Các công nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3g

..
..

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

----------------------------------

PHAN THỊ KIM HOA

CÁC CƠNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG
VÀ GIẢI PHÁP TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG
TRÊN MẠNG 3G
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ THƠNG TIN

Người hướng dẫn khoa học:
TS. PHẠM HUY HỒNG

Hà Nội – 2010


Các cơng nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

LỜI CẢM ƠN
Trước hết em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới Tiến sĩ Phạm Huy Hoàng,
người đã định hướng đề tài và tận tình hướng dẫn chỉ bảo em từ những ý tưởng
trong đề cương nghiên cứu, phương pháp giải quyết vấn đề cho đến những lần kiểm
tra cuối cùng để hoàn tất bản luận văn cao học này.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong viện Công nghệ thông tin và
truyền thông, viện Đào tạo sau đại học trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận
tình dạy bảo và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập tại trường.
Đông thời, em cũng xin cảm ơn các đồng nghiệp cùng làm việc tại trung tâm
nghiên cứu và phát triển công nghệ (Tổng công ty truyền thông đa phương tiện
VTC) và các bạn cùng lớp Cao học Công nghệ thơng tin khóa 2008-2010 đã nhiệt
tình trao đổi, góp ý và cung cấp thông tin tư liệu trong quá trình thực hiện luận văn.
Trong phạm vi của Luận văn tốt nghiệp cao học khó có thể diễn đạt hết ý về
mặt lý thuyết cũng như kĩ thuật, bên cạnh đó là trình độ bản thân cịn hạn chế nên
khơng thể tránh khỏi thiếu xót. Em rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp để
tiếp tục hồn thiện kiến thức cũng như giải pháp của mình.

Phan Thị Kim Hoa
Cao học Cơng nghệ thơng tin – Khóa 2008-2010

Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010

2


Các cơng nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan: Bản luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu thực
sự của cá nhân em, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, kiến thức kinh
điển, nghiên cứu khảo sát tình hình thực tiễn và dưới sự hướng dẫn khoa học của
Tiến sĩ Phạm Huy Hồng, khơng sao chép tồn văn của bất cứ cơng trình nghiên
cứu nào khác. Nội dung luận văn có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tin
được đăng tải trên các tác phẩm, tạp chí và các trang web theo danh mục tài liệu của
luận văn. Em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm với những nội dung được viết trong

luận văn này.

Hà Nội, ngày 31 tháng 10 năm 2010
Tác giả luận văn

Phan Thị Kim Hoa

Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010

3


Các cơng nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................... 2
LỜI CAM ĐOAN.................................................................................................... 3
MỤC LỤC .............................................................................................................. 4
DANH MỤC HÌNH ẢNH ....................................................................................... 7
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................... 9
Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG ..........................................................................10
1.1 Đặt vấn đề.....................................................................................................10
1.2 Mục đích đề tài .............................................................................................10
1.3 Cách tiếp cận ................................................................................................11
1.4 Bố cục luận văn ............................................................................................11
Chương 2: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG ....................................12
2.1 Tổng quan về truyền hình di động .................................................................12
2.2 Nghiên cứu các tiêu chuẩn đối với truyền hình di động .................................15
2.3 Các nguồn tài ngun đối với truyền hình di động ........................................15
2.4 Cơng nghệ broadcast và unicast đối với truyền hình di động .........................16

2.4.1 Công nghệ broadcast ..............................................................................16
2.4.2 Công nghệ unicast ..................................................................................16
2.5 Truyền hình di động sử dụng các mạng tế bào ..............................................17
2.6 Truyền hình di động sử dụng truyền dẫn số mặt đất và vệ tinh ......................19
2.6.1 Công nghệ quảng bá đa phương tiện số cho các máy cầm tay (DVB-H) 19
2.6.2 Công nghệ quảng bá đa phương tiện số (DMB) .....................................20
2.6.3 Công nghệ chỉ liên kết hướng đi đa phương tiện (MediaFLO) ...............23
2.6.5 Các cơng nghệ Truyền hình di động khác...............................................25
2.7 Truyền hình di động sử dụng cơng nghệ vơ tuyến .........................................26
2.7.1 Truyền hình di động sử dụng các cơng nghệ WiFi..................................26
2.7.2 Truyền hình di động sử dụng các cơng nghệ WiMAX ............................26
Chương 3: CÁC TIÊU CHUẨN STREAMING VÀ ĐA PHƯƠNG TIỆN DI
ĐỘNG ....................................................................................................................28
3.1 Định nghĩa đa phương tiện di động ...............................................................28
3.2 Truyền tải dịng.............................................................................................28
3.2.1 Q trình bắt giữ và mã hóa nội dung.....................................................29
3.2.2 Biến đổi file thành khn dạng streaming ..............................................29
3.2.3 Stream serving .......................................................................................30
3.2.4 Streaming và quản lý băng thông ...........................................................31
3.3 Chương trình xem và server streaming ......................................................32
3.3.1 Khn dạng Media của Microsoft Windows ..........................................33
Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010

4


Các cơng nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

3.3.2 Apple QuickTime...................................................................................34
3.4 Rich Media – Ngôn ngữ đa phương tiện đồng bộ ..........................................34

3.5 Đa phương tiện di động ................................................................................35
3.5.1 Các phần tử của đa phương tiện di động.................................................35
3.5.2 Sự tiêu chuẩn hóa đa phương tiện đối với các mạng di động ..................37
3.6 Các khuôn dạng file cho Mobile Multimedia ................................................38
3.6.1 Các khuôn dạng file được đặc tả bởi 3GPP và các mô tả bộ mã hóa .......38
3.6.2 Các phiên bản 3GPP ..............................................................................39
Chương 4: MẠNG 3G VÀ TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI Ở VIỆT NAM ..................41
4.1 Giới thiệu chung ...........................................................................................41
4.2 Dịch vụ viễn thông di động tồn cầu dựa trên cơng nghệ WCDMA ..............45
4.2.1 Sự phát triển lên UMTS và dự án hiệp hội thế hệ thứ ba (3GPP) ...........45
4.2.2 Kiến trúc hệ thống UMTS ......................................................................46
4.2.2.1 Kiến trúc mạng 3GPP phiên bản năm 1999 .....................................46
4.2.2.2 Kiến trúc mạng 3GPP phiên bản 4...................................................48
4.2.2.3 Kiến trúc mạng toàn IP 3GPP phiên bản 5.......................................50
4.2.3 Các yêu cầu phổ tần số với UMTS .........................................................52
4.3 Công nghệ CDMA2000 ................................................................................52
4.3.1 Sự phát triển của CDMA2000 ................................................................53
4.3.2 Kiến trúc hệ thống CDMA2000 .............................................................54
4.3.3 Các yêu cầu phổ tần số với CDMA2000 ................................................55
4.4 Điểm chung giữa WCDMA/CDMA2000 ......................................................56
4.5 Tình hình triển khai mạng 3G tại Việt Nam ..................................................57
4.5.1 Tình hình triển khai 3G của Vinaphone..................................................59
4.5.2 Tình hình triển khai 3G của MobiFone...................................................61
4.5.3 Tình hình triển khai 3G của Viettel ........................................................62
4.5.4 Tình hình triển khai 3G của EVN Telecom và Hanoi Telecom ...............64
4.5.5 Hợp tác chiến lược triển khai 3G của EVN Telecom và VTC ................66
Chương 5: TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG SỬ DỤNG CƠNG NGHỆ 3G ..................68
5.1 Giới thiệu chung ...........................................................................................68
5.2 Các yêu cầu đối với việc truyền tải tín hiệu truyền hình di động qua mạng di
động ...................................................................................................................69

5.3 Truyền tải dịng truyền hình di động sử dụng các tiêu chuẩn 3GPP – Dịch vụ
truyền tải dịng chuyển mạch gói 3GPP (PSS) ....................................................69
5.4 Tiêu chuẩn 3G-324M ....................................................................................74
5.5 Công nghệ MBMS và BCMCS .....................................................................74
5.5.1 Kiến trúc MBMS ...................................................................................77
5.5.2 Các chế độ của MBMS ..........................................................................78
5.5.3 Truy nhập tới các dịch vụ MBMS ..........................................................80
5.5.3.1 Quá trình khởi đầu phiên .................................................................80
5.5.3.2 Các giao thức và các bộ mã hóa/ giải mã .........................................81
2.5.3.3 Mạng truy nhập vơ tuyến .................................................................83

Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010

5


Các cơng nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

5.6 Cơng nghệ MBMS broadcast tiên tiến...........................................................86
5.6.1 Nguyên lý MBMS broadcast tiên tiến ....................................................86
5.6.2 Hướng dẫn dịch vụ điện tử .....................................................................87
5.6.3 Truy nhập dịch vụ và bảo vệ nội dung ....................................................88
5.6.4 Tính tương tác và tính cá nhân hóa.......................................................89
5.7 Kiến trúc điển hình hệ thống cung cấp tín hiệu truyền hình di động qua mạng
3G ......................................................................................................................90
Chương 6: XÂY DỰNG ỨNG DỤNG TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG.......................92
6.1 Mơ hình dịch vụ............................................................................................92
6.1.1 Phạm vi ứng dụng ..................................................................................92
6.1.1.1 Khảo sát thực tế và đề xuất yêu cầu .................................................92
6.1.1.2 Xác định u cầu .............................................................................95

6.1.2 Mơ hình hệ thống ...................................................................................97
6.1.2.1 Kiến trúc chung ...............................................................................97
6.1.2.2 Các thành phần của ứng dụng..........................................................99
6.2 Phân tích thiết kế ứng dụng......................................................................... 100
6.2.1 Thiết kế dữ liệu .................................................................................... 100
a. Dữ liệu người dùng ............................................................................... 100
b. VOD .....................................................................................................100
6.2.2 Lược đồ sử dụng .................................................................................. 103
6.2.2.1 Lược đồ các chức năng..................................................................103
6.2.2.2 Phân tích từng chức năng .............................................................. 103
6.2.3 Giao diện chương trình .......................................................................105
6.3 Cài đặt tích hợp hệ thống và thử nghiệm ..................................................... 112
6.3.1 Môi trường phát triển và cài đặt hệ thống ............................................. 112
6.3.1.1 Môi trường phát triển ....................................................................112
6.3.1.2 Yêu cầu phần cứng ........................................................................ 112
6.3.1.2 Cài đặt hệ thống ............................................................................ 112
6.3.2 Thử nghiệm hệ thống ........................................................................... 113
Chương 7: TỔNG KẾT – ĐÁNH GIÁ .................................................................115
7.1 Kết quả thực hiện ........................................................................................ 115
7.1.1 Ưu điểm ............................................................................................... 115
7.1.2 Khuyết điểm ........................................................................................ 115
7.2 Hướng mở rộng .......................................................................................... 115
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 115
DANH MỤC THUẬT NGỮ ................................................................................ 115

Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010

6

Các cơng nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1 Phân loại các cơng nghệ truyền hình di động............................................... 14
Hình 2.2 Tổng quan về các cơng nghệ truyền hình di động ......................................... 14
Hình 2.3 Truyền dẫn broadcast đối với Truyền hình di động ...................................... 16
Hình 2.4 Truyền dẫn Unicast đối với Truyền hình di động.......................................... 17
Hình 2.5 Hệ thống DVB-H truyền dẫn các dịch vụ IP ................................................ 20
Hình 2.6 Hệ thống T-DMB theo tiêu chuẩn DAB Eureka 147 ..................................... 21
Hình 2.7 Mạng đơn tần (A) và mạng đa tần (B-mỗi màu một tần số khác nhau) ........ 22
Hình 2.8 Các biến thể của S-DMB .............................................................................. 23
Hình 2.9 Mạng MediaFLO ......................................................................................... 24
Hình 3.1 Các phần tử của Mobile Multimedia ............................................................ 28
Hình 3.2 Giá giao thức streaming............................................................................... 30
Hình 3.3 Streaming server .......................................................................................... 31
Hình 3.4 Truyền tải dịng và mã hóa video MPEG-4 được phân lớp ........................... 32
Hình 3.5 Chuyển mạch dịng streaming xảy ra ở các khung I ..................................... 33
Hình 3.6 Phát dữ liệu đã được lưu giữ ở bộ đệm trong chế độ streaming ................... 34
Hình 3.7 Truyền tải dịng nội dung dựa trên SMIL ..................................................... 35
Hình 3.8 Các ứng dụng của Mobile Multimedia ......................................................... 36
Hình 3.9 Các dịch vụ Mobile Multimedia phổ biến ..................................................... 37
Hình 3.10 Tiêu chuẩn hóa 3GPP ................................................................................ 37
Hình 3.11 Các phiên bản 3GPP đối với Mobile Multimedia ....................................... 39
Hình 4.1 IMT-2000 ..................................................................................................... 41
Hình 4.2 Sự phát triển lên mạng 3G ........................................................................... 43
Hình 4.3 Kiến trúc mạng 3GPP phiên bản năm 1999 ................................................. 46
Hình 4.4 Kiến trúc mạng phân tán 3GPP phiên bản 4 ................................................ 48
Hình 4.5 Kiến trúc mạng 3GPP IP multimedia ........................................................... 50
Hình 4.6 Sự phát triển lên CDMA2000 ....................................................................... 54
Hình 4.7 Kiến trúc hệ thống CDMA2000 tổng qt .................................................... 55

Hình 4.8 Các sóng mang 1xRTT và EVDO ................................................................. 55
Hình 5.1 Kiến trúc truyền tải dịng MobileTV ............................................................. 71
Hình 5.2 Giá giao thức dịch vụ truyền tải dịng gói 3GPP .......................................... 71
Hình 5.3 Thiết lập phiên truyền tải dịng 3GPP-PSS................................................... 72
Hình 5.4 Truyền tải tín hiệu MobileTV theo chuẩn 3GPP ........................................... 73
Hình 5.5 Mạng 3G-324M ........................................................................................... 74
Hình 5.6 Quảng bá qua các kết nối Unicast................................................................ 75
Hình 5.7 Quảng bá qua các kết nối multicast ............................................................. 76
Hình 5.8 Kiến trúc MBMS .......................................................................................... 77
Hình 5.9 Các chế độ và phương pháp phân phát dữ liệu MBMS ................................. 78
Hình 5.10 Luồng phiên MBMS ................................................................................... 80
Hình 5.11 Giá giao thức MBMS ................................................................................. 82
Hình 5.12 Nguyên lý download MBMS với thủ tục sửa file point-to-point ................... 83
Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010

7


Các cơng nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

Hình 5.13 Chế độ broadcast tiên tiến ......................................................................... 86
Hình 5.14 Nguyên lý bảo vệ truy nhập dịch vụ............................................................ 88
Hình 5.15 Ví dụ về chuỗi tương tác “voting”.............................................................. 89
Hình 5.16 Kiến trúc hệ thống cung cấp tín hiệu MobileTV qua mạng 3G .................. 90
Hình 5.17 Mơ hình chồng giao thức TCP/IP ................. Error! Bookmark not defined.
Hình 5.18 Router truy nhập bắt đầu từ BS (hay node B)Error! Bookmark not defined.
Hình 5.19 Một mạng sử dụng IP cho 3G...................... Error! Bookmark not defined.
Hình 5.20 Mơ hình tham chiếu IP2W từ dự án EU BRAIN.Error! Bookmark not defined.
Hình 6.1 Cấu trúc mạng di động ảo theo giải pháp 1................................................. 94
Hình 6.2 Cấu trúc mạng di động ảo theo giải pháp 2.................................................. 95

Hình 6.3 Capture và broadcast video trực tiếp ........................................................... 96
Hình 6.4 Ứng dụng tương tác ..................................................................................... 96
Hình 6.5 Kiến trúc hệ thống........................................................................................ 97
Hình 6.6 Dữ liệu người dùng .................................................................................... 100
Hình 6.7 Dữ liêu VOD – Phần Music ....................................................................... 101
Hình 6.8 Lược đồ các chức năng chính..................................................................... 103
Hình 6.9 Giao diện khởi động................................................................................... 105
Hình 6.10 Giao diện đăng nhập ................................................................................ 106
Hình 6.11 Giao diện lựa chọn các lĩnh vực muốn xem ........................................... 107
Hình 6.12 Giao diện xem truyền hình trực tuyến....................................................... 108
Hình 6.13 Giao diện xem video theo yêu cầu ........................................................... 109
Hình 6.14 Giao diện lựa chọn video muốn xem ........................................................ 110
Hình 6.15 Giao diện xem nội dung video theo yêu cầu ............................................. 111

Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010

8


Các cơng nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1 Các khuôn dạng file Multimedia .................................................................. 40
Bảng 4.1 Nền tảng cơng nghệ chính của các thế hệ mạng vơ tuyến ............................. 42
Bảng 4.2 So sánh 2G, 2.5G và 3G .............................................................................. 44
Bảng 4.3 Sự phát triển CDMA .................................................................................... 54
Bảng 5.1 Các khn dạng mã hóa/ giải mã đối với dịch vụ streaming ........................ 70
Bảng 6.1 Kết quả thử nghiệm trên máy ảo ................................................................ 113
Bảng 6.2 Kết quả thử nghiệm trên điện thoại di động Nokia E66 .............................. 114

Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010

9


Các cơng nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 Đặt vấn đề
Truyền hình di động gần đây đã được thử nghiệm và triển khai thành công ở
nhiều quốc gia trên thế giới như Phần Lan, Anh, Italia, Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc,
Trung Quốc,… Truyền hình di động được biết đến như là công nghệ vô tuyến được
thiết kế di động, có băng thơng hạn chế và thường xun chịu ảnh hưởng của
fading, nhiễu và tạp âm, trong khi phải đáp ứng được khả năng hiển thị tín hiệu tốt
trên máy thu đầu cuối cầm tay di động có kích thước màn hình nhỏ, cơng suất pin
tiêu thụ hạn chế.
Các cơng nghệ truyền tải tín hiệu truyền hình trên mạng di động bao gồm:
truyền hình di động truyền tải qua mạng 3G, truyền hình di động phát qua mạng
quảng bá số mặt đất cho các thiết bị cầm tay (DVB-H), truyền hình di động phát
qua mạng quảng bá đa phương tiện số (DMB), truyền hình di động phát qua mạng
quảng bá số các dịch vụ tích hợp – mặt đất (ISDB-T), truyền hình di động phát trên
mạng quảng bá âm thanh số trên nền IP (DAB-IP) và truyền hình di động phát trên
các mạng Wifi, WiMAX... Trong đó các cơng nghệ truyền hình di động truyền tải
qua mạng 3G, DVB-H, DMB và MediaFLO đã được nghiên cứu, tiêu chuẩn hóa và
sử dụng phổ biến. Ở Việt Nam, từ năm 2006 Tổng công ty truyền thông đa phương
tiện Việt Nam (VTC) đã tiến hành thử nghiệm công nghệ DVB-H; năm 2008 Đài
truyền hình Việt Nam đã tiến hành thử nghiệm công nghệ DMB.
Sự phát triển của các công nghệ truyền hình di động thực sự đem lại những
thay đổi lớn trong lĩnh vực truyền thông đa phương tiện, giúp cho người dùng có thể
xem được tín hiệu truyền hình ở bất cứ địa điểm nào có phủ sóng truyền hình di

động chỉ với một chiếc máy di động cầm tay. Cùng với việc hạ tầng mạng wifi ngày
càng phổ biến cũng như việc thử nghiệm và triển khai công nghệ 3G đang bởi nhiều
nhà cung cấp dịch vụ như: Tập đồn cơng nghệ Bưu chính Viễn thơng Việt Nam
(VNPT), Tổng công ty viễn thông quân đội (Viettel),… Dịch vụ truyền hình di động
được xem như một trong những ứng dụng quan trọng trong chiến dịch phát triển
mạng 3G.

1.2 Mục đích đề tài
Luận văn sẽ nghiên cứu tìm hiểu các cơng nghệ truyền hình di động phổ biến
hiện nay đặc biệt là cơng nghệ truyền hình di động sử dụng hạ tầng mạng 3G. Đồng
thời xây dựng ứng dụng xem truyền hình trên thiết bị di động giao tiếp qua IP sử
dụng mạng 3G hoặc wifi.
Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010

10


Các cơng nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

1.3 Cách tiếp cận
Để thực hiện các công việc trên, ta cần thực hiện các cơng việc sau:
- Tìm hiểu về truyền hình di động và các cơng nghệ truyền hình di động phổ
biến hiện nay.
- Tìm hiểu về truyền dẫn đa phương tiện trên thiết bị di động.
- Tìm hiểu mạng 3G và tình hình phát triển ở Việt Nam.
- Tìm hiểu mơ hình truyền hình di động sử dụng cơng nghệ 3G
- Xây dựng ứng dụng truyền hình cho thiết bị di động.

1.4 Bố cục luận văn
Luận văn được chia làm 7 chương, mỗi chương có các nội dung sau:

- Chương 1: Giới thiệu chung.
- Chương 2: Tổng quan về truyền hình di động.
- Chương 3: Các tiêu chuẩn streaming và đa phương tiện đi động.
- Chương 4: Tổng quan về mạng 3G và thực trạng phát triển ở Việt Nam:
+ Tổng quan về mạng 3G.
+ Thực trạng phát triển ở Việt Nam.
- Chương 5: Truyền hình di động sử dụng cơng nghệ 3G:
+ Truyền hình di động sử dụng cơng nghệ 3G.
+ Vấn đề IP cho mạng 3G.
- Chương 6: Xây dựng ứng dụng truyền hình cho điện thoại di động:
+ Mơ hình phát triển dịch vụ.
+ Xây dựng ứng dụng trên điện thoại di động.
- Chương 7: Tổng kết – Đánh giá.

Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010

11


Các cơng nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG
2.1 Tổng quan về truyền hình di động
Truyền hình di động (MobileTV) là cơng nghệ mã hóa 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 phương tiện
vô tuyến, các máy điện thoại có khả năng thu tín hiệu truyền hình di động.
Với truyền hình di động, người xem có thể truy nhập một dải mở rộng 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 thời gian trễ hoặc có thể được
ghi lại tồn bộ giống như băng cassette video hoặc đĩa DVD. Truyền hình di động
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 cung cấp bởi mạng tế bào. Các
chương trình có thể được phát ở chế độ quảng bá (chế độ broadcast) trong một vùng
phủ 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 thậm chí lên tới 200km/h. Do đó, truyền
hình di động là công nghệ được thiết kế để đáp ứng được các u 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 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. Các cơng nghệ truyền hình
di động đã được phát triển để khắc phục các hạn chế của mơi trường truyền dẫn tín
hiệu truyền hình di động cũng như các hạn chế của máy thu tín hiệu truyền hình di
động nói trên. Các u cầu về mặt cơng nghệ hỗ trợ việc truyền dẫn tin hiệu truyền
hình di động là:
-

-

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 249 pixels) với các mã hóa hiệu quả cao.
Cơng nghệ tiêu thụ cơng suất thấp.
Thu nhận tín hiệu ổn định khi di động.

Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010

12


Các cơng nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

-

Chất lượng hình ảnh rõ nét mặc dù bị tổn hao tín hiệu do fading và tín hiệu
đa đường.
Hỗ trợ di động ở tốc độ lên tới 250km/h hoặc cao hơn.
Có khả năng thu tín hiệu trong một vùng rộng khi di chuyển.

Hiện nay có hai phương pháp chính để phát tín hiệu truyền hình di động.
Phương pháp thứ nhất là phát qua mạng tế bào hai chiều và phương 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
sở hạ tầng mạng đã được thiết lập, do đó sẽ giảm chi phí triển khai. Đồng
thời các nhà khai thác đã có sẵn thị trường truy nhập tới các thuê bao hiện
tại, các thuê bao này chỉ cần đăng ký dịch vụ truyền hình di động mà họ
muốn sử dụng. Nhược điểm chính khi phát tín hiệu truyền hình qua các mạng
tế bào (2G hoặc 3G) là vấn đề băng thơng hạn chế, điều này có thể làm giảm
chất lượng các dịch vụ điện thoại truyền 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
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 trền nền các công nghệ sử dụng hệ thống tế bào như
GSM, WCDMA hoặc CDMA2000. Một ví dụ về công nghệ được thiết kế
trên nền mạng 3G là công nghệ phát dịch vụ broadcast và multicast đa
phương tiện (MBMS), hệ thống này có thể hoạt động ở chế độ unicast hoặc
multicast. MBMS được thiết kế bởi dự án hiệp hội 3G (3GPP) để phát các
dịch vụ truyền hình di động qua mạng GSM và mạng WCDMA. MBMS hoạt
động ở băng thông 5MHz WCDMA, hỗ trợ 6 dịch vụ truyền tải dòng quảng
bá thời gian thực song song, mỗi dịch vụ có tốc độ 128kbit/s, trên kênh vơ
tuyến có băng thơng 5MHz.
Các hệ thống truyền hình di động dành riêng được thiết kế để tối ưu hóa 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 truyền hình di động dành riêng là nội dung 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 và cơ sở hạ tầng mạng và các lựa
chọn nội dung bị hạn chế.

Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010

13


Các cơng nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

Hình 2.1 Phân loại các cơng nghệ truyền hình di động
Các cơng nghệ truyền hình di động 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 truyền hình di động được phân loại như trên hình
2.1.

Hình 2.2 Tổng quan về các cơng nghệ truyền hình di động

Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010

14


Các cơng nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

2.2 Nghiên cứu các tiêu chuẩn đối với truyền hình di động
Truyền hình di động có khoảng trên 30 loại khn dạng file âm thanh gồm
các dạng file đơn giảnh có đi .wav, .mpg, Real, QuickTime, Windows Media 9 và
các khuôn dạng file khác. Video có khoảng 25 khn dạng khác nhau từ các file
video khơng nén đên file nén có khn dạng MPEG4, MPEG4-AVC/H264. Video
có thể có một dải rộng độ phân giải, kích thước và tốc độ.
Các tiêu chuẩn được sử dụng làm nền tảng chung cho việc phân phát các
dịch vụ truyền hình di động. Các tiêu chuẩn có thể khác nhau dựa trên công nghệ
nhưng đã đạt được sự thống nhất chung. Điều này địi hỏi các nhóm phải làm việc
cùng nhau. Các nhóm này bao gồm các 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, cộng đồng quảng bá tín hiệu truyền
hình, các nhà khai thác mạng 3G, các nhà khai thác tín hiệu truyền hình quảng bá
qua vệ tinh. Ngồi ra, việc tiêu chuẩn hóa cũng liên quan đến ngành cơng nghiệp
chế tạo nội dung để thiết kế nội dung âm thanh và video cho các máy đầu cuối di

động; ngành công nghiệp di động tế bào để thiết lập các hệ thống truyền dẫn tín
hiệu truyền hình di động và nhiều ngành cơng nghiệp khác.
Các tiêu chuẩn truyền hình di động được tổng kết trong khuyến nghị IUT-R
BT.1833, ngoài các tiêu chuẩn trong khuyến nghị này, cịn có các cơng nghệ truyền
hình di động đã được tiêu chuẩn hóa và được triển khai ở nhiều phương tiện di động
ở Trung Quốc (CMMB).

2.3 Các nguồn tài nguyên đối với truyền hình di động
Đối với truyền hình di động, một số nguồn tài nguyên chung quan trọng là
phổ tần số. Ở Anh và Mỹ 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 số dành cho quảng
bá âm thanh số (DAB) để phát 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 (DMB-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 (DVB-T). Công nghệ quảng bá đa phương tiện số cho các máy cầm tay (DVBH) là một tiêu chuẩn được thiết kế sử dụng các mạng DVB-T để phát các dịch vụ
DVB-H và sử dụng chung phổ tẩn của DVB-T. Ở trên DVB-H sử dụng băng tần L
ở 1670MHz; HiWire - một nhà khai thác sử dụng phổ tần 700Mhz để phát dịch vụ
DVB-H. Nhiều nỗ lực đang được thực hiện để tìm kiếm phổ tần và các nguồn tài

Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010

15


Các cơng nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

ngun để truyền tín hiệu truyền hình di động ở cấp khu vực hay toàn cầu, sẽ dẫn
tới sự hội tụ của các tiêu chuẩn.

2.4 Cơng nghệ broadcast và unicast đối với truyền hình di động
Có hai chế độ phân phát nội dung tới thiết bị di động 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.
2.4.1 Công nghệ broadcast
Công nghệ cung cấp tới nhiều người sử dụng cùng nội dung ở cùng thời
điểm được gọi là broadcast 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, cơng 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.

Hình 2.3 Truyền dẫn broadcast đối với truyền hình di động
Các cơng nghệ quảng bá phát tín hiệu truyền hình di động gồm: MBMS,
DMB-T, DMB-S, DVB-H, 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.
2.4.2 Cơng nghệ unicast
Cơng nghệ cung cấp tín hiệu truyền hình di động theo chế độ one-to-one
được gọi là unicast. Cơng nghệ này có tính cá nhân cao vì mỗi người sử dụng chỉ
xem dịng truyền tải unicast của mình. Unicast cũng có ưu điểm là các nguồn tài
nguyên 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
Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010

16


Các cơng nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

sử dụng đơn lẻ. Tuy nhiên các mạng unicast bị hạn chế về số lượng người sử dụng
được hỗ trợ bởi vì nguồn tài ngun là hữu hạn (băng thơng hạn chế). Ví dụ, truyền
tải dòng video của một sự kiện thể thao như bóng đá, bóng chuyền… có thể được
lựa chọn bởi hàng trăm nghìn người sử dụng, điều này làm cho nguồn tài nguyên
mạng bị cạn kiệt. Các tốc độ truyền dẫn ở các mạng tế bào UMTS điển hình là
64kbps (chuyển mạch kênh, CS), hoặc 220-320 kbps (chuyển mạch gói, PS). Các
mạng GPRS cung cấp tốc độ trong khoảng 30-40 kbps (PS), các mạng EDGE có tốc
độ điển hình trong khoảng 100-130kbps (PS) và HSDPA có thể đạt tốc độ từ 5501100kbps (PS). Mặc dù bị giới hạn về băng thông, công nghệ unicast phù hợp cho
việc cung cấp dịch vụ video theo yêu cầu và sự tương tác cho các dịch vụ truyền
hình di động.

Hình 2.4 Truyền dẫn Unicast đối với truyền hình di động

2.5 Truyền hình di động 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
tốc độ khung thấp. Sự phát triển từ công nghệ 2.5G đến 3G đã tăng tốc độ dữ liệu,
sự phát triển các giao thức âm thanh và video cùng với kỹ thuật mã hóa nguồn hiệu
quả MPEG-4 dẫn tới mạng 3G có thể cung cấp các kênh video trực tiếp ở tốc độ
128kbps hoặc cao hơn. Các mạng 3G được thiết kế để có thể cung cấp tốc độ dữ
liệu cao lên tới 384 kbps, do đó các mạng 3G có thể được sử dụng để cung cấp các
dịch vụ truyền hình di động. Mạng 3G đã được triển khai ở nhiều nước khác nhau
trên thế giới, một số nhà khai thác mạng 3G điển hình ở các nước như: Mỹ (Sprint,
Cingular, Midwest Wireless, Alltel, Cellular South, Verizon), Mexico (Telcel), Peru
Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010

17

Các cơng nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

(Moviestar), Canada (Bell, Rogers, TELUS), Aanh (Orange, Three)… Hiệp hội
Viễn thông Quốc tế (ITU) đã thống nhất các mạng 3G với tên gọi là IMT-2000 dựa
trên hai công nghệ cơ bản là: UMTS và CDMA2000. Công nghệ UMTS
(WCDMA) được phát triển đối với các nước đang khai thác mạng GSM, các tần số
3G ở UMTS được phân bố rời rạc trong phổ tần của UMTS. Trong khi đó cơng
nghệ CDMA2000 được thiết kế tương thích với các mạng CDMAOne.
Các dịch vụ Truyền hình di động dựa trên mạng 3G có thể cung cấp dịng
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 thể 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 dốc 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.
-

-

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 5MHz 3G nhờ
sử dụng mã hóa và điều chế thích nghi, định trình gói nhanh và kỹ thuật chọn
tế bào nhanh. 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 xin thêm các tần số mới. Mặc dù cung cấp tốc
độ dữ liệu cao, nhược điểm của các mạng 3G, thậm chí khi nâng cấp lên
cơng nghệ HSDPA vẫn là tính quy mơ (scalability). Mạng unicast khơng có
tính quy mơ tốt khi số người sử dụng truy nhập dịch vụ tăng.
Với mạng 3G, công nghệ broadcast và multicast đa phương tiện (MBMS)
được tiêu chuẩn hóa để phát tín hiệu ở chế độ quảng bá, sự triển khai MBMS
bắt đầu vào năm 2008, bổ sung khả năng phát quảng bá cho các mạng 3G.
Tốc độ phát dữ liệu của các mạng này có thể đạt được từ 64 đến 256kbps sử
dụng giao thức MBMS/UMTS, và từ 32 đến 128kbps sử dụng giao thức
MBMS/GSM. Tuy nhiên cơng nghệ này có thể làm giảm chất lượng dịch vụ
thoại truyền thống và yêu cầu đầu tư đáng kể vào cơ sở hạ tầng mạng. Cơng
nghệ MBMS có hai chế độ cung cấp dịch vụ tới số lượng lớn người sử dụng.
Phiên bản thứ sáu 3GPP định nghĩa MBMS có các chế độ cung cấp dịch vụ
sau:

Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010

18


Các cơng nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

o Chế độ multicast truyền tín hiệu từ nguồn phát tới tất cả các thiết bị
trong một nhóm multicast. Các thiết bị này có thể nằm ở các tế bào
khác nhau hặc đang di chuyển. Do đó, truyền dẫn multicast khơng
phát dữ liệu tới tất cả người sử dụng trọng một vùng nhất định, mà sự
phân phát dữ liệu này có tính chọn lọc.
o Chế độ broadcast truyền tín hiệu tới tất cả người sử dụng trong một
vùng nhất định.

2.6 Truyền hình di động sử dụng truyền dẫn số mặt đất và vệ tinh
Các cơng nghệ Truyền hình di động sử dụng truyền dẫn số mặt đất và vệ tinh
bao gồm: DVB-H, DMB-T, ISDB-IP, DAB-IP, MediaFLO, DMB-S, ISDB-S. Các
công nghệ này được tổng kết ngắn gọn như dưới đây:
2.6.1 Công nghệ quảng bá đa phương tiện số cho các máy cầm tay (DVB-H)
Công nghệ này dựa trên tiêu chuẩn quảng bá đa phương tiện số mặt đất
(DVB-T) được tối ưu cho các máy đầu cuối cầm tay, sử dụng chung phổ tần của
DVB-T. DVB-H sử dụng các khn dạng mã hóa nguồn MPEG-4 hoặc Windows
Media 9 đối với video và mà hóa nguồn AAC hoặc WM đối với âm thanh. DVB-H
sử dụng dòng truyền tải IP qua MPEG-2 TS và sử dụng kỹ thuật cắt lát thời gian
(time-slicing) để giảm công suất tiêu thụ với các sơ đồ điều chế khác nhau như
QPSK, 16QAM hoặc 64QAM để khắc phục các ảnh hưởng của nhiễu đa lường đối
với máy thu di động.
Hệ thống DVB-H cũng hỗ trợ chế độ điều chế OFDM 4K phù hợp với môi
trường di động bên cạnh các chế độ 2K và 8K. DVB-H được thiết kế hoạt động ở
các băng thông 5MHz, 6MHz, 7MHz và 8MHz, đây là các băng thông được sử
dụng cho các dịch vụ quảng bá trên thế giới. Kỹ thuật mã hóa kênh được sử dụng ở
DVB-H là mã xoắn kết hợp với mã Reed Solomon. DVB-H hoạt động ở băng tần
UHF hoặc băng tần L (ở Mỹ). DVB-H được sử dụng ở Châu Âu, Mỹ, và một số
nước Châu Á.
DVB-H có thể cung cấp ở bộ ghép kênh DVB-H từ 20 tới 40 kênh hoặc hơn
(tùy thuộc vào tốc độ bit) tới hàng triệu người sử dụng ở chế độ quảng bá. Trong
khi các dịch vụ DVB-T được phát ở tốc độ dữ liệu có thể lên tới 24Mbps, các dịch
vụ DVB-H được phát ở tốc độ dữ liệu có thể lên tới 11Mbps. DVB-H dựa trên các
tiêu chuẩn mở và tương thích với DVB-T. DVB-H tn theo mơ hình IP datacast và
tồn bộ mạng IP end-to-end.
Hình 2.5 mơ tả hệ thống DVB-H truyền dẫn các dịch vụ IP. Trong ví dụ này,
cả các dịch vụ MPEG-2 truyền thống và các dịch vụ DVB-H đều được truyền tải

Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010

19


Các cơng nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

qua cùng một bộ ghép kênh. Máy đầu cuối cầm tay chỉ giải mã và sử dụng các dịch
vụ IP. Vì lý do tương thích trong trường hợp bộ ghép kênh được chia sẻ giữa các
dịch vụ cho máy thu DVB-T cố định và các dịch vụ cho DVB-H, nên chế độ 4K
OFDM và ghép xen theo độ sâu khơng được sử dụng.

Hình 2.5 Hệ thống DVB-H truyền dẫn các dịch vụ IP
2.6.2 Công nghệ quảng bá đa phương tiện số (DMB)
Công nghệ này phát triển từ hệ thống Eureka-147 cho quảng bá âm thanh số
(DAB) để cung cấp các dịch vụ đa phương tiện gồm video, âm thanh và các dịch vụ
tương tác cho các máy cầm tay di động. DMB là sự mở rộng của tiêu chuẩn DAB
nhờ thêm vào lớp sửa lỗi nhằm truyền các dịch vụ đa phương tiện. DMB sử dụng
dải phổ đã được phân bố cho DAB, nên việc triển khai DMB trở nên dễ dàng và đã
thành cơng. Có hai phiên bản DMB là DMB-T (quảng bá đa phương tiện số mặt
đất) và DMB-S (quảng bá đa phương tiện số qua vệ tinh).
Các dịch vụ Truyền hình di động được phát qua vệ tinh công suất cao ở băng
tần L (1452-1492 MHz) và băng tần S (2.6 GHz). Để đảm bảo thu được tín hiệu
trong nhà, các tòa nhà được trang bị thêm các bộ lặp băng tần S để phát lặp tín hiệu
mặt đất. Đối với truyền dẫn số mặt đất DMB-T, băng tần VHF và UHF được sử
dụng. DMB-T chia khe VHF 6MHz thành ba sóng mang, mỗi sóng mang có băng
thơng 1.54 MHz, có thể truyền tải bốn kênh video và các kênh âm thanh phụ. DMBT sử dụng kỹ thuật mã hóa nguồn H.264 MPEG-4 đối với video và mã hóa nguồn
BSAC, MP2 đối với âm thanh; dòng truyền tải là MPEG-2 TS; ghép kênh theo tần
số FDM, sử dụng điều chế DQPSK; mã hóa kênh được sử dụng là mã xoắn kết hợp
Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010

20


Các cơng nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

với mã Reed Solomon. DMB-T không hỗ trợ kỹ thuật tiết kiệm nguồn nên đây là
vấn đề quan trọng đối với các máy di động cầm tay có cơng suất pin thấp. DMB đã
được triển khai đầu tiên ở Hàn Quốc và các nước Châu Âu như; Đức, Anh. Hình 2.6
mơ tả kiến trúc hệ thống DMB được mở rộng từ hệ thống DAB EUREKA-147.

Hình 2.6 Hệ thống T-DMB theo tiêu chuẩn DAB Eureka 147
DMB sử dụng công nghệ truyền dẫn DAB với một số sự mở rộng như thêm
vào các sơ đồ mã hóa nguồn cho các nội dung âm thanh và video, sử dụng các
phương pháp hiệu quả để khắc phục các ảnh hưởng của môi trường vô tuyến di
động, cho phép thu các chương trình truyền hình di động với chất lượng cao thậm
chí khi người sử dụng di chuyển ở tốc độ lên tới 200km/h. DAB/DMB sử dụng các
kênh tần số có băng thơng 1.536MHz và tốc độ dữ liệu từ 1 đến 1.5Mbps để truyền
dẫn các kênh truyền hình di động và dữ liệu khác. DMB hỗ trợ một số chế độ truyền
dẫn để tương thích với hiện tượng truyền dẫn đặc biệt các tín hiệu âm thanh trong
các dải tần số khác nhau, các hệ thống DMB do đó có thể hoạt động rất linh hoạt
trong dải tần giữa 30MHz và 3GHz. Truyền dẫn DMB có thể được thực hiện trên
các mạng mặt đất (T-DMB) hoặc phát qua vệ tinh (S-DMB). Các băng tần truyền
dẫn là: 174-240MHz (băng II) và 1452-1492MHz (Băn L) đối với T-DMB; 26052655MHz (băng S) đối với S-DMB. Những dải tần số được dùng trong DMB là:
-

Dải tần từ 174 - 240MHz (băng III) dùng cho T-DMB (DMB truyền trên
mặt đất).

-

Dải tần từ 474 - 858MHz (băng UHF) dùng cho T-DMB.

-

Dải tần từ 1452 - 1492MHz (băng L) dùng cho T-DMB.

-

Dải tần từ 2605 - 2655MHz (băng S) dùng cho S-DMB (DMB truyền
bằng vệ tinh).

Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010

21


Các cơng nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

Trên thực tế sự sử dụng những băng này phụ thuộc vào những chính sách tại
những quốc gia nơi mà DMB được triển khai.

Hình 2.7 Mạng đơn tần (A) và mạng đa tần (B-mỗi màu một tần số khác nhau)
Hệ thống T-DMB bao gồm một mạng các máy phát, hoạt động hoặc như một
mạng đơn tần số (Single Frequency Network - SFN) hoặc mạng đa tần số (Multi
Frequency Network - MFN) (hình 2.7). Trước đây, tất cả các máy phát đều chiếm
dụng các kênh tần số giống nhau. Để tránh nhiễu đồng kênh ở các máy thu, tất cả
các máy phát phải đồng thời phát ra các dòng dữ liệu giống nhau và phải đồng bộ
hoá lẫn nhau. Hầu hết các SFN chiếm giữ các kênh tần số trong băng III, và một
máy phát có thể đạt được bán kinh phủ sóng lên đến 100 km. Trong các mạng
MFN, các máy phát gần nhau được ấn định những kênh tần số khác nhau. Vùng phủ

của một trạm phát khơng vượt q 25km, và vì vậy chi phí triển khai và khai thác
cho MFN đắt hơn nhiều so với SFN. Ngồi ra, MFN cịn u cầu hoạt động chuyển
vùng của các thiết bị cầm tay tại các trạm thu, để tránh bị ngắt quãng tín hiệu thu
khi đi qua đường bao của hai vùng phủ gần nhau được cung cấp bởi các trạm phát
khác nhau.
S-DMB tồn tại dưới một số biến thể được so sánh trong hình 2.8. Một vệ tinh
S-DMB cung cấp một vùng phủ sóng với bán kính tới vài trăm km và được đặt trên
quỹ đạo địa tĩnh. Phạm vi phủ sóng của S-DMB là rất lớn so với T-DMB và thậm
chí là bao trùm tồn bộ các nước. Tín hiệu phát từ một vệ tinh có thể nhận được bởi
một thiết bị đầu cuối có bộ thu vệ tinh trực tiếp hay từ một mạng các trạm lặp.
Ở một biến thể khác, S-DMB có thể hỗ trợ mạng 3G giống như UMTS. Tín
hiệu từ vệ tinh có thể thu trực tiếp hoặc từ trạm gốc gần đó của mạng UMTS mặt
đất. Mạng mặt đất sẽ khuếch đại và chuyển đi tín hiệu vệ tinh. Do UMTS ban đầu
đã được thiết kế cho truyền dẫn điểm-điểm, nên điều tiên quyết để áp dụng biến thể
này là mạng UMTS riêng này đã được mở rộng cho phát quảng bá.

Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010

22


Các cơng nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

Trạm gốc
3G

Trạm lặp
Thiết bị đầu cuối
có bộ thu DMB

Thiết bị đầu cuối
3G

Tiếp cận theo DAB/EUREKA

Tiếp cận theo 3G

Hình 2.8 Các biến thể của S-DMB
2.6.3 Công nghệ chỉ liên kết hướng đi đa phương tiện (MediaFLO)
Đây là một hệ thống end-to-end 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
và công suất tiêu thụ của máy thu. Công nghệ MediaFLO được thiết kế để có thể
phát multicast hiệu quả và kinh tế nội dung đa phương tiện tới hàng triệu người sử
dụng di động đồng thời.
FLO hỗ trợ nhiều dịch vụ đa phương tiện, bao gồm các dịch vụ thời gian
thực như treaming video, âm thanh, tele-text, các dịch vụ không thời gian thực như
clip cast, tải file về xem sau đó… và dịch vụ IP datacast. Hệ thống MediaFLO được
thiết kế tối ưu qua tất cả các lớp của giá giao thức và là một giải pháp tích hợp để
phân phát tới multicast. Lớp vật lý FLO được thiết kế để đảm bảo cơ chế tiết kiệm
công suất tiêu thụ, giảm thiểu thời gian chuyển kênh trong khi lại đạt được tăng ích
phân tập thời gian và tần số ở thiết bị đầu cuối di động. Hơn nữa, FLO cũng được
thiết kế để đảm bảo tính linh hoạt trong việc triển khai hệ thống và đạt được hiệu
quả sử dụng phổ cao, ví dụ FLO có thể hỗ trợ truyền dẫn khoảng 20 dịch vụ thời
gian thực trên băng thông 6MHz.
Hệ thống hoạt động ở băng tần 700 MHz (ở Mỹ), băng tần UHF hoặc băng
tần L (MediaFLO) có thể hoạt động ở tần số bất kỳ từ 300 MHz – 1.5 GHz, và được
thiết kế tối ưu sử dụng trong băng UHF; với các băng thông 5 MHz, 6 MHz, 7 MHz
hoặc 8 MHz. Nhờ sử dụng máy phát có cơng suất cao nên MediaFLO có thể phát
tới khoảng cách xa tới 50km. Chỉ cần 3 hoặc 4 máy phát FLO có thể phủ sóng tồn

Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010

23


Các cơng nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

bộ một vùng thành phố. MediaFLO được triển khai ở Mỹ và được thử nghiệm ở
Đức và Anh.
Một hệ thống FLO bao gồm bốn phân hệ: Trung tâm điều hành mạng, các
máy phát FLO, mạng 3G và các thiết bị đầu cuối FLO.
-

-

Trung tâm điều hành mạng gồm trung tâm điều hành quốc gia (NOC) và các
trung tâm điều hành địa phương (LOC). Trung tâm điều hành quốc gia thực
hiện việc tính cước, phân phát và quản lý nội dung. NOC quản lý các phần tử
khác nhau của mạng và đóng vai trị là điểm truy nhập để các nhà cung cấp
nội dung phân phát nội dung và thơng tin hướng dẫn chương trình tới thiết bị
đầu cuối di động. NOC cũng quản lý thông tin đăng ký sử dụng dịch vụ,
phân phát các khóa truy nhập và khóa bí mật, cung cấp thơng tin tới các nhà
khai thác di động. NOC có thể gồm nhiều LOC phục vụ như là điểm truy
nhập mà từ đó các nhà cung cấp nội dung địa phương phân phát nội dung địa
phương tới thiết bị đầu cuối di động.
Các máy FLO thực hiện phát tín hiệu dạng sóng FLO tới các thiết bị di động
giao tiếp với NOC để đăng ký dịch vụ và được phân phát khóa mật mã.
Các mạng 3G hỗ trợ các dịch vụ tương tác, cho phép các thiết bọ đầu cuối di
động giao tiếp với NOC để đăng ký dịch vụ và được phân phát khóa mật mã.
Các thiết bị đầu cuối di động FLO có thể thu các dạng sóng FLO bao gồm

các dịch vụ nội dung và thông tin hướng dẫn chương trình. Bởi vì tất cả ứng
dụng trên thiết bị đầu cuối chia sẻ nguồn tài nguyên chung, nên thiết bị đầu
cuối cần phải tiết kiệm công suất tiêu thụ. Do đó, FLO đã được thiết kế để tối
ưu cơng suất tiêu thụ qua sự tích hợp thơng minh trên thiết bị và sự phân phát
được tối ưu qua mạng.

Hình 2.9 Mạng MediaFLO
Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010

24


Các cơng nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

2.6.5 Các cơng nghệ Truyền hình di động khác
Ngồi các cơng nghệ phổ biến kể trên cịn có các cơng nghệ truyền hình di
động sử dụng truyền dẫn số mặt đất và vệ tinh khác đang trong giai đoạn tiêu chuẩn
hóa hoặc được triển khai gồm:
-

-

-

Cơng nghệ quảng bá số các dịch vụ tích hợp – mặt đất (ISDB-T)
Khuyến nghị ITU-R BT.1833 mô tả hai hệ thống ISDB-T riêng biệt. Hệ
thống thứ nhất dựa trên công nghệ ISDB-T – 1 segment (sử dụng 1/13 băng
thông của truyền dẫn số mặt đất), hoạt động ở băng thông 429kHz, 500kHz,
hoặc 571Hz. Hệ thống thứ 2 là hệ thống kết hợp mặt đất/ vệ tinh, hoạt động ở
băng thơng 25MHz, ISDB-T sử dụng kỹ thuật mã hóa nguồn H.264 MPEG4/AVC đối với video, mã nguồn MPEG-2 AAC đối với âm thanh; dòng truyền

tải là MPEG-2 TS; sử dụng điều chế COFDM với các sơ đồ điều chế như QPSK,
DQPSK, 16QAM và 64QAM. Hơn nữa, hệ thống ISDB-T hỗ trợ chế độ điều
chế OFDM 4K phù hợp với môi trường di động bên cạnh các chế độ 2K và 8K.
ISDB-T được sử dụng ở Nhật Bản, Brazil và Peru.
Cơng nghệ Truyền hình di động quảng bá âm thanh số trên nền IP (DAB-IP)
Công nghệ này là một phiên bản tiêu chuẩn ETSI DAB và đã được tiêu
chuẩn hóa bởi ETSI vào giữa năm 2006, DAB-IP có thể cung cấp các dịch vụ
Truyền hình di động với các khe phổ tần 1.5MHz khả dụng cho công nghệ
DAB. Tiêu chuẩn DAB-IP sử dụng lớp IP để truyền tài các dòng dữ liệu âm
thanh, video và IP. Nội dung được phân phát bởi chế độ IP multicast. DAB-IP
sử dụng nhiều kỹ thuật mã hóa nguồn đối với video và âm thanh (ví dụ: mã hóa
nguồn H.264 hoặc Windows Media 9 đối với video và AAC + hoặc BSAC đối
với âm thanh). Lớp IP có thể được truyền tải qua nhiều loại mạng quảng bá và
unicast như DAB, DVB-H hoặc mạng 3G (UMTS). Cơng nghệ này có số lượng
kênh hạn chế so với công nghệ DVB-H hoặc MediaFLO và đã được triển khai
thương mại ở Anh vào năm 2006.
Công nghệ VSB tiên tiến
Công nghệ này xây dựng dựa trên tiêu chuẩn truyền dẫn truyền hình ATSC ở
Bắc Mỹ cho phép máy đầu cuối di động thu được các tín hiệu truyền hình quảng
bá. Cơng nghệ này tương thích với các máy thu truyền hình số hiện nay ở Mỹ.

-

Cơng nghệ quảng bá đa phương tiện di động ở Trung Quốc (CMMB)
Đây là một hệ thống quảng bá vô tuyến mặt đất/ vệ tinh. Hệ thống này hoạt
động băng thông 2MHz hoặc 8MHz, sử dụng điều chế OFDM, và hỗ trợ các
dịch vụ tương tác.

Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010

25