broadcasting UHDTV QViet

UHDTV TRANSMISSION BASED ON BROADCASTING CHANNEL BONDING
Truyền UHDTV dựa trên phát sóng kênh liên kết
Ks. Nguyễn Hoàng Quốc Việt – VTV-BRAC

Tóm tắt - Bài viết này trình bày một kế hoạch truyền UHDTV sử dụng phát sóng kênh liên kết,
tức là truyền đi một chương trình UHDTV thông qua nhiều kênh phát sóng truyền hình. Một phương
pháp truyền báo hiệu cũng được giới thiệu để cung cấp thông tin dịch vụ về các chương trình UHDTV
truyền qua nhiều kênh phát sóng.
I. Giới thiệu
Trong những năm gần đây, các dịch vụ phát thanh truyền hình thực tế như 3DTV (TV 3Dimensional) đã trở nên rất phổ biến. Mặc dù sự thành công của 3DTV, nhiều chuyên gia dự đoán rằng
UHDTV (Ultra High Definition TV) sẽ là một dịch vụ phát thanh truyền hình thế hệ tiếp theo sau khi
dịch vụ HDTV hiện nay.
Tuy nhiên, để UHDTV trở thành một dịch vụ phát thanh truyền hình mang tính thương mại thì có
một số vấn đề cần giải quyết. Một trong những vấn đề là lượng dữ liệu lớn của các nội dung UHDTV.
Nội dung UHDTV không thể truyền qua một kênh đơn vì lượng dữ liệu vượt quá dung lượng truyền dẫn
của kênh đơn.
Bài viết này trình bày một phương pháp truyền dẫn dựa trên việc ghép kênh phát sóng để cung
cấp dịch vụ UHDTV. Chúng tôi cũng giới thiệu một phương pháp truyền tín hiệu nội dung UHDTV qua
nhiều kênh phát sóng.
II. Phát sóng kênh liên kết.
Có hai loại hệ thống hỗ trợ độ phân giải hình ảnh UHDTV khác nhau như trong Bảng 1 [1].

Bảng 1. Cấu trúc hình ảnh và tốc độ khung hình trên giây của hệ thống UHDTV
Bởi vì độ phân giải hình ảnh của UHDTV 1 và 2 lớn hơn so với nội dung HDTV ít nhất 4 lần, dung
lượng của các kênh phát sóng đơn có thể không đủ để truyền tải các nội dung UHDTV. Nội dung
UHDTV đòi hỏi băng thông truyền tải ít nhất 36Mbps trong khi một nội dung full HD được mã hóa với
9Mbps. Bởi vì dung lượng truyền tải của kênh phát sóng đơn sử dụng chuẩn điều chế 8-VSB (Vestigial
Side Band) là khoảng 19.3Mbps ở định dạng TS (Transport Stream), do đó cần hai kênh phát sóng
truyền hình mặt đất để truyền nội dung UHDTV 1. Cho dù chuẩn nén chất lượng cao HEVC (High
Efficient Video Coding) nâng hiệu quả lên 50% so với chuẩn H.264 / AVC được đưa vào sử dụng thì
phát sóng đa kênh vẫn còn cần thiết để truyền tải nội dung UHDTV 2.

A. Transport Stream Packets Distribution (Phân phối các gói TS)


Hình 1 cho thấy các thủ tục để truyền nội dung UHDTV thông qua mạng lưới phát thanh truyền
hình. Sự khác biệt với truyền HDTV hiện nay là bổ sung quá trình ghép kênh bao gồm phân phối và kết
hợp các gói TS thông qua phát sóng đa kênh để truyền tải nội dung UHDTV.

Hình 1. Thủ tục truyền nội dung UHDTV sử dụng ghép kênh
Hình 2 cho thấy một ví dụ về phân phối các gói TS sử dụng phát sóng đa kênh. Khi được phân
phối qua nhiều kênh khác nhau, mỗi gói TS có giá trị PID (Packet Identifier) tương ứng được đánh số 4
-bit CC (Continuity Counter). Điều này được thực hiện tuân theo các quy tắc của MPEG [2] (được thành
lập bởi ISO và IEC) dành cho việc truyền tải âm thanh và video. Có các giá trị PID được chỉ định cho
video, âm thanh, và các dữ liệu phụ trợ chứa các nội dung UHDTV, chúng được phân phối trên nhiều
kênh truyền (đa kênh) để truyền đi. Các CC cho mỗi PID được đánh số từ 0, tăng 1, và đặt lại về 0 khi
đạt 15. Các gói TS được gán cho mỗi kênh sóng sẽ được đưa vào hàng đợi của mỗi kênh và truyền theo
thứ tự.

Hình 2. Ví dụ về phân phối các gói TS trên nhiều kênh truyền (trong ví dụ này là 4 kênh)
B. TS Pakets Resequencing (Kết hợp các gói TS)


Tại máy thu UHDTV, các gói TS nhận được thông qua nhiều kênh phát sóng được kết hợp bằng
cách sử dụng giá trị CC và PID. Sự kết hợp này nhằm khôi phục luồng TS của chương trình UHDTV đã
được phát đi. Hình 3 cho thấy một ví dụ về quá trình kết hợp các gói TS tại đầu thu.

Hình 3. Ví dụ về kết hợp các gói TS.
III. Báo hiệu thông tin dịch vụ UHDTV.
Để truyền và nhận UHDTV chương trình thông qua nhiều kênh phát sóng, thông tin dịch vụ về
các chương trình cần phải được báo hiệu cho người nhận. Để báo hiệu thông tin dịch vụ về các chương
trình UHDTV, chúng ta mô tả chương trình UHD trong các PMT (Program Map Table). Bảng 2 cho

thấy cấu trúc PMT chứa các mô tả chương trình UHD.

Bảng 2. Cấu trúc PTM (Program Map Table)
Bảng 3 cho thấy cấu trúc của một chương trình mô tả UHD và các trường báo hiệu cho các nội
dung UHDTV tương ứng. Các trường UHD_type chỉ ra nội dung UHDTV được truyền qua đơn kênh
hay đa kênh. Khi UHD_type là multi_stream, nó có nghĩa là các gói TS chứa các chương trình


UHDTV được truyền qua đa kênh. Các trường num_of_channel cho biết số kênh được sử dụng để
truyền tải các chương trình UHDTV.

Bảng 3. Cấu trúc của chương trình mô tả UHD
Khi truyền tải một chương trình UHDTV trên đa kênh, các thông tin chi tiết về cấu hình kênh
truyền cũng cần phải được báo hiệu cho UHDTV phía thu để điều chỉnh các kênh. Nhằm phát tín hiệu
thông tin chi tiết, chúng tôi sử dụng một Multi-channel Descriptor được định nghĩa trong [3] và [4]. Các
Multi-channel Descriptor bao gồm VCT (Virtual Channel Table) báo hiệu toàn bộ cấu hình của kênh.
IV. Kết luận.
Bài báo trình bày phương pháp ghép kênh phát sóng và cách thức truyền tín hiệu để truyền tải
chương trình UHDTV trên đa kênh. 4-bit CC trong tiêu đề của gói TS được sử dụng để kết hợp nhiều
kênh phát sóng truyền hình. Đề báo hiệu thông tin về chương trình UHDTV, người ta xác định các
chương trình mô tả UHD chứa trong các PMT.
Tham khảo:
[1] SMPTE 2036-1-2009: Ultra High Definition Television - Image Parameter Values for
Program Production (2009)
[2] ISO/IEC 13818-1: 2007 “Information technology - Generic coding of moving pictures and
associated audio information: Systems”
[3] TTAK.KO-07.0092, “Transmission and Reception for Digital Cable3D Broadcasting,” TTA,
Sep. 2011.
[4] Joon-Young Jung, Dong-Joon Choi, Soo In Lee, and Jae-Min Ahn, “Signaling of
Multi-channel for High Definition Dual-stream 3DTV Services,”in Proc. of ICCE 2012, Las Vegas,

USA.