Nghiên cứu, ứng dụng truyền dữ liệu qua mạng truyền hình số cho thiết bị cầm tay : Luận văn ThS. Kỹ thuật điện tử - viễn thông : 2 07 00

thuËt ng÷ viÕt t¾t ALC Asynchronous Layered Coding Mã hóa lớp không đồng bộ BAT Bouquet Association Table Bảng kết hợp bó BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân CBMS Conve

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

Nguyễn Hải Nam

NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG TRUYỀN DỮ LIỆU QUA MẠNG TRUYỀN HÌNH SỐ CHO THIẾT BỊ CẦM TAY

LUẬN VĂN THẠC SỸ

Hà Nội 2007

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

Nguyễn Hải Nam

NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG TRUYỀN DỮ LIỆU QUA MẠNG TRUYỀN HÌNH SỐ CHO THIẾT BỊ CẦM TAY

Ngành : Công nghệ điện tử – viễn thông

Chuyên ngành : Kỹ thuật vô tuyến điện tử và thông tin liên lạc

MỤC LỤC

Mục lục i

Thuật ngữ viết tắt iii

Danh mục hình vẽ vii

Danh mục bảng biểu ix

mở đầu 1

Ch-ơng1: Tổng quan về truyền hình số di động 3

1.1 Giới thiệu chung 3

1.2 Các tiêu chuẩn truyền hình di động đang đ-ợc ứng dụng 3

1.2.1 Tiêu chuẩn truyền hình di động DVB-H 4

1.2.2 Tiêu chuẩn truyền hình di động T-DMB 8

1.2.3 Tiêu chuẩn truyền hình di động ISDB-T 11

1.2.4 Tiêu chuẩn truyền hình di động MediaFlo 12

1.3 Công nghệ IP Datacast tối -u hóa truyền hình di động 15

Ch-ơng 2: Cấu trúc hệ thống IPDC qua DVB-H 17

2.1 Mô hình cấu trúc 17

2.1.1 Chức năng các khối 17

2.1.2 Các điểm tham chiếu 19

2.2 Sự hoạt động end -to - end 21

2.2.1 Cấu hình dịch vụ 21

2.2.2 H-ớng dẫn dịch vụ điện tử ESG 25

2.2.3 Bootstraping ESG 31

2.2.4 Luồng thông báo 34

2.3 Phân phát nội dung 36

2.3.1 Phân phát dòng (Streaming) 36

2.3.2 Phân phát file 40

2.4 Trao đổi dịch vụ và bảo vệ 43

2.4.1 Kiểu bảo vệ dịch vụ phân cấp 44

2.4.2 Khối logic và các điểm tham chiếu 45

2.4.3 Luồng thông báo 49

2.5 Chồng các giao thức 50

2.6 Sơ đồ của các đặc tính IPDC 53

2.6.1 CBMS-1 53

2.6.2 CBMS-2 54

2.6.3 CBMS-3 55

2.6.4 CBMS-4 55

2.6.5 CBMS-5 56

2.6.6 CBMS-6 56

2.6.7 CBMS-7 57

Ch-ơng 3: Mô hình phân phát dữ liệu qua hệ thống DVB-H 58

3.1 Mô hình truyền dữ liệu qua DVB-H 59

3.2 Phần mã hóa dữ liệu IP Datacasting 60

3.2.1 Giao thức phân phát dòng thời gian thực (RTP) 61

3.2.2 Giao thức phân phát file (FLUTE) 66

3.2.3 Tầng giao thức vận chuyển 69

3.3 Phần truyền tải dòng IP qua DVB-H 72

3.3.1 Kỹ thuật đóng gói đa giao thức MPE 74

3.3.2 Phân lát thời gian 78

Kết luận 88

Tài liệu tham khảo 90

thuËt ng÷ viÕt t¾t

ALC Asynchronous Layered Coding Mã hóa lớp không đồng bộ

BAT Bouquet Association Table Bảng kết hợp bó

BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân

CBMS Convergence of Broadcast and

Mobile Services

Hội tụ quảng bá và các dịch vụ

di động

C/N Carrier to Noise Ratio Tỷ số sóng mang/ tạp âm CRC Cyclic Redundance Check Kiểm tra dư thừa theo chu kỳ CAM Conditional Access Module Khối truy nhập điều kiện

DAB Digital Audio Broadcasting Mạng phát thanh số

DES Data Encryption Standard Tiêu chuẩn mã hóa dữ liệu DFT Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourier rời rạc

DHCP Dynamic Host Configuration Giao thức cấu hình IP (máy

tính) động DMB Digital Multimedia Broadcasting Mạng đa phương tiện số

DQPSK Difference QPSK Điều chế vi sai QPSK

DVB Digital Video Broadcasting Mạng truyền hình số

DVB-T DVB- Terrestrial Truyền hình số mặt đất

ECM Entitlement Control Message Thông báo điều khiển quyền

EBU European Broadcasting Union Hiệp hội PT-TH Châu âu EMM Entitlement Management

ETSI European Telecommunication

Standards Institude

Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu âu

ESG Electronic Service Guide Hướng dẫn dịch vụ điện tử

FEC Forward Error Correction Sửa lỗi trước

FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh

FLUTE File DeLivery over

Unidirectional Transport Phân phát file theo một hướng

GPS Global Possitionning System Hệ thống định vị toàn cầu GSM Global System for Mobile

Communication Hệ thống di động toàn cầu HDTV High Definition TeleVision Truyền hình phân dải cao

HP High Priority bit stream Quyền ưu tiên cao

HPA High Power Amplifier Khuyếch đại công suất

HTTP Hyper Text Transfer Protocol Giao thức truyền siêu văn bản IFFT Inverse Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier ngược

INT IP/MAC Notification Table Bảng thông báo IP/MAC

ISDB-T Intergeted Services Digital

Broadcasting – Terrestrial

Mạng tích hợp các dịch vụ truyền hình số mặt đất ISO International Standards

Organisation Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISI Inter Symbol Interference Can nhiễu trong Symbol

KMM Key Management Message Thông báo quản lý khóa

KMS Key Management System HÖ thèng qu¶n lý khãa

KMSA Key Management System Agent Đại diện hệ thống quản lý

khóa KSM Key Stream Message Thông báo dòng khóa

LCT Layered Coding Transport Vận chuyển mã lớp

MMS Multimedia Message Service Dịch vụ bản tin đa phương tiện MPEG Moving Picture Experts Group Nhóm chuyên gia về ảnh động MPE Multi Protocol Encapsulation Đóng gói đa giao thức

MTS MPEG- Tranport Stream Dòng vận chuyển MPEG NIT Network Information Table Bảng thông tin mạng

OFDM Orthogonal Frequency Division

Multiplex

Ghép kênh phân chia tần số trực giao

OMA Open Mobile Association Kết hợp di động mở

OSI Open System Interconnection Liên kết hệ thống mở

PAT Program Association Table Bảng thông tin chương trình PEK Program Encryption Key Khóa mã chương trình

PSI Program Specific Information Thông tin đặc tả chương trình QAM Quadrature Amplitude

RTP Real Time Protocol Giao thức thời gian thực

RTCP Real Time Control Protocol Giao thức điều khiển thời gian

thực RTSP Real Time Streaming Protocol Giao thức dòng thời gian thực SAP Service Access Point Điểm truy nhập dịch vụ

SDP Session Description Protocol Giao thức mô tả phiên

SEK Service Encryption Key Khóa mã dịch vụ

SI Service Information Thông tin dịch vụ

S/N Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu / tạp âm

SFN Single Frequency Network Mạng đơn tần

SMS Short Message Service Dịch vụ bản tin ngắn

TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền T-DMB Terrestrial Digital Multimedia

TEK Trafic Encryption Key Khóa mật mã đường truyền

TPS Tranmission Parametter

UDP User Datagram Protocol Giao thức gói dữ liệu người

dùng UHF Ultra- High Frequency Dải tần số UHF

UMTS Universal Mobile

Telecommunication System

Hệ thống thông tin di động chung

VHF Very High Frequency Dải tần số VHF

WAP Wireless Application Protocol Giao thức ứng dụng không dây

DANH MỤC HÌNH VẼ

HÌNH 1.1: MÔ TẢ HỆ THỐNG DVB-H (CHIA SẺ GHÉP KÊNH VỚI

DỊCH VỤ MPEG2) 7

HÌNH 1.2: CẤU TRÚC CỦA DMB 9

HÌNH 1.3: HỆ THỐNG ISDB-T 11

HÌNH 1.4: CẤU TRÚC MẠNG MEDIAFLO 13

HÌNH 2.1: CẤU TRÚC HỆ THỐNG IPDC QUA DVB-H 17

HÌNH 2.2: SỰ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC ĐIỂM THAM CHIẾU ĐỐI VỚI CẤU HÌNH DỊCH VỤ 22

HÌNH 2.3: LUỒNG THÔNG BÁO CHO CẤU HÌNH DỊCH VỤ 24

HÌNH 2.4: SỰ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC ĐIỂM THAM CHIẾU CHO ESG 26

HÌNH 2.5: CUNG CẤP ESG PHÂN TÁN 30

HÌNH 2.6: CUNG CẤP ESG TẬP TRUNG 31

HÌNH 2.7: CƠ CHẾ BOOTSTRAP ESG 32

HÌNH 2.8: SỰ TƯƠNG TÁC HOẠT ĐỘNG ĐỐI VỚI ESG 34

HÌNH 2.12: LUỒNG THÔNG BÁO CHO PHÂN PHÁT FILE 41

BẢNG 2.10: MÔ TẢ CÁC THÔNG BÁO CHO PHÂN PHÁT FILE 42

HÌNH 2.13 BIỂU DIỄN MÔ HÌNH PHÂN CẤP CHO BẢO VỆ DỊCH VỤ 44

HÌNH 2.14: MÔ TẢ KHỐI CHỨC NĂNG VÀ CÁC ĐIỂM THAM CHIẾU CHO PHẦN TRAO ĐỔI DỊCH VỤ VÀ BẢO MẬT 45

HÌNH 2.16: PHÂN CẤP CÁC GIAO THỨC, ỨNG DỤNG TRONG IP DATACAST 50

HÌNH 2.18: CÁC GIAO THỨC QUA ĐIỂM THAM CHIẾU CBMS-2 54

HÌNH 2.19: CÁC GIAO THỨC QUA ĐIỂM THAM CHIẾU CBMS-3 55

HÌNH 2.20: CÁC GIAO THỨC QUA ĐIỂM THAM CHIẾU CBMS-4 56

HÌNH 2.21: CÁC GIAO THỨC QUA ĐIỂM THAM CHIẾU CBMS-5 56

HÌNH 2.22: CÁC GIAO THỨC QUA ĐIỂM THAM CHIẾU CBMS-6 56

HÌNH 2.23: CÁC GIAO THỨC QUA ĐIỂM THAM CHIẾU CBMS-7 57

HÌNH3.1: MÔ HÌNH TRUYỀN DỮ LIỆU QUA DVB-H 59

HÌNH 3.2: CHỒNG GIAO THỨC TRONG IPDC 60

HÌNH 3.4: ĐÓNG GÓI MỘT DÒNG ÂM THANH ĐỂ TRUYỀN TẢI QUA DÒNG TRUYỀN DVB 65

HÌNH 3.5: CẤU TRÚC KHỐI CỦA FLUTE 66

HÌNH 3.6: ĐỐI TƢỢNG VẬN CHUYỂN VÀ MÃ HÓA KÝ HIỆU TỚI CÁC GÓI FLUTE 68

HÌNH 3.7: DÒNG IP ĐƢỢC TRUYỀN QUA MẠNG DVB-H 72

HÌNH 3.9: CẤU TRÚC CỦA KHUNG MPE-FEC 75

HÌNH 3.10: BẢNG DỮ LIỆU ỨNG DỤNG 76

HÌNH 3.11: BẢNG DỮ LIỆU RS 77

HÌNH 3.12: CÁC CỘT TRỐNG 78

HÌNH 3.13: MÔ TẢ LÁT THỜI GIAN TRONG DVB-H 79

HÌNH: 3.14 KẾT HỢP GIỮA CÁC DỊCH VỤ LÁT THỜI GIAN VÀ KHÔNG LÀ LÁT THỜI GIAN 80

HÌNH 3.15: MỖI TIÊU ĐỀ MPE CÓ CHỨA DELTA-T CHỈ KHOẢNG THỜI GIAN BẮT ĐẦU CỤM (BURST) TIẾP SAU 82

HÌNH 3.16: DELTA-T JITTER 83

HÌNH 3.17: CÁC THAM SỐ BURST 85

HÌNH 3.18: ĐỘ DÀI BURST LỚN NHẤT 86

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Bảng đặc tính kỹ thuật của DMB 9 Bảng 1.2: Các tham số truyền dẫn cơ bản ở 3 chế độ của ISDB-T

47

Bảng 2.13: Mô tả các ứng dụng dịch vụ 50 Bảng 2.14: Mô tả IPDC ứng dụng thiết bị đầu cuối

51

MỞ ĐẦU

Thế giới đang chứng kiến sự trùng hợp ngày càng tăng của quảng bá (Broadcasting) và Internet nhằm mục đích khai thác các mặt mạnh của nhau trong phục vụ khách hàng Ngày nay việc xem các chương trình truyền hình nhờ việc truyền dữ liệu qua các đường truyền Internet tốc độ cao (như là ADSL) không còn là điều mới mẻ Ngược lại việc khách hàng sử dụng điện thoại di động yêu cầu nhà quảng bá, nhà cung cấp dịch vụ cung cấp các dịch

vụ cho họ đã là khá phổ biến ở các nước tiên tiến Hiện nay, do nhu cầu của thị trường, trên thế giới đã có nhiều tiêu chuẩn công nghệ truyền hình di động khác nhau được nghiên cứu, phát triển và ứng dụng Nhưng tựu chung lại, chúng có thể phân thành hai xu hướng chính như sau:

- Thứ nhất: Truyền hình di động dựa trên sóng thông tin di động

- Thứ hai: Truyền hình di động dựa trên sóng truyền hình

Dịch vụ truyền hình di động dựa trên sóng thông tin di động đã từng được một số quốc gia áp dụng như Nhật Bản, Hàn Quốc Tuy nhiên loại hình này vướng phải nhiều hạn chế lớn như chi phí rất cao, thêm vào đó là khả năng nghẽn mạng thường xuyên xảy ra do luồng dữ liệu truyền hình phụ thuộc trực tiếp vào hạ tầng mạng viễn thông Trong khi đó truyền hình di động trên sóng truyền hình thì giá thành rẻ hơn rất nhiều và kèm theo đó là một loạt các tiện ích đặc thù

IP Datacast qua DVB-H là sự kết hợp giữa chuẩn DVB-H và công nghệ IP Sự kết hợp này đã được phép quảng bá các nội dung số hóa chẳng hạn như các gói IP được truyền đi trên mạng Internet IPDC đem đến thuận lợi là tất cả các nội dung được số hóa dựa trên IP chẳng hạn như các luồng video, các trang web, các file nhạc hay các phần mềm trò chơi đều được dễ dàng phân phối qua quảng bá và được thu nhận bởi các đầu thu di động

Nhận thức được tầm quan trọng của một công nghệ mới có nhiều ưu việt này, tôi nhận thấy nên lựa chọn đề tài luận văn tốt nghiệp theo hướng tiếp cận với việc nghiên cứu, tìm hiểu để ứng dụng một cách có hiệu quả kỹ thuật còn mới mẻ này, cũng là để góp phần phát triển ngành truyền hình

Nội dung của luận văn là “ Nghiên cứu, ứng dụng truyền dữ liệu

trên mạng truyền hình số cho thiết bị cầm tay”, bao gồm các chương sau:

Chương 1: Tổng quan về mạng truyền hình số di động

Chương 2: Cấu trúc hệ thống IPDC qua DVB-H

Chương 3: Mô hình truyền dữ liệu qua DVB-H

Kết luận: Đánh giá lại những vấn đề nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu luận văn này được xây dựng trên cơ sở những kiến thức đã được tiếp thu trong quá trình học tập, nghiên cứu tại Trường Công Nghệ Với thời gian nghiên cứu hạn hẹp, bài luận văn này không tránh khỏi có những sai sót, tác giả mong được sự góp ý chỉ bảo của các Thầy Cô

và bạn bè đồng nghiệp Qua đây, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến

TS Ngô Thái Trị – Trung tâm tin học và đo lường - Đài THVN đã giúp đỡ tận tình và có nhiều góp ý, cùng nhiều tài liệu bổ ích để bản luận văn này được hoàn thành Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô giáo Khoa Điện tử – Viễn thông, Đại học Công nghệ - ĐH Quốc Gia Hà Nội đã tạo điều kiện học tập và nghiên cứu cho tác giả trong khóa học vừa qua Xin chân thành cảm ơn các bạn bè đồng nghiệp, các bạn học cùng lớp đã có những lời động viên quí báu trong suốt thời gian thực hiện bài luận văn này

Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2007

Nguyễn Hải Nam

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ DI ĐỘNG

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG [2, 21]

Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin là sự phát triển của công nghệ viễn thông nói chung và công nghệ truyền hình nói riêng, các ứng dụng thu truyền hình di động đã và đang trở thành một xu hướng rõ rệt cho quá trình phát triển của công nghệ truyền hình hiện đại, đặc biệt là khả năng

cá nhân hóa những nội dung mà người sử dụng muốn thưởng thức và khả năng tương tác trực tiếp giữa khán giả và chương trình cũng như giữa khán giả và những người làm chương trình Hiện nay, do nhu cầu của thị trường, trên thế giới đã có nhiều tiêu chuẩn công nghệ truyền hình di động khác nhau được nghiên cứu, phát triển và ứng dụng Cụ thể như sau:

- DVB-H: Tiêu chuẩn của Châu âu dựa trên chuẩn truyền hình số mặt đất (DVB-T)

- ISDB-T: Mạng tích hợp các dịch vụ số mặt đất Tiêu chuẩn này được đưa ra bởi Nhật

- MediaFlo: Tiêu chuẩn phát hình của Mỹ do Qualcomm phát triển Tiêu chuẩn này dựa trên công nghệ truyền dẫn Flo của hãng Qualcomm

- DMB: Do Hàn Quốc phát triển dựa trên tiêu chuẩn mạng quảng bá phát thanh số (DAB) và truyền thông đa phương tiện

Trong số đó tiêu chuẩn DVB-H đã thể hiện nhiều ưu điểm vượt trội và

đã được thử nghiệm, triển khai tại một số quốc gia trên thế giới như Phần Lan, Mỹ, Italia, ấn Độ Tại Việt Nam công nghệ di động theo tiêu chuẩn này

đã được công ty truyền hình di động VTC đưa vào triển khai dịch vụ cuối năm 2006

1.2 CÁC TIÊU CHUẨN TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG ĐANG ĐƯỢC

- Đưa ra mô hình hệ thống phát sóng truyền hình số mặt đất

- Xác định các yêu cầu về chất lượng tín hiệu và khả năng tương thích cho các loại dịch vụ khác nhau

- Quan tâm tới vấn đề xử lý tín hiệu ở máy thu để mở rộng các giải pháp thực hiện hệ thống khác nhau

- Chống phản xạ nhiều đường, chống pha đinh, chống hiệu ứng Doppler

- Tạo khả năng thu di động: Người xem dù đi trên ô tô, tàu hoả vẫn xem được các chương trình truyền hình

- Tạo khả năng thiết lập mạng đơn tần (SFN-Single Frequency Network), nghĩa là nhiều máy phát trên cùng một kênh sóng

- Tạo khả năng đa phương tiện

- Khả năng mở rộng cho đa phương tiện di động

Trong mỗi chế độ truyền dẫn của chuẩn DVB-T có thể truyền tải được tối đa hai cấp độ khác nhau :

- Đối với chế độ không có phân cấp, chỉ có các vùng có cường độ trường đạt giá trị lớn hơn mức ngưỡng mới có thể thu được chương trình

- Đối với máy phát hoạt động ở chế độ có phân cấp, khi đó có hai mức ngưỡng thu khác nhau Mức ngưỡng 1 cho phép thu được toàn bộ các chương trình Mức ngưỡng 2 chỉ giá trị cho phép thu được chương trình có ưu tiên trong khâu truyền dẫn Chế độ phân cấp tại bộ điều chế chỉ thực hiện được khi điều chế 16 QAM hay 64 QAM

Điều chế phân cấp có hai đặc tính chính là :

- Cho phép phát sóng hai dòng truyền tải MPEG độc lập trên cùng một kênh RF

- Mỗi dòng truyền tải sẽ có khả năng chống lỗi riêng do đó sẽ có vùng phủ sóng riêng

Các thông số kỹ thuật chính của chuẩn DVB-T :

- Tín hiệu vào : Dòng truyền tải MPEG 2

- Xáo trộn ngoại (outer interleaving)

- Mã hóa nội (mã xoắn punctured)

- Xáo trộn nội (inner interleaving)

- Do mục đích là cho người sử dụng hay di chuyển, hệ thống truyền dẫn phải cho phép dễ dàng truy cập tới các dịch vụ DVB-H khi các đầu cuối thu rời khỏi một ô và vào một ô mới

- Với mục đích là phục vụ nhiều tình huống sử dụng (trong nhà, ngoài trời, đi bộ, và trong các phương tiện giao thông chuyển động), hệ thống truyền dẫn phải đưa ra độ mềm dẻo / phân cấp đầy đủ để cho phép việc thu các dịch vụ ở nhiều tốc độ, trong khi tối ưu hóa vùng phủ sóng của máy phát

- Do các dịch vụ được vận chuyển trong một môi trường có các mức nhiễu nhân tạo lớn, hệ thống truyền dẫn phải đưa ra các phương pháp để giảm thiểu các hiệu ứng của chúng tới khả năng thu nhận tín hiệu

DVB-H được phát triển gần đây nhất trong tập các chuẩn truyền dẫn của DVB đáp ứng các yêu cầu trên và thích nghi với hệ thống DVB-T trong truyền hình số mặt đất cho thiết bị cầm tay với pin công suất thấp

Hình 1.1: Mô tả hệ thống DVB-H (chia sẻ ghép kênh với dịch vụ MPEG2)

DVB-H sử dụng các thành phần công nghệ sau cho lớp liên kết và lớp vật lý:

- Lớp liên kết:

- Phân lớp thời gian để giảm năng lượng tiêu thụ trung bình của thiết bị đầu cuối và cho phép chuyển giao tần số mềm dẻo

- Sửa lỗi trước cho dữ liệu được đóng gói đa giao thức (MPE-FEC)

để cải thiện hệ số C/N và hiệu ứng Doppler trong kênh di động chịu ảnh hưởng của nhiễu xung lớn

- Lớp vật lý:

- Báo hiệu DVB-H trong các bit TPS để tăng cường và tăng tốc việc khám phá dịch vụ Bộ nhận dạng ô cũng được mang trong các bit TPS để hỗ

trợ việc quét tín hiệu và chuyển giao tần số nhanh hơn trên các thiết bị đầu cuối thu di động

- Chế độ 4K để thỏa hiệp giữa các kích thước ô SFN và tính di động cho phép việc thu đơn anten trong các FSN trung bình ở tốc độ rất cao

1.2.2 Tiêu chuẩn truyền hình di động T-DMB [10]

DMB là mạng quảng bá đa truyền thông số có khả năng truyền đồng bộ

âm thanh, hình ảnh, dữ liệu cho các thiết bị di động DMB là sự mở rộng của tiêu chuẩn EUREKA 147 chủ yếu là dựa trên mạng phát thanh số DAB Cũng giống như DVB, DMB cũng có khả năng truyền qua vệ tinh (S-DMB) hay truyền số mặt đất (T-DMB) Như vậy T-DMB chính là sự kết hợp của mạng quảng bá phát thanh số DAB và truyền thông đa phương tiện T-DMB cung cấp các loại hình dịch vụ dữ liệu khác nhau: thông tin chương trình, thông tin

về sản phẩm, thông tin giao thông, cũng như âm thanh hình ảnh trên các thiết

bị di động Với T-DMB người nghe sóng không chỉ nghe mà còn có thể xem các chương trình trong khi đang nghe trên sóng phát thanh số

- Lớp ứng dụng: Lớp này chứa các thuật toán, hệ thống để đóng gói, mã hóa nội dung Như trên hình vẽ dòng vận chuyển MPEG2 TS được sử dụng

để đóng gói, tập hợp nội dung và dùng để vận chuyển các gói dữ liệu từ các

gói MPEG4 SL Các gói MPEG4 SL đƣợc tập hợp bởi các dòng thành phần

ES và dữ liệu MPEG4 BIFS

Hình 1.2: Cấu trúc của DMB 1.2.2.2 Các đặc tính kỹ thuật của DMB

Bảng sau mô tả các đặc tính kỹ thuật đƣợc sử dụng:

Phần trộn MPEG4 SL, MPEG2 TS Kênh truyền RS (204, 188)

Bảng 1.1: Bảng đặc tính kỹ thuật của DMB

1.2.3 Tiêu chuẩn truyền hình di động ISDB-T [15]

Hệ thống quảng bá tích hợp các dịch vụ số mặt đất ISDB-T đƣợc phát triển tại Nhật Bản ISDB-T đáp ứng đƣợc cho các thiết bị từ cố định đến thiết

bị di động, nó cũng có chức năng cho hệ thống quảng bá truyền hình số mặt

- Các tham số truyền dẫn cơ bản: ISDB-T có 3 chế độ truyền dẫn khác nhau

Tốc độ bit thông tin 3,65Mb/s – 23,23 Mb/s

Bảng 1.2: Các tham số truyền dẫn cơ bản ở 3 chế độ của ISDB-T

- Cấu hình mã hóa kênh: Tập hợp các dòng TS khác nhau từ các bộ tập hợp MPEG2 thành dòng một dòng đơn TS Dòng TS này được chia thành các gói có kích thước là 188 byte Các byte chẵn lẻ của mã RS được chèn vào các gói như là một mã ngoại Trong trường hợp truyền dẫn phân cấp thì dòng truyền có thể được phân thành các gói tùy theo thông tin chương trình và đầu vào mà có tối đa 3 hệ thống xử lý song song Phần xử lý song song bắt đầu bằng việc phân tán năng lượng, ghép xen, và các xử lý khác nhờ sự tương quan trước sau của tín hiệu số cả về thời gian và tần số Sau đó được mã hóa kênh các thông số theo yêu cầu đặc tính truyền dẫn cũng như định dạng thiết

bị nhận Các tham số này bao gồm tốc độ mã của mã chập và hệ thống điều

chế số như QPSK Do hệ thống phân cấp đối tượng được xử lý song song có tốc độ bit thông tin khác nhau nên hệ thống thực hiện lưu dữ liệu tạm thời trong bộ nhớ đệm và đọc dữ liệu trong các khối ký hiệu theo tốc độ xung mẫu IFFT Các tín hiệu dẫn đường cho giải điều chế và ký hiệu điều khiển bao gồm thông tin TMCC kết hợp với ký hiệu thông tin tới một khung OFDM Ở đây

ký hiệu thông tin được điều chế bởi DBPSK và khoảng bảo vệ được cộng vào tại đầu ra IFFT

1.2.4 Tiêu chuẩn truyền hình di động MediaFlo [17]

Công nghệ truyền hình di động MediaFlo được sáng chế bởi công ty QUALCOMM của Mỹ Công nghệ này cũng cho phép truyền nội dung đa truyền thông tới nhiều thuê bao một cách đồng thời Công nghệ này hoạt động hiệu quả trên các thiết bị di động và cũng tiết kiệm năng lượng cho thiết bị di động

1.2.4.1 Cấu trúc mạng MediaFlo

Hình1.4: Cấu trúc mạng MediaFlo

Hệ thống MediaFlo bao gồm 4 hệ thống nhỏ sau: Trung tâm điều hành mạng, truyền dẫn Flo, mạng 3G, các thiết bị MediaFlo

- Trung tâm điều hành mạng: bao gồm các kênh trung tâm của mạng Flo như là trung tâm điều hành mạng quốc gia (NOC), một hoặc nhiều trung tâm điều hành cục bộ (LOC) NOC có chức năng tính cước, phân phối và quản lý

cơ sở hạ tầng cho mạng NOC quản lý các thành phần của mạng, điểm truy nhập nội dung cục bộ hay quốc gia phân phối tới nội dung mạng diện rộng và thông tin hướng dẫn chương trình tới các thiết bị di động NOC cũng quản lý các dịch vụ thuê bao, cung cấp các mã khóa để truy nhập NOC cũng có thể bao gồm một hay nhiều LOC mà cũng có chức năng phân phát nội dung cục

- Các thiết bị Flo: cho phép nhận được dạng sóng Flo có chứa nội dung

và thông tin hướng dẫn chương trình Các thiết bị Flo phải là đa chức năng như: điện thoại, sổ địa chỉ, truy cập Internet, hay là bàn điều khiển game

1.2.4.2 Các đặc tính kỹ thuật của MediaFlo

Bảng sau mô tả các đặc tính kỹ thuật của MediaFlo

Điều chế

Số ký hiệu OFDM 4096 Khoảng bảo vệ 1/8

Lớp mạng Dòng được định tuyến tới các kênh logic

Lớp ứng dụng Nén MPEG4 (H264)

Bảng 1.3: Đặc tính kỹ thuật của MediaFlo

1.3 CÔNG NGHỆ IP DATACAST TỐI ƯU HÓA TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG [2, 21, 22, 23]

Công nghệ IP Datacast cho phép phát quảng bá các nội dung số hóa các chương trình truyền hình đến các điện thoại di động Công nghệ này là sự kết hợp giữa chuẩn DVB-H và công nghệ IP, công nghệ đã chi phối đời sống hàng ngày của chúng ta là ứng dụng web IP Datacast đem đến thuận lợi, tối

ưu hóa để cho phép phân phối tất cả các nội dung được số hóa dựa trên IP (chẳng hạn như các luồng video, các trang web, các file nhạc hay các phần mềm trò chơi) qua mạng quảng bá và được thu nhận bởi các đầu thu di động Với IP Datacast tất cả các nội dung đều được phân phối theo hình thức của các gói dữ liệu IP – giống với định dạng phân phối các nội dung số hóa trên mạng Internet Điều này mang đến thêm các thuận lợi như toàn bộ các nội dung số hóa dựa trên cơ sở IP đều có thể sử dụng cho phát sóng cũng như các nội dung truyền hình truyền thống và nội dung đa phương tiện với máy điện thoại cầm tay của họ

Về bản chất trong khi IP Datacast mang truyền hình vào môi trường di động thì còn có một số điểm mà truyền hình qua điện thoại di động khác với truyền hình kỹ thuật số truyền thống được thiết kế cho sử dụng tại nhà và trong ôtô

Digital TV qua DVB-T IP Datacasting qua

DVB-H Hiển thị Màn hình lớn và trung

bình

Màn hình máy điện thoại di động nhỏ

Anten Trên mái nhà, trên xe,

trên máy thu

Tích hợp bên trong

Nguồn cung cấp Cố định, liên tục Nguồn pin, giới hạn

Phương thức thu nhận Cố định Điện thoại cầm tay

Môi trường di động phải yêu cầu một hệ thống khác để hỗ trợ thiết bị thu cầm tay vì các thiết bị này không có anten ngoài, không có màn hình hiển thị lớn hay nguồn cung cấp không kéo dài liên tục Để tiết kiệm tiêu thụ công suất của bộ thu người ta sử dụng công nghệ phân lát thời gian hỗ trợ bởi DVB-H (công nghệ này sẽ được trình bày ở chương 3) Một ưu điểm nữa là

IP Datacast dễ dàng tương thích với kích thước màn hình nhỏ hơn của thiết bị đầu cuối cầm tay Chỉ cần 128 kb/s đến 384 kb/s trên mỗi kênh cho mỗi chương trình truyền hình để phát các chương trình truyền hình chất lượng cao trên màn hình nhỏ hơn Điều này nâng cao đã nâng cao hiệu quả truyền hình

và cho phép phát 30 đến 80 chương trình truyền hình qua mạng

Về khía cạnh kinh doanh, truyền hình kỹ thuật số rất đang được quan tâm vì dùng kênh băng thông rộng với tốc độ truyền dẫn cao Hơn nữa khi nội dung được phát quảng bá thì sẽ không hạn chế số lượng khách hàng nhận nội dung trong vùng phủ sóng Do vậy về mặt kinh tế thì việc quảng bá hiệu quả

vô cùng khi phân phối nội dung đến khách hàng nếu đem so với phương thức nối kết điểm - điểm

IPDC và truyền hình di động sẽ mở ra một không gian hoàn toàn mới trong phân phối nội dung đa phương tiện trong di động bằng cách loại bỏ các thiết bị cồng kềnh và các nối kết giá thành quá đắt Chỉ với một chi phí phải chăng khách hàng sẽ có được một chọn lựa truyền hình cho mình, cũng như các dịch vụ khác nội dung đa phương tiện được đưa thẳng trực tiếp đến điện thoại cầm tay của họ

- Có trách nhiệm cung cấp nội dung đ-ợc mã hóa mà thiết

bị đầu cuối có thể định dạng đ-ợc thông qua dòng dữ liệu hay việc phân phát file

- Phát dịch vụ mô tả thông tin dữ liệu đ-ợc sử dụng trong phần h-ớng dẫn dịch vụ

- Liên kết hoạt động giữa các điểm cuối t-ơng tác với ứng dụng dịch vụ

- Cung cấp dịch vụ bảo vệ

- Một ứng dụng dịch vụ có thể tồn tại cho từng ứng dụng

mà đ-ợc cung cấp trong IP DATACAST

Quản lý dịch vụ Bao gồm 4 khối chức năng, độc lập nhau:

1 Cấu hình dịch vụ và vị trí nguồn dữ liệu:

- Việc đăng ký các ứng dụng dịch vụ cho độ rộng băng tần dữ liệu quảng bá

- Gán các dịch vụ tới vị trí, tới độ rộng băng tần, tới lịch trình các dịch vụ

2 ứng dụng cung cấp h-ớng dẫn dịch vụ

- Tập hợp các đoạn mô tả thông tin ESG từ các ứng dụng dịch vụ

3 Cung cấp phần bảo vệ dịch vụ/ bảo mật

- Quản lý truy nhập của các user vào các ứng dụng dịch vụ

4 Các dịch vụ vị trí

- Khối quản lý dịch vụ có thể cung cấp dịch vụ vị trí tới ứng dụng dịch vụ của ng-ời thực hiện

Mạng quảng bỏ - Tập hợp cỏc ứng dụng dịch vụ tại lớp IP

- Gỏn luồng IP trờn cỏc lỏt thời gian DVB-H (đúng gúi

IP)

- Truyền dẫn qua DVB-H

- Cung cấp bảo vệ dịch vụ/ bảo mật TBD Thiết bị đầu cuối - Thiết bị sử dụng

- Điểm thu nhận tổng hợp nội dung

- Nguồn tài nguyên dịch vụ

Tạo nội dung Đây là nguồn chính của nội dung cho phân phối qua

IPdatacast Nội dung có thể cung cấp phân phát dưới dạng dòng dữ liệu

Mạng tương tác - Cung cấp cho thiết bị đầu cuối tương tác với phần quản

lý dịch vụ, hay phần ứng dụng dịch vụ

- Cung cấp thêm các chức năng tới ứng dụng dịch vụ hay quản lý dịch vụ như là các dịch vụ vị trí

- Cung cấp phần bảo vệ dịch vụ/ bảo mật TBD

Bảng 2.1: Mô tả chức năng các khối trong hệ thống IPDC qua DVB-H

2.1.2 Các điểm tham chiếu

Trong mô hình cấu trúc hệ thống IP datacast qua DVB-H các khối chức năng liên kết với nhau qua các điểm kết nối để cho phép chúng cung cấp các dịch vụ theo yêu cầu Các điểm kết nối này được gọi là các điểm tham chiếu

Bảng mô tả điểm tham chiếu:

Tên các điểm

tham chiếu

CBMS 1 Từ mạng quảng bá

tới thiết bị đầu cuối

Mạng quảng bá - báo hiệu đặc tính, báo hiệu PSI/SI trong DVB-

CBMS 4 Giữa quản lý dịch

vụ và thiết bị đầu cuối

- Điều khiển truy nhập tới các ứng dụng dịch vụ

- Hướng dẫn dịch vụ điện tử

vụ và thiết bị đầu cuối

- Các dịch vụ vận chuyển điểm tới điểm (SMS/MMS, kết nối IP)

- ứng dụng dịch vụ có thể yêu cầu điểm tham chiếu này

CBMS 6 Từ quản lý dịch vụ

tới mạng quảng bá

Cấu hình vận chuyển của DVB-H (số dịch vụ, vị trí độ rộng băng tần)

vụ quản lý dịch vụ

- Khai báo ứng dụng dịch vụ

- Mô tả ứng dụng dịch vụ, mô tả nội dung/ mô tả thông tin dữ liệu

dung và ứng dụng dịch vụ

Cung cấp nội dung cho ứng dụng dịch vụ bao gồm:

- Nội dung gốc

- Mô tả thông tin về nội dung

- Cơ chế điều khiển nội dung

X-2 Giữa mạng tương

tác và thiết bị đầu cuối

Đặc tính mạng tương tác hoạt động

vụ và mạng tương tác

Điểm tham chiếu này có thể sử dụng để truy nhập các chức năng sẵn có trong mạng tương tác như

là quản lý thuê bao hay chức năng tính cước

Bảng 2.2: Mô tả các điểm tham chiếu trong IPDC qua DVB-H

2.2 SỰ HOẠT ĐỘNG END -TO - END [4, 6]

2.2.1 Cấu hình dịch vụ

Cấu hình dịch vụ bao gồm:

- Cấu hình dịch vụ đầu – cuối

- Cấu hình nhận dịch vụ trong thiết bị đầu cuối

Trong đó cấu hình dịch vụ đầu - cuối là điều kiện tiên quyết cho việc thiết lập cấu hình thiết bị

2.2.1.1 Các khối logic và các điểm tham chiếu

Hình 2.2: Sự hoạt động của các điểm tham chiếu đối với cấu hình dịch vụ

Bảng sau mô tả các khối đƣợc giới thiệu trong hình số 2.2

Khối logic Thuộc vào

phần khối logic

Các điểm tham chiếu

CBMS-7 - Khối chức năng yêu cầu các

nguồn truyền dẫn (độ rộng băng tần, địa chỉ IP nguồn/ đích, số cổng, các giao thức .) từ phần quản lý dịch vụ

- Thông tin đƣợc ghi lại cho cấu hình phân tán dịch vụ và thông tin xác nhận ESG

- Khối vận chuyển các dịch vụ logic thành các yêu cầu nguồn vật

lý (tốc độ bit, thời gian vòng, MPE-FEC)

- Các dịch vụ nhƣ là dòng audio, dòng A/V, ESG Chúng đƣợc tập hợp lại mà mỗi khối quản lý dịch

vụ có chứa một thực thể con cho phần quản lý nguồn DVB-H để nó kết nối tới

CBMS-6 - Một phần của đầu - cuối thực hiện

các yêu cầu nguồn và cấu hình thiết

bị truyền dẫn (bao gồm đóng gói IP

và hợp kênh DVB) Chúng đƣợc

tập hợp lại mà tại lớp logic một quản lý nguồn DVB-H quản lý nền

CBMS-1 - Khối chức năng tạo ra các bảng

đặc tính DVB-H hay mô tả (NIT, PAT, PMT, INT) là một phần của đóng gói IP

Phần thực

hiện

PSI/SI

Thiết bị đầu cuối

CBMS-1 - Một phần của thiết bị nhận

DVB-H trong thực thể thiết bị để giải thích sự liên quan DVB-H và thông tin PSI/SI

Bảng 2.3: Mô tả chức năng của các khối logic 2.2.1.2 Luồng thông báo

Hình 2.3: Luồng thông báo cho cấu hình dịch vụ

Bảng 2.4 mô tả các thông báo cho cấu hình dịch vụ trong hình 2.3

1 ResourceReq:

Yêu cầu thực hiện đăng ký ban đầu của một dịch vụ với phần quản lý dịch

vụ và cho phép yêu cầu tạo một nguồn ban đầu

Yêu cầu này được xác nhận bởi phần quản lý dịch vụ

Các ứng dụng dịch vụ giải quyết yêu cầu này với đặc tính độ rộng băng tần, lịch trình, địa chỉ IP nguồn/ đích, vận chuyển giao thức

Phúc đáp bao gồm các tham số và các nguồn đã được xác định cho ứng dụng dịch vụ

2 DVB-H ResourceReq:

Trong phúc đáp tới ResourceReq thì phần cung cấp nguồn/ lịch trình giải quyết yêu cầu này tới phần quản lý nguồn DVB-H bao gồm sự vận chuyển của các nguồn được yêu cầu bởi ứng dụng dịch vụ

Sự phúc đáp bao gồm các tham số thực và các nguồn đã được xác định, sau

đó nó được vận chuyển thành bản tin phúc đáp cho thông báo 1

3 IP stream parameters:

Phần quản lý nguồn DVB-H thông báo cho bộ tạo thông tin đặc tả chương trình PSI/SI có liên quan các tham số IP, số IP, gán lát thời gian/ PID, độ rộng băng tần

4 Update cyclic PSI/SI transmission:

Khi kết quả các tham số dòng IP được cập nhật thì bộ phát PSI/SI tạo ra các bảng PSI /SI cập nhật và truyền chúng tới thiết bị đầu cuối lặp đi lặp lại

5 ResourceUpdateReq:

ở tại bất kỳ thời điểm nào sau khi ứng dụng dịch vụ được cấu hình và được

đăng ký thì có thể thay đổi các yêu cầu nguồn Thực hiện bằng thông báo ResourceUpdateReq với yêu cầu nguồn cập nhật

Một thông báo phúc đáp bao gồm các tham số thực và nguồn đã được cập nhật

6 DVBHResourceUpdateReq:

Trong phần phúc đáp thông báo ResourceUpdateReq thì phần cung cấp nguồn/ lịch trình thực hiện yêu cầu này tới phần quản lý nguồn DVB-H Có chứa sự vận chuyển các yêu cầu nguồn được cập nhật bởi ứng dụng dịch

vụ

Phúc đáp này bao gồm các tham số thực và các nguồn đã được cập nhật mà sau đó được vận chuyển thành bản tin phúc đáp cho thông báo 5

7 Update stream parameters:

Tương tự như trong thông báo 3

8 Update cyclic PSI/SI transmission:

Tương tự như trong thông báo 4

9 Terminal receives PSI/SI, including NIT, PAT, PMT, INT:

Để cấu hình cho thiết bị đầu cuối với bất kỳ dịch vụ IP nào nhận qua

DVB-H, bao gồm Bootstrap và đặc tính ESG thì thiết bị đầu cuối cần nhận và diễn giải bảng thông tin mạng (NIT), bảng liên kết bó (BAT), bảng liên kết chương trình(PAT), bảng sơ đồ chương trình (PMT), bảng thông báo IP/MAC(INT), như đặc tính trong các thông báo 1, 5, 6 Thiết bị nhận tìm lại các địa chỉ quảng bá IP từ thông tin thu được ESG

Bảng 2.4: Mô tả các luồng thông báo

2.2.2 Hướng dẫn dịch vụ điện tử ESG [5]

Chức năng hướng dẫn dịch vụ cung cấp việc sử dụng IP Datacast với thông tin về sự thay đổi dịch vụ IP Datacast trong vùng

Sự hoạt động end - to - end của ESG bao gồm việc phân phát ESG qua mạng quảng bá, hay là qua mạng tương tác trong chế độ đẩy hay kéo Việc phân chia ESG qua mạng tương tác sẽ được đưa thêm các đặc tính ở phần sau

ESG bao gồm 2 kiểu chính: thông tin hấp dẫn người dùng, và thông tin thu được Phần chính của thông tin ESG được thể hiện như các phân đoạn XML Tuy nhiên phần thông tin thu được là các file SDP mà các thiết bị cần thiết để xác định vị trí dòng dịch vụ và cấu hình dịch vụ Các dạng thông tin tồn tại khác như các file PNG cho logo và hình ảnh

2.2.2.1 Khối logic và các điểm tham chiếu

Hình 2.4: Sự hoạt động của các điểm tham chiếu cho ESG

Bảng 2.5 mô tả các khối chức năng trong hình 2.4

Khối logic Thuộc vào

phần khối logic

Các điểm tham chiếu

Mô tả

Nguồn

ESG

ứng dụng dịch vụ

CBMS-7 CBMS-2

Nguồn đặc tính ứng dụng dịch vụ của các phân đoạn ESG bao gồm

thụng tin hấp dẫn, thụng tin thu nhận được (từ ứng dụng dịch vụ và thực thể con) thụng tin trao đổi Cỏc file SDP là một phần của thụng tin thu được cú thể được phõn phỏt bởi ESG Trong trường hợp này ứng dụng dịch vụ cú thể được phõn phỏt cỏc file SDP qua điểm tham chiếu CBMS-2

Thụng tin

trao đổi

ESG

Ứng dụng dịch vụ

Bên trong tới SA

Nguồn thông tin trao đổi đ-ợc phân phối tới ESG ứng dụng dịch vụ có thể trả lời các nguồn khác cho việc thu nhận thông tin này

Khối chức năng nhận các khối thông tin ESG từ một hay nhiều ứng dụng dịch vụ, chúng đ-ợc tập trung lại thành một ESG và phát ra các khối thông tin thích hợp bao gồm các phần chứa; các khối thông tin là đầu ra tới bộ tập trung ESG vật lý

Bộ tập trung logic ESG t-ơng thích với bộ chứa quản lý

Một ứng dụng dịch vụ có thể phân phát tới một hay nhiều bộ tập trung ESG logic

Bộ tập Quản lý dịch CBMS-3 Khối chức năng nhận thông tin

trung ESG vụ thông báo từ tất cả các đặc tính của

bộ tập trung và phát ra dòng ESG Bootstrap

CBMS-4 Cung cấp truy nhập điểm - điểm

(đẩy-kéo) tới ESG thông qua mạng t-ơng tác

Bộ tập

trung ESG

vật lý

Mạng quảng bá

CBMS-3 Khối chức năng nhận các khối

thông tin ESG từ một hay nhiều bộ tập trung ESG logic sau đó đặt chúng trong giao thức phân phát file FLUTE và sơ đồ hóa trên các Burst DVB-H

Quản lý

nguồn

DVB-H

Mạng quảng bá

CBMS-6 Mô tả trong phần cấu hình dịch vụ

Sơ đồ IP Mạng quảng

bá

CBMS-3 Khối chức năng trong sự thay đổi

đóng gói dữ liệu IP thành các phần MPE DVB-H và phát ra các phần MPE-FEC bằng việc thực hiện mã hóa MPE-FEC Th-ờng là một phần đóng gói IP

CBMS-3 Thu nhận và tập trung các khối

thông tin ESG, chứa chúng và thực hiện chúng thành các ứng dụng ESG