắc phục các ảnh hưởng của nhiễu đa đường đối với máy thu di động. Hệ thống

- Với mạng 3G, công nghệ broadcast và multicast đa phương tiện (MBMS)

DVB-H cũng hỗ trợ chế độ điều chế OFDM 4K phù hợp với mơi trường di động

được tiêu chuẩn hố để phát tín hiệu ở chế độ quảng bá, sự triển khai M BM Sbắt

bên cạnh các chế độ 2K và 8K. DVB-H được thiết kế hoạt động ở các băng thông 5

đầu vào năm 2008, bổ sung khả năng phát quảng bá cho các mạng 3G [9]. Tốc độ

MHz, 6 MHz, 7 MHz và 8 MHz, đây là các băng thông được sử dụng cho các dịch

phát dữ liệu của các mạng này có thể đạt được từ 64 đến 256 kbps sử dụng giao

vụ quảng bá trên thế giới. Kỹ thuật mã hoá kênh được sử dụng ở DVB-H là mã

thức MBMS/UMTS, và từ 32 đến 128 kbps sử dụng giao thức M BM S/GSM. Tuy

xoắn kết hợp với mã Reed Solomon. DVB-H hoạt động ở băng tần UH F hoặc băng

nhiên cơng nghệ này có thể sử dụng tới 30% dung lượng của mạng tế bào, điều này

tần L (ở Mỹ). DVB-H được sử dụng ở Châu Âu, M ỹ, và một số nước Châu Á.

có thể làm giảm chất lượng dịch vụ thoại truyền thống và yêu cầu đầu tư đáng kể

- Công nghệ quảng bá đa phương tiện số phát qua mặt đất (DMB-T)

vào cơ sở hạ tầng mạng [5]. Cơng nghệ MBMS có hai chế độ cung cấp dịch vụ tới

[1,2,14,15]: Công nghệ này phát triển từ hệ thống Eureka-147 cho quảng bá âm

số lượng lớn người sử dụng. Phiên bản thứ sáu 3GPP định nghĩa MBMS có các chế

thanh số (DAB) để cung cấp các dịch vụ đa phương tiện gồm video, âm thanh và

độ cung cấp dịch vụ sau [1]:

các dịch vụ tương tác cho các máy cầm tay di động. DMB là sự mở rộng của tiêu

+ Chế độ multicast truyền tín hiệu từ nguồn phát tới tất cả các thiết bị trong

chuẩn DA B nhờ thêm vào lớp sửa lỗi nhằm truyền các dịch vụ đa phương tiện.

một nhóm multicast. Các thiết bị này có thể nằm ở các tế bào khác nhau hoặc đang

DMB sử dụng dải phổ đã được phân bổ cho DA B, nên việc triển khai DMB trở nên

di chuyển. Do đó, truyền dẫn multicast khơng phát dữ liệu tới tất cả người sử dụng

dễ dàng và đã thành cơng. Có hai phiên bản DMB là DMB-T (quảng bá đa phương

trong một vùng nhất định, mà sự phân phát dữ liệu này có tính chọn lọc.

tiện số mặt đất) và DM B-S (quảng bá đa phương tiện số qua vệ tinh). Đối với

+ Chế độ broadcast truyền tín hiệu tới tất cả người sử dụng trong một vùng

truyền dẫn số mặt đất DMB-T, băng tần VHF và U HF được sử dụng. DMB-T chia

nhất định.

khe VHF 6 MHz thành ba sóng mang, mỗi sóng mang có băng thơng 1.54 MHz, có

1.6 Mobile TV sử dụng truyền dẫn số mặt đất và vệ tinh

thể truyền tải bốn kênh video và các kênh âm thanh phụ. DM B-T sử dụng kỹ thuật

Các công nghệ Mobile TV sử dụng truyền dẫn số mặt đất và vệ tinh bao

mã hoá nguồn H.264 M PEG-4 đối với video và mã hoá nguồn BSAC, MP2 đối với

gồm: DVB-H, DMB-T, ISDB-T, DA B-IP, MediaFLO, DVB-SH, DMB-S, ISDB-S,

âm thanh; dòng truyền tải là M PEG-2 TS; ghép kênh theo tần số FDM, sử dụng

ATSC-M/H. Các công nghệ này được tổng kết ngắn gọn như dưới đây.

điều chế DQ PSK; mã hoá kênh được sử dụng là mã xoắn kết hợp với mã Reed

- Công nghệ quảng bá đa phương tiện số cho các máy cầm tay (D VB-H)

Solomon. DMB-T không hỗ trợ kỹ thuật tiết kiệm nguồn nên đây là vấn đề quan

[1,2,4,5,8]: Công nghệ này dựa trên tiêu chuẩn quảng bá đa phương tiện số mặt đất

trọng đối với các máy di động cầm tay có cơng suất pin thấp. DMB đã được triển

(DVB-T) được tối ưu cho các máy đầu cuối cầm tay, sử dụng chung phổ tần của

khai đầu tiên ở Hàn Quốc và các nước Châu Âu như Đ ức, Anh.

DVB-T. DVB-H sử dụng các khn dạng mã hố nguồn MPEG-4 hoặc Windows

- Công nghệ quảng bá đa phương tiện số phát qua vệ tinh (DMB-S)

Media 9 đối với video và mã hố nguồn AA C . DVB-H sử dụng dịng truyền tải IP

[1,2,14,15]: DM B-S là phiên bản ghép lai của công nghệ quảng bá đa phương tiện

qua M PEG-2 TS; và sử dụng kỹ thuật cắt lát thời gian (time-slicing) để giảm công

số. DMB-S sử dụng băng tần L (1452-1492 MHz) và băng tần S (2170-2200 MHz)

suất tiêu thụ và hỗ trợ chuyển giao giữa các tế bào. DVB-H sử dụng điều chế

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 (M BSat 1). Để đảm

nên M ediaFLO có thể p hát tới khoảng cách xa tới 50 km. Chỉ cần ba hoặc bốn máy

bảo thu được tín hiệu trong nhà, các toà nhà được trang bị thêm các bộ lặp băng tần

phát FLO có thể phủ sóng toàn bộ một vùng thành phố. M ediaFLO được triển khai

S để phát lặp tín hiệu mặt đất. Hàn Quốc là nước đầu tiên khai trương dịch vụ

ở Mỹ và được thử nghiệm ở Đức và Anh.
- Công nghệ các hệ thống truyền hình tiến tiến- tới-máy di động/cầm tay

DMB-S vào ngày 1 tháng 5 năm 2005. Nhà cung cấp dịch vụ là TU Media, chi
nhánh của SK Telecom. Các kênh Video DMB-S có khoảng cỡ 20 kênh bao gồm

(ATSC-M /H) [1,2]: ATSC-M/H (Uỷ ban các hệ thống truyền hình tiên tiến - tới –

các kênh thể thao, phim ảnh, hoạt hình, kịch và các chương trình giáo dục (ví dụ

máy di động/cầm tay) là một tiêu chuẩn được sử dụng ở Mỹ để phát quảng bá các

như CNN, National Geographic Channels, BBC...), các kênh âm thanh có khoảng

kênh truyền hình tới các thiết bị thu di động. ATSC-M /H là sự mở rộng của tiêu

13 kênh bao gồm các kênh phát bằng tiếng anh. Chất lượng âm thanh đạt xấp xỉ

chuẩn ATSC A/53. ATSC-M/H sử dụng các sơ đồ mã hoá kênh mới để chống lại

chất lượng CD với mã hoá AA C ở tốc độ 128 Kbps. Hai kênh trả cước phí khi xem

ảnh hưởng của dịch tần Doppler và hiệu ứng truyền dẫn đa đường. ATSC-M/H sử

(PPV) là phim ảnh và kênh dành cho người lớn.

dụng mã hố bên ngồi là mã Reed Solomon và mã xoắn. Khả năng sửa lỗi được cải

- Công nghệ quảng bá số các dịch vụ tích hợp-mặt đất (ISDB-T) [1,2] :

thiện bằng cách sử dụng kỹ thuật kiểm tra tổng CRC và kỹ thuật giải mã tẩy. Một

Khuyến nghị ITU-R BT.1833 mô tả hai hệ thống ISDB-T riêng biệt: Hệ thống thứ

bộ mã hoá lưới cũng được sử dụng nhằm tương thích với các máy thu A/53. ATSC-

nhất dựa trên cơng nghệ ISDB-T-một segment (sử dụng 1/13 băng thông của truyền

M/H là một dịch vụ đối với các máy thu truyền hình di động và sử dụng một phần

dẫn số mặt đất), hoạt động ở băng thông 429 kHz, 500 kHz, hoặc 571 kHz; hệ thống

tốc độ 19.39 Mbit/s của dòng truyền tải ATSC 8VSB. Tiêu chuẩn ATSC-M /H định

thứ hai là hệ thống kết hợp mặt đất/vệ tinh, hoạt động ở băng thơng 25 MHz. ISDB-

nghĩa một cấu trúc dịng truyền tải cố định, dựa trên các khung M/H, các khung này

T sử dụng kỹ thuật mã hoá nguồn H.264 MPEG-4/AVC đối với video, mã hố

thiết lập vị trí nội dung M/H trong các khung VSB và cho phép dễ dàng xử lý bởi

nguồn MPEG-2 AAC đối với âm thanh; dòng truyền tải là MPEG-2 TS; sử dụng

máy thu M/H. Dữ liệu được bảo vệ bởi mã sửa lỗi hướng đi FEC, chẳng hạn như

điều chế COFDM với các sơ đồ điều chế như Q PSK, DQPSK, 16 QAM và 64

các mã xoắn và ghép xen. Để cải thiện chất lượng tín hiệu ở máy thu, ATSC-M /H

QAM . Hơn nữa, hệ thống ISDB-T hỗ trợ chế độ điều chế OFDM 4K phù hợp với

sử dụng các chuỗi san bằng kênh cho phép sự ước lượng kênh ở máy thu. ATSC-

môi trường di động bên cạnh các chế độ 2K và 8K. ISDB-T được sử dụng ở Nhật

M/H sử dụng kỹ thuật cắt lát theo thời gian để tiết kiệm pin cho máy thu, kỹ thuật

Bản, Brazil và Peru.

này dựa trên việc truyền dẫn ghép kênh phân chia theo thời gian các dịch vụ khác

- Công nghệ chỉ liên kết hướng đi đa phương tiện (MediaFLO) [1,2,7,16]:
Đây là một hệ thống đầu cuối-tới-đầu cuối cho phép phát quảng bá các dòng truyền
tải video, âm thanh, các file đa phương tiện số… tới máy thu di động. Hệ thống này
được phát triển bởi hãng Qualcomm, được thiết kế để tối ưu vùng phủ, dung lượng

nhau.
Các công nghệ Mobile TV khác đang trong giai đoạn tiêu chuẩn hoá hoặc
được triển khai gồm:
- Công nghệ Mobile TV quảng bá âm thanh số dựa trên nền IP (DAB-IP)

và công suất tiêu thụ của máy thu. Hệ thống hoạt động ở băng tần 700 MHz (ở Mỹ),

[1,12,13]: Công nghệ này là một phiên bản của tiêu chuẩn ETSI DA B và đã được

băng tần UH F hoặc băng tần L (MediaFLO có thể hoạt động ở tần số bất kì từ 300

tiêu chuẩn hố bởi ETSI vào giữa năm 2006. DAB-IP có thể cung cấp các dịch vụ

MHz – 1.5 GHz, và được thiết kế tối ưu sử dụng trong băng UH F ; với các băng

Mobile TV với các khe phổ tần 1.5 M Hz khả dụng cho công nghệ DAB [1]. Tiêu

thông 5 MHz, 6 MHz, 7 M Hz hoặc 8 MHz. Nhờ sử dụng máy phát có cơng suất cao

chuẩn DA B-IP sử dụng lớp IP để truyền tải các dòng dữ liệu âm thanh, video và IP.


Nội dung được phân phát bởi chế độ IP multicast. DA B-IP sử dụng nhiều kỹ thuật
mã hoá nguồn đối với video và âm thanh (ví dụ mã hố nguồn H.264 hoặc

1.7.2 Mobile TV sử dụng công nghệ WiMAX
Công nghệ WiM AX là công nghệ cho phép truyền dẫn các dịch vụ dữ liệu

Windows Media 9 đối với video và AAC+ hoặc BSAC đối với âm thanh). Lớp IP

trong một vùng phủ rộng hơn so với WiFi. WiMAX có thể cung cấp dung lượng

có thể được truyền tải qua nhiều loại mạng quảng bá và unicast như DA B, DVB-H

cao hơn và do đó đắt hơn so với WiFi. WiM AX rất phù hợp để truyền dẫn video và

hoặc mạng 3G (UM TS). Cơng nghệ này có số lượng kênh hạn chế so với công nghệ

nội dung đa phương tiện. WiM AX có thể cung cấp dịch vụ truy nhập Internet vô

DVB-H hoặc MediaFLO và đã được triển khai thương mại ở Anh vào năm 2006.

tuyến tốc độ cao khi máy thu đang chuyển động thậm chí lên tới tốc độ 60 km/h [1].

- Công nghệ quảng bá đa phương tiện di động ở Trung Quốc (CMMB) [1]:

Các ứng dụng điển hình của WiM AX là âm thanh và video theo yêu cầu. Với

Đây là một hệ thống quảng bá vô tuyến mặt đất/vệ tinh. Hệ thống này hoạt động ở

WiMAX , người sử dụng di động có thể tải về hoặc xem dịng video trực tiếp khi

băng thơng 2 MHz hoặc 8 MHz, sử dụng điều chế OFDM , và hỗ trợ các dịch vụ

đang di chuyển trên tàu, ôtô…WiMAX hỗ trợ sự chuyển vùng giữa mạng WiM AX

tương tác.

và các mạng di động, các máy cầm tay di động có thể chuyển từ mạng di động tới

1.7 Mobile TV sử dụng công nghệ vô tuyến băng rộng

các kết nối vô tuyến. Tuy nhiên, nhược điểm của WiM AX là việc sử dụng dải phổ

Các mạng vô tuyến đã và đang được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu. Các

tần số cần được cấp phép, không giống như WiFi. WiMAX có thể cung cấp tốc độ

mạng này được xem là có tiềm năng lớn để truyền tải các dịch vụ đa phương tiện và

cao hơn 20 Mbps và vùng phủ rộng tồn thành phố với một số ít máy phát. WiMAX

các dịch vụ truyền hình di động.

được đặc tả bởi hai tiêu chuẩn: WiMAX truy nhập vô tuyến cố định (IEEE 802.16d)

1.7.1 Mobile TV sử dụng cơng nghệ WiFi

có thể cung cấp tốc độ dữ liệu trong khoảng 70-100 M bps. IEEE 802.16d sử dụng

Các mạng WiFi (802.11x) đã trở nên phổ biến trong việc cung cấp dịch vụ

công nghệ điều chế OFDM đa sóng mang (256 sóng mang) và kỹ thuật truy nhập

truy nhập Internet. Các mạng WiFi ngày nay đang được sử dụng nhiều trong các

OFDM A với 2048 sóng mang để khắc phục các ảnh hưởng của fading đa đường và

khu vực công cộng như các toà nhà, quán càfê, bệnh viện, khách sạn, sân

fading chọn lọc theo tần số. WiMAX truy nhập vô tuyến cố định đã được triển khai

bay…WiFi cho phép truyền dẫn ở tốc độ cao hơn so với các mạng di động. Tiêu

ở Châu Âu, Mỹ, Singapore, Hồng Kông và nhiều nước khác. Trong khi đó WiMAX

chuẩn WiFi 802.11b có thể cung cấp tốc độ lên tới 11 Mbps, trong khi đó tiêu chuẩn

di động (IEEE 802.16e) sử dụng điều chế OFDMA có thể cung cấp tốc độ dữ liệu

WiFi 802.11g tương thích với 802.11b có thể cung cấp tốc độ lên tới 54 Mbps. Do

lên tới 15 Mbps trong phạm vi 10 km, cho phép máy cầm tay di chuyển ở tốc độ lên

truyền dẫn dữ liệu ở tốc độ cao, WiFi được xem là một phương thức để truyền dẫn

tới 150 km/h [1]. WiMAX di động là công nghệ tiềm năng cung cấp các dịch vụ đa

tín hiệu truyền hình di động. Với WiFi người sử dụng di động có thể tải các nội

phương tiện với các lý do sau [1]:

dung truyền hình qua Internet sử dụng máy di động cầm tay. Nội dung có thể được

- Đa số các công nghệ phân phát đa p hương tiện di động dựa trên chế độ IP

xem khơng trực tuyến sau đó. WiFi có chi phí hiệu quả vì khơng u cầu giấy phép

unicast hoặc multicast, ví dụ như các dịch vụ M BM S multicast; DVB-H với IP data

mạng, và tương đối rẻ để triển khai. Tuy nhiên vẫn còn tồn tại các vấn đề cần giải

casting; DAB-IP…

quyết như chuyển vùng giữa mạng WiFi và các mạng tế bào, vấn đề tính cước…

- Các cơng nghệ WiMAX cung cấp mơi trường để phân phát dịch vụ đa
phương tiện trên nền IP, và được xem là công nghệ tiềm năng khi phổ tần của các
mạng 3G và DVB-H hạn hẹp.


- Các máy điện thoại di động đã bắt đầu cung cấp các giao diện WiFi
(802.16b), WiMAX hoặc WiBro (tiêu chuẩn vô tuyến băng rộng được phát triển bởi
Viện nghiên cứu điện tử và viễn thông Hàn Quốc ETRI).
- Các ứng dụng khả dụng có thể cung cấp dịch vụ Mobile TV trên nền
WiMAX hoặc vô tuyến băng rộng với sự tương thích tồn cầu.
Ưu điểm của WiMAX và WiFi là chúng đều cung cấp chế độ unicast điểmtới-điểm cũng như 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 tương tác đối với người sử dụng
di động.
1.8 Kết luận chương
Trong chương này, tác giả muốn giới thiệu tổng quan về truyền hình di động
và mơ tả sơ lược mơ hình thu phát truyền hình di động, cũng như phương pháp
chính phát tín hiệu truyền hình di động bên cạnh đó nêu những ưu, nhược điểm từng
phương pháp và phân loại các cơng nghệ truyền hình di động. Thế nào là chế độ
broadcast, multicast và unicast, thế nào là công nghệ truyền hình di động sử dụng
mạng tế bào và truyền hình di động sử dụng truyền dẫn số mặt đất, vệ tinh, mobile
tv sử dụng công nghệ vô tuyến băng rộng như: công nghệ wifi và wimax nhằm giúp
cho đọc giả khái quát quá trình phát triển, thấy sự đa dạng của các cơng nghệ truyền
hình di động trên thế giới.

Chương 2: NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT
STREAMING VÀ MOB ILE MULTIMEDIA
2.1 Định nghĩa về Mobile Multimedia
Mobile M ultimedia (đa phương tiện di động) bao gồm việc tạo ra nội dung
được thiết kế cho các mạng di động, truyền dẫn và phân phát nội dung này sử dụng
các giao thức tiêu chuẩn [1]. Nội dung có thể có nhiều dạng như: đồ hoạ, hình ảnh,
âm thanh và video trực tiếp, các bản tin đa phương tiện, các trò chơi, VoIP, truyền
tải dòng âm thanh và video… Nội dung đa phương tiện trong môi trường di động
cần được thiết kế phù hợp với việc sử dụng được ở máy thu đầu cuối di động (phù
hợp với băng thông truyền dẫn; môi trường truyền dẫn di động; công suất pin tiêu
thụ và khả năng xử lý, kích thước màn hình, bộ nhớ của máy thu di động; các công
nghệ truyền dẫn như G SM, GPRS, 3G-GSM , CDM A, 1xEV-DO ). Điều này được
thực hiện bằng cách định nghĩa các profile của các file đa phương tiện, các giao
thức, hoặc các ứng dụng trở thành các tiêu chuẩn cho Mobile Multimedia. Hình 2.1
mơ tả các phần tử của Mobile Multimedia.


kênh phân phát có khả năng phân phát dữ liệu HTTP ở các tốc độ bit yêu cầu.
Phương pháp thực tế hơn đó là phương pháp truyền tải dịng thời gian thực (realtime streaming), phương pháp này yêu cầu sử dụng các giao thức đặc biệt (giao thức
thời gian thực RTP, các giao thức multicasting…) và các server đặc biệt (Apple
QuickTime server, RealTime server, Windows Media server).
Streaming bao gồm các bước sau:
 Bắt giữ và mã hoá nội dung
 Biến đổi file thành khuôn dạng streaming
 Stream serving
 Truyền tải dịng qua các mạng IP
 Chạy chương trình trên media player
Hình 2.1: Các phần tử của Mobile Multimedia.
2.2 Streaming

Streaming (truyền tải dòng) nội dung như âm thanh, video đã trở thành cơng

2.2.1 Q trình bắt giữ và mã hố nội dung
Quá trình bắt giữ nội dung bao gồm việc tiếp nhận dịng âm thanh và video ở
khn dạng tương thích với card bắt giữ video của máy tính PC hoặc server. Khuôn

nghệ phổ biến cùng với sự phát triển của Internet vào những năm 1990. Một

dạng có thể là A VI hoặc các ứng dụng chuyên nghiệp, dạng SDI. Card bắt giữ gồm

phương pháp truyền tải dữ liệu video đó là người sử dụng sẽ tải về các file âm thanh

các bộ mã hố phần cứng có thể tiếp nhận nội dung ở khuôn dạng YC, RGB… Sau

và video và bắt đầu xem chương trình khi đã tải xong, phương pháp này có nhược

khi bắt giữ, các file được lưu giữ trên đĩa ví dụ ở khn dạng .avi trước khi nén. Sau

điểm là do kích thước của các file có thể lớn (ví dụ 20 Mbytes) nên thời gian chờ để

khi nén các file được lưu giữ ở khuôn dạng nén phù hợp như .mpg, .mp4… phụ

tải về là rất dài. Ở chế độ streaming dữ liệu âm thanh và video được phân phát tới

thuộc vào bộ mã hoá được sử dụng.

người sử dụng di động hoặc các thiết bị khác ở cùng tốc độ trung bình giống như

2.2.2 Biến đổi file thành khuôn dạng streaming

khi dữ liệu này được xem. Ví dụ, với kết nối 128 kbps, dữ liệu video ở tốc độ 64-

Để các file được truyền tải dòng streaming theo thời gian thực, các file này

100 kbps có thể được truyền tải dịng liên tục, cho phép người sử dụng truy nhập

cần có thơng tin điều khiển thời gian, thông tin này được sử dụng bởi server để quản

trực tiếp tới nội dung đa phương tiện. Streaming thực hiện được nhờ sử dụng các bộ

lý tốc độ phát. Do đó các file được biến đổi thành khn dạng streaming bằng cách

mã hố có tốc độ nén cao cùng với cơng nghệ truyền tải dịng nội dung bằng cách

thêm vào thông tin điều khiển thời gian và metadata giúp cho việc phân phát có thứ

biến đổi khn dạng file dữ liệu lưu giữ thành khn dạng gói phù hợp với với

tự dữ liệu streaming đối với các ứng dụng. Ví dụ QuickTime sử dụng một tính năng

truyền tải qua mạng Internet.

gọi là Hint Tracks để cung cấp thơng tin điều khiển nhằm xác định thơng tin âm

Có hai phương pháp để truyền tải dòng. Dữ liệu âm thanh, video, các trang
Web có thể được cung cấp bằng cách sử dụng giao thức HTTP. Phương pháp này
được gọi là truyền tải dòng tiên tiến (progressive streaming), và thực hiện được khi

thanh và video đã được streaming.

hiện phân phát gói ở tốc độ chính xác. Ví dụ, dựa trên thông tin phản hồi từ client,

2.2.3 Stream serving
Stream serving là một ứng dụng đặc biệt được sử dụng ở chế độ client server

server có thể chọn một trong các tốc độ bit truyền tải dòng khả dụng (chẳng hạn 64,

để phát chuỗi liên tục các gói qua mạng IP đến máy client. Ứng dụng streaming sử

128, 256 kbps) hoặc chọn tốc độ khung thấp hơn để đảm bảo tốc độ dữ liệu truyền

dụng các giao thức trao đổi file thời gian thực đa phương tiện được phát triển bởi

tải không vượt quá khả năng của kênh IP. Kênh điều khiển sử dụng giao thức

IETF. Các giao thức này bao gồm: giao thức thời gian thực RTP, giao thức điều

RTSP, giao thức này hoạt động trên nền giao thức TCP và IP. RTSP do đó điều

khiển thời gian thực RTCP và giao thức truyền tải dòng thời gian thực (RTSP).

khiển việc phân phát nội dung streaming tới client qua mạng IP. RTSP hỗ trợ các

Quá trình streaming bao gồm hai kênh riêng rẽ được thiết lập cho phiên

chức năng điều khiển như xem lại (playback), xem (play), tua đi (forward), tua lại

streaming. Kênh dữ liệu cung cấp việc truyền tải dữ liệu âm thanh và video, trong

(reverse) và dừng tạm thời (pause), kết hợp với media player của client sẽ cung cấp

khi đó kênh điều khiển cung cấp phản hồi từ streaming client (ví dụ như media

cho người sử dụng đầy đủ chức năng điều khiển trong quá trình xem lại qua truyền

player) tới server. Dữ liệu âm thanh và video trong q trình streaming được điều

tải dịng streaming.

khiển bởi giao thức RTP, giao thức này sử dụng giao thức UDP và IP làm các lớp

2.2.4 Streaming serving và quản lý băng thơng

bên dưới. Do đó dữ liệu được phân phát theo chuỗi datagram mà không cần xác
nhận. Điều này tạo thành kênh dữ liệu trong quá trình streaming.

Streaming server và media client (thực hiện thiết lập kết nối đến server để
truyền tải dòng) hoạt động ở chế độ bắt tay như mơ tả trên Hình 2.3.

`
Hình 2.2: Giá giao thức streaming.
Client cung cấp thông tin như số lượng gói thu được và chất lượng kênh qua
kênh RTCP. Server dựa trên thơng tin thu được sẽ biết tình trạng lỗi và tắc nghẽn
của mạng và tốc độ mà client thực sự thu được các gói. Nhờ đó server có thể thực

Hình 2.3: Stream serving.
Dịng media được gửi theo các khối dữ liệu, các khối này được biến đổi
thành các gói RTP. Mỗi gói RTP bao gồm phần tiêu đề và dữ liệu. Tiêu đề có phần

mơ tả dịng truyền tải, dấu thời gian, và số thứ tự của gói dữ liệu. Thơng tin này rất

2.3 Chương trình xem và server streaming

cần thiết trong việc ghép lại các gói theo thứ tự chính xác ở máy thu đầu cuối. Giao

2.3.1 Khuôn dạng Media của Microsoft Windows

thức RTP duy trì tốc độ phân phát dữ liệu đã được cố định và được thoả thuận qua
kết nối UDP/IP, trong khi đó giao thức RTSP hỗ trợ sự tương tác client với các

Windows Media là họ các bộ mã hoá và bộ giải mã cũng như server và
player truyền tải dòng, gồm các thành phần sau:

chức năng như xem và dừng tạm thời. Khi một kết nối được thiết lập, RTSP được

 Họ các bộ mã hoá Windows Media

sử dụng để tạo kết nối ở tốc độ bit cao nhất mà mạng IP hỗ trợ (có thể gồm các

 Windows Media Service (server)

đường liên kết vô tuyến hoặc các mạng GSM/GPRS hoặc 3G, CDM A). Các gói

 Các bộ mã hoá/giải mã âm thanh và Video Windows Media

truyền tải (âm thanh và video) được xử lý liên tục khi chúng tới media player.

Các bộ mã hố có thể lưu giữ các file video ở các khuôn dạng như .avi và tạo

Client cần thực hiện lưu đệm dữ liệu vì tốc độ bit truyền dẫn thay đổi. Nếu tốc độ

ra các file ở khuôn dạng . wmv hoặc . asf. Các bộ mã hoá/giải mã gồm hai loại: dựa

dữ liệu thấp hoặc tỷ lệ lỗi cao do điều kiện đường liên kết thì client sẽ gửi tín hiệu

trên dạng Windows Media và M PEG-4. Chương trình Windows Media là một phần

tới server yêu cầu thực hiện chuyển mạch sang truyền tải dịng thơng minh hoặc đo

của hệ điều hành Windows. Server của Windows Media truyền tải dòng các file ở

tốc độ khung bị rớt. Quá trình này tạo thành kết nối unicast. Đối với mỗi client (ví

khn dạng . wmv (khuôn dạng Windows Media video) hoặc . asf (khuôn dạng

dụ như máy di động hoặc media player), có một số dòng truyền tải (kênh dữ liệu

streaming tiên tiến).

riêng rẽ và kênh điều khiển riêng rẽ) được thiết lập để thực hiện q trình streaming
thành cơng. Tuy nhiên dạng kết nối này khơng lý tưởng khi có một số lượng lớn
người sử dụng muốn truy nhập cùng một nội dung, vì khi đó số dịng truyền tải và
dữ liệu được cung cấp tăng lên nhanh chóng.
Chế độ truyền dẫn khác là chế độ multicast, trong đó nhiều người sử dụng
cùng thu được nội dung, khi đó dữ liệu được phát multicast. Các bộ định tuyến
trong mạng thu được dòng multicast thực hiện phát lặp dữ liệu tới các đường liên
kết khác trong mạng. Thay vì hàng trăm nghìn phiên unicast, mỗi đường liên kết
truyền tải chỉ một dòng nội dung multicast. Phương pháp này có nhiều ưu điểm, tuy

nhiên các client khơng có cơ chế điều khiển để u cầu server thay đổi tốc độ bit
truyền dẫn khi xảy ra lỗi hoặc tắc nghẽn mạng…
Với M PEG-4 có cơ chế khác để cung cấp tốc độ bit cao hơn tới các client khi
mạng có băng thơng cao hơn. Server truyền tải dịng MPEG-4 sẽ phát dịng cơ sở có
độ phân dải thấp và một số dòng phụ. Client thu dòng cơ sở và các dịng phụ này
khi băng thơng khả dụng làm cho chất lượng hình ảnh tốt hơn.

Hình 2.4: Xử lý dữ liệu đã được lưu giữ ở bộ đệm trong chế độ streaming.
Phiên bản 9 của Windows Media cung cấp các tính năng tiên tiến như truyền
tải dịng nhanh và lập trình nội dung động. Truyền tải dịng nhanh cung cấp truyền
tải dịng ngay tức khắc, tức là khơng cần lưu giữ đệm trước khi bật chương trình và
các tính năng “ln sẵn sàng” phù hợp với kết nối băng rộng. Điều này đảm bảo
khơng có sự ngắt qng trong q trình xem chương trình. Truyền tải dịng
Windows Media là công nghệ bản quyền và không dựa trên giao thức thời gian thực


RTP, giao thức truyền tải dòng thời gian thực RTSP và giao thức mô tả phiên SDP.

thứ tự hiển thị theo dạng tuần tự và quy định dạng trình bày nội dung, như văn bản,

Multicasting được hỗ trợ bởi IGM Pv3, Windows Media hỗ trợ Ipv6.

video và đồ hoạ. Ví dụ Hình 2.6 là một mơ tả SMIL, truyền tải dòng hai video clip,
theo sau bởi một bản tin thời tiết bao gồm video, một cửa sổ dạng văn bản và một
đồng hồ dạng văn bản.

Hình 2.5: Media Player.
Hình 2.6: Truyền tải dòng nội dung dựa trên SMIL.

2.3.2 Apple QuickTime

QuickTime của Apple là tập các các công cụ và player để điều khiển dữ liệu
đa phương tiện và truyền tải dịng streaming. Các thành phần của QuickTime gồm:
Một trình duyệt, hoặc player đa phương tiện QuickTime và QuickTime streaming
server. QuickTime sử dụng giao thức RTP và RTSP và tiêu chuẩn nén là M PEG-4.
2.4 Rich Media-Ngôn ngữ đa phương tiện đồng bộ
Rất nhiều ứng dụng yêu cầu hiển thị nhiều hình ảnh, đồ hoạ hoặc file âm
thanh; các file này cần được đồng bộ và biểu diễn ở dạng media tích hợp. Ví dụ như
âm thanh được kết hợp với hình ảnh, thoại được kết hợp với phần trình bày. Ngôn

2.5 Mobile Multimedia
2.5.1 Các phần tử của Mobile Multimedia
 Các phần tử của Mobile M ultimedia gồm:
 Các file đa phương tiện;
 Các thủ tục thiết lập và giải phóng cuộc gọi để phân phát dữ liệu đa
phương tiện;
 Các giao thức truyền tải dữ liệu đa phương tiện;
 Các player đa phương tiện và các client đầu cuối.

ngữ tích hợp đa phương tiện đồng bộ (SMIL) là một kỹ thuật thực hiện việc đồng

Ví dụ một ứng dụng có thể là một file Windows M edia được truyền tải dòng

bộ trên. SMIL được hỗ trợ bởi RealM edia và Apple Quick Time. Cũng có thể bổ

tới máy điện thoại di động bằng cách sử dụng giao thức 3G-PSS qua mạng 3G. File

sung chức năng đồng bộ media vào ngôn ngữ HTML bằng cách sử dụng ngôn ngữ

này yêu cầu chương trình Windows Media player để chạy. M obile TV là một ứng

XML cho phép mô tả các tham số đồng bộ truyền tải dịng video, hình ảnh và văn

dụng khác, sử dụng giao thức truyền tải dòng chuyển mạch gói 3GPP và các khn

bản. SMIL là một tiêu chuẩn cho phép viết các ứng dụng đa phương tiện tương tác

dạng file được nén tốc độ cao được định nghĩa bởi 3GPP, cho phép dòng truyền tải

bao gồm các đối tượng đa phương tiện và siêu liên kết hyperlink, cho phép điều

liên tục được phân phát, giải mã và hiển thị trên máy thu di động. M ột số ứng dụng

khiển đầy đủ việc hiển thị trên màn hình. SMIL có các tham số xác định vị trí và

cho M obile Multimedia được mơ tả ở Hình 2.7.


Hình 2.7: Các ứng dụng của Mobile Multimedia.
MMS là giao thức mở rộng của SMS và được định nghĩa là một tiêu chuẩn
mới. Các bản tin MMS có nhiều kiểu nội dung như văn bản, hình ảnh (.jpg hoặc

Hình 2.8: Các dịch vụ Mobile Multimedia phổ biến.
2.5.2 Sự tiêu chuẩn hoá Multimedia đối với các mạng di động
Các nhà khai thác dịch vụ di động, các nhà chế tạo thiết bị và các nhà bán

.gif), âm thanh, video. Thông tin có thể được biểu diễn đồng bộ bởi ngơn ngữ

hàng thiết bị di động cũng như các tổ chức tiêu chuẩn đã nỗ lực thực hiện tiêu chuẩn

SMIL.

hố các khn dạng file, các giao thức, các thủ tục thiết lập cuộc gọi và các ứng
Dịch vụ tải về Video clip là dịch vụ thường được sử dụng trong các mạng di

dụng đối với các mạng di động. Tiêu chuẩn đã được thực hiện bởi các dự án hiệp

động. Người sử dụng gửi yêu cầu về clip qua tin nhắn SMS hoặc sử dụng kết nối

hội 3G (3GPP). 3GPP là một dự án gồm một số tổ chức tiêu chuẩn nhằm thiết lập

WAP. Nội dung được thu bởi giao thức M MS hoặc tải về sử dụng giao thức WAP.

các tiêu chuẩn cho các dịch vụ di động tế bào thế hệ ba. Trên thực tế có hai diễn đàn

Máy thu di động khi đó cần có chương trình player phù hợp như Real hoặc

thực hiện các nỗ lực tiêu chuẩn hoá này là 3GPP (khởi đầu từ các nhà khai thác

Windows Media để chạy nội dung đã tải về.

mạng GSM, GPRS, EDGE, và 3G -WCDMA) và 3GPP2 (các nhà khai thác mạng

Video streaming có thể được sử dụng để thu nội dung trực tiếp (như các trận

CDMA2000, CDMA1X, CDMA3X…). 3GPP hình thành năm 1998 và có mục tiêu

bóng đá, lưu lượng giao thông…). Đây là một dịch vụ theo yêu cầu, đã được tiêu

là cung cấp các đặc tả kỹ thuật ứng dụng toàn cầu cho hệ thống di động thế hệ ba

chuẩn hoá sử dụng các giao thức PSS và phát ở chế độ unicast từ server tới người sử

khi phát triển từ các công nghệ 2G và 2.5G. Các phiên bản mới nhất của 3GPP và

dụng.

3GPP2 trình bày bức tranh hài hồ về các khn dạng file, các giao thức, các thủ
Video calling được thực hiện nếu cả chủ gọi và bị gọi đều sử dụng điện thoại

tục thiết lập cuộc gọi và các khả năng thiết bị người sử dụng. Các phiên bản 3GPP

có camera. Các tiêu chuẩn gọi video đã được hình thành bởi các tiêu chuẩn 3G-

bao gồm các tiêu chuẩn mã hoá và giải mã âm thanh, đồ hoạ, video, dữ liệu, các thủ

324M, sử dụng kết nối chuyển mạch kênh đảm bảo một tốc độ bit không đổi. Dịch

tục điều khiển cuộc gọi, máy di động, và các thiết bị người sử dụng.

vụ gọi video có thể mở rộng thành dịch vụ hội nghị truyền hình.


đã cung cấp các dịch vụ M obile TV trên mạng unicast 3G sử dụng công nghệ truyền

2.6 Kết luận chương
Nội dung trong chương này tác giả chủ yếu nghiên cứu kỹ thuật streaming và

tải dịng chuyển mạch gói (PSS). Ngày nay PSS được hỗ trợ bởi các nhà sản xuất

phương pháp truyền tải dịng, q trình streaming như: bắt giữ và mã hóa nội dung,

thiết bị đầu cuối và cung cấp các dịch vụ truyền tải dịng có chất lượng chấp nhận

biến đổi file thành khuôn dạng streaming, phân tích q trình streaming. Ứng dụng

được. Chất lượng được cải thiện hơn nhờ sử dụng bộ mã hoá/giải mã video H.264

streaming sử dụng các giao thức trao đổi file thời gian thực đa phương tiện. Phân

và sử dụng các phần mang truyền tải dịng có hỗ trợ QoS [6]. Chất lượng và dung

tích các giao thức thời gian thực, giao thức điều khiển thời gian thực và giao thức

lượng cũng được cải thiện nhờ sử dụng công nghệ truy nhập gói đường xuống tốc

truyền tải dịng thời gian thực. Giới thiệu chương trình xem và server streaming, tìm

độ cao HSDPA.

hiểu sơ lược về mobile multimedia như các phần tử của mobile multimedia, sự tiêu
chuẩn hóa multimedia và các ứng dụng của Mobile Multimedia.

Nhược điểm chính của cơng nghệ unicast là dung lượng mạng giảm khi có
nhiều người xem cùng chương trình truyền hình đồng thời. Khi đó, cơng nghệ
broadcast là cơng nghệ truyền tải thích hợp hơn. Dự án hiệp hội thế hệ ba 3GPP đã
hồn thành đặc tả cơng nghệ dịch vụ broadcast và multicast đa phương tiện
(M BMS) ở phiên bản UMTS 6. Dự án 3GPP2 đặc tả công nghệ dịch vụ broadcast
và multicast (BCMCS) đối với CDM A2000 [10]. 3GPP M BMS và 3GPP2 BCMCS
có nhiều điểm tương đồng. Cả MBM Svà BCM CS đều yêu cầu sự thay đổi nhỏ đối

Chương 3: CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG
CƠ BẢN
3.1 Mobile TV sử dụng mạng 3G
3.1.1 Giới thiệu chung
Các mạng 2.5G và 2.75G như GPRS, CDMA 1xRTT và EDG E được phát
triển bởi các nhà khai thác mạng 2G để có thể cung cấp các ứng dụng dữ liệu và
truyền tải dịng âm thanh, video.... Cơng nghệ 3G-UM TS có thể cung cấp các kết
nối chuyển mạch kênh lên tới tốc độ hơn 384 kbps và cung cấp các kết nối chuyển
mạch gói lên tới tốc độ 2 Mbps bằng cách sử dụng các sóng mang 5 MHz, cải tiến
các giao diện vô tuyến và các cấu trúc mạng lõi. Cơng nghệ CDMA2000 EV-DO có
thể cung cấp các dịch vụ với tốc độ từ 400-700 kbps, và có thể lên tới 2 Mbps [1].
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 M obile TV qua các mạng 3G
là hoàn toàn khả thi. Những năm trước đây, nhiều nhà khai thác mạng tế bào đã bắt
đầu cung cấp các dịch vụ Mobile TV trên các mạng 2.5G và 3G. Các nhà khai thác

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 cơng nghệ quảng bá tế bào có chi phí
tương đối rẻ so với các cơng nghệ quảng bá khác như DVB-H, DMB (các công
nghệ này yêu cầu phần cứng máy thu mới ở thiết bị đầu cuối và đầu tư đáng kể vào
cơ sở hạ tầng mạng).
3.1.2 Các yêu cầu đối với việc truyền tải tín hiệu Mobile TV qua các mạng di
động
Để có thể truyền tải các file đa phương tiện âm thanh và video hoặc tín hiệu
truyền hình trực tiếp truyền tải dịng, các mạng di động tế bào cần đáp ứng được các
yêu cầu sau đây [1]:
- Mạng cần có các giao thức đã được tiêu chuẩn hoá và thống nhất để thiết
lập cuộc gọi, trả lời, thiết lập cuộc gọi video hoặc truyền tải dòng video. Các giao
thức này cần được tuân theo đồng nhất qua các mạng để các cuộc gọi có thể được
thiết lập giữa những người sử dụng ở các mạng khác nhau. Các giao thức được tiêu

chuẩn hoá cũng giúp các nhà sản xuất thiết bị đầu cuối cung cấp các máy di động có


thể làm việc đồng nhất qua các mạng khác nhau. Các thủ tục để thiết lập các cuộc

- Các vấn đề QoS;

gọi cũng như truyền tải dịng chuyển mạch gói đã được hình thành bởi khuyến nghị

- Vấn đề quản lý bản quyền số đối với các dịch vụ truyền tải dòng.

3G-324M đối với các cuộc gọi video và 3GPP-PSS đối với truyền tải dòng tương

3GPP-PSS chủ yếu dựa trên các giao thức được phát triển bởi IETF. 3GPP-

ứng.

PSS định nghĩa giá giao thức cho việc thiết lập và truyền tải dữ liệu sử dụng lớp IP
- Mạng phải có các tiêu chuẩn để mã hoá âm thanh và video đối với các ứng

(Hình 3.1). Các khn dạng file âm thanh, video, đồ hoạ, mơ tả hình ảnh và biểu

dụng khác nhau như truyền tải dòng video và cuộc gọi video. Các giao thức sử dụng

diễn thông tin cũng được mô tả. Giá giao thức 3GPP-PSS thống nhất việc thiết lập

các thuật toán nén hiệu quả cao như MPEG-4 hoặc H.264 để giảm băng thông yêu

cuộc gọi và truyền tải dữ liệu đa phương tiện qua các mạng khác nhau thậm chí khi

cầu đối với âm thanh và video đã được mã hố. Với kích thước màn hình nhỏ của

các mạng này có các giao diện vơ tuyến khác nhau.

máy di động, có thể sử dụng các profile đơn giản đối với video mà khơng cần mã
hố số lượng lớn các đối tượng.
- Mạng phải đáp ứng được tốc độ dữ liệu phù hợp để có thể truyền tải các
khung video liên tục khơng bị ngắt qng.

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. Ngồi ra giao thức HTTP
được sử dụng để tải về các mô tả biểu diễn và hình ảnh.

3.1.3 Truyền tải dịng Mobile TV sử dụng các tiêu chuẩn 3GPP-Dịch vụ truyền
tải dòng chuyển mạch gói 3GPP (PSS )
Việc cung cấp tín hiệu Mobile TV hoặc tín hiệu video qua truyền tải dịng
streaming là một trong những phương pháp phổ biến nhất để phân phát tín hiệu
video. Tiêu chuẩn truyền tải dịng chuyển mạch gói PSS được phát triển bởi 3GPP
là tiêu chuẩn chủ yếu được 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 như âm thanh, video và văn bản. PSS cũng định nghĩa
ứng dụng dựa trên ngôn ngữ tích hợp đa phương tiện đồng bộ (SMIL) để biểu diễn
tín hiệu đa phương tiện, kết hợp các dịng âm thanh với các hình ảnh, đồ hoạ và văn
bản đã được tải về; PSS cũng định nghĩa ứng dụng để tải về các file 3GP. Mục đích
chính của các đặc tả đối với dịch vụ truyền tải dòng được đồng nhất ở các điểm sau
Hình 3.1: Giá giao thức dịch vụ truyền tải dịng gói 3GPP.

[1]:
- Định nghĩa các khuôn dạng file âm thanh, video tới máy di động;

Thủ tục để thiết lập các phiên giao thức truyền tải dòng thời gian thực

- Định nghĩa các tiêu chuẩn mã hoá;

(RTSP) unicast giữa một máy di động và một Streaming server được mô tả như

- Định nghĩa các thủ tục thiết lập cuộc gọi đối với dịch vụ truyền tải dịng;

dưới đây. Client trên máy di động (ví dụ như HTTP client) chọn vị trí của file media

- Định nghĩa các giao thức đối với dịch vụ truyền tải dòng;

với một RTSP URL. Chuỗi sự kiện diễn ra như sau:


- Media p layer kết nối tới Streaming server và đưa ra một lệnh mô tả RTSP;

động khi mà thông lượng thay đổi do tính chất của kênh vơ tuyến. Hơn nữa, các

- Server đáp ứng với một bản tin giao thức mô tả phiên (SDP) đưa ra mô tả

công nghệ truy nhập vô tuyến như G PRS, WCDMA, HSDPA có các giới hạn cực

loại media, số dịng truyền tải và băng thông yêu cầu;
- Player hoặc client media sẽ phân tích phần mơ tả và đưa ra một lệnh thiết
lập RTSP SETUP đối với mỗi dòng được truyền tải;
- Sau khi các dòng được thiết lập, client sẽ đưa ra dòng lện PLAY. Khi thu

đại khác nhau về tốc độ bit khả dụng trung bình, nên sự chuyển giao giữa các hệ

thống (ví dụ từ WCDM A sang GPRS và ngược lại) sẽ có các đặc tính đường liên
kết vô tuyến khác nhau đáng kể.
Một trong những vấn đề của tiêu chuẩn PSS hiện nay là PSS không hỗ trợ sự

được dòng lệnh PLAY, Streaming server bắt đầu gửi các gói RTP tới client sử dụng

chuyển kênh nhanh (zapping) như truyền hình thơng thường, PSS thường mất 8 đến

giao thức UDP;

10 s để chuyển từ kênh này sang kênh khác. Sự chuyển kênh trong PSS yêu cầu

- Kết nối được huỷ bởi client bằng cách đưa ra lệnh TEARDOWN.

ngắt phiên truyền tải dòng đang tiếp diễn, thiết lập một p hiên mới và điền đầy dữ
liệu vào bộ đệm client trước khi xem trở lại. Điều này được khắc phục bằng cách
chia sẻ một phiên truyền tải dòng đối với tất cả các kênh được sử dụng trong suốt
một phiên M obile TV. Nếu một người sử dụng chọn một kênh nào đó, số của kênh
đã được chọn sẽ được thông báo tới Streaming server, Streaming server lập tức
chuyển tiếp dữ liệu media của kênh mới tới client.
Một ví dụ điển hình về truyền tải tín hiệu 3GPP Mobile TV được mơ tả ở
Hình 3.3, trong đó gồm hai server:
- Broadcast server thực hiện mã hoá nội dung âm thanh, video và đóng gói
IP thành các gói IP UD P/RTP;
- Streaming server để cung cấp nhiều dòng truyền tải RTP unicast tới nhiều
máy di động cầm tay.

Hình 3.2: Thiết lập phiên truyền tải dòng trong 3GPP-PSS.
PSS bao gồm một số tính năng nhằm cải thiện chất lượng truyền tải dịng qua
mạng. Một trong những tính năng này là truyền tải dịng thích nghi. Truyền tải dịng

thích nghi cho phép dịch vụ truyền tải dịng thích nghi với các điều kiện của mạng.
Điều này là cần thiết vì để xem một dịng truyền tải đa phương tiện thì mạng truyền
tải phải cung cấp được thơng lượng ít nhất cao hơn tốc độ của nội dung đã được mã
hoá. Mặc dù các mạng có nỗ lực cao nhất (best-effort) có thể cung cấp tốc độ bit
yêu cầu, 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 đường truyền vô tuyến di


khắc phục lỗi và có tốc độ bit khơng đổi cho các ứng dụng (các tốc độ bit đạt được
không phụ thuộc vào số người sử dụng kích hoạt trong mạng đối với các dịch vụ dữ
liệu).

Hình 3.3: Truyền tải tín hiệu Mobile TV theo chuẩn 3GPP.
Các nguồn âm thanh và video có thể là các máy quay phim video hoặc máy
thu/giải mã tín hiệu từ vệ tinh hoặc nội dung video, băng video đã được lưu giữ.
Broadcast server mã hoá video sử dụng chuẩn H.263 và mã hoá âm thanh theo
chuẩn AMR, và cung cấp các gói IP truyền qua RTP/UDP. Đ ộ phân giải video của
dòng đã được mã hố được giới hạn bởi 3GPP, ví dụ kích thước QCIF có tốc độ
khung là 15-30 fps. Mã hố âm thanh có thể là AM R có tốc độ từ 4.7 đến 12.3 kbps

Hình 3.4: Mạng 3G-324M.

[1].

Trong mạng di động, nội dung video dựa trên tiêu chuẩn 3G-324M được
Streaming server thiết lập các kết nối unicast một-tới-một tới các máy di

động muốn thu tín hiệu video theo chế độ streaming.
Dữ liệu âm thanh, video được giải mã ở máy thu di động sử dụng chương
trình 3GPP player được tích hợp trong máy di động.

3.1.4 Tiêu chuẩn 3G-324M
Trong khi mục tiêu của các dự án 3GPP và 3GPP2 là hướng tới hệ thống
IM S (3GPP) và hệ thống miền đa phương tiện (3GPP2), cả hai hệ thống đều dựa
trên nền mạng lõi IP. Để thực hiện việc truyền tải tín hiệu video qua các mạng 3G,
hai dự án đã thống nhất sử dụng tiêu chuẩn 3G-324M. Tiêu chuẩn này cung cấp các
dịch vụ di động sử dụng băng thông của mạng 3G chưa yêu cầu cơ sở hạ tầng mạng
IP. Dịch vụ sử dụng kênh dữ liệu tốc độ 64 kbps, cung cấp giao diện có khả năng

truyền tải bởi dòng H.223 64 kbps, H.223 thực hiện ghép kênh các tín hiệu âm
thanh, video, dữ liệu và thơng tin điều khiển. Phần video của H.223 dựa trên chuẩn
nén M PEG-4, phần âm thanh dựa trên chuẩn nén NB-AM R, phần điều khiển dựa
trên giao thức H.245, giao thức này thực hiện trao đổi tham số kênh và điều khiển
phiên.
3.1.5 Công nghệ MBMS và BCMCS
Với công nghệ unicast, nội dung được phân phát qua các kết nối điểm-tớiđiểm, điều này yêu cầu mạng phải xử lý nhiều yêu cầu đối với cùng nội dung một
cách tuần tự, do đó sẽ lãng phí các nguồn tài nguyên trong các mạng lõi và các
mạng truy nhập vô tuyến. Với sự phát triển của các ứng dụng yêu cầu băng thông


cao, đặc biệt với số lượng lớn các thiết bị người sử dụng muốn thu cùng một nội

server streaming chỉ cần cung cấp ba kết nối streaming đồng thời. Hơn nữa, các

dung dịch vụ, broadcast và multicast là phương thức phân phát dữ liệu hiệu quả

nguồn tài nguyên vô tuyến trong tế bào chỉ cần được phân bổ ba kênh truyền dẫn

hơn. Các phương pháp này làm giảm lượng dữ liệu được phát trong mạng, do đó

quảng bá song song thay vì sáu kênh truyền dẫn unicast riêng rẽ. Tải server, mạng,

dẫn tới giảm chi phí đáng kể.

và tế bào độc lập với số lượng người sử dụng.

Ví dụ sau minh hoạ ưu điểm đạt được nhờ sử dụng công nghệ broadcast để
truyền tải các dịng dịch vụ. Hình 3.5 mơ tả trường hợp trong đó một số người sử
dụng dịch vụ Mobile TV đang xem ba kênh khác nhau được truyền tải dòng theo
unicast. Trong trường hợp này, mỗi người sử dụng yêu cầu một kết nối streaming
riêng rẽ tới server. Server và tải lưu lượng mạng do đó liên kết trực tiếp với số
người sử dụng. Ở trường hợp này, server streaming phải có mười kết nối streaming,
bởi vì có mười người sử dụng Mobile TV. Rõ ràng là khi số người sử dụng tăng lên,
tải server sẽ tăng và lưu lượng được tạo ra trong các mạng truy nhập vơ tuyến và
các mạng lõi sẽ lớn.

Hình 3.6: Quảng bá qua các kết nối Multicast.
Công nghệ dịch vụ broadcast và multicast đa phương tiện (M BM S) và công
nghệ dịch vụ broadcast và multicast (BCMCS) được đặc tả bởi 3GPP và 3GPP2
tương ứng. MBMS và BCMCS bổ sung các tính năng sau vào các mạng di động
[11]:
- Tập các chức năng điều khiển dịch vụ phân phát broadcast/multicast, ở
MBM Sgọi là trung tâm dịch vụ broadcast/multicast (BM-SC), còn ở BCMCS gọi
là bộ điều khiển BCMCS;
Hình 3.5: Quảng bá qua các kết nối Unicast.
Hình 3.6 mơ tả trường hợp tương tự khi dịch vụ Mobile TV được cung cấp
bởi cơng nghệ M BMS. Server phân phát chỉ một dịng stream trên mỗi kênh tới

- Định tuyến broadcast/multicast các luồng dữ liệu trong mạng lõi;
- Các phần mang vô tuyến (bear) hiệu quả đối với truyền dẫn vô tuyến từ
điểm-tới-đa điểm trong một tế bào.

trung tâm dịch vụ broadcast/multicast (BM-SC). Dịng dữ liệu đối với mỗi kênh

Ngồi ra, MBM Svà BCMCS cũng đặc tả các giao thức và các bộ mã

trong mạng lõi và mạng vô tuyến được phát lặp khi cần thiết. Ở trường hợp này,

hoá/giải mã đối với việc phân phát dữ liệu đa phương tiện. M ột số ít các giao thức


và khơng có bộ mã hố/giải mã nào cần bổ sung thêm các tính năng mới, chúng

vơ tuyến GSM/EDG E (GERAN) và mạng truy nhập vô tuyến mặt đất UMTS

được chia sẻ với các dịch vụ khác như truyền tải dòng unicast theo yêu cầu. MBM S

(UTRAN).

và BCMCS hỗ trợ hai kiểu kết nối từ điểm-tới-đa điểm sau:
- Chế độ broadcast: Mạng phát dữ liệu tới tất cả người sử dụng trong một
vùng quảng bá xác định;

Trung tâm dịch vụ broadcast/multicast (BM-SC) được bổ sung vào mạng.
BM-SC thực hiện việc cung cấp và p hân phát các dịch vụ quảng bá di động. BM-SC
đóng vai trị là điểm vào đối với các dịch vụ phân phát nội dung muốn sử dụng BM-

- Chế độ multicast: Mạng phát dữ liệu chỉ tới những người sử dụng yêu cầu
dữ liệu này.

SC. BM-SC thiết lập và điều khiển các phần mang truyền tải tới mạng lõi di động

và có thể được sử dụng để định trình và p hân phát các kênh truyền dẫn MBMS.

Ngoài việc cung cấp dịch vụ streaming media, các nhà cung cấp nội dung có

BM-SC cũng cung cấp các thông báo dịch vụ tới các thiết bị đầu cuối. Các thông

thể sử dụng MBMS, BCMCS để cung cấp dịch vụ download, phân phối các file tới

báo này bao gồm tất cả các thông tin cần thiết (như mô tả dịch vụ multicast, các địa

các nhóm đơng người sử dụng.

chỉ multicast IP, thời gian truyền dẫn, các mô tả media…) mà thiết bị đầu cuối cần

3.1.5.1 Kiến trúc MBMS

để có thể tham gia vào một dịch vụ M BMS. BM -SC có thể được sử dụng để tạo ra
các bản tin tính cước đối với dữ liệu đã được phát từ nhà cung cấp nội dung, và
quản lý các chức năng bảo mật được đặc tả bởi 3GPP cho chế độ multicast.
BM-SC cung cấp hai giao diện tới mạng lõi. Qua giao diện Gmb, BM-SC
trao đổi thông tin điều khiển với node hỗ trợ Gateway GPRS (GGSN). Giao diện Gi
truyền tải dữ liệu nội dung tới GG SN. Các nhà cung cấp nội dung phân phát các
nội dung của mình tới BM-SC (nhà cung cấp nội dung không phát nội dung tới tất
cả người sử dụng qua các kênh dành riêng mà chỉ phát nội dung tới BM -SC). BMSC sẽ phân phát các nội dung này tới người sử dụng. Giao diện giữa BM-SC và
content server có thể được đặt ở trong mạng di động hoặc ở ngoài mạng.
Tiêu chuẩn MBMS không yêu cầu bắt buộc các chức năng BM-SC được
thực hiện như thế nào. Một số nhà cung cấp có thể cung cấp các chức năng này ở
một node riêng rẽ, các nhà cung cấp khác có thể tích hợp các chức năng này trong
các node mạng dịch vụ và mạng lõi hiện tại. Trong mạng lõi, MBMS và BCMCS bổ
Hình 3.7: Kiến trúc MBMS.

Hình 3.7 mơ tả kiến trúc M BMS. Để hỗ trợ M BMS, những sự thay đổi là cần
thiết ở hầu hết các node của mạng chuyển mạch gói. Những sự thay đổi này được
thực hiện bằng cách nâng cấp phần mềm. M BM Skhả dụng với cả mạng truy nhập

sung các chức năng và các bản tin giao thức cần thiết để tạo và quản lý các cây phân
bố dữ liệu broadcast và multicast.
Một tính năng đặc biệt của MBM S là MBM Scho phép các nhà khai thác
định nghĩa các dịch vụ broadcast và multicast đối với các vùng địa lý cụ thể. Các
vùng địa lý này được cấu hình qua vùng dịch vụ M BM S. Mỗi node trong mạng lõi