Tải bản đầy đủ (.pdf) (83 trang)

MOBILE TV TRÊN NỀN TẢNG MẠNG 3G

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.39 MB, 83 trang )

MOBILE TV TRÊN NỀN TẢNG MẠNG 3G


MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa ......................................................................................................
Bản cam đoan .....................................................................................................
Mục lục................................................................................................................
Tóm tắt luận văn..................................................................................................
Danh mục các ký hiệu, viết tắt, các bảng, các hình vẽ .......................................
LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MOBILE TV ............................................ 3
1.1. Giới thiệu Mobile TV .............................................................................. 3
1.2. Sự khác nhau giữa Mobile TV với các hệ thống truyền hình mặt đất và
truyền hình vệ tinh ............................................................................................ 4
1.3. Các tiêu chuẩn cho Mobile TV................................................................ 6
1.4. Các tài nguyên cung cấp cho Mobile TV ................................................ 7
1.5. Mobile TV cộng đồng .............................................................................. 9
1.6. Các vấn đề kỹ thuật cơ bản của Mobile TV............................................. 9
1.6.1 Mã hóa nguồn trong truyền hình di động. ........................................... 9
1.6.2 Mã hóa các dòng video. ..................................................................... 11
1.6.3 Mã hóa các luồng âm thanh. .............................................................. 12
1.6.4 Mã hóa và ghép kênh trong truyền hình di động............................... 13
1.6.5 Điều chế và truyền dẫn ...................................................................... 14
1.7. Các hướng phát triển cho Mobile TV .................................................... 15
1.8. Kết luận chương ..................................................................................... 17
CHƯƠNG 2: CÁC CÔNG NGHỆ CHO MOBILE TV ............................ 19
2.1

Mobile TV quảng bá sử dụng công nghệ T-DMB ................................. 19


2.2. Các công nghệ Broadcast and Unicast cho Mobile TV ......................... 20
2.3. Mobile TV quảng bá và tương tác ......................................................... 22


2.4. Mobile TV trên nền tảng mạng 3G ........................................................ 24
2.4.1. MobiTV ............................................................................................ 24
2.4.2. Mạng 3+ cho truyền hình di động .................................................... 26
2.4.3. Truyền hình di động sử dụng 3G HSDPA ....................................... 27
2.4.4. Truyền hình di động sử dụng MBMS .............................................. 28
2.5. Các công nghệ quảng bá mặt đất cho Mobile TV ................................. 29
2.6. Mobile TV sử dụng công nghệ DVB ..................................................... 30
2.7. Dịch vụ Mobile TV MediaFLO ............................................................. 33
2.8. Mobile TV sử dụng các dịch vụ ISDB-T ............................................... 35
2.9. Kết luận chương ....................................................................................... 36
CHƯƠNG 3: MOBILE TV TRÊN NỀN TẢNG MẠNG 3G .................... 37
3.1. Các dịch vụ mobile TV trên mạng tế bào ................................................ 37
3.2. Khả năng của mạng di động tế bào cho việc truyền tải Mobile TV ........ 38
3.2.1. Các dịch vụ dữ liệu trong mạng 2G và 2.5G .................................... 38
3.2.2. Dung lựng dữ liệu mạng 3G ............................................................. 40
3.2.3. Phân loại mạng 3G ........................................................................... 41
3.2.4. FOMA-Dịch vụ 3D đầu tiên từ Nhật Bản ........................................ 42
3.3. Chuẩn hóa cho truyền tải đa phương tiện qua mạng 3G.......................... 43
3.3.1. Các chuẩn 3GPP ............................................................................... 45
3.3.2. Hệ thống đa phương tiện IP (IMS) ................................................... 45
3.4. Kỹ thuật Streaming sử dụng tiêu chuẩn 3GPP......................................... 46
3.4.1. Thiết lập phiên unicast trong 3GPP sử dụng chuyển mạch gói trực
tuyến ........................................................................................................... 48
3.4.2. Tiến trình tải xuống .......................................................................... 50
3.5. Mạng HSDPA .......................................................................................... 50
3.5.1. Các kỹ thuật sử dụng trong HSDPA................................................. 52

3.5.2. Dung lượng dữ liệu mạng HSDPA cho chia sẻ luồng video............ 54


3.5.3. Dung lượng UE của HSDPA ............................................................ 55
3.6. Công nghệ MBMS ................................................................................... 56
3.6.1. Kiến trúc MBMS .............................................................................. 61
3.6.2. Các giao thức và mã ......................................................................... 63
3.6.3. Mạng truy cập vô tuyến .................................................................... 64
3.6.4. Các dịch vụ MBMS .......................................................................... 66
3.6.5. Hiệu quả của MBMS ........................................................................ 67
3.7. Kiến trúc hệ thống cung cấp mobile TV trên nền tảng 3G ...................... 68
3.8. Kết luận chương ....................................................................................... 70
KẾT LUẬN .................................................................................................... 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 73


Tóm tắt
Tên đề tài:
Mobile TV trên nền tảng mạng 3G
Tóm tắt:
Trên cơ sở lý thuyết về truyền hình di động và sự phát triển của các
công nghệ trong mạng di động tế bào cũng như số lượng ngày càng tăng của
thiết bị đầu cuối (điện thoại di động). Luận văn sẽ thực hiện phân tích tổng
quan về các dịch vụ truyền hình di động, các công nghệ được sử dụng trong
truyền hình di động, qua đó liên hệ và đi sâu vào tìm hiểu truyền hình di động
trên mạng 3G.


DANH MỤC HÌNH VẼ
Trang

Hình 1. 1: Mã hóa nguồn, đồng bộ và ghép kênh cho dịch vụ video DMB. .. 10
Hình 1. 2: Các kích thước block MPEG-4 AVC khác nhau. .......................... 11
Hình 1. 3. Chuỗi truyền dẫn DAB/DMB. ....................................................... 14
Hình 1. 4: Các công nghệ truyền hình di động. ............................................. 16
Hình 2. 1: Truyền hình di động dựa trên nền mạng 3G .................................. 24
Hình 2. 2: Hệ thống DVB-H. .......................................................................... 32
Hình 2. 3: Dịch vụ ISDB-T ở Nhật Bản.......................................................... 36
Hình 3. 1: Sự phát triển dữ liệu di động hướng đến tốc độ dữ liệu cao hơn... 40
Hình 3. 2: Sự phát triển công nghệ không dây và 3G ..................................... 41
Hình 3. 3: Chuẩn hóa của các dịch vụ 3G....................................................... 44
Hình 3. 4: Luồng cài đặt phiên trong 3GPP-PSS ............................................ 49
Hình 3. 5: Luồng giao thức dịch vụ gói 3GPP ................................................ 49
Hình 3. 6. Kiến trúc HSDPA ........................................................................... 51
Hình 3. 7: Dung lượng của mạng HSDPA cung cấp cho các người dùng đồng
thời [2]. ............................................................................................................ 54
Hình 3. 8. Quảng bá trên các kết nối Unicast ................................................. 57
Hình 3. 9. Quảng bá trên các kết nối Multicast .............................................. 57
Hình 3. 10. Quy trình MBMS cung cấp kết nối dịch vụ trong chế độ broadcast
và multicast ..................................................................................................... 60
Hình 3. 11. Kiến trúc MBMS .......................................................................... 62
Hình 3. 12. Giá giao thức MBMS ................................................................... 63
Hình 3. 13. So sánh MBMS với các hướng truyền đa phương tiện khác ....... 67
Hình 3. 14. Kiến trúc hệ thống cung cấp mobile TV trên nền tảng 3G .......... 69


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 3. 1: Tốc độ dữ liệu chuyển mạch trong mạng GSM ......................................39
Bảng 3. 2: Các định dạng mã hóa cho dịch vụ trực tuyến chuyển mạch gói phiên
bản 4 ..........................................................................................................................46

Bảng 3. 3. UE HSDPA phiên bản 5 và tốc độ dữ liệu 1/RLC cực đại. .....................55
Bảng 3. 4. Các kiểu dịch vụ MBMS .........................................................................67


DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu

Tiếng Anh

Tiếng Việt

3G

Third Generation

Thế hệ thứ 3

3GPP

Third Generation Partnership

Dự án hiệp hội thế hệ thứ 3

Project
3GPP-PSS

3GPP Packet-switched

Dịch vụ luồng chuyển mạch


Streaming Service

gói 3GPP

AAC

Advanced Audio Coding

Mã hóa âm thanh tiên tiến

ALC

Asynchronous Layered Coding

Mã phân lớp bất đồng bộ

BLER

Block-Error Rate

Tỷ lệ lỗi khối

BM-SC

Broadcast-Multicast Service

Trung tâm dịch vụ

Center


broadcast-multicast

BTS

Base Transceiver Station

Trạm thu phát gốc

CDMA

Code Division Multiple Access

Đa truy nhập phân chia theo


DMB

Digital Multimedia Broadcasting Quảng bá đa phương tiện số

DTM

Dynamic synchronous Transfer

Chế độ chuyển giao đồng bộ

Mode
DVB-H

DVB-T


Digital Video Broadcasting for

Quảng bá truyền hình số cho

Handheld

thiết bị cầm tay

DVB-Terrestrial

Quảng bá truyền hình số mặt
đất


EDGE

Enhanced Data rates for GSM

Các tốc độ dữ liệu tiên tiến

Evolution

cho sự phát triển GSM

FACH

Forward Access Channel

Kênh truy cập chuyển tiếp


FLUTE

File Delivery over Unidirecional

Phân phát file trên phương

Transport

thức truyền vô hướng

GGSN

GPRS Gateway Support Node

Nút hỗ trợ cổng GPRS

GSM

Global System for Mobile

Hệ thống toàn cầu cho thông

Communication

tin di động

GPRS

General Packet Radio Service


Dịch vụ vô tuyến gói chung

HDTV

High Definition Television

Truyền hình phân giải cao

HS-DSCH

High Speed Downlink Shared

Kênh chia sẻ đường xuống

Channel

tốc độ cao

High Speed Downlink Packet

Truy cập gói đường xuống

Access

tốc độ cao

High Speed Uplink Packet

Truy cập gói đường lên tốc


Access

độ cao

Multimedia Broadcast and

Các dịch vụ quảng bá và

Multicast Services

multicast đa phương tiện

MBMS point-to-multipoint

Kênh điều khiển điểm – đa

Control Channel

điểm MBMS

MBMS notification Indicator

Kênh chỉ thị thông báo

Channel

MBMS

Moving Picture Experts Group


Nhóm chuyên gia về ảnh

HSDPA

HSUPA

MBMS

MCCH

MICH

MPEG


động
MSCH

MTCH

QPSK

MBMS point-to-multipoint

Kênh lập lịch điểm – đa

Scheduling Channel

điểm MBMS


MBMS point-to-multipoint

Kênh lưu lượng điểm – đa

Traffic Channel

điểm MBMS

Quadrature Phase-Shift Keying

Điều chế số dịch pha cầu
phương

SGSN

Serving GPRS Support Node

Nút hỗ trợ phục vụ GPRS

RF

Radio Frequency

Tần số cao tần

RLC

Radio Link Protocol


Giao thức kết nối vô tuyến

RNC

Radio Network Controller

Bộ điều khiển mạng vô
tuyến

TV

Television

Truyền hình

UE

User Equipment

Thiết bị người dùng

UMTS

Universal Mobile

Hệ thống viễn thông di động

Telecomminications System

phổ thông


UTMS Terrestrial Radio Access

Mạng truy cập vô tuyến

Network

UTMS mặt đất

Wideband Code Division

CDMA băng rộng

UTRAN

WCDMA

Multiple Access


1

LỜI MỞ ĐẦU
Trong cuộc sống ngày nay, khoa học công nghệ đóng một vai trò rất
quan trọng trong việc phát triển kinh tế cũng như nhu cầu trao đổi thông tin
của con người. Cùng nhịp phát triển với khoa học công nghệ nói chung, thì
trong lĩnh vực viễn thông và đặc biệt là trong hệ thống mạng di động tế bào
cũng liên tục thay đổi để có thể đáp ứng nhu cầu của con người. Ngày nay,
mỗi người trong chúng ta ai cũng sở hữu cho riêng mình một thiết bị di động
có thể truy cập dữ liệu với tốc độ cao qua mạng dữ liệu tế bào nhất là mạng

3G ở mọi lúc mọi nơi. Tận dụng được lợi thế này, các nhà mạng đã đưa ra
dịch vụ truyền hình di động trên nền tảng mạng di động tế bào của họ.
Truyền hình di động ra đời do nhu cầu xem các chương trình truyền
hình mọi lúc, mọi nơi trên thiết bị di động của người dùng. Nó được thiết kế
để có thể truyền tải được tín hiệu truyền hình trong môi trường di động có
băng thông hạn chế và thường xuyên phải di chuyển với tốc độ cao.
Hiện nay hệ thống thông tin di động thế hệ thứ 3 (3G) là hệ thống đáp
ứng các dịch vụ số liệu tốc độ cao như: video streaming, nhắn tin đa phương
tiện, hội nghị truyền hình,… Do khả năng cung cấp tốc độ truyền dẫn cao nên
việc triển khai cung cấp tín hiệu truyền hình di động (Mobile TV) qua mạng
3G là hoàn toàn khả thi và ngày càng chiếm ưu thế so với các công nghệ
khác. Do vậy, việc nghiên cứu truyền hình di động trên nền tảng mạng 3G là
cần thiết. Luận văn với tên gọi “Mobile TV trên nền tảng 3G” với mục đích
tìm hiểu và nghiên cứu truyền hình di động trên nền tảng 3G với các nội dung
cụ thể như sau:
Chương 1 – “Tổng quan về Mobile TV”: Trong chương này, luận văn
sẽ mang đến cho người đọc có một cái nhìn tổng quan về Mobile TV.


2

Chương 2 – “Các công nghệ cho mobile TV”: với mục đích mang đến
cho người đọc về các công nghệ được dùng trong mobile TV.
Chương 3 – “Mobile TV trên nền tảng mạng 3G”: đi vào việc tìm hiểu
mobile TV trên nền tảng mạng 3G. Đây cũng là nội dung chính của luận văn.


3

Chương 1: Tổng quan về Mobile TV

Trong chương này, luận văn sẽ tập trung vào việc trình bày tổng quan
về Mobile TV hay còn gọi là truyền hình di động. Theo đó, chương này sẽ
bao gồm việc cung cấp các thông tin về mobile TV, các dịch vụ, các tiêu
chuẩn cho mobile TV, các hướng phát triển của mobile TV,…
1.1.

Giới thiệu Mobile TV
Truyền hình di động (Mobile TV) là việc truyền các chương trình

truyền hình hoặc video cho một loạt thiết bị vô tuyến từ các điện thoại có
khả năng truyền hình di động tới các thiết bị đa phương tiện vô tuyến có
khả năng liên kết dữ liệu với các mạng di động hiện hành. Các chương trình
có thể được phát theo phương thức quảng bá đến mọi người xem trong
vùng phủ sóng hoặc là phát riêng (unicast) tới khách hàng có nhu cầu.
Chúng cũng có thể là truyền multicast đến một nhóm người dùng. Việc
phát quảng bá có thể là qua môi trường mặt đất như truyền hình số và
tương tự được phát đến các gia đình của chúng ta, hoặc chúng có thể được
phát trực tiếp qua các vệ tinh đến các máy di động. Việc phát đó cũng có
thể được phát qua Internet/Web.
Truyền hình di động dựa trên các luồng truyền dẫn âm thanh/video có
chất lượng cao cho các thiết bị di động nhưng nó không chỉ là một phiên bản
di động của dịch vụ truyền hình mặt đất. Sự khác nhau giữa chúng không
chỉ ở kích thước màn hình hay nội dung có sẵn. Ngữ cảnh sử dụng và thực tế
cho thấy rằng truyền hình di động được truy cập bằng một thiết bị mà nó
cung cấp khả năng kết nối peer-to-peer thay đổi nó một cách đáng kể. Hơn
nữa, truyền hình di động còn cho khả năng tương tác cao hơn các dịch vụ
truyền hình thông thường.


4


1.2.

Sự khác nhau giữa Mobile TV với các hệ thống truyền hình mặt
đất và truyền hình vệ tinh
Các thiết bị di động thiết lập nên một thế giới khác nhau hoàn toàn.

Các thiết bị di động có các màn hình rất nhỏ so với truyền hình tiêu chuẩn
nhưng chúng có sự hạn chế về công suất tiêu thụ cũng là sự duy trì năng
lượng hoạt động (pin) và duy trì thời gian đàm thoại là hết sức quan trọng.
Mọi thiết bị trong một cell được thiết kế với các tính chất để có thể giữ gìn
năng lượng. Các bộ xử lý trong các cell, dù rất mạnh so với các máy tính
trong một vài năm trước, không thể đóng lại để chạy các nhiệm vụ mã hoá
và giải mã, hoặc trao đổi khuôn dạng và tốc độ khung. Các thiết bị di động
được nối qua mạng tế bào 3G có thể hỗ trợ tốc độ trao đổi dữ lệu cao hơn
cho cho các dịch vụ đa phương tiện nhưng không được thiết kế để xử lý 45 Mbps cần thiết đối với truyền hình di động có độ nét chuẩn. Do đó, mặc
dù có các điện thoại tế bào có thể nhận được truyền hình thông thường
nhưng chúng thực sự không lý tưởng cho việc sử dụng như vậy.
Truyền hình di động là một công nghệ mà đã được thiết kế đặc biệt để
phù hợp với thế giới di động - thế giới với băng thông và nguồn cung cấp bị
giới hạn, các màn hình nhỏ, và ngoài ra còn thêm vào các tính chất mới như
tương tác qua mạng tế bào. Nhưng trong thế giới này thì các thiết bị di động
lại có ưu điểm đó là có kích thước màn hình nhỏ, số lượng điểm ảnh cần
thiết được giảm xuống bằng một phần tư của truyền hình có độ nét chuẩn.
Ngày nay, truyền hình số được dựa vào chủ yếu là nén MPEG-2 bởi vì đó là
công nghệ nén khả dụng nhất trong những năm 1990 khi truyền hình được
phát qua vệ tinh và cáp dùng chung. Truyền hình di động ngày nay sử dụng
các thuật toán nén hiệu quả hơn như là MPEG-4 hoặc Window-Media để
nén hình ảnh và audio. Nén audio hiệu quả đối với thoại đã được xác nhận
trong mạng di động và các công nghệ này được thực hiện cho thế giới truyền



5

hình di động cùng với sử dụng mã hóa audio ở đa tốc độ thích ứng, QCELP,
hoặc mã hóa audio tiên tiến dựa vào MPEG-2 hoặc MPEG-4.
Trong mạng thế hệ thứ ba (3G), được đặc trưng bởi nhu cầu sử dụng
băng thông thiệu quả để cung cấp cho hàng ngàn khách hàng trong một vùng
tế bào, các khuôn dạng tệp tin dựa trên các tiêu chuẩn công nghiệp như
3GPP được dùng chung. Để giảm băng thông hơn nữa và dựa vào các điều
kiện truyền dẫn, các mạng tế bào cũng có thể giảm tốc độ khung hoặc làm
cho các khung có số lượng byte thấp hơn trên một khung.
Tuy nhiên, việc giảm tốc độ bit cần thiết để vận chuyển video không
chỉ là đặc trưng của các dịch vụ truyền hình di động. Công nghệ quảng bá đã
được thay đổi đặc biệt là cho phép bộ thu có thể tiết kiệm nguồn. Chẳng hạn
DVB-H sử dụng kỹ thuật gọi là cắt thời gian, kỹ thuật này cho phép bộ thu
cắt nguồn bộ điều hưởng (tuner) tới 80% thời gian mà không bị ngắt khi
trình chiếu video. Sự truyền cũng kết hợp các tính chất để khắc phục tốt việc
thu nhận tín hiệu không mong muốn trong các môi trường di động nhờ dùng
các cơ chế sửa lỗi FEC mạnh. Các môi trường di động có đặc trưng là khách
hàng (người sử dụng thiết bị đầu cuối – các thiết bị di động) di chuyển với
tốc độ cao, như là trên xe ô tô hoặc trên tàu. Truyền dẫn mặt đất tiêu chuẩn
dựa vào Ủy ban hệ thống truyền hình tiên tiến (ATSC) hoặc các tiêu chuẩn
DVB-T không thích hợp với môi trường do sự dịch chuyển tần số Doppler,
vì vậy mà 8000 sóng mang được sử dụng cho điều chế ghép kênh phân chia
theo tần số trực giao ở nhiều tần số khác với với dự định. Để thực hiện được,
nhiều các kỹ thuật điều chế đặc biệt như là COFDM với các sóng mang 4K
được sử dụng. Truyền hình di động đã sinh ra bộ các tiêu chuẩn của chính
nó cho các vận chuyển mặt đất, vệ tinh, và mạng tế bào 3G.
Truyền hình di động được thiết kế để thu bằng các thiết bị di động



6

trong mạng tế bào, nó cơ bản là các bộ xử lý với các hệ thống hoạt động bởi
chúng và các gói phần mềm ứng dụng. Các thiết bị cầm tay hỗ trợ linh hoạt
và các gói phần mềm đồ họa với độ tùy biến cao. Các nhà mạng đã nhận
thức được rằng những khả năng này và kể từ đây đã thiết kế nội dung mà tận
dụng những ưu điểm của các thiết bị mà nó sẽ hoạt động. Nội dung mới, đó
là chuẩn bị cho truyền hình di động đạt được ưu điểm của việc pha trộn các
hoạt cảnh, đồ họa và hình động nó chạy thông qua các phần mềm cài trên
thiết bị di động.
1.3.

Các tiêu chuẩn cho Mobile TV
Việc xem truyền hình di động có vẻ như là đơn giản. Rốt cuộc nó phải

cung cấp các bức ảnh giống như đang được quảng bá bất kỳ cách nào.
Nhưng ẩn dưới sự đơn giản ấy là rất nhiều công nghệ và tiêu chuẩn đã được
phát triển trong một thời gian dài để hoàn thành truyền hình với màn hình
nhỏ khoảng từ 2”. Những người yêu thích audio được nghiên cứu xử lý với
30 loại khuôn dạng file âm thanh phạm vi từ các dạng .war đơn giản tới các
dạng .mpg, Real, QuickTime, Windows Media 9 và các khuôn dạng file
khác. Video cũng không ít hơn 25 khuôn dạng khác nhau, từ không nén tới
MPEG-4/ AVC. Hơn nữa, video có thể trình diễn với một dải rộng của các
độ phân giải, kích thước khung và các tốc độ [2].
Đây là một công việc to lớn cho ngành công nghiệp để gặp nhau và
thống nhất các tiêu chuẩn mà sẽ được sử dụng làm nền tảng chung để phân
phối các dịch vụ truyền hình di động. Các tiêu chuẩn có hơi khác nhau dựa
vào công nghệ nhưng sự mở rộng quy ước mà đạt được trong một khung

thời gian ngắn bằng một thập kỷ phản ánh chu trình công nghệ và sản phẩm
mới. Vô số các nhóm được yêu cầu làm việc cùng với nhau, từ các nhà thiết
kế và nhà sản xuất chip tới các nhà thiết kế hệ điều hành và phần mềm ứng


7

dụng, các nhà thiết kế và sản xuất thiết bị cầm tay, các nhà phát triển phần
mềm, cộng đồng truyền hình quảng bá, các nhà khai thác di động 3G, và nhà
khai thác quảng bá truyền hình vệ tinh, cùng hàng trăm cổ đông liên quan.
Nó cũng liên quan tới công nghiệp sản xuất nội dung để thiết kế nội dung
audio và video cho di động; các nhà công nghiệp quảng bá và di động chuẩn
bị các hệ thống truyền dẫn để xử lý truyền hình di động và nhiều cái khác.
Các yêu cầu với bất kỳ công nghệ nào có thể hỗ trợ cho việc truyền
dẫn truyền hình di động bao gồm:
 Việc truyền dẫn phải theo các ý tưởng định dạng phù hợp với các thiết
bị truyền hình di động.
 Công nghệ phải có mức tiêu thụ điện năng thấp.
 Chất lượng thu phải ổn định khi lưu động.
 Chất lượng hình ảnh phải rõ nét dù tín hiệu bị suy giảm do pha đinh
và các ảnh hưởng trên kênh truyền khác.
 Tốc độ chuyển động có thể lên tới 250 km/h.
 Có khả năng thu nhận tín hiệu trên một vùng rộng lớn trong khi di
chuyển.
1.4.

Các tài nguyên cung cấp cho Mobile TV
Điện thoại di động là một thiết bị đa năng. Nó được kết nối tới các

mạng di động tế bào đồng thời nhận các chương trình FM quảng bá qua bộ

dò sóng FM hoặc kết nối đến mạng LAN vô tuyến qua Wi-Fi. Phát truyền
hình di động có thể tương tự với đa chế độ qua mạng 3G, các mở rộng
quảng bá của 3G như MBMS hoặc MCBS, hoặc các mạng quảng bá mặt đất
và vệ tinh. Trong tất cả thể loại này, một tài nguyên chung cần thiết là phổ
tần số. Sự phát triển nhanh chóng của truyền hình di động, động lực và quy
mô của nó đã không được các nhà công nghiệp lường trước được, mặc dù


8

không phải tất cả đều đồng ý với tuyên bố này. Vì vậy mà công nghệ truyền
hình di động đã loại bỏ được sự xáo trộn để tìm ra cách thấy được phổ tần
của nó và phát truyền hình di động. Ở Anh và Mỹ phổ tần quảng bá truyền
hình truyền thống UHF và VHF cũng được sử dụng cho cả truyền số, do đó
cần có nội dung đồng thời trong cả hai chế độ. Ở Anh, BT Movio phải dùng
đến phổ phát thanh quảng bá số để phát truyền hình di động sử dụng tiêu
chuẩn được gọi là DAB-IP. Ở Hàn Quốc phổ tần DAB cho các dịch vụ vệ
tinh được sử dụng để phát các dịch vụ dưới dạng vệ tinh quảng bá đa
phương tiện số- DMB-S. DVB-H là một tiêu chuẩn được thiết kế rộng rãi để
sử dụng cho các mạng DVB-T hiện tại cũng cung cấp các dịch vụ DVB-H
và sử dụng cùng phổ tần.
Tài nguyên về phổ tần thực sự cần thiết cho các quốc gia có phổ tần
UHF đang được đánh dấu (dự phòng) cho các dịch vụ như vậy. Ở Mỹ, nơi
các hệ thống ATSC không cho phép "ride on (cưỡi trên)" truyền dẫn di động,
phổ tần UHF còn lại dành cho truyền dẫn số và phổ tần được đấu giá.
Modeo, nhà khai thác DVB-H đã mạo hiểm lắp đặt mạng mới toàn bộ dựa
vào DVB-H sử dụng dải băng L tại 1670 Mhz. Nhà khai thác HiWire có phổ
trong dải tần 700MHz là bắt đầu khởi động các dịch vụ DVB-H sử dụng khe
phổ tần này. Mỹ (cùng với Hàn Quốc và Ấn Độ) cũng là người nắm giữ các
công nghệ CDMA mà Qualcomm phát minh ra. Qualcomm đã công bố một

công nghệ quảng bá cho truyền hình di động được gọi là Media FLO, công
nghệ này khả dụng cho tất cả các nhà khai thác để cung cấp truyền hình di
động theo hình thức quảng bá. Nhiều quốc gia khác đang thiết lập sử dụng
công nghệ tương tự. Ở Hàn Quốc, chính phủ cũng đã cho phép sử dụng phổ
VHF cho các dịch vụ truyền hình di động và T-DMB đã được khởi động cho
cung cấp các dịch vụ truyền hình di động. Ở Nhật, sử dụng quảng bá ISDB-T










































9

1.5.

Mobile TV cộng đồng
Không chỉ với người sử dụng tham gia vào cộng đồng truyền hình di

động. Các điện thoại đa phương tiện mới-loại có thể hiển thị truyền hình di
động cũng có thể chơi nhạc và cũng có thể thu trực tiếp từ mạng hơn là tải
về từ máy tính. Công nghiệp nội dung âm nhạc để bán cho các thiết bị di
động đã được ra đời. Các cơ hội mới đã mở ra bởi phần mềm cho truyền
hình di động và phát triển nội dung bằng Java hoặc Flash tạo việc làm cho
hàng triệu các nhà phát triển phần mềm trong lĩnh vực công nghiệp này. Vì

thế với bộ vi mạch, nhà phát triển và nhà thiết kế phần mềm được kết hợp
với nhau hoạt động trong một ngành công nghiệp mà gần nửa tỷ máy di
động có thể được bán trong một năm. Họ này được mở rộng thêm những
người tạo nội dung mới, những nhà kết hợp nội dung, lưu trữ âm nhạc, và
nhà phát triển nền tảng cơ sở thương mại điện tử. Nhu cầu bảo vệ nội dung
sao cho người nắm bản quyền có thể nhận được quyền lợi của họ dẫn tới
cần phải có quản lý quyền số. Quả thực cộng đồng sản xuất nội dung
truyền thống ở Hollywood được mở rộng đa dạng, bao gồm tất cả các
ngành công nghiệp, nhà khai thác di động, nhà quảng bá, nhà sản xuất nội
dung, hoặc trong các ngành công nghiệp dịch vụ, phần cứng, phầm mềm
rộng lớn.
1.6.

Các vấn đề kỹ thuật cơ bản của Mobile TV
1.6.1 Mã hóa nguồn trong truyền hình di động.
Mục đích của mã hóa nguồn là để giảm một lượng dữ liệu được truyền

bằng cách loại bỏ tất cả các phần dữ liệu dư thừa và không cần thiết. Vì một
kênh vô tuyến DMB có tốc độ thực bị giới hạn lớn nhất là 1.5 Mbps nên
phương pháp mã hóa nguồn phải rất hiệu quả. Mặt khác phương pháp mã hóa
lại không được quá phức tạp và sử dụng năng lực của CPU để còn thực hiện


10

giải mã với công suất thấp và chi phí thiết bị phần cứng của các thiết bị di
động không cao.

Hình 1. 1: Mã hóa nguồn, đồng bộ và ghép kênh cho dịch vụ video DMB.
Hình 1.1 là mô hình mã hóa nguồn, đồng bộ và ghép kênh cho dịch vụ

video DMB. Như ta đã biết, nếu như tín hiệu truyền hình trước khi truyền trên
truyền hình mà không thực hiện nén (mã hóa nguồn) thì lượng dữ liệu truyền
đi sẽ vô cùng lớn mà trong đó thông tin dư thừa là rất nhiều. Vì vậy, việc mã
hóa nguồn là cần thiết để giảm lượng tin dư thừa (ở đây là sử dụng chuẩn
MPEG-4).


11

1.6.2 Mã hóa các dòng video.
Để nén các dòng video, trong công nghệ DMB sử dụng MPEG-4 AVC
(Advance Video Coding - Mã hóa video tiên tiến). Tiêu chuẩn này cũng được
gọi là H.264.
Ở chế độ giữa khối, MPEG-2 chỉ hỗ trợ các macroblock 16x16 điểm
ảnh, không đủ độ phân giải để mã hoá chính xác các chuyển động phức tạp
hoặc phi tuyến tính, ví dụ như phóng to thu nhỏ. Ngược lại, MPEG-4 AVC lại
tăng cường hiệu chỉnh chuyển động bằng cách cho phép bộ lập mã biến đổi
kích cỡ thành phần chói của mỗi macroblock. (Bộ lập mã sử dụng thành phần
chói như vậy là do mắt người nhạy cảm với chuyển động chói hơn nhiều so
với chuyển động màu.) Như có thể thấy trong Hình 1.2, MPEG-4 AVC có thể
chia thành phần chói của từng macroblock thành 4 cỡ: 16x16, 16x8, 8x16
hoặc 8x8. Khi sử dụng khối 8x8, nó còn có thể chia tiếp 4 khối 8x8 này thành
4 cỡ nữa là 8x8, 8x4, 4x8 hoặc 4x4.

16x16

16x8

8x16


8x8

0
0

0

8x4
0
1

2

3

4x8

4x4

0
0

1

1

1
8x8

0


0

1

2

3

1

Hình 1. 2: Các kích thước block MPEG-4 AVC khác nhau.
Việc phân chia các macroblock cho phép bộ lập mã xử lý được một vài
loại chuyển động tuỳ theo độ phức tạp của chuyển động đó cũng như nguồn


12

lực về tốc độ bit. Nhìn chung, kích cỡ phân chia lớn phù hợp với việc xử lý
chuyển động tại các khu vực giống nhau trong ảnh, trong khi đó kích cỡ phân
chia nhỏ lại rất có ích khi xử lý chuyển động tại các chỗ có nhiều chi tiết hơn.
Kết quả là chất lượng hình ảnh cao hơn, ít bị vỡ khối hơn. Các cuộc thử
nghiệm đã chỉ ra rằng việc sắp xếp hợp lý các khung có thể tăng tỷ lệ nén
thêm 15%. MPEG-4 AVC lấy phần chói của ảnh gốc và sử dụng các
macroblock đã được chia nhỏ tại các khu vực có nhiều chi tiết nhằm tăng
cường khả năng hiệu chỉnh chuyển động.
1.6.3 Mã hóa các luồng âm thanh.
Để mã hóa các luồng âm thanh (audio) cho truyền hình di động,
DMB hỗ trợ MPEG-4 BSAC (bit sliced arithmetic coding - mã hóa số
học phân chia bit) và AAC (Advanced Audio Coding - mã hóa âm thanh

tiên tiến). AAC đảm bảo chất lượng âm thanh tuyệt vời ở tốc độ bit thấp khi
sử dụng trong biến thể AAC/HE (High Effciency).
a. Mã hóa âm thanh tiên tiến (AAC):
Advance Audio Coding (AAC) –(ISO 14496-3) là một định dạng
âm thanh nén kiểu lossy được định nghĩa theo tiêu chuẩn MPEG-2 và
được phát triển bởi liên minh Fraunhofer, Dolby, Sony và AT&T. AAC
được phát triển nhằm thay thế cho định dạng âm thanh đã quá nổi tiếng Mp3
để tích hợp trong container MP4 - một container của MPEG-4 tiêu chuẩn hỗ
trợ đầy đủ các tính năng phụ. Dạng định này được phát triển để xóa đi
những chỗ yếu của MP3 và nâng cao phương pháp mã hóa đã có. Do vậy
những tín hiệu thu của âm thanh hay tiếng động sẽ được nhận biết và mã hóa
1 cách hiệu quả hơn hoặc những vấn đề của Pre-Echo sẽ giảm thấp xuống
nhiều. AAC có thể tích hợp tới 48 kênh âm thanh (có sample rate tới 96 KHz)


13

cộng thêm 15 kênh âm thanh tần số thấp (Low Frequency Enhancement-LFE)
giới hạn tốc độ lấy mẫu ở 120 Hz.
b. Mã hóa số học phân chia bit (BSAC):
MPEG-4 BSAC (Bit Sliced Arithmetic Coding)-mã hóa số học phân
chia theo bit, là một công cụ mã hóa âm thanh đặc biệt trong tiêu chuẩn
MPEG ISO/IEC 14496-3, Part 3 Audio.Kỹ thuật BSAC được sử dụng thay
thế cho mã hóa Huffman trong mã hóa âm thanh AAC để cung cấp mã hóa tỉ
lệ bit bậc thang (scalable bitrate coding) trong suốt quá trình truyền tải.
Nguồn Audio có thể được mã hóa ở tỉ lệ bit cao nhất (full bitrate) và sau đó có
thể giảm dần theo chuỗi truyền dẫn theo mức độ khác nhau của dung lượng
kênh truyền.
Đặc điểm của BSAC:
 Hiệu quả mã hóa cao: sự chuyển mã của AAC.

 Bước nhảy bậc thang nhỏ (small step scalability) với 1kbps/1kênh
(phạm vi bậc thang-scalable range từ 16kbps/1kênh đến 64kbps/1kênh).
 Khả năng co giãn lỗi (SBA mode).
1.6.4 Mã hóa và ghép kênh trong truyền hình di động.
Những dòng dữ liệu của các dịch vụ của các dịch vụ khác nhau không
thích hợp cho truyền dẫn theo khuôn dạng hiện tại, mà trước hết phải biến đổi
thích ứng với những tính chất đặc biệt của kênh vô tuyến, quá trình đó được
gọi là mã hóa kênh. Tiếp theo các dòng dữ liệu đã mã hóa của các dịch vụ
khác nhau phải được ghép vào một dòng truyền tải chung trước khi truyền đi.
Hình sau đưa ra tổng quan về kết quả luồng truyền dẫn DAB/DMB.


14

Hình 1. 3. Chuỗi truyền dẫn DAB/DMB.
1.6.5 Điều chế và truyền dẫn
Luồng dữ liệu tạo ra từ quá trình ghép kênh và mã hóa được quảng bá
qua kênh vô tuyến tới các máy thu. Tham số của kênh vô tuyến được cố định
bởi song mang và tốc độ dữ liệu. Sóng mang là sóng điện từ hàm sin tuần
hoàn của một tần số nhất định. Tần số sóng mang phải phù hợp với dải tần số
trong phổ điện trường của anten, trong khi tốc độ dữ liệu xác định băng tần
cần thiết cho kênh vô tuyến. 1 kênh vô tuyến DAB/DMB có băng tần là 1,536
Mhz và tốc độ dữ liệu đạt được từ 1 đến 1,5Mb/s tùythuộc vào tỷ lệ mã hóa
dữ liệu dùng cho mã xoắn của các dòng dữ liệu khác nhau. Ở một phương
diện khác, mạng di động 3G như UMTS có thể có được tốc độ dữ liệu tương
tự, nhưng chỉ với vùng phủ của trạm gốc không vượt quá vài trăm mét hoặc ít
hơn, vùng phủ sóng này rất nhỏ khi sánh với vùng phủ sóng với đường
kính lên tới 100km của máy phát DAB/DMB duy nhất. Nói chung, một
vấn đề của việc truyền dữ liệu tốc độ cao với khoảng cách xa đó là tín hiệu dễ
bị can nhiễu. Một trường hợp cụ thể là hiện tượng truyền sóng vô tuyến đa

đường.


15

1.7.

Các hướng phát triển cho Mobile TV
Đã có một số công nghệ được sử dụng để cung cấp các dịch vụ Mobile

TV hiện nay. Đây chỉ là một phần vì có rất nhiều các nhóm nhà khai thác khác
nhau như các nhà khai thác di động, các nhà khai thác phát thanh truyền hình
truyền thống, và các nhà khai thác không dây băng tần rộng dang tìm kiếm tác
dụng các mạng của họ để có thể phát Mobile TV được như các dịch vụ đa
phương tiện.Các nhà khai thác di động có các mạng bao phủ diện rộng ở hầu
hết các nơi có người trên thế giới. Đó là một thuận lợi để họ tiếp tục phát triển
các mạng đó để cung cấp các dịch vụ Mobile TV. Cũng ở thời điểm này, các
nhà khai thác phát thanh truyền hình, những người có truyền thống kinh doanh
về phát thanh truyền hình cũng đang mở rộng, phát triển các mạng phát thanh
vô tuyến quả đất của họ để có sự mở rộng tương đương. bởi vậy có thể suy ra,
Mobile TV được triển khai dựa trên phát thanh vô tuyến quả đất đang thúc đẩy
các mạng hiện tại phát triển, như DVB-H hay ISDB-T. Tất nhiên cũng có một
số nhà khai thác chọn mạng trên mặt đất với cách bố trí, cấu trúc hoàn toàn
mới hay các mạng vệ tinh cho dịch vụ Mobile TV. Các nhà khai thác băng
rộng cũng không ngừng gia tăng các đề xuất về các dịch vụ TV dựa trên nền
IP, họ có các mạng và các công nghệ để cung cấp internet băng rộng, cùng với
đó là Mobile TV. Bởi vậy ta có thể thấy Mobile TV đang được đề xuất sử
dụng một số công nghệ. Các công nghệ đa phương tiện này đựơc phân loại
theo hình 1.4.



×