1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG
——————————-
ISO 9001:2008
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH: ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
Người hướng dẫn: Kĩ sư Nguyễn Huy Dũng
Sinh viên : Phạm Thành Luân
HẢI PHÕNG – 2010
2
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG
———————————–
CÔNG NGHỆ DVB-H VÀ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
NGÀNH : ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG
Người hướng dẫn : Kĩ sư Nguyễn Huy Dũng
Sinh viên : Phạm Thành Luân
Hải Phòng – 2010
3
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG
————————————–
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Sinh viên
: Phạm Thành Luân . Mã số : 100205.
Lớp
: ĐT1001. Ngành: Điện tử viễn thông.
Tên đề tài : Công nghệ DVB-H và truyền hình di động.
4
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI
1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( về
lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ).
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán.
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
5
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp.
Đài phát thanh và truyền hình Hải Phòng
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Người hướng dẫn thứ nhất:
Họ và tên : Nguyễn Huy Dũng.
Học hàm, học vị: Kĩ sư.
Cơ quan công tác : Trường Đại học Dân lập Hải Phòng.
Nội dung hướng dẫn
:………………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………..…..
……………………………………………………………………………..………..
……………………………………………………………………………..………..
Người hướng dẫn thứ hai:
Họ và tên
:…………………………………………………………………………………………………
6
Học hàm, học vị
:……………………………………………………………………………………….
Cơ quan công tác
:……………………………………………………………………………………..
Nội dung hướng dẫn
:………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………..………..
…………………………………………………………………………..…………..
……………………………………………………………………………..………..
Đề tài tốt nghiệp được giao ngày ……. tháng ……. năm 2010.
Yêu cầu phải hoàn thành xong trước ngày ……. tháng ……. năm 2010.
Đã nhận nhiệm vụ ĐTTN Đã giao nhiệm vụ ĐTTN
Sinh viên
Người hướng dẫn
Hải Phòng, ngày ……. tháng ……. năm 2010.
HIỆU TRƯỞNG
GS.TS.NGƯT Trần Hữu Nghị
PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
7
1. Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp:
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
2. Đánh giá chất lượng của đồ án ( so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong
nhiệm vụ Đ.T.T.N trên các mặt lý luận, thực tiễn, tính toán số liệu…):
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
8
3. Cho điểm của cán bộ hướng dẫn (ghi cả số và chữ) :
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
Hải Phòng, ngày ……. tháng ……. năm 2010.
Cán bộ hướng dẫn
PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA NGƯỜI CHẤM PHẢN BIỆN
1. Đánh giá chất lượng đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số liệu
ban đầu, cơ sở lý luận chọn phương án tối ưu, cách tính toán chất lượng thuyết
minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn đề tài.
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
9
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
2. Cho điểm của cán bộ phản biện. (Điểm ghi cả số và chữ).
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………..
Hải Phòng, ngày ……. tháng ……. năm 2010.
Người chấm phản biện
10
Lời mở đầu
Ngành truyền hình có vai trò to lớn trong việc truyền đường lối, phổ biến các
chủ trương chính sách của Đảng và Nhà nước, quảng bá các thông tin về kinh tế,
chính trị, khoa học giáo dục, văn hóa xã hội và thông tin dịch vụ cho mọi tầng lớp
nhân dân trong xã hội. Ngày nay với sự hội tụ về công nghệ, truyền hình đang trở
thành một phương tiện truyền thông đại chúng quan trọng trong các xã hội phát
triển, dần trở thành một ngành công nghiệp giải trí và dịch vụ siêu lợi nhuận. Đặc
biệt là đối với truyền hình di động đang là một trong những hướng phát triển thu
hút được sự quan tâm của nhiều nước trên thế giới. Dịch vụ truyền hình di động là
một dịch vụ hội tụ giữa truyền hình và di động, dịch vụ này mở ra nhiều cơ hội lợi
nhuận mới cho các nhà khai thác quảng bá, khai thác di động, các nhà cung cấp nội
dung và cả những nhà kinh doanh thương mại điện tử.
Hiện nay một số nhà khai thác ở Việt Nam đang thử nghiệm vài dịch vụ
truyền hình di động như công nghệ truyền hình di động T-DMB của Hàn Quốc
đang được đài truyền hình Việt Nam thử nghiệm. Tổng công ty VTC cũng đang
thử nghiệm dịch vụ truyền hình di động số bằng công nghệ DVB-H v.v.
Trước tình hình đó, việc nghiên cứu tìm hiểu nắm bắt công nghệ là vấn đề bức xúc
và cần thiết, em đã thực hiện đồ án tốt nghiệp về “Công nghệ DVB-H và truyền
hình di động”.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Huy Dũng đã trực tiếp hướng dẫn
em trong suốt quá trình nghiên cứu đồ án này.
11
Chương 1
CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG
1.1. Tại sao phải sử dụng công nghệ mới cho truyền hình di động?
Có rất nhiều máy điện thoại và thiết bị cầm tay có thể thu nhận được tín hiệu
truyền hình PAL và NTSC.Nếu các máy di động có thể nhận được tín hiệu tương
tự vô tuyến mặt đất từ các trạm phát thanh quảng bá, cũng như với trạm FM thì tại
sao chúng ta cần các công nghệ mới cho truyền hình di động?
Bộ điều hưởng thu tín hiệu tương tự của truyền hình cho Mobile TV có một
anten, được thiết kế cho băng tần VHF / UHF. Nhìn chung sóng khỏe là yêu cầu
cho việc tiếp nhận chương trình phát thanh truyền hình.Việc tiếp nhận này có thể
thay đổi theo vị trí.Chất lượng thu cũng phụ thuộc vào hướng của máy điện thoại
và người sử dụng có dịch chuyển hay không.Quá trình truyền được thiết kế cho thu
tại vị trí cố định hơn là thu cho di động.Các hiệu ứng Fading do truyền dẫn cũng
rất dễ xảy ra.Các vấn để công nghệ cần giải quyết cho truyền hình di động là:
a/Chuyển mã tivi sang màn hình di động:
Việc truyền dẫn được thực hiện theo chuẩn về định dạng analog.Phía mã hóa
(theo khối điều chỉnh cộng hưởng của máy) tạo ra tín hiệu được giải mã ở
720×480(NTSC) và 720×576(PAL),tín hiệu này cần chuyển đổi sang định dạng
QCIF(176×144) hay QVGA(320×240).
b/Nguồn pin cho máy cầm tay di động:
Các công nghệ truyền dẫn truyền hình bình thường được thiết kế cho máy
thu cố định và không bị hạn chế về cấp nguồn (Tiêu thụ nhiều năng lượng).
c/Cung cấp dịch vụ trong môi trường di động:
Điện thoại di động được hiểu theo nghĩa là sử dụng khi di chuyển, điều đó
có nghĩa là được sử dụng trong ôtô hay tàu hỏa đang chạy,những nơi chuyển động
có thể lên tới tốc độ 200km/h hoặc hơn nữa.Thậm chí ngay cả loại anten bên trong
tiên tiến,sự lưu động vẫn làm cho mờ ảnh do hiệu ứng Doppler và Fading do
truyền dẫn trong tiếp nhận tín hiệu truyền hình tương tự.
Thực tế là sử dụng truyền dẫn truyền hình là bằng sóng mặt đất,cả trong
tương tự hoặc số.Sử dụng sự truyền dẫn này chỉ có nghĩa với các màn ảnh rộng và
vốn không hiệu quả nếu hiển thị trên các thiết bị di động.Các thiết bị di động bị
hạn chế bởi kích thước màn ảnh, độ phân giải thấp và nguồn tiêu thụ ,yêu cầu sử
12
dụng được trong môi trường di động mà tốc độ có thể lên quá 200km/h.Công nghệ
truyền hình di động cần sự hỗ trợ thu được qua một vùng rộng lớn.
1.2. Các yêu cầu của dịch vụ truyền hình di động
Các yêu cầu với bất kỳ công nghệ nào có thể hỗ trợ cho việc truyền dẫn
truyền hình di động bao gồm:
– Việc truyền dẫn phải theo các ý tưởng định dạng phù hợp với các thiết bị
truyền hình di động.
– Công nghệ tiêu thụ điện thấp.
– Thu ổn định khi lưu động.
– Chất lượng hình ảnh rõ nét dù tín hiệu bị suy hao do Fadinh và các hiệu
ứng đa đường.
– Tốc độ chuyển động có thể lên tới 250km/h.
– Có khả năng nhận được tín hiệu trên một vùng rộng lớn trong khi di
chuyển.
Không một công nghệ nào đã và đang sử dụng,dù là truyền hình tương tự
hay truyền hình số có khả năng cung cấp các đặc tính này mà không phải nâng cấp
nhất định.Có thể dưới dạng sửa chữa lỗi linh hoạt ,nén tốt hơn,và các công nghệ
tiết kiệm nguồn tiên tiến và các thuộc tính hỗ trợ việc di chuyển và chuyển
vùng.Những yêu cầu này đã dẫn tới sự phát triển của các công nghệ được thiết kế
đặc biệt cho truyền hình di động.Sự phát triển của các công nghệ còn phụ thuộc
vào các nhà cung cấp dịch vụ và các nhà khai thác trong các lĩnh vực riêng của
dịch vụ di động,các dịch vụ phát thanh và không dây băng rộng.
1.3. Truyền hình di động quảng bá và tương tác.
Các máy thu truyền hình di động là các máy cầm tay có thể kết nối tới các
mạng 2G và 3G.Bởi vậy các máy thu di động không những được sử dụng cho
thông tin thoại và dữ liệu,mà có thể làm máy thu truyền hình di động.Tùy thuộc
vào mỗi quốc gia và các nhà khai thác,các máy có thể sử dụng dưới mạng di động
3G hay 2.5G,có thể là công nghệ CDMA hay GSM.
Các dịch vụ đa phương tiện dự kiến trên mạng 3G như goi video,video hội
nghị,chia sẻ ảnh và file nhạc,video theo yêu cầu,các ứng dụng giao dịch thương
mại di động…Khi các dịch vụ truyền hình di động được cung cấp thông qua các
mạng quảng bá,dịch vụ được tập trung nhiều hơn cho phát triển truyền hình quảng
bá.Tuy vậy,các nhà khai thác của các mạng quảng bá cũng nhận ra có khả năng
thực hiện truyền thông trong các máy thu di động,khả năng này có thể cung cấp
13
các ứng dụng tương tác.Ví dụ,các dịch vụ DMB-S cung cấp qua vệ tinh của Hàn
Quốc cũng có cung cấp một kênh hồi tiếp và các nhà cung cấp nội dung trên T-
DMB sử dụng mạng CDMA ở Hàn Quốc.Truyền hình di động được cung cấp qua
mạng 3G luôn tương tác với chính mạng dữ liệu 3G ở khắp nơi.
1.4. Tổng quan về các công nghệ cung cấp dịch vụ truyền hình di động.
Hình 1.1. Tổng quan công nghệ truyền hình di động
Đã có một số công nghệ được sử dụng để cung cấp các dịch vụ truyền hình
di động hiện nay.Chúng ta có thể phân chia các dịch vụ truyền hình di động theo
ba hướng chính đó là: theo các mạng 3G,theo các mạng truyền hình quảng bá mặt
đất và vệ tinh;và cuối cùng là theo các mạng không dây băng rộng.Tất cả các công
nghệ này vẫn đang không ngừng phát triển vì sự phát triển của các dịch vụ truyền
hình di động mới đang ở giai đoạn đầu trong quá trình phát triển.
14
Hình 1.2. Các công nghệ truyền hình di động
1.4.1. Các dịch vụ truyền hình di động sử dụng nền tảng mạng di động 3G:
Khi mạng phát triển lên 3G,tốc độ dữ liệu gia tăng và các giao thức để định
nghĩa cho âm thanh và hình ảnh được phát đi cũng được bổ sung.Điều này dẫn đến
đề xuất cho các kênh video trực tiếp bởi mạng 3G có thể truyền tải với tốc độ 128
kbps hoặc cao hơn nữa.Với tốc độ đó kết hợp với mã hóa hiệu suất cao như
MPEG-4 thì việc cung cấp dịch vụ video trở nên rất khả thi.Để cung cấp dịch vụ
hình ảnh đồng bộ xuyên các mạng và nhiều loại máy cầm tay nhỏ có thể nhận được
dẫn tới nỗ lực chuẩn hóa bởi 3PP để chuẩn hóa các file định dạng có thể truyền
được và các giải thuật nén được sử dụng.
Truyền hình di động sử dụng trên nền tảng 3G và 3G+ mở rộng và có thể xa
hơn nữa về sau được chia thành các dịch vụ unicast và các dịch vụ multicast và
broadcast.Các mạng 3G cũng được chia thành 2 dòng:
-các mạng 3G phát triển từ mạng GSM
-các mạng 3G phát triển từ CDMA
Có hai cách tiếp cận để vận chuyển nội dung cho truyền hình di động.Đó là
broadcast và unicast.Ở kiểu broadcast,cùng một khối nội dung được tạo ra sẵn sàng
truyền tới người sử dụng với số lượng không hạn chế qua mạng.Kiểu broadcast
dành cho việc phát các kênh truyền hình quảng bá với yêu cầu phổ thông.
Truyền theo kiêu unicast là một cách khác được thiết kế để phát tới người sử
dụng các video mà người sử dụng đã lựa chọn hay các dịch vụ video/audio
15
khác.Các kết nối thực sự khác biệt ở mỗi người sử dụng tùy theo sự lựa chọn của
mỗi người,khối nội dung được truyền tới với chất lượng như các dịch vụ
khác.Unicast rõ ràng có hạn chế về số người sử dụng vì khả năng tài nguyên.
.
Hình 1.3. Truyền dẫn quảng bá và đơn hướng trong truyền
hình di động
a/Các dịch vụ unicast:
Các mạng 3G (UMTS) và các mạng tiến hóa có thể cung cấp các dịch vụ
video streaming,download,hay progressive download cho các video clip hay truyền
hình trực tiếp.Các mạng cũng có thể cung cấp một lượng lớn các dịch vụ đa
phương tiện khác.Một số ví dụ:
– 3G UMTS (wide band CDMA) video streaming hay download
– WCDMA HSPDA (high-speed packet download access technology)
Các mạng CDMA2000 có thể cung cấp dữ liệu tốc độ cao cho unicast hay
multicast truyền hình .Đa số các nhà khai thác đều nâng cấp mạng của họ.Ví
dụ,1xEV-DO có thể cung cấp các kênh riêng cho việc truyền dẫn đa phương
tiện,bao gồm cả truyền hình di động.Một số ví dụ khác:
– CDMA 1x ti CDMA 3x-based truyền hình di động
– CDMA 1xEV-DO-based truyền hình di động
truyền hình có thể ở định dạng luồng hay sử dụng đường truyền tốc độ cố định để
cung cấp truyền hình trực tuyến.
b/Các dịch vụ multicast và broadcast:
Truyền hình trực tuyến có thể được cung cấp bởi mạng theo kiểu broadcast
trong đó tất cả các router biên của mạng sẽ lặp lại việc truyền dẫn tới các thiết bị
đầu cuối được kết nối.Nói cách khác ,chúng được cung cấp theo kiểu multicast
16
trong đó chỉ có thiết bị đầu cuối lựa chọn mới nhận được đường truyền.Cả mạng
3G phát triển từ GSM và mạng 3G phát triển từ CDMA đều hỗ trợ phân phối nội
dung truyền hình di động theo broadcasting và multicasting.
– Các mạng 3G(UMTS-WCDMA) dưới 3GPP: MBMS
– Các mạng 3G phát triển từ CDMA dưới 3GPP2 : BCMCS
1.4.2. Truyền hình di động sử dụng các mạng truyền hình quảng bá mặt đất:
Khái niệm truyền hình di động sử dụng các mạng quảng bá mặt đất có phần
tương tự như các máy thu vô tuyến FM được thiết kế vào trong máy điện thoại cầm
tay .Việc tiếp nhận sóng vô tuyến từ các kênh FM và không sử dụng đến tài
nguyên của mạng 2G hay 3G nên các máy cầm tay vẫn có thể hoạt động bình
thường.Các máy cầm tay có một nút điều chỉnh máy thu hình và bộ điều chế cho
tín hiệu FM được gắn vào riêng biệt.Ở những nơi không có di động 2G,3G,vô
tuyến FM vẫn hoạt động thì truyền hình di động sử dụng công nghệ quảng bá số
mặt đất cũng theo lí thuyết tương tự và sử dụng phổ VHF hoặc UHF để truyền tải
dịch vụ truyền hình di động
Chuẩn DVB-T được tăng cường bổ sung thêm các đặc tính thích hợp cho thu di
động,và được đổi tên thành chuẩn DVB-H. Dịch vụ truyền hình di động cung cấp
theo kiểu quảng bá sử dụng cơ sở hạ tầng hiện tại hay mới của DVB-T được điều
chỉnh cho DVB-H hoặc của DAB được điều chỉnh cho T-DMB.
Các dịch vụ DVB-H,T-DMB có tiềm năng lôi cuốn nhờ chế độ quảng bá,tiết
kiệm được phổ tần có giá trị 3G và các chi phí liên quan cho khách hàng cũng như
nhà khai thác dịch vụ.Tuy nhiên,các mạng máy phát mặt đất không thể tiếp cận
được mọi chỗ và bị hạn chế bởi tầm nhìn thẳng của các máy phát.Nhưng với 1 khe
8Mhz có thể cung cấp nhiều kênh cho truyền hình di động thì nhiều nước hiện nay
đã tập trung vào cung cấp tài nguyên theo kiểu này.
Truyền hình di động theo kiểu truyền hình quảng bá mặt đất cũng phân làm
3 luồng công nghệ chính đã và đang tiếp tục phát triển:
– Phát thanh truyền hình di động sử dụng các tiêu chuẩn truyền hình quảng
bá mặt đất có sửa đổi :DVB-T,công nghệ sử dụng rộng rãi cho việc số hóa các
mạng truyền hình quảng bá ở Châu Âu,châu Á và một số khu vực khác trên thế
giới.Công nghệ được sử dụng với những cải tiến nhất định như DVB cho máy cầm
tay hay gọi là DVB-H.Đây là một chuẩn chính mà dựa vào chuẩn này,rất nhiều
mạng thương mại đã bắt đầu triển khai các dịch vụ truyền hình di động.ISDB-T sử
dụng ở Nhật là một trường hợp tương tự khác.
17
– Phát thanh truyền hình di động sử dụng các tiêu chuẩn phát thanh số quảng
bá có sửa đổi :các chuẩn DAB cung cấp một môi trường linh hoạt cho các tín hiệu
đa phương tiện của truyền hình quảng bá mặt đất bao gồm dữ liệu,âm thanh,hình
ảnh được sử dụng ở rất nhiều nơi trên thế giới.Các chuẩn này được điều chỉnh
thành các chuẩn DMB.Lợi thế của công nghệ này là được thử nghiệm tốt và phổ
của chúng được cấp phát bởi ITU cho các dịch vụ DAB.Quảng bá đa phương tiện
số mặt đất (T-DMB) là một chuẩn như vậy.
– Truyền hình quảng bá mặt đất sử dụng các công nghệ mới khác :FLO là
một công nghệ mới sử dụng CDMA như một giao diện,nó có thể được sử dụng cho
phát quảng bá và đa hướng bằng việc thêm một số tính năng vào các mạng CDMA.
Tóm lại một số công nghệ truyền hình di động quảng bá mặt đất chính:
+ DVB-H và T-DMB
+ ISDB-T (dùng ở Nhật Bản)
+ MediaFLO (sử dụng ở Mỹ và Canada)
Đặc điểm
DVB-H
T-DMB
ISDB-T
Định dạng âm
thanh và video
MPEG-4 hay
WM9
video;AAC hay
WM audio
MPEG-4 video;
BSAC audio
MPEG-4 video;
AAC audio
Luồng truyền tải IP over MPEG-
2TS
MPEG-2 TS
MPEG-2 TS
Điều chế
QPSK hay
16QAM
với COFDM
DQPSK với
COFDM
QPSK hay
16QAM
với COFDM
Băng thông RF
5-8MHz
1,54MHz(Hàn
Quốc)
433kHz(Nhật
Bản)
Công nghệ tiết
kiệm năng lượng
Cắt lát thời gian
Thu nhỏ băng
thông
Thu nhỏ băng
thông
Bảng1.1. So sánh các công nghệ truyền hình di động phát
quảng bá mặt đất
18
1.4.3.Truyền hình di động sử dụng phát thanh vệ tinh:
Phát thanh số(DAB) được truyền qua vệ tinh cũng như qua phương tiện vô
tuyến mặt đất đã được sử dụng ở nhiều nước.DAB là một sự thay thế cho việc
truyền dẫn sóng FM tương tự truyền thống.DAB có khả năng phát các âm thanh
stereo chất lượng cao và dữ liệu thông qua quảng bá trực tiếp từ vệ tinh hay các
máy phát vô tuyên mặt đất tới các máy thu DAB.Các chuẩn phát thanh đa phương
tiện số(DMB) được mở rộng từ các chuẩn DAB,hợp nhất với các đặc tính cần thiết
để cho phép truyền dẫn được các dịch vụ truyền hình di động.
Một số nhà khai thác ở Hàn Quốc đã phóng vệ tinh với chùm công suất tâp
trung rất cao cung cấp cho Hàn Quốc và Nhật Bản để cung cấp phát trực tiếp
truyền hình di động cho các máy cầm tay.Các chuẩn ví dụ như DMB-S hay
SDMB.Các dịch vụ như vậy cũng đã được triển khai ở Châu Âu và các nước khác.
1.4.4. Truyền hình di động sử dụng các công nghệ khác như WiMAX hay
WiBro:
WiBro(Wireless Broadband) là dịch vụ truy cập Internet không dây tốc độ
cao.Dịch vụ này sử dụng băng tần WiMAX,có thể cung cấp truy nhập internet khi
máy nhận đang chuyển động với tốc độ lên đến 60km/h.Các dạng ứng dụng cho
WiBro là âm thanh và hình ảnh theo yêu cầu,tải nhac chuông giao dịch điện tử.
1.5. Truyền hình di động sử dụng nền tảng mạng 3G.
1.5.1. Truyền hình di động dùng MBMS:
Các mạng 3G cung cấp nội dung video và truyền hình theo luồng.Tuy nhiên
,kiểu vận chuyển này tạo ra một lưu lượng đáng kể và có thể mạng nhanh chóng bị
quá tải.Nhận thấy rằng truyền hình di động sẽ được sử dụng nhiều hơn rất nhiều so
với thời điểm kết thúc các tiêu chuẩn 3G,các nhà khai thác đang yêu cầu mở rộng
tiêu chuẩn 3G bao gồm cả MBMS(phổ tần cho dữ liệu trong băng) và HSDPA(phổ
tần mở rộng cho dữ liệu).
MBMS dự tính sử dụng một kênh phát quảng bá trong mỗi ô hơn là sử dụng
kết nối điểm-điểm riêng biệt cho từng máy di động.
Công nghệ MBMS có nghĩa là xác định một số vấn đề nảy sinh đối với các
tần số và các tài nguyên phổ tần trái ngược lại với công nghệ HSDPA.Ví dụ về các
dịch vụ MBMS:
– O2 thử nghiệm trong băng UHF (độc lập với 3G)
19
– Dịch vụ TDtv của IPWireless dùng một phần phổ tần của 3G(WCDMA)
cho truyền tải dữ liệu.
1.5.2. Truyền hình di động sử dụng 3G HSDPA:
HSDPA là sự phát triển của công nghệ 3G cho truyền tải dữ liệu tốc độ cao
hỗ trợ tốt cho dịch vụ video.HSDPA có thể mở rộng tốc độ bit lên đến 10Mb/s
hoặc thậm chí cao hơn(đường xuống) trong các mạng 3G 5Mhz.Sở dĩ đạt được như
vậy là do sử dụng các kỹ thuật lớp vật lí mới như điều chế thích ứng và mã hóa,lập
lịch đóng gói nhanh và chọn ô nhanh.Trung bình một người có thể kì vọng tốc độ
tải xuống 550-1000 kb/s. Các tốc độ này có thể vận chuyển được video chất lượng
DVD cho các màn hình nhỏ của truyền hình di động.
Các công nghệ như HSDPA không cố định mà luôn được cải tiến,và nó đã
được triển khai ở nhiều nước trên thế giới.
1.5.3. Một số nhà khai thác truyền hình di động trên 3G:
a/MobiTV:
MobiTV là một ví dụ tốt nhất về dịch vụ truyền hình di động qua mạng 3G.Cung
cấp hơn 50 kênh trực tiếp phổ thông từ các nhà cung cấp dịch vụ quảng bá,bao
gồm
CNN,CNBC,ABC
News,Fox
News,ESPN,Kênh
thời
tiết
và
Discovery….MobiTV cung cấp dịch vụ này qua một số nhà khai thác ở nhiều nước
sử dụng mạng 3G.
Hình1.4. Phân đoạn cung cấp dịch vụ cung cấp truyền hình
di động trên 3G
20
b/Các nhà khai thác quảng bá với các kênh dành riêng cho truyền hình di động:
Một số nhà khai thác quảng bá trên các kênh riêng biệt 3G;
– Discovery Mobile: đặc điểm nó là tiền trả thêm cho biểu diễn MTV với nội
dung được chuẩn bị trước phù hợp với từng loại thiết bị di động.
– HBO cũng cung cấp nội dung trả tiền trước với gói có độ dài 90 phút đặc
biệt cho thiết bị di động.
– CNBC chuẩn bị trước các bảng tin và tiêu đề đặc biệt cho di động.
– Nội dung trên Eurosport và ESPN cũng sẵn sàng cho hiển thị trên các thiết
bị di động.
Danh sách các nhà khai thác quảng bá như vậy là rất lớn và chắc chắn rằng
hầu như tất cả các nhà khai thác quảng bá sẽ cung cấp nội dung của họ trực tiếp
trên các nền tảng cơ sở di động hoặc chuẩn bị sẵn nội dung đặc biệt cho truyền
hình di động.
1.6. Truyền hình di động sử dụng công nghệ video số quảng bá (DVB) .
Phát quảng bá mặt đất sử dụng băng tần VHF và UHF với khoảng 450Mhz
cho cả băng,cho phép khoảng 60 kênh tivi tương tự.DVB-T,một tiêu chuẩn DVB
cho tivi số,sử dụng MPEG-2 để ghép video và âm thanh.Mỗi kênh trên băng VHF
và UHF có thể mang một chương trình PAL hoặc NTSC tương tự nhưng có thể
mang 8 tới 10 kênh số sử dụng DVB-T,vì vậy mở rộng được dung lượng phổ tần
đang có.
1.6.1. DVB-T: Truyền hình quảng bá số mặt đất.
Số hóa truyền hình diễn ra chủ yếu bằng các công nghệ phát quảng bá mặt
đất ASTC-dùng tại Mỹ,Canada,Trung Quốc… nơi có tiêu chuẩn NTSC và quy
hoach kênh 6Mhz; và tiêu chuẩn DVB-T được dùng ở châu Âu,châu Á… nơi mà
các sóng mang số cần cùng tồn tại với các sóng mang PAL tương tự.
DVB-T sử dụng chung phổ tần với truyền hình tương tự đó là dải VHF 174-
230Mhz (băng III VHF) và UHF 470-862Mhz (băng UHF).
DVB-T sử dụng điều chế COFDM,điều chế này được thiết kế rất phù hợp với
truyền dẫn mặt đất.Trong khi một tín hiệu tương tự lại chịu sự suy giảm về chất
lượng do truyền dẫn đa đường và tín hiệu phản xạ,đó là nguyên nhân gây ảnh
bóng,thì truyền dẫn số tránh được tín hiệu phản xạ,tiếng vọng và nhiễu đồng
kênh.Đó là nhờ dữ liệu được trải đều ra số lượng lớn các sóng mang con gần nhau.
21
Hình 1.5. Truyền hình mặt đất
1.6.2. DVB-T cho các ứng dụng di động:
Tiêu chuẩn phát quảng bá video số cho truyền hình mặt đất đã chứng tỏ hiệu
quả khi thỏa mãn nhiều hơn cả các yêu cầu truyền hình số thông thường.Nó đã
được sử dụng để cung cấp dịch vụ truyền hình ở nhiều nơi.Máy thu DVB-T đã
được kiểm tra ở tốc độ di chuyển cao lên đến 200km/h,tuy nhiên nó cũng có nhiều
nhược điểm đó là bị hạn chế trong việc dùng cho điện thoại di động:
– Tiêu hao năng lượng cao.
– Các yêu cầu mã/giải mã từ truyền hình chuẩn sang màn hình QVGA
– Thu được tín hiệu yếu do các giới hạn anten
Vì vậy các công nghệ truyền hình mặt đất di động DVB-H đã thay thế
chúng.
1.6.3. DVB-H cung cấp dịch vụ truyền hình di động:
Xây dựng dựa trên các khả năng xách tay và di động của DVB-T,dự án DVB
đã phát triển DVB-H để cung cấp nội dung âm thanh và video cho các thiết bị cầm
tay di động.DVB-H khắc phục hai giới hạn mấu chốt của chuẩn DVB-T khi sử
dụng cho thiết bị cầm tay đó là:
– Tiêu thụ năng lượng pin thấp.
– Nâng cao sự ổn định trong môi trường thu khó khăn như là ở trong nhà
cũng như các thiết bị cầm tay ngoài trời dùng các anten được thiết kế bên trong
thiết bị.
22
DVB-H có thể được dùng cùng với công nghệ điện thoại di động và vì vậy
có lợi khi truy cập cả vào mạng viễn thông di động cũng như mạng quảng bá.
Hình 1.6. Hệ thống truyền dẫn DVB-H
Tuy nhiên,sự phát triển của DVB-H ở các nước riêng lẻ phụ thuộc vào việc
giải phóng phổ tần từ DVB-T và các băng tương tự khi các hệ thống truyền dẫn
tương tự ngừng hoạt động.
1.7. Truyền hình di động sử dụng công nghệ DMB.
1.7.1. Dịch vụ phát thanh số quảng bá:
Tiêu chuẩn DAB cho phát thanh quảng bá số được ETSI thiết lập ,ban đầu
chủ yếu là thay thế truyền dẫn vô tuyến tương tự AM và FM.Tiêu chuẩn Eureka-
147 cho DAB được sử dụng cho phát quảng bá mặt đất cũng như vệ tinh.
DAB sử dụng điều chế OFDM với DQPSK,đồng thời cũng sửa lỗi ổn định
qua mã xoắn tốc độ ¼ và sử dụng đan xen bit.Toàn bộ băng thông của sóng mang
là 1,5Mhz.WARC’92 đã cấp phát phổ tần cho phát thanh quảng bá bằng vệ tinh ở
băng L:1452-1492MHz,băng VHF (300MHz) sử dụng cho truyền dẫn mặt đất, phổ
tần băng S(2.6GHz) cũng được sử dụng cho các dịch vụ DAB.
DAB có 4 chế độ truyền dẫn dựa trên băng tần dùng cho truyền các tín hiệu.
Chế độ truyền dẫn
I
II
III
IV
Thời gian khung
96ms
24ms
24ms
48ms
Số sóng mang
1536
284
192
768
Băng tần
Tới
375MHz
Tới
1,5GHz
Tới 3GHz
Tới
1,5GHz
Khoảng cách truyền dẫn tối đa
với SFN
96km
24km
12km
48km
Bảng 1.2: Các mode truyền dẫn DAB
23
DAB đã được sử dụng ở rất nhiều nước trên thế giới. Phát quảng bá có thể
thu được bằng nhiều thiết bị xách tay cũng như để cố định.
1.7.2 Dịch vụ DMB:
Một trong những ưu điểm của dịch vụ DMB là sự sẵn sàng của phổ tần (cho
DAB) ở châu Âu và châu Á,khi triển khai DMB ít phụ thuộc vào cấp phát phổ
tần.Các dịch vụ DMB là sự thay đổi tiêu chuẩn DAB cộng thêm lớp sửa lỗi cho
dịch vụ đa phương tiện.Dịch vụ DMB cũng sử dụng các sóng mang 1.537MHz và
phổ tần cấp phép cho dịch vụ DAB.
DMB sử dụng MPEG-4 phần 10(H.264) cho video và MPEG-4 phần 3
BASC(mã hóa số học cắt bit) hoặc HE-AAC V2 cho âm thanh.Âm thanh và video
đều được đóng gói bằng MPEG-2 TS.Luồng được mã hóa RS,có đan xen xoắn cho
luồng này và luồng được phát quảng bá ở chế độ luồng dữ liệu trên DAB.
a/ Dịch vụ DMB mặt đất (T-DMB)
DMB đã được triển khai ở Hàn Quốc .Chính phủ Hàn Quốc đã cấp phép T-
DMB cho các nhà khai thác,mỗi nhà khai thác sử dụng băng thông xấp xỉ
1.54MHz.Băng thông này cho phép 1,15Mbps trên mỗi sóng mang và có thể vận
chuyển video chất lượng VCD (320×288 điểm ảnh) với tốc độ 30 khung hình/giây
(cho tiêu chuẩn NTSC).Video được mã hóa bằng giao thức nén H.264.Nó cũng có
thể mang âm thanh chất lượng CD.
b/Dịch vụ DMB vệ tinh(S-DMB)
S-DMB dựa trên phát quảng bá tín hiệu đa phương tiện di động (bao gồm
truyền hình di động) qua vệ tinh trong các dải băng tần được chỉ định để các thiết
bị cầm tay có thể thu trực tiếp.Vì các thiết bị thu cầm tay có anten rất nhỏ nếu so
với các anten dùng cho các thiết bị thu vệ tinh bình thường ,vệ tinh có thiết kế đặc
biệt cho ra một công suất bức xạ đẳng hướng có hiệu quả rất cao(EIRP). Cơ chế
sửa lỗi chuyển tiếp (FEC) cũng rất ổn định để bù đắp tín hiệu yếu thu được trực
tiếp ở thiết bị di động.
24
Hình 1.7. Dịch vụ S-DMB ở Hàn Quốc
Ở Hàn Quốc,vệ tinh MBSAT ở 1440 Đông là một vệ tinh có công suất phát
lớn truyền ở băng S từ 2,63Ghz tới 2,655 GHz.Băng tần này được dành cho dịch
vụ DAB vệ tinh công suất cao.Dịch vụ S-DMB là dịch vụ truyền hình trả tiền,gói
dịch vụ bao gồm tới 14 kênh video,24 kênh âm thanh.Tóm lại,những dịch vụ này
bao gồm một MPEG-2 TS(cấu trúc luồng phát) chứa một số kênh video và âm
thanh.Các kênh video được mã hóa theo MPEG-4/H.264.
Truyền dẫn vệ tinh chiếm giữ một băng thông 25MHz được dùng cho công
nghệ CDMA để vận chuyển các luồng đa phương tiện.Hệ thống DMB của Hàn
Quốc với băng thông 25MHz có thể mang 11 kênh video,25 kênh âm thanh và 3
kênh dữ liệu.
Nhược điểm của S-DMB là sử dụng vệ tinh chuyên dụng công suất lớn cà tất
cả các nước không dễ dàng triển khai vệ tinh như vậy trong một thời gian ngắn.
Ở châu Âu,các dịch vụ S-DMB được thiết kế sử dụng phổ tần MSS đã được
ấn định dưới IMTS 2000.Băng tần trong khoảng 2170-2200MHZ và liền kề vùng
cấp phát của châu Âu cho dịch vụ 3G mặt đất.Điều đó có nghĩa là thiết bị 3G có
thể thu được truyền dẫn vệ tinh với cùng một anten cho các mạng di động 3G.Các
mạng 3G cung cấp các đường phản hồi trở lại cho quá trình tương tác này.
1.8. Dịch vụ truyền hình di động MediaFLO
Hệ thống MediaFLO là công nghệ độc quyền của Qualcomm và được thiết
kế để cung cấp các dịch vụ đa phương tiện theo luồng chất lượng cao(âm thanh và
25
hình ảnh)cho các thuê bao không dây.MediaFLO của Qualcomm được thiết kế đặc
biệt cho dịch vụ truyền hình di động và luồng video và âm thanh.Công nghệ
MediaFLO sẽ do Qualcomm cung cấp như là một tài nguyên cho cả các nhà khai
thác CDMA2000 và WCDMA.
Hình 1.8. Mạng Media FLO
Mạng MediaFLO dựa trên cơ sở:
– Nhiều loại phương thức mã hóa,bao gồm :H.264,MPEG-4,Window Media
và RealVideo.
– Các mạng phân bổ vô tuyến linh hoạt,gồm 1xEV-DO,1xEV-DO Gold
Multicast và nhiều mạng multicast khác.
– Phương thức điều chế và mã hóa được phân lớp mềm dẻo.
Mạng MediaFLO được thiết kế với giao diện vô tuyến chuẩn hóa lỗi đa mức
và mã hóa hiệu quả cho phép truyền 2bit/s/Hz,tức là cho phép một khe 6MHz cung
cấp dữ liệu 12Mbps.Với tốc độ này nó có thể cung cấp 30 kênh truyền hình trực
tiếp,10 kênh âm thanh mã hóa HE AAC+,các kênh video theo yêu cầu và dữ liệu
đa phương tiện.Công nghệ MediaFLO đã tính toán tới nhu cầu tiết kiệm năng
lượng trong mỗi máy cầm tay di động và máy thu có thể chỉ truy cập vào phần
chứa kênh cần xem.Nó cho phép người xem chuyển kênh trong thời gian nhỏ hơn
2s.Các máy phát vô tuyến FLO có thể được thiết kế cho việc thiết lập khoảng cách
xa 50km và do đó có thể phủ sóng cho vùng đô thị lớn chỉ với ba hay bốn máy
phát.
