1. Trang Chủ
  2. Điện-Điện tử-Viễn thông
  3. Đồ án Tốt nghiệp: Truyền hình di động sử dụng công nghệ DVB-H

Đồ án Tốt nghiệp: Truyền hình di động sử dụng công nghệ DVB-H

Đề tài nghiên cứu giới thiệu khái quát về hệ thống truyền hình di động nói chung cũng như hệ thống truyền hình di động DVB-H nói riêng, phân tích ba chi tiết kĩ thuật mới nữa thuộc khối điều chế DVB-T; giới thiệu chung về các kiểu mạng DVB-H, các cách truyền dẫn trong một hệ thống DVB-H thực tế; các giải pháp kĩ thuật truyền hình DVB-H trên thế giới và ở cả Việt Nam hiện nay; phân tích so sánh giải pháp DVB-H và giải pháp DMB. Truyền hình di động sử dụng công nghệ DVB-H GVHD: Ths. Trần Thị Trà V

Thể loại Tài liệu miễn phí Điện-Điện tử-Viễn thông

Số trang 48

Ngày tạo 4/8/2023 11:30:03 AM +00:00

Loại tệp PDF

Kích thước 1.60 M

Tên tệp

Tải Đồ án Tốt nghiệp: Truyền hình di động sử dụng công... (.pdf)

Xem mẫu

  1. Truyền hình di động sử dụng công nghệ DVB-H GVHD: Ths. Trần Thị Trà Vinh LỜI CẢM ƠN Để thực hiện và hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này, em đã nhận đƣợc sự giúp đỡ và hƣớng dẫn tận tình của các thầy cô và bạn bè ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử truyền thông trƣờng Cao đẳng Công nghệ thông tin hữu nghị Việt - Hàn Em xin cảm ơn các thầy cô ngành Công nghệ kỹ thuật điện tử truyền thông đã cung cấp cho em những kiến thức vô cùng quý báu và cần thiết trong suốt thời gian học tập tại trƣờng để em có thể thực hiện và hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này. Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn cô Th.S Trần Thị Trà Vinh đã tận tình hƣớng dẫn và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên do giới hạn về mặt thời gian và kiến thức nên đồ án chắc chắn sẽ không tránh khỏi những sai sót ngoài ý muốn. Em rất mong nhận đƣợc sự thông cảm và đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn. Trân trọng kính chào. Sinh viên thực hiện Lê Hùng Quốc SVTH: Lê Hùng Quốc_CCVT15A i
  2. Truyền hình di động sử dụng công nghệ DVB-H GVHD: Ths. Trần Thị Trà Vinh LỜI MỞ ĐẦU TV đƣợc xem nhƣ một dịch vụ quan trọng trong các thiết bị di động. Trong quá khứ, Mobile TV thƣờng đƣợc kết hợp với việc truyền dẫn broadcast. Tuy nhiên kĩ thuật unicast lại có hiệu quả trong nhiều trƣờng hợp, đặc biệt là từ khi các user di động thích truy cập nội dung theo nhu cầu hơn là theo một lịch trình cố định. Trong tài liệu này chúng ta sẽ tập trung vào các mạng di động 3G đƣợc tối ƣu hóa cho các dịch vụ unicast. Dựa trên một kiểu lƣu lƣợng, chúng ta sẽ bàn về các giới hạn dung lƣợng của các mạng 3G dùng trong phân bố unicast của Mobile TV. Các mạng di động xuất hiện từ mạng điện thoại đến mạng chuyển giao đa phƣơng tiện. Ngƣời ta mong đợi rằng lƣu lƣợng dữ liệu di động sẽ vƣợt quá lƣu lƣợng thoại vào năm 2010. Ngày nay, các nhà điều hành mạng di động đã và đang đƣa ra các dịch vụ chạy suốt và tải đa phƣơng tiện hấp dẫn. Mobile TV là một trong các dịch vụ đang triển khai hiện nay. Giống với TV mặt đất, Mobile TV thƣờng kết hợp với kĩ thuật một, nhiều hoặc broadcast. Từ năm 2004, nhiều nhà điều hành mạng tế bào đã triển khai các dịch vụ Mobile TV qua mạng 2.5G và 3G có sẵn. Nhận thấy nhu cầu của ngƣời sử dụng ngày càng cao với các dịch vụ Mobile TV, nhà cung cấp và nhà điều hành mạng đã nhận ra họ không thể đợi sự xuất hiện của mạng broadcast 3G. Do đó, họ bắt đầu triển khai các dịch vụ Mobile TV qua mạng 3G unicast dùng luồng chuyển mạch gói (PSS) nhƣ kĩ thuật dịch vụ cơ sở. PSS ngày nay đƣợc hỗ trợ bởi tất cả các nhà cung cấp thiết bị đầu cuối và cung cấp các dịch vụ luồng chất lƣợng khá tốt cho dịch vụ trực tiếp hoặc theo yêu cầu. Sự cải thiện chất lƣợng xa hơn nữa đƣợc triển khai bằng việc giới thiệu bộ codec hình ảnh H.264 nâng cao và các sóng mang luồng với hỗ trợ QoS riêng biệt. Trong tƣơng lai, chất lƣợng và dung lƣợng trong mạng 3G sẽ cải thiện hơn nữa với các kĩ thuật truy xuất tốc độ cao nhƣ HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access). Nó đã đƣợc dự đoán trƣớc là trong tƣơng lai gần, các dịch vụ Mobile TV có thể đƣợc chuyển giao dùng PSS và sóng mang unicast với cùng một chất lƣợng nhƣ qua kĩ thuật broadcast phi tế bào riêng biệt giống DVB-H. Trong kỷ nguyên truyền thông đa phƣơng tiện, sự ra đời và phát triển của truyền hình di động với những tính năng tân tiến của nó nhƣ khả năng cá nhân hóa nội dung, khả năng tƣơng tác trực tiếp... chính là một xu thế tất yếu. Tháng 7/2007 vừa qua, Cao SVTH: Lê Hùng Quốc_CCVT15A ii
  3. Truyền hình di động sử dụng công nghệ DVB-H GVHD: Ths. Trần Thị Trà Vinh ủy Viễn thông Châu Âu đã kêu gọi các nƣớc thành viên của mình nhanh chóng triển khai chuẩn DVB-H với những ƣu điểm vƣợt trội và coi đó là một chuẩn chung duy nhất cho truyền hình di động. Trƣớc đó, tại Việt Nam, từ cuối năm 2006, khán giả đã có thể dễ dàng tiếp cận với dịch vụ truyền hình di động dựa trên chuẩn DVB-H với những tiện ích đặc thù. Để hiểu rõ hơn về công nghệ truyền hình di động theo chuẩn DVB-H, trong khuôn khổ đồ án em xin đƣợc giới thiệu về tiêu chuẩn công nghệ mới mẻ nhƣng đầy tiềm năng này. Nội dung gồm năm phần chính: - Chƣơng I: Giới thiệu khái quát về hệ thống truyền hình di động nói chung cũng nhƣ hệ thống truyền hình di động DVB-H nói riêng, qua đó nêu lên các chi tiết kĩ thuật mới triển khai từ DVB-T dùng riêng cho DVB-H. - Chƣơng II: Tiếp tục đề cập và phân tích ba chi tiết kĩ thuật mới nữa thuộc khối điều chế DVB-T, đó là có thêm một chế độ phát 4K song song với 2K và 8K đã có sẵn trong DVB-T - Chƣơng III: Giới thiệu chung về các kiểu mạng DVB-H, các cách truyền dẫn trong một hệ thống DVB-H thực tế. - Chƣơng IV: Tóm lƣợc bằng các giải pháp kĩ thuật truyền hình DVB-H trên thế giới và ở cả Việt Nam hiện nay, bên cạnh đó sẽ đi sâu tìm hiểu thị trƣờng DVB-H ở Việt Nam trong các dịch vụ do hai nhà cung cấp là S-Fone và VTC triển khai. - Chƣơng V: Phân tích so sánh giải pháp DVB-H và giải pháp DMB - Kết luận: Các chuẩn truyền hình di động trên thế giới và phân tích ƣu – nhƣợc điểm của DVB-H. SVTH: Lê Hùng Quốc_CCVT15A iii
  4. Truyền hình di động sử dụng công nghệ DVB-H GVHD: Ths. Trần Thị Trà Vinh DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ADT Application Data Table AFC Automatic Frequency Control BAM Broadcast Account Manager BPSK Binary Phase Shift Keying BSM Broadcast Service Manager BTS Base Transceiver Station CDMA Code Divided Multiplex Access COFDM Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex CR Code Rate CRC Cyclic Redundancy check DAB Digital Audio Broadcasting DMB Digital Multimedia Broadcasting DVB Digital Video Broadcasting DVB-C Digital Video Broadcasting - Cable DVB-H Digital Video Broadcasting for Handheld DVB- IPDC Digital Video Broadcasting – Internet Protocol Datacasting DVB-S Digital Video Broadcasting – Satellite DVB-SH Digital Video Broadcasting – Satellite services to Handheld devices ESG Electronic Service Guide GPRS General Packet Radio Service GPS Global Positioning System GSM Global System for Mobile communications H.264/AVC Standard H.264 (MPEG-4) for Advanced Video Coding HDTV High-definition Television HP High Priority IMEI International Mobile Equipment Identity IP Internet Protocol IPE IP Encapsulator ISDB-T Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial SVTH: Lê Hùng Quốc_CCVT15A iv
  5. Truyền hình di động sử dụng công nghệ DVB-H GVHD: Ths. Trần Thị Trà Vinh LP Low Priority MFN Multi Frequency Network MIP Multiframe Information Packet MPE-FEC Multiprotocol Encapsulation – Forward Error Correction MPEG-2 Moving Pictures Experts Group 2 MPEG-4 Moving Pictures Experts Group 4 PDA Personal Digital Assistance QAM Quadrature Amplitude Modulation QPSK Quadrature Phase Shift Keying RF Radio Frequency RS Reed Solomon RSDT Reed Solomon Data Table SFN Single Frequency Network SIM Subscriber Identity Module TDM Time Division Multiplexing TPS Transmission Parameter Signalling TS Transport Stream TV Television UHF Ultra high Frequency VHF Very high Frequency WLAN Wireless Local Area Network SVTH: Lê Hùng Quốc_CCVT15A v
  6. Truyền hình di động sử dụng công nghệ DVB-H GVHD: Ths. Trần Thị Trà Vinh MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................. I DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ....................................................................................... IV MỤC LỤC .................................................................................................................... VI DANH MỤC HÌNH ẢNH .......................................................................................... VIII CHƢƠNG I. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG DVB-H .....................................1 1.1. TỔNG QUAN HỆ THỐNG ...........................................................................................1 1.1.1. Giới thiệu sơ lƣợc về DVB-T .......................................................................1 1.1.2. Hệ thống DVB-H ........................................................................................2 1.2. KHÁI NIỆM VỀ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG THEO CHUẨN DVB-H .................................4 1.2.1. Những ƣu việt của truyền hình di động theo chuẩn DVB-H .............................6 1.3. CẤU TRÚC VÀ NGUYÊN LÍ CƠ BẢN CỦA CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG ..........7 1.4. CÁC YẾU TỐ KĨ THUẬT CHÍNH..................................................................................8 CHƢƠNG II. THÀNH PHẦN MỚI TRONG BỘ ĐIỀU CHẾ DVB-T: CHẾ ĐỘ PHÁT 4K ..................................................................................................................................11 2.1. KHÁI QUÁT CHUNG ...............................................................................................11 2.1.1. Điều chế COFDM .........................................................................................11 2.1.2. Số lƣợng, vị trí và nhiệm vụ của các sóng mang ..........................................11 2.2. CHẾ ĐỘ PHÁT 4K ...................................................................................................12 CHƢƠNG III. CẤU HÌNH MẠNG TRIỂN KHAI TRONG DVB-H ..........................16 3.1. CÁC LOẠI CẤU HÌNH MẠNG DVB-H.....................................................................16 3.1.1. Mạng dùng chung DVB-H (dùng chung bộ ghép với MPEG-2) ................16 3.2. MẠNG PHÁT DVB-H ..............................................................................................17 3.2.1. Các cell DVB-H ...........................................................................................17 3.2.2. Mạng đa tần MFN (Multifrequency networks) ............................................19 CHƢƠNG IV. TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI DVB-H Ở VIỆT NAM ................................20 4.1. TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI DVB-H Ở VIỆT NAM ........................................................20 4.1.1. Sơ lƣợc tình hình triển khai ............................................................................20 4.1.2. Mô hình triển khai dịch vụ truyền hình di động chuẩn DVB-H của VTC ...23 4.2. SO SÁNH GIẢI PHÁP TRUYỀN HÌNH DVB-H VÀ MỘT SỐ GIẢI PHÁP TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG SỐ KHÁC ............................................................................................................... 25 CHƢƠNG V. PHÂN TÍCH SO SÁNH GIẢI PHÁP DVB-H VÀ GIẢI PHÁP DMB 30 SVTH: Lê Hùng Quốc_CCVT15A vi
  7. Truyền hình di động sử dụng công nghệ DVB-H GVHD: Ths. Trần Thị Trà Vinh 5.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DMB .................................................................................30 5.2. TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ DMB .............................................................................31 5.3. CÁC DỊCH VỤ DAB VÀ DMB ................................................................................33 5.4. SO SÁNH NHỮNG ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA DVB-H VỚI DMB. ................................34 5.5. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP HỆ THỐNG T-DMB:.............................................................37 KẾT LUẬN ...................................................................................................................39 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................40 SVTH: Lê Hùng Quốc_CCVT15A vii
  8. Truyền hình di động sử dụng công nghệ DVB-H GVHD: Ths. Trần Thị Trà Vinh DANH MỤC HÌNH ẢNH Hinh 1.1. Truyền dẫn tín hiệu cho hệ thống truyền hình số DVB-T và DVB-H ............1 Hình 1.2. Truyền hình di động dựa trên sóng truyền hình ..............................................3 Hình 1.3. DVB-H Mobile TV Transmission System .....................................................4 Hình 1.4. Vị trí thực hiện chức năng của DVB-H ...........................................................5 Hình 1.5. Cấu trúc nguyên lí của DVB-H ......................................................................8 Hình 1.6. Các bổ sung cho DVB-H vào hệ thống DVB-T ...........................................10 Hình 2.1. Phân bố sóng mang trong kĩ thuật COFDM ..................................................12 Hình 2.2. Ví dụ về số sóng mang của 2 chế độ 2K và 8K với băng thông 8 MHz .......13 Hình 2.3. Vị trí các loại sóng mang trong 1 symbol OFDM .........................................14 Hình 3.1. DVB-H với bộ ghép kênh dùng chung .........................................................16 Hình 3.2. Mạng DVB-H dùng chung bằng cách phân lớp ............................................17 Hình 3.3. Các mạng đơn tần trong DVB-H ...................................................................18 Hình 3.4. Khoảng cách tƣơng quan SFN. Tất cả các khoảng cách đều dựa trên điều chế 16-QAM với khoảng bảo vệ là ¼ trong COFDM .........................................................19 Hình 4.1. Mobile TV của S-Fone ..................................................................................20 Hình 4.2. Các mẫu điện thoại di động DVB-H đầu tiên ...........................................22 Hình 4.3. Nokia N92 .....................................................................................................22 Hình 4.4. Mô hình triển khai dịch vụ truyền hình di động theo chuẩn DVB-H............24 Hình 5.1. Mạng đơn tần (A) và mạng đa tần (B-mỗi màu một tần số khác nhau) ........32 Hình 5.2. Các biến thể của S-DMB ...............................................................................33 Hình 5.3. Tổng thể các dịch vụ và thành phần dịch vụ DAB/DMB .............................33 Hình 5.4. Kết hợp các mạng DMB và GSM/UMTS để cung cấp các dịch vụ tƣơng tác. .......................................................................................................................................34 SVTH: Lê Hùng Quốc_CCVT15A viii
  9. Truyền hình di động sử dụng công nghệ DVB-H GVHD: Ths. Trần Thị Trà Vinh CHƢƠNG 1. KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG DVB-H 1.1. Tổng quan hệ thống 1.1.1. Giới thiệu sơ lƣợc về DVB-T Tiêu chuẩn DVB (Digital Video Broadcasting) đƣợc nƣớc Anh tiên phong triển khai từ năm 1998, tiếp đó là các nƣớc châu Âu, Nam Phi, Úc, Singapore. đến nay, hầu nhƣ toàn bộ châu Âu, châu đại dƣơng, châu Phi và nhiều nƣớc châu Á đã tuyên bố sử dụng tiêu chuẩn này. Trong đó, nhiều nƣớc đã triển khai truyền hình số trên diện rộng. Đặc biệt, tại Berlin (Đức) đã tuyên bố chấm dứt phát sóng truyền hình mặt đất bằng kỹ thuật Analog từ năm 2003 (theo dự định, các nƣớc trên thế giới sẽ chấm dứt công nghệ này trong khoảng thời gian từ năm 2006-2010 để chuyển sang công nghệ kỹ thuật số). Hinh 1.1. Truyền dẫn tín hiệu cho hệ thống truyền hình số DVB-T và DVB-H DVB-T (Digital Video Broadcasting - Terrestrial) là một chuẩn quốc tế DVB về phát sóng số mặt đất dùng trong truyền hình kĩ thuật số. Tín hiệu truyền hình đƣợc truyền và thu bằng anten qua bầu khí quyển, khác với các cách phát sóng khác nhƣ phát sóng số cáp DVB-C (DVB-Cable) hay phát sóng số vệ tinh DVB-S (DVB- Satellite). Tín hiệu truyền hình số DVB-T đƣợc truyền cùng tần số nhƣ truyền hình tƣơng tự (analog TV) qua kênh VHF và UHF. Với việc dùng kĩ thuật ghép kênh COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex) và các phƣơng thức điều chế 4- QAM (QPSK), 16-QAM và 64-QAM cho phép DVB-T truyền nhiều đài trên cùng một kênh (độ truyền dữ liệu trên 1 kênh từ 12-20 Mbps), chất lƣợng âm thanh và hình ảnh SVTH: Lê Hùng Quốc_CCVT15A 1
  10. Truyền hình di động sử dụng công nghệ DVB-H GVHD: Ths. Trần Thị Trà Vinh tốt hơn (chuẩn MPEG-2), ít bị nhiễu hơn truyền hình tƣơng tự. Hiện nay, trên một kênh tần số 8MHz, chỉ phát đƣợc một chƣơng trình truyền hình nếu dùng công nghệ analog, nhƣng dùng công nghệ số thì có thể phát đến 8 chƣơng trình truyền hình mà không bị ảnh hƣởng của nhiễu công nghiệp. Đồng thời, tiết kiệm chi phí đầu tƣ ban đầu và chi phí vận hành khai thác hệ thống: chỉ cần đầu tƣ một máy phát thay vì tám máy phát cùng hệ thống anten cồng kềnh để phát tám chƣơng trình. Khả năng này tạo điều kiện cho các đài truyền hình tăng số lƣợng cũng nhƣ thời lƣợng các chƣơng trình phát sóng, nâng cao hiệu quả tuyên truyền của làn sóng truyền hình. Ngoài ra, để xem đƣợc truyền hình số mặt đất cần có đầu thu tín hiệu số (còn gọi là bộ thu hay bộ giải mã truyền hình số, set-top box) theo chuẩn DVB-T và máy thu hình kết nối với nhau cùng với anten thu chuyên dụng. Do đặc điểm của truyền hình số mặt đất phát bằng sóng vô tuyến cao tần đòi hỏi giữa anten phát và thu phải nhìn thấy nhau nên phải đặt anten hƣớng về đài phát và trên hƣớng đó phải không bị vật cản. Vì thế, ngƣời ở nhà cao tầng sẽ đƣợc lợi hơn khi bắt tín hiệu truyền hình số. Nhƣợc điểm của truyền hình số mặt đất (DVB-T) là phụ thuộc nhiều vào địa hình do tháp anten thấp, vùng phát sóng bị nhà cao tầng che khuất. 1.1.2. Hệ thống DVB-H Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin là sự phát triển của công nghệ viễn thông nói chung và công nghệ truyền hình nói riêng. Các ứng dụng thu truyền hình di động đã và đang trở thành một xu hƣớng rõ rệt cho quá trình phát triển của công nghệ truyền hình hiện đại, đặc biệt là khả năng cá nhân hóa những nội dung mà ngƣời sử dụng muốn thƣởng thức và khả năng tƣơng tác trực tiếp giữa khán giả và chƣơng trình cũng nhƣ giữa khán giả và những ngƣời làm chƣơng trình. Hiện nay, do nhu cầu của thị trƣờng, trên thế giới đã có nhiều tiêu chuẩn công nghệ truyền hình di động khác nhau đƣợc nghiên cứu, phát triển và ứng dụng. Nhƣng tựu chung lại, có thể phân làm hai loại hình chính nhƣ sau: -Thứ nhất: Truyền hình di động dựa trên sóng thông tin di động. -Thứ hai: Truyền hình di động dựa trên sóng truyền hình. Dịch vụ Truyền hình di động dựa trên sóng thông tin di động đã từng đƣợc một số quốc gia áp dụng nhƣ Nhật Bản, Hàn Quốc... Tuy nhiên, loại hình này vƣớng phải nhiều hạn chế lớn nhƣ chi phí rất cao, thêm vào đó là khả năng nghẽn mạng thƣờng SVTH: Lê Hùng Quốc_CCVT15A 2
  11. Truyền hình di động sử dụng công nghệ DVB-H GVHD: Ths. Trần Thị Trà Vinh xuyên xảy ra do luồng dữ liệu truyền hình phụ thuộc trực tiếp vào hạ tầng mạng viễn thông. Ở Việt Nam, hiện tại chỉ có S-Fone cung cấp dịch vụ này nhƣng giá khá đắt (để xem một bộ phim dài 60 phút có thể mất phí dịch vụ lên tới 100.000 VNĐ). Còn truyền hình di động dựa trên sóng truyền hình thì giá thành rẻ hơn rất nhiều và kèm theo đó là một loạt các tiện ích đặc thù. Với loại hình này, hiện nay trên thế giới đã phát triển và đƣa vào ứng dụng một số tiêu chuẩn khác nhau nhƣ: - DVB-H: Tiêu chuẩn của Châu Âu dựa trên chuẩn DVB-T. - ISDB-T : Là tiêu chuẩn đƣợc đƣa ra bởi Nhật. - MediaFlo: Tiêu chuẩn phát hình di động của Mỹ do Qualcomm phát triển. - DMB (Digital Multimedia Broadcasting): đƣợc Hàn Quốc phát triển dựa trên DAB (Digital Audio Broadcasting). Hình 1.2. Truyền hình di động dựa trên sóng truyền hình Trong số đó, tiêu chuẩn DVB-H đã thể hiện nhiều ƣu điềm vƣợt trội và đã đƣợc thử nghiệm, triển khai tại một số quốc gia trên thế giới nhƣ Phần Lan, Mỹ, Italia, Australia, Ấn độ... Tại Việt Nam, công nghệ truyền hình di động theo tiêu chuẩn này đã đƣợc Công ty Truyền hình Di động VTC đƣa vào triển khai dịch vụ cuối năm 2006. SVTH: Lê Hùng Quốc_CCVT15A 3
  12. Truyền hình di động sử dụng công nghệ DVB-H GVHD: Ths. Trần Thị Trà Vinh Hình 1.3. DVB-H Mobile TV Transmission System 1.2. Khái niệm về truyền hình di động theo chuẩn DVB-H DVB-H (Digital Video Broadcasting for Handheld) là tiêu chuẩn công nghệ truyền hình kĩ thuật số cho các thiết bị cầm tay đƣợc ra đời tại châu Âu vào năm 2002 dựa trên tiêu chuẩn quốc tế DVB. Công nghệ này cho phép truyền tải đồng thời nhiều chƣơng trình truyền hình, phát thanh hay dữ liệu dạng IP khác nhau tới những thiết bị cầm tay di động nhƣ điện thoại di động, PDA…đƣợc công bố trong chuẩn EN 302 304 của ETSI vào tháng 11/2004, đây là các đặc điểm kĩ thuật lớp vật lí đƣợc thiết kế cho phép chuyển giao dữ liệu đóng gói dạng IP qua các mạng trên mặt đất 1 cách hiệu quả. Tiêu chuẩn DVB-H đƣợc xây dựng dựa trên tiêu chuẩn truyền hình kĩ thuật số mặt đất DVB-T, hay thực chất là chuẩn DVB-T đã đƣợc thêm vào một số chức năng cần thiết để đảm bảo thu tín hiệu tốt trong môi trƣờng di động. Do công nghệ DVB-H đƣợc xây dựng dựa trên chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T nên đặc điểm kỹ thuật của DVB-H giống nhƣ của DVB-T. Trong khi DVB-T đƣợc sản xuất chủ yếu để tiếp sóng qua anten, mạng DVB-H lại đƣợc thiết kế cho các thiết bị cầm tay tiếp nhận sóng ngay cả khi ở trong nhà. So với chuẩn DVB-T, DVB-H chủ yếu nhắm vào thiết bị thu, nhằm giảm năng lƣợng tiêu thụ ở đầu thu, giải điều chế ở đầu thu cũng nhƣ gia tăng cƣờng độ của tín hiệu truyền bằng cơ chế sửa lỗi trƣớc (forward error correction) trong môi trƣờng di động. DVB-H là broadcast nên chỉ có 1 kênh truyền downlink từ Base Station đến thiết bị đầu cuối end-user, do đó một mình nó không thể cung cấp đƣợc các dịch vụ interactive nhƣ Video on demand, Movie Trailer, City Guide, Weather Forecast… để có thể sử dụng các dịch vụ trên, DVB-H cần phải kết hợp với mạng 2G/3G cellular để có 1 kênh truyền uplink. Ngƣời xem TV có thể đồng thời tham gia vào chƣơng trình SVTH: Lê Hùng Quốc_CCVT15A 4
  13. Truyền hình di động sử dụng công nghệ DVB-H GVHD: Ths. Trần Thị Trà Vinh TV đang phát thông qua cùng một thiết bị. Ngƣời xem có thể bình chọn, trả lời các câu hỏi trúng thƣởng bằng cách click trực tiếp lên màn hình. Ngoài ra, 3G đã có cơ sở hạ tầng và hệ thống quản lí khách hàng và tính tiền khá tốt. Nên DVB-H có thể liên kết với 3G để có thể tận dụng đƣợc hệ thống quản lí này. Khi đó vấn đề billing (tính cƣớc) trong DVB-H sẽ đƣợc giải quyết. Hình 1.4. Vị trí thực hiện chức năng của DVB-H DVB-H cho phép cung cấp dịch vụ broadcast TV tốt hơn với dung lƣợng lớn và chất lƣợng cao hơn. 3G chỉ có thể cung cấp dịch vụ với tốc độ dữ liệu
  14. Truyền hình di động sử dụng công nghệ DVB-H GVHD: Ths. Trần Thị Trà Vinh Những ƣu việt của truyền hình di động theo chuẩn DVB-H Trƣớc những ý kiến tỏ ra nghi ngại về chất lƣợng dịch vụ, các chuyên gia khẳng định chuẩn DVB-H đã đƣợc nhiều nƣớc thử nghiệm. Đặc điểm của DVB-H là chất lƣợng hình ảnh và âm thanh sẽ không bị ảnh hƣởng bởi địa hình, hay khi di chuyển với tốc độ cao, ví dụ điển hình là có thể vừa phóng ô tô với tốc độ 60km/h vừa xem truyền hình qua điện thoại di động. Tóm lại, dịch vụ truyền hình di động theo chuẩn DVB-H sẽ mang đến cho ngƣời dùng nhiều tiện ích lớn nhờ những tính năng ƣu việt mà hệ thống hỗ trợ: - Là 1 chuẩn mở với nhiều hỗ trợ và giải pháp từ hơn 60 nhà sản xuất. - Tiêu thụ công suất thấp với một thông lƣợng dữ liệu cao, một dịch vụ DVB-H có thể chuyển giao 20-40 kênh hoặc nhiều hơn (phụ thuộc vào tốc độ bit), lên tới 11 Mbps trong một bộ ghép kênh DVB-H. Khả năng tiết kiệm năng lƣợng một cách tối đa cho thiết bị cầm tay, đây là một yêu cầu cấp thiết của dịch vụ truyền hình di động do thiết bị này sử dụng nguồn năng lƣợng chủ yếu là dựa vào pin sẵn có trong thiết bị. - Việc xem truyền hình với chuẩn DVB-H không phụ thuộc vào tài nguyên mạng điện thoại di động. đây là chuẩn đƣợc nghiên cứu, phát triển dựa trên chuẩn DVB-T (truyền hình số mặt đất). Những nƣớc đã có mạng DVB-T sẵn sẽ nâng cấp để cung cấp dịch vụ truyền hình di động theo chuẩn DVB-H rất dễ dàng. Nguyên lí hoạt động là tín hiệu truyền hình đƣợc phát đi quảng bá từ anten truyền hình với bán kính phủ sóng lên tới hàng chục km. - Tất cả máy thu tích hợp bộ thu truyền hình nằm trong vùng phủ sóng đều có thể thu đƣợc tín hiệu, giải mã và hiển thị trên màn hình. Do vậy, sẽ không hạn chế số ngƣời xem đồng thời, miễn là họ nằm trong vùng phủ sóng. - Truyền hình theo cách này cũng không cần phải có tần số riêng. Kênh thông tin trên công nghệ truyền hình 3G có tính chất hai chiều nhƣng là kênh truyền dữ liệu đƣợc trạm thu phát gốc BTS cấp cho thuê bao. Nhƣ vậy mỗi thuê bao sẽ chiếm một phần tài nguyên thông tin của trạm BTS khi họ sử dụng dịch vụ, vì vậy sẽ hạn chế số ngƣời dùng cùng lúc. Khi lƣợng ngƣời dùng lớn, để có thể phục vụ tốt cho ngƣời sử dụng dịch vụ, bắt buộc nhà khai thác mạng phải nâng cấp hệ thống dẫn đến chi phí đầu tƣ sẽ tăng, cũng đồng nghĩa với chi phí dịch vụ cao. DVB-H thì không cần tăng chi phí đầu tƣ khi tăng số lƣợng ngƣời dùng nên chi phí dịch vụ sẽ rẻ hơn. - Chất lƣợng dịch vụ ổn định, không bị trễ hình hoặc không xem đƣợc chƣơng SVTH: Lê Hùng Quốc_CCVT15A 6
  15. Truyền hình di động sử dụng công nghệ DVB-H GVHD: Ths. Trần Thị Trà Vinh trình khi mạng nghẽn. - Khả năng di chuyển với tốc độ rất cao (có thể di chuyển với tốc độ lên tới trên 200 km/h). Do vậy, ngƣời dùng có thể sử dụng dịch vụ truyền hình di động (xem các chƣơng trình truyền hình, thực hiện các chức năng tƣơng tác trực tiếp…) trên thiết bị của mình ngay cả khi ngồi trên các phƣơng tiện giao thông nhƣ ô tô, tàu hỏa, xe buýt… mà chất lƣợng không hề bị suy giảm. - Sử dụng công nghệ nén tiên tiến: Truyền hình di động theo tiêu chuẩn DVB-H sử dụng công nghệ nén H.264/AVC, vừa giúp tiết kiệm băng thông mà vừa giữ đƣợc chất lƣợng hình ảnh, âm thanh tƣơng đƣơng với chuẩn truyền hình độ phân giải cao HDTV. - Do ngƣời dùng thƣờng sử dụng dịch vụ trong môi trƣờng di động hoặc các khu đô thị (nói cách khác đây là môi trƣờng mà tín hiệu truyền hình rất hay xảy ra lỗi do bị can nhiễu bởi các luồng tín hiệu nhiễu công nghiệp, ô tô, xe máy, các tòa nhà…) nên công nghệ DVB-H đã hỗ trợ khả năng chống lỗi và sửa lỗi ở nhiều cấp độ khác nhau giúp cho tín hiệu đến ngƣời dùng hầu nhƣ không xảy ra lỗi hoặc nếu có thì tỷ lệ lỗi là rất thấp. - Thanh toán điện tử: Ngƣời dùng có thể thanh toán dịch vụ truyền hình di động thông qua tài khoản của mình tại ngân hàng. Khán giả cũng có thể dùng tài khoản cá nhân để mua các sản phẩm đƣợc rao bán hoặc đặt lệnh giao dịch chứng khoán trực tiếp… Trong các chƣơng trình chuyên biệt của truyền hình di động. Với những ƣu điểm đó, chuẩn DVB-H hiện tại đang đƣợc nhiều tập đoàn truyền thông lớn trên thế giới: Nokia, Siemens, Motorola, Sony Ericsson... hậu thuẫn về thiết bị đầu cuối. 1.3. Cấu trúc và nguyên lí cơ bản của công nghệ truyền hình di động Do công nghệ DVB-H đƣợc xây dựng dựa trên nền tảng của công nghệ DVB-T nên để phù hợp yêu cầu thu sóng truyền hình di động, hệ thống DVB- H có thêm một số thành phần chức năng khác so với DVB-T nhƣ: Cắt lát thời gian (time-slice), đóng gói đa giao thức và sửa lỗi hƣớng tới (MPE-FEC), điều chế COFDM sóng mang kiểu 4k và báo hiệu DVB-TPS. Sơ đồ sau đây sẽ miêu tả cấu trúc nguyên lí DVB-H dựa trên cơ sở của hệ thống DVB-T. SVTH: Lê Hùng Quốc_CCVT15A 7
  16. Truyền hình di động sử dụng công nghệ DVB-H GVHD: Ths. Trần Thị Trà Vinh Hình 1.5. Cấu trúc nguyên lí của DVB-H Mô hình này thể hiện sự lắp ghép xen giữa hệ thống DVB-T và DVB-H. đầu tiên, nội dung các chƣơng trình TV hoặc các dịch vụ khác đƣợc đƣa vào để đóng gói theo chuẩn nén tiên tiến mới H.264/AVC. Sau đó các gói tin này tiếp tục đƣợc đóng gói thêm các tính năng mới để có thể truyền trên môi trƣờng mạng và cuối cùng là định dạng IP đƣợc đƣa ra khỏi khối này. Các gói IP này sau đó sẽ đƣợc đƣa vào bộ đóng gói IP của DVB-H, tại đây các gói IP tiếp tục đƣợc đóng gói lại theo sự đóng gói đa giao thức MPE và có thêm phần sửa lỗi FEC để có thể sửa lỗi cho dữ liệu xảy ra trên đƣờng truyền. Khung MPE-FEC tiếp đó sẽ đƣợc đặt vào các khe thời gian khác nhau nhờ kĩ thuật cắt lát thời gian (time slicing). Ngõ ra bộ đóng gói IP sau khi ra khỏi phần time slice có thể đƣa trực tiếp tới bộ điều chế COFDM của DVB-H với các sóng mang 4K hoặc 8K (hay chính là bộ điều chế DVB-T đƣợc thêm vào một số phần nhƣ DVB-H TPS và mode 4K) hoặc chúng có thể ghép xen với những dịch vụ MPEG-2 khác của DVB-T rồi mới đƣa ra bộ điều chế. Tín hiệu sau đó đƣợc khuếch đại rồi đƣa ra anten phát quảng bá. Tại máy thu, tín hiệu sẽ đƣợc giải ra theo cách ngƣợc lại. 1.4. Các yếu tố kĩ thuật chính SVTH: Lê Hùng Quốc_CCVT15A 8
  17. Truyền hình di động sử dụng công nghệ DVB-H GVHD: Ths. Trần Thị Trà Vinh Do tiêu chuẩn DVB-H đƣợc xây dựng dựa trên nền tảng của công nghệ DVB-T nên các đặc điểm của DVB-H hầu nhƣ giống với DVB-T. Trong khuôn khổ luận văn này chỉ đề cập đến các yếu tố mới thêm vào trong DVB- H mà công nghệ DVB-T không thể có nhƣ: - Sử dụng kĩ thuật cắt lát thời gian (time slicing) để tiết kiệm năng lƣợng một cách tối đa cho thiết bị di động (có khả năng tiết kiệm trên 90%), giúp nâng cao thời gian sử dụng pin bằng cách tổ chức dữ liệu thành các nhóm gói trên mỗi kênh. - Dùng cơ chế đóng gói đa giao thức MPE cho phép truyền các giao thức mạng dữ liệu ở phần đầu của luồng MPEG-2. Việc sửa lỗi hƣớng tới FEC đƣợc dùng kết hợp với MPE để cải thiện cƣờng độ và do đó tạo sự linh hoạt của tín hiệu. - Cùng với các mode điều chế 2K và 8K đã có sẵn trong DVB-T, một mode 4K đƣợc thêm vào DVB-H đƣa đến sự linh hoạt cho thiết kế mạng. Do các sóng mang 2K sẽ không đem lại mức bảo vệ đủ chống lại fading lựa chọn tần số, đồng thời cũng cung cấp kích thƣớc cell nhỏ hơn khoảng bảo vệ cho các mạng đơn tần SFN. Tƣơng tự, kiểu sóng mang 8K đặt các sóng mang quá gần ở tần số dịch Doppler đối với các máy thu di chuyển. Do đó kiểu điều chế mới . Là dùng sóng mang 4K đã đƣợc đƣa ra nhằm cung cấp độ bù tốt hơn giữa kích thƣớc cell và hiệu ứng Doppler khi thuê bao di chuyển. 1 bộ chèn symbol theo chiều sâu (in-depth interleaver) ngắn cũng đƣợc giới thiệu cho mode 2K và 4K, tạo ra dung lỗi tốt hơn chống lại nhiễu xung (giúp đạt đƣợc một cƣờng độ tƣơng đƣơng với mode 8K). SVTH: Lê Hùng Quốc_CCVT15A 9
  18. Truyền hình di động sử dụng công nghệ DVB-H GVHD: Ths. Trần Thị Trà Vinh Hình 1.6. Các bổ sung cho DVB-H vào hệ thống DVB-T SVTH: Lê Hùng Quốc_CCVT15A 10
  19. Truyền hình di động sử dụng công nghệ DVB-H GVHD: Ths. Trần Thị Trà Vinh CHƢƠNG 2. THÀNH PHẦN MỚI TRONG BỘ ĐIỀU CHẾ DVB-T: CHẾ ĐỘ PHÁT 4K 2.1. Khái quát chung 2.1.1. Điều chế COFDM Nhƣ chúng ta đã biết hệ phát số DVB-T sử dụng kỹ thuật COFDM (ghép tần số trực giao có mã sửa sai) nhƣ một phƣơng thức điều chế dữ liệu. OFDM là một dạng đặc biệt của hệ thống điều chế đa sóng mang dựa trên nguyên tắc phân chia luồng dữ liệu thành các luồng dữ liệu con lên các sóng mang. Các sóng mang đƣợc điều chế với tốc độ bit thấp và với số lƣợng sóng mang lớn sẽ mang đƣợc luồng dữ liệu có tốc độ bit cao. Bản chất của quá trình tạo tín hiệu OFDM là phân tích chuỗi bit đầu vào thành các sóng mang đã đƣợc điều chế theo một kiểu nào đó trong miền thời gian liên tục. Tùy thuộc vào kiểu điều chế, mỗi tổ hợp bit trong chuỗi bit đầu vào đƣợc gán cho một tần số sóng mang, vì vậy mỗi sóng mang chỉ tải số lƣợng bit cố định. Tùy thuộc vào kiểu điều chế cơ sở đƣợc chọn là QPSK, 16- QAM hay 64-QAM, mỗi sóng mang sẽ vận chuyển đƣợc số bit dữ liệu là 2, 4 hoặc 6 bit. Tuy nhiên với công suất phát cố định, khi có nhiều bit dữ liệu trong một symbol thì các điểm trong chòm sao càng gần nhau hơn và khả năng chống lỗi sẽ bị giảm. Do vậy cần có sự cân đối giữa tốc độ và mức độ lỗi. Trong mô hình điều chế phân cấp, hai luồng số liệu độc lập sẽ đƣợc truyền trong cùng một thời điểm. Luồng dữ liệu có mức ƣu tiên cao (HP) đƣợc điều chế QPSK và luồng có mức ƣu tiên thấp (LP) đƣợc điều chế 16-QAM hoặc 64-QAM. 2.1.2. Số lƣợng, vị trí và nhiệm vụ của các sóng mang Tín hiệu truyền đi đƣợc tổ chức thành các khung (frame). Cứ bốn khung liên tiếp tạo thành một đa khung. Lý do việc tạo ra các khung là để phục vụ tổ chức mang thông tin tham số bên phát (bằng các sóng mang báo hiệu tham số bên phát - Transmission Parameter Signalling – TPS carriers). Lý do của việc hình thành các đa khung là để chèn vừa đủ một số nguyên lần gói mã sửa sai Reed-Solomon 204 byte trong dòng truyền tải MPEG-2 cho dù ta chọn bất kỳ cấu hình tham số phát, điều này tránh việc phải chèn thêm các gói đệm không cần thiết. Mỗi khung chứa 68 symbol OFDM trong miền thời gian (đƣợc đánh dấu từ 0 đến SVTH: Lê Hùng Quốc_CCVT15A 11
  20. Truyền hình di động sử dụng công nghệ DVB-H GVHD: Ths. Trần Thị Trà Vinh 67). Mỗi symbol này chứa hàng ngàn sóng mang nằm dày đặc trong dải thông 8 MHz (Việt Nam chọn dải thông 8MHz, có nƣớc chọn 7MHz). Hình 2.1. Phân bố sóng mang trong kĩ thuật COFDM Nhƣ vậy trong 1 symbol OFDM sẽ chứa: - Các sóng mang dữ liệu (hình ảnh, âm thanh…) đƣợc điều chế M-QAM. - Các pilot (sóng mang) liên tục (continual pilot): các pilot này có vị trí cố định trong dải tần 8 MHz và cố định trong biểu đồ chòm sao để đầu thu sửa lỗi tần số, tự động điều chỉnh tần số (AFC) và sửa lỗi pha. - Các pilot (sóng mang) rời rạc (phân tán) (scattered pilot): Có vị trí cố định trong biểu đồ chòm sao nhƣng không có vị trí cố định trong miền tần số, tuy nhiên lại đƣợc trải đều trong dải thông 8 MHz. Bên máy thu khi nhận đƣợc các thông tin từ các pilot này sẽ tự động điều chỉnh để đạt đƣợc “đáp ứng kênh” tốt nhất và thực hiện việc hiệu chỉnh (nếu cần). Khác với sóng mang các chƣơng trình (sóng mang dữ liệu), các pilot không điều chế QAM mà chỉ điều chế BPSK. - Các sóng mang tham số phát TPS (Transmission Parameter Signalling): Chứa nhóm thông số phát đƣợc điều chế BPSK, chúng không những có vị trí cố định trên biểu đồ chòm sao mà còn hoàn toàn cố định ở các vị trí xác định trong dải tần 8 MHz. 2.2. Chế độ phát 4K Máy phát số DVB-T (hay DVB-H) có một tham số là chế độ phát 2K hoặc 8K. SVTH: Lê Hùng Quốc_CCVT15A 12
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược