Truyền hình di động và triển khai tại việt nam

Do sự phát triển nhanh chóng của công nghệ điện tử với sự ra đời của các vi mạch cỡ lớn, các bộ xử lý tín hiệu với tốc độ cao, các bộ nhớ với dung lượng lớn và nhất là sự bùng nổ của côn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

-***** -

LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Tử

TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG VÀ TRIỂN KHAI TẠI VIỆT NAM

HỌC VIÊN: Hoàng Sỹ Tùng

HÀ NỘI - 2015

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI

TRIỂN KHAI TẠI VIỆT NAM

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN HOÀI GIANG HỌC VIÊN THỰC HIỆN: HOÀNG SỸ TÙNG

HÀ NỘI - 2015

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả

Hoàng sỹ Tùng

LỜI CẢM ƠN

Tr ước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Hoài Giang đã

h ướng dẫn tôi thực hiện nghiên cứu của mình

l ại cho tôi những kiến thức bổ trợ, vô cùng có ích trong những năm học vừa qua

C ũng xin gửi lời cám ơn chân thành tới Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học Viện Đại học Mở Hà Nội đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập

Cu ối cùng tôi xin gửi lời cám ơn đến gia đình, bạn bè, những người đã luôn

c ủa mình

Hà N ội, ngày 8 tháng 9 năm 2015

MỤC LỤC

Lời cam đoan

Lời cảm ơn

Mục lục

Danh mục các chữ viết tắt

Danh mục bảng

Danh mục hình

PHẦN MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG 8

1.1.Lịch sử của truyền hình 8

1.2.Truyền hình di động (Mobile TV) 11

1.2.1.Sơ đồ khối tổng quát của một hệ thống truyền hình số 11

1.2.2.Đặc điểm của truyền hình số 12

1.2.3.Phương thức truyền dẫn tín hiệu truyền hình số 13

1.2.4.Một số chuẩn truyền hình di động trên thế giới hiện nay: 20

1.2.4.1.THDĐ phát qua mạng di động (Mobile Network): 20

1.2.4.2.THDĐ phát quảng bá (Broadcast Network): 20

1.3.Sơ lược về chuẩn DVB – H 21

1.4.Xu hướng phát triển 24

1.5.Kết luận chương 1 27

CHƯƠNG II: MÔ HÌNH HỆ THỐNG VÀ CHUẨN DVB-H 29

2.1.Giới thiệu một số hệ thống truyền hình số 29

2.1.1 Phương thức truyền dẫn tín hiệu truyền hình số 29

2.1.2 Hệ thống truyền hình số qua cáp DVB-C 29

2.1.3 Hệ thống truyền hình số vệ tinh DVB-S 30

2.1.4 Hệ thống truyền hình số trên mặt đất DVB-T 32

2.2 Hệ thống truyền hình số di động DVB-H 32

2.2.1 Mô hình hệ thống 32

2.2.2 Các vấn đề về chuẩn truyền hình di động số DVB-H 34

2.2.3 So sánh chuẩn DVB-H với các chuẩn truyền hình số khác 35

2.3 Kiếntrúchệthống 36

2.3.1 Module time slicing 37

2.3.2 Module MPE – FEC 42

2.3.3 Bộ điều chế COFDM 49

2.3.4 Chế độ phát 4K 51

2.3.5 Bộ ghép xen theo độ sâu symbol 54

2.3.6 Báo hiệu thông số bên phát TPS 55

2.4 Kết luận chương 2 57

CHƯƠNG III: CÔNG NGHỆ IP DATACASTING QUA DVB-H 59

3.1 Kiến trúc mạng truyền tải IP qua DVB-H 59

3.1.1 Nguyên lý chung 59

3.1.2 Kiến trúc và ngăn xếp giao thức 61

3.1.3 Chức năng các khối 63

3.1.4 Các điểm tham chiếu 65

3.2 Cơ chế truyền dữ liệu mang truyền tải IP 66

3.3 Các vấn đề kỹ thuật của các lớp 67

3.3.1 Tầng giao thức vận chuyển 68

3.3.1.1 Giao thức UDP 68

3.3.1.2 Giao thức IP 68

3.3.2 Giao thức phân phát dòng thời gian thực RTP 69

3.3.3 Giao thức vận chuyển dữ liệu RTP 69

3.3.4 Giao thức điều khiển RTP 71

3.3.5 Giao thức phân phát file FLUTE 74

3.3.5.1 Khái niệm giao thức phân phát file 74

3.3.5.2 Cơ chế hoạt động của giao thức FLUTE 74

3.4 Kênh tương tác 76

3.4.1 Mô hình thứ 1: Sự tích hợp tại đầu cuối thu 77

3.4.2 Mô hình thứ 2: Tiêu chuẩn mạng di động tổ ong như là một kênh tích

hợp 77

3.4.3 Mô hình thứ 3: Mạng di động tổ ong với kênh đường xuống DVB-H tích hợp 78

3.5 Kết luận chương 3 79

CHƯƠNG IV: KHAI THÁC TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG TẠI VIỆT NAM 80

4.1 Qui hoạch băng tần DVB-H 80

4.2 Thiết bị đầu cuối thu DVB-H 80

4.3 Cung cấp dịch vụ 83

4.3.1 Nội dung dịch vụ 83

4.3.2 Giá cước dịch vụ 83

4.4 Các bước phát triển của truyền hình di động tại Việt Nam 84

4.4.1 Các mô hình triển khai DVB-H 84

4.4.2 Triển khai công nghệ DVB-H tại Việt Nam 85

4.4.2.1 Cấu trúc hệ thống DVB-H 86

4.4.2.2 Mô hình thiết kế mạng 87

4.4.2.3 Khu vực phát sóng 89

4.4.3 Tình hình phát triển DVB-H tại Việt Nam 90

4.4.3.1 Truyền hình số độ phân giải tiêu chuẩn (SDTV) 90

4.4.3.2 Truyền hình số cho các thiết bị di động (DVB-H) 91

4.4.3.3 Các dịch vụ truyền hình tương tác qua mạng điện thoại và các dịch vụ khác 91

4.5 Kết luận chương 4 93

KẾT LUẬN VÀHƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN VĂN 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Thông số trong 3 chế độ phát của OFDM 52

Bảng 2.2 Định dạng các bit TPS 56

Bảng 2.3 Báo hiệu cho DVB – H 57

Bảng 3.1 Bảng so sánh DVB-H và DVB-T 60

Bảng 3.2: Mô tả chức năng các khối trong hệ thống mạng truyền tải IP 63

Bảng 3.3: Mô tả các điểm tham chiếu trong MạNG TRUYềN TảI IP qua DVB-H 65

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Lộ trình phát triển của truyền hình 9

Hình 1.2: Phương thức truyền hình Analog và Digital 10

Hình 1.3: Sơ đồ tổng quát hệ thống truyền hình số 11

Hình 1.4.: Mô hình hệ thống truyền dẫn DVB 14

Hình 1.5 Sơ đồ khối hệ thống truyền hình số qua cáp 15

Hình 1.6 Sơ đồ khối hệ thống quảng bá truyền hình số vệ tinh 16

Hình 1.7 Sơ đồ khối hệ thống DVB-T 17

Hình 1.8: Truyền hình số di động DVB-H 18

Hình 1.9: Xem truyền hình trên thiết bị cầm tay 25

Hình 2.1: Mô hình hệ thống truyền dẫn DVB 29

Hình 2.2: Sơ đồ khối hệ thống truyền hình số qua cáp 30

Hình 2.3: Sơ đồ khối hệ thống truyền hình số vệ tinh 31

Hình 2.4 Sơ đồ khối hệ thống thu truyền hình số 32

Hình 2.5: Sơ đồ khối hệ thống DVB-T 32

Hình 2.6: Sơ đồ nguyên lý chung của hệ thống DVB – H 33

Hình 2.7: Mô hình hệ thống DVB – H dựa trên công nghệ DVB – T 33

Hình 2.8: Hệ thốngDVB-H (chia sẻ bộ multiplexer bởi các dịch vụ MPEG-2) 36

Hình 2.9: Truyền các dịch vụ song song trong DVB – T 37

Hình 2.10: Cách truyền dịch vụ DVB – H theo cơ chế time slicing 38

Hình 2.11: Cắt lát thời gian cho mỗi dịch vụ của DVB – H 39

Hình 2.12: Chuyển giao nhờ time – slicing 41

Hình 2.13: Sơ đồ cấu trúc khung MPE – FEC 43

Hình 2.14: Cấu trúc khung MPE – FEC 44

Hình 2.15: Sự bố trí trong bảng ADT 45

Hình 2.16: Sự bố trí trong khung RSDT 46

Hình 2.17: Cách đóng gói và truyền khung MPE – FEC 47

Hình 2.18: Điều chỉnh tốc độ mã trong MPE – FEC 48

Hình 2.19: Phân bố sóng mang trong kĩ thuật OFDM 50

Hình 2.20: Ví dụ về số sóng mang trong 2 chế độ 2K và 8K của băng thông 8MHz 51

Hình 2.21: Vị trí các loại sóng mang trong 1 symbol OFDM 53

Hình 2.22: Bộ ghép xen nội 54

Hình 3.1 Kiến trúc mạng truyền tải IP qua DVB-H 61

Hình 3.2: Các giao thức DVB-H 62

Hình 3.3: Cấu trúc hệ thống mạng truyền tải IP qua DVB-H 63

Hình 3.4: Mô hình truyền dữ liệu qua DVB-H 66

Hình 3.5: Chồng giao thức trong mạng truyền tải IP 67

Hình 3.6: Trường tiêu đề của giao thức RTP 70

Hình 3.7: Gói trộn RTCP 72

Hình 3.8: Đóng gói một dòng âm thanh để truyền tải qua dòng truyền DVB 73

Hình 3.9: Cấu trúc khối của FLUTE 74

Hình 3.10: Đối tượng vận chuyển và mã hóa ký hiệu tới các gói FLUTE 75

Hình 3.11: Mô hình tích hợp tại đầu cuối thu 77

Hình 3.12: Mô hình mạng cellular như là một kênh tích hợp 78

Hình 3.13 Mô hình mạng cellular với kênh đường xuống DVB-H tích hợp 78

Hình 4.1: Cấu trúc thiết bị thu DVB-H 81

Hình 4.2: Một số thiết bị xem truyền hình di động khác trên thế giới 82

Hình 4.3: Mô hình tích hợp tại đầu cuối thu 84

Hình 4.4 : Mô hình mạng cellular như là một kênh tích hợp 85

Hình 4.5: Mô hình mạng cellular với kênh đường xuống DVB-H tích hợp 85

Hình 4.6: Kiến trúc Nokia BSM 86

Hình 4.7: Sơ đồ khối hệ thống truyền dẫn DVB-H 87

Hình 4.8: MBS gồm BSM và IPE/M site tập trung (default) 88

Hình 4.9: MBS, IPE site cục bộ 89

Hình 4.10: Truyền dẫn tín hiệu cho hệ thống truyền hình số 92

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài:

Ngày nay, truyền hình thế giới cũng như việt nam đang bước vào cuộc cách mạng chuyển đổi công nghệ từ tương tự sang số Song song với nó là sự phát triển như vũ bão của các thiết bị liên lạc di động và đang trở thành một phần không thể thiếu của cuộc sống hiện đại từ đó, ý tưởng phát truyền hình số trên các thiết bị cầm tay ra đời, được quan tâm và ngày càng có động lực để phát triển

Cuối năm 2011, với thuận lợi đã xây dựng được hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T, Việt Nam tiếp tục triển khai truyền hình số di động DVB-H (Digital Video Broadcasting- Handheld) Theo đó, Việt Nam là nước đầu tiên tại châu á và

là thứ hai trên thế giới (sau Phần Lan) triển khai và thương mại hoá dịch vụ

DVB-H

DVB-H lấy nền tảng là chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T ( DVB-Terrestrial ),

có cải tiến nhiều điểm để thích hợp với các thiết bị thu di động Với DVB-H, người dùng di động có thể xem được các chương trình truyền hình mọi lúc, mọi nơi Như vậy, giờ đây chiếc điện thoại di động, ngoài chức năng thoại, nhắn tin, nó còn là một chiếc tivi thu nhỏ, nó sẽ là sản phẩm công nghệ hoàn hảo cho cuộc sống hiện đại

2 Tổng quan nghiên cứu

Ngày nay, truyền hình thế giới cũng như Việt Nam đang bước vào cuộc cách mạng chuyển đổi công nghệ từ tương tự sang số Song song với quá trình chuyển đổi đó, ý tưởng phát triển truyền hình số trên các thiết bị cầm tay - truyền hình di động - cũng ngày được quan tâm và thực sự có nhiều động lực để phát triển

Với truyền hình di động, có thể hiểu đơn giản là, chúng ta có thể xem các chương trình truyền hình mọi nơi, mọi lúc, dù chúng ta đang ngồi trên xe bus hay đang trong một quán nước vỉa hè

Hình 1 Nokia 7700, điện thoại có hỗ trợ thiết bị streamer của Nokia

Khi sử dụng những chiếc mobile được tích hợp các phần mềm di động cho phép nhận sóng truyền hình, khán giả có được nhiều lựa chọn hơn so với khi xem tivi thông thường ở chỗ, họ có thể chọn xem các bộ phim yêu thích (VOD: Video

On Demand), nghe bản nhạc yêu thích (MOD: Music On Demand), tải các chương trình truyền hình về mobile hoặc xem trực tiếp chương trình,

Ngoài ra, khán giả cũng có thể tham gia các chương trình tương tác giải trí, nhắn tin dự đoán, bình chọn, tham gia các trò chơi của truyền hình thông qua "con dế" của mình

Hình 2 Xem tivi trên các thiết bị cầm tay ngày càng phổ biến

Nhu cầu xem truyền hình trên di động đang ngày càng tăng cao, đặc biệt là đối với những người năng động như các doanh nhân,

Theo dự đoán của các chuyên gia, các mạng truyền hình di động sẽ tăng trưởng gấp 10 lần từ trên 57 triệu người sử dụng vào cuối năm 2011 lên 566 triệu vào năm 2015 Có thể nói truyền hình di động là xu hướng phát triển quan trọng nhất của di động trong những năm tới

Ngoài dòng điện thoại I- Mobile 901 có tích hợp bộ dò đài analog thì hầu hết các dòng điện thoại truyền hình khác đều bắt sóng truyền hình số có hai hướng phát triển truyền hình di động kỹ thuật số Một là, máy thu di động nhận tín hiệu truyền hình nhờ các anten đặc biệt, gọi là broadcast Hai là, tín hiệu truyền hình được truyền trong mạng di động như một luồng dữ liệu hình ảnh Sự khác biệt cơ bản giữa hai hướng này là quan hệ một - nhiều (one to many) trong truyền hình di động broadcast, và quan hệ một - một (one to one) trong truyền hình di động qua mạng di động

Truyền hình di động qua mạng di động có nhiều hạn chế do việc truyền dữ liệu trên mạng điện thoại phụ thuộc vào cơ sở hạ tầng của mạng đó Khi sử dụng dịch vụ này, mỗi khách hàng được cấp một kênh thông tin trong tài nguyên của mạng điện thoại để trao đổi thông tin truyền hình

Kênh thông tin này tuy có ưu điểm là mang tính hai chiều ( tương tự một kênh đàm thoại ) nhưng là kênh truyền dữ liệu được trạm thu phát gốc( BTS) cấp cho thuê bao nên mỗi thuê bao khi sử dụng dịch vụ sẽ chiếm một phần tài nguyên thông tin của trạm BTS Tín hiệu video cần băng thông một kênh truyền tương đối lớn ( cỡ hàng trăm kbps), trong khi tài nguyên của một trạm BTS là có hạn, do đó hạn chế số người dùng đồng thời

Khi số người dùng tăng lên, để đảm bảo phục vụ cho toàn bộ khách hàng thì việc nâng cấp mạng điện thoại là cần thiết Việc nâng cấp này được thực hiện tại hai phần của mạng di động : mạng lõi ( core network ), và mạng truy nhập ( access

network ) mà điển hình là tăng số lượng trạm BTS Như vậy chi phí đầu tư sẽ tăng , kéo theo chi phí download chương trình cao

Ngược lại, việc phát triển truyền hình di động qua mạng truyền hình quảng bá không phụ thuộc vào tài nguyên mạng điện thoại tất cả các máy điện thoại di động

có chức năng thu truyền hình nằm trong vùng phủ sóng đều có thể thu được dịch vụ truyền hình chất lượng cao Do đó, số người xem đồng thời tại cùng một khu vực không bị hạn chế, không cần tăng chi phí đầu tư nếu lượng người sử dụng tăng lên

và dĩ nhiên dẫn tới giảm giá thành dịch vụ, chất lượng dịch vụ ổn định hơn, ít bị trễ hình hay nghẽn mạng

- Nghiên cứu các kỹ thuật trong truyền hình số di động: phương pháp điều chế

số OFDM, kỹ thuật Time-slicing và các kỹ thuật cho sửa lỗi, báo hiệu trong

DVB-H

- Đưa ra mô hình khai thác truyền hình di động số tại Việt Nam : quy hoạch băng tần, thiết bị đầu cuối và các dịch vụ truyền hình di động

4 Câu hỏi nghiên cứu

- Khái niệm về truyền hình di động? Ưu và nhược điểm của truyền hình di động với truyền hình cố định?

- Các chuẩn của truyền hình di động số và mô hình triển khai trên thế giới?

- Tại sao phải triển khai và thương mại hóa các dịch vụ của truyền hình di động?

- Lộ trình triển khai và khai thác truyền hình di động tại Việt Nam ?

5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: công nghệ truyền hình di động số DVB-H

- Phạm vi nghiên cứu :

+ Về nội dung: Luận văn tập trung nghiên cứu các mô hình và kỹ thuật trong công nghệ truyền hình di động số nhằm đưa ra một định hướng phát triển cho dịch vụ truyền hình tại Việt Nam

+ Về địa bàn nghiên cứu: Do thời gian và điều kiện cũng như năng lực nghiên cứu của bản thân còn hạn chế nên tôi chỉ xin nghiên cứu trong địa bàn Hà Nội, tập trung vào các đài truyền hình đã và đang triển khai dịch vụ truyền hình

di động số

+ Thời gian nghiên cứu: bắt đầu thực hiện từ tháng 1 năm 2015 đến tháng

10 năm 2015

6 Phương pháp nghiên cứu

Đề tài Truyền hình di động DVB-H sử dụng phương pháp lý thuyết kết hợp với thực nghiệm

6.1 Quy trình nghiên cứu

số tại Việt Nam

Thực tập tại Đài

truyền hình

Thu thập các số liệu

Thực trạng của truyền hình di động tại Việt Nam hiện nay Khảo sát, đánh giá

chung

6.2 Về cơ sở lý thuyết

Được tìm hiểu thông qua các tài liệu chính sau:

[1] Đỗ Hoàng Tiến, Vũ Đức Lý: “Truyền hình số”, NXB KHKT, 2010

[2] Ngô Thái Trị: “Truyền hình số”, NXB ĐHQGHN

[3] Nguyễn Văn Đức: “Bộ sách kỹ thuật thông tin số (tập 2) – Lý thuyết và các ứng dụng của kỹ thuật OFDM”, NXB Khoa học và kỹ thuật

[4] ETSI EN 302 304, Digital video Broadcasting (DVB); Transmission system fof handheld terminals ( DVB-H )

[5] ETSI EN 300 744, Digital Video Broadcasting ( DVB), Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television

[6] Samsung; DVB-H Digital video broadcasting for

handhelds; White paper; 2005

[7] Gerard Faria, jukka A.Henriksson, senior member, IEEE, Erik stare, and pekka talmola:DVB-H – Digital broadcast services to handheld devices; White paper; proceeding of the IEEE, VOL.94, NO.1, January 2006 [8] DVB-H Global mobile TV: http://www.dvb-h.org/

[9] NOKIA – Mobile TV forum:

7 Nội dung của Luận văn

Bao gồm phần mở đầu và 4 chương sau đây:

CHƯƠNG1: Giới thiệu chung về truyền hình di động

CHƯƠNG 2: Mô hình hệ thống và chuẩn DVB-H

CHƯƠNG 3: Công nghệ IP Datacasting over DVB-H

CHƯƠNG 4: Khai thác truyền hình di động số tại Việt Nam .KẾT LUẬN VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN VĂN KẾT LUẬN CHUNG

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH SÁCH HÌNH VẼ

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

CÁC TỪ VIẾT TẮT

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG 1.1 Lịch sử của truyền hình

Truyền hình đen trắng ra đời từ những năm đầu của thập kỷ XX với nhiều tiêu chuẩn khác nhau: L, M, N, B, G, H, I, D, K

Truyền hình màu với ba hệ: NTSC, PAL, SECAM xuất hiện vào thập kỷ 50

đã tạo nên một bước ngoặt mới trong quá trình phát triển của công nghệ truyền hình Cả ba hệ đều sử dụng các tín hiệu thành phần là tín hiệu chói và hai tín hiệu hiệu màu (Y, R-Y, B-Y) Điều khác nhau cơ bản là phương pháp điều chế tín hiệu hiệu màu, tần số sóng mang màu và phương pháp ghép kênh

Do sự phát triển nhanh chóng của công nghệ điện tử với sự ra đời của các vi mạch cỡ lớn, các bộ xử lý tín hiệu với tốc độ cao, các bộ nhớ với dung lượng lớn

và nhất là sự bùng nổ của công nghệ thông tin trong những năm gần đây, video số, truyền hình số đã hoàn toàn mang tính khả thi và từng bước trở thành hiện thực

Số hoá tín hiệu video thực tế là sự biến đổi tín hiệu video tương tự (Analog) sang dạng số (Digital)

Công nghệ truyền hình số đã và đang bộc lộ thế mạnh tuyệt đối so với công nghệ tương tự trên nhiều lĩnh vực

Tuy nhiên việc chuyển đổi tín hiệu video từ tương tự sang số cũng có nhiều vấn đề cần xem xét nghiên cứu

Tín hiệu video, theo tiêu chuẩn OIRT có tần số ≤ 6MHz vì vậy theo tiêu chuẩn Nyquist để đảm bảo chất lượng, tần số lấy mẫu phải lớn hơn 12MHz; với số hoá 8 bít, để truyền tải đầy đủ thông tin một tín hiệu video thành phần có độ phân giải tiêu chuẩn, tốc độ phải lớn hơn 200Mbit/s Đối với truyền hình độ phân giải cao, tốc độ bit lớn hơn 1Gbit/s

Dung lượng này quá lớn, các kênh truyền hình thông thường không có khả năng truyền tải Các vấn đề mấu chốt cần xem xét trong quá trình số hoá tín hiệu video bao gồm:

• Tần số lấy mẫu

• Phương thức lấy mẫu

• Tỷ lệ giữa tần số lấy mẫu tín hiệu chói và tín hiệu hiệu màu (trong trường hợp số hoá tín hiệu thành phần)

• Nén tín hiệu video để có thể truyền tín hiệu truyền hình số trên các kênh truyền hình thông thường trong khi vẫn đảm bảo chất lượng tín hiệu theo từng mục đích sử dụng

Hình 1.1: Lộ trình phát triển của truyền hình Hiện nay, hệ thống truyền hình nước ta đang sử dụng hai công nghệ, gồm công nghệ truyền hình tương tự (Analog TV) và công nghệ truyền hình kỹ thuật số (Digital TV) Trong đó, Analog TV là hệ thống mà trạm thu phát đều gồm các thiết

bị, tín hiệu thu phát tương tự, nên dễ triển khai, chi phí khá thấp; dùng anten trời để thu các chương trình từ các đài truyền hình địa phương Hạn chế của công nghệ Analog TV là chất lượng hình ảnh, âm thanh không cao, dễ nhiễu sóng khi thời tiết thay đổi, số kênh hạn chế

Ngược lại, công nghệ Digital TV là một hệ thống truyền hình phát nhận tín hiệu hình ảnh, âm thanh thông qua tín hiệu kỹ thuật số; khác hẳn so với công nghệ Analog TV mà nhiều đài truyền hình đang sử dụng Tất nhiên, công nghệ Digital

TV ưu việt hơn hẳn so với công nghệ Analog TV Số lượng kênh nhiều hơn, chất lượng hình ảnh ổn định, sống động hơn Digital TV sử dụng dữ liệu điều biến nén bằng kỹ thuật số, giải mã bằng bộ giải mã dành cho TV hoặc sử dụng thiết bị nhận tiêu chuẩn với đầu thu kỹ thuật số (set top box)

Hình 1.2: Phương thức truyền hình Analog và Digital

Lộ trình số hóa được thực hiện theo Quyết định 2451/QĐ-TTg, ngày

27-12-2011, về việc phê duyệt đề án số hóa truyền dẫn, phát sóng truyền hình mặt đất đến năm 2020 Theo đó, đến hết ngày 31-12-2015, các tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương (Hà Nội, TPHCM, Hải Phòng, Đà Nẵng, Cần Thơ) sẽ kết thúc phát sóng kênh chương trình analog, chuyển sang truyền hình mặt đất

1.2 Truyền hình di động (Mobile TV)

Truyền hình di động là một nhánh của truyền hình số

Chúng ta sẽ sơ lược qua về công nghệ truyền hình số trước khi nghiên cứu về truyền hình di động

1.2.1 Sơ đồ khối tổng quát của một hệ thống truyền hình số

Sơ đồ khối của một hệ thống truyền hình số có dạng như hình 1…

Hình 1.3: Sơ đồ tổng quát hệ thống truyền hình số Đầu vào của thiết bị sẽ tiếp nhận tín hiệu truyền hình tương tự Trong thiết bị

mã hoá (biến đổi AD), tín hiệu hình sẽ được biến đổi thành tín hiệu số, các tham số

và đặc trưng của tín hiệu này được xác định từ hệ thống truyền hình được lựa chọn Tín hiệu truyền hình số được đưa tới thiết bị phát Sau đó qua kênh thông tin, tín hiệu truyền hình số đưa tới thiết bị thu cấu tạo từ thiết bị biến đổi tín hiệu ngược lại với quá trình xử lý tại phía phát

Giải mã tín hiệu truyền hình thực hiện biến đổi tín hiệu truyền hình số thành tín hiệu truyền hình tương tự Hệ thống truyền hình số sẽ trực tiếp xác định cấu trúc

mã hoá và giải mã tín hiệu truyền hình

Mã hoá kênh đảm bảo chống các sai sót cho tín hiệu trong kênh thông tin Thiết bị mã hoá kênh phối hợp đặc tính của tín hiệu số với kênh thông tin Khi tín hiệu truyền hình số được truyền đi theo kênh thông tin, các thiết bị biến đổi trên được gọi là bộ điều chế và bộ giải điều chế

1.2.2 Đặc điểm của truyền hình số

Đặc điểm của truyền hình số được xem xét thông qua các ưu nhược điểm của

nó, vì nó giải thích lý do của việc cần thiết phải thay thế truyền hình Analog sang truyền hình số, những đặc điểm dưới đây chính là tính ưu việt của truyền hình số so với truyền hình tương tự, bao gồm:

+ Có thể tiến hành rất nhiều quá trình xử lý trong Studio (trung tâm truyền hình) mà tỷ số S/N không giảm Trong truyền hình tương tự thì việc này gây méo tích luỹ (mỗi khâu xử lý đều gây méo)

+ Thuận lợi cho quá trình ghi, đọc: có thể ghi đọc vô hạn lần mà chất lượng không bị giảm

+ Dễ sử dụng thiết bị tự động kiểm tra và điều khiển nhờ máy tính

+ Có khả năng lưu tín hiệu số trong các bộ nhớ có cấu trúc đơn giản và sau

+ Các thiết bị số làm việc ổn định, vận hành dễ dàng và không cần điều chỉnh các thiết bị trong khi khai thác

+ Có khả năng xử lý nhiều lần đồng thời một số tín hiệu (nhờ ghép kênh phân chia theo thời gian)

+ Có khả năng thu tốt trong truyền sóng đa đường Hiện tượng bóng ma thường xảy ra trong hệ thống truyền hình tương tự do tín hiệu truyền đến máy thu theo nhiều đường Việc tránh nhiễu đồng kênh trong hệ thống thông tin số cũng làm giảm đi hiện tượng này trong truyền hình quảng bá

+ Tiết kiệm được phổ tần nhờ sử dụng các kỹ thuật nén băng tần, tỉ lệ nén có thể lên đến 40 lần mà hầu như người xem không nhận biết được sự suy giảm chất lượng Từ đó có thể thấy được nhiều chương trình trên một kênh sóng, trong khi truyền hình tương tự mỗi chương trình phải dùng một kênh sóng riêng

+ Có khả năng truyền hình đa phương tiện, tạo ra loại hình thông tin hai chiều, dịch vụ tương tác, thông tin giao dịch giữa điểm và điểm Do sự phát triển của công nghệ truyền hình số, các dịch vụ tương tác này ngày càng phong phú đa dạng và ngày càng mở rộng Trong đó có sự kết hợp giữa máy thu hình và hệ thống máy tính, truyền hình từ phương tiện thông tin đại chúng trở thành thông tin cá nhân

Tuy nhiên truyền hình số cũng có những nhược điểm đáng quan tâm:

+ Dải thông của tín hiệu chưa nén tăng do đó độ rộng băng tần của thiết bị và

hệ thống truyền lớn hơn nhiều so với tín hiệu tương tự

+ Việc kiểm tra chất lượng tín hiệu số ở mỗi điểm của kênh truyền thường phức tạp hơn (phải dùng mạch chuyển đổi số – tương tự)

1.2.3 Phương thức truyền dẫn tín hiệu truyền hình số

Truyền hình quảng bá tiết kiệm được bộ nhớ và tiết kiệm kênh truyền Một kênh truyền hình quảng bá truyền thống khi truyền tín hiệu truyền hình số có thể truyền được trên 6 chương trình và mỗi chương trình có thể kèm theo 2 đến 4 đường tiếng Ứng dụng kỹ thuật truyền hình số có nén có thể truyền một chương trình truyền hình độ phân giải cao HDTV trên một kênh thông thường có băng thông (6-8)MHz, điều mà kỹ thuật tương tự không thể giải quyết được

Truyền hình số có nén được sử dụng rộng rãi cho nhiều cấp chất lượng khác nhau Từ S DTV có chất lượng tiêu chuẩn đến HDTV có chất lượng cao với tốc độ bit từ 5 – 24 Mb/s, được truyền dẫn và phát sóng qua cáp, qua vệ tinh và trên mặt đất Có rất nhiều tiêu chuẩn nén dùng cho truyền hình số: MPEG-1, 2, 3, 4, 7….(Moving Picture Experts Group)

Chương trình quảng bá truyền hình số (digital video broadcasting DVB) chủ yếu sử dụng tiêu chuẩn nén MPEG-2, nó có phương thức sửa mã sai; căn cứ vào các chương trình Multimedia, sẽ chọn lựa các phương thức điều chế tương ứng và biên

mã của các đường thông tin

Hiện nay có ba tiêu chuẩn truyền hình số là DVB (Châu Âu), ATSC (Mỹ), ISDB-T (Nhật), trong đó DVB tỏ ra có nhiều ưu điểm và có khoảng 84% số nước trên thế giới trong đó có Việt Nam lựa chọn sử dụng

Mô hình hệ thống truyền dẫn DVB được mô tả như hình vẽ dưới đây:

Sau khi xác định các tiêu chuẩn của phát truyền hình số DVB, do các sự truyền tải Multimedia khác nhau, lĩnh vực ứng dụng khác nhau nên DVB đã được tổ chức và phân chia thành một số hệ thống, cụ thể là hệ thống quảng bá truyền hình số

vệ tinh DVB-S; hệ thống quảng bá truyền hình số cáp DVB-C (Cable); hệ thống quảng bá truyền hình số vi ba DVB-M (Microwave); hệ thống quảng bá truyền hình

số mặt đất DVB-T (Terrestrial); hệ thống truyền hình số theo mạng tương tác DVB-I (Interact); hệ thống truyền hình số hệ thống cộng đồng DVB-CS (Community System); hệ thống truyền hình di động (DVB-H)…

Truyền đa chương trình

Mã hoá đầu cuối cáp

Điều chế QAM

Truyền đa chương trình

Mã hoá kênh

Điều chế QPSK

Truyền đa chương trình

Mã hoá

Ghép kênh chương

Đến vệ tinh

Đến máy phát sóng trạm mặt đất hoặc Truyền hình số di động Hình 1.4.: Mô hình hệ thống truyền dẫn DVB

Tiêu chuẩn Châu âu và của Nhật sử dụng phương pháp ghép đa tần trực giao

có mã (COFDM) cho truyền hình số mặt đất, nó đã trở thành phổ biến trong phát thanh truyền hình trong khoảng 10 năm trở lại đây Kỹ thuật này đầu tiên được sử dụng cho phát thanh số, sau đó khoảng 5 năm được sử dụng cho truyền hình số mặt đất Ðây là kỹ thuật duy nhất có thể tạo ra khả năng thực hiện mạng đơn tần

Không giống như Châu âu, mạng đơn tần dường như không được chú ý tại Châu

Mỹ, tiêu chuẩn Mỹ về truyền hình số mặt đất hiện nay sử dụng kỹ thuật điều chế biên tần cụt 8 mức (8-VSB)

Các phương thức truyền dẫn tín hiệu truyền hình số:

Truyền qua cáp đồng trục DVB-C:

Ðể truyền tín hiệu video số có thể sử dụng cáp đồng trục cao tần Tín hiệu video được số hoá, nén sau đó được đưa vào điều chế Sóng mang cao tần được điều chế 64-QAM (theo chuẩn Châu âu) hoặc 256-QAM (Nhật)

Ðộ rộng kênh truyền phụ thuộc vào tốc độ dòng truyền tải của tín hiệu, phương pháp mã hoá và phương pháp điều chế

Truyền tín hiệu truyền hình số bằng cáp quang DVB-C:

Cáp quang có nhiều ưu điểm trong việc truyền dẫn tín hiệu số:

- Băng tần rộng cho phép truyền các tín hiệu số có tốc độ cao;

- Ðộ suy hao thấp trên một đơn vị chiều dài;

Máy thu vệ tinh số

Máy thu vệ tinh số

Máy thu vệ tinh số

Bộ giải điều chế số

Bộ giải điều chế số

Bộ giải điều chế số

Bộ trộn

Máy phát

Mạng hữu tuyến

- Xuyên tín hiệu giữa các sợi quang dẫn thấp (-80 dB);

- Thời gian trễ qua cáp quang thấp

Truyền tín hiệu truyền hình số qua vệ tinh DVB-S:

Truyền tin qua vệ tinh có thể xem như một bước phát triển nhảy vọt của thông tin vô tuyến chuyển tiếp ý tưởng về các trạm chuyển tiếp vô tuyến đặt trên độ cao lớn để tăng tầm chuyển tiếp đã có từ trước khi các vệ tinh nhân tạo ra đời Năm

1945, Athur C Clark đã công bố các ý tưởng về một trạm chuyển tiếp vô tuyến nằm ngoài Trái đất, bay quanh Trái đất theo quỹ đạo đồng bộ với chuyển động quay của trái đất, tức là các vệ tinh điạ tĩnh Năm 1955, J R Pierce đã đề xuất các ý tưởng cụ thể về thông tin vệ tinh và vệ tinh viễn thông Các tiến bộ vượt bậc trong kỹ thuật không gian trong giai đoạn đó đã cho phép các ý tưởng này sớm trở thành hiện thực

Thông tin vệ tinh đặc biệt có ưu thế trong các trường hợp:

- Cự ly liên lạc lớn;

- Liên lạc điểm đến đa điểm trên phạm vi rộng cũng như phạm vi toàn cầu;

- Liên lạc đến các trạm di động trên phạm vi rộng (tàu viễn dương, máy bay, các đoàn thám hiểm, )

Kênh vệ tinh khác với kênh cáp và kênh phát sóng trên mặt đất là có băng tần rộng và sự hạn chế công suất phát Khuếch đại công suất của các bộ phát đáp làm việc với lượng lùi công suất nhỏ trong các điều kiện phi tuyến, do đó sử dụng điều chế QPSK là tối ưu

Bộ điều chế QPSK

Bộ đổi tần lên Phát lên vệ tinh

Hình 1.6 Sơ đồ khối hệ thống quảng bá truyền hình số vệ tinh

Các hệ thống truyền qua vệ tinh thường công tác ở dải tần số cỡ Ghz

Phát sóng truyền hình số trên mặt đất DVB-T:

Phát sóng truyền hình số mặt đất đã và đang được nghiên cứu trong nhiều năm trở lại đây Những nước lớn trên thế giới đã bắt đầu phát sóng truyền hình số mặt đất

Hiện nay, có ba tiêu chuẩn về truyền hình số mặt đất: ATSC, DVB-T và ISDB-T

Ba tiêu chuẩn trên có điểm giống nhau là sử dụng chuẩn nén MPEG-2 cho tín hiệu video ATSC sử dụng điều chế 8-VSB còn DVB-T và ISDB-T sử dụng phương pháp ghép đa tần trực giao (OFDM), các sóng mang thành phần được điều chế QPSK, DQPSK, 16-QAM hoặc 64-QAM

Truyền hình số di động DVB-H:

Truyền hình di động là sự kết hợp của truyền hình và di động Có thể hiểu

đơn giản là một chiếc điện thoại di động (đại diện cho thiết bị cầm tay) đa năng, vừa

có thể nghe, gọi, nhắn tin, chơi game, truy cập mạng và các dịch vụ khác; lại vừa có thể xem các chương trình truyền hình, xem các chương trình trực tiếp hoặc tương tác với các chương trình này Một chiếc điện thoại di động thông thường thì các hoạt động của nó dựa trên việc truyền và nhận tín hiệu thông qua sóng của nhà mạng; còn một đầu thu truyền hình hoạt động dựa trên việc thu tín hiệu mã hóa từ

Máy thu vệ tinh số

Máy thu vệ tinh số

Bộ mã hóa MPEG - 2

Bộ mã hóa MPEG - 2

Bộ trộn nhiều đường

Bộ điều chế số

Bộ nâng tần VHF UHF

vệ tinh

đài truyền hình Hai chuẩn thông tin này khác nhau Vậy làm sao có thể xem truyền hình trên điện thoại?

Hình 1.8: Truyền hình số di động DVB-H Mỗi tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất có những ưu, nhược điểm riêng Nhiều nước đã tiến hành thử nghiệm và chính thức chọn tiêu chuẩn cho mình

Truyền hình di động đặt ra nhiều yêu cầu về công nghệ: làm sao để mã hóa thông tin dạng truyền hình để thiết bị di động có thể thu được; tiêu thụ năng lượng ít (vì pin của thiết bị di động hạn chế); chất lượng hình ảnh và âm thanh thu được tốt

cả khi tốc độ di chuyển lớn… Đã có một số công nghệ được sử dụng để cung cấp các dịch vụ truyền hình di động hiện nay Chúng ta có thể phân chia các dịch vụ di động theo 3 hướng chính đó là: theo các mạng 3G; theo các mạng truyền hình quảng bá mặt đất và vệ tinh; cuối cùng là theo các mạng không dây băng rộng

Truyền hình di động sử dụng nền tảng mạng di động 3G, mạng di động 3G là đại diện cho các thế hệ mạng di động (ở một số nước đã triển khai thế hệ mạng di động thứ tư hay còn gọi là mạng 4G), có thể hiểu đơn giản là gửi tín hiệu truyền hình vào sóng 3G để truyền tới thiết bị di động Lợi dụng hệ thống tài nguyên có sẵn của mạng 3G và tốc độ truyền tải của các mạng 3G, 3G+ là một thế mạnh của hướng công nghệ này

Các mạng 3G truyền tải nội dung video và truyền hình theo luồng, kiểu truyền này tốn một lượng tài nguyên đáng kể trong khi nguồn tài nguyên của mạng 3G có hạn Điều này nhanh chóng làm cho mạng bị quá tải và quá trình truyền tải bị nghẽn Để khắc phục điểm yếu này, các nhà khai thác đang yêu cầu mở rộng tiêu chuẩn 3G bao gồm cả: MBMS (phổ tần cho dữ liệu trong băng) và HSDPA (phổ tần

mở rộng cho dữ liệu) MBMS thay kết nối điểm – điểm của từng thiết bị di động bằng một kênh phát quảng bá HSDPA là mở rộng phổ tần cho dữ liệu, điều này làm tăng tốc độ truyền tải dữ liệu, có thể mở rộng tốc độ bit lên tới 10M/s

Đối với truyền hình di động sử dụng nền tảng mạng di động 3G thì có 2

hướng tiếp cận để truyền nội dung: theo kiểu broadcast và kiểu unicast Ở kiểu

broadcast, cùng một khối nội dung được tạo ra sẵn sàng truyền tới người dùng với

số lượng không hạn chế Kiểu này dùng cho việc phát các kênh truyền hình quảng

bá với yêu cầu phổ thông Còn ở kiểu unicast là kiểu được thiết kế để phát đến người sử dụng các video mà người sử dụng đã lựa chọn hoặc các dịch vụ audio/video khác Các kết nối khác nhau với mỗi người tùy theo sự lựa chọn của từng người, nội dung cũng như chất lượng nội dung cũng khác nhau Unicast hạn chế số lượng người dùng vì khả năng tài nguyên Mobile TV là một điển hình về dịch vụ truyền hình di động sử dụng mạng di động 3G

Truyền hình di động sử dụng các mạng quảng bá mặt đất có phần tương tự như các máy thu vô tuyến FM được thiết kế vào trong máy điện thoại Việc tiếp nhận sóng vô tuyến từ các kênh FM và không sử dụng đến tài nguyên của mạng 2G hay 3G nên các thiết bị di động vẫn có thể hoạt động bình thường tại các khu vực không có sóng 3G Các thiết bị di động có một nút điều chỉnh máy thu hình và bộ điều chế tín hiệu FM được gắn vào riêng biệt

Truyền hình di động theo hướng sử các mạng quảng bá mặt đất được phân thành 3 luồng công nghệ chính đã và đang phát triển: phát thanh truyền hình sử dụng các tiêu chuẩn truyền hình quảng bá mặt đất có sửa đổi; phát thanh truyền hình sử dụng các tiêu chuẩn phát thanh số quảng bá có sửa đổi và truyền hình mặt đất sử dụng các công nghệ mới khác

Truyền hình di động sử dụng phát thanh vệ tinh: phát thanh số (DAB) được truyền qua vệ tinh cũng như qua phương tiện vô tuyến mặt đất được sử dụng ở nhiều nước DAB là một sự thay thế cho việc truyền dẫn sóng FM tương tự truyền thống DAB

có khả năng phát các âm thanh stereo chất lượng cao và dữ liệu thông qua quảng bá trực tiếp từ vệ tinh hay các máy phát vô tuyến mặt đất tới các máy thu DAB Các chuẩn phát thanh đa phương tiện số (DMB) được mở rộng từ các chuẩn DAB; hợp nhất với các đặc tính cần thiết để cho phép truyền dẫn được các dịch vụ truyền hình

di động

1.2.4 Một số chuẩn truyền hình di động trên thế giới hiện nay:

1.2.4.1.THDĐ phát qua mạng di động (Mobile Network):

- MeadiaFLO (Forward Link Only Multicasting): một kiểu truyền hình đa

kênh đơn hướng, gồm nhiều kênh được lập trình sẵn, phát song song đồng thời (giống truyền hình cap), được triển hai ở một số nước Châu Mỹ mà đại diện là Mỹ.Cụng nghệ này cho phép truyền các chương trình tivi trờn cỏc mạng 3G với tần

sô 700 MHz, 30 khung hỡnh/giõy, tiết kiệm được 30-50 lần số trạm tiếp sóng so với một trạm di động, tăng dung lượng và vùng phát sóng, giảm chi phí đầu tư

- EV-DO (Evolution-Data Optimized): cho phép xem truyền hình trên mạng

3G với các dịch vụ giá trị tăng VoD/MoD khá phong phú (xem phim, truyền hình/ nghe nhạc trực tiếp trên điện thoại) , phát triển trên nền công nghệ CDMA 2000 1ìEV-DO Tại Việt Nam, Sfone đã và đang cung cấp dịch vụ này

- MBMS (Multimedia Broadcast Multicast Service): đang được Ericsson triển

khai ứng dụng tại một số nước Châu Âu và Mỹ MBMS là hệ thống truyền tín hiệu tivi trên mạng 3G có những ứng dụng công nghệ hữu ích, thân thiện, giao diện gần gũi với người dùng

1.2.4.2.THDĐ phát quảng bá (Broadcast Network):

- DMB (Digital Media Broadcasting): triển khai tại Hàn Quốc từ cuối năm

2004.DMB được phát triển dựa trên nền tảng chuẩn “phỏt thanh số” DAB (Digital Audio Broadcast) Tín hiệu truyền hình được truyền trực tiếp từ vệ tinh về điện thoại di động DMB có tốc độ hỡnh /phỳt cao gấp đôi so với DVB-H và cũng tốn ít pin hơn Đây là chuẩn có nhiều ưu thế để cạnh tranh với chuẩn DVB-H

- ISDB-T (Intergrated Services Digital Broadcasting – Terrestrial): Đây là

chuẩn tivi di động của Nhật, tích hợp một cách có hệ thống nhiều loại nội dung số khác nhau, bao gồm dịch vụ truyền hình đọ phân giải cao (HDTV), truyền hình số chuẩn (SDTV), âm thanh, hình ảnh, văn bản…

- DVB-H (Digital Video Broadcasting – Handheld): được ETSI chọn làm tiêu

chuẩn của Châu Âu từ tháng 11/2004 DVB-H hiện đang được các tập đoàn lớn như

Motorola Inc, MEC Corp, Nolia, Siemens AG, Sony Ericsson Mobile,

thành một chuẩn quốc tế trong tương lai

Mỗi chuẩn THDĐ đề có những ưu nhược điểm riêng Đầu tư công nghệ theo hướng nào là tùy vào cơ sở hạ tầng và chính sách phát triển của mỗi nước Cuối năm 2006, truyền hình Việt Nam chính thức chọn DVB-H làm chuẩn truyền hình di động quốc gia

1.3 Sơ lược về chuẩn DVB – H

Chuẩn DVB-H (Dgital video Broadcasting – Handheld), trước đây được gọi là DVB-M (DVB-Mobile) hay DVB-X (DVB-eXtreme), thuộc họ chuẩn truyền hình

số DVB, bao gồm: truyền hình số mặt đất T), vệ tinh S) và cáp C) và tiêu chuẩn quảng bá số dùng để truyền các nội dung số tới đầu cuối cầm tay (DVB-H)

(DVB-DVB-H được nghiên cứu và phát triển bởi DVB Project từ đầu những năm

1990 DVB-H dựa trên nền tảng chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T Terrestrial), có mở rộng thêm một số kĩ thuật nhằm thích hợp hơn cho việc thu tín hiệu khi máy thu là di động như:

- Bổ sung cơ chế giảm mức điện năng tiêu thụ trung bình của máy thu

- Cơ chế sửa lỗi tiến và mode điều chế mới – COFDM 4K

Ngoài ra, một ưu điểm lớn khác là DVB-H hỗ trợ IP Datacasting- một kĩ thuật trên nền IP nhằm đa dạng hóa các dịch vụ truyền hình “Dịch vụ” giờ đây không chỉ gói gọn trong các dữ liệu video và audio của truyền hình truyền thống mà còn bao gồm nhiều dạng khác (Ví dụ: gửi văn bản, các file XML hay HTML cũng như các

thông tin điều khiển dịch vụ) DVB-H và các dạng di động tế bào như GSM,UMTS hay CDMA có thể kết hợp với nhau thực hiện các dịch vụ tương tác

Trong năm 2002, DVB-H đã được triển khai rộng khắp tại nhiều nước trên thế giới.Và cũng giống như các chuẩn DVB khác, DVB-H đã được hiệp hội tiêu chuẩn viễn thông châu Âu – ETSI (European Telecommunicatioons Standards Institute) công nhận là chuẩn truyền hình chính thức của Châu Âu

DVB-H có nhiều ưu thế để phát triển:

- Không bị hạn chế về băng thông khi tại cùng một thời điểm số thuê bao sử dụng các dịch vụ tăng vọt

- Tiết kiệm năng lượng pin của máy thu tới 90-95%

- Độ nhạy cao.Tớn hiệu được đóng gói dạng IP và được phát quảng bá từ anten truyền hình tới cỏc mỏy điờn thoại di động với bán kính phủ song lên tới hang chục km, loại bỏ được các hiện tượng fading đa đường, cho phép thu chất lượng cao ngay cả khi máy thu di chuyển với tốc độ 250 km/h hoặc hơn thến nữa

- Khắc phục được hiệu ứng dịch tần Doppler nhờ khoẳng bảo vệ OFDM

- Hỗ trợ tốc độ truyền 25 khung hỡnh/giây, tương đương với các chương trình truyền hình tiêu chuẩn (25-30 khung hỡnh/giây).Tốc độ dữ liệu trung bình 11Mbit/s, truyền tới 20-50 kênh, phụ thuộc vào độ nét của chương trình

- Thời gian chuyển kênh ngắn (1.5s), thời gian đồng bộ hóa ngắn

- Cho phép thu hình ảnh, âm thanh cũng như truy nhập Internet tốc độ cao cùng khả năng tương tác thuận tiện

- Chức năng thoại trong điện thoại không bị ngắt khi đang xem truyền hình Hiện nay, trên một kênh tần số 8MHz, chỉ phát được một chương trình truyền hình nếu dùng công nghệ analog, nhưng dùng công nghệ số thì có thể phát đến 8 chương trình truyền hình mà không bị ảnh hưởng của nhiễu công nghiệp Chuẩn DVB – T đã chứng tỏ hiệu quả khi thỏa mãn nhiều hơn cả các yêu cầu truyền hình

số thông thường Nó đã được sử dụng để cung cấp dịch vụ truyền hình ở nhiều nơi Máy thu DVB – T đã được kiểm tra ở tốc độ di chuyển cao lên đến 200km/h, tuy nhiên khi áp dụng vào cho điện thoại di động thì chuẩn DVB – T lại có nhược điểm: tiêu hao năng lượng cao trong khi pin di động có hạn; yêu cầu mã hóa/ giải mã từ

truyền hình sang màn hình điện thoại; các tín hiệu thu được yếu do các giới hạn anten Điều này đặt ra cần có một chuẩn thay thế DVB – T áp dụng cho các thiết bị

Tiêu chuẩn DVB – H được xây dựng trên tiêu chuẩn truyền hình kĩ thuật số mặt đất DVB – T, hay thực chất là chuẩn DVB – T thêm vào một số chức năng cần thiết để đảm bảo thu tín hiệu tốt trong môi trường di động Trong khi DVB – T được sản xuất chủ yếu để tiếp sóng qua anten, mạng DVB – H lại được thiết kế cho các thiết bị cầm tay nhận sóng ngay cả khi ở trong nhà So với tiêu chuẩn DVB – T DVB – H chủ yếu nhắm vào thiết bị thu, nhằm giảm năng lượng tiêu thụ ở đầu thu, giải điều chế ở đầu thu cũng như gia tăng cường độ của tín hiệu bằng cơ chế sửa lỗi trước Những tính năng ưu việt mà hệ thống sẽ hỗ trợ người dùng khi sử dụng chuẩn DVB – H:

- Là một chuẩn mở với nhiều hỗ trợ giải pháp từ hơn 60 nhà sản xuất

- Tiêu thụ công suất thấp với 1 thông lượng dữ liệu cao

- Việc xem truyền hình với DVB – H không phụ thuộc vào tài nguyên mạng điện thoại di động

- Tất cả máy thu tích hợp bộ thu truyền hình nằm trong vùng phủ sóng đều có thể thu được tín hiệu, giải mã và hiển thị trên màn hình Do vậy, sẽ không hạn chế

số lượng người xem đồng thời, miễn họ trong vùng phủ sóng

- Truyền hình theo các này không cần tần số riêng

- Chất lượng dịch vụ ổn định, không bị trễ hoặc không xem được chương trình khi mạng nghẽn

- Khả năng di chuyển với tốc độ rất cao

- Sử dụng công nghệ nén tiên tiến: công nghệ H.264/AVC

- Hỗ trợ chống lỗi và sửa lỗi ở nhiều cấp độ khác nhau giúp cho tín hiệu đến người dùng hầu như không xảy ra lỗi

- Thanh toán điện tử

Với những ưu điểm đó, chuẩn DVB – H hiện tại đang được nhiều tập đoàn truyền thông lớn trên thế giới: Nokia, Siemens, Motorola, Sony Ericsson… hậu thuẫn về thiết bị đầu cuối

1.4 Xu hướng phát triển

Từ năm 2006, người Việt Nam đã có thể sử dụng dịch vụ DVB-H Nhưng ít ai biết rằng khoảng thời gian trước đó Khi Viện Tiêu chuẩn viễn thông châu Âu (ETSI) thông báo chuẩn DVB-H sẽ được áp dụng cho việc theo dõi tivi trên di động

ở châu Âu, các nhà cung cấp dịch vụ đã nhận thấy một tương lai mở rộng dành cho truyền hình

Trong khi trên thế giới, người ta vẫn còn chưa thể thống nhất một chuẩn truyền hình dành cho tivi, sự thừa nhận của ETSI là một bước tiến quan trọng trong quá trình hiện thực hoá dịch vụ xem tivi trên điện thoại di động, Richard Sharp, Phó chủ tịch bộ phận Rich Media của Nokia, nhận định

DVB-H (Digital Video Broadcast - Handheld) là một công nghệ mang tính đột phá, cho phép truyền tải hàng trăm kênh tivi, radio và video tới các thiết bị cầm tay, chẳng hạn như điện thoại di động Nó kết hợp các chuẩn phát sóng truyền thống với các tính năng đặc thù của thiết bị cầm tay Để nhận được các chương trình phát theo chuẩn này, điện thoại di động sẽ cần được tích hợp một thiết bị tiếp nhận và xử lý tín hiệu số

Từ tháng 6 năm 2006, hãng sản xuất điện thoại Nokia đã trưng bày công nghệ phát sóng chương trình tivi trực tiếp trên mạng DVB-H Sản phẩm trưng bày trong dịp đó là Nokia Streamer, thiết bị tiếp nhận và xử lý tín hiệu chuẩn DVB-H được thiết kế như một sản phẩm thử nghiệm, có thể được gắn vào điện thoại như một khoang chứa pin

Việc phát sóng chương trình tivi trên di động gặp phải một số trở ngại về mặt

kỹ thuật, chẳng hạn như phải có các thiết bị thu tín hiệu chạy pin và khả năng xem được trong nhiều tình huống (trong nhà, ngoài trời, trên vỉa hè, trong xe hơi đang chuyển động) DVB-H mang đến cho nhà cung cấp dịch vụ cách thức hiệu quả nhất

để chuyển tải các nội dung multimedia tới các thiết bị di động đầu cuối, thông qua các mạng phát tín hiệu số mặt đất Việc đặc tả các thông số kỹ thuật được thực hiện bởi Digital Video Broadcasting Project (DVB), một tổ chức có nhiệm vụ phát triển các chuẩn toàn cầu dành cho việc truyền tải các dịch vụ truyền hình và dữ liệu số

Hình 1.9: Xem truyền hình trên thiết bị cầm tay

Một số dịch vụ truyền hình di động sử dụng các công nghệ khác, như MobiTV

ở Mỹ, vẫn mang được các chương trình tivi tới cho khách hàng cho dù chất lượng hình ảnh và âm thanh của những dịch vụ này thấp hơn dịch vụ áp dụng chuẩn DVB-

H rất nhiều Mặc dù vậy, trong lúc mạng phát sóng truyền hình ứng dụng chuẩn DVB-H còn đang trong giai đoạn hoàn thiện, những người sử dụng điện thoại di động vẫn hài lòng với những dịch vụ này dẫu biết chất lượng chưa cao

Sự quan tâm của người sử dụng điện thoại di động đối với dịch vụ truyền hình trên di động hay các mạng không dây băng thông rộng đang ngày càng gia tăng khi

mà các nhà cung cấp dịch vụ ngày càng chú ý tìm kiếm các chuẩn mới hiệu quả hơn Xu hướng bùng nổ dịch vụ truyền hình trên thiết bị không dây sẽ là thời cơ lớn cho các nhà sản xuất chip Hãng Qualcomm đã công bố công nghệ sản xuất chip FLO dựa trên nền tảng mạng OFDM dành cho màn hình tivi Philips, hãng sản xuất chip bán dẫn, cho rằng trong vòng một thập kỷ nữa, hầu hết chip màn hình tivi của

họ sẽ có mặt trên điện thoại di động, chứ không phải là trên những chiếc tivi truyền thống

Leon Husson, Phó chủ tịch điều hành Philips, dự đoán khoảng 60% số máy điện thoại không dây sẽ có khả năng chiếu chương trình truyền hình vào năm 2015, tương đương với 600 triệu chiếc vào thời gian đó Philips cũng đang thử nghiệm các dịch vụ tivi trên di động tại Berlin (Đức) với Nokia, Vodafone và Universal Studios Network

Đối với các nhà sản xuất chip, họ cũng gặp phải một số vấn đề kỹ thuật Vấn

đề thứ nhất là phải tạo ra những vi mạch xử lý tín hiệu số thông minh cho phép người sử dụng truyền các nội dung truyền hình từ chiếc tivi trong nhà và đầu thu tín hiệu số sang điện thoại, không chỉ mã hoá tín hiệu âm thanh và video mà còn phải

mã hoá ở định dạng chuẩn để có thể ứng dụng được cho các thiết bị khác Vi mạch

xử lý tín hiệu số thông minh sẽ phải có khả năng tự động chuyển tốc độ hình ảnh hoặc độ phân giải của tín hiệu nguồn sang tốc độ hình ảnh hoặc độ phân giải của điện thoại

Trong khi các công ty sản xuất thiết bị di động còn đang tìm cách chế tạo những thiết bị cầm tay thế hệ mới thì các nhà cung cấp dịch vụ điện thoại đã đi những bước đầu tiên trong việc cho ra đời dịch vụ truyền hình trên điện thoại di động Cingular tung ra MobiTV, dịch vụ truyền hình 22 kênh cho phép khách hàng tiếp cận với các chương trình từ MSNBC, ABC News, Fox Sport và nhiều hãng truyền thông khác

Trước khi tung ra chương trình chiếu những bộ phim dài, nhiều nhà cung cấp dịch vụ đang thử nghiệm với các đoạn phim ngắn Mới đây nhất, Verizon Wireless

đã liên kết với công ty sản xuất chương trình truyền hình Twentieth Television để cung cấp các chương trình biểu diễn ca nhạc trực tiếp trên điện thoại cầm tay như là một phần trong dịch vụ Vcast của họ Vcast cũng sẽ có cả dịch vụ chiếu video tức thời dựa trên chương trình Windows Media của Microsoft, theo một thoả thuận giữa

2 hãng mới đây

Tại Việt Nam, trước đây có 2 doanh nghiệp cung cấp thử nghiệm dịch vụ Truyền hình di động là Đài Truyền hình Kỹ thuật số VTC và S-Fone với 2 công nghệ DVB-H và CDMA2000-1x EV-DO

S-Fone sử dụng công nghệ CDMA2000 1x EV-DO tại dải tần được cấp phép dành cho di động để cung cấp dịch vụ Truyền hình di động

VTC cung cấp dịch vụ Truyền hình di động sử dụng công nghệ DVB-H Đặc điểm công nghệ DVB-H được sử dụng cho dịch vụ truyền hình quảng bá, không phải dịch vụ viễn thông do đó doanh nghiệp không phải xin giấy phép thiết lập mạng và cung cấp dịch vụ viễn thông từ Bộ Thông tin và Truyền thông Tuy nhiên

về tần số sử dụng, doanh nghiệp chịu sự quản lý của Bộ Thông tin và Truyền thông

Từ năm 2007 Đài Truyền hình Việt Nam dự kiến cũng sẽ cung cấp dịch vụ Truyền hình di động sử dụng công nghệ DVB-H Nhưng phải đến những năm gần đây các thiết bị đầu cuối có sử dụng DVB-H mới phát triển mạnh mẽ

Có thể nói, cùng với sự phát triển của công nghệ 4G/LTE, sự phát triển của các smart phone với chất lượng chấp nhận được và giá thành vừa phải, thì công nghệ DVB-H có khả năng được sử dụng phổ biến mọi lúc mọi nơi DVB-H sẽ bổ sung cho người sử dụng một công cụ mới mang tính giải trí cao

1.5 Kết luận chương 1

Những nội dung đã trình bày trong chương 1 cho ta cái nhìn tổng thể về lịch

sử của truyền hình, các công nghệ sử dụng trong truyền hình số Trong đó có truyền hình di động với nhiều chuẩn tồn tại khác nhau Ngoài ra chương cũng đề cập sơ

lược về chuẩn DVB-H cùng xu hướng phát triển của công nghệ Song song với việc các nhà mạng phát triển lên mạng 4G LTE thì DVB-H càng có cơ sở để phổ biến rộng rãi hơn

Chương 1 đưa ra một số chuẩn công nghệ của truyền hình, giới thiệu sơ đồ khối và các hình thức của công nghệ truyền hình nói chung Đồng thời cũng nêu ra một số chuẩn truyền hình mà thế giới đang áp dụng Đồng thời công nghệ DVB-H cũng là một xu hướng công nghệ tất yếu khi mà mạng di động chuyển dịch từ 3G sang 4G, là nền tảng cơ sở cho các dịch vụ trong tương lai Trong tương lai, các chuẩn công nghệ khác nếu được nâng cấp và cơ sở mạng truyền dẫn cũng được nâng cấp thì chuẩn đó sẽ được áp dụng rộng rãi.Trong các công nghệ hiện nay thì công nghệ DVB – H đang được áp dụng tại nhiều nước do tính ưu việt hiện có

Trong chương 2 sẽ trình bày sâu hơn về hệ thống DVB-H: họ chuẩn của truyền hình, mô hình hệ thống DVB-H cùng kiến trúc mạng, các khối chức năng, và các kỹ thuật sử dụng trong công nghệ truyền hình di động

CHƯƠNG II

MÔ HÌNH HỆ THỐNG VÀ CHUẨN DVB-H

2.1.Giới thiệu một số hệ thống truyền hình số

2.1.1 Phương thức truyền dẫn tín hiệu truyền hình số

Mô hình hệ thống truyền dẫn DVB được mô tả như hình vẽ dưới đây:

Sau khi xác định các tiêu chuẩn của phát truyền hình số DVB, do các sự truyền tải Multimedia khác nhau, lĩnh vực ứng dụng khác nhau nên DVB đã được tổ chức và phân chia thành một số hệ thống, cụ thể là hệ thống truyền hình số vệ tinh DVB-S;

hệ thống truyền hình số cáp DVB-C (Cable); hệ thống truyền hình số vi ba DVB-M (Microwave); hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T (Terrestrial); hệ thống truyền hình di động DVB-H; hệ thống truyền hình số theo mạng tương tác DVB-I (Interact); hệ thống truyền hình số hệ thống cộng đồng DVB-CS (Community System)…

Hình 2.1: Mô hình hệ thống truyền dẫn DVB

2.1.2 Hệ thống truyền hình số qua cáp DVB-C

DVB-C: Hệ thống truyền dẫn qua cáp sử dụng độ rộng kênh truyền 7-8MHz, điều chế QAM với 64 trạng thái, tốc độ dữ liệu cực đại từ lớp truyền MPEG-2 là 38,1 Mb/s

Trong mạng truyền hình hữu tuyến do tín hiệu hình ảnh được truyền tải trên đường dây cáp đồng trục nên nó ít bị can nhiễu bên ngoài Trong các nguyên tắc DVB đã quy định sử dụng các phương thức điều chế QAM, căm cứ vào trạng thái môi trường truyền tải có thể sử dụng các tốc độ điều chế khác nhau như 16-QAM; 128-QAM; 256-QAM

Hình 2.2: Sơ đồ khối hệ thống truyền hình số qua cáp Hình 2.2 là sơ đồ của hệ thống truyền hình số hữu tuyến Nguồn tín hiệu truyền hình lấy nguồn từ vệ tinh thì cần một máy thu vệ tinh số IRD (Integrated Receiver Coder) để thu các chương trình khác nhau và chuyển đổi thành dòng dữ liệu MPEG-2, đối với tín hiệu thị tần-âm tần AV thì cần bộ giải nén biên mã số để giải mã tín hiệu, tạo ra dòng dữ liệu MPEG-2 Nguồn tín hiệu khác nhau sẽ tạo ra dòng dữ liệu MPEG-2 ở bộ trộn nhiều đường số để tiến hành trộn và thu được dòng tín hiệu có tốc độ cao hơn Sau đó tín hiệu này đưa vào bộ điều chế QAM, bộ biến tần để đạt được dải tần cần thiết cho mạng truyền hình hữu tuyến

2.1.3 Hệ thống truyền hình số vệ tinh DVB-S

Hệ thống truyền dẫn qua vệ tinh DVB-S có các đặc trưng như sau: Sử dụng băng tần C và Ku, điều chế số QPSK, tối ưu hoá cho từng tải riêng cho từng bộ phát đáp (Transponder: thiết bị thu phát trên vệ tinh) và công suất hiệu dụng, tốc độ dữ liệu cực đại từ lớp truyền MPEG-2 là 38,1 Mb/s