Đồ án Công nghệ DVB-H và truyền hình di động

ice I (Intra), trong đó tất cả MB được mã hóa không có tham chiếu tới các ảnh khác trong dãy video. Tiếp theo là các slice P và B, ở đó việc mã hóa có tham chiếu tới các ảnh trước nó (slice P) hoặc cả ảnh trước lẫn ảnh sau 45 (slice B). Hai dạng slice còn lại là SP (switching P) và SI (switching I), được xác định cho chuyển mạch hiệu quả giữa các dòng bit được mã hóa ở các tốc độ bit khác nhau. - Để cung cấp các phương pháp che giấu hiệu quả trong các kênh có khuynh hướng bị lỗi với các ứng dụng độ trễ thấp, H.264 / AVC hỗ trợ một đặc điểm gọi là thứ tự MB mềm dẻo (FMO – Flexible Macroblock Ordering). FMO định rõ một giản đồ (pattern) ấn định các macroblock trong ảnh vào một hoặc vài nhóm slice. Mỗi nhóm slice được truyền riêng biệt. Nếu một nhóm slice bị mất, các mẫu trong các macroblock bên cạnh về mặt không gian, thuộc về các nhóm slice được thu đúng, có thể được sử dụng cho che dấu hiệu quả lỗi. Các giản đồ được phép trải rộng từ các giản đồ hình chữ nhật tới các giản đồ phân tán theo quy tắc, như các quân cờ, hoặc các giản đồ phân tán một cách ngẫu nhiên. 2.5.2.4. Dự đoán Intra-frame. Mỗi MB có thể được truyền đi bằng một trong vài dạng mã hóa phụ thuộc vào dạng mã hóa slice. Trong tất cả các dạng mã hóa – slice có 2 loại dạng mã hóa intra được hỗ trợ, ký hiệu là INTRA –4 x 4 và INTRA – 16 x 16. Khác với các tiêu chuẩn mã hóa video trước đây, dự đoán trong H.264/AVC luôn được tiên hành trong miền không gian bằng việc tham chiếu tới các mẫu bên cạnh của các khối đã được mã hóa. Khi dùng mode INTRA – 4 x 4, mỗi khối 4 x 4 của thành phần Y có thể dùng 1 trong 9 mode dự đoán. Ngoài dự đoán DC, 8 mode dự đoán định hướng được xác định rõ. Khi dùng mode INTRA – 16 x 16, thích hợp tốt cho những miền ảnh trơn tru, dự đoán đều được thực hiện cho toàn bộ thành phần Y của MB - 4 mode dự đoán được hỗ trợ. Các mẫu C của một MB luôn luôn được dự đoán khi dùng kỹ thuật dự đoán tương tự như đối với thành phần Y trong các MB Intra – 16 x 16. Dự đoán Intra qua các biên của slice thì không được phép nhằm giữ cho các slice độc lập với nhau. 2.5.2.6. Bù chuyển động trong các slice P. - Ngoài các dạng mã hóa MB dạng Intra, các dạng mã hóa bù chuyển động hoặc dự đoán khác được xác định cho các MB slice P. Mỗi MB dạng P tương ứng với việc phân nhỏ MB thành các khối kích thước cố định được sử dụng cho mô tả chuyển động. Hình 2.13 minh họa sự phân chia này. 46 Hình 2.13. Phân chia macroblock cho bù chuyển động Trên: Phân chia các macroblock Dưới: Phân chia các phần 8x8 - Nhìn chung cấu trúc H.264 / AVC cho phép các vectơ chuyển động không hạn chế, có nghĩa là chúng có thể nhắm ra bên ngoài miền ảnh.. Các thành phần vectơ chuyển động được mã hóa vi sai, khi dùng hoặc là giá trị trung bình (median) hoặc là dự đoán định hướng từ các khối xung quanh. Không có dự đoán thành phần vectơ chuyển động ở các biên của slice. - H.264/AVC hỗ trợ dự đoán bù chuyển động đa ảnh (multi – picture). Điều này có nghĩa là nhiều hơn một ảnh đã được mã hóa trước đó có thể được sử dụng như tham chiếu cho dự đoán bù chuyển động. Hình 2.14 minh họa khái niệm này. Hình 2.14. Bù chuyển động nhiều frame. Ngoài vectơ chuyển động, các tham số tham chiếu ảnh (∆) cùng được truyền đi. Khái niệm này cùng được mở rộng cho các ảnh B. 47 2.5.2.6. Bù chuyển động trong các slice B. - Sự khác nhau cốt lõi giữa các slice B và P là: các slice B được mã hóa theo cách trong đó một số MB hoặc block có thể dùng trung bình trọng số của 2 giá trị dự đoán bù chuyển động riêng biệt cho việc xây dựng tín hiệu dự đoán. - Trong các slice B, 4 dạng dự đoán ảnh inter khác nhau được hỗ trợ: dự đoán list 0, list 1, hai hướng (bi-predictive) và trực tiếp (direct). - Các slice B dùng sự phân nhỏ MB tương tự với các slice P. Ngoài các mode Inter – 16 x 16, Inter – 16 x 8, Inter – 8 x 16, Inter – 8 x 8 và Intra, còn có dạng MB dùng dự đoán trực tiếp, có nghĩa là mode trực tiếp. Ngoài ra, đối với mỗi sự phân chia 16 x 16, 16 x 8, 8 x 16 và 8 x 8, phương pháp dự đoán (list 0, list 1, hai hướng) có thể được chọn lựa riêng biệt. Việc mã hóa vectơ chuyển động là tương tự như đối với slice P với những biến đổi thích hợp vì các khối bên cạnh có thể được mã hóa khi dùng các mode dự đoán khác nhau. 2.5.2.7. Chuyển vị, co dãn và lượng tử hóa. - Tương tự với các tiêu chuẩn mã hóa video trước đó, H.264/AVC cũng dùng mã chuyển vị cho dự đoán tiếp theo. Tuy nhiên trong H.264/AVC việc chuyển vị được áp dụng cho các khối 4x4, và thay cho biến đổi cosin rời rạc (DCT) 4x4, biến đổi nguyên tách biệt (separable integer transform), được sử dụng, với các tính chất giống như 4x4 DCT về cơ bản. - Để lượng tử hóa các hệ số biến đổi, H.264/AVC dùng lượng tử hóa vô hướng. Một trong số 52 bộ lượng tử hóa được chọn cho mỗi MB bởi tham số lượng tử hóa QP (Quantization Parameter). Các bộ lượng tử hóa được sắp xếp sao cho có sự tăng khoảng 12.5% trong kích thước bước lượng tử hóa khi QP tăng một đơn vị. Tất cả các biến đổi trong H.264/AVC có thể được thực hiện khi chỉ dùng các thuật toán cộng hoặc thuật toán dịch bit trên các giá trị nguyên 16-bit. 2.5.2.8. Mã hóa entropy. - Trong H.264/AVC, 2 phương pháp mã hóa entropy được hỗ trợ. Phương pháp mã hóa entropy mặc định (default) sử dụng một tập từ mã mở rộng vô hạn đơn cho tất cả phần tử cấu trúc, ngoại trừ các hệ số biến đổi được lượng tử hóa. Như vậy, thay cho việc một thiết kế bảng VCL khác nhau cho mỗi phần tử cấu trúc, chỉ có một ánh xạ cho một bảng từ mã đơn được thực hiện theo thống kê dữ liệu. Bảng từ mã đơn được chọn là mã exp-Golomb với các tính chất giải mã rất đơn giản và hài hòa. 48 - Để truyền các hệ số biến đổi được lượng tử hóa, một phương pháp tinh tế hơn gọi là mã độ dài biến đổi thích nghi hoàn cảnh CAVLC (Context – Adaptive Variable Length Coding) được sử dụng. Trong sơ đồ này, các bảng VLC được chuyển mạch tốt cho các phần tử cấu trúc khác nhau, phụ thuộc vào phần tử cấu trúc đã được truyền. - Hiệu quả của mã hóa entropy có thể được cải thiện hơn nữa nếu mã hóa số học nhị phân thích nghi hoàn cảnh CABAC (Context – Adaptive Binary Arithmetic Coding) được sử dụng. Một mặt, việc dùng mã hóa số học cho phép ấn định một số không nguyên vẹn (non – integer) các bit cho mỗi symbol của bảng chữ cái và điều này là cực kỳ có ích đối với các xác suất symbol lớn hơn 0.5. Mặt khác, việc dùng mã thích nghi cho phép thích nghi với các thống kê symbol không tĩnh. Một tính chất quan trọng khác của CABAC là mô hình hóa hoàn cảnh của nó. Tính thống kê của các phần tử cấu trúc đã được mã hóa thì được sử dụng để đánh giá các xác suất điều kiện. Các xác suất điều kiện này được sử dụng để chuyển mạch hàng loạt model xác suất đã được đánh giá. 2.5.2.9. Bộ lọc tách khối trong vòng (In – loop deblocking filter). Một đặc trưng riêng của mã hóa dựa trên cơ sở khối là có thể nhìn thấy các cấu trúc khối. Các mép khối được cấu trúc lại với độ chính xác kém hơn các pixel bên trong và nhìn chung “dạng khối” (blocking) được xem là một trong những nhiễu (artifact) dễ thấy nhất với các phương pháp nén hiện tại. Do nguyên nhân này mà H.264/AVC xác định bộ lọc tách khối thích nghi trong vòng, ở đó cường độ lọc được điều khiển bởi giá trị của nhiều phần tử cấu trúc. Tính khối bị giảm mà không ảnh hưởng nhiều tới độ sắc nét của nội dung. Hậu quả là chất lượng chủ quan được cải thiện đáng kể. Đồng thời bộ lọc giảm tốc độ bit khoảng 10 – 15% khi tạo ra cùng chất lượng ảnh chủ quan với video không lọc. Hình 2.15. Tách dụng của bộ lọc tách khối đối với ảnh được nén nhiều Trái: Không có bộ lọc tách khối; Phải: có bộ lọc tách khôi. 49 2.5.2.10. Các công cụ mã hóa xen kẽ. Các frame có thể được mã hóa như một khối hoặc có thể được tách thành 2 field được mã hóa như các khối riêng biệt. Việc mã hóa field như vậy là đặc biệt hiệu quả nếu field đầu tiên được mã hóa khi dùng các slice I và field thứ hai được dự đoán từ field thứ nhất nhờ dùng bù chuyển động. Trong một số cảnh, các phần của một frame được mã hóa hiệu quả hơn trong mode field trong khi các phần khác lại được mã hóa hiệu quả hơn trong mode frame. Vì vậy, H.264/AVC hỗ trợ chuyển mạch thích nghi MB giữa mã hóa frame và field. Để làm điều này một cặp MB kết nối theo chiều dọc được mã hóa như 2 MB frame hoặc field. Sau đó các quá trình dự đoán và mã hóa dự đoán tiếp theo được tiến hành khi giả sử frame hay field phải được mã hóa. Việc lọc tách khối xảy ra cho tất cả các cặp macroblock khi chúng được đặt vào trong mode frame hoặc mode field, bất kể chúng được mã hóa trong mode frame hoặc field. Các proflie và các level xác định các điểm bắt buộc. Các điểm bắt buộc này được thiết kế để tạo thuận tiện cho sự liên hoạt giữa các ứng dụng khác nhau của tiêu chuẩn H.264/AVC. Profile xác định tập các công cụ mã hóa hoặc các thuật toán có thể được sử dụng để tạo ra các dòng bit tương thích. Trong khi đó Level đặt ra những giới hạn cho những thông số chủ yếu nhất định của dòng bit. Tất cả các bộ giải mã tuân theo một profile nhất định phải hỗ trợ tất cả các đặc điểm của proflie đó. Các bộ mã hóa không cần thiết phải dùng tập các đặc điểm riêng bất kỳ được hỗ trợ trong một profile nhưng phải cung cấp các dòng bit tuân theo nó. Trong H.264/AVC có 3 proflie được xác định – Baseline, Main và X: - Baseline proflie hỗ trợ tất cả các đặc điểm trong H.264/AVC ngoại trừ hai tập đặc điểm sau: + Tập 1: các slice B, dự đoán trọng số, CABAC, mã hóa field và chuyển mạch thích nghi macroblock giữa mã hóa frame và mã hóa field. + Tập 2: các slice SP và SI. - Tập đặc điểm 1 được hỗ trợ bởi Main profile. Tuy nhiên Main profile không hỗ trợ đặc điểm FMO được hỗ trợ bởi Baseline profile. - Profile X hỗ trợ cả hai tập đặc điểm đã nêu trong Baseline profile, ngoại trừ CABAC và chuyển mạch thích nghi macroblock giữa mã hóa frame và field. Trong H.264/AVC, cùng một tập các định nghĩa level được sử dụng với tất cả các profile, nhưng các thực hiện riêng có thể hỗ trợ các level khác nhau cho mỗi profile được hỗ trợ. Có tất cả 11 level, xác định rõ các giới hạn trên cho kích thước ảnh (bằng các MB), tốc độ xử lý của bộ giải mã (bằng MB/s), kích thước của bộ nhớ đệm đa ảnh, tốc độ bit video và kích thước bộ nhớ đệm video. 50 Chương 3: MÔ HÌNH MẠNG VÀ CÁC DỊCH VỤ MOBILE TV TRÊN DVB-H 3.1. SO SÁNH DVB-T và DVB-H. Các công nghệ phát số mặt đất DVB-T và công nghệ phát số cho các thiết bị cầm tay DVB-H phục vụ cho những nhu cầu khác nhau bởi vậy chúng có những điểm khác biệt sau: STT Đặc điểm DVB-T DVB-H 1 Tốc độ bit của một kênh truyền hình có độ nét tiêu chuẩn SDTV 4-5 Mbit/s 128-384 Kbit/s 2 Màn hiển thị Màn hình TV cỡ trung bình và lớn. Màn hình điện thoại nhỏ. 3 Anten Anten trên mái nhà (anten Yagi), trong nhà (anten roi) hoặc anten trên ôtô. Anten bên trong điện thoại. 4 Nguồn cung cấp Cố định và là nguồn liên tục. Nguồn năng lượng Pin và có giới hạn. 5 Chế độ thu Thu cố định, thu xách tay trong nhà và thu trên phương tiện giao thông. Các máy cầm tay di động. Hiện nay với công nghệ phát số mặt đất (DVB-T) chúng ta có thể phát được khoảng 6-7 chương trình TV (SDTV) trên một kênh sóng (với tốc độ tổng là 27,14 Mbit/s). Trong khi đó công nghệ IP Datacast (DVB-H) dễ dàng tương thích với các màn hình cỡ nhỏ (vài inch) của các đầu cuối cầm tay. Với màn hình nhỏ thì chỉ với tốc độ 128-384 Kbit/s trên một kênh (hay một chương trình TV yêu cầu) đã có thể phân phối một kênh video chất lượng cao. Chính công nghệ này đã làm tăng hiệu quả của quá trình phát quảng bá và có thể truyền được từ 10 đến 55 chương trình TV trên một kênh sóng [3]. 51 3.2. ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG TRUYỀN HÌNH DÙNG CÔNG NGHỆ DVB-H. Cấu trúc thu của điện thoại di động DVB-H được cho trên hình 3.1. Điện thoại này gồm 2 phần: Một bộ giải điều chế DVB-H (gồm khối điều chế DVB-T, mođun Time slicing và mođun MPE-FEC) và một đầu cuối DVB-H. Tín hiệu vào là tín hiệu DVB-T. Khối điều chế DVB-T thu lại các gói dòng truyền tải MPEG-2, tín hiệu này cung cấp các mode truyền dẫn (2K, 8K và 4K) với các tín hiệu mang thông số truyền dẫn –TPS tương ứng. Mođun Time Slicing giúp tiết kiệm công suất tiêu thụ và hỗ trợ việc chuyển giao mạng linh hoạt hơn. Mođun MPE-FEC cung cấp mã sửa lỗi tiến cho phép bộ thu có thể đương đầu với các điều kiện thu đặc biệt khó khăn. Hình 3.1. Cấu trúc thu của ĐTDĐ DVB-H Tín hiệu ra khỏi giải điều chế DVB-H có dạng các gói của dòng truyền tải TS hoặc các IP Datagrams (khi thu tín hiệu DVB-H). Đầu cuối DVB-H giải mã các IP Datagrams, hiển thị nội dung của các chương trình DVB-H. Hiện nay nhiều hãng sản xuất điện thoại đã có các thế hệ điện thoại di động DVB-H đầu tiên: NOKIA 7700 và 7710, PHILIPS HoTMAN 2, SIEMENS 52 Hình 3.2. Các mẫu điện thoại di động DVB-H đầu tiên Kiến trúc ban đầu của các máy điện thoại di động DVB-H hiện nay gồm: • Điện thoại tích hợp 3 băng tần số: GSM, GPRS và UMTS (3G). • Bộ thu DVB-H. • Camera 1,3M pixel. • Màn hiển thị VGA (640 x 480). • Màn hình cảm biến - touch screen. • Âm thanh ngõ ra Stereo. • Hỗ trợ chuẩn không dây Bluetooth. • Bộ nhớ trong có dung lượng 1Gbit. 3.3. CÁC MÔ HÌNH TRIỂN KHAI DVB-H. 3.3.1. Tích hợp DVB-H trên mạng DVB-T. 3.3.1.1. DVB-T và DVB-H dùng chung bộ ghép kênh. Trong trường hợp chia xẻ băng tần giữa các dịch vụ MPEG-2 truyền thống và các dịch vụ DVB-H, chế độ truyền dẫn phải là 2K hay 8K. Ngoài ra, bộ điều chế DVB-T phải được sửa đổi để chấp nhận báo hiệu DVB-H (các bit TPS đặc biệt là S48 chỉ thị dòng thành phần sử dụng phân lớp thời gian). Với việc thu di động và xách tay, sơ đồ điều chế phù hợp nhất là 16-QAM với tốc độ mã 1/2 hay 2/3 đòi hỏi một C/N vừa phải, trong khi đó cũng cung cấp đủ khả năng đáp ứng được các yêu cầu thương mại: - Chòm sao: QPSK, 16-QAM và thậm chí, mặc dù không được khuyến nghị, 64-QAM. - FEC: 1/2 và 2/3. 53 - G.I: phụ thuộc vào cấu hình mạng, giống như là trong DVB-T. G.I khuyến nghị cho SFN là: cho chế độ 2K: 1/4, cho chế độ 4K: 1/4, 1/8, và cho chế độ 8K: 1/4, 1/8. Hình 3.3. DVB-T phủ sóng trong nhà dùng chung ghép kênh với DVB-H. 3.3.1.2. DVB-T và DVB-H dùng chuyền dẫn phân lớp. Một phương pháp có thể để tránh việc pha trộn giữa phân lớp thời gian và các dòng không phân lớp thời gian vào một bộ ghép kênh chung là sử dụng chế độ truyền dẫn phân cấp. Khi đó các dịch vụ phân lớp thời gian được truyền dẫn trong độ ưu tiên cao - đảm bảo sự chịu lỗi tốt hơn trong môi trường di động - trong khi các dịch vụ không phân lớp thời gian được truyền dẫn với độ ưu tiên thấp - dành tốc độ bit cao hơn cho các dịch vụ thu cố định. 54 Hình 3.4. DVB-T và DVB-H dùng truyền dẫn phân lớp. 3.3.1.3. Mạng DVB-H riêng biệt. Một mạng DVB-H dành riêng là mạng trong đó các dịch vụ DVB-H không chia xẻ dòng TS sau ghép kênh với các dịch vụ DVB-T đang tồn tại. Với các mạng như vậy, các thành phần kỹ thuật trong mạng DVB-T bị thay đổi chủ yếu là: Các bộ ghép kênh hiện tại đã sẵn sàng cho việc tích hợp các dịch vụ DVB-H. Thành phần mới chủ yếu trong bộ ghép kênh là “bộ mã hoá/ giải mã DVB-H", mà hạt nhân là bộ đóng gói IP bao gồm MPE-FEC và phân lớp thời gian. Các bộ điều chế: Các bộ điều chế DVB-T hiện tại sẵn sàng hỗ trợ cho các dịch vụ DVB-H nhờ bổ sung khả năng chèn các bit TPS để hỗ trợ báo hiệu TPS DVB-H. Tuy nhiên, nếu các dịch vụ DVB-H đòi hỏi việc sử dụng chế độ 4K thì cần các thay đổi sau trong bộ điều chế DVB-T:  Thay đổi trong bộ xen rẽ symbol (trong) để thích hợp với chế độ 4K.  Các thay đổi trong bộ IFFT để hỗ trợ chế độ 4K. 55 Hình 3.5. Mạng DVB-H riêng biệt. 3.3.2. Tich hợp DVB-H với mạng 2G/3G cellular. 3.3.2.1. Mô hình thứ 1: Sự tích hợp tại đầu cuối thu. Tại đầu cuối thu sẽ là sự tích hợp của 2 công nghệ DVB-H và công nghệ mạng di động tổ ong. Mô hình này có những đặc điểm sau: - Không có sự hợp tác giữa 2 mạng phát quảng bá và mạng di động. - Không có sự tương tác giữa người sử dụng dịch vụ và nhà điều hành mạng. - Khách hàng có thể thu các chương trình quảng bá miễn phí trên máy di động của mình. - Mô hình này sẽ mang đến cơ hội thương mại cho nhà điều hành mạng di động (2G hoặc 3G): Sự tăng lên của lưu lượng trong mạng. 56 Hình 3.6. Mô hình tích hợp tại đầu cuối thu 3.3.2.1. Mô hình thứ 2: Tiêu chuẩn mạng cellular như là một kênh tích hợp. Mô hình này có sự tương tác giữa người sử dụng dịch vụ và nhà điều hành mạng. Sự tương tác được thông qua kênh đường về (return) cellular của mạng di động. Ví dụ như các dịch vụ Video theo yêu cầu, các ứng dụng thương mại điện tử... Các nhà quản lý mạng di động (2G hoặc 3G) có thể cung cấp quyền truy nhập và tính cước. Hình 3.7. Mô hình mạng cellular như là một kênh tích hợp 3.3.2.1. Mô hình thứ 3: Mạng cellular với kênh đường xuống DVB-H tích hợp. Mô hình này cho thấy tất cả các dịch vụ tương tác của máy di động đều thực hiện thông qua nhà điều hành mạng di động (2G hoặc 3G). Nội dung của các chương trình được phát quảng bá thông qua mạng DVB đang tồn tại. 57 Truy nhập dữ liệu đường xuống (ví dụ các chương trình đã yêu cầu) có thể được truyền tải tới nhiều người sử dụng thông qua máy phát DVB riêng của nhà điều hành mạng di động. Hình 3.8. Mô hình mạng cellular với kênh đường xuống DVB-H tích hợp 3.4. SỰ HỘI TỤ CÔNG NGHỆ VÀ CÁC DỊCH VỤ MOBILE TV TRÊN NỀN DVB-H. 3.4.1. Sự hội tụ của DVB-H, mạng GSM (2,5/3G), Wimax. 3.4.1.1. Tiến trình. Trong những năm gần đây, công nghệ ngày càng phát triển, các công nghệ truyền thống dần chuyển sang kỹ thuật số. • Công nghệ truyền thông đã phát triển lên GSM và Internet (đầu tiên là dial-up sau là xDSL). • Công nghệ quảng bá cũng phát triển từ việc sản xuất cách chương trình audio và video số đến các hệ thống phân phối như vệ tinh, cáp, mặt đất số (DVB-S, DVB-C, DVB-T). Sự phát triển đồng thời của hai công nghệ đã dẫn đến nhiều ưu điểm: a) Sự chấp nhận nhanh của người sử dụng: Sự hội tụ của DVB-T và GPRS/UMTS mang đến nhiều khác biệt khi so sánh với 3 dịch vụ GSM, FM radio, TV analog riêng lẻ hiện tại. Ngày nay, các thiết bị di động đã được tích hợp nhiều chức năng như TV/Radio, voice, Internet, điều này càng hướng đến việc hình thành mạng tích hợp (gồm nhiều nhà điều hành mạng) để cung cấp đồng thời nhiều dịch vụ cho người sử dụng trên một thiết bị thu, như: • Kết hợp giữa TV truyền thống và các nội dung trên nền IP. • IP Datacast 58 • Chọn lựa động các kênh phân phối. Điều này phụ thuộc một số yếu tố như: người sử dụng (chi phí tương ứng với tốc độ,..), nhà điều hành mạng (mức độ sẵn sàng của mạng, dung lượng mạng,), nhà cung cấp dịch vụ (số thuê bao trong một cell DVB-T,). b) Giảm rủi ro khi đầu tư: Mục đích của nhà đầu tư là đạt được giá trị lợi nhuận trên phần trăm người sử dụng cao nhất với chi phí đầu tư thấp nhất. Sự hội tụ sẽ hỗ trợ các dịch vụ cộng thêm rất ý nghĩa đối với khách hàng (truy cập đến mạng băng rộng di động, các dịch vụ tương tác và cá nhân, bao gồm cả thoại) với chi phí đầu tư thêm cho mạng chỉ gia tăng một ít (nền tảng media dựa trên mạng 2G/3G và cơ sở hạ tầng mạng băng rộng). c) Gia tăng lợi nhuận: Sự chấp nhận của người sử dụng với sự hội tụ các dịch vụ và thiết bị cuối sẽ là một nguồn lợi nhuận mới cho để thúc đẩy sự phát triển của công nghệ, tăng lượng khán giả cho các chương trình quảng bá truyền thống và cả lợi nhuận cho các dịch vụ 2G/3G. Khó khăn chính là việc thiết kế kỹ thuật/hệ thống đủ linh hoạt cho cả nhà truyền thông và nhà quảng bá khi đầu tư, xây dựng để có được thị trường mà mọi người đều có những cơ hội ngang nhau. 3.4.1.2. Giải pháp. Để có thể tham gia vào điều hành các mạng quảng bá và mạng di động, cần xây dựng các mô hình kinh doanh, các phương án hỗ trợ thêm các cơ hội cung cấp các dịch vụ mới. Vì lý do này, các nhà điều hành mạng và những đối tác liên quan đã đề ra các yêu cầu: • Mạng cell phải được xây dựng dựa trên các qui định về truyền thông, bản quyền, lưu lượng mạng Các hệ thống cell phải phù hợp cho việc truyền thông điểm-điểm. • Mạng quảng bá dựa trên các qui định về quảng bá, mạng quảng bá sẽ phân phối nội dung đến tất cả người sử dụng ở một thời điểm. DVB-H có thể chia xẻ một bộ multiplexer với các dịch vụ DVB-T, nhờ đó nhà cung cấp dịch vụ có thể sử dụng lại cơ sở hạ tầng quảng bá số đã có cho các dịch vụ TV cố định và di động. Ngoài ra, cần thêm “cầu nối” giữa nhà quảng bá và mạng cellular cũng như thiết bị cuối phải hỗ trợ cả modul DVB và modul celluar (ví dụ: UMTS). 59 Mạng cellular đóng vai trò là kênh ngược trong hệ thống hội tụ cho mục tiêu tương tác, và nó chỉ đóng vai trò truyền tải dữ liệu tương tác. Ngoài ra, có thể dùng mạng khác để đóng vai trò là kênh ngược mang dữ liệu tương tác, ví dụ mạng WiMax. 3.4.1.3. Dự án Cismundus. CISMUNDUS là sự hội tụ của các dịch vụ trên nền IP cho các thiết bị di động dựa vào sự kết hợp giữa mạng DVB-T và hệ thống UMTS. Để đưa ra một giải pháp tích hợp đầy đủ, dự án CISMUNDUS được xây dựng để đạt được chất lượng QoS – Quality of Service (mục tiêu không phải là xây dựng một mạng mới đạt chất lượng QoS). Điểm mấu chốt của công việc này là tạo các liên kết báo hiệu định nghĩa giữa các thành phần phân phối nội dung end-to-end. Những nguyên lý này sẽ khác nhau theo các cấu trúc và vùng truyền, vùng báo hiệu. Với vùng truyền, thiết bị cuối giao tiếp với hệ thống phân phối Cellular Delivery Sub-System (đối với mạng di động) và Broadcast Delivery Sub-System (đối với mạng quảng bá). Những mạng này đảm bảo chất lượng QoS với các máy thu hoặc dữ liệu truyền. Với vùng báo hiệu, Delivery Sub-System là trái tim của hệ thống. Nguyên lý của nó là định vị cấu hình của các vùng liên quan thông qua các liên kết báo hiệu, thúc đẩy sự tối ưu việc sử dụng Service Level Agreements. Servicer Provisioning Sub-system Hệ thống SPS (Service Provisioning Sub-system) bao gồm cả phần mềm và phần cứng cần cho việc phát triển các dịch vụ hội tụ và sẵn sàng cho yêu cầu từ Delivery Sub-system. SPS bao gồm tất cả các công cụ tạo nội dung từ thiết bị thu nhận (như cameras, media encoder,) đến các dạng dữ liệu (clip video/audio, ảnh tĩnh, các file HTML,): • Nội dung được làm sẵn theo một số phương pháp tùy theo bản chất của dịch vụ. • Các gói IP được phân phối trên DVB-T sau khi đóng gói vào dòng truyền TS bằng DVB MPE (Multiprotocol Encapsulation). • Server BTFTP (Broadcast Trivial File Transfer Protocol) phục vụ cho nhiều mục đích chung, cho phép tải multicast thuận lợi trên mạng DVB-T một chiều. 60 Các dịch vụ hội tụ phát triển trên CISMUNDUS có thể gồm nhiều loại thành phần khác nhau (các dịch vụ DVB truyền thống và hiện tại, multicast IP trên DVB, unicast IP trên GPRS,). SPS cũng cung cấp các tiện ích cho việc phát triển các ứng dụng của người sử dụng (end-user). Những ứng dụng này được phân phối đến thiết bị cuối và hoạt động như một dịch vụ riêng. Delivery Sub-system Về cơ bản, Network Service Providers có Service Level Agreement với nhà điều hành mạng cơ sở. Network Service Providers phải hoạt động trên nền tảng của sự quản lý từ Service Level Agreement. Service Provisioning Sub-system (điều hành bởi Value-Added Service Provider) cung cấp các dịch vụ mô tả cho Delivery Sub-system (chính xác là cho Service Access Entity). Trong thực tế, các mô tả này bao gồm thông tin về QoS mà Delivery Sub-system dùng để tối ưu băng thông sẵn có. • Service Access Entity chịu trách nhiệm hỗ trợ các thiết bị cuối khám phá các dịch vụ sẵn có. Nó quyết định nơi để đưa lên các mô tả dịch vụ trên mạng quảng bá (dùng thay cho Session Announcement Protocol) hoặc làm sẵn chúng thông qua các server file. • Network Access Entity cho phép thiết lập phạm vi người sử dụng trong Delivery Sub-system. Nó tận dụng tối ưu các đặc điểm từ các mô tả dịch vụ cho người sử dụng (dựa trên tiểu sử của người dùng), khả năng truyền của thiết bị cuối, từ đó, Delivery Sub-system sẽ quyết định dịch vụ mà thiết bị cuối được cung cấp. • Nhiệm vụ chính của Network Control Entity là cấu hình mạng để đảm bảo các dịch vụ có thể được phân phối thông qua các mạng nhằm tối ưu các thông số QoS yêu cầu. Broadcast Delivery Sub-system thực hiện cấu hình các thiết bị DVB-IP cài đặt đến nhóm IP multicast (đã được đóng gói với MPE). Cấu hình thiết lập được quyết định theo khả năng băng thông trên mạng hiện hành, sự liên thông giữa các mạng khác nhau, và mạng mà thiết bị cuối được hết nối đến. 3.4.2. Các dịch vụ mobile TV trên nền DVB-H. 3.4.2.1. Các đặc điểm của DVB-H đối với dịch vụ mobile TV. Ưu điểm: Một số đặc điểm thú vị nhất của DVB-H từ khía cạnh thiết kế dịch vụ là: • Tốc độ truyền dữ liệu quảng bá cao cả trong điều kiện di chuyển so với các kỹ thuật khác. 61 • Tất cả người sử dụng có thể thu sóng đồng thời, có khả năng thực hiện các dịch vụ trong thời gian thực. • Có khả năng đáp ứng đồng thời nhiều yêu cầu mà không gây rủi ro cho mạng (vượt quá trạng thái bão hòa). • Việc định địa chỉ cho người sử dụng để hỗ trợ protocol multicast đơn giản. Khuyết điểm: • Sự di động: DVB-H là hệ thống đặc biệt phù hợp cho môi trường di động. Tuy vậy, có nhiều thách thức trong môi trường di động khi các điều kiện thu nhận sóng luôn thay đổi như: thay đổi về cường độ sóng, đường truyền đa đường (multi- path) gây nên thời gian trễ khác nhau, sự thay đổi khi di chuyển giữa các cell, Điều này sẽ dẫn đến trong một số môi trường truyền kém thì sẽ mất tín hiệu. • Các dịch vụ hỗ trợ phải thích hợp cho các thiết bị di động, và phải xét đến yếu tố màn hình của thiết bị di động có kích thước nhỏ. Các đặc điểm thay đổi của môi trường truyền sóng dẫn đến chất lượng sóng thu được ở nhiều mức khác nhau tùy thuộc dịch vụ được sử dụng. 3.4.2.2. Phân loại các dịch vụ mbile TV ứng dụng trên DVB-H. Có nhiều cách khác nhau để phân loại các dịch vụ như phân loại dựa theo: • Thị trường (chuyên nghiệp, giải trí, giáo dục, sức khỏe, thông tin giao thông,); • Mạng sử dụng (phân phối, tin nhắn, đàm thoại,); • Chức năng và mức độ tương tác cung cấp được cho người sử dụng. Sau đây là một số phân loại các dịch vụ DVB-H: 1/Các ứng dụng thời gian thực – các dịch vụ phân phối trong thời gian thực cho một số lượng lớn khán giả trong một khu vực: • Các dịch vụ quảng bá như của truyền hình (TV-Like broadcasting): được đưa ra ở Nhật trong năm 2005-2006 sẽ tích hợp các chức năng thu truyền hình số vào điện thọai di động để cung cấp tin tức, mua sắm trên TV, các dịch vụ thể thao trong một khu vực xác định nào đó. • Quảng bá radio (radio broadcasting) • EPG (Electronic Program Guide): đây là thời khóa biểu tương tác của các chương trình hiện hành và tiếp theo mà người xem có thể hiển thị các chương trình này trên màn hình đơn giản bằng nút nhấn. 62 • Các hướng dẫn đơn giản nhất là các liệt kê chương trình về thời gian bắt đầu, khoảng thời gian, phân loại kiểm duyệt, thể loại chương trình, các nút nhấn cảm biến, mô tả ngắn của chương trình, các chương trình kế tiếp, Người xem cũng có thể xem lướt các kênh chương trình mà không cần phải chuyển kênh • Quảng bá trực tiếp và đáp ứng yêu cầu thông báo: Ví dụ, một cổ động viên bóng đá của một đội bóng sẽ yêu cầu truyền lại trận bóng của động bóng họ yêu thích, nếu anh ta không xem được trận bóng thì cũng có thể yêu cầu thông báo tỉ số khi có cầu thủ ghi bàn, và xem các pha ghi bàn. Tất cả các thuê bao sẽ có cùng yêu cầu giống nhau về việc thông báo tỉ số trận đấu và xem pha ghi bàn sẽ nhận được thông tin theo yêu cầu. Có thể thực hiện các yêu cầu tương tự cho tin tức, như yêu cầu các đoạn thông tin về: chính trị, các đoạn nhỏ ở một thời điểm, • Game: Các game, chơi đố trong thời gian thực, các trò chơi game trực tiếp có sự tham dự của nhiều người, các dịch vụ thời gian thực khác hỗ trợ trên mạng DVB-H. 2/Các ứng dụng Near On-demand Cho phép thu các dòng video và audio Near On-demand (như các đoạn đã được xác định trước của chương chương trình). Các dịch vụ như: • Video/audio on demand: Các đoạn giới thiệu phim, các dòng audio, video clip, tin tức, dự báo thời tiết, • Các ứng dụng tải chương trình: tải các nội dung về lưu trữ trong thiết bị cuối để sử dụng. • Phục vụ cho số lượng khán giả lớn: - Với thuê bao: các phiên bản báo điện tử sẽ được tải về thiết bị thu mọi buổi sáng trong tuần ở cùng thời điểm. - Cung cấp theo thời điểm: người sử dụng truy cập đến kho dữ liệu điện tử, xem trước các CD nhạc của ca sĩ mà mình yêu thích sau đó quyết định mua các file dữ liệu. Server sẽ thông báo cho thời gian tải dữ liệu về máy thu cho tất cả người sử dụng đã đặt hàng. • Các mục tiêu cá nhân: Mặc dầu DVB-H nhắm đến phục vụ cho yêu cầu đồng thời của số đông khán giả nhưng nó cũng đáp ứng được các yêu cầu cá nhân thông qua truyền unicast. • Các ứng dụng chuyên nghiệp: Cập nhật cho thiết bị cuối các thông tin, sự kiện trong ngày trong một khu vực. Các thiết bị cuối sẽ được phân phối “vé” để truy cập vào các sự kiện. 63 • Các dịch vụ giá trị gia tăng khác: Một chiếc điện thoại di động có chức năng thu sóng quảng bá sẽ mang đến nhiều điều thú vị nếu người sử dụng được cung cấp một mức độ tương tác nào đó. Các nội dung Internet phát quảng bá (các trang Internet được phân phối với cùng nội dung đến mọi người) đã được triển khai nhưng sẽ thú vị hơn nếu các dịch vụ quảng bá cung cấp chức năng truy cập Internet điểm-điểm. DVB-H có thể phát quảng bá nhiều dòng truyền chứa nội dung Internet và cung cấp kênh tương tác bằng UMTS/GPRS. 3.4.2.3. Các hỗ trợ về mặt công nghệ cho các dịch vụ DVB-H Hỗ trợ của Philips Hầu hết các nhà cung cấp thiết bị điện tử lớn như Motorola, Philips, Nokia, đều đã bắt đầu đưa ra các thiết bị có hỗ trợ DVB-H. Phần sau chọn Philip như một ví dụ điển hình về việc hỗ trợ cho DVB-H. Philip Electronic đã trình diễn một loạt các sản phẩm mới ở IFA 2005 (Berlin, 2-7/9). Các sản phẩm này bao gồm các thiết bị được tích hợp chức năng DVB-H (SiP – System-in-Package) phục vụ TV-on-Mobile, module DVB-T mới cho các thiết bị player media cơ động, các thiết bị cá nhân hỗ trợ cả Blutooth và Wi-Fi. Philip cũng trình diễn các dòng bộ xử lý đầu tiên phục vụ media di động Giải pháp TV-on-Mobile cho phép người sử dụng kết nối đến truyền hình trực tiếp, ảnh, phim, ca nhạc, trong khi di chuyển. Chip DVB-H BGT210 (gồm tuner TDA18281 và IC TDA10105) chứa trọn bộ các chức năng dùng cho thiết bị thu số. Khả năng tiết kiệm nguồn cũng được nhà sản xuất quan tâm, khách hàng có thể xem TV với thiết bị thu trên 10 giờ trước khi cần phải nạp lại nguồn. Ngoài ra, kích thước chip nhỏ giúp cho việc tích hợp dễ dàng vào điện thoại di động. Giải pháp phần mềm từ Philip’ LifeVibes cũng cải thiện các chức năng multimedia Philip cũng trình diễn hệ thống Philips Personal Media Player (PMP) bao gồm module DVB-T tùy chọn (PDD2016) dùng cho việc thu sóng truyền hình số trên thiết bị player media và các PDA (Personal Digital Assistants). Các module này hỗ trợ độ phân giải video rất cao nhưng vẫn đảm bảo việc tiêu thụ nguồn thấp, ngoài ra còn có thể cung cấp thêm anten kèm theo phục vụ cho những trường hợp sóng yếu. Giải pháp TV-on-Mobile của Philip góp phần thúc đẩy thị trường xem truyền hình trên thiết bị cầm tay phát triển. Philip cung cấp tất cả các thành phần phần cứng và phần mềm cho hoạt động của thị trường này như: tuner, bộ giải điều chế, giải mã, phần mềm, thực thi IPDC trên DVB, 64 Giải pháp TV-on-Mobile hỗ trợ nhiều chuẩn (DVB-H, DVB-T) và đặc biệt là khả năng tiêu thụ nguồn thấp, có thể sử dụng để xem truyền hình hơn 10 giờ với nguồn 700-mAh chuẩn. Khả năng tích hợp cao cho phép thu gọn thiết kế. Các tùy chọn về chương trình cho phép dễ dàng hỗ trợ các chuẩn khác nhau, nâng cấp khi hệ thống có những phát triển về sau. Các đặc điểm phần cứng Giải pháp TV-on-Mobile được thiết kế theo chuẩn DVB (hỗ trợ chuẩn DVB- H mới và DVB-T hiện nay) và chú ý đến việc tiết kiệm nguồn. SiP với tuner TV và bộ giải mã/ giải điều chế kênh. Giải pháp SiP dùng IC SiP tích hợp các chức năng thu, giải điều chế, giải mã tín hiệu truyền hình. Tuner TV của SiP dựa trên TDA18281, tuner Zero-IF DVB-H/T tiêu thụ nguồn chỉ 20mW với mode DVB-H và 150mW với mode DVB-T. Kích thước của tuner HVQFN32 là 5x5mm2 hỗ trợ nguồn điện áp từ 1.8V đến 2.8V, nhiễu nền 4dB, ngõ vào in-band IP3 là -7dBm. Ở thị trường Mỹ, tuner TV họat động trong dải tần 1760MHz. Các chức năng giải điều chế / giải mã của SiP dựa trên TDA10101, tiêu thụ nguồn thấp (kém hơn 30mW với mode DVB-H). Nó dùng cấu trúc DSP nên có thể được lập trình để hỗ trợ nhiều chuẩn gồm DVB-H/T (cả các phiên bản sau), và ISDB-T. Hiệu ứng Doppler (90Hz) được đảm bảo cho phép thu sóng ổn định trong điều kiện di động. Tín hiệu ra dùng giao diện SPI, tương thích với nhiều bộ xử lý ứng dụng khác, máy thu hoạt động với bus điều kiển I2C. Bộ decoder có thể dùng với chức năng thu OFDM đa mode dùng trong các ứng dụng WLAN. Tuner TV của SiP và chức năng giải mã kênh cũng có thể tách riêng trong các IC. Tuner DVB-H/T TDA18281 tích hợp trong HVQFN32, giải mã kênh TDA10101 trong TFBGA64. Các đặc điểm phần mềm Giải pháp TV-on-Mobile bao gồm toàn bộ các chức năng hỗ trợ đầy đủ cho các chức năng ứng dụng của truyền hình. Phần mềm của Philip chứa giải pháp Nexperia Cellular System hỗ trợ mobile TV. Ngoài ra, các giải thuật của Philip gồm cả mã hóa MPEG-4/H.264 audio/video và quản lý DRM, cải tiến khả năng multimedia Để đạt được hiệu quả tối đa trong các ứng dụng truyền hình, Philip đã hợp tác với Silicon & Software Systems Ltd (S3) là nhà cung cấp hàng đầu phần mềm 65 DVB-H/IPDC. Giải pháp onHandTV của S3 bao gồm protocol stack, middleware và các ứng dụng làm việc tương thích với giải pháp TV-on-Mobile. onHandTV cung cấp đầy đủ các chức năng hệ thông quản lý cơ sở dữ liệu ESG (ESG Database Management System), Quảng lý dịch vụ (Services Manager) và Content Player 66 Chương 4: TRIỂN KHAI DVB-H TRÊN THẾ GIỚI VÀ THỬ NGHIỆM TẠI VIỆT NAM 4.1. CÁC DỰ ÁN THÍ ĐIỂM DVB-H TRÊN THẾ GIỚI. Một số dự án thương mại DVB-H thí điểm đã được phát triển trên thế giới. DVB-H thử nghiệm ở Châu Âu, Bắc Mỹ, đã thu được các kết quả khả quan. Bắc Mỹ: Nhà điều hành mạng Crown Castle phát triển DVB-H dùng kênh 5MHz, Band L ở Pittsburgh, Mỹ. Việc chuẩn DVB-H được lựa chọn để cung cấp dịch vụ truyền hình cho thiết bị di động cầm tay ở Mỹ (quốc gia dùng chuẩn ATSC) cho thấy khả năng triển khai rộng của DVB-H. Châu Âu: Dự án BMCO (Broadcast Mobile Convergence) gần đây đã triển khai thí điểm xong ở Berlin, Đức. Các công ty Nokia, Philips, Universal Studios Networks Germany, và Vodafone đã thử nghiệm các dịch vụ DVB-H trên mạng truyền hình số mặt đất. Thử nghiệm thu các dịch vụ DVB-H đã thành công vào 4/5/2004 với thiết bị thu của Nokia model 7700. Philips cũng đã có sẵn một số model máy thu cho dịch vụ này. Ở Hà Lan, thử nghiệm DVB-H đã thành công với hỗ trợ của Nokia và nhà điều hành mạng quảng bá Nozema Services. Trong thử nghiệm này, các chương trình truyền hình được truyền với tốc độ 200kbit/s cho chất lượng hình ảnh tốt với những màn hình nhỏ (đường chéo màn hình khoảng 10cm). 4.2. TRIỂN KHAI THỬ NGHIỆM DVB-H TẠI VIỆT NAM. 4.2.1. Truyền hình số mặt dất. Tháng 12/2000, Công ty đầu tư và phát triển công nghệ truyền hình (VTC), lúc đó còn thuộc Đài THVN, bắt đầu thử nghiệm chuyển đổi từ máy phát hình analog sang máy số với công suất vừa và triển khai phát thử nghiệm trên diện hẹp. Đồng thời, VTC cũng tiến hành thiết kế sơ bộ thiết bị chuyển đổi tín hiệu số/tương tự. Từ năm 2003 VTC đã phát truyền hình số mặt đất tại Hà nội, sau đó đã phát triển ra nhiều tỉnh thành trong cả nước. Thông số phát truyền hình số tại Hà nội (hai sóng mang trên kênh 26 và kênh 34): 64 QAM, FEC 3/4, khoảng bảo vệ 1/32. 67 4.2.2. Truyền hình số cho điện thoại di động. Truyền hình di động của VTC lên sóng thử nghiệm vào đầu tháng 11 ở Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh, Hải Phòng, và Quảng Ninh. Trước mắt, VTC phát thử tám kênh, gồm các kênh của Đài Truyền hình Kỹ thuật số VTC (từ VTC1-VTC5), các kênh của VTV, các kênh của Đài Tiếng nói Việt Nam (VOV1, VOV3) và một kênh do VTC sản xuất riêng cho truyền hình di động. Đầu cuối di động Nokia N92 được dùng cho mạng truyền hình di động của VTC. Theo VTC, VTC Mobile hợp tác với Nokia không phải là hợp tác sản xuất, mà để khóa mã các nội dung chương trình nhằm kiểm soát được các thuê bao sử dụng để thu phí. Các thuê bao VinaPhone, Mobifone, Viettel, dùng loại máy có hỗ trợ xem truyền hình, đi trong vùng phủ sóng truyền hình số di động sẽ có cơ hội xem truyền hình ở bất cứ nơi đâu. 4.2.3. Đề xuất kỹ thuật cho mạng DVB-T/H của VTV. Các dịch vụ cho mạng phát hình số. Trên cơ sở các dịch vụ có khả năng phát triển trên mạng truyền hình số DVB-T/H, thử nghiệm DVB-T/H của các nước, khả năng phát triển của công nghệ truyền hình tương tác DVB-RCT, sự phát triển của truyền hình số tại Việt nam và hạ tầng cở sở viễn thông tại Việt nam, mạng DVB-T/H của VTV nên phát triển các dịch vụ sau: a/ Truyền hình số độ phân giải tiêu chuẩn (SDTV). Dùng tiêu chuẩn nén MPEG -2, 4:2:0 MP@ML với tốc độ sau khi nén là 3,0 đến 4,5 Mbit/s. Tín hiệu Video tương tự hay số (SDI) đầu vào được đưa tới các bộ mã hoá MPEG-2 để nén xuống tốc độ bit phù hợp cho truyền hình tiêu chuẩn. Tín hiệu đầu ra là ASI được đưa vào bộ ghép kênh và đưa tới máy phát số để phát tới các đầu thu số mặt đất phục vụ cho việc thu cố định. b/ Truyền hình số cho các thiết bị di động (DVB-H). Tốc độ tín hiệu 01 chương trình DVB-H: 300-500Kbps, độ phân giải QVGA 320x240 c/ Hướng dẫn chương trình và dịch vụ điện tử (EPG-ESG). EPG phát triển trên mạng DVB-T/H của Đài THVN ban đầu có thể dưới dạng EPG cơ bản, chung cho cả các dịch vụ của mạng tương tự, cáp, DTH, và truyền hình số mặt đất, và miễn phí để người xem làm quen với dịch vụ mới. 68 ESG dùng để hướng dẫn các dịch vụ cho đầu cuối di động. d/ Các dịch vụ truyền hình tương tác qua mạng điện thoại và các dịch vụ khác. Các dịch vụ tương tác đơn giản sử dụng kênh ngược là đường điện thoại. Các dịch này được đưa vào hệ thống ghép kênh qua các bộ mã hoá MPEG-2 hay MPEG-4 cho DVB-H. Một số kênh phát thanh cho DVB-T và DVB-H đưa vào đầu vào Audio của bộ mã hoá MPEG-2 và MPEG-4. Tích hợp dịch vụ DVB-T/H trong mạng phát hình số. Để thoả hiệp chất lượng dịch vụ DVB-T MPEG-2 và DVB-H, và đảm bảo số kênh yêu cầu (6 kênh DVB-T MPEG-2 và 8 kênh DVB-H), đề xuất sử dụng thông số phát như sau: - Chế độ điều chế phân cấp 64-QAM, a=2. Trong đó: + Dòng tín hiệu có độ ưu tiên cao (HP) điều chế QPSK, FEC=1/2, khoảng bảo vệ là 1/4 dùng để phát các chương trình cho thiết bị di động với tốc độ bit là 4.98Mb/s. Với mỗi chương trình DVB-H có tốc độ bit cỡ 300 -500Kbps, có thể phát tới 10 - 16 kênh chương trình cho máy thu di động. + Dòng tín hiệu có độ ưu tiên thấp (LP) dùng để phát các chương trình thu cố định với FEC=3/4, khoảng bảo vệ là 1/4, tốc độ bit tối đa là 14.93 Mbps. Với ghép kênh thống kê, mỗi chương trình có tốc độ bit cỡ 2.5 đến 3Mbps có thể phát được tới 5 hoặc 6 chương trình SDTV số. Truyền dẫn tín hiệu cho hệ thống truyền hình số. Tại các địa điểm cách xa Studio tại Hà nội, với các kênh truyền hình số DVB-T MPEG-2 truyền thống, sử dụng phương thức truyền dẫn tín hiệu thông qua đường vệ tinh băng C (hiện tại có các chương trình VTV1, 2, 3, 4 trong tương lai truyền dẫn thêm tín hiệu các chương trình VTV6,7). Với tín hiệu cho các kênh DVB-H tại Hà nội lấy trực tiếp từ Trung tâm sản xuất chương trình đưa sang dưới dạng tín hiệu tương tự. Tín hiệu dùng cho các kênh DVB-H tại Thành phố Hồ Chí Minh, do tốc độ bít thấp, có thể truyền qua Internet hoặc vệ tinh. Đầu cuối của hệ thống DVB-H. Việc triển khai các dịch vụ truyền hình cho di động DVB-H cần phải quan tâm tới các máy di động đầu cuối để thu dịch vụ. Hiện tại, có Samsung, LG, Siemens, Nokia, Motorola đã cung cấp các máy điện thoại di động có khả năng thu 69 truyền hình DVB-H. Nokia đã ký kết với VTC về việc phát triển truyền hình cho di động với giải pháp của Nokia. Vì vậy, việc hợp tác với các hãng điện thoại di động về khả năng cung cấp đầu cuối di động cho dịch vụ DVB-H của Đài THVN là rất cần thiết khi triển khai dịch vụ truyền hình cho động. Ngoài ra có thể sử dụng các card SD thu tín hiệu truyền hình số DVB-H cho các loại máy di động có độ phân giải màn hình và tốc độ xử lý thích hợp. Khi đó, việc thu tín hiệu dịch vụ DVB-H sẽ không phụ thuộc vào các nhà cung cấp điện thoại di động Khóa mã các dịch vụ DVB-H. Khi tiến hành thu phí các dịch vụ DVB-H cho thiết bị di động thì cần phải triển khai hệ thống khoá mã thuê bao. Hiện tại các hãng cung cấp hệ thống CA đều tích hợp phần mềm giải khoá mã tín hiệu truyền hình cho di động trên (U)SIM hoặc trực tiếp trên bảng mạch máy di động. Việc triển khai dịch vụ DVB-H cho di động có khoá mã thuê bao thì cần phải liên kết với các nhà cung cấp dịch vụ di động để cung cấp (U)SIM cho máy di động thu dịch vụ DVB-H hoặc liên kết với các nhà sản xuất thiết bị di động thu tín hiệu DVB-H để tích hợp mạch giải khoá mã tín hiệu trêm máy di động. 70 Kêt Luận DVB-H, như là một tiêu chuẩn truyền dẫn, quy định các lớp vật lý cũng như các yếu tố của giao thức lớp thấp nhất. Nó sử dụng một thuật toán tiết kiệm năng lượng dựa trên việc truyền tải thời gian ghép các dịch vụ khác nhau. Kỹ thuật, được gọi là thời gian cắt, kết quả trong một pin tiết kiệm điện có hiệu lực lớn. Ngoài ra, "slicing time” mềm cho phép chuyển giao nếu người nhận chuyển từ mạng di động tới mạng di động chỉ với một đơn vị tiếp nhận. Đối với truyền dẫn đáng tin cậy trong các điều kiện tiếp nhận người ít tín hiệu, một lỗi bảo vệ Đề án tăng cường các lớp liên kết được giới thiệu. Chương trình này được gọi là MPE- FEC (Multi-Protocol Tóm lược - Chuyển tiếp Error Correction). MPE-FEC sử dụng mạnh mẽ kênh mã hóa trên kênh mã hóa bao gồm trong đặc tả kỹ thuật DVB- T và cung cấp một mức độ thời gian " interleaving. "Hơn nữa, tiêu chuẩn DVB-H là một tính năng bổ sung chế độ mạng, các kiểu 4K , cung cấp thêm tính linh hoạt trong việc thiết kế mạng đơn tần số (SFNs) mà vẫn rất thích hợp để tiếp nhận điện thoại di động, và cũng cung cấp một kênh tăng cường tín hiệu để cải thiện sự truy cập vào các dịch vụ khác nhau. Một lần nữa xin trân thành cảm ơn thầy Nguyễn Huy Dũng, các thầy cô khoa Điện – Điện tử đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. 71 Tài liệu tham khảo: 1. EN 302.304 v1.1.1: Digital Video Broadcasting (DVB); Transmission System for Handheld Terminals (DVB-H) 2. EN 300.744 v1.5.1: Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television 3. 101.191 v1.4.1: Digital Video Broadcasting (DVB); DVB mega-frame for Single Frequency Network (SFN) synchronization 4. Peter Unger, Thomas Kurner, "Radio Network Planning of DVB- H/UMTS Hybrid Mobile Communication Networks" 72 MỤC LỤC Lời mở đầu ............................................................................................................... 1 Chương 1: CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG ............................. 2 1.1. Tại sao phải sử dụng công nghệ mới cho truyền hình di động? ........................ 2 1.2. Các yêu cầu của dịch vụ truyền hình di động .................................................... 3 1.3. Truyền hình di động quảng bá và tương tác. ..................................................... 3 1.4. Tổng quan về các công nghệ cung cấp dịch vụ truyền hình di động. ................ 4 1.4.1. Các dịch vụ truyền hình di động sử dụng nền tảng mạng di động 3G: .......... 5 1.4.2. Truyền hình di động sử dụng các mạng truyền hình quảng bá mặt đất: ......... 7 1.4.3.Truyền hình di động sử dụng phát thanh vệ tinh: ............................................ 9 1.4.4. Truyền hình di động sử dụng các công nghệ khác như WiMAX hay WiBro: 9 1.5. Truyền hình di động sử dụng nền tảng mạng 3G. .............................................. 9 1.5.1. Truyền hình di động dùng MBMS: ................................................................. 9 1.5.2. Truyền hình di động sử dụng 3G HSDPA: ................................................... 10 1.5.3. Một số nhà khai thác truyền hình di động trên 3G: ...................................... 10 1.6. Truyền hình di động sử dụng công nghệ video số quảng bá (DVB) . ............. 11 1.6.1. DVB-T: Truyền hình quảng bá số mặt đất. ................................................... 11 1.6.2. DVB-T cho các ứng dụng di động: ............................................................... 12 1.6.3. DVB-H cung cấp dịch vụ truyền hình di động: ............................................ 12 1.7. Truyền hình di động sử dụng công nghệ DMB. .............................................. 13 1.7.1. Dịch vụ phát thanh số quảng bá: ................................................................... 13 1.7.2 Dịch vụ DMB: ................................................................................................ 14 1.8. Dịch vụ truyền hình di động MediaFLO .......................................................... 15 1.9. Dịch vụ DAB-IP cho truyền hình di động ....................................................... 18 1.10.Truyền hình di động sử dụng các dịch vụ ISDB-T ......................................... 18 1.11.Truyền hình di động cung cấp qua các công nghệ Wimax ............................. 19 1.12.Kết luận ........................................................................................................... 20 Chương 2: CÔNG NGHỆ DVB-H ....................................................................... 22 2.1. Giới thiệu: ......................................................................................................... 22 2.2. NỀN TẢNG LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ DVB-H CHO TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG. .................................................................................................................... 22 2.2.1. Hiện trạng công nghệ: ................................................................................... 22 2.2.2. Các giải pháp: ................................................................................................ 23 2.2.3. Các yêu cầu: .................................................................................................. 23 73 2.3. IP DATACAST (IPDC). .................................................................................. 24 2.3.1. Giới thiệu vắn tắt về IPDC. ........................................................................... 24 2.3.2. Các dịch vụ: ................................................................................................... 24 2.4. KỸ THUẬT TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG DVB-H. ......................................... 25 2.4.1. Giới thiệu: ...................................................................................................... 25 2.4.1. Cơ chế cắt lát thời gian (Time-Slicing). ........................................................ 26 2.4.2. Mã sửa lỗi MPE-FEC. ................................................................................... 29 2.4.3. Các đặc điểm điểm mới của DVB-H trên lớp vật lý DVB-T. ...................... 31 2.4.4. Các tiêu chuẩn DVB-H. ................................................................................ 33 2.5. MÃ HOÁ NGUỒN CHO DVB-H. TIÊU CHUẨN NÉN ẢNH H.264/MPEG- 4AVC. ...................................................................................................................... 34 2.5.1. Hạn chế của tiêu chuẩn nén ảnh MPEG-2. ................................................... 34 2.5.2. Các đặc điểm kỹ thuật của H.264/MPEG-4AVC. ........................................ 34 Chương 3: MÔ HÌNH MẠNG VÀ CÁC DỊCH VỤ MOBILE TV TRÊN DVB-H .... 41 3.1. SO SÁNH DVB-T và DVB-H. ........................................................................ 41 3.2. ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG TRUYỀN HÌNH DÙNG CÔNG NGHỆ DVB-H. ... 42 3.3. CÁC MÔ HÌNH TRIỂN KHAI DVB-H. ........................................................ 43 3.3.1. Tích hợp DVB-H trên mạng DVB-T. ........................................................... 43 3.3.2. Tich hợp DVB-H với mạng 2G/3G cellular. ................................................ 46 3.4. SỰ HỘI TỤ CÔNG NGHỆ VÀ CÁC DỊCH VỤ MOBILE TV TRÊN NỀN DVB-H. ................................................................................................................... 48 3.4.1. Sự hội tụ của DVB-H, mạng GSM (2,5/3G), Wimax. .................................. 48 3.4.2. Các dịch vụ mobile TV trên nền DVB-H. .................................................... 51 Chương 4: TRIỂN KHAI DVB-H TRÊN THẾ GIỚI VÀ THỬ NGHIỆM TẠI VIỆT NAM ............................................................................................................. 57 4.1. CÁC DỰ ÁN THÍ ĐIỂM DVB-H TRÊN THẾ GIỚI. .................................... 57 4.2. TRIỂN KHAI THỬ NGHIỆM DVB-H TẠI VIỆT NAM............................... 57 4.2.1. Truyền hình số mặt dất. ................................................................................. 57 4.2.2. Truyền hình số cho điện thoại di động. ......................................................... 58 4.2.3. Đề xuất kỹ thuật cho mạng DVB-T/H của VTV. ......................................... 58 Kêt Luận ................................................................................................................. 61 Tài liệu tham khảo ................................................................................................. 62