Công nghệ truyền hình di động và ứng dụng trong truyền hình số mặt đất

CÔNG NGHệ TRUYềN HÌNH DI ĐộNG VÀ ứNG DụNG TRONG DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 3GPP Third Generation Partnership 3GPP2 Third Generation Partnership AAC Advanced Audio Coding M

CÔNG NGHệ TRUYềN HÌNH DI ĐộNG VÀ ứNG DụNG TRONG

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

NỘI DUNG 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MOBILE TV 2

1.1 Tổng quan về truyền hình di động 2

1.2 Các tiêu chuẩn đối với Mobile TV 5

1.3 Các tài nguyên để phát triển truyền hình di động 6

1.4 Mobile TV sử dụng wifi, wimax 7

1.4.1 Mobile TV sử dụng công nghệ WiFi 8

1.4.2 Mobile TV sử dụng công nghệ WiMAX 9

1.5 Kết luận chương 11

CHƯƠNG 2 CÁC CÔNG NGHỆ VÀ GIẢI PHÁP TRONG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DI ĐỘNG 12

2.1 Tổng quan về các công nghệ cung cấp dịch vụ truyền hình di động 12

2.2 Truyền hình di động sử dụng nền tảng 3G 14

2.3 Mobile TV sử dụng công nghệ truyền hình số quảng bá (DVB) 18

2.3.1 Công nghệ DVB-H 18

2.3.2 Mobile TV sử dụng công nghệ T-DMB 19

2.3.3 Mobile TV sử dụng công nghệ MediaFlo 22

2.4 So sánh các công nghệ Mobile TV 23

2.4.1 So sánh về hiệu quả sử dụng phổ, số lượng kênh, tốc độ, và sự khả dụng của dịch vụ 23

2.4.2 So sánh các tham số truyền dẫn 28

2.4.3 So sánh các tham số mạng máy phát 30

2.4.4 So sánh lớp truyền tải 31

2.4.5 So sánh lớp dịch vụ 31

2.5 Truyền dẫn trong MobileTV 34

2.6 Kết luận chương 36

CÔNG NGHệ TRUYềN HÌNH DI ĐộNG VÀ ứNG DụNG TRONG

CHƯƠNG 3 TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG MOBILE TV TRONG HỆ THỐNG

TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DVB-T2 TẠI VIỆT NAM 37

3.1 Nội dung cơ bản của tiêu chuẩn DVB – T2 37

3.1.1 Mô hình cấu trúc hệ thống DVB – T2 40

3.1.2 Những giải pháp kỹ thuật cơ bản 41

3.2 Truyền hình di động sử dụng DVB-T2 52

3.3 Mobile TV sử dụng mạng truyền hình quảng bá mặt đất 59

3.4 Ứng dụng ở địa phương 63

3.4.1 Triển khai DVB-T2 cho MobileTV tại Việt Nam 63

3.4.2 Thực trạng truyền hình số mặt đất và kết quả đo được tại Việt Nam 65

3.4.3 Nhu cầu và xu hướng phát triển DVB-T2 trên mobile TV 68

3.5 Kết luận chương 70

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71

TÀI LIỆU THAM KHẢO 72

CÔNG NGHệ TRUYềN HÌNH DI ĐộNG VÀ ứNG DụNG TRONG

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

3GPP Third Generation Partnership

3GPP2 Third Generation Partnership

AAC Advanced Audio Coding Mã hoá âm thanh tiên tiến

ALC Asynchoronous Layered Coding Mã hoá phân lớp không đồng

bộ

AMPS Advanced Mobile Phone System Hệ thống điện thoại di động

tiên tiến

ARQ Automatic Repeat Request Yêu cầu phát lại tự động

ATM

Asynchronous Transfer Mode

Chế độ truyền tải không đồng

Bearer Independent Call Control

Điều khiển cuộc gọi độc lập phần mang

BM-SC Broadcast/Multicast Service

Center

Trung tâm dịch vụ broadcast multicast

BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc

BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc

CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã

CÔNG NGHệ TRUYềN HÌNH DI ĐộNG VÀ ứNG DụNG TRONG

CIF Common Interface Format Khuôn dạng giao diện chung

CMMB China Mobile Multimedia

Ghép kênh phân chia theo tần

số trực giao được mã hoá CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra dư chu trình

CSCF

Call State Control Function

Chức năng điều khiển trạng thái cuộc gọi

DAB Digital Audio Broadcasting Quảng bá âm thanh số

DAB- IP Digital Audio

Broadcasting-Internet Protocol

Quảng bá âm thanh số dựa trên giao thức Internet

DMB D

igital Multimedia Broadcasting

Phát quảng bá đa phương tiện

số

DQPSK Differential Quadrature Phase

DRM Digital Rights Management Quản lý bản quyền số

DS -C DMA Direct Sequence Code

Division Multiple Access

Đa truy nhập phân chia theo mã trải phổ chuỗi trực tiếp

DTX Discontinous Transmission Truyền dẫn không li ên tục DVB Digital Video Broadcasting Quảng bá Video số

DVB-H Digital Video

Enhanced Data Rates for Global

Các tốc độ dữ liệu tiên tiến đối với phát triển toàn cầu

CÔNG NGHệ TRUYềN HÌNH DI ĐộNG VÀ ứNG DụNG TRONG

ESG Electronic Service Guide Hướng dẫn dịch vụ điện tử

FDM

Frequency Division Multiplexing

Ghép kênh phân chia theo tần

số FEC Forward Error Correction Sửa lỗi hướng đi

FIC Fast Information Channel Kênh thông tin nhanh

FTP File Transport Protocol Giao thức truyền tải tệp

GERAN GSM EDGE Radio Access

GGSN Ga teway GPRS Support Node Node hỗ trợ GPRS cổng

HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường trú

HSDPA High Speed Downlink Packet

Access

Truy nhập gói đường xuống tốc

độ cao HSPA High Speed Package Access Truy nhập gói tốc độ cao

HSS Home Subscriber Server Server thuê bao thường trú

HTML

Hypertext Markup Language

Ngôn ngữ lập trình siêu văn bản

HTTP

Hypertext Transfer Protocol

Giao thức truyền tải siêu văn bản

CÔNG NGHệ TRUYềN HÌNH DI ĐộNG VÀ ứNG DụNG TRONG

IETF

Internet Engineering Task Force

Uỷ ban nhiệm vụ kỹ thuật Internet

IMS IP Multimedia System Hệ thống đa phương tiện IP IMT-

2000 International Mobile Telephone

2000

Điện thoại di động Quốc tế 2000Viện tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu

ISDB- T Integrated Services Digital

Broadcasting-Terrestrial

Quảng bá số các dịch vụ tích hợp-mặt đất

ISI Intersymbol Interference Xuyên nhiễu giữa các ký hiệu

ITU International Telecommunications

LCT

Layered Coding Transport

Truyền tải mã hoá được phân lớp

LIC Local-area Identification Mô tả vùng nội hạt

LLC Logical Link Control Điều khiển liên kết logic LOC Local Operation Center Trung tâm khai thác nội hạt

MAC

Medium Access Control

Điều khiển truy nhập môi trường

MBMS Multimedia Broadcast and

MCI Multiplex Configuration

CÔNG NGHệ TRUYềN HÌNH DI ĐộNG VÀ ứNG DụNG TRONG

MGCF

Media Gateway Control Function

Chức năng điều khiển Gateway media

MICH MBMS notification Indicator

MIDP Mobile Information Device

Multimedia Object Transfer

Truyền tải đối tượng đa phương tiện

MPE Multiprotocol Encapsulation Đóng gói đa giao thức

MPEG

Motion Pictures Expert Group

Nhóm chuyên gia hình ảnh động

MMS Multimedia Messaging Service Dịch vụ bản tin đa phương tiện

MRF

Multimedia Resource Function

Chức năng tài nguyên đa phương tiện

MSC Main Service Channel Kênh dịch vụ chính

MSC Mobile Switching Network Mạng chuyển mạch di động

MTCH MBMS point-to-multipoint

Traffic Channel

Kênh lưu lượng điểm-tới-đa điểm MBMS

NMTS

Nordic Mobile Phone Service

Dịch vụ điện thoại di động Bắc

Âu

CÔNG NGHệ TRUYềN HÌNH DI ĐộNG VÀ ứNG DụNG TRONG

NOC National Operating Center Trung tâm khai thác Quốc gia

NPAD

Non-programme Associated Data

Dữ liệu kết hợp không chương trình

OIS Overhead Information Symbols Các ký hiệu thông tin mào đầu PAD Programme Associated Data Dữ liệu kết hợp chương trình PDA Personal Digital Assistant Hỗ trợ số cá nhân

PDAN Packet Downlink Ack/Nack Ack/Nak đường xuống gói PDCH Packet Data Channel Kênh dữ liệu gói

PID Particular Program Identifier Bộ mô tả chương trình đặc biệt

PSS Packet-Switched Streaming Dòng chuyển mạch gói

PSTN Public Switching Telephone

Network

Mạng điện thoại chuyển mạch công cộng

PPC Positioning Pilot Channel Kênh hoa tiêu vị trí

QAM Quadrature Amplitude

QCEL P Qualcomm Code Excited

Linear Predictive Coding

Mã hoá dự đoán tuyến tính kích thích mã của Qualcomm

QCIF

Quater Common Interface Format

Khuôn dạng giao diện chung một phần tư

QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khoá dịch pha vuông góc QVGA Quarter Video Graphics Array Mảng đồ hoạ Video một phần

CÔNG NGHệ TRUYềN HÌNH DI ĐộNG VÀ ứNG DụNG TRONG

tư RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến RDP Real Data Package Protocol Giao thức gói dữ liệu thực RLC Radio Link Control Điều khiển liên kết vô tuyến RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNS Radio Network Subsystem Phân hệ mạng vô tuyến

R-SG W Roaming Signaling Gateway Gateway báo hiệu chuyển vùng

RTCP

Real Time Control Protocol

Giao thức điều khiển thời gian thực

RTSP

Real Time Streaming Protocol

Giao thức truyền tải dòng thời gian thực

RTP Real Time Protocol Giao thức thời gian thực

SAP Service Access Protection Bảo vệ truy nhập dịch vụ

SDP Senssion Description Protocol Giao thức mô tả phiên

SFN Single Frequency Network Mạng đơn tần

SGSN Serving GPRS Support Node Node hỗ trợ GPRS phục vụ

SIM Subscriber Identity Module Module nhận dạng thuê bao SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi đầu phiên SNAP SubNetwork Attachment Point Điểm gán mạng con

SMIL Synchronized Multimedia

CÔNG NGHệ TRUYềN HÌNH DI ĐộNG VÀ ứNG DụNG TRONG

TCP

Transmission Control Protocol

Giao thức điều khiển truyền dẫn

TDD

Time Division Duplex

Song công phân chia theo thời gian

TDMA Time Division Multiplexing

User Datagram Protocol

Giao thức datagram người sử dụng

UMTS Universal Mobile

Telecommunications Service

Dịch vụ viễn thông di động toàn cầu

USIM UMTS Subscriber Identity

UMTS UTRA Universal Terrestrial

CÔNG NGHệ TRUYềN HÌNH DI ĐộNG VÀ ứNG DụNG TRONG

VAD Voice Activity Detection Phát hiện kích hoạt thoại

VLR Visitor Location Register Bộ ghi định vị tạm trú

WAP Wireless Application Protocol Giao thức ứng dụng vô tuyến

WCDM A Wideband Code Division

CÔNG NGHệ TRUYềN HÌNH DI ĐộNG VÀ ứNG DụNG TRONG

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Bảng so sánh các tham số 24

Bảng 2.2: So sánh các tham số truyền dẫn 28

Bảng 2.3: So sánh các tham số mạng máy phát 30

Bảng 2.4: So sánh lớp truyền tải 31

Bảng 2.5: So sánh sơ đồ âm thanh/video 31

Bảng 3.1 DVB-T2 sử dụng tại UK so với DVB-T 55

Bảng 3.2: Tiêu chuẩn truyền hình và phát thanh 56

Bảng 3.3 Kết quả đo cường độ trường vùng phủ sóng mô phỏng 66

Bảng 3.4 Kết quả đo cường độ trường vùng phủ sóng thực tế 66

CÔNG NGHệ TRUYềN HÌNH DI ĐộNG VÀ ứNG DụNG TRONG

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Mô tả mô hình chung thu phát đối với truyền hình di động 3

Hình 1.2 Tổng quan về các công nghệ Mobile TV 5

Hình 2.1 Các công nghệ truyền hình di động 14

Hình 2.2: Quá trình phát triểncủa tốc độ mạng di động 15

Hình 2.3: Công nghệ vô tuyến và sự phát triển của 3G 16

Hình 2.4: Hệ thống truyền dẫn T-DMB 20

Hình 2.5: Truyền dẫn broadcast đối với Mobile TV 34

Hình 2.6: Truyền dẫn Unicast đối với Mobile TV 36

Hình 3.1 Mô hình cấu trúc DVB-T2 40

Hình 3.2 : Mô hình hệ thống của DVB-T2 42

Hình 3.3 Vai trò của T2-Gateway 43

Hình 3.4: Các ống lớp vật lý 45

Hình 3.5 Mật độ phổ công suất đối với 2K và 32K 48

Hình 3.6 Mô hình MISO 48

Hình 3.7 Cấu trúc khung DVB-T2 52

Hình 3.8: Truyền hình mặt đất 57

Hình 3.9: DVB-T trên xe cơ giới 58

Hình 3.10 Các kênh sóng DVB-T2 trên Mobile TV 62

Hình 3.11 Bản đồ phủ sóng DVB-T2 của VTV toàn quốc 64

Hình 3.12 Vùng phủ sóng mạng đơn tần theo chuẩn DVB-T2 tại miền Bắc 67

Hình 3.13 Vùng phủ sóng mạng đơn tần theo chuẩn DVB-T2 tại miền Nam 68

là một trong những hướng phát triển thu hút được sự quan tâm của nhiều nước trên thế giới Dịch vụ truyền hình di động là một dịch vụ hội tụ giữa truyền hình và di động, dịch

vụ này mở ra nhiều cơ hội lợi nhuận mới cho các nhà khai thác quảng bá, khai thác di động, các nhà cung cấp nội dung và cả những nhà kinh doanh thương mại điện tử Chính vì thế luận văn sẽ đi sâu tìm hiểu vào các nội dung chính nhằm phát triển hiểu sâu và đi vào ứng dụng thực tế, phát triển ngành công nghiệp viễn thông của đất nước

NỘI DUNG CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MOBILE TV

1.1 Tổng quan về truyền hình di động

Truyền hình di động là truyền các chương trình truyền hình hoặc video cho một loạt các thiết bị vô tuyến từ các máy điện thoại di động có khả năng truyền hình di động tới các PDA (Personal Digital Assistant: Thiết bị kỹ thuật số hỗ trợ cá nhân) và các thiết bị đa phương tiện vô tuyến Các chương trình phát thanh truyền hình có thể được phát theo phương thức quảng bá đến mọi người xem trong vùng phủ sóng hoặc là phát riêng (đơn hướng) tới khách hàng có nhu cầu, cũng có thể là truyền tải

đa hướng đế một nhóm người sử dụng Phát quảng bá có thể là qua môi trường mặt đất như truyền hình số và tương tự được phát đến các gia đình hoặc chúng có thể được phát trực tiếp qua các vệ tinh đến các máy di động, đồng thời các nội dung đó cũng có thể được phát qua Internet/Web Hiện nay truyền hình di động không còn

xa lạ và nói đang rất phát triển Tất cả các chương trình truyền hình, các thông tin thương mại, sự kiện chính trị trong nước cũng như ngoài nước sẽ đều được phát qua truyền hình di động Các nhà khai thác đã nâng cấp mạng của họ để bổ sung thêm các dịch vụ truyền hình hoặc triển khai toàn bộ mạng mới Với hơn 3 tỉ người sử dụng điện thoại di động và PDA trên thế giới thì số lượng người sử dụng truyền hình di động sẽ ngày tăng lên, nó như một điều tất yêu của sự phát triển Sự tăng trưởng trong thị trường được dự kiến tăng theo số mũ và sẽ hỗ trợ bằng cách giảm giá các máy di động và thống nhất tiêu chuẩn một cách tốt và chính xác hơn Truyền hình di động là một công nghệ được thiết kế đặc biệt và giành riêng cho thế giới di động, nơi mà ở đó băng thông và nguồn cung cấp bị hạn chế, màn hình nhỏ và ngoài ra còn thêm vào các tính chất mới như tương tác qua mạng tế bào.Ưu điểm của truyền hình di động là kích thước màn hình nhỏ, số lượng điểm ảnh cần thiết có thể được giảm xuống để phù hợp với truyền hình có độ nét chuẩn

Các yêu cầu về mặt công nghệ hỗ trợ việc truyền dẫn tín 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 240 pixels) với mã hoá hiệu quả cao

- Công nghệ tiêu thụ công suất thấp

- Thu nhận tín hiệu ổn định khi di động

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

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

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

Hình 1.1 Mô tả mô hình chung thu phát đối với truyền hình di động

Ở đầu phát, các chương trình truyền hình di động trước tiên được mã hoá nguồn (khuôn dạng chuẩn H.264, MPEG-4, HE-AAC, AMR ), sau đó được mã hoá kênh (mã xoắn, mã turbo ), ghép xen, ghép kênh với chương trình khác, rồi đưa tới bộ điều chế, khuếch đại công suất và đưa tới anten phát ra mạng truyền dẫn vô tuyến

Ở đầu thu, máy cầm tay di động thu được tín hiệu truyền hình di động sẽ thực hiện các chức năng ngược với phần phát bao gồm: giải điều chế, giải ghép xen, giải mã kênh và giải mã nguồn để có thể xem các chương trình truyền hình trên máy di động

- Ngày nay truyền hình số sử dụng thuật toán nén MPEG-2 (Moving Picture Experts Group- Nhóm chuyên gia ảnh động) vì đó là một công nghệ nén khả dụng nhất trong những năm 1990 khi truyền hình được phát qua vệ tinh và cáp dùng chung Truyền hình di động sử dụng thuật toán nén hiệu quả hơn như MPEG-4 hoặc Window Media để nén hình ảnh và âm thanh Nén âm thanh hiệu quả đối với thoại

đã được ghi nhận trong mạng di động và các công nghệ này được thực hiện cho cả thế giới truyền hình di động cùng với sử dụng mã hóa âm thanh ở đa tốc độ thích ứng, QCELP hoặc mã hóa âm thanh tiên tiến dựa và MPEG-2 hoặc MPEG-4 Trong mạng thế hệ thứ 3(3G), được đặc trưng bởi nhu cầu sử dụng băng thông hiệu quả để cung cấp cho rất nhiều người trong cùng một vùng tế bào, các khuôn dạng này được dựa trên tiêu chuẩn 3GPP (3rd Generation Partnership Project: Dự án hợp tác thế hệ thứ 3) được dùng chung Để giảm băng thông hơn nữa và dựa vào các điều kiện truyền dẫn, các mạng tế bào cũng có thể giảm tốc độ khung hoặc làm cho các khung

có số lượng byte thấp hơn trên một khung Tuy nhiên, giảm tốc độ bit cần thiết để truyền video không chỉ là đặc trưng của truyền hình di động mà nó còn là sự cần thiết của mọi công nghệ dịch vụ đang hướng tới Công nghệ quảng bá đã được thay đổi khá nhiều và nó được thiết kế đặc biệt cho bộ thu nhằm tiết kiệm nguồn Ví dụ như DVB-H (Digital Video Broadcasting- Handheld: Truyền hình số quảng bá cầm tay) sử dụng kỹ thuật cắt lát thời gian, kỹ thuật này cho phép bộ thu cắt nguồn bộ điều hướng tới 80% thời gian mà không bị ngắt video đang phát Quá trình truyền cũng kết hợp các tính chất để khắc phục tốt sự thu nhận tín hiệu không mong muốn trong môi trường di động nhờ sửa lỗi trước FEC (Forward Error Correctinon) mạnh Các môi trường di động có đặc trưng là khi người dùng di chuyển với tốc độ cao thì không bị nhiễu tín hiệu Truyền dẫn mặt đất tiêu chuẩn dựa vào Ủy ban hệ thống truyền hình tiên tiến (ATSC- Advanced Televison Systems Commitee) hoặc các

tiêu chuẩn DVB_T (DVB- Mặt đất) không thích hợp với môi trường do sự dịch chuyển tần số Doppler, vì vậy mà 8000 sóng mang được sử dụng cho điều chế ghép kênh phân chia theo tần số trực giao ở nhiều tần số khác với dự định Để thực hiện được, hiện nay người ta đã sử dụng kỹ thuật rất đặc trưng đó là COFDMA(Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing: Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao được mã hóa) với các sóng mang 4K Truyền hình di động đã có một tiêu chuẩn cho chính nó trên truyền mặt đất, vệ tinh và mạng tế bào 3G

Hình 1.2 Tổng quan về các công nghệ Mobile TV

1.2 Các tiêu chuẩn đối với Mobile TV

- Để xem một bức ảnh, một đoạn video trên di động có vẻ rất đơn giản nhưng đằng sau đó có chứa rất nhiều công nghệ và tiêu chuẩn đã được phát triển trong một thời gian để hoàn thành truyền hình với một chiếu Smartphone có màn hình cực nhỏ

so với màn hình tivi Có tới 30 loại khuôn dạng file âm thanh phạm vi từ các dạng.war, mpg, real, Quick Time, Window Media 9 và các khuôn dạng file khác Hình ảnh không ít hơn 25 khuôn dạng khác nhau, từ không nén tới MPEG-4/AVC Hơn nữa, hình ảnh có thể trình diễn với một dải rộng của các độ phân giải, kích thước khung và các tốc độ khác nhau Đây là một vấn đề cho ngành công nghiệp trong việc dự thảo để đưa đến tiêu chuẩn được sử dụng làm nền tảng chung để phân phối cho dịch vụ truyền hình di động Các tiêu chuẩn có hơi khác nhau dựa vào

công nghệ nhưng sự mở rộng quy ước mà đạt được trong một khung thời gian ngắn bằng một thập kỷ phản ánh chu trình công nghệ và sản phẩm mới Vô số các nhóm được yêu cầu làm việc chung với nhau, từ các nhà thiết kế, các nhà sản xuất máy cầm tay, các công ty phát triển phần mềm, cộng đồng truyền hình quảng bá, các nhà khai thác di động 3G và nhà khai thác quảng bá truyền hình số vệ tinh, cùng hàng trăm các thành phần liên quan Nó cũng liên quan đến ngành công nghiệp sản xuất nội dung để thiết kế nội dung âm thanh và hình ảnh cho di động, các nhà công nghiệp quảng bá và di động chuẩn bị các hệ thống truyền dẫn để xử lý truyền hình

di động và nhiều cái khác

1.3 Các tài nguyên để phát triển truyền hình di động

Điện thoại di động là một thiết bị đa năng, nó được kết nối với các mạng di động tế bào đồng thời nhận FM quảng bá qua bộ dò sóng FM hoặc kết nối mạng LAN vô tuyến qua wifi Phát truyền hình di động có thể tương tự với đa chế độ qua mạng 3G, các mở rộng quảng bá của 3G như MBMS (Multimedia Broadcasting an Multicasting Service: Dịch vụ phát quảng bá đa hướng đa phương tiện) hoặc MCBS (Mobile Communication an Broadcasting Service) hoặc các mạng quảng bá mặt đất

vệ tinh Trong tất cả các thể loại này, một tài nguyên chung cần thiết là phổ tần số

Sự phát triển nhanh chóng của truyền hình di dộng, động lực và quy mô của nó đã không được các nhà công nghiệp lường trước được, mặc dù không phải tất cả đều đồng ý tuyên bố này Vì vậy mà công nghệ truyền hình di động đã loại bỏ được sự xáo trộn để tìm ra cách thấy được băng tần của nó và phát triển truyền hình di động

Ở Anh và Mỹ băng tần quảng bá truyền hình truyền thống UHF (Ultra high Frequency: Tần số siêu cao) và VHF (Very High Frequency: Tần số rất cao) cũng được sử dụng cho cả truyển hình số, do đó cần có nội dung đồng thời trong cả hai chế độ Ở Anh, BT Movio phải dùng đến băng tần phát thanh quảng bá số để phát truyền hình di động sử dụng tiêu chuẩn được gọi là DAB-IP (Digital Audio Broadcasting- Internet Protocol) Ở Hàn Quốc băng tần DAB có các dịch vụ vệ tinh được sử dụng để phát các dịch vụ dưới dạng vệ tinh quảng bá đa phương tiện số DMB-S (Digital Multimedia Broadcasting- Satellite) DVB-H là một tiêu chuẩn

được thiết kế để sử dụng cho các mạng DVB-T hiện tại, đồng thời cùng cung cấp các dịch vụ DVB-H và sử dụng cùng băng tần Điều này thực sự cần thiết cho các quốc gia có băng tần UHF đang được đánh dấu cho các dịch vụ như vậy Ở Mỹ, nơi các hệ thống ATSC (Advanced Telavesion System Committee: Ủy ban các hệ thống truyền hình tiên tiến) không được sử dụng cho truyền dẫn di động, băng tần UHF còn lại dành cho truyền dẫn số và băng tần được đấu giá Modeo- Nhà khai thác DVB-H đã mạo hiểm lắp đặt mạng mới toàn bộ dựa vào DVB-H sử dụng dải tần L tại 1670MHz Hiwire- Nhà khai thác có phổ trong dải tần 700MHz bắt đầu khởi động các dịch vụ DVB-H sử dụng khe phổ tần này Mỹ cùng với Hàn quốc và Ấn

Độ cũng là người nắm giữ công nghệ CDMA (Đa truy nhập phân chia theo mã) mà Qualcomm phát minh ra Qualcomm đã công bố công nghệ quảng bá cho truyền hình di động được gọi là Media FLO, công nghệ này được sử dụng cho tất cả các nhà khai thác để cung cấp truyền hình di động theo hình thức quảng bá Nhiều quốc gia khác đang thiết lập sử dụng công nghệ tương tự Ở Hàn Quốc chính phủ cũng đã cho phép sử dụng phổ VHF cho các dịch vụ truyền hình di động và T-DMB(Terrestrial- DMB: Phát quảng bá đa phương tiện mặt đất) đã được khởi động cho cung cấp các dịch vụ truyền hình di động Ở Nhật Bản, sử dụng quảng bá ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting- Terrestrial: Phát quảng bá dịch

vụ tích hợp truyền hình số mặt đất) để cung cấp dịch vụ truyền hình di động Sự cạnh tranh của nhiều công nghệ trong cung cấp truyền hình di động đã dẫn tới có rất nhiều tiêu chuẩn trong ngành công nghiệp này Hiện nay nhiều nỗ lực tìm kiếm phổ tần và tài nguyên cho truyền hình di động trên phạm vi toàn cầu và khu vực hướng tới hội tụ các tiêu chuẩn này trong tương lai

1.4 Mobile TV sử dụng wifi, wimax

Các mạng vô tuyến đã và đang được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu Các mạng này được xem là có tiềm năng lớn để truyền tải các dịch vụ đa phương tiện và các dịch

vụ truyền hình di động

1.4.1 Mobile TV sử dụng công nghệ WiFi

Các mạng WiFi (802.11x) đã trở nên phổ biến trong việc cung cấp dịch vụ truy nhập Internet Các mạng WiFi ngày nay đang được sử dụng nhiều trong các khu vực công cộng như các toà nhà, quán càfê, bệnh viện, khách sạn, sân bay…WiFi cho phép truyền dẫn ở tốc độ cao hơn so với các mạng di động Tiêu chuẩn WiFi 802.11b có thể cung cấp tốc độ lên tới 11 Mbps, trong khi đó tiêu chuẩn WiFi 802.11g tương thích với 802.11b có thể cung cấp tốc độ lên tới 54 Mbps Do truyền dẫn dữ liệu ở tốc độ cao, WiFi được xem là một phương thức để truyền dẫn tín hiệu truyền hình di động Với WiFi người sử dụng di động có thể tải các nội dung truyền hình qua Internet sử dụng máy di động cầm tay Nội dung có thể được xem không trực tuyến sau đó WiFi có chi phí hiệu quả vì không yêu cầu giấy phép mạng, và tương đối rẻ để triển khai Tuy nhiên vẫn còn tồn tại các vấn đề cần giải quyết như chuyển vùng giữa mạng WiFi và các mạng tế bào, vấn đề tính cước… Mobile TV

sử dụng công nghệ WiMAX Công nghệ WiMAX là công nghệ cho phép truyền dẫn các dịch vụ dữ liệu trong một vùng phủ rộng hơn so với WiFi WiMAX có thể cung cấp dung lượng cao hơn và do đó đắt hơn so với WiFi WiMAX rất phù hợp để truyền dẫn video và nội dung đa phương tiện WiMAX có thể cung cấp dịch vụ truy nhập Internet vô tuyến tốc độ cao khi máy thu đang chuyển động thậm chí lên tới tốc độ 60 km/h Các ứng dụng điển hình của WiMAX là âm thanh và video theo yêu cầu Với WiMAX, người sử dụng di động có thể tải về hoặc xem dòng video trực tiếp khi đang di chuyển trên tàu, ôtô…WiMAX hỗ trợ sự chuyển vùng giữa mạng WiMAX và các mạng di động, các máy cầm tay di động có thể chuyển từ mạng di động tới các kết nối vô tuyến Tuy nhiên, nhược điểm của WiMAX là việc

sử dụng dải phổ tần số cần được cấp phép, không giống như WiFi WiMAX có thể cung cấp tốc độ cao hơn 20 Mbps và vùng phủ rộng toàn thành phố với một số ít máy phát WiMAX được đặc tả bởi hai tiêu chuẩn: WiMAX truy nhập vô tuyến cố định (IEEE 802.16d) có thể cung cấp tốc độ dữ liệu trong khoảng 70-100 Mbps IEEE 802.16d sử dụng công nghệ điều chế OFDM đa sóng mang (256 sóng mang)

và kỹ thuật truy nhập OFDMA với 2048 sóng mang để khắc phục các ảnh hưởng

của fading đa đường và fading chọn lọc theo tần số WiMAX truy nhập vô tuyến cố định đã được triển khai ở Châu Âu, Mỹ, Singapore, Hồng Kông và nhiều nước khác Trong khi đó WiMAX di động (IEEE 802.16e) sử dụng điều chế OFDMA có thể cung cấp tốc độ dữ liệu lên tới 15 Mbps trong phạm vi 10 km, cho phép máy cầm tay di chuyển ở tốc độ lên tới 150 km/h WiMAX di động là công nghệ tiềm năng cung cấp các dịch vụ đa phương tiện với các lý do sau:

- Đa số các công nghệ phân phát đa phương tiện di động dựa trên chế độ IP unicast hoặc multicast, ví dụ như các dịch vụ MBMS multicast; DVB-H với IP data casting; DAB- IP…

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

và DVB-H hạn hẹp

- Các máy điện thoại di động đã bắt đầu cung cấp các giao diện WiFi (802.16b), WiMAX hoặc WiBro (tiêu chuẩn vô tuyến băng rộng được phát triển bởi Viện nghiên cứu điện tử và viễn thông Hàn Quốc ETRI)

- Các ứng dụng khả dụng có thể cung cấp dịch vụ Mobile TV trên nền WiMAX hoặc vô tuyến băng rộng với sự tương thích toàn cầu

Ưu điểm của WiMAX và WiFi là chúng đều cung cấp chế độ unicast điểm tới điểm cũng như phát nội dung quảng bá trong một mạng Điều này làm cho WiMAX và WiFi phù hợp để cung cấp các dịch vụ quảng bá truyền hình di động, truyền tải dòng video và video theo yêu cầu với sự tương tác đối với người sử dụng di động

1.4.2 Mobile TV sử dụng công nghệ WiMAX

Công nghệ WiMAX là công nghệ cho phép truyền dẫn các dịch vụ dữ liệu trong một vùng phủ rộng hơn so với WiFi WiMAX có thể cung cấp dung lượng cao hơn

và do đó đắt hơn so với WiFi WiMAX rất phù hợp để truyền dẫn video nội dung đa phương tiện WiMAX có thể cung cấp dịch vụ truy nhập Internet vô tuyến tốc độ cao khi máy thu đang chuyển động thậm chí lên tới tốc độ 60 km/h Các ứng dụng điển hình của WiMAX là âm thanh và video theo yêu cầu Với WiMAX, người sử

dụng di động có thể tải về hoặc xem dòng video trực tiếp khi đang di chuyển trên tàu, ôtô…WiMAX hỗ trợ sự chuyển vùng giữa mạng WiMAX và các mạng di động, các máy cầm tay di động có thể chuyển từ mạng di động tới các kết nối vô tuyến Tuy nhiên, nhược điểm của WiMAX là việc sử dụng dải phổ tần số cần được cấp phép, không giống như WiFi WiMAX có thể cung cấp tốc độ cao hơn 20 Mbps

và vùng phủ rộng toàn thành phố với một số ít máy phát WiMax được đặc tả bởi hai tiêu chuẩn: WiMAX truy nhập vô tuyến cố định (IEEE 802.16d có thể cung cấp tốc độ dữ liệu trong khoảng 70-100 Mbps IEEE 802.16d sử dụng công nghệ điều chế OFDM đa sóng mang (256 sóng mang) và kỹ thuật truy nhập OFDMA với 2048 sóng mang để khắc phục các ảnh hưởng của fading đa đường fading chọn lọc theo tần số WiMAX truy nhập vô tuyến cố định đã được triển khai ở Châu Âu, Mỹ, Singapore, Hồng Kông và nhiều nước khác Trong khi đó WiMAX di động (IEEE 802.16e) sử dụng điều chế OFDMA có thể cung cấp tốc độ dữ liệu lên tới 15 Mbps trong phạm vi 10 km, cho phép máy cầm tay di chuyển ở tốc độ lên

tới 150 km/h WiMAX di động là công nghệ tiềm năng cung cấp các dịch vụ đa phương tiện với các lý do sau :

- Đa số các công nghệ phân phát đa phương tiện di động dựa trên chế độ I unicast hoặc multicast, ví dụ như các dịch vụ MBMS multicast, DVB-H với IP data casting, DAB- IP…

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

- Các máy điện thoại di động đã bắt đầu cung cấp các giao diện WiFi (802.16b), WiMAX hoặc WiBro (tiêu chuẩn vô tuyến băng rộng được phát triển bởi Viện nghiên cứu điện tử và viễn thông Hàn Quốc ETRI)

- Các ứng dụng khả dụng có thể cung cấp dịch vụ Mobile TV trên nền WiMAX hoặc vô tuyến băng rộng với sự tương thích toàn cầu

Ưu điểm của WiMAX và WiFi là chúng đều cung cấp chế độ unicast điểm- tới điểm cũng như phát nội dung quảng bá trong một mạng Điều này làm cho WiMAX và WiFi phù hợp để cung cấp các dịch vụ quảng bá truyền hình di động, truyền tải dòng video và video theo yêu cầu với sự tương tác đối với người sử dụng di động

di động không còn dùng để nghe gọi mà nó còn để cập nhật thông tin giải trí, âm nhạc, truy cập Internet và nhiều tính năng tiện ích khác Trong khi đó truyền hình di động là một công cụ rất quan trọng không chỉ cho truyền hình truyến mà còn sử dụng trong công việc Chính vì thế đa phương tiện di động đã tạo ra một nền tảng công nghệ truyền tải chính là truyền hình di động Tiếp theo chương 2 chúng ta sẽ cùng tìm hiểu cụ thể hơn về các phương thức truyền tải trong Mobile TV

CHƯƠNG 2 CÁC CÔNG NGHỆ VÀ GIẢI PHÁP TRONG TRUYỀN HÌNH SỐ MẶT ĐẤT DI ĐỘNG

2.1 Tổng quan về các công nghệ cung cấp dịch vụ truyền hình di động

Truyền hình số được truyền qua mạng vô tuyến mặt đất là một công nghệ được thiết lập với hàng tá các kênh được phát đi ở các thành phố chính Phát thanh truyền hình tương tự vẫn được tồn tại cho đến ngày nay ở nhiều nước khác nhau với các chuẩn PAL, NTSC và SECAM, song song với truyền hình số và không loại bỏ ngay lập tức được Như ở thực trạng Việt Nam hiện nay cũng chưa thể loại bỏ hết được Chúng ta có hểt nhận được các đường truyền vô tuyến khi sử dụng máy cầm tay di động hay không, câu trả lời được giải đáp khi chúng ta cần một công nghệ mới, một loại chip mới, cần tạo ra các chức năng của máy di động và chức năng nhận tín hiệu quảng bá Bộ điều hướng thu tín hiệu tương tự của truyền hình cho máy cầm tay di động có một anten, được thiết kế cho băng tần VHF và UHF, như vậy cần cung cấp các bước sóng từ 35cm đến 5m Thực teeschungs bao hàm cả điện thoại sử dụng tai nghe không dây như các anten thực với băng tần FM/VHF Nhìn chung, sóng khỏe

là yêu cầu cho việc tiếp nhận chương trình phát thanh truyền hình của tín hiệu phát thanh truyền hình tương tự Việc tiếp nhận này có thể thay đổi theo vị trí Trong các tòa nhà, máy điện thoại phải được nối với một socket RF được kết nối với một anten ngoài Chất lượng thu cũng phụ thuộc vào hướng của máy điện thoại và người

sử dụng có dịch chuyển hay không Quá trình truyền được thiết kế cho thu tại vị trí

cố định hơn là cho thu di động Các hiệu ứng fading do truyền dẫn cũng rất dễ xảy

ra Các vấn đề công nghệ cần được giải quyết cho truyền hình di động là: chuyển

mã tivi sang màn hình di động, nguồn cho máy cầm tay di động và khả năng cung cấp dịch vụ trong môi trường di động

Đã có một số công nghệ được sử dụng để cung cấp các dịch vụ truyền hình di động hiện nay Đây chỉ là một phần vì có rất nhiều các nhòm nhà khai thác khác nhau như các nhà khai thác di động, các nhà khai thác phát thanh truyền hình truyền thống và các nhà khai thác không dây băng tần rộng đang tìm kiếm khả năng mạng

của họ để có thể phát triền truyền hình di động được như các dịch vụ đa phương tiện khác Các nhà khai thác di động có các mạng bao phủ diện rộng ở hầu hết các nơi có người trên thế giới Đó lả một thuận lợi để họ tiếp lục phát triển các mạng đó

để cung cấp các dịch vụ truyền hinh di dộng Cũng ờ thời điểm này, các nhà khai thác phát thanh truyền hình, những người có truyền thống kinh doanh về phát thanh truyền hình cũng đang mở rộng, phát triển các mạng truyền hình quáng bá mặt đất cùa họ để có sự mờ rộng tương đương Bởi vậy có thể suy ra, truyền hình di động được triển khai dựa trên truyền hình quáng bá mặt đất đang thúc đấy các mạng hiện tại phát triển Như DVB-H hay ISDB-T Tất nhiên cũng có một số nhà khai thác chọn mạng trên mặt đất với cách bố trí, cấu trúc hoàn toàn mới hay các mạng vệ tinh cho dịch vụ truyền hinh di động Các nhà khai thác băng rộng cũng không ngừng gia tăng các để xuất về các dịch vụ truyền hinh dựa trên nền IP Họ có các mạng và các công nghệ cung cấp Intenet băng rộng, cùng với dó là truyền hình di động Bởi vậy ta có thể thấy truyền hình di động đang được đề xuất sử dụng một số công nghệ Các công nghệ đa phương tiện này dựơc phân loại theo hình 2.1

Chúng ta có thể phân chia các dịch vụ truyền hình di động theo ba hướng chính: theo các mạng 3G, theo các mạng truyền hình quảng bá mặt đất và vệ tinh vã cuối cùng là theo cảc mạng không dây bảng rộng, ở cấu trúc 3G Các dịch vụ được phân thành hai lớp với kiểu dịch vụ quáng bá và kiểu dịch vụ đơn hướng Tất cả các công nghệ này vẫn tiếp tục không ngừng phát triển vì sự phát triển của các dịch vụ truyền hinh di dộng, các dịch vụ này mới đang ở giai đoạn đầu của chu kỳ sống dịch vụ của chúng

Hình 2.1 Các công nghệ truyền hình di động

2.2 Truyền hình di động sử dụng nền tảng 3G

Chúng ta bắt đầu xem xét các khả năng dữ liệu của các mạng 3G với các ứng dụng

đa phương tiện và truyền hình di động Mạng 2,5G, 2,75G như GPRS, CDMA và EDGE đều được sinh ra từ hệ thống 2G để thêm các ứng dụng như dữ liệu di động, streaming video/audio qua mạng Tuy nhiên do sử dụng dữ liệu rộng rãi và các dịch

vụ khác mà tốc dộ tải xuống cao nhất trên theo lý thuyết hiếm khi đạt được Thay vào đó lưu lượng trung bình của người sử dụng là 20 kbit/s trên mạng GPRS và từ 40-50 kbit/s với mạng EDGE Lưu lượng này có thể giảm còn xuống tại những giờ cao điểm Điều đó có nghĩa là bất kì video nào có lưu lượng dài khoảng 30-60s đều quá nặng với điều kiện tải về bình thường

Hình 2.2: Quá trình phát triểncủa tốc độ mạng di động Truyền tải video trực tuyến yêu cầu tối thiểu là 100-128 kbit/s với 15 khung trên giây và độ phân giải QCIF với mã hóa MPEG-4 Điều này rõ ràng không thể xảy ra

ở mạng 2,5G và 3G đã trở thành môi trường cung cấp các dịch vụ như vậy

Mạng phát triển theo hướng từ mạng thoại như 2G(GSM-2CDMA) lên mạng 3G phân làm 2 nhánh, ví dụ các mạng CDMA phát triển từ mạng GSM Mạng GSM phát triển lên GPRS-EDGE và gọi là công nghệ 2,5G và phát triển lên 3G như khung UMTS Các khung UMTS chỉ định các chuẩn giao diện vô tuyến của WCDMA cho dịch vụ 3G Mạng CDMA theo cách khác phát triển từ IS-95A (Tốc

độ dữ liệu từ 14,4 Kbit/s) sang IS-95B(64 kbit/s) và cuối cùng phát triển lên CDMA-2000 Đây cũng là một chuẩn 3G Sự phát triển cao hơn nữa theo cách kết hợp nhiều sóng mang 1,25Mhz như CDMA-2000 1x, CDMA-2000 3x và CDMA-

2000 6x để có thể đạt những yêu cầu thời gian thực của truyền hình di động cũng như các ứng dụng khác Cả hai công nghệ này đều thuộc khung IMT-2000 Tuy nhiên trong khi WCDMA dùng công nghệ trải phổ trực tiếp thì chuẩn CDMA-2000 phát triển sử dụng công nghệ đa sóng mang (CDMA-2000) hoặc ghép kênh phân chia theo thời gian TDD (Ultra TDD và TD-SCDMA)

- Các công nghệ CDMA (CDMA-2000)

2G: CDMA (IS-95A, IS-95B)

2,5G: 1_RTT

3G: 3_RTT

3G: EV-DO

3G mở rộng: EV-DO và ED-DO revisions A&B

- Các công nghệ dựa trên GSM

2G: GSM

2,5G: GSM/GPRS/EDGE

3G: WCDMA(UMTS)

3G mở rộng: HSDPA

Hình 2.3: Công nghệ vô tuyến và sự phát triển của 3G

- Mạng 3G và các dịch vụ dữ liệu của nó là một phần của cuộc sống ngày nay, với khoảng 115 triệu khách hàng 3G sử dụng nhiều dịch vụ dữ liệu khác nhau theo thống kê của MID-2006 thế giới có khoảng 4,5 tỉ người sử dụng di động (2016) và

ngày càng tăng với sức tăng trưởng trung bình là hơn 30% Sự phát triển từ mạng 2G được phát động bởi các thị trường ở Ấn Độ, Trung Quốc, Nga và nhiều nước khác

Công nghệ 3G (MBMS)

- Khắc phục các ảnh hưởng của môi trường truyền dẫn vô tuyến di động:

Công nghệ mạng 3G phát broadcast và multicast tín hiệu truyền hình di động đã được nghiên cứu l à MBMS MBMS sử dụng kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo

mã băng rộng (WCDMA), với sơ đồ điều chế QPSK Để khắc phục lỗi trên kênh, MBMS sử dụng mã Turbo có tỷ lệ mã R=1/3 Hai độ sâu ghép xen (TTI) được sử dụng trong MBMS cho kênh lưu lượng từ điểm-tới -đa điểm (MTCH) là 40 ms và

80 ms, do đó MBMS đạt được tăng ích phân tập trong miền thời gian MBMS cũng

sử dụng kỹ thuật phân tập thu anten, máy thu G-RAKE để cải thiện chất lượng tín hiệu thu

- Hiệu quả sử dụng phổ: MBMS sử dụng băng tần dành cho các mạng 3G (mặt đất: 1920-1980 MHz, mở rộng: 2170-2210 MHz) với băng thông kênh là 5 MHz Do đó, phổ tần số không cần phân bổ lại cho MBMS để truyền tải các dịch vụ truyền hình

- Thời gian chuyển kênh: MBMS có thời gian chuyển kênh nhanh, khoảng 1.5 giây

- Vùng phủ sóng: MBMS có bán kính vùng phủ sóng từ 500m-2000 m, công suất máy phát khoảng 600 W Sử dụng MBMS sẽ giảm chi phí thực hiện cho cả mạng

3G và thiết bị đầu cuối 3G vì mạng 3G đã được triển khai và thiết bị đầu cuối 3G khả dụng trên

2.3 Mobile TV sử dụng công nghệ truyền hình số quảng bá (DVB)

2.3.1 Công nghệ DVB-H

- Khắc phục các ảnh hưởng của môi trường truyền dẫn vô tuyến di động: DVB-H

sử dụng điều chế OFDM với các sơ đồ điều chế QPSK, 16 QAM, 64 QAM có hiệu quả sử dụng phổ cao để san bằng kênh, chống xuyên nhiễu ISI Chế độ điều chế 4K được sử dụng nhằm đảm bảo sự cân đối giữa tính di động và kích thước tế bào DVB-H cũng sử dụng điều chế phân cấp để truyền tải các dịch vụ DVB-T ở mức độ

ưu tiên thấp và các dịch vụ DVB-H ở mức độ ưu tiên cao hơn Để khắc phục lỗi trên kênh, DVB-H sử dụng mã hoá xoắn ở bên trong với các tỷ lệ mã hoá khác nhau và

mã hoá Reed-Solomon ở bên ngoài Ghép xen theo độ sâu trên miền thời gian và miền tần số được sử dụng ở DVB-H để phân tán lỗi cụm trên kênh, nhờ đó sử dụng

mã hoá xoắn ở bên trong có thể khắc phục được các lỗi truyền dẫn

- Hiệu quả sử dụng phổ: DVB-H sử dụng các băng tần VHF (174-230 MHz), UHF (470-862 MHz), L (1452-1492 MHz), dải tần (1670-1675 MHz) mở rộng được sử dụng ở Mỹ, ngoài ra dải tần 700 MHz có thể được sử dụng Các băng thông của kênh là 5, 6 ,7, 8 MHz Các băng tần của DVB-H tương thích với các băng tần của DVB-T, băng tần UHF rất lý tưởng để truyền tín hiệu truyền hình di động, tuy nhiên băng tần này hầu như đã kín để truyền dẫn các kênh truyền hình mặt đất Do

đó, phổ tần số khả dụng đối với DVB-H bị hạn chế DVB-H đạt được hiệu quả sử dụng phổ cao (0.46-1.86 bps/Hz) do sử dụng OFDM với các sơ đồ điều chế bậc cao

- Tiết kiệm công suất tiêu thụ ở máy cầm tay: DVB-H sử dụng kỹ thuật cắt lát thời gian để tiết kiệm công suất ti êu thụ ở máy thu, máy thu chỉ kích hoạt trong thời gian thu dịch vụ của mình và tắt nguồn trong các khoảng thời gian khác

- Tốc độ dữ liệu và số lượng kênh: Tốc độ dữ liệu của DVB-H về mặt lý thuyết

có thể lên tới 27.7 Mbps, và thực tế có thể lên tới 15 Mbps Với việc sử dụng các sơ

đồ mã hoá nguồn hiệu quả cao như H.264/AVC, HE-AAC V2, DVB-H có thể

truyền tải 20-40 kênh truyền hình di động ở tốc độ 128 kbps DVB-H có thể cung cấp nhiều kênh trên cùng một bộ ghép kênh Độ phân giải hình ảnh có thể đạt được

là QCIF (176 X 144 pixels), CIF (352 X 288 pixels), và QVGA (320 X 240 pixels)

- Thời gian chuyển kênh: DVB-H có thời gian chuyển kênh cao khoảng 3-5 giây,

đó là do kỹ thuật cắt lát thời gian gây ra t rễ t ín hiệu khi máy thu thực hiện chuyển

từ một kênh này sang một kênh khác, máy thu cần thực hiện đồng bộ để hiệu chỉnh tới tín hiệu phù hợp và thu tín hiệu này Thời gian chuyển kênh cao tác động tới kinh nghiệm người xem tín hiệu truyền hình

- Vùng phủ sóng: DVB-H hỗ trợ chuyển giao nhờ sử dụng kỹ thuật cắt lát thời gian DVB-H có thể phủ sóng tới 17 km ở chế độ truyền dẫn 2K, 33km ở chế độ truyền dẫn 4K và 67 km ở chế độ truyền dẫn 8K Công suất máy phát cao khoảng từ

100 W-100 kW, do đó để phủ sóng vùng có diện tích lớn chúng ta chỉ cần lắp đặt số lượng máy phát ít, điều này sẽ hiệu quả về mặt chi phí Tỷ lệ mã hoá và sơ đồ điều chế khác nhau cho phép hỗ trợ vùng phủ sóng và các yêu cầu chất lượng dịch vụ khác nhau cho các ứng dụng khác nhau Trong trường hợp DVB-H chia sẻ cơ sở hạ tầng mạng với DVB-T, việc xây dựng mạng DVB-H sẽ chỉ cần đầu tư thêm vào cơ

sở hạ tầng mạng sẵn có, do đó sẽ hiệu quả về mặt chi phí Trong trường hợp xây dựng mạng DVB-H dành riêng thì chi phí thiết kế mạng sẽ cao hơn, nhưng số lượng dịch vụ được cung cấp trong một bộ ghép kênh sẽ nhiều hơn so với trường hợp chia

sẻ với mạng DVB-T

- Thiết bị đầu cuối di động: Máy cầm tay di động DVB-H có cấu trúc thu phức tạp, được thiết kế để thu được tín hiệu DVB-H, không tương thích với các mạng di động tế bào, nên chi phí trong thời gian khai trương ban đầu sẽ cao

- Sự khả dụng của dịch vụ: DVB-H đã được triển khai ở nhiều nước trên thế giới, trong đó có nhiều nước Châu Âu, một số nước Châu Á và Mỹ, với nhiều loại hình dịch vụ khác nhau

2.3.2Mobile TV sử dụng công nghệ T-DMB

- Khắc phục các ảnh hưởng của môi trường truy ền dẫn vô tuyến di động: T-DMB

sử dụng điều chế OFDM với sơ đồ điều chế DQPSK để san bằng kênh và chống

xuyên nhi ễu ISI, chế độ truyền dẫn được sử dụng là 2K Để khắc phục lỗi trên kênh, T-DMB sử dụng mã hoá khối Reed-Solomon ở bên ngoài và mã hoá xoắn ở bên trong với các tỷ lệ mã hoá khác nhau T-DMB sử dụng ghép xen thời gian và ghép xen tần số để phân tán lỗi cụm trên kênh, nhờ đó sử dụng mã hoá xoắn ở bên trong có thể khắc phục được lỗi truyền dẫn

Hình 2.4: Hệ thống truyền dẫn T-DMB

- Hiệu quả sử dụng phổ: T-DMB sử dụng dải tần số dành cho phát thanh quảng bá

âm thanh số DAB, băng tần III (174-240 MHz) (Hàn Quốc) và băng tần L

(1452-1492 MHz) (Châu Âu), băng thông của kênh là 1.536 MHz Hiệu quả sử dụng phổ của T-DMB không cao (0.2-1.2 bps/Hz) T-DMB sử dụng nguồn tài nguyên tần số hiệu quả do việc gán dải tần số độc lập cho các nhà khai thác Tuy nhiên, T-DMB cần bổ sung thêm phổ tần số nếu số lượng lớn kênh dịch vụ được cung cấp

- Tiết kiệm công suất tiêu thụ ở máy cầm tay: Máy thu T-DMB sử dụng kỹ thuật phân kênh theo thời gian để tiết kiệm công suất, vị trí của một kênh con trong khung truyền dẫn được thông báo tới máy thu bằng thông tin cấu hình ghép kênh MCI, máy thu chỉ cần thu và giải mã các kênh con mà nó quan tâm và không kích hoạt

trong khoảng thời gian của các kênh con khác Tuy nhiên, kỹ thuật này có hiệu quả tiết kiệm công suất chưa cao, nên sẽ tác động lớn đến khả năng sử dụng và tiếp nhận dịch vụ của người sử dụng

- Tốc độ dữ liệu và số lượng kênh: T-DMB có thể đạt tới tốc độ 1.8 Mbps về lý thuyết và thực tế có thể đạt tới tốc độ 1.4 Mbps Tốc độ dữ liệu cao không được khuyến nghị cho T-DMB vì khi đó máy thu sẽ tiêu tốn công suất tiêu thụ Bằng cách sử dụng sơ đồ mã hóa nguồn hiệu quả cao như MPEG-4 AVC (H.264), hai đến

ba kênh truyền hình hoặc một kênh truyền hình và một số kênh âm thanh, kênh dữ liệu có thể được ghép kênh trên độ rộng băng thông 1.536 MHz Một kênh truyền hình tương tự có độ rộng băng thông 6 MHz có thể truyền tải tới 6-9 kênh video, 12-15 kênh âm thanh, và 8 kênh dữ liệu T-DMB cung cấp tín hiệu âm thanh stereo chất lượng CD và tín hiệu video chất lượng VCD (CIF hoặc QVGA)

- Thời gian chuyển kênh: T-DMB có thời gian chuyển kênh nhanh, khoảng 1.5 giây

- Vùng phủ sóng: T-DMB có bán kính phủ sóng l ên tới 80 km Công suất máy phát lên tới 10 kW Do công suất truyền dẫn thấp, đối với một thành phố lớn, chất lượng thu tín hiệu trong nhà và dưới mặt đất không được đảm bảo, do đó cần một số lượng lớnmáy phát để cung cấp vùng phủ sóng phù hợp Dung lượng máy phát tăng nhờ triển khai mạng đơn tần SFN T-DMB hỗ trợ chuyển giao tần số khi máy thu di chuyển từ vùng phục vụ của máy phát này sang vùng phục vụ của máy phát khác Đối với các nước đã có mạng DAB thì chi phí triển khai mạng T-DMB thấp, vì T-DMB sử dụng lớp vật lý, các giao diện vô tuyến và cấu trúc g hép kênh của DAB để truyền tải tín hiệu truyền hình di động Theo kinh nghiệm của các nước đã triển khai dịch vụ T-DMB như Hàn Quốc thì chi phí truy nhập các chương trình truyền hình di động của hệ thống T-DMB thấp, thậm chí miễn phí vì các nhà cung cấp dịch vụ T-DMB muốn phát quảng bá các chương trình quảng cáo để tạo ra lợi nhuận

- Thiết bị đầu cuối di động: Máy cầm tay T-DMB có cấu trúc thu đơn giản, đã được sản xuất bởi một số nhà sản xuất thiết bị ở Hàn Quốc Các máy cầm tay T-DMB có thể hỗ trợ sự tương tác với các mạng di động tế bào

- Sự khả dụng của dịch vụ: T-DMB đã được triển khai ở Hàn Quốc và đã được thử nghiệm ở một số nước khác

2.3.3Mobile TV sử dụng công nghệ MediaFlo

Công nghệ MediaFLO

- Khắc phục các ảnh hưởng của môi trường truyền dẫn vô tuyến di động: MediaFLO sử dụng điều chế OFDM với các sơ đồ điều chế QPSK, 16 QAM để đạt được hiệu quả sử dụng phổ cao, san bằng kênh, và chống xuyên nhiễu ISI, chế độ truyền dẫn là 4K MediaFLO sử dụng điều chế phân cấp để đảm bảo sự cân đối giữa hiệu quả sử dụng phổ và vùng phủ sóng Để khắc phục lỗi trên kênh, MediaFLO sử dụng mã hoá Turbo ở bên trong với các tỷ lệ mã khác nhau và mã hoá Reed-Solomon ở bên ngoài MediaFLO sử dụng cấu trúc interlace để đạt được tăng ích phân tập tần số

- Hiệu quả sử dụng phổ: MediaFLO truyền dẫn ở các băng tần VHF/UHF/L, với các băng thông 5, 6, 7, và 8 MHz, hệ thống đã triển khai ở Mỹ sử dụng băng tần 700 MHz MediaFLOđạt được hiệu quả sử dụng phổ cao (0.47-1.87 bps/Hz) do sử dụng OFDM và các sơ đồ điều chế bậc cao

- Tiết kiệm công suất tiêu thụ ở máy cầm tay: Máy thu MediaFLO sử dụng kỹ thuật ghép kênh phân chia theo thời gian để tiết kiệm công suất

- Tốc độ dữ liệu và số lượng kênh: MediaFLO có thể đạt tới tốc độ 24 Mbps về lý thuyết và thực tế có thể đạt tới tốc độ 15 Mbps Trên băng thông 6 MHz, MediaFLO

có thể truyền tải 20 kênh dịch vụ thời gian thực ở tốc độ 300 Kbps MediaFLO hỗ trợ độ phân giải QVGA (352 x 240 pixel), sử dụng nhiều kiểu mã hoá nguồn hiệu quả H.264, MPEG-4 HE-AAC, Windows Media, và RealVideo

- Thời gian chuyển kênh: MediaFLO có thời gian chuyển kênh nhanh, khoảng 1.5 giây

- Vùng phủ sóng: MediaFLO có bán kính phủ sóng điển hình khoảng 2-25 km Công suất máy phát có thể lên tới 50 kW Với công suất máy phát cao ở tần số tương đối thấp, nên MediaFLO yêu cầu số lượng ít máy phát để phục vụ vùng có diện tích rộng, do đó sẽ hiệu quả về mặt chi phí MediaFLO sử dụng tỷ lệ mã hoá và

các sơ đồ điều chế khác nhau, nên hỗ trợ các vùng phủ sóng và các yêu cầu chất lượng dịch vụ khác nhau cho các ứng dụng khác nhau MediaFLO hỗ trợ chuyển giao tần số khi máy thu di chuyển sang vùng phục vụ của máy phát khác cung cấp tín hiệu tốt hơn

- Thiết bị đầu cuối di động: MediaFLO là giải pháp của hãng Qualcomm, nên máy cầm tay mang tính độc quyền của Qualcomm Mạng 3G cung cấp các chức năng điều khiển, hỗ trợ sự tương tác giữa máy cầm tay và hệ thống MediaFLO

- Sự khả dụng của dịch vụ: MediaFLO đã được triển khai thương mại ở Mỹ và đang được thử nghiệm ở Anh, Hồng Kông và Đài Loan

2.4So sánh các công nghệ Mobile TV

2.4.1So sánh về hiệu quả sử dụng phổ, số lượng kênh, tốc độ, và sự khả dụng của dịch vụ

Được thiết kế từ

hệ thống Eureka147 (quảng

bá âm thanh số DAB) để phát các dịch vụ multimedi

a di động

Được thiết kế bởi Hãng Qualcomm để phát dữ liệu multimedia tới máy cầm tay di động;

phân phát hiệu quả, đảm bảo tính di động, dung lượng và vùng phủ sóng tối ưu

GPRS (2.5 G)

UMTS

Khả năng phát

3GPP, 3GPP2

3GPP, 3GPP2

3GPP, 3GPP2 Giao diện

UTRA WCD

MA

Khu vực Châu Âu, Mỹ, và một

số nước Châu Á

Hàn Quốc, đang

mở rộng sang các nước khác

Mỹ

Nhiều nước trên thế giới

Nhiều nước trên thế giới

Nhiều nước trên thế giới

Nhiều nước trên thế giới

Sự khả dụng

Khả dụng

Ngày nay từ một

số nhà sản xuất thiết bị

dụng

Ngày nay từ một số nhà sản xuất thiết bị

Khả dụng

Ngày nay

từ một số nhà sản xuất thiết

bị

Hiệu quả phát

Băng tần hoạt

động

VHF: 174230 MHz UHF: 470862 MHz Băng L: 1452-1492

MHz

Băng III: 174-240 MHz (Hàn Quốc) Băng L: 1452-

1492 MHz (Châu Âu)

21702210 MHz Băng thông

Hiệu quả sử

0.15-0.35 bps/Hz

Số lượng kênh

Ở băng tần UHF: - 9 kênh ở băng thông 6 MHZ (300 Kbps/kênh ) - 12 kênh ở băng thông 8 MHz (300 Kbps/kênh

)

Ở băng thông 6 MHZ (VHF): - 3 kênh (768 kbps/kênh ) - 6 kênh (384 Kbps/kênh ) - 9 kênh (256 Kbps/kênh )

Ở băng tần UHF: - 20 kênh ở băng thông 6 MHz (300 Kbps/kênh) - 27 kênh

ở băng thông 8 MHz (300 Kbps/kênh)

13 kênh (128 Kbps/kênh)

Tốc độ lý

115 Kbps

384

550 Kbps1100 Kbps

128 Kbps (lên tới 1.5 Mbps)

Công nghệ tiết

Phân kênh thời gian, chuyển đổi Fourier chọn lọc

Lựa chọn mã,

Lựa chọn

mã Thời gian

~ 1.5

Từ bảng 2.1 chúng ta thấy rằng công nghệ DVB-H và MediaFLO có hiệu quả sử dụng phổ cao hơn so với các công nghệ Mobile TV khác, các hệ thống này có nhiều khả năng tìm được các kênh tần số khả dụng ở các băng tần quảng bá khác nhau Ví

dụ nếu một hệ thống Mobile TV được thiết kế để truyền tải 40 kênh âm thanh ở tốc

độ 64 Kbps và 10 kênh truyền hình ở tốc độ 384 Kbps, thì tốc độ bit tổng cộng được truyền tải trên hệ thống là 6.4 Mbps Nếu điều kiện truyền dẫn cực tốt, thì hệ thống chỉ cần một bộ ghép kênh DVB-H hoặc một bộ ghép kênh MediaFLO trên mỗi tế bào, sử dụng băng thông 5 MHz Nếu bộ ghép kênh DVB-H hoặc bộ ghép kênh MediaFLO được phân bổ cho kênh có băng thông 8 MHz và tỷ số C/N yêu cầu là 12 dB, thì một hệ thống chống tạp âm và nhiễu tốt hơn với các tham số điều chế và mã hoá, có thể được hiệu chỉnh để vẫn phù hợp với hiệu quả sử dụng phổ 1.25 bps/Hz Trong khi đó, để phát lượng kênh âm thanh và truyền hình nói trên, chúng ta cần ít nhất bốn bộ ghép kênh T-DMB, do đó T-DMB sẽ có chi phí đắt hơn

Hệ thống 3G không thể truyền tải lượng kênh âm thanh và truyền hình nói trên, bởi

vì băng thông kênh 5 MHz ch ỉ có thể t ruyền tải tốc độ dữ liệu cực đại là 1.5 Mbps (MBMS) Tuy nhiên MBMS sử dụng băng tần dành cho các mạng 3G, cơ sở hạ tầng mạng 3G l à sẵn có, đã được triển khai ở nhiều nước, nên MBMS có thể cung cấp dịch vụ ngay lập tức mà không c ần đợi có giấy phép mạng mới hoặc phải cài đặt các anten mới MBMS là công nghệ rẻ nhất để phát số lượng ít các kênh quảng

bá truyền hình di động Từ bảng 2.1 chúng ta cũng thấy rằng các mạng tế bào có tốc độ bit thấp, do đó không thể truyền tải được tín hiệu truyền hình di động với chất lượng đặc biệt thậm chí khi sử dụng kỹ thuật nén hiệu quả như MPEG-4, dung lượng mạng sẽ giảm khi số lượng người sử dụng dịch vụ đồng thời tăng lên Tuy nhiên, các mạng tế bào có chi phí đầu tư thấp, phổ tần số khả dụng, hỗ trợ tính di động và phủ sóng tốt hơn Trong khi đó các công nghệ quảng bá DVB-H, T-DMB,

và MediaFLO có dunglượng lớn, truyền tải được nhiều kênh truyền hình di động với chất lượng cao, ở tốc độ bit cao hơn, phù hợp với việc phát quảng bá các kênh truyền hình di động tới số lượng lớn người sử dụng đồng thời Tuy nhiên, các công nghệ quảng bá yêu cầu chi phí đầu tư cơ sở hạ tầng mạng lớn, phổ tần số không