Nghiên cứu các công nghệ cơ bản và ứng dụng truyền hình di động

Multiplexing số trực giao được mã hoá CRC Cyclic Redundancy Check K iểm tra dư chu trình CSCF Call State Control Function Chức năng điều khiển trạng thái cuộc gọi D AB D igital Audio Bro

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

A AC A dvanced A udio Coding M ã hoá âm thanh tiên tiến

A LC A synchoronous Layered Coding M ã hoá phân lớp không đồng

bộ

A MPS A dvanced Mobile Phone System H ệ thống điện thoại di động

tiên tiến

A MR A daptive M ultirate Đ a tốc độ thích nghi

A RQ A utomatic Repeat Request Yêu cầu phát lại tự động

A TM A synchronous Transfer Mode Chế độ truyền tải không đồng

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 D ivision Multiple A ccess Đ a truy nhập p hân chia theo

mã CIF Common Interface Format K huôn dạng giao diện chung CMMB China M obile Multimedia

Broadcasting

Q uảng bá đa phương tiện di động Trung Quốc

Multiplexing số trực giao được mã hoá

CRC Cyclic Redundancy Check K iểm tra dư chu trình

CSCF Call State Control Function Chức năng điều khiển trạng

thái cuộc gọi

D AB D igital Audio Broadcasting Q uảng bá âm thanh số

D AB-IP D igital Audio Broadcasting-Internet

D RM D igital Rights Management Q uản lý bản quyền số

D S-CDMA D irect Sequence Code Division

Multiple Access

Đ a truy nhập p hân chia theo

mã trải phổ chuỗi trực tiếp

D TX D iscontinous Transmission Truyền dẫn không liên tục

D VB D igital Video Broadcasting Q uảng bá Video số

D VB-H D igital Video Broadcasting-H andheld Q uảng bá Video số tới máy

cầm tay ECM Entitlement Control M essage Bản tin điều khiển được phép

EDG E Enhanced D ata Rates for Global Các tốc độ dữ liệu tiên tiến đối

với phát triển toàn cầu

ESG Electronic Service Guide H ướng dẫn dịch vụ điện tử

ETSI European Telecommunications

Standards Institute

Viện tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu

EVD O Evolution D ata Only Chỉ dữ liệu phát triển

EVD V Evolution D ata and Voice Thoại và dữ liệu phát triển

FACH Forward Access Channel K ênh truy nhập hướng đi

FDD Frequency Division D uplex Song công phân chia theo tần

FDM Frequency Division M ultiplexing G hép kênh phân chia theo tần

số FEC Forward Error Correction Sửa lỗi hướng đi FIC Fast Information Channel K ênh thông tin nhanh FLO Forward Link Only Chỉ liên kết hướng đi FTP File Transport Protocol G iao thức truyền tải tệp

G ERAN G SM ED GE Radio A ccess N etw ork M ạng truy nhập vô tuyến

G SM ED GE

G GSN G ateway G PRS Support Node N ode hỗ trợ GPRS cổng

G PRS G eneral Packet Radio Service D ịch vụ vô tuyến gói tổng quát

G PS G lobal Positioning System H ệ thống định vị toàn cầu

G SM G lobal System for Mobile

communications

H ệ thống thông tin di động toàn cầu

H LR H ome Location Register Bộ ghi định vị thường trú

H SD PA H igh Speed Downlink Packet A ccess Truy nhập gói đường xuống

tốc độ cao

H SPA H igh Speed Package Access Truy nhập gói tốc độ cao

H SS H ome Subscriber Server Server thuê bao thường trú

H TML H ypertext Markup Language N gôn ngữ lập trình siêu văn

bản

H TTP H ypertext Transfer Protocol G iao thức truyền tải siêu văn

bản IETF Internet Engineering Task Force U ỷ ban nhiệm vụ kỹ thuật

Internet IMS IP M ultimedia System H ệ thống đa phương tiện IP IMT-2000 International M obile Telephone 2000 Đ iện thoại di động Quốc tế-

2000

IPE IP Encapsulation Đ óng gói IP

ISDB-T Integrated Services D igital

Broadcasting-T errestrial

Q uảng bá số các dịch vụ tích hợp-mặt đất

ISI Intersymbol Interference X uyên nhiễu giữa các ký hiệu

ITU International Telecommunicat ions

U nion

H iệp hội Viễn thông Q uốc tế

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 Đ iều khiển liên kết logic

LOC Local O peration Center Trung tâm khai thác nội hạt

MA C Medium Access Control Đ iều khiển truy nhập môi

trường MBMS Multimedia Broadcast and M ulticast

MCI Multiplex Configuration Information Thông tin cấu hình ghép kênh

MFN Multifrequency Netw ork M ạng đa tần

MG CF Media G ateway Control Function Chức năng điều khiển

G ateway media MICH MBMS notification Indicator Channel K ênh chỉ thị thông báo MBM S

MIDP Mobile Information D evice Profile Profile thiết bị thông tin di

động MLC Multicast Logical Channel K ênh logic multicast

MO T Multimedia Object Transfer Truyền tải đối tượng đa

Channel

K ênh định trình điểm-tới-đa điểm MBMS

MTCH MBMS point-to-multipoint Traffic

Channel

K ênh lưu lượng điểm-tới-đa điểm MBMS

N MTS N ordic Mobile Phone Service D ịch vụ điện thoại di động

Bắc Âu

N OC N ational Operating Center Trung tâm khai thác Q uốc gia

N PA D N on-programme A ssociated Data D ữ liệu kết hợp không chương

trình

O IS O verhead Information Symbols Các ký hiệu thông tin mào đầu PAD Programme Associated D ata D ữ liệu kết hợp chương trình PDA Personal Digital A ssistant H ỗ trợ số cá nhân PDA N Packet D ow nlink Ack/Nack A ck/Nak đường xuống gói PDCH Packet D ata Channel K ênh dữ liệu gói PID Particular Program Identifier Bộ mô tả chương trình đặc biệt

PSS Packet-Switched Streaming D òng chuyển mạch gói PSTN Public Switching Telephone Network M ạng điện thoại chuyển mạch

PPC Positioning Pilot Channel K ênh hoa tiêu vị trí

Q AM Q uadrature Amplitude M odulation Đ iều chế biên độ vuông góc

Q CELP Q ualcomm Code Excited Linear

Q PSK Q uadrature Phase Shift K eying K hoá dịch pha vuông góc

Q VG A Q uarter Video Graphics A rray M ảng đồ hoạ Video một phần

tư RAN Radio A ccess N etwork M ạng truy nhập vô tuyến

RDP Real Data Package Protocol G iao thức gói dữ liệu thực

RLC Radio Link Control Đ iều khiển liên kết vô tuyến

RNC Radio N etw ork Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến

RNS Radio N etw ork Subsystem Phân hệ mạng vô tuyến

R-SG W Roaming Signaling G ateway G ateway báo hiệu chuyển

vùng RTCP Real Time Control Protocol G iao thức điều khiển thời gian

thực RTSP Real Time Streaming Protocol G iao thức truyền tải dòng thời

gian thực RTP Real Time Protocol G iao thức thời gian thực

SAP Service Access Protection Bảo vệ truy nhập dịch vụ

SC Synchronization Channel K ênh đồng bộ

SDP Senssion D escription Protocol G iao thức mô tả phiên

SGSN Serving GPRS Support N ode N ode hỗ trợ GPRS phục vụ

SIM Subscriber Identity M odule M odule nhận dạng thuê bao SIP Session Initiation Protocol G iao thức khởi đầu phiên SNA P SubN etw ork A ttachment Point Đ iểm gán mạng con SMIL Synchronized Multimedia Integration

thang TCP Transmission Control Protocol G iao thức điều khiển truyền

dẫn TDD Time D ivision Duplex Song công phân chia theo thời

gian TDMA Time D ivision Multiplexing Access Truy nhập ghép kênh phân

chia theo thời gian TPC Transition Pilot Channel K ênh hoa tiêu chuyển dịch TPS Transmitter Parameter Signaling Báo hiệu tham số máy phát

U DP U ser Datagram Protocol G iao thức datagram người sử

dụng

U HF U ltra High Frequency Tần số cực cao

U MTS U niversal Mobile

Telecommunications Service

D ịch vụ viễn thông di động toàn cầu

U SIM U MTS Subscriber Identity M odule M odule nhận dạng thuê bao

U MTS

VAD Voice A ctivity Detection Phát hiện kích hoạt thoại

VLR Visitor Location Register Bộ ghi định vị tạm trú

WAP Wireless A pplication Protocol G iao thức ứng dụng vô tuyến

WCD MA Wideband Code D ivision Multiple

A ccess

Đ a truy nhập p hân chia theo

mã băng rộng WIC Wide-area Identification Channel K ênh mô tả diện rộng

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 (DM B), 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,

DM B, và MediaFLO đã được nghiên cứu, tiêu chuẩn hoá và sử dụng phổ biến Ở Việt N am, 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 Q uân đội (Viettel)…, Tổng Công ty Truyền thông đa phương tiện (VTC) đã tiến hành thử nghiệm công nghệ D VB-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

trình bày như sau:

Chương 1: Tổng quan về Mobile TV và tình hình phát triển trên thế giới

Chương 2: N ghiên 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: Đ ề 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 D o 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

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 D VD 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] D o 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

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 Q CIF (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

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 N hược 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 p hát 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 , WCD MA hoặc

CD MA2000 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 WCD MA 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 MH z

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 N hược 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

H ình 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 Đ ối

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 C ác 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, Q uickTime, 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-A VC/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

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 C ác 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 VH F và

UHF Ở Anh công ty BT Movio đã sử dụng phổ tần dành cho quảng bá âm thanh số

(D AB) để p hát tín hiệu truyền hình di động sử dụng tiêu chuẩn D AB-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) H àn Quốc cũng cho phép sử dụng phổ tần VH F để cung cấp dịch vụ

truyền hình di động sử dụng công nghệ quảng bá đa phương tiện số mặt đất (D

VB-T) 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 D VB-H sử dụng băng tần L ở 1670 MH z;

HiWire, một nhà khai thác khác sử dụng phổ tần 700 MH z để phát dịch vụ DVB-H

1.4 C ông 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

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,

DM B-T, DM B-S, D VB-H, ISDB-T, ISD B-S, D AB, DAB-IP và MediaFLO N hư 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 U nicast cũng có ưu điểm là các nguồn tài

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 U MTS 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 H SD PA có thể đạt tốc độ từ

550-1100 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

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), A nh (Orange, Three)… Hiệp hội Viễn thông Q uốc tế (ITU ) đã thống nhất các mạng 3G với tên gọi là IMT-

2000 dựa trên hai công nghệ lõi cơ bản là: U MTS và CDMA 2000 Công nghệ

UM TS (WCDM A) được phát triển đối với các nước đang khai thác mạng G SM, các tần số 3G ở UM TS được phân bổ rời rạc trong phổ tần của U MTS Trong khi đó công nghệ CDM A2000 được thiết kế tương thích với các mạng CDMA One 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 3G PP 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 (HSD PA ) 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 H SD PA có thể phát ở tốc độ 384 kbps tới 50 người sử dụng trong một tế bào, H SD PA 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

xin thêm các tần số mới

- Với mạng 3G, công nghệ broadcast và multicast đa phương tiện (MBMS)

được tiêu chuẩn hoá để phát tín hiệu ở chế độ quảng bá, sự triển khai M BM S bắt

đầu vào năm 2008, bổ sung khả năng phát quảng bá cho các mạng 3G [9] Tốc độ

phát dữ liệu của các mạng này có thể đạt được từ 64 đến 256 kbps sử dụng giao

thức MBMS/UMTS, và từ 32 đến 128 kbps sử dụng giao thức M BM S/GSM Tuy

nhiên công nghệ này có thể sử dụng tới 30% dung lượng của mạng tế bào, điều này

có thể làm giảm chất lượng dịch vụ thoại truyền thống và yêu cầu đầu tư đáng kể

vào cơ sở hạ tầng mạng [5] Công nghệ MBMS có hai chế độ cung cấp dịch vụ tới

số lượng lớn người sử dụng Phiên bản thứ sáu 3GPP định nghĩa MBMS có các chế

độ cung cấp dịch vụ sau [1]:

+ Chế độ multicast truyền tín hiệu từ nguồn phát tới tất cả các thiết bị trong

một nhóm multicast Các thiết bị này có thể nằm ở các tế bào khác nhau hoặc đang

di chuyển D o đó, truyền dẫn multicast không phát dữ liệu tới tất cả người sử dụng

trong một vùng nhất định, mà sự p hân phát dữ liệu này có tính chọn lọc

+ Chế độ broadcast truyền tín hiệu tới tất cả người sử dụng trong một vùng

nhất định

1.6 Mobile TV sử dụng truyền dẫn số mặt đất và vệ tinh

Các công nghệ Mobile TV sử dụng truyền dẫn số mặt đất và vệ tinh bao

gồm: DVB-H , D MB-T, ISDB-T, DA B-IP, MediaFLO, D VB-SH , D MB-S, ISD B-S,

ATSC-M/H Các công nghệ này được tổng kết ngắn gọn như dưới đây

- Công nghệ quảng bá đa phương tiện số cho các máy cầm tay (D VB-H )

[1,2,4,5,8]: Công nghệ này dựa trên tiêu chuẩn quảng bá đa phương tiện số mặt đất

(D VB-T) được tối ưu cho các máy đầu cuối cầm tay, sử dụng chung phổ tần của

DVB-T DVB-H sử dụng các khuôn dạng mã hoá nguồn MPEG -4 hoặc Windows

Media 9 đối với video và mã hoá nguồn AA C DVB-H sử dụng dòng truyền tải IP

qua M PEG-2 TS; và sử dụng kỹ thuật cắt lát thời gian (time-slicing) để giảm công

suất tiêu thụ và hỗ trợ chuyển giao giữa các tế bào DVB-H sử dụng điều chế

khắc phục các ảnh hưởng của nhiễu đa đường đối với máy thu di động Hệ thống DVB-H cũng hỗ trợ chế độ điều chế OFDM 4K phù hợp với môi trường di động bên cạnh các chế độ 2K và 8K D VB-H được thiết kế hoạt động ở các băng thông 5 MHz, 6 MH z, 7 MHz và 8 MHz, đây là các băng thông được sử dụng cho các dịch

vụ quảng bá trên thế giới Kỹ thuật mã hoá kênh được sử dụng ở DVB-H là mã xoắn kết hợp với mã Reed Solomon DVB-H hoạt động ở băng tần UH F hoặc băng tần L (ở Mỹ) D VB-H được sử dụng ở Châu Âu, M ỹ, và một số nước Châu Á

- Công nghệ quảng bá đa phương tiện số phát qua mặt đất (D MB-T) [1,2,14,15]: Công nghệ này p hát triển từ hệ thống Eureka-147 cho quảng bá âm thanh số (DA B) để cung cấp các dịch vụ đa phương tiện gồm video, âm thanh và các dịch vụ tương tác cho các máy cầm tay di động D MB là sự mở rộng của tiêu chuẩn DA B nhờ thêm vào lớp sửa lỗi nhằm truyền các dịch vụ đa phương tiện

DM B sử dụng dải phổ đã được phân bổ cho DA B, nên việc triển khai D MB trở nên

dễ dàng và đã thành công Có hai phiên bản DM B là D MB-T (quảng bá đa phương tiện số mặt đất) và DM B-S (quảng bá đa phương tiện số qua vệ tinh) Đ ối với truyền dẫn số mặt đất D MB-T, băng tần VH F và U HF được sử dụng D MB-T chia khe VHF 6 MH z thành ba sóng mang, mỗi sóng mang có băng thông 1.54 MH z, có thể truyền tải bốn kênh video và các kênh âm thanh phụ DM B-T sử dụng kỹ thuật

mã hoá nguồn H 264 M PEG-4 đối với video và mã hoá nguồn BSAC, MP2 đối với

âm thanh; dòng truyền tải là M PEG-2 TS; ghép kênh theo tần số FD M, sử dụng điều chế DQ PSK ; mã hoá kênh được sử dụng là mã xoắn kết hợp với mã Reed Solomon DM B-T không hỗ trợ kỹ thuật tiết kiệm nguồn nên đây là vấn đề quan trọng đối với các máy di động cầm tay có công suất pin thấp DM B đã được triển khai đầu tiên ở H àn Quốc và các nước Châu Âu như Đ ức, Anh

- Công nghệ quảng bá đa phương tiện số phát qua vệ tinh (DM B-S) [1,2,14,15]: DM B-S là phiên bản ghép lai của công nghệ quảng bá đa phương tiện

số DM B-S sử dụng băng tần L (1452-1492 MHz) và băng tần S (2170-2200 MH z) của IMT và phân phát khoảng 18 kênh truyền hình ở tốc độ 128 Kbps ở băng thông

bảo thu được tín hiệu trong nhà, các toà nhà được trang bị thêm các bộ lặp băng tần

S để phát lặp tín hiệu mặt đất Hàn Q uốc là nước đầu tiên khai trương dịch vụ

DM B-S vào ngày 1 tháng 5 năm 2005 N hà cung cấp dịch vụ là TU Media, chi

nhánh của SK Telecom Các kênh Video DM B-S có khoảng cỡ 20 kênh bao gồm

các kênh thể thao, phim ảnh, hoạt hình, kịch và các chương trình giáo dục (ví dụ

như CNN, N ational Geographic Channels, BBC ), các kênh âm thanh có khoảng

13 kênh bao gồm các kênh phát bằng tiếng anh Chất lượng âm thanh đạt xấp xỉ

chất lượng CD với mã hoá AA C ở tốc độ 128 K bps Hai kênh trả cước phí khi xem

(PPV) là phim ảnh và kênh dành cho người lớn

- Công nghệ quảng bá số các dịch vụ tích hợp-mặt đất (ISDB-T) [1,2] :

Khuyến nghị ITU-R BT.1833 mô tả hai hệ thống ISDB-T riêng biệt: Hệ thống thứ

nhất dựa trên công nghệ ISDB-T-một segment (sử dụng 1/13 băng thông của truyền

dẫn số mặt đất), hoạt động ở băng thông 429 kHz, 500 kH z, hoặc 571 kHz; hệ thống

thứ hai là hệ thống kết hợp mặt đất/vệ tinh, hoạt động ở băng thông 25 MH z

ISDB-T sử dụng kỹ thuật mã hoá nguồn H.264 MPEG -4/AVC đối với video, mã hoá

nguồn MPEG-2 AAC đối với âm thanh; dòng truyền tải là MPEG-2 TS; sử dụng

điều chế CO FDM với các sơ đồ điều chế như Q PSK, D QPSK , 16 QAM và 64

QAM H ơn nữa, hệ thống ISD B-T hỗ trợ chế độ điều chế OFDM 4K phù hợp với

môi trường di động bên cạnh các chế độ 2K và 8K ISDB-T được sử dụng ở N hật

Bản, Brazil và Peru

- Công nghệ chỉ liên kết hướng đi đa phương tiện (MediaFLO ) [1,2,7,16]:

Đây là một hệ thống đầu cuối-tới-đầu cuối cho phép phát quảng bá các dòng truyền

tải video, âm thanh, các file đa phương tiện số… tới máy thu di động H ệ thống này

được phát triển bởi hãng Q ualcomm, được thiết kế để tối ưu vùng phủ, dung lượng

và công suất tiêu thụ của máy thu Hệ thống hoạt động ở băng tần 700 MH z (ở Mỹ),

băng tần UH F hoặc băng tần L (MediaFLO có thể hoạt động ở tần số bất kì từ 300

MHz – 1.5 G Hz, và được thiết kế tối ưu sử dụng trong băng UH F ; với các băng

thông 5 MH z, 6 MHz, 7 M Hz hoặc 8 MHz Nhờ sử dụng máy p hát có công suất cao

phát FLO có thể phủ sóng toàn bộ một vùng thành phố M ediaFLO được triển khai

ở Mỹ và được thử nghiệm ở Đ ức và Anh

- Công nghệ các hệ thống truyền hình tiến tiến- tới-máy di động/cầm tay

(A TSC-M /H ) [1,2]: ATSC-M/H (Uỷ ban các hệ thống truyền hình tiên tiến - tới – máy di động/cầm tay) là một tiêu chuẩn được sử dụng ở Mỹ để phát quảng bá các kênh truyền hình tới các thiết bị thu di động ATSC-M /H là sự mở rộng của tiêu chuẩn ATSC A/53 ATSC-M/H sử dụng các sơ đồ mã hoá kênh mới để chống lại ảnh hưởng của dịch tần Doppler và hiệu ứng truyền dẫn đa đường A TSC-M/H sử dụng mã hoá bên ngoài là mã Reed Solomon và mã xoắn Khả năng sửa lỗi được cải thiện bằng cách sử dụng kỹ thuật kiểm tra tổng CRC và kỹ thuật giải mã tẩy Một

bộ mã hoá lưới cũng được sử dụng nhằm tương thích với các máy thu A /53 M/H là một dịch vụ đối với các máy thu truyền hình di động và sử dụng một phần tốc độ 19.39 Mbit/s của dòng truyền tải ATSC 8VSB Tiêu chuẩn A TSC-M /H định nghĩa một cấu trúc dòng truyền tải cố định, dựa trên các khung M/H, các khung này thiết lập vị trí nội dung M/H trong các khung VSB và cho phép dễ dàng xử lý bởi máy thu M/H Dữ liệu được bảo vệ bởi mã sửa lỗi hướng đi FEC, chẳng hạn như các mã xoắn và ghép xen Để cải thiện chất lượng tín hiệu ở máy thu, ATSC-M /H

Asử dụng các chuỗi san bằng kênh cho phép sự ước lượng kênh ở máy thu A M/H sử dụng kỹ thuật cắt lát theo thời gian để tiết kiệm pin cho máy thu, kỹ thuật này dựa trên việc truyền dẫn ghép kênh phân chia theo thời gian các dịch vụ khác nhau

TSC-Các công nghệ Mobile TV khác đang trong giai đoạn tiêu chuẩn hoá hoặc được triển khai gồm:

- Công nghệ Mobile TV quảng bá âm thanh số dựa trên nền IP (DA B-IP) [1,12,13]: Công nghệ này là một phiên bản của tiêu chuẩn ETSI DA B và đã được tiêu chuẩn hoá bởi ETSI vào giữa năm 2006 D AB-IP có thể cung cấp các dịch vụ Mobile TV với các khe phổ tần 1.5 M Hz khả dụng cho công nghệ D AB [1] Tiêu chuẩn DA B-IP sử dụng lớp IP để truyền tải các dòng dữ liệu âm thanh, video và IP

mã hoá nguồn đối với video và âm thanh (ví dụ mã hoá nguồn H 264 hoặc

Windows Media 9 đối với video và A AC+ hoặc BSAC đối với âm thanh) Lớp IP

có thể được truyền tải qua nhiều loại mạng quảng bá và unicast như DA B, DVB-H

hoặc mạng 3G (UM TS) Công nghệ này có số lượng kênh hạn chế so với công nghệ

DVB-H hoặc MediaFLO và đã được triển khai thương mại ở Anh vào năm 2006

- Công nghệ quảng bá đa phương tiện di động ở Trung Q uốc (CMMB) [1]:

Đây là một hệ thống quảng bá vô tuyến mặt đất/vệ tinh H ệ thống này hoạt động ở

băng thông 2 MHz hoặc 8 MHz, sử dụng điều chế OFDM , và hỗ trợ các dịch vụ

tương tác

1.7 Mobile TV sử dụng công nghệ vô tuyến băng rộng

Các mạng vô tuyến đã và đang được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu Các

mạng này được xem là có tiềm năng lớn để truyền tải các dịch vụ đa phương tiện và

các dịch vụ truyền hình di động

1.7.1 Mobile TV sử dụng công nghệ WiFi

Các mạng WiFi (802.11x) đã trở nên phổ biến trong việc cung cấp dịch vụ

truy nhập Internet Các mạng WiFi ngày nay đang được sử dụng nhiều trong các

khu vực công cộng như các toà nhà, quán càfê, bệnh viện, khách sạn, sân

bay…WiFi cho phép truyền dẫn ở tốc độ cao hơn so với các mạng di động Tiêu

chuẩn WiFi 802.11b có thể cung cấp tốc độ lên tới 11 Mbps, trong khi đó tiêu chuẩn

WiFi 802.11g tương thích với 802.11b có thể cung cấp tốc độ lên tới 54 Mbps Do

truyền dẫn dữ liệu ở tốc độ cao, WiFi được xem là một phương thức để truyền dẫn

tín hiệu truyền hình di động Với WiFi người sử dụng di động có thể tải các nội

dung truyền hình qua Internet sử dụng máy di động cầm tay Nội dung có thể được

xem không trực tuyến sau đó WiFi có chi phí hiệu quả vì không yêu cầu giấy phép

mạng, và tương đối rẻ để triển khai Tuy nhiên vẫn còn tồn tại các vấn đề cần giải

quyết như chuyển vùng giữa mạng WiFi và các mạng tế bào, vấn đề tính cước…

Công nghệ WiM AX là công nghệ cho phép truyền dẫn các dịch vụ dữ liệu trong một vùng phủ rộng hơn so với WiFi WiMA X có thể cung cấp dung lượng cao hơn và do đó đắt hơn so với WiFi WiM AX rất phù hợp để truyền dẫn video và nội dung đa phương tiện WiM AX có thể cung cấp dịch vụ truy nhập Internet vô tuyến tốc độ cao khi máy thu đang chuyển động thậm chí lên tới tốc độ 60 km/h [1] Các ứng dụng điển hình của WiM AX là âm thanh và video theo yêu cầu Với WiMAX , người sử dụng di động có thể tải về hoặc xem dòng video trực tiếp khi đang di chuyển trên tàu, ôtô…WiMA X hỗ trợ sự chuyển vùng giữa mạng WiM AX

và các mạng di động, các máy cầm tay di động có thể chuyển từ mạng di động tới các kết nối vô tuyến Tuy nhiên, nhược điểm của WiM AX là việc sử dụng dải phổ tần số cần được cấp phép, không giống như WiFi WiMA X có thể cung cấp tốc độ cao hơn 20 Mbps và vùng phủ rộng toàn thành phố với một số ít máy phát WiMAX được đặc tả bởi hai tiêu chuẩn: WiMAX truy nhập vô tuyến cố định (IEEE 802.16d)

có thể cung cấp tốc độ dữ liệu trong khoảng 70-100 M bps IEEE 802.16d sử dụng công nghệ điều chế OFDM đa sóng mang (256 sóng mang) và kỹ thuật truy nhập OFDM A với 2048 sóng mang để khắc phục các ảnh hưởng của fading đa đường và fading chọn lọc theo tần số WiMAX truy nhập vô tuyến cố định đã được triển khai

ở Châu  u, Mỹ, Singapore, H ồng Kông và nhiều nước khác Trong khi đó WiMA X

di động (IEEE 802.16e) sử dụng điều chế O FD MA có thể cung cấp tốc độ dữ liệu lên tới 15 Mbps trong phạm vi 10 km, cho phép máy cầm tay di chuyển ở tốc độ lên tới 150 km/h [1] WiMAX di động là công nghệ tiềm năng cung cấp các dịch vụ đa phương tiện với các lý do sau [1]:

- Đa số các công nghệ phân phát đa p hương tiện di động dựa trên chế độ IP unicast hoặc multicast, ví dụ như các dịch vụ M BM S multicast; DVB-H với IP data casting; D AB-IP…

- Các công nghệ WiMAX cung cấp môi trường để phân phát dịch vụ đa phương tiện trên nền IP, và được xem là công nghệ tiềm năng khi phổ tần của các mạng 3G và DVB-H hạn hẹp

(802.16b), WiMAX hoặc WiBro (tiêu chuẩn vô tuyến băng rộng được phát triển bởi

Viện nghiên cứu điện tử và viễn thông H àn Quốc ETRI)

- Các ứng dụng khả dụng có thể cung cấp dịch vụ Mobile TV trên nền

WiMAX hoặc vô tuyến băng rộng với sự tương thích toàn cầu

Ưu điểm của WiMA X và WiFi là chúng đều cung cấp chế độ unicast

điểm-tới-điểm cũng như phát nội dung quảng bá trong một mạng Đ iều này làm cho

WiMAX và WiFi phù hợp để cung cấp các dịch vụ quảng bá truyền hình di động,

truyền tải dòng video và video theo yêu cầu với sự tương tác đối với người sử dụng

di động

1.8 Kết luận chương

Trong chương này, tác giả muốn giới thiệu tổng quan về truyền hình di động

và mô tả sơ lược mô hình thu phát truyền hình di động, cũng như phương pháp

chính phát tín hiệu truyền hình di động bên cạnh đó nêu những ưu, nhược điểm từng

phương pháp và phân loại các công nghệ truyền hình di động Thế nào là chế độ

broadcast, multicast và unicast, thế nào là công nghệ truyền hình di động sử dụng

mạng tế bào và truyền hình di động sử dụng truyền dẫn số mặt đất, vệ tinh, mobile

tv sử dụng công nghệ vô tuyến băng rộng như: công nghệ wifi và wimax nhằm giúp

cho đọc giả khái quát quá trình phát triển, thấy sự đa dạng của các công nghệ truyền

hình di động trên thế giới

Chương 2: NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT STREAMING VÀ MOB ILE MULTIMEDIA 2.1 Đ ịnh nghĩa về Mobile Multimedia

Mobile M ultimedia (đa phương tiện di động) bao gồm việc tạo ra nội dung được thiết kế cho các mạng di động, truyền dẫn và phân phát nội dung này sử dụng các giao thức tiêu chuẩn [1] N ội dung có thể có nhiều dạng như: đồ hoạ, hình ảnh,

âm thanh và video trực tiếp, các bản tin đa phương tiện, các trò chơi, VoIP, truyền tải dòng âm thanh và video… Nội dung đa phương tiện trong môi trường di động cần được thiết kế phù hợp với việc sử dụng được ở máy thu đầu cuối di động (phù hợp với băng thông truyền dẫn; môi trường truyền dẫn di động; công suất pin tiêu thụ và khả năng xử lý, kích thước màn hình, bộ nhớ của máy thu di động; các công nghệ truyền dẫn như G SM, G PRS, 3G-G SM , CDM A, 1xEV-DO ) Đ iều này được thực hiện bằng cách định nghĩa các profile của các file đa phương tiện, các giao thức, hoặc các ứng dụng trở thành các tiêu chuẩn cho Mobile Multimedia Hình 2.1

mô tả các phần tử của Mobile Multimedia

H ình 2.1: Các phần tử của Mobile Multim edia

2.2 S treaming

Streaming (truyền tải dòng) nội dung như âm thanh, video đã trở thành công

nghệ phổ biến cùng với sự phát triển của Internet vào những năm 1990 Một

phương pháp truyền tải dữ liệu video đó là người sử dụng sẽ tải về các file âm thanh

và video và bắt đầu xem chương trình khi đã tải xong, phương pháp này có nhược

điểm là do kích thước của các file có thể lớn (ví dụ 20 Mbytes) nên thời gian chờ để

tải về là rất dài Ở chế độ streaming dữ liệu âm thanh và video được phân phát tới

người sử dụng di động hoặc các thiết bị khác ở cùng tốc độ trung bình giống như

khi dữ liệu này được xem Ví dụ, với kết nối 128 kbps, dữ liệu video ở tốc độ

64-100 kbps có thể được truyền tải dòng liên tục, cho phép người sử dụng truy nhập

trực tiếp tới nội dung đa phương tiện Streaming thực hiện được nhờ sử dụng các bộ

mã hoá có tốc độ nén cao cùng với công nghệ truyền tải dòng nội dung bằng cách

biến đổi khuôn dạng file dữ liệu lưu giữ thành khuôn dạng gói phù hợp với với

truyền tải qua mạng Internet

Có hai phương pháp để truyền tải dòng Dữ liệu âm thanh, video, các trang

Web có thể được cung cấp bằng cách sử dụng giao thức H TTP Phương pháp này

Phương pháp thực tế hơn đó là phương pháp truyền tải dòng thời gian thực time streaming), phương pháp này y êu cầu sử dụng các giao thức đặc biệt (giao thức thời gian thực RTP, các giao thức multicasting…) và các server đặc biệt (A pple QuickTime server, RealTime server, Windows Media server)

(real-Streaming bao gồm các bước sau:

 Bắt giữ và mã hoá nội dung

 Biến đổi file thành khuôn dạng streaming

 Stream serving

 Truyền tải dòng qua các mạng IP

 Chạy chương trình trên media player

2.2.1 Quá trình bắt giữ và mã hoá nội dung

Quá trình bắt giữ nội dung bao gồm việc tiếp nhận dòng âm thanh và video ở khuôn dạng tương thích với card bắt giữ video của máy tính PC hoặc server K huôn dạng có thể là A VI hoặc các ứng dụng chuyên nghiệp, dạng SDI Card bắt giữ gồm các bộ mã hoá phần cứng có thể tiếp nhận nội dung ở khuôn dạng YC, RGB… Sau khi bắt giữ, các file được lưu giữ trên đĩa ví dụ ở khuôn dạng avi trước khi nén Sau khi nén các file được lưu giữ ở khuôn dạng nén phù hợp như mpg, mp4… phụ thuộc vào bộ mã hoá được sử dụng

2.2.2 Biến đổi file thành khuôn dạng streaming

Để các file được truyền tải dòng streaming theo thời gian thực, các file này cần có thông tin điều khiển thời gian, thông tin này được sử dụng bởi server để quản

lý tốc độ phát D o đó các file được biến đổi thành khuôn dạng streaming bằng cách thêm vào thông tin điều khiển thời gian và metadata giúp cho việc phân phát có thứ

tự dữ liệu streaming đối với các ứng dụng Ví dụ Q uickTime sử dụng một tính năng gọi là Hint Tracks để cung cấp thông tin điều khiển nhằm xác định thông tin âm thanh và video đã được streaming

Stream serving là một ứng dụng đặc biệt được sử dụng ở chế độ client server

để phát chuỗi liên tục các gói qua mạng IP đến máy client Ứng dụng streaming sử

dụng các giao thức trao đổi file thời gian thực đa phương tiện được phát triển bởi

IETF Các giao thức này bao gồm: giao thức thời gian thực RTP, giao thức điều

khiển thời gian thực RTCP và giao thức truyền tải dòng thời gian thực (RTSP)

Quá trình streaming bao gồm hai kênh riêng rẽ được thiết lập cho phiên

streaming K ênh dữ liệu cung cấp việc truyền tải dữ liệu âm thanh và video, trong

khi đó kênh điều khiển cung cấp phản hồi từ streaming client (ví dụ như media

player) tới server D ữ liệu âm thanh và video trong quá trình streaming được điều

khiển bởi giao thức RTP, giao thức này sử dụng giao thức UDP và IP làm các lớp

bên dưới Do đó dữ liệu được phân phát theo chuỗi datagram mà không cần xác

nhận Điều này tạo thành kênh dữ liệu trong quá trình streaming

H ình 2.2: G iá giao thức streaming

Client cung cấp thông tin như số lượng gói thu được và chất lượng kênh qua

kênh RTCP Server dựa trên thông tin thu được sẽ biết tình trạng lỗi và tắc nghẽn

của mạng và tốc độ mà client thực sự thu được các gói Nhờ đó server có thể thực

server có thể chọn một trong các tốc độ bit truyền tải dòng khả dụng (chẳng hạn 64,

128, 256 kbps) hoặc chọn tốc độ khung thấp hơn để đảm bảo tốc độ dữ liệu truyền tải không vượt quá khả năng của kênh IP Kênh điều khiển sử dụng giao thức RTSP, giao thức này hoạt động trên nền giao thức TCP và IP RTSP do đó điều khiển việc phân phát nội dung streaming tới client qua mạng IP RTSP hỗ trợ các chức năng điều khiển như xem lại (playback), xem (play), tua đi (forward), tua lại (reverse) và dừng tạm thời (pause), kết hợp với media player của client sẽ cung cấp cho người sử dụng đầy đủ chức năng điều khiển trong quá trình xem lại qua truyền tải dòng streaming

2.2.4 Streaming serving và quản lý băng thông

Streaming server và media client (thực hiện thiết lập kết nối đến server để truyền tải dòng) hoạt động ở chế độ bắt tay như mô tả trên Hình 2.3

`

H ình 2.3: Stream serving

Dòng media được gửi theo các khối dữ liệu, các khối này được biến đổi thành các gói RTP Mỗi gói RTP bao gồm phần tiêu đề và dữ liệu Tiêu đề có phần

cần thiết trong việc ghép lại các gói theo thứ tự chính xác ở máy thu đầu cuối Giao

thức RTP duy trì tốc độ phân phát dữ liệu đã được cố định và được thoả thuận qua

kết nối U DP/IP, trong khi đó giao thức RTSP hỗ trợ sự tương tác client với các

chức năng như xem và dừng tạm thời K hi một kết nối được thiết lập, RTSP được

sử dụng để tạo kết nối ở tốc độ bit cao nhất mà mạng IP hỗ trợ (có thể gồm các

đường liên kết vô tuyến hoặc các mạng GSM/GPRS hoặc 3G , CDM A) Các gói

truyền tải (âm thanh và video) được xử lý liên tục khi chúng tới media player

Client cần thực hiện lưu đệm dữ liệu vì tốc độ bit truyền dẫn thay đổi N ếu tốc độ

dữ liệu thấp hoặc tỷ lệ lỗi cao do điều kiện đường liên kết thì client sẽ gửi tín hiệu

tới server yêu cầu thực hiện chuyển mạch sang truyền tải dòng thông minh hoặc đo

tốc độ khung bị rớt Quá trình này tạo thành kết nối unicast Đ ối với mỗi client (ví

dụ như máy di động hoặc media player), có một số dòng truyền tải (kênh dữ liệu

riêng rẽ và kênh điều khiển riêng rẽ) được thiết lập để thực hiện quá trình streaming

thành công Tuy nhiên dạng kết nối này không lý tưởng khi có một số lượng lớn

người sử dụng muốn truy nhập cùng một nội dung, vì khi đó số dòng truyền tải và

dữ liệu được cung cấp tăng lên nhanh chóng

Chế độ truyền dẫn khác là chế độ multicast, trong đó nhiều người sử dụng

cùng thu được nội dung, khi đó dữ liệu được phát multicast Các bộ định tuyến

trong mạng thu được dòng multicast thực hiện phát lặp dữ liệu tới các đường liên

kết khác trong mạng Thay vì hàng trăm nghìn phiên unicast, mỗi đường liên kết

truyền tải chỉ một dòng nội dung multicast Phương pháp này có nhiều ưu điểm, tuy

nhiên các client không có cơ chế điều khiển để yêu cầu server thay đổi tốc độ bit

truyền dẫn khi xảy ra lỗi hoặc tắc nghẽn mạng…

Với M PEG-4 có cơ chế khác để cung cấp tốc độ bit cao hơn tới các client khi

mạng có băng thông cao hơn Server truyền tải dòng MPEG-4 sẽ phát dòng cơ sở có

độ phân dải thấp và một số dòng phụ Client thu dòng cơ sở và các dòng phụ này

khi băng thông khả dụng làm cho chất lượng hình ảnh tốt hơn

2.3.1 Khuôn dạng Media của Microsoft Windows

Windows Media là họ các bộ mã hoá và bộ giải mã cũng như server và player truyền tải dòng, gồm các thành phần sau:

 Họ các bộ mã hoá Window s Media

 Windows Media Service (server)

 Các bộ mã hoá/giải mã âm thanh và Video Windows Media Các bộ mã hoá có thể lưu giữ các file video ở các khuôn dạng như avi và tạo

ra các file ở khuôn dạng wmv hoặc asf Các bộ mã hoá/giải mã gồm hai loại: dựa trên dạng Windows Media và M PEG -4 Chương trình Windows Media là một phần của hệ điều hành Windows Server của Window s Media truyền tải dòng các file ở khuôn dạng wmv (khuôn dạng Window s Media video) hoặc asf (khuôn dạng streaming tiên tiến)

H ình 2.4: Xử lý dữ liệu đã được lưu giữ ở bộ đệm trong chế độ streaming

Phiên bản 9 của Windows Media cung cấp các tính năng tiên tiến như truyền tải dòng nhanh và lập trình nội dung động Truyền tải dòng nhanh cung cấp truyền tải dòng ngay tức khắc, tức là không cần lưu giữ đệm trước khi bật chương trình và các tính năng “luôn sẵn sàng” phù hợp với kết nối băng rộng Điều này đảm bảo không có sự ngắt quãng trong quá trình xem chương trình Truyền tải dòng

Multicasting được hỗ trợ bởi IGM Pv3, Window s Media hỗ trợ Ipv6

Hình 2.5: Media Player

2.3.2 Apple QuickTime

QuickTime của Apple là tập các các công cụ và player để điều khiển dữ liệu

đa phương tiện và truyền tải dòng streaming Các thành phần của Q uickTime gồm:

Một trình duyệt, hoặc player đa phương tiện QuickTime và Q uickTime streaming

server Q uickTime sử dụng giao thức RTP và RTSP và tiêu chuẩn nén là M PEG-4

2.4 Rich Media-Ngôn ngữ đa phương tiện đồng bộ

Rất nhiều ứng dụng yêu cầu hiển thị nhiều hình ảnh, đồ hoạ hoặc file âm

thanh; các file này cần được đồng bộ và biểu diễn ở dạng media tích hợp Ví dụ như

âm thanh được kết hợp với hình ảnh, thoại được kết hợp với phần trình bày N gôn

ngữ tích hợp đa phương tiện đồng bộ (SMIL) là một kỹ thuật thực hiện việc đồng

bộ trên SMIL được hỗ trợ bởi RealM edia và A pple Q uick Time Cũng có thể bổ

sung chức năng đồng bộ media vào ngôn ngữ H TML bằng cách sử dụng ngôn ngữ

XM L cho phép mô tả các tham số đồng bộ truyền tải dòng video, hình ảnh và văn

bản SMIL là một tiêu chuẩn cho phép viết các ứng dụng đa phương tiện tương tác

bao gồm các đối tượng đa phương tiện và siêu liên kết hyperlink, cho phép điều

video và đồ hoạ Ví dụ Hình 2.6 là một mô tả SMIL, truyền tải dòng hai video clip, theo sau bởi một bản tin thời tiết bao gồm video, một cửa sổ dạng văn bản và một đồng hồ dạng văn bản

Hình 2.6: Truyền tải dòng nội dung dựa trên SMIL

2.5 Mobile Multimedia 2.5.1 Các phần tử của Mobile Multimedia

 Các phần tử của Mobile M ultimedia gồm:

 Các file đa phương tiện;

 Các thủ tục thiết lập và giải phóng cuộc gọi để phân phát dữ liệu đa phương tiện;

 Các giao thức truyền tải dữ liệu đa phương tiện;

 Các player đa phương tiện và các client đầu cuối

Ví dụ một ứng dụng có thể là một file Windows M edia được truyền tải dòng tới máy điện thoại di động bằng cách sử dụng giao thức 3G-PSS qua mạng 3G File này y êu cầu chương trình Windows Media player để chạy M obile TV là một ứng dụng khác, sử dụng giao thức truyền tải dòng chuyển mạch gói 3GPP và các khuôn dạng file được nén tốc độ cao được định nghĩa bởi 3G PP, cho phép dòng truyền tải liên tục được phân phát, giải mã và hiển thị trên máy thu di động M ột số ứng dụng cho M obile Multimedia được mô tả ở Hình 2.7

H ình 2.7: Các ứng dụng của Mobile Multim edia

MMS là giao thức mở rộng của SMS và được định nghĩa là một tiêu chuẩn

mới Các bản tin MMS có nhiều kiểu nội dung như văn bản, hình ảnh (.jpg hoặc

.gif), âm thanh, video Thông tin có thể được biểu diễn đồng bộ bởi ngôn ngữ

SMIL

Dịch vụ tải về Video clip là dịch vụ thường được sử dụng trong các mạng di

động Người sử dụng gửi yêu cầu về clip qua tin nhắn SMS hoặc sử dụng kết nối

WAP Nội dung được thu bởi giao thức M MS hoặc tải về sử dụng giao thức WAP

Máy thu di động khi đó cần có chương trình player phù hợp như Real hoặc

Windows Media để chạy nội dung đã tải về

Video streaming có thể được sử dụng để thu nội dung trực tiếp (như các trận

bóng đá, lưu lượng giao thông…) Đ ây là một dịch vụ theo yêu cầu, đã được tiêu

chuẩn hoá sử dụng các giao thức PSS và phát ở chế độ unicast từ server tới người sử

dụng

Video calling được thực hiện nếu cả chủ gọi và bị gọi đều sử dụng điện thoại

có camera Các tiêu chuẩn gọi video đã được hình thành bởi các tiêu chuẩn 3G

-324M, sử dụng kết nối chuyển mạch kênh đảm bảo một tốc độ bit không đổi D ịch

Hình 2.8: Các dịch vụ Mobile Multim edia phổ biến

2.5.2 Sự tiêu chuẩn hoá Multimedia đối với các mạng di động

Các nhà khai thác dịch vụ di động, các nhà chế tạo thiết bị và các nhà bán hàng thiết bị di động cũng như các tổ chức tiêu chuẩn đã nỗ lực thực hiện tiêu chuẩn hoá các khuôn dạng file, các giao thức, các thủ tục thiết lập cuộc gọi và các ứng dụng đối với các mạng di động Tiêu chuẩn đã được thực hiện bởi các dự án hiệp hội 3G (3GPP) 3G PP là một dự án gồm một số tổ chức tiêu chuẩn nhằm thiết lập các tiêu chuẩn cho các dịch vụ di động tế bào thế hệ ba Trên thực tế có hai diễn đàn thực hiện các nỗ lực tiêu chuẩn hoá này là 3GPP (khởi đầu từ các nhà khai thác mạng GSM, GPRS, ED GE, và 3G -WCD MA) và 3GPP2 (các nhà khai thác mạng

CD MA2000, CD MA1X, CDMA 3X …) 3G PP hình thành năm 1998 và có mục tiêu

là cung cấp các đặc tả kỹ thuật ứng dụng toàn cầu cho hệ thống di động thế hệ ba khi phát triển từ các công nghệ 2G và 2.5G Các phiên bản mới nhất của 3GPP và 3G PP2 trình bày bức tranh hài hoà về các khuôn dạng file, các giao thức, các thủ tục thiết lập cuộc gọi và các khả năng thiết bị người sử dụng Các phiên bản 3GPP bao gồm các tiêu chuẩn mã hoá và giải mã âm thanh, đồ hoạ, video, dữ liệu, các thủ tục điều khiển cuộc gọi, máy di động, và các thiết bị người sử dụng

Nội dung trong chương này tác giả chủ yếu nghiên cứu kỹ thuật streaming và

phương pháp truyền tải dòng, quá trình streaming như: bắt giữ và mã hóa nội dung,

biến đổi file thành khuôn dạng streaming, phân tích quá trình streaming Ứng dụng

streaming sử dụng các giao thức trao đổi file thời gian thực đa phương tiện Phân

tích các giao thức thời gian thực, giao thức điều khiển thời gian thực và giao thức

truyền tải dòng thời gian thực Giới thiệu chương trình xem và server streaming, tìm

hiểu sơ lược về mobile multimedia như các phần tử của mobile multimedia, sự tiêu

chuẩn hóa multimedia và các ứng dụng của Mobile Multimedia

Chương 3: CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG

CƠ BẢN 3.1 Mobile TV sử dụng mạng 3G

3.1.1 Giới thiệu chung

Các mạng 2.5G và 2.75G như GPRS, CD MA 1xRTT và EDG E được phát

triển bởi các nhà khai thác mạng 2G để có thể cung cấp các ứng dụng dữ liệu và

truyền tải dòng âm thanh, video Công nghệ 3G-UM TS có thể cung cấp các kết

nối chuyển mạch kênh lên tới tốc độ hơn 384 kbps và cung cấp các kết nối chuyển

mạch gói lên tới tốc độ 2 Mbps bằng cách sử dụng các sóng mang 5 MHz, cải tiến

các giao diện vô tuyến và các cấu trúc mạng lõi Công nghệ CDMA 2000 EV-D O có

thể cung cấp các dịch vụ với tốc độ từ 400-700 kbps, và có thể lên tới 2 Mbps [1]

Do khả năng cung cấp tốc độ truyền dẫn cao của các mạng di động 3G, nên

việc triển khai cung cấp tín hiệu truyền hình di động M obile TV qua các mạng 3G

là hoàn toàn khả thi N hững năm trước đây, nhiều nhà khai thác mạng tế bào đã bắt

tải dòng chuyển mạch gói (PSS) Ngày nay PSS được hỗ trợ bởi các nhà sản xuất thiết bị đầu cuối và cung cấp các dịch vụ truyền tải dòng có chất lượng chấp nhận được Chất lượng được cải thiện hơn nhờ sử dụng bộ mã hoá/giải mã video H.264

và sử dụng các phần mang truyền tải dòng có hỗ trợ Q oS [6] Chất lượng và dung lượng cũng được cải thiện nhờ sử dụng công nghệ truy nhập gói đường xuống tốc

độ cao H SDPA

Nhược điểm chính của công nghệ unicast là dung lượng mạng giảm khi có nhiều người xem cùng chương trình truyền hình đồng thời K hi đó, công nghệ broadcast là công nghệ truyền tải thích hợp hơn D ự án hiệp hội thế hệ ba 3GPP đã hoàn thành đặc tả công nghệ dịch vụ broadcast và multicast đa phương tiện (M BMS) ở phiên bản U MTS 6 D ự án 3GPP2 đặc tả công nghệ dịch vụ broadcast

và multicast (BCMCS) đối với CDM A2000 [10] 3GPP M BMS và 3GPP2 BCMCS

có nhiều điểm tương đồng Cả MBM S và BCM CS đều yêu cầu sự thay đổi nhỏ đối với các giao thức mạng lõi và vô tuyến hiện tại Điều này làm giảm chi phí thực hiện ở các thiết bị đầu cuối và mạng, làm cho công nghệ quảng bá tế bào có chi phí tương đối rẻ so với các công nghệ quảng bá khác như DVB-H , D MB (các công nghệ này yêu cầu phần cứng máy thu mới ở thiết bị đầu cuối và đầu tư đáng kể vào

- Mạng cần có các giao thức đã được tiêu chuẩn hoá và thống nhất để thiết lập cuộc gọi, trả lời, thiết lập cuộc gọi video hoặc truyền tải dòng video Các giao thức này cần được tuân theo đồng nhất qua các mạng để các cuộc gọi có thể được thiết lập giữa những người sử dụng ở các mạng khác nhau Các giao thức được tiêu chuẩn hoá cũng giúp các nhà sản xuất thiết bị đầu cuối cung cấp các máy di động có

gọi cũng như truyền tải dòng chuyển mạch gói đã được hình thành bởi khuyến nghị

3G -324M đối với các cuộc gọi video và 3GPP-PSS đối với truyền tải dòng tương

ứng

- Mạng phải có các tiêu chuẩn để mã hoá âm thanh và video đối với các ứng

dụng khác nhau như truyền tải dòng video và cuộc gọi video Các giao thức sử dụng

các thuật toán nén hiệu quả cao như MPEG -4 hoặc H.264 để giảm băng thông yêu

cầu đối với âm thanh và video đã được mã hoá Với kích thước màn hình nhỏ của

máy di động, có thể sử dụng các profile đơn giản đối với video mà không cần mã

hoá số lượng lớn các đối tượng

- Mạng phải đáp ứng được tốc độ dữ liệu phù hợp để có thể truyền tải các

khung video liên tục không bị ngắt quãng

3.1.3 Truyền tải dòng Mobile TV sử dụng các tiêu chuẩn 3GPP-Dịch vụ truyền

tải dòng chuyển mạch gói 3GPP (PSS )

Việc cung cấp tín hiệu Mobile TV hoặc tín hiệu video qua truyền tải dòng

streaming là một trong những phương pháp phổ biến nhất để phân phát tín hiệu

video Tiêu chuẩn truyền tải dòng chuyển mạch gói PSS được phát triển bởi 3GPP

là tiêu chuẩn chủ yếu được sử dụng để truyền tải dòng unicast trong các mạng tế

bào Mục tiêu chính của PSS là định nghĩa một ứng dụng cung cấp truyền tải dòng

đồng bộ các tín hiệu media như âm thanh, video và văn bản PSS cũng định nghĩa

ứng dụng dựa trên ngôn ngữ tích hợp đa phương tiện đồng bộ (SMIL) để biểu diễn

tín hiệu đa phương tiện, kết hợp các dòng âm thanh với các hình ảnh, đồ hoạ và văn

bản đã được tải về; PSS cũng định nghĩa ứng dụng để tải về các file 3G P Mục đích

chính của các đặc tả đối với dịch vụ truyền tải dòng được đồng nhất ở các điểm sau

[1]:

- Định nghĩa các khuôn dạng file âm thanh, video tới máy di động;

- Định nghĩa các tiêu chuẩn mã hoá;

- Định nghĩa các thủ tục thiết lập cuộc gọi đối với dịch vụ truyền tải dòng;

- Định nghĩa các giao thức đối với dịch vụ truyền tải dòng;

- Vấn đề quản lý bản quyền số đối với các dịch vụ truyền tải dòng 3G PP-PSS chủ yếu dựa trên các giao thức được phát triển bởi IETF 3G PP-PSS định nghĩa giá giao thức cho việc thiết lập và truyền tải dữ liệu sử dụng lớp IP (H ình 3.1) Các khuôn dạng file âm thanh, video, đồ hoạ, mô tả hình ảnh và biểu diễn thông tin cũng được mô tả G iá giao thức 3GPP-PSS thống nhất việc thiết lập cuộc gọi và truyền tải dữ liệu đa phương tiện qua các mạng khác nhau thậm chí khi các mạng này có các giao diện vô tuyến khác nhau

Các giao thức chính gồm giao thức truyền tải dòng thời gian thực (RTSP) để điều khiển phiên, giao thức mô tả phiên (SD P) để mô tả phần biểu diễn và giao thức truyền tải thời gian thực để truyền tải tín hiệu media N goài ra giao thức HTTP được sử dụng để tải về các mô tả biểu diễn và hình ảnh

Hình 3.1: Giá giao thức dịch vụ truyền tải dòng gói 3G PP

Thủ tục để thiết lập các phiên giao thức truyền tải dòng thời gian thực (RTSP) unicast giữa một máy di động và một Streaming server được mô tả như dưới đây Client trên máy di động (ví dụ như H TTP client) chọn vị trí của file media với một RTSP U RL Chuỗi sự kiện diễn ra như sau:

- Server đáp ứng với một bản tin giao thức mô tả phiên (SDP) đưa ra mô tả

loại media, số dòng truyền tải và băng thông yêu cầu;

- Player hoặc client media sẽ phân tích phần mô tả và đưa ra một lệnh thiết

lập RTSP SETU P đối với mỗi dòng được truyền tải;

- Sau khi các dòng được thiết lập, client sẽ đưa ra dòng lện PLA Y Khi thu

được dòng lệnh PLAY, Streaming server bắt đầu gửi các gói RTP tới client sử dụng

giao thức UD P;

- Kết nối được huỷ bởi client bằng cách đưa ra lệnh TEA RD OWN

Hình 3.2: Thiết lập phiên truyền tải dòng trong 3GPP-PSS

PSS bao gồm một số tính năng nhằm cải thiện chất lượng truyền tải dòng qua

mạng Một trong những tính năng này là truyền tải dòng thích nghi Truyền tải dòng

thích nghi cho phép dịch vụ truyền tải dòng thích nghi với các điều kiện của mạng

Điều này là cần thiết vì để xem một dòng truyền tải đa phương tiện thì mạng truyền

tải phải cung cấp được thông lượng ít nhất cao hơn tốc độ của nội dung đã được mã

hoá Mặc dù các mạng có nỗ lực cao nhất (best-effort) có thể cung cấp tốc độ bit

yêu cầu, các mạng này không thể đảm bảo tính khả dụng của tốc độ bit yêu cầu

trong suốt thời gian tồn tại của phiên, đặc biệt là trong các đường truyền vô tuyến di

công nghệ truy nhập vô tuyến như G PRS, WCD MA, H SD PA có các giới hạn cực đại khác nhau về tốc độ bit khả dụng trung bình, nên sự chuyển giao giữa các hệ thống (ví dụ từ WCDM A sang GPRS và ngược lại) sẽ có các đặc tính đường liên kết vô tuyến khác nhau đáng kể

Một trong những vấn đề của tiêu chuẩn PSS hiện nay là PSS không hỗ trợ sự chuyển kênh nhanh (zapping) như truyền hình thông thường, PSS thường mất 8 đến

10 s để chuyển từ kênh này sang kênh khác Sự chuyển kênh trong PSS yêu cầu ngắt phiên truyền tải dòng đang tiếp diễn, thiết lập một p hiên mới và điền đầy dữ liệu vào bộ đệm client trước khi xem trở lại Điều này được khắc phục bằng cách chia sẻ một phiên truyền tải dòng đối với tất cả các kênh được sử dụng trong suốt một phiên M obile TV Nếu một người sử dụng chọn một kênh nào đó, số của kênh

đã được chọn sẽ được thông báo tới Streaming server, Streaming server lập tức chuyển tiếp dữ liệu media của kênh mới tới client

Một ví dụ điển hình về truyền tải tín hiệu 3GPP Mobile TV được mô tả ở Hình 3.3, trong đó gồm hai server:

- Broadcast server thực hiện mã hoá nội dung âm thanh, video và đóng gói

IP thành các gói IP UD P/RTP;

- Streaming server để cung cấp nhiều dòng truyền tải RTP unicast tới nhiều máy di động cầm tay

Hình 3.3: Truyền tải tín hiệu Mobile TV theo chuẩn 3G PP

Các nguồn âm thanh và video có thể là các máy quay phim video hoặc máy

thu/giải mã tín hiệu từ vệ tinh hoặc nội dung video, băng video đã được lưu giữ

Broadcast server mã hoá video sử dụng chuẩn H 263 và mã hoá âm thanh theo

chuẩn AM R, và cung cấp các gói IP truyền qua RTP/U DP Đ ộ phân giải video của

dòng đã được mã hoá được giới hạn bởi 3G PP, ví dụ kích thước QCIF có tốc độ

khung là 15-30 fps Mã hoá âm thanh có thể là AM R có tốc độ từ 4.7 đến 12.3 kbps

[1]

Streaming server thiết lập các kết nối unicast một-tới-một tới các máy di

động muốn thu tín hiệu video theo chế độ streaming

Dữ liệu âm thanh, video được giải mã ở máy thu di động sử dụng chương

trình 3GPP player được tích hợp trong máy di động

3.1.4 Tiêu chuẩn 3G-324M

Trong khi mục tiêu của các dự án 3G PP và 3GPP2 là hướng tới hệ thống

IM S (3GPP) và hệ thống miền đa phương tiện (3G PP2), cả hai hệ thống đều dựa

trên nền mạng lõi IP Đ ể thực hiện việc truyền tải tín hiệu video qua các mạng 3G ,

hai dự án đã thống nhất sử dụng tiêu chuẩn 3G-324M Tiêu chuẩn này cung cấp các

dịch vụ di động sử dụng băng thông của mạng 3G chưa yêu cầu cơ sở hạ tầng mạng

không phụ thuộc vào số người sử dụng kích hoạt trong mạng đối với các dịch vụ dữ liệu)

H ình 3.4: Mạng 3G-324M

Trong mạng di động, nội dung video dựa trên tiêu chuẩn 3G-324M được truyền tải bởi dòng H.223 64 kbps, H 223 thực hiện ghép kênh các tín hiệu âm thanh, video, dữ liệu và thông tin điều khiển Phần video của H.223 dựa trên chuẩn nén M PEG-4, phần âm thanh dựa trên chuẩn nén N B-AM R, phần điều khiển dựa trên giao thức H.245, giao thức này thực hiện trao đổi tham số kênh và điều khiển phiên

3.1.5 Công nghệ MBMS và BCMC S

Với công nghệ unicast, nội dung được phân phát qua các kết nối điểm, điều này yêu cầu mạng phải xử lý nhiều yêu cầu đối với cùng nội dung một cách tuần tự, do đó sẽ lãng phí các nguồn tài nguyên trong các mạng lõi và các mạng truy nhập vô tuyến Với sự phát triển của các ứng dụng yêu cầu băng thông

điểm-tới-dung dịch vụ, broadcast và multicast là phương thức phân phát dữ liệu hiệu quả

hơn Các phương pháp này làm giảm lượng dữ liệu được phát trong mạng, do đó

dẫn tới giảm chi phí đáng kể

Ví dụ sau minh hoạ ưu điểm đạt được nhờ sử dụng công nghệ broadcast để

truyền tải các dòng dịch vụ H ình 3.5 mô tả trường hợp trong đó một số người sử

dụng dịch vụ Mobile TV đang xem ba kênh khác nhau được truyền tải dòng theo

unicast Trong trường hợp này, mỗi người sử dụng yêu cầu một kết nối streaming

riêng rẽ tới server Server và tải lưu lượng mạng do đó liên kết trực tiếp với số

người sử dụng Ở trường hợp này, server streaming phải có mười kết nối streaming,

bởi vì có mười người sử dụng Mobile TV Rõ ràng là khi số người sử dụng tăng lên,

tải server sẽ tăng và lưu lượng được tạo ra trong các mạng truy nhập vô tuyến và

các mạng lõi sẽ lớn

Hình 3.5: Quảng bá qua các kết nối U nicast

Hình 3.6 mô tả trường hợp tương tự khi dịch vụ Mobile TV được cung cấp

bởi công nghệ M BMS Server phân phát chỉ một dòng stream trên mỗi kênh tới

trung tâm dịch vụ broadcast/multicast (BM-SC) D òng dữ liệu đối với mỗi kênh

trong mạng lõi và mạng vô tuyến được phát lặp khi cần thiết Ở trường hợp này,

nguồn tài nguyên vô tuyến trong tế bào chỉ cần được phân bổ ba kênh truyền dẫn quảng bá song song thay vì sáu kênh truyền dẫn unicast riêng rẽ Tải server, mạng,

và tế bào độc lập với số lượng người sử dụng

H ình 3.6: Quảng bá qua các kết nối Multicast

Công nghệ dịch vụ broadcast và multicast đa phương tiện (M BM S) và công nghệ dịch vụ broadcast và multicast (BCMCS) được đặc tả bởi 3GPP và 3GPP2 tương ứng MBMS và BCMCS bổ sung các tính năng sau vào các mạng di động [11]:

- Tập các chức năng điều khiển dịch vụ phân phát broadcast/multicast, ở MBM S gọi là trung tâm dịch vụ broadcast/multicast (BM-SC), còn ở BCMCS gọi

là bộ điều khiển BCMCS;

- Định tuyến broadcast/multicast các luồng dữ liệu trong mạng lõi;

- Các phần mang vô tuyến (bear) hiệu quả đối với truyền dẫn vô tuyến từ điểm-tới-đa điểm trong một tế bào

Ngoài ra, MBM S và BCMCS cũng đặc tả các giao thức và các bộ mã

được chia sẻ với các dịch vụ khác như truyền tải dòng unicast theo yêu cầu MBM S

và BCMCS hỗ trợ hai kiểu kết nối từ điểm-tới-đa điểm sau:

- Chế độ broadcast: Mạng phát dữ liệu tới tất cả người sử dụng trong một

vùng quảng bá xác định;

- Chế độ multicast: Mạng phát dữ liệu chỉ tới những người sử dụng yêu cầu

dữ liệu này

Ngoài việc cung cấp dịch vụ streaming media, các nhà cung cấp nội dung có

thể sử dụng MBMS, BCMCS để cung cấp dịch vụ download, phân phối các file tới

các nhóm đông người sử dụng

3.1.5.1 Kiến trúc MBMS

H ình 3.7: Kiến trúc MBMS

Hình 3.7 mô tả kiến trúc M BMS Để hỗ trợ M BMS, những sự thay đổi là cần

thiết ở hầu hết các node của mạng chuyển mạch gói N hững sự thay đổi này được

thực hiện bằng cách nâng cấp phần mềm M BM S khả dụng với cả mạng truy nhập

(U TRAN)

Trung tâm dịch vụ broadcast/mult icast (BM-SC) được bổ sung vào mạng BM-SC thực hiện việc cung cấp và p hân phát các dịch vụ quảng bá di động BM-SC đóng vai trò là điểm vào đối với các dịch vụ phân phát nội dung muốn sử dụng BM-

SC BM-SC thiết lập và điều khiển các phần mang truyền tải tới mạng lõi di động

và có thể được sử dụng để định trình và p hân phát các kênh truyền dẫn MBMS BM-SC cũng cung cấp các thông báo dịch vụ tới các thiết bị đầu cuối Các thông báo này bao gồm tất cả các thông tin cần thiết (như mô tả dịch vụ multicast, các địa chỉ multicast IP, thời gian truyền dẫn, các mô tả media…) mà thiết bị đầu cuối cần

để có thể tham gia vào một dịch vụ M BMS BM -SC có thể được sử dụng để tạo ra các bản tin tính cước đối với dữ liệu đã được phát từ nhà cung cấp nội dung, và quản lý các chức năng bảo mật được đặc tả bởi 3G PP cho chế độ multicast

BM-SC cung cấp hai giao diện tới mạng lõi Qua giao diện G mb, BM-SC trao đổi thông tin điều khiển với node hỗ trợ Gateway GPRS (GGSN ) Giao diện Gi

truyền tải dữ liệu nội dung tới GG SN Các nhà cung cấp nội dung phân phát các nội dung của mình tới BM-SC (nhà cung cấp nội dung không phát nội dung tới tất

cả người sử dụng qua các kênh dành riêng mà chỉ phát nội dung tới BM -SC)

BM-SC sẽ phân phát các nội dung này tới người sử dụng G iao diện giữa BM-BM-SC và content server có thể được đặt ở trong mạng di động hoặc ở ngoài mạng

Tiêu chuẩn MBMS không yêu cầu bắt buộc các chức năng BM-SC được thực hiện như thế nào Một số nhà cung cấp có thể cung cấp các chức năng này ở một node riêng rẽ, các nhà cung cấp khác có thể tích hợp các chức năng này trong các node mạng dịch vụ và mạng lõi hiện tại Trong mạng lõi, MBMS và BCMCS bổ sung các chức năng và các bản tin giao thức cần thiết để tạo và quản lý các cây phân

bố dữ liệu broadcast và multicast

Một tính năng đặc biệt của MBM S là MBM S cho phép các nhà khai thác định nghĩa các dịch vụ broadcast và multicast đối với các vùng địa lý cụ thể Các vùng địa lý này được cấu hình qua vùng dịch vụ M BM S Mỗi node trong mạng lõi

chuyển tiếp dữ liệu dịch vụ M BM S Ở mức GG SN , danh sách bao gồm mọi node

serving G SN (SGSN ) mà dữ liệu sẽ được chuyển tiếp Ở mức SG SN , danh sách

bao gồm mọi node bộ điều khiển mạng vô tuyến (RNC) của mạng truy nhập vô

tuyến mặt đất WCD MA hoặc trong trường hợp của mạng truy nhập vô tuyến G SM

sẽ bao gồm mọi bộ điều khiển trạm gốc (BSC) cần thu dữ liệu Đ ối với các dịch vụ

hoạt động ở chế độ multicast, mạng lõi quản lý cây phân bổ dữ liệu động bằng cách

giám sát những người sử dụng đăng ký sử dụng dịch vụ G iống như IP multicast,

mỗi node mạng lõi chuyển tiếp dữ liệu MBMS tới các node dow nstream đang phục

vụ những người sử dụng đã đăng ký sử dụng dịch vụ

3.1.5.2 C ác chế độ của MBMS

Hình 3.8: Các chế độ và phương pháp phân phát dữ liệu MBMS

Dịch vụ MBMS cung cấp ba chế độ để phân phát dữ liệu: broadcast,

broadcast tiên tiến và multicast Sự khác nhau giữa các chế độ này là mức quản lý

nhóm trong mạng lõi và mạng vô tuyến:

các phần mang phân phối M ạng không có bất kỳ thông tin gì về các máy thu kích hoạt trong vùng quảng bá và không thể tối ưu nguồn tài nguyên được sử dụng

- Chế độ MBMS broadcast tiên tiến cho phép sử dụng hiệu quả hơn việc phân phát tài nguyên so với chế độ broadcast N gười sử dụng chỉ thị dịch vụ

“joining” tới mạng vô tuyến Mạng vô tuyến có thể thực hiện thủ tục “counting” hoặc “re-counting” để xác định số lượng người sử dụng trong mỗi tế bào Cơ chế này dựa trên bản tin đáp ứng “counting” MBMS được gửi bởi người sử dụng U E khi U E thu được yêu cầu “counting” Số đếm người sử dụng này được sử dụng để xác định kiểu truyền tải được sử dụng N ếu có ít người sử dụng yêu cầu dịch vụ MBM S trong một tế bào thì việc phân phát dữ liệu MBMS theo các kênh dành riêng điểm-tới-điểm hoặc các kênh được chia sẻ của HSDPA sẽ hiệu quả hơn, vì truyền dẫn trên các kênh này có thể được tối ưu theo điều kiện thu vô tuyến của thiết bị đầu cuối tương ứng Phân phát dữ liệu M BM S điểm-tới-đa điểm trở nên hiệu quả nếu có

số lượng lớn người sử dụng yêu cầu dịch vụ trong cùng một tế bào [6]

- Ở chế độ MBMS multicast, người sử dụng chỉ thị dịch vụ “joining” tới mạng lõi Mạng giám sát trạng thái “joining” này ở các node GG SN , SG SN và ở các bộ điều khiển mạng vô tuyến RN C Khi thiết bị đầu cuối người sử dụng di chuyển từ vùng này sang vùng khác, trạng thái “joining” đối với tất cả các dịch vụ

đã được tham gia bởi người sử dụng được chuyển tới một node phục vụ mới Các

RN C có thể sử dụng thủ tục “counting” hoặc “re-counting” để xác định số lượng người sử dụng yêu cầu dịch vụ M BMS multicast thực sự Do đó, mạng giám sát được người sử dụng dịch vụ và thiết lập cây phân phối đối với mặt phẳng người sử dụng MBMS rất hiệu quả

3.1.5.3 Truy nhập tới các dịch vụ MBMS

 Quá trình khởi đầu phiên

Hình 3.9: Luồng phiên MBMS

Hình 3.9 mô tả luồng điển hình các phiên M BMS Chế độ broadcast cho

phép truyền dẫn dữ liệu đa phương tiện theo một chiều từ điểm-tới-đa điểm Chế độ

broadcast không yêu cầu người sử dụng phải đăng ký trước hoặc “joining” Tất cả

người sử dụng trong một vùng dịch vụ quảng bá được định nghĩa bởi nhà khai thác

mạng đều có thể thu được dữ liệu Tuy nhiên, khi người sử dụng không muốn thu

dữ liệu này thì người sử dụng có thể cấu hình thiết bị đầu cuối U E của mình ở chế

độ không thu dữ liệu Chế độ multicast yêu cầu người sử dụng phải đăng ký để thu

được các dịch vụ M BM S Người sử dụng giám sát các bản tin thông báo dịch vụ và

quyết định tham gia sử dụng một hoặc nhiều dịch vụ Tính cước được thực hiện dựa

trên việc đăng ký trả trước hoặc dựa trên việc mua các khoá cho phép truy nhập tới

dữ liệu đã được phát

Khởi đầu, thông tin về một dịch vụ MBMS đặc biệt được gửi tới server cung

cấp dịch vụ Thông tin này được gọi là thông báo dịch vụ Các thông báo dịch vụ

cung cấp thông tin về dịch vụ và bằng cách nào các thiết bị đầu cuối có thể truy

về bởi giao thức HTTP hoặc giao thức truy nhập vô tuyến WAP hoặc phân phát các thông báo dịch vụ bằng bản tin SMS hoặc bản tin MM S hoặc sử dụng một kênh thông báo dịch vụ MBMS đặc biệt

Nếu dịch vụ là broadcast, thiết bị đầu cuối chỉ cần điều chỉnh tới kênh có các tham số được mô tả trong thông báo dịch vụ N ếu dịch vụ là dịch vụ multicast, một

yêu cầu tham gia phiên (session join) phải được gửi tới mạng với các tham số được

tách ra từ thông báo dịch vụ Thiết bị đầu cuối người sử dụng trở thành một thành viên của nhóm dịch vụ MBMS tương ứng và thu tất cả dữ liệu được phát bởi dịch

vụ

Trước khi truyền dẫn dữ liệu bắt đầu, BM-SC phải gửi một y êu cầu khởi đầu

phiên (senssion start) tới G GSN trong mạng lõi G GSN xác định các nguồn tài

nguyên nội bộ cần thiết và chuyển tiếp yêu cầu tới các SG SN liên quan Các SGSN lại yêu cầu phân bổ các nguồn tài nguyên vô tuyến cần thiết để cung cấp chất lượng dịch vụ Q oS yêu cầu Cuối cùng, các thiết bị đầu cuối của nhóm dịch vụ MBM S tương ứng được thông báo rằng dịch vụ là để p hân phát nội dung

Sau đó server có thể gửi dữ liệu đa phương tiện tới BM -SC, BM-SC chuyển tiếp dữ liệu tới MBMS bearer Ở chế độ multicast, dữ liệu được mật mã hoá và được phát tới mọi thiết bị đầu cuối tham gia phiên MBMS

Sau cùng, server gửi một thông báo kết thúc phiên (session stop) để chỉ thị

rằng pha truyền dẫn dữ liệu đã kết thúc

Người sử dụng muốn rời khỏi một dịch vụ multicast M BMS gửi một yêu cầu

rời khỏi dịch vụ (service leave) tới mạng, mạng sau đó sẽ loại bỏ người sử dụng từ

H ình 3.10: Giá giao thức MBMS

Phương pháp phân phát streaming được sử dụng để thu và play-out liên tục

các ứng dụng như các ứng dụng Mobile TV Streaming sử dụng giao thức truyền tải

thời gian thực RTP để truyền tải dữ liệu đa p hương tiện, RTP lại sử dụng giao thức

UDP ở lớp dưới Mã sửa lỗi hướng đi (FEC) Raptor được sử dụng để tăng độ tin

cậy truyền dẫn MBMS

Phương pháp phân phát download được sử dụng cho các dịch vụ phân phối

file, cho phép lưu giữ dữ liệu thu được ở thiết bị đầu cuối Phương pháp này được

sử dụng để phân phát các file từ một nguồn tới nhiều máy thu một cách hiệu quả

Phương pháp phân phát download có ba sơ đồ khắc phục lỗi gói: Sơ đồ quan

trọng nhất là sơ đồ sử dụng mã sửa lỗi FEC, cho phép khắc phục các gói bị tổn thất

mà không cần tương tác với server MBMS cũng cung cấp hai thủ tục sửa file: Một

thủ tục sử dụng các phần mang tương tác điểm-tới-điểm (PTP), còn thủ tục thứ hai

sử dụng phần mang điểm-tới-đa điểm (PTM )

 Mạng truy nhập vô tuyến

 Truy nhập vô tuyến broadcast /multicast GSM

Ở các hệ thống GSM, MBMS sử dụng các sơ đồ mã hoá và điều chế GPRS

và ED GE (CS1-4 và M CS1-9) M BMS cũng sử dụng kênh dữ liệu gói (PD CH )

GPRS và ED GE để truyền dẫn từ điểm-tới-đa điểm, và sử dụng các giao thức điều

truyền dẫn điểm-tới-điểm, MBMS hỗ trợ chế độ đa khe thời gian Trong trường hợp này, mạng vô tuyến có thể sử dụng tới 4 khe thời gian trên một phiên M BM S Ở mạng truy nhập vô tuyến G ERAN, có hai chế độ để thực hiện các dịch vụ phần mang MBMS là:

- RLC/M AC với yêu cầu phát lại tự động (ARQ), còn được gọi là chế độ Ack/Nack đường xuống gói (PDA N) Ở chế độ này, có thể lên tới 16 thiết bị đầu cuối trong một tế bào cung cấp p hản hồi về các gói đã được truyền dẫn Bằng cách này, các khối dữ liệu không thu được chính xác bởi thiết bị đầu cuối sẽ được phát quảng bá lại qua phần mang vô tuyến MBM S

- RLC/M AC không ARQ, còn gọi là chế độ phát lặp mù Ở chế độ này, các khối RLC được phát lặp với số lần đã được xác định trước, sử dụng kỹ thuật độ dư tăng từng phần, trước khi khối RLC kế tiếp được phát

Các thiết bị đầu cuối M BMS có thể dựa trên phần cứng EDG E hiện tại với nâng cấp phần mềm để hỗ trợ các thủ tục báo hiệu MBMS Ở GSM, phần mang vô tuyến MBMS có thể được ghép kênh với các luồng dữ liệu G PRS/ED GE thậm chí trên các khe thời gian giống nhau Một kịch bản triển khai có thể là kích hoạt MBM S trong một vùng có mật độ người sử dụng cao trong đó EDG E đã được triển khai; trong các vùng chưa có EDGE, MBMS có thể được cung cấp theo chế độ GPRS điểm-tới-điểm Một kịch bản triển khai khác có thể là bắt đầu cung cấp dịch

vụ MBM S broadcast sau đó bổ sung dịch vụ MBM S multicast Đ iều này tiết kiệm dung lượng trong các tế bào không có người sử dụng yêu cầu dịch vụ

 Truy nhập vô tuyến broadcast /multicast UMTS

Ở mạng UM TS, MBMS tái sử dụng các kênh vật lý và các kênh logic hiện tại Thực tế UM TS yêu cầu ba kênh logic mới và một kênh vật lý cho M BMS, đó là:

- K ênh điều khiển điểm-tới-đa điểm MBMS (MCCH): Kênh logic truyền tải

thông tin về các phiên MBMS hiện tại và các phiên MBM S mới;

- K ênh lưu lượng điểm-tới-đa điểm MBMS (MTCH): Kênh logic truyền tải

dữ liệu ứng dụng M BM S thực sự;

thông tin về dữ liệu được định trình trên kênh MTCH;

- K ênh chỉ thị thông báo M BMS (MICH ): K ênh vật lý được sử dụng để

thông báo cho thiết bị đầu cuối về thông tin MBMS khả dụng trên kênh MCCH

Ba kênh logic M CCH, MSCH , và MTCH tái sử dụng kênh truyền tải FACH

(kênh truy nhập hướng đi) và kênh S-CCPCH (kênh vật lý điều khiển chung thứ

cấp) Lớp RLC và MA C tái sử dụng phần lớn các giá giao thức hiện tại của UM TS

Dung lượng cao của U MTS dựa vào cơ chế điều khiển công suất, cơ chế này

hiệu chỉnh công suất phát theo khoảng cách giữa người sử dụng và trạm gốc, do đó

làm giảm nhiễu Ngược với các kênh được dành riêng có điều khiển công suất, kênh

chung như kênh FA CH không có điều khiển công suất D o đó các dịch vụ MBMS

sẽ tiêu tốn nhiều tài nguyên nếu kênh FA CH được sử dụng cho một số lượng ít

người sử dụng không ở gần biên của tế bào Vì vậy sự quyết định là cần thiết để xác

định nên sử dụng kênh FA CH hay các kênh được dành riêng để cung cấp dịch vụ

MBM S cho người sử dụng

Tốc độ dữ liệu MBMS có thể lên tới 128 kbps đối với mỗi phần mang G PRS

và 256 kbps đối với UMTS MBMS trong mạng truy nhập G ERAN có thể sử dụng

tới 5 khe thời gian trong đường xuống cho một kênh MBMS đơn Phụ thuộc vào sơ

đồ điều chế và việc định cỡ mạng, tốc độ kênh có thể đạt được từ 32 kbps tới 128

kbps Dung lượng tế bào tổng cộng phụ thuộc vào số lượng tần số được hỗ trợ bởi

tế bào đó MBM S phiên bản 6 (3GPP) đã giới thiệu một số phương pháp để tăng

dung lượng kênh M TCH, trong đó phương pháp kết hợp m ềm được đặc biệt chú ý

Phương pháp kết hợp mềm được định nghĩa là phương pháp kết hợp ở thiết bị đầu

cuối các tín hiệu vô tuyến thu được từ một số máy phát trong các tế bào lân cận phát

cùng loại dịch vụ Phương pháp kết hợp mềm yêu cầu truyền dẫn tín hiệu vô tuyến

cần được đồng bộ giữa các tế bào H ai độ sâu ghép xen (TTI) được sử dụng trong

MBM S cho kênh M TCH là: 40 ms và 80 ms Sự lựa chọn độ sâu ghép xen TTI dài

cung cấp tăng ích phân tập lớn trong miền thời gian, do đó cải thiện chất lượng tín

hiệu thu và tăng tốc độ truyền dẫn Với công nghệ UM TS MBMS, một sóng mang 5

kbps trên mỗi kênh Kỹ thuật phân tập thu anten, kỹ thuật thu tiên tiến như

G-RA KE cải thiện đáng kể dung lượng kênh trên mỗi sóng mang tế bào

 Truy nhập vô tuyến broadcast /multicast C DMA2000

Giống như U MTS, CD MA 2000 sử dụng các kênh vật lý hiện tại đã được định nghĩa cho IS-2000 (1x) và IS-856 (1xEV-D O) Đ ể bù lại việc không có giao thức truyền dẫn lại ở liên kết vô tuyến trong chế độ điểm-tới-đa điểm (không có

PD AN), CDMA 2000 sử dụng thêm một lớp mã sửa lỗi bên trên lớp mã hiện tại, và được áp dụng trong mạng truy nhập vô tuyến, cho phép kết hợp tối ưu hai lớp giải

mã ở máy thu Mã là một mã trận có các hàng cấu thành nên các khung hiện tại và kiểu mã là mã Turbo, một tập các mã Reed-Solomon trải dài các cột, mỗi cột có độ

rộng 1 octet Ma trận có k hàng mang thông tin, mã Reed-Solomon trải dài các cột thêm vào n-k hàng Tất cả các hàng được mã hoá riêng lẻ bằng mã Turbo và được

phát tới máy thu, máy thu sẽ kết hợp mềm các tín hiệu BCMCS từ nhiều trạm gốc

Độ phức tạp thêm vào của lớp mã mới và độ phức tạp liên quan đến việc xử lý dòng

dữ liệu media có thể làm giảm tốc độ bit Do đó, tốc độ bit người sử dụng đầu cuối BCMCS tương tự như tốc độ bit MBMS ở U MTS

Với các hệ thống di động, máy thu có thể thu được các tín hiệu khác nhau từ các tế bào lân cận, do đó kỹ thuật triệt nhiễu cần được sử dụng Các dịch vụ quảng

bá, tuy nhiên, phát cùng nội dung giống nhau, nên không cần triệt nhiễu tín hiệu từ các tế bào lân cận Do đó, một phần mang mới cho hệ thống 1xEV-D O đã được đề nghị để phát thông tin ở chế độ broadcast và multicast, ví dụ như dựa trên kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao O FD M, hoặc sử dụng kỹ thuật trải phổ

CD MA hiện tại và máy thu tiên tiến hơn N hà khai thác mạng khi muốn triển khai dịch vụ BCM CS do đó có thể chọn giữa các giải pháp sử dụng kênh hiện tại, kênh mới hoặc kết hợp cả hai

3.1.6 Kiến trúc điển hình hệ thống cung cấp tín hiệu Mobile TV qua mạng 3G

Hình 3.11 mô tả kiến trúc điển hình hệ thống truyền tín hiệu Mobile TV qua mạng 3G

Hình 3.11: Kiến trúc hệ thống cung cấp tín hiệu Mobile TV qua mạng 3G

Trung tâm dịch vụ broadcast/mult icast (BM-SC) là một phần tử logic được

định nghĩa bởi 3GPP Trong thực tế, chức năng của BM-SC được phân chia bởi một

số phần tử vật lý

TV server là điểm giao tiếp đầu tiên giữa thiết bị đầu cuối và đơn vị điều

khiển trung tâm của dịch vụ truyền hình di động K hối ESG (hướng dẫn dịch vụ

điện tử) phiên dịch và kết hợp thông tin chương trình từ các nhà cung cấp nội dung

và chèn thông tin này vào ESG

Bộ điều khiển media phân phối các dòng nội dung tới các thiết bị người sử

dụng UE theo chế độ unicast và broadcast Bộ mật mã hoá thực hiện mật mã các

dòng broadcast dưới sự giám sát của chức năng bảo vệ truy nhập dịch vụ SAP Các

dòng unicast không yêu cầu chức năng bảo vệ truy nhập này, vì các cơ chế bảo mật

unicast theo chuẩn 3G đã được áp dụng

Bộ điều khiển broadcast thiết lập và giải phóng các phần mang MBMS qua

mạng lõi và mạng vô tuyến

Bộ mã hoá tín hiệu trực tiếp, podcast TV, và các server phát tín hiệu TV theo

hiện phân phối

3.2 Mobile TV sử dụng công nghệ DVB-H 3.2.1 Giới thiệu chung

Với sự thay thế thành công truyền hình tương tự bằng truyền dẫn truyền hình

số, truyền dẫn quảng bá video số-mặt đất (DVB-T) đã được lựa chọn ở nhiều nước trên thế giới Công nghệ D VB-T được thiết kế để truyền dẫn tín hiệu video tới các máy thu hình TV cố định đặt ở nhà với anten có kích thước lớn đặt trên mái nhà và không bị hạn chế về công suất tiêu thụ Đ iều này làm cho DVB-T không phù hợp để truyền tín hiệu tới máy thu cầm tay di động, có anten nhỏ được tích hợp bên trong,

và bị hạn chế về công suất pin tiêu thụ, trong khi môi trường vô tuyến di động thường xuyên chịu ảnh hưởng của fading đa đường, nhiễu và tạp âm

Dự án quảng bá video số (DVB) bắt đầu nghiên cứu khả năng thu di động các tín hiệu DVB-T vào năm 1998 D ự án này kết luận rằng khả năng thu di động là hoàn toàn khả thi nếu thực hiện việc cập nhật và mở rộng tiêu chuẩn DVB-T Công việc sau đó hướng tới xây dựng phiên bản mới cho tiêu chuẩn Thời gian 5 năm sau khi bắt đầu, tiêu chuẩn DVB-T cho thấy khả năng linh hoạt cho phép sự triển khai các dịch vụ quảng bá di động ở các thành phố như ở Singapore và Đ ức Tuy nhiên, trong thời gian này thói quen của người sử dụng đã thay đổi, và vào đầu năm 2002, cộng đồng D VB đã được yêu cầu cung cấp các đặc tả kỹ thuật để cho phép phân phát các nội dung đa phương tiện tới các máy đầu cuối di dộng Điều này dẫn tới việc thu các tín hiệu như truyền hình là hoàn toàn có thể trên các thiết bị cầm tay, có kích thước nhỏ như máy điện thoại di động

Hệ thống truyền dẫn có khả năng cung cấp tín hiệu như trên cần có các tính năng cụ thể sau:

- Vì các máy cầm tay di động có công suất pin hạn chế nên hệ thống truyền dẫn phải cung cấp cho các thiết bị này khả năng tắt nguồn lặp lại trong khoảng thời gian nào đó để tăng khả năng sử dụng pin của máy cầm tay di động

cung cấp khả năng chuyển giao tần số để đảm bảo truy nhập không bị ngắt quãng

tới dịch vụ khi người sử dụng di động di chuyển từ một tế bào truyền dẫn này sang

một tế bào truyền dẫn khác

- Vì việc phân phát dịch vụ diễn ra trong môi trường vô tuyến di động chịu

ảnh hưởng của fading đa đường, nhiễu, tạp âm và hiệu ứng D oppler, nên hệ thống

phải khắc phục được các ảnh hưởng này

- Hệ thống phải cho phép truy nhập được các dịch vụ không chỉ ở khu vực

bên trong nhà, ngoài trời, mà cả khi người sử dụng di chuyển với các tốc độ khác

nhau như đi bộ, ngồi trên ôtô, tàu… trong khi phải đảm bảo tối ưu vùng phủ sóng

- Hệ thống sử dụng phổ tần số giống như phổ tần số dành cho quảng bá mặt

đất và được sử dụng linh hoạt ở các băng tần truyền dẫn và băng thông kênh khác

nhau, vì vậy hệ thống có thể được sử dụng ở nhiều nơi trên thế giới

- Hệ thống phải hoàn toàn tương thích với hệ thống D VB-T để đảm bảo chi

phí cực tiểu thông qua việc sử dụng chung cơ sở hạ tầng với mạng D VB-T

Lớp vật lý của D VB-H có bốn sự mở rộng từ lớp vật lý của D VB-T:

- Thứ nhất, p hần báo hiệu tham số máy phát (TPS) được bổ sung thêm hai

bit để chỉ thị sự tồn tại của các dịch vụ D VB-H và khả năng sử dụng mã sửa lỗi

MPE-FEC

- Thứ hai, chế độ ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM ) 4K

được lựa chọn để cân đối giữa tính di động và kích thước tế bào của mạng đơn tần

số (SFN), điều này cho phép việc thu nhận tín hiệu bằng anten đơn lẻ trong các môi

trường SFN ở tốc độ rất cao, cho phép tính linh hoạt trong việc thiết kế mạng Đồng

thời tất cả các dạng điều chế như QPSK, 16QA M và 64QAM với các chế độ phân

cấp và không phân cấp có thể được sử dụng cho D VB-H

- Thứ ba, DVB-H định nghĩa một p hương thức ghép xen ký hiệu mới Ở chế

độ 2K và 4K , các nhà khai thác có thể chọn phương thức ghép xen theo độ sâu

(in-depth interleaver) để ghép xen các bit qua hai hoặc bốn ký hiệu O FD M tương ứng

lượng tín hiệu trong môi trường vô tuyến di động

- Thứ tư, băng thông kênh 5 M Hz được sử dụng trong các băng tần không dành cho quảng bá

Ở lớp liên kết dữ liệu, các phần đóng gói đa giao thức (M PE) được phát DVB-H có các cải tiến sau:

- Kỹ thuật cắt lát thời gian (Time Slicing): Một phương pháp truyền dẫn dữ liệu cho phép tiết kiệm công suất tiêu thụ cho các máy di động cầm tay có công suất pin hạn chế và cho phép chuyển giao tần số khi người sử dụng rời khỏi một vùng phục vụ tới một tế bào mới Sử dụng kỹ thuật cắt lát thời gian là yêu cầu bắt buộc trong DVB-H

- Mã sửa lỗi hướng đi MPE-FEC: Sử dụng mã sửa lỗi hướng đi (FEC) cho

dữ liệu được đóng gói đa giao thức (MPE) cải thiện tỷ số sóng mang trên tạp âm (C/N), khắc phục được nhiễu và hiệu ứng D oppler trong môi trường vô tuyến di động Sử dụng MPE-FEC là không bắt buộc trong DVB-H

Kỹ thuật cắt lát thời gian và mã sửa lỗi hướng đi M PE-FEC ở lớp liên kết dữ liệu nên không ảnh hưởng tới lớp vật lý DVB-T Đ iều này có nghĩa là các máy thu hiện nay của DVB-T không bị ảnh hưởng bởi các tín hiệu DVB-H DVB-H hoàn toàn tương thích với DVB-T, có nghĩa là DVB-H có thể sử dụng cơ sở hạ tầng hiện tại của D VB-T Tải trọng của DVB-H là các IP-datagram hoặc các datagram lớp mạng khác được đóng gói thành các phần M PE D o các tốc độ truyền dữ liệu hạn chế được đề nghị cho các dịch vụ DVB-H và kích thước màn hình nhỏ của máy cầm tay di động, các sơ đồ mã hoá âm thanh và video sử dụng trong quảng bá số không phù hợp với DVB-H , sơ đồ mã hoá MPEG-2 cho video quảng bá số được thay thế bằng sơ đồ mã hoá theo chuẩn H.264/AVC hoặc các sơ đồ mã hoá video hiệu quả cao hơn

DVB-H có thể cung cấp ở bộ ghép kênh DVB-H từ 20 tới 40 kênh hoặc hơn (tuỳ thuộc vào tốc độ bit) tới hàng triệu người sử dụng ở chế độ quảng bá Trong khi các dịch vụ DVB-T được phát ở tốc độ dữ liệu có thể lên tới 24 Mbps, các dịch

các tiêu chuẩn mở và tương thích với DVB-T DVB-H tuân theo mô hình IP

datacast và toàn bộ mạng là IP từ đầu cuối-tới-đầu cuối

3.2.2 Kiến trúc hệ thống DVB-H

Hình 3.12 mô tả mô hình hệ thống D VB-H truyền dẫn các dịch vụ IP Trong

mô hình này, cả các dịch vụ M PEG-2 truyền thống và các dịch vụ DVB-H đều được

truyền tải qua cùng bộ ghép kênh Máy đầu cuối cầm tay chỉ giải mã và sử dụng các

dịch vụ IP Vì lý do tương thích trong trường hợp bộ ghép kênh được chia sẻ giữa

các dịch vụ cho máy thu DVB-T cố định và các dịch vụ cho D VB-H , nên chế độ 4K

OFDM và ghép xen theo độ sâu không được sử dụng

Hình 3.12: Mô tả hệ thống D VB-H

3.2.3 Kiến trúc phân lớp của DVB-H

DVB-H là một hệ thống truyền dẫn đa phương tiện cung cấp nhiều ứng dụng

và nhiều khuôn dạng file như: Truyền tải dòng âm thanh và video, truyền file,

hướng dẫn dịch vụ điện tử, dữ liệu H TM L Do đó tiêu chuẩn được thiết kế với cấu

trúc giao thức được phân lớp phù hợp để truyền tải các ứng dụng qua lớp IP

datacasting Giá giao thức DVB-H gồm một số lớp được mô tả ở Hình 3.13

H ình 3.13: Giá giao thức DVB-H

Lớp vật lý cung cấp truyền tải MPEG -2 và truyền dẫn nội dung dựa trên

CO FD M, các đặc tả này được định nghĩa bởi tiêu chuẩn ETSI EN 302 304 Lớp IP datacasting cho phép nội dung được phân phát ở dạng gói qua mạng vật lý DVB-H Lớp này sử dụng U DP/IP ở lớp mạng và MPE ở lớp liên kết dữ liệu Datacasting trong DVB-H được định nghĩa dựa trên IPv6 Đ iều này cung cấp tính linh hoạt trong việc quản lý các ứng dụng và tương thích với các yêu cầu trong tương lai của các ứng dụng IP

3.2.3.1 Lớp vật lý DVB-H

 Truyền dẫn OFDM

H ình 3.14: Các chế độ truyền dẫn trong DVB-H

Hệ thống DVB-H sử dụng truyền dẫn O FDM Hai chế độ truyền dẫn O FDM

chính được sử dụng trong hệ thống D VB-T là 2K và 8K (tương ứng với số các điểm

của chuyển đổi Fourier nhanh là 2048 và 8192) D VB-H định nghĩa thêm chế độ lựa

chọn 4K Các tham số chi tiết của ba chế độ DVB-H O FD M được mô tả ở Bảng 3.1

Bảng 3.1 Các tham số của các chế độ DVB-H OFDM

K hoảng cách phủ sóng cực đại của máy phát (km)

Một khung O FD M cũng gồm các phần thông tin khác là:

- Các tín hiệu hoa tiêu (pilot) được sử dụng bởi máy thu để san bằng kênh và đồng bộ

- Phần báo hiệu tham số truyền dẫn (TPS)

Mục tiêu của chế độ 4K O FD M trong hệ thống DVB-H là để cung cấp sự cân đối giữa kích thước của các tế bào truyền dẫn (tối ưu ở chế độ 2K) và chất lượng tín hiệu thu di động (đạt được tốt nhất ở chế độ 8K), cung cấp khả năng linh hoạt trong việc thiết kế mạng Nhà khai thác mạng DVB-H dành riêng có thể chọn lựa một trong ba chế độ truyền dẫn này để đáp ứng tốt nhất các nhu cầu thực sự Sự cân đối (trade-off) ở ba chế độ như sau:

- Chế độ DVB-T 8K có thể được sử dụng cho cả chế độ máy phát đơn (các mạng đa tần [MFN ]) và cho các mạng đơn tần nhỏ, trung bình và lớn (SFN ) Chế độ này khắc phục được ảnh hưởng của hiệu ứng D oppler ở tốc độ di chuyển cao

các mạng đơn tần SFN nhỏ và trung bình Chế độ này khắc phục được ảnh hưởng

của hiệu ứng Doppler ở tốc độ di chuyển rất cao

- Chế độ DVB-T 2K cung cấp chất lượng tín hiệu thu tốt nhất vì có khoảng

cách giữa các sóng mang lớn Tuy nhiên, vì khoảng bảo vệ nhỏ nên chế độ này chỉ

phù hợp với các mạng đơn tần SFN có kích thước nhỏ Chế độ này khắc phục được

ảnh hưởng của hiệu ứng D oppler ở tốc độ di chuyển cực cao

Hình 3.15 mô tả vùng phủ sóng và khoảng cách truyền dẫn cực đại có thể đạt

được nhờ sử dụng máy phát ở các chế độ truyền dẫn khác nhau Chú ý rằng khoảng

cách thay đổi phụ thuộc vào công suất phát và chế độ OFDM được lựa chọn

Hình 3.15: Khoảng cách m áy phát cực đại

Hệ thống DVB-T cho phép truyền dẫn phân cấp, có nghĩa là hai dòng truyền

tải khác nhau có thể được phát đồng thời Đ iển hình, hệ thống được sử dụng để phát

hai dòng trên cùng một sóng mang, một dòng có tốc độ bit thấp và một dòng có tốc

độ bit cao hơn, cho phép máy thu chuyển mạch động giữa hai dòng tuỳ thuộc vào

điều kiện thu và khả năng của máy thu

 Chế độ ghép xen theo độ sâu

Hình 3.16: G hép xen theo độ sâu sử dụng các chế độ khác nhau

Để cải thiện chất lượng tín hiệu thu trên các kênh vô tuyến di động chịu ảnh hưởng của fading, nhiễu, D VB-H sử dụng bộ nhớ của bộ ghép xen ký hiệu 8K được thực hiện ở máy thu để cung cấp bộ ghép xen theo độ sâu được sử dụng với các chế

độ truyền dẫn 2K và 4K K hi bộ ghép xen theo độ sâu được lựa chọn cho chế độ truyền dẫn 2K, ghép xen được mở rộng qua bốn ký hiệu 2K OFD M, còn nếu chế độ 4K được chọn thì ghép xen được mở rộng qua hai ký hiệu 4K OFDM Phương pháp này cho phép khắc phục được nhiễu, tạp âm khi sử dụng chế độ 2K và 4K đạt tới mức như ở chế độ 8K Hình 3.16 mô tả các chế độ ghép xen

 Các bit báo hiệu tham số máy phát

Bởi vì các dịch vụ D VB-H cắt lát theo thời gian và các dịch vụ D VB-T không cắt lát theo thời gian có thể sử dụng chung bộ ghép kênh, nên để phân biệt hai dịch vụ này, DVB-H sử dụng các bit báo hiệu ở lớp vật lý để chỉ thị tín hiệu thu

có phải là DVB-H hay không và mã sửa lỗi MPE-FEC có được sử dụng hay không Khung báo hiệu ở D VB-T gồm 68 bit báo hiệu tham số máy phát (TPS), 23 bit được sử dụng cho các tham số DVB-T để mang thông tin về chế độ truyền dẫn

và mô tả tế bào (bit S25 tới bit S47) Phần mô tả tế bào trong các bit TPS được sử dụng để hỗ trợ quét tín hiệu nhanh và chuyển giao tần số ở các máy thu di động Các bit S48 và S49 được sử dụng để chỉ thị kỹ thuật cắt lát thời gian hoặc mã sửa lỗi MPE-FEC có được sử dụng hay không Bảng 3.2 mô tả sự kết hợp các bit S48, S49 và mô tả báo hiệu DVB-H tương ứng N goài ra, các bit TPS còn lại có thể

chế độ được sử dụng là 4K hay 8K

Bảng 3.2: Các bit báo hiệu D VB-H

0 X Cắt lát thời gian không được sử dụng

1 X Cắt lát thời gian được sử dụng = DVB-H

 Băng thông truyền dẫn

Một trong những điều kiện ràng buộc trong thiết kế hệ thống DVB-T là hệ

thống này p hải tương thích với phổ tần số VHF và UH F hiện nay đang được sử

dụng cho truyền dẫn tương tự, ở Châu  u, độ rộng băng thông 7 MH z được sử dụng

ở dải VH F và độ rộng 8 M Hz được sử dụng ở dải U HF, độ rộng 6 M Hz được sử

dụng ở các nơi khác trên thế giới Hệ thống OFDM mô tả ở phần trên do đó được

định nghĩa có các băng thông kênh là 8, 7 và 6 MH z Các băng thông này được hỗ

trợ bởi D VB-H; ngoài ra, chế độ 5 M Hz cũng được lựa chọn cho băng tần ở ngoài

các băng tần dành cho quảng bá truyền thống

3.2.3.2 Lớp liên kết dữ liệu DVB-H

 Đóng gói đa giao thức

Ở lớp liên kết dữ liệu của hệ thống D VB-H, đóng gói đa giao thức (MPE) là

phương pháp tiêu chuẩn để truyền tải dữ liệu MPE được giới thiệu bởi dự án DVB

(ETSI EN 301 192) để truyền tải các gói dữ liệu từ các giao thức khác nhau qua các

kênh quảng bá D VB-H , đó là các dòng truyền tải MPEG-2 ở lớp vật lý MPE có thể

được sử dụng để truyền tải các giao thức dạng gói khác IP, sử dụng phương pháp

đóng gói điều khiển liên kết logic/điểm gán mạng con (LLC/SNA P) [2] Tuy nhiên,

MPE được tối ưu để truyền gói IP Các phần MPE được sử dụng để phát các IP

datagram trong DVB-H có các tính chất sau: M PE không sử dụng giao thức

tải trọng này có kích thước không ít hơn 4086 byte, đây cũng là kích thước cực đại của một IP datagram trong mạng DVB Một phần MPE tương ứng chính xác với một IP datagram D VB-H hỗ trợ cả IPv4 và IPv6

Một phần MPE do đó có cấu trúc tổng quát như sau: Phần tiêu đề có độ dài cố định 12 byte, phần IP datagram, phần kiểm tra dữ liệu có độ dài 4 byte, phần kiểm tra này hoặc là kiểm tra tổng hoặc là kiểm tra dư chu trình 32 bit (CRC-32)

 Nguyên lý cắt lát thời gian

Hình 3.17: Nguyên lý cắt lát thời gian

Công nghệ D VB có thể truyền tải các IP datagram trong một dòng truyền tải MPEG-2 TS sử dụng đóng gói đa giao thức (MPE) Với MPE, mỗi IP datagram được đóng gói thành một phần M PE Một dòng các phần MPE sau đó được đưa tới dòng sơ cấp ES (một dòng các gói M PEG-2 TS với phần mô tả chương trình đặc biệt (PID )) Trong thực tế các máy thu D VB-H có thể thu các dịch vụ âm thanh, video được phát qua IP trên các dòng sơ cấp ES có tốc độ bit tương đối thấp, ví dụ như 250 kbps M ột dòng truyền tải M PEG-2 TS, tuy nhiên, có thể có tốc độ bit tương đối cao, ví dụ như 10 M bps D òng sơ cấp ES mà máy thu quan tâm do đó chiếm dụng chỉ một phần nhỏ (ở ví dụ này là 2.5%) tốc độ bit của dòng MPEG -2

TS tổng Để giảm công suất tiêu thụ, máy thu mong muốn chỉ giải điều chế và giải

lát thời gian (time slicing)

Nguyên lý của cắt lát thời gian là phát dữ liệu MPE của một dòng sơ cấp ES

trong các cụm có tốc độ bit cao tương ứng với một dịch vụ Trong khoảng thời gian

giữa các cụm (off-time), không có phần MPE nào của dòng ES này được phát [8]

Điều này cho phép máy thu chỉ kích hoạt trong thời gian thu dịch vụ của mình và tắt

nguồn trong thời gian off-time (H ình 3.17)

Máy thu, tuy nhiên, sẽ phải biết khi nào bật nguồn trở lại để thu cụm kế tiếp

Trong một cụm đặc biệt, thời điểm bắt đầu của cụm kế tiếp của cùng một dòng sơ

cấp ES được báo hiệu qua tham số delta_t trong phần tiêu đề của tất cả các phần của

cụm, nhờ đó sẽ có khả năng chống lỗi truyền dẫn tốt hơn Trong thời gian off-time,

các cụm từ các dòng sơ cấp ES khác được cắt lát thời gian được phát H ai tham số

có thể tác động tới việc thiết lập tham số delta_t phù hợp: Tham số thứ nhất là khả

năng bị jitter trên đường truyền dẫn tín hiệu, có thể làm cho cụm bắt đầu chậm hơn

so với dự kiến Điều này có thể khắc phục bằng cách giảm thời gian delta_t của

cụm, theo khuyến nghị ETSI TR 102 377, jitter cỡ 10 ms là có thể chấp nhận được;

Tham số thứ hai là thời gian đồng bộ của máy thu, đó là thời gian máy thu cần để

bật nguồn, hiệu chỉnh tới tín hiệu phù hợp và bắt đầu thu tín hiệu này Tham số này

phụ thuộc vào việc thực hiện máy thu, do đó chỉ được hiệu chỉnh bởi chính máy thu

Tốc độ bit đỉnh của các cụm có thể là tốc độ bit của dòng truyền tải MPEG -2

TS, nhưng cũng có thể có tốc độ thấp hơn được phân bổ cho dòng sơ cấp ES N ếu

tốc độ thấp hơn tốc độ bit đỉnh, thì các gói của dòng M PEG-2 TS của một cụm đặc

biệt có thể được ghép xen với các gói MPEG-2 TS của các dòng sơ cấp khác

Nhờ sử dụng báo hiệu tham số delta_t linh hoạt, nên không yêu cầu các cụm

có kích thước cố định hoặc thời gian giữa các cụm là cố định Do đó, một dòng

video được mã hoá có tốc độ bit thay đổi có thể sử dụng cụm có kích thước thay đổi

và thời gian thay đổi giữa các cụm Chú ý rằng một cụm có thể có nhiều dịch vụ,

chia sẻ mã nhận dạng chương trình PID, nhưng có thể được phân biệt bởi các địa

chỉ IP khác nhau Các tham số được sử dụng trong kỹ thuật cắt lát thời gian được

vụ và chất lượng tín hiệu Nhờ sử dụng kỹ thuật cắt lát thời gian nên máy thu đầu cuối có thể tiết kiệm 90% - 95% công suất tiêu thụ [8, 1, 5]

 Hỗ trợ chuyển giao

Một ưu điểm khác của kỹ thuật cắt lát thời gian là tối ưu hoá sự chuyển giao giữa các tế bào, tức là khả năng thay đổi tần số và dòng dữ liệu thu cùng nội dung trong tế bào khác Đ iều này đặc biệt quan trọng trong mạng quảng bá D VB-H, trong

đó không có kênh đường lên và không có cách nào cơ sở hạ tầng mạng biết được người sử dụng đang tiến đến biên giới giữa hai tế bào Chuyển giao dịch vụ được yêu cầu trong trường hợp tế bào lân cận cung cấp tín hiệu tốt hơn với cùng nội dung

so với tế bào hiện tại Đ ể đảm bảo chất lượng dịch vụ, sự chuyển giao phải không ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng hiển thị trên máy cầm tay di động

 MPE-FEC

 Khung MPE-FEC

Hình 3.18: Cấu trúc khung MPE-FEC