BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
-----oOo-----
NGUYỄN ANH DŨNG
Đề tài:
NGHIÊN CỨU CÁC CÔNG NGHỆ CƠ BẢN VÀ
ỨNG DỤNG TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử
Mã số: 60.52.70
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. TRẦN QUỐC THỊNH
Hà Nội 2011
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
3GPP
Third Generation Partnership Project
Dự án hiệp hội thế hệ ba
3GPP2
Third Generation Partnership Project 2 Dự án 2 hiệp hội thế hệ ba
AAC
Advanced Audio Coding
M ã hoá âm thanh tiên tiến
ALC
Asynchoronous Layered Coding
M ã hoá phân lớp không đồng
bộ
AMPS
Advanced Mobile Phone System
Hệ thống điện thoại di động
tiên tiến
AMR
Adaptive M ultirate
Đa tốc độ thích nghi
ARQ
Automatic Repeat Request
Yêu cầu phát lại tự động
ATM
Asynchronous Transfer Mode
Chế độ truyền tải không đồng
bộ
ATSC
Advanced Television Systems
Tiêu chuẩn uỷ ban các hệ
Committee Standard
thống truyền hình tiên tiến
AVI
Audio Video Interleaved
Ghép xen Video âm thanh
BCM CS
Broadcast/M ulticast Service
Dịch vụ broadcast/mult icast
BICC
Bearer Independent Call Control
Điều khiển cuộc gọi độc lập
phần mang
BM-SC
Broadcast/M ulticast 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
CIF
Common Interface Format
Khuôn dạng giao diện chung
CMMB
China M obile Multimedia
Quảng bá đa phương tiện di
Broadcasting
động Trung Quốc
COFDM
Coded Orthogonal Frequency Division
Ghép kênh phân chia theo tần
Multiplexing
số trực giao được mã hoá
CRC
Cyclic Redundancy Check
Kiểm tra dư chu trình
CS
Circuit Switched
Chuyển mạch kênh
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
Quảng bá âm thanh số dựa
Protocol
trên giao thức Internet
Differential Quadrature Phase Shift
Khoá dịch pha vuông góc vi
Keying
sai
Digital Rights Management
Quản lý bản quyền số
DQPSK
DRM
DS-CDMA Direct Sequence Code Division
Đa truy nhập phân chia theo
Multiple Access
mã trải phổ chuỗi trực tiếp
DTX
Discontinous Transmission
Truyền dẫn không liên tục
DVB
Digital Video Broadcasting
Quảng bá Video số
DVB-H
Digital Video Broadcasting-Handheld
Quảng bá Video số tới máy
cầm tay
ECM
Entitlement Control M essage
Bản tin điều khiển được phép
EDG E
Enhanced Data Rates for Global
Các tốc độ dữ liệu tiên tiến đối
với phát triển toàn cầu
ES
Elementary Stream
Dòng sơ cấp
ESG
Electronic Service Guide
Hướng dẫn dịch vụ điện tử
ETSI
European Telecommunications
Viện tiêu chuẩn Viễn thông
Standards Institute
Châu Âu
EVDO
Evolution Data Only
Chỉ dữ liệu phát triển
EVDV
Evolution Data and Voice
Thoại và dữ liệu phát triển
FACH
Forward Access Channel
Kênh truy nhập hướng đi
FDD
Frequency Division Duplex
Song công phân chia theo tần
số
FDM
Frequency Division M ultiplexing
Ghép kênh phân chia theo tần
số
FEC
Forward Error Correction
Sửa lỗi hướng đi
FIC
Fast Information Channel
Kênh thông tin nhanh
FLO
Forward Link Only
Chỉ liên kết hướng đi
FTP
File Transport Protocol
Giao thức truyền tải tệp
GERAN
GSM EDGE Radio Access Network
M ạng truy nhập vô tuyến
GSM EDGE
GGSN
Gateway GPRS Support Node
Node hỗ trợ GPRS cổng
GMSC
Gateway M SC
M SC cổng
GPRS
General Packet Radio Service
Dịch vụ vô tuyến gói tổng quát
GPS
Global Positioning System
Hệ thống định vị toàn cầu
GSM
Global System for Mobile
Hệ thống thông tin di động
communications
toàn cầu
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
IETF
Internet Engineering Task Force
Uỷ ban nhiệm vụ kỹ thuật
Internet
IMS
IP M ultimedia System
Hệ thống đa phương tiện IP
IMT-2000
International M obile Telephone 2000
Điện thoại di động Quốc tế2000
IP
Internet Protocol
Giao thức Internet
IPE
IP Encapsulation
Đóng gói IP
ISDB-T
Integrated Services Digital
Quảng bá số các dịch vụ tích
Broadcasting-T errestrial
hợp-mặt đất
ISI
Intersymbol Interference
Xuyên nhiễu giữa các ký hiệu
ITU
International Telecommunications
Hiệp hội Viễn thông Quốc tế
Union
LCT
Layered Coding Transport
Truyền tải mã hoá được phân
lớp
LIC
Local-area Identification
M ô 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 M ulticast
Dịch vụ broadcast và multicast
Service
đa phương tiện
MBMS point-to-multipoint Control
Kênh điều khiển điểm-tới-đa
Channel
điểm MBMS
MCI
Multiplex Configuration Information
Thông tin cấu hình ghép kênh
ME
Mobile Equipment
Thiết bị di động
MFN
Multifrequency Network
M ạng đa tần
MGCF
Media Gateway Control Function
Chức năng điều khiển
MCCH
Gateway media
MICH
MBMS notification Indicator Channel
Kênh chỉ thị thông báo MBM S
MIDP
Mobile Information Device Profile
Profile thiết bị thông tin di
động
MLC
Multicast Logical Channel
Kênh logic multicast
MOT
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
MM S
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
M ạng chuyển mạch di động
MSCH
MBMS point to multipoint Scheduling
Kênh định trình điểm-tới-đa
Channel
điểm MBMS
MSK
MBMS Senssion Keying
Khoá phiên MBMS
MTCH
MBMS point-to-multipoint Traffic
Kênh lưu lượng điểm-tới-đa
Channel
điểm MBMS
MTK
MBMS Traffic Keying
Khoá lưu lượng MBM S
MUK
MBMS User Keying
Khoá người sử dụng MBMS
NMTS
Nordic Mobile Phone Service
Dịch vụ điện thoại di động
Bắc Âu
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
PDA N
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
PS
Packet Switched
Chuyển mạch gói
PSS
Packet-Switched Streaming
Dòng chuyển mạch gói
PSTN
Public Switching Telephone Network
M ạng điện thoại chuyển mạch
công cộng
PPC
Positioning Pilot Channel
Kênh hoa tiêu vị trí
PTM
Point-to-Multipoint
Điểm-tới-đa điểm
PTP
Point-to-Point
Điểm-tới-điểm
QAM
Quadrature Amplitude M odulation
Điều chế biên độ vuông góc
QCELP
Qualcomm Code Excited Linear
M ã hoá dự đoán tuyến tính
Predictive Coding
kích thích mã của Qualcomm
Quater Common Interface Format
Khuôn dạng giao diện chung
QCIF
một phần tư
QoS
Quality of Service
Chất lượng dịch vụ
QPSK
Quadrature Phase Shift Keying
Khoá dịch pha vuông góc
QVGA
Quarter Video Graphics Array
M ảng đồ hoạ Video một phần
tư
RAN
Radio Access Network
M ạng 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
RS
Reed-Solomon
M ã Reed-Solomon
R-SGW
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
SC
Synchronization Channel
Kênh đồng bộ
SDP
Senssion Description Protocol
Giao thức mô tả phiên
SFN
Single Frequency Network
M ạng đơn tần
SGSN
Serving GPRS Support Node
Node hỗ trợ GPRS phục vụ
SI
Service Information
Thông tin dịch vụ
SIM
Subscriber Identity M odule
M odule nhận dạng thuê bao
SIP
Session Initiation Protocol
Giao thức khởi đầu phiên
SNA P
SubNetwork Attachment Point
Điểm gán mạng con
SMIL
Synchronized Multimedia Integration
Ngôn ngữ tích hợp đa phương
Language
tiện đồng bộ
SMS
Short M essage Service
Dịch vụ bản tin ngắn
SS7
Signaling System No 7
Hệ thống báo hiệu số 7
SVG
Scalable Vector Graphics
Đồ hoạ vector có thể định
thang
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 Access
Truy nhập ghép kênh phân
chia theo thời gian
TPC
Transition Pilot Channel
Kênh hoa tiêu chuyển dịch
TPS
Transmitter Parameter Signaling
Báo hiệu tham số máy phát
TS
Transport Stream
Dòng truyền tải
UDP
User Datagram Protocol
Giao thức datagram người sử
dụng
UE
User Equipment
Thiết bị người sử dụng
UHF
Ultra High Frequency
Tần số cực cao
UMTS
Universal Mobile
Dịch vụ viễn thông di động
Telecommunications Service
toàn cầu
UMTS Subscriber Identity M odule
M odule nhận dạng thuê bao
USIM
UMTS
UTRA
Universal Terrestrial Radio Access
Truy nhập vô tuyến mặt đất
toàn cầu
UTRAN
UMTS Terrestrial Radio Access
M ạng truy nhập vô tuyến mặt
Network
đất UMTS
VAD
Voice Activity Detection
Phát hiện kích hoạt thoại
VHF
Very High Frequency
Tần số rất cao
VLR
Visitor Location Register
Bộ ghi định vị tạm trú
WAP
Wireless Application Protocol
Giao thức ứng dụng vô tuyến
WCDMA
Wideband Code Division Multiple
Đa truy nhập phân chia theo
Access
mã băng rộng
Wide-area Identification Channel
Kênh mô tả diện rộng
WIC
LỜI MỞ ĐẦU
Công nghệ truyền hình di động (Mobile TV) gần đây đã và đang được thử
nghiệm và triển khai thành công ở nhiều Quốc gia trên thế giới. Mobile TV là công
nghệ vô tuyến được thiết kế để có thể truyền tải được tín hiệu truyền hình trong môi
trường vô tuyến di động có băng thông hạn chế và thường xuyên chịu ảnh hưởng
của fading, nhiễu và tạp âm, trong khi phải đáp ứng được khả năng hiển thị tín hiệu
tốt trên máy đầu cuối cầm tay di động có kích thước màn hình nhỏ, công suất pin
tiêu thụ bị hạn chế. Các công nghệ truyền tải tín hiệu Mobile TV bao gồm: Mobile
TV truyền tải qua mạng di động 3G, Mobile TV phát qua mạng quảng bá số mặt đất
cho các máy cầm tay (DVB-H), Mobile TV phát qua mạng quảng bá đa phương tiện
số (DMB), M obile TV phát qua mạng M ediaFLO, Mobile TV phát qua mạng quảng
bá số các dịch vụ tích hợp-mặt đất (ISDB-T), M obile TV phát qua mạng quảng bá
âm thanh số trên nền IP (DAB-IP) và Mobile TV phát qua các mạng WiFi,
WiMAX . Trong đó, các công nghệ M obile TV truyền tải qua mạng 3G, DVB-H,
DMB, và MediaFLO đã được nghiên cứu, tiêu chuẩn hoá và sử dụng phổ biến. Ở
Việt Nam, công nghệ 3G đang được thử nghiệm, triển khai ở nhiều nhà cung cấp
dịch vụ như Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT), Tổng Công ty
Viễn thông Quân đội (Viettel)…, Tổng Công ty Truyền thông đa phương tiện
(VTC) đã tiến hành thử nghiệm công nghệ DVB-H những năm trước đây, trung tâm
dịch vụ công nghệ truyền hình và đài truyền hình Việt Nam đã tiến hành thử
nghiệm công nghệ DM B vào năm 2008. Sự phát triển của các công nghệ M obile
TV thực sự đem lại những sự thay đổi lớn trong lĩnh vực truyền thông đa phương
tiện số, khi mà người sử dụng có thể xem tín hiệu truyền hình ở bất kỳ địa điểm nào
được phủ sóng truyền hình di động chỉ với một máy di động cầm tay có kích thước
nhỏ.
Với mong muốn nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản và
qua đó có cơ sở so sánh, đánh giá từng công nghệ từ đó có những đề xuất hướng lựa
chọn công nghệ phù hợp tình hình phát triển ở nước ta. Nội dung của đề tài được
trình bày như sau:
Chương 1: Tổng quan về Mobile TV và tình hình phát triển trên thế giới
Chương 2: Nghiên cứu kỹ thuật Streaming và Mobile Multimedia
Chương 3: Các công nghệ truyền hình di động cơ bản
Chương 4: So sánh, đánh giá các công nghệ truyền hình di động
Chương 5: Đề xuất hướng lựa chọn công nghệ, một số ứng dụng cho phát
thanh số di động, kết luận, khuyến nghị và hướng phát triển
Tóm lại, nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động để đề xuất hướng lựa
chọn cho phù hợp tình hình ở nước ta.. Tuy nhiên việc nghiên cứu các công nghệ
truyền hình di động cũng là một vấn đề phức tạp, đòi hỏi quá trình nghiên cứu kỹ
lưỡng và nghiêm túc. Do điều kiện nghiên cứu, thời gian và kiến thức còn hạn chế,
trong khuôn khổ luận văn này, tác giả đã cố gắng tìm hiểu, nghiên cứu và trình bày
các vấn đề một cách tổng quan và cơ bản nhất, và chắc chắn rằng luận văn sẽ không
tránh khỏi những thiếu sót, kính mong nhận được sự góp ý quý báu của Quí Thầy
và các bạn.
Xin chân thành cảm ơn !
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ M OBILE TV VÀ TÌNH HÌNH
PHÁT TRIỂN TRÊN THẾ GIỚI
1.1 Tổng quan về Mobile TV
Truyền hình di động (Mobile TV) là công nghệ mã hoá và truyền dẫn các
chương trình truyền hình hoặc video để có thể thu được trên các thiết bị di động như
điện thoại di động, các thiết bị hỗ trợ số cầm tay (PDA ), các thiết bị đa p hương tiện
vô tuyến, các máy điện thoại có khả năng thu tín hiệu truyền hình di động [1]. Đối
với M obile TV, người xem có thể truy nhập các chương trình truyền hình trong khi
di chuyển. Các chương trình truyền hình có thể được truyền tải dòng (streaming) tới
máy di động để xem ở tốc độ giống như khi được phát hoặc các chương trình có thể
được xem với trễ thời gian hoặc có thể được ghi lại toàn bộ giống như băng cassette
video hoặc đĩa DVD. Mobile TV không chỉ cho phép truyền dẫn một chiều thông
thường mà còn cho phép truyền tín hiệu truyền hình tương tác nhờ sử dụng các
kênh phản hồi cung cấp bởi mạng tế bào. Các chương trình có thể được phát ở chế
độ quảng bá (broadcast) trong một vùng phủ sóng hoặc phát tới một người sử dụng
theo yêu cầu (chế độ unicast) hoặc có thể phát tới một nhóm người sử dụng (chế độ
multicast).
Các công nghệ truyền hình truyền thống được thiết kế đối với các máy thu cố
định, có kích thước màn hình lớn trong đó công suất tiêu thụ không là vấn đề quan
trọng. Trong khi đó các máy thu di động có công suất pin hạn chế, kích thước màn
hình nhỏ, anten nhỏ được tích hợp ở bên trong máy và có bộ nhớ giới hạn, hơn nữa
máy thu có thể chuyển động với tốc độ lên tới 200 km/h [1,5]. Do đó, Mobile TV là
công nghệ được thiết kế để đáp ứng được các y êu cầu truyền dẫn tín hiệu truyền
hình trong môi trường vô tuyến di động có băng thông hạn chế, máy thu đầu cuối di
động có công suất pin tiêu thụ nhỏ kích thước màn hình nhỏ, và giới hạn về tốc độ
làm tươi . Các ảnh hưởng quan trọng của môi trường vô tuyến di động bao gồm
truyền dẫn đa đường, fading, và hiệu ứng Doppler; trong khi đó hạn chế của máy
thu di động là công suất pin nhỏ và anten tích hợp bên trong có độ tăng ích nhỏ. Các
công nghệ M obile TV đã được phát triển để khắc phục các hạn chế của môi trường
truyền dẫn tín hiệu truyền hình di động cũng như các hạn chế của máy thu tín hiệu
truyền hình di động nói trên. Các yêu cầu về mặt công nghệ hỗ trợ việc truyền dẫn
tín hiệu truyền hình di động là [1]:
- 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 hình chung thu phát đối với truyền hình di động
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-AA C, AM R...), 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.
Hiện nay có hai phương pháp chính để phát tín hiệu truyền hình di động.
Phương pháp thứ nhất là p hát qua mạng tế bào hai chiều và p hương pháp thứ hai là
phát qua mạng quảng bá dành riêng, một chiều. Mỗi phương pháp có các ưu nhược
điểm riêng:
- Phát tín hiệu truyền hình qua mạng tế bào có ưu điểm là sử dụng được cơ
sở hạ tầng mạng đã được thiết lập, do đó sẽ giảm chi phí triển khai. Đồng thời, nhà
khai thác đã có sẵn thị trường truy nhập tới các thuê bao hiện tại, các thuê bao này
chỉ cần đăng ký dịch vụ truyền hình di động mà họ muốn sử dụng. Nhược điểm
chính khi phát tín hiệu truyền hình qua các mạng tế bào (2G hoặc 3G) là vấn đề
băng thông hạn chế, điều này có thể làm giảm chất lượng các dịch vụ thoại truyền
thống. Tốc độ dữ liệu cao của truyền hình di động có thể làm giảm dung lượng của
mạng tế bào. Hơn nữa để thu được tín hiệu truyền hình di động máy đầu cuối cũng
cần được thay thế và thiết kế lại (các vấn đề như kích thước màn hình, cường độ tín
hiệu thu, công suất pin và khả năng xử lý là các vấn đề cần xem xét khi thiết kế máy
thu). Nhiều nhà khai thác dịch vụ di động 2G và hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ
3G đang cung cấp dịch vụ video theo yêu cầu và dòng truyền tải video. Các dịch vụ
này phát ở chế độ unicast với dung lượng truyền dẫn giới hạn và được xây dựng
trên nền các công nghệ sử dụng hệ thống tế bào như G SM , WCDMA hoặc
CDMA2000. Một ví dụ về công nghệ được thiết kế trên nền mạng 3G là công nghệ
phát dịch vụ broadcast và multicast đa phương tiện (M BM S), hệ thống này có thể
hoạt động ở chế độ unicast hoặc multicast. MBMS được thiết kế bởi dự án hiệp hội
3G (3GPP) để p hát các dịch vụ truyền hình di động qua mạng GSM và mạng
WCDMA. M BMS hoạt động ở băng thông 5 M Hz WCDMA, hỗ trợ sáu dịch vụ
truyền tải dòng quảng bá thời gian thực, song song, mỗi dịch vụ có tốc độ 128
kbit/s, trên kênh vô tuyến có băng thông 5 MHz.
- Các hệ thống Mobile TV dành riêng được thiết kế để tối ưu hoá sự phân
phát tín hiệu truyền hình di động. Các hệ thống này có thể phát trên mặt đất, phát
qua vệ tinh hoặc kết hợp cả mặt đất và vệ tinh. Một trong những ưu điểm chính của
các hệ thống Mobile TV dành riêng là nội dung Mobile TV có thể được phát quảng
bá tới nhiều người sử dụng đồng thời. Nhược điểm của các hệ thống này là yêu cầu
đầu tư đáng kể vào cơ sở hạ tầng mạng và các lựa chọn nội dung bị hạn chế.
Các công nghệ Mobile TV cạnh tranh nhau để đạt được thị phần chia sẻ thị
trường, chúng có nguồn gốc khác nhau và được phát triển với các mục đích khác
nhau. Các công nghệ M obile TV được phân loại như trên Hình 1.2.
Hình 1.2: Phân loại các công nghệ Mobile TV.
Như vậy, Mobile TV được phân loại thành Mobile TV dựa trên các mạng
3G, các mạng quảng bá mặt đất và vệ tinh, và các mạng vô tuyến băng rộng. Đối
với mạng 3G, các dịch vụ được chia thành chế độ quảng bá, multicast và chế độ
unicast. Tất cả các công nghệ trên đều đang tiếp tục được phát triển do sự phát triển
của các dịch vụ truyền hình di động. Hình 1.3 mô tả tổng quan về các công nghệ
Mobile TV.
Hình 1.3: Tổng quan về các công nghệ Mobile TV.
1.2 Các tiêu chuẩn đối với Mobile TV
Mobile TV có khoảng trên 30 loại khuôn dạng file âm thanh gồm dạng các
file đơn giản có đuôi .wav, .mpg, Real, QuickTime, Windows M edia 9 và các khuôn
dạng file khác. Video có khoảng 25 khuôn dạng khác nhau từ các file video không
nén đến file nén có khuôn dạng M PEG-4, M PEG-4-AVC/H.264. Video có thể có
một dải rộng độ phân giải, kích thước khung và tốc độ. Các tiêu chuẩn được sử
dụng làm nền tảng chung cho việc phân phát các dịch vụ Mobile TV. Các tiêu
chuẩn có thể khác nhau dựa trên công nghệ nhưng đã đạt được sự thống nhất chung.
Điều này đòi hỏi các nhóm phải làm việc cùng nhau. Các nhóm này bao gồm các
nhà thiết kế chip, các nhà chế tạo để vận hành hệ thống, các nhà thiết kế phần mềm
ứng dụng, các nhà thiết kế và sản xuất máy đầu cuối, các nhà phát triển phần mềm,
cộng đồng quảng bá tín hiệu truyền hình, các nhà khai thác mạng 3G, và các nhà
khai thác tín hiệu truyền hình quảng bá qua vệ tinh. Ngoài ra, việc tiêu chuẩn hoá
cũng liên quan đến ngành công nghiệp chế tạo nội dung để thiết kế nội dung âm
thanh và video cho các máy đầu cuối di động; ngành công nghiệp di động tế bào để
thiết lập các hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình di động và nhiều ngành công
nghiệp khác. Các tiêu chuẩn Mobile TV được tổng kết trong khuyến nghị ITU-R
BT.1833, ngoài các tiêu chuẩn trong khuyến nghị này, còn có các công nghệ truyền
hình di động đã được tiêu chuẩn hoá và được triển khai ở nhiều nước trên thế giới
như công nghệ VSB tiên tiến, hệ thống quảng bá đa phương tiện di động ở Trung
Quốc (CMM B).
1.3 Các nguồn tài nguyên đối với Mobile TV
Đối với Mobile TV, một nguồn tài nguyên chung quan trọng là phổ tần số. Ở
Anh và M ỹ phổ tần số dành cho truyền hình truyền thống nằm trong dải VHF và
UHF. Ở Anh công ty BT Movio đã sử dụng phổ tần dành cho quảng bá âm thanh số
(DAB) để p hát tín hiệu truyền hình di động sử dụng tiêu chuẩn DAB-IP. Ở Hàn
Quốc phổ tần DAB dành cho các dịch vụ vệ tinh được sử dụng để phát dịch vụ
truyền hình di động theo khuôn dạng tín hiệu quảng bá đa phương tiện số qua vệ
tinh (DM B-S). Hàn Quốc cũng cho phép sử dụng phổ tần VHF để cung cấp dịch vụ
truyền hình di động sử dụng công nghệ quảng bá đa phương tiện số mặt đất (DVBT). Công nghệ quảng bá đa phương tiện số cho các máy cầm tay (DVB-H) là một
tiêu chuẩn được thiết kế sử dụng các mạng DVB-T để phát các dịch vụ DVB-H và
sử dụng chung phổ tần của DVB-T. Ở M ỹ, Modeo, nhà khai thác DVB-H, đã thiết
lập một mạng hoàn toàn mới dựa trên DVB-H sử dụng băng tần L ở 1670 MHz;
HiWire, một nhà khai thác khác sử dụng phổ tần 700 MHz để phát dịch vụ DVB-H.
1.4 Công nghệ broadcast và unicast đối với Mobile TV
Có hai chế độ phân phát nội dung tới thiết bị M obile TV là: chế độ broadcast
và chế độ unicast. Ở chế độ broadcast, cùng nội dung giống nhau được phát tới số
lượng không hạn chế người sử dụng, trong khi ở chế độ unicast nội dung được phát
theo yêu cầu tới người sử dụng cụ thể dựa trên việc lựa chọn nội dung.
1.4.1 Công nghệ broadcast
Hình 1.4: Truyền dẫn broadcast đối với Mobile TV.
Công nghệ cung cấp tới nhiều người sử dụng cùng nội dung ở cùng thời
điểm được gọi là broadcast [1,5], ví dụ như sự quảng bá tín hiệu truyền hình tương
tự và radio. Công nghệ này có tính cá nhân thấp vì tất cả người sử dụng đều thu
được cùng nội dung. Tuy nhiên, công nghệ này phù hợp với thị trường vì không bị
hạn chế kỹ thuật về số lượng người sử dụng có thể thu nội dung ở cùng thời điểm.
Các công nghệ quảng bá phát tín hiệu truyền hình di động gồm: MBMS,
DMB-T, DM B-S, DVB-H, ISDB-T, ISDB-S, DAB, DAB-IP và MediaFLO. Như
vậy, công nghệ quảng bá được sử dụng tốt nhất để phân phát hiệu quả các kênh
truyền hình phổ biến tới số lượng lớn người sử dụng trong một vùng địa lý nhất
định.
1.4.2 Công nghệ unicast
Công nghệ cung cấp tín hiệu truyền hình di động theo chế độ một-tới-một
được gọi là unicast [1,5]. Công nghệ này có tính cá nhân cao vì mỗi người sử dụng
chỉ xem dòng truyền tải unicast của mình. Unicast cũng có ưu điểm là các nguồn tài
nguyên mạng chỉ được sử dụng khi một người sử dụng kích hoạt việc sử dụng dịch
vụ. Hơn nữa, với unicast, mạng có thể tối ưu về mặt truyền dẫn đối với mỗi người
sử dụng đơn lẻ. Tuy nhiên các mạng unicast bị hạn chế về số lượng người sử dụng
được hỗ trợ bởi vì nguồn tài nguyên là hữu hạn vì băng thông hạn chế. Ví dụ, truyền
tải dòng video của một sự kiện thể thao như bóng đá, bóng chuyền… có thể được
lựa chọn bởi hàng trăm nghìn người sử dụng, điều này làm cho nguồn tài nguyên
mạng bị cạn kiệt. Các tốc độ truyền dẫn ở các mạng tế bào UMTS điển hình là 64
kbps (chuyển mạch kênh, CS), hoặc 220-320 kbps (chuyển mạch gói, PS). Các
mạng GPRS cung cấp tốc độ trong khoảng 30-40 kbps (PS), các mạng EDG E có tốc
độ điển hình trong khoảng 100-130 kbps (PS) và HSDPA có thể đạt tốc độ từ 5501100 kbps (PS). Mặc dù bị giới hạn về băng thông, công nghệ unicast phù hợp cho
việc cung cấp dịch vụ video theo yêu cầu và sự tương tác cho các dịch vụ truyền
hình di động.
Hình 1.5: Truyền dẫn Unicast đối với Mobile TV.
1.5 Mobile TV sử dụng các mạng tế bào
Sự triển khai các công nghệ 2.5G với tốc độ dữ liệu cao hơn đã cho phép các
nhà khai thác mạng di động cung cấp các dịch vụ đa phương tiện như video, âm
thanh giống như truyền tải dòng IP qua mạng Internet. Tuy nhiên, do các điều kiện
truyền dẫn và mạng, tín hiệu clip video bị trễ và chất lượng tín hiệu không cao do
tốc độ khung thấp. Sự phát triển từ công nghệ 2.5G đến 3G đã tăng tốc độ dữ liệu,
sự phát triển các giao thức âm thanh và video cùng với kỹ thuật mã hoá nguồn hiệu
quả M PEG-4 dẫn tới mạng 3G có thể cung cấp các kênh video trực tiếp ở tốc độ
128 kbps hoặc cao hơn. Các mạng 3G được thiết kế để có thể cung cấp tốc độ dữ
liệu cao lên tới 384 kbps, do đó các mạng 3G có thể được sử dụng để cung cấp các
dịch vụ truyền hình di động. Mạng 3G đã được triển khai ở nhiều nước khác nhau
trên thế giới, một số nhà khai thác mạng 3G điển hình ở các nước như [1]: Mỹ
(Sprint, Cingular, M idwest Wireless, Alltel, Cellular South, Verizon), Mêxicô
(Telcel), Peru (Moviestar), Canada (Bell, Rogers, TELUS), Anh (Orange, Three)…
Hiệp hội Viễn thông Quốc tế (ITU) đã thống nhất các mạng 3G với tên gọi là IMT2000 dựa trên hai công nghệ lõi cơ bản là: UMTS và CDMA2000. Công nghệ
UMTS (WCDM A) được phát triển đối với các nước đang khai thác mạng GSM, các
tần số 3G ở UM TS được phân bổ rời rạc trong phổ tần của UMTS. Trong khi đó
công nghệ CDM A2000 được thiết kế tương thích với các mạng CDMAOne. Các
dịch vụ Mobile TV dựa trên mạng 3G có thể cung cấp dòng truyền tải dữ liệu di
động chấp nhận được ở tốc độ lên tới 300 kbps, tương đương với 10 cuộc gọi trong
mạng. Điều này có nghĩa là để cung cấp một dòng truyền tải video, mạng 3G bị tổn
thất 10 cuộc gọi. Do băng thông khả dụng bị hạn chế, các mạng 3G không tối ưu để
phát tín hiệu truyền hình di động tới số lượng lớn người sử dụng đồng thời. Dự án
3GPP đang phát triển các công nghệ mới để tăng tốc độ, mở rộng vùng phủ và các
loại hình dịch vụ có thể cung cấp trên các mạng 3G. Ví dụ như công nghệ truy nhập
gói đường xuống tốc độ cao (HSDPA) và công nghệ broadcast và multicast đa
phương tiện (MBMS) đã được phát triển để hỗ trợ các dịch vụ âm thanh và video.
Trong điều kiện bình thường, mạng HSDPA có thể phát ở tốc độ 384 kbps
tới 50 người sử dụng trong một tế bào, HSDPA có thể tăng tốc độ bit lên tới 10
Mbps hoặc thậm chí cao hơn (đường xuống) trên các mạng 5 MHz 3G nhờ sử dụng
mã hoá và điều chế thích nghi, định trình gói nhanh và kỹ thuật chọn tế bào nhanh
[1]. Ưu điểm chính của HSDPA là được xây dựng trên cơ sở hạ tầng mạng 3G hiện
- Xem thêm -