Công nghệ truyền hình di động DVB h

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: ” CƠNG NGHỆTRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG DVB-H ” Giảng viên hướng dẫn : NGUYỄN VŨ SƠN Sinh viên thực hiện: NGUYỄN VĂN CHUNG Lớp : K16 Khoá : 2013-2017 Hệ ĐẠI HỌC CHÍNH QUY : Hà Nội, tháng /2017 VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CN ĐIỆN TỬ - THÔNG TIN Độc lập - Tự – Hạnh phúc ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Họ tên sinh viên: Nguyễn Văn Chung Lớp: K16 Khoá:(2013-2017) Ngành đào tạo: Công nghệ Kỹ thuật điện tử, Truyền thông Hệ đào tạo: ĐHCQ 1/ Tên đồ án tốt nghiệp : CƠNG NGHỆTRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG DVB-H 2/ Nội dung chính: 1/Các cơng nghệ truyền hình di động 2/ Các hệ DVB 3/ Truyền hình di động DVB-H 4/Triển khai thử nghiệm DVB-H Việt Nam 3/ Ngày giao :20/03/2016 4/ Ngày nộp:18/05/2017 TRƯỞNG KHOA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Điểm: ……… ( Bằng chữ: ………………………… ) Hà Nội, ngày … tháng … năm 2017 Giảng viên hướng dẫn (kí ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cơ, gia đình bạn bè Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Nguyễn Vũ Sơn, giảng viên trường Viện Đại Học Mở Hà Nội người tận tình hướng dẫn, bảo em suốt q trình làm khố luận Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo trường Viện Đại Học Mơ Hà Nội nói chung, thầy Bộ mơn nói riêng dạy dỗ cho em kiến thức môn đại cương mơn chun ngành, giúp em có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình học tập Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè, tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em suốt trình học tập hồn thành khố luận tốt nghiệp Hà Nội,tháng năm 2017 Sinh Viên Thực Hiện Nguyễn Văn Chung MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG 1.1 Tại phải sử dụng công nghệ cho truyền hình di động? 1.2 Các yêu cầu dịch vụ truyền hình di động 1.3.Truyền hình di động quảng bá tương tác 1.4 Tổng quan công nghệ cung cấp dịch vụ truyền hình di động 1.4.1 Các dịch vụ truyền hình di động sử dụng tảng mạng di động 3G: 1.4.2 Truyền hình di động sử dụng mạng truyền hình mặt đất: 1.4.3.Truyền hình di động sử dụng vệ tinh: 1.4.4 Truyền hình di động sử dụng công nghệ khác WiMAX hayWiBro: 1.5.Kết luận CHƯƠNG : CÁC HỆ DVB 11 2.1 Giới thiệu chung 11 2.2 Số hóa tín hiệu 11 2.2.1 Lấy mẫu 11 2.2.2 Lượng tử hoá 13 2.2.3 Mã hoá 15 2.3 Số hóa tín hiệu video 16 2.3.1 Lấy mẫu tín hiệu Video số 16 2.3.2 Lượng tử hoá biên độ tín hiệu video (Quantizing) 17 2.3.3 Mã hoá (Coding) 19 2.4 Số hóa tín hiệu audio 19 2.4.1 Lấy mẫu: 19 2.4.2 Lượng tử hoá (Quantizing): 20 2.4.3 Mã hoá (coding): 20 2.5 Truyền dẫn DVB 21 2.5.1 Truyền hình số mặt đất 21 2.5.2 Truyền hình cáp 21 2.5.3 Truyền hình vệ tinh 24 2.5.4 Truyền hình qua mạng internet (IPTV) 29 CHƯƠNG 3: TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG DVB-H 34 3.1 Giới thiệu chung 34 3.2 Kiến trúc DVB-H 34 3.2.1 Kiến trúc hệ thống DVB-H 34 3.2.2 Kiến trúc phân lớp DVB-H 35 3.2.3 Lớp liên kết liệu DVB-H 40 3.2.4 Hệ thống DVB-H sử dụng IP datacasting 45 3.2.5 Các cấu hình mạng DVB-H 46 3.2.6 Các mạng máy phát DVB-H 48 CHƯƠNG : TRIỂN KHAI THỬ NGHIỆM DVB-H TẠI VIỆT NAM 50 4.1 Hướng lựa chọn công nghệ DVB-H 50 4.2.Truyền hình số mặt đất 52 4.3 Truyền hình số cho điện thoại di động 53 4.4 Đề xuất kỹ thuật cho mạng DVB-T/H VTV 53 KẾT LUẬN 57 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 58 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Tổng quan cơng nghệ truyền hình di động Hình 1.2 Các cơng nghệ truyền hình di động Hình 1.3 Truyền dẫn quảng bá đơn hướng truyền hình di động Hình 2.1 – Tín hiệu lấy mẫu phổ 12 Hình 2.2: Sơ đồ khối hệ thống truyền hình cáp 23 Hình 2.3: Sơ đồ khối trạm mặt đất phát lên vệ tinh 26 Hình 3.1: Mơ tả hệ thống DVB-H 35 Hình 3.2: Giá giao thức DVB-H 35 H ình 3.3: Các chế độ truyền dẫn DVB-H 36 Hình 3.4: Khoảng cách máy phát cực đại 38 Hình 3.5: Ghép xen theo độ sâu sử dụng chế độ khác 38 Hình 3.6: Nguyên lý cắt lát thời gian 41 Hình 3.7: Cấu trúc khung MPE-FEC 43 Hình 3.8: Hệ thống IPDC điển hình 45 Hình 3.9: Hệ thống truyền dẫn Mobile TV sử dụng DVB-H 46 Hình 3.10: Mạng DVB-H dành riêng 47 Hình 3.11: Các mạng đơn tần DVB-H 49 Hình 4.1: M ô hình triển khai DVB-H VTC 52 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng1.1 So sánh cơng nghệ truyền hình di động phát quảng bá mặt đất Bảng 3.1: Các bit báo hiệu DVB-H 39 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT A/D Analog to Digital Tương tự sang số OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplex Bộ phân chia tần số trực giao CDMA Code Division Multiple Access đa truy nhập phân chia theo mã COFDM Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ghép kênh mã vạch đơn giản có mã hóa DAB Digital Audio Broadcasting Phát âm số DCT Discrete Cosine Transform DVB Digital Video Broadcasting truyền hình kĩ thuật số EPROM Erasable Programmable Read Only Memory Bộ nhớ đọc thu nhỏ GMS Global System for Mobile Communication hệ thống thơng tin di động tồn cầu hệ thứ hai hay gọi mạng 2G HDTV High Definition Television Broadcasting Phát sóng truyền hình độ nét cao NTSC National Teltevision System Committee hệ video sử dụng hầu hết Bắc Mỹ Nam Mỹ Chuẩn NTSC có tần số quét ngang 60Hz OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ghép kênh tần số trực giao PAL Phase Alternate Line Television System Hệ thống truyền hình cáp thay IPTV Internet Protocol Television Truyền hình giao thức Internet UHF Ultra High Frequency 300-1000 MHz Tần số cực cao 300-1000 MHz VHF Very High Frequency 50-300 MHz Tần số cao 50-300 MHz ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỞ ĐẦU Ngành truyền hình có vai trò to lớn việc truyền đường lối, phổ biến chủ trương sách Đảng Nhà nước, quảng bá thông tin kinh tế, trị, khoa học giáo dục, văn hóa xã hội thơng tin dịch vụ cho tầng lớp nhân dân xã hội Ngày với hội tụ cơng nghệ, truyền hình trở thành phương tiện truyền thông đại chúng quan trọng xã hội phát triển, dần trở thành ngành cơng nghiệp giải trí dịch vụ siêu lợi nhuận Đặc biệt truyền hình di động hướng phát triển thu hút quan tâm nhiều nước giới Dịch vụ truyền hình di động dịch vụ hội tụ truyền hình di động, dịch vụ mở nhiều hội lợi nhuận cho nhà khai thác quảng bá, khai thác di động, nhà cung cấp nội dung nhà kinh doanh thương mại điện tử Hiện số nhà khai thác Việt Nam thử nghiệm vài dịch vụ truyền hình di động cơng nghệ truyền hình di động T-DMB Hàn Quốc đài truyền hình Việt Nam thử nghiệm Tổng cơng ty VTC thử nghiệm dịch vụ truyền hình di động số cơng nghệ DVB-H v.v Trước tình hình đó, việc nghiên cứu tìm hiểu nắm bắt cơng nghệ vấn đề xúc cần thiết, em thực đồ án tốt nghiệp “Cơng nghệ truyền hình di động DVB-H ” Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Vũ Sơn trực tiếp hướng dẫn em suốt trình nghiên cứu đồ án GVHD: NGUYỄN VŨ SƠN SVTH: NGUYỄN VĂN CHUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3.7 M ột khung gồm hai phần: Bảng liệu ứng dụng gồm datagram bảng liệu Reed-Solomon với bit chẵn lẻ Dữ liệu phát cột theo cột từ xuống cột góc trái khung Kích thước phần tử toạ độ (hàng, cột) byte Khung có 256, 512, 768 1024 hàng Trong bảng liệu ứng dụng, datagram xếp cột theo cột khung Nếu kích thước datagram lớn kích thước cột datagram tiếp tục cột tiếp theo, ví dụ datagram datagram Hình 3.18 Độ dài bảng liệu ứng dụng 191 cột, có liệu tổng dung lượng bảng, vị trí byte lại đệm byte zero sau datagram IP cuối Độ dài bảng liệu RS 64 cột Trên hàng 64 byte chẵn lẻ bảng liệu RS tính tốn từ 191 byte IP datagram (và byte đệm, có) hàng, sử dụng mã Reed-Solomon RS (255, 191); nhờ tạo ghép xen thời gian lớn, tất byte liệu RS tính tốn từ IP datagram phân bố qua tất cụm Một đặc tính lựa chọn MPE-FEC puncturing, nghĩa số cột RS cuối khơng thực phát, làm giảm phần mào đầu liệu RS tạo cột đệm Truyền dẫn liệu MPE-FEC Mỗi IP datagram phát phần MPE cột bảng liệu RS phát phần MPE-FEC Tất tiêu đề phần MPE MPE-FEC bao gồm trường tham số thời gian thực có kích thước byte, có 12 bit địa khởi đầu thị số byte (được đếm từ điểm khởi đầu bảng) vị trí khởi đầu IP datagram cột liệu RS tương ứng, 18 bit tham số delta_t cờ độ dài bit để thông báo điểm cuối bảng cuối khung Các phần tiêu đề phần M PE-FEC mang thông tin số cột đệm bảng liệu ứng dụng, thơng tin phải biết trước thực giải mã RS Giải mã máy thu Một chiến lược giải mã máy thu sau : Máy thu kiểm tra CRC-32 tất phần thu dòng sơ cấp ES GVHD: NGUYỄN VŨ SƠN 44 SVTH: NGUYỄN VĂN CHUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP chọn Kiểm tra CRC-32 cho phép phát phần lỗi, phần lỗi bị loại bỏ máy thu Bằng cách này, có phần xác đưa tới giải mã MPE-FEC Mỗi IP datagram cột liệu RS thu xác đặt vị trí xác khung MPE-FEC nhờ sử dụng thơng tin địa khởi đầu phần Nếu có lỗi truyền dẫn, có số khoảng trống lại khung MPE-FEC, tương ứng với phần bị tổn thất Máy thu coi tất byte thu xác tin cậy vị trí byte khác khơng tin cậy Do máy thu thực chiến lược giải mã dựa trên-việc tẩy (erasure-based decoding) mã RS(255, 191), cho phép sửa hai lần số byte lỗi, trường hợp xét 64 byte hàng Giả sử IP datagram tương ứng với cột khả sửa lỗi 64 cột bị tổn thất khung 3.2.4 Hệ thống DVB-H sử dụng IP datacasting Hình 3.8 mô tả hệ thống IPDC (IP Datacast) bao gồm thành phần khác hệ thống Hệ thống dịch vụ sử dụng để cung cấp dòng IP khác (ví dụ dòng video) tới mạng Các dòng IP phân phối qua mạng multicast intranet tới đóng gói IP, đầu đóng gói dòng truyền tải DVB-H sử dụng kỹ thuật cắt lát thời gian mã sửa lỗi MPE-FEC Các dòng truyền tải TS sau phân phối tới máy phát DVB-T/H mạng quảng bá Hệ thống IPDC gồm chức khác tương tác với mạng GPRS hay UMTS Hình 3.8: Hệ thống IPDC điển hình GVHD: NGUYỄN VŨ SƠN 45 SVTH: NGUYỄN VĂN CHUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.2.5 Các cấu hình mạng DVB-H Mạng DVB-H chia sẻ (chia sẻ ghép kênh MPEG-2) Mạng DVB-H chia sẻ mơ tả Hình 3.20 Đó mạng gồm máy phát DVB-T phục vụ thiết bị đầu cuối DVB-H thiết bị đầu cuối DVB-T Mạng DVB-T phải thiết kế đảm bảo thu tín hiệu nhà, DVB-T cung cấp cường độ tín hiệu đủ lớn cho máy cầm tay di động vùng phục vụ Sự thay đổi yêu cầu máy phát bổ sung bit báo hiệu DVB-H bit mô tả tế bào (Cell ID) vào thông tin TPS máy phát Trong mạng DVB-H chia sẻ, kênh M obile TV sau đóng gói đóng gói IP (IPE) (MPE liệu IP, cắt lát thời gian mã sửa lỗi M PE-FEC thực hiện) chia sẻ ghép kênh DVB-T với chương trình truyền hình mặt đất khác Các chương trình truyền hình mặt đất mã hố M PEG-2, chương trình truyền hình di động mã hoá MPEG-4 đưa tới IPE Bộ ghép kênh kết hợp chương trình thành dòng phát đơn dòng tín hiệu phát sau thực điều chế Mạng phân cấp DVB-H (chia sẻ với DVB-T phân cấp) Hình 3.9: Hệ thống truyền dẫn Mobile TV sử dụng DVB-H GVHD: NGUYỄN VŨ SƠN 46 SVTH: NGUYỄN VĂN CHUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Với DVB-H, dịch vụ truyền hình âm mã hoá mã hoá khác Các mã hoá kết nối qua chuyển mạch IP tới đóng gói IP (IPE) IPE kết hợp tất dịch vụ âm video với phần mô tả dịch vụ hướng dẫn dịch vụ điện tử (EPG), tín hiệu thơng tin dịch vụ (SI) thành khung IP IPE sau biến đổi dòng IP thành dòng truyền tải DVB-H sử dụng đóng gói đa giao thức (MPE), thực kỹ thuật cắt lát thời gian sử dụng mã sửa lỗi MPE-FEC cần thiết Đầu IPE sau điều chế điều chế COFDM với sóng mang 4K 8K Tiêu chuẩn DVB-T cung cấp chế độ 2K 8K điều chế COFDM Ở mạng phân cấp, điều chế phân cấp với hai dòng truyền tải DVB-H DVB-T, đầu điều chế giống Tín hiệu DVB-T điều chế dòng truyền tải có mức ưu tiên thấp tín hiệu DVB-H điều chế dòng truyền tải có mức ưu tiên cao Ở mức ưu tiên cao, sơ đồ điều chế có khả chống lỗi tốt sử dụng, ví dụ QPSK; mức ưu tiên thấp, sơ đồ điều chế 16QAM sử dụng Mạng DVB-H dành riêng Mạng DVB-H dành riêng thiết kế nhà khai thác chưa có sở hạ tầng mạng quảng bá số mặt đất Mạng DVB-H dành riêng mô tả Hình 3.10 Hình 3.10: Mạng DVB-H dành riêng GVHD: NGUYỄN VŨ SƠN 47 SVTH: NGUYỄN VĂN CHUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mạng gồm số vùng mạng đơn tần (SFN), vùng SFN phân bổ tần số riêng Kích thước cực đại vùng SFN phụ thuộc vào kích thước FFT, khoảng bảo vệ tính chất địa lý vùng mạng, bán kính điển hình vài chục km Mỗi vùng SFN có số máy phát đồng bộ-GPS hỗ trợ số lặp để phủ sóng tới khu vực nhỏ Bởi cường độ trường tín hiệu yêu cầu mạng DVB-H tương đối cao công suất nhiễu tổng cộng cho phép bị giới hạn, số lượng máy phát đồng nên nhiềuvà công suất máy phát, độ cao anten nên thấp so với mạng DVB-T truyền thống Mạng gọi mạng SFN dày đặc Chi phí thiết kế mạng DVB-H dành riêng cao so với việc chia sẻ với mạng DVB-T truyền thống, số dịch vụ ghép kênh nhiều khoảng 10 lần so với mạng DVB-T 3.2.6 Các mạng máy phát DVB-H Tiêu chuẩn ETSI 102 377 cung cấp phần máy thu tham chiếu, tham khảo để thực thiết kế hệ thống DVB-H Tuỳ thuộc vào yêu cầu vùng phủ sóng, hệ thống DVB-H thiết kế với mạng đơn tần với mạng đa tần Tế bào DVB-H Một thị trấn nhỏ phủ sóng tế bào DVB-H gồm máy phát 10-20 lặp [1] Các lặp yêu cầu để phủ sóng vùng bóng dâm địa hình địa lý Một lặp máy phát nhỏ với anten có độ tăng ích cao để thu tín hiệu từ máy phát Do yêu cầu mạng đơn tần (SFN), cấu hình khơng thể mở rộng ngồi khoảng xác định, trễ thời gian thu tín hiệu từ máy phát dẫn tới tín hiệu phát lại từ lặp bị lệch pha so với máy phát Số lượng lặp tế bào DVB-H định cơng suất máy phát độ cao tháp anten Tháp anten cao giảm vùng bóng dâm số lượng lặp cần thiết khu vực địa lý định Các mạng đơn tần GVHD: NGUYỄN VŨ SƠN 48 SVTH: NGUYỄN VĂN CHUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 3.11: Các mạng đơn tần DVB-H Các khu vực lớn thành phố có bán kính khoảng 50 km phủ sóng cách sử dụng mạng đơn tần SFN [1] Mạng SFN gồm số tế bào DVB-H, tế bào có máy phát số lặp (Hình 3.23) Các máy phát thu tín hiệu dạng dòng truyền tải MPEG-2 từ IPE Một mạng IP sử dụng để phân phối tín hiệu tới tất máy phát khu vực xác định Tất máy phát thu tín hiệu đồng thời gian đồng hồ dựa GPS Ở máy phát, điều chế COFDM đồng tín hiệu sử dụng tham chiếu thời gian GPS để tất máy phát phát tín hiệu đồng thời gian vị trí địa lý chúng khác Số lượng lặp sử dụng với máy phát tăng để đảm bảo thu tín hiệu nhà Các mạng đa tần Khi kích thước vùng phủ sóng lớn (ví dụ tồn vùng có bán kính vài trăm km) việc phát nguồn tín hiệu từ IPE đơn lẻ trở nên không thực tế trễ thời gian việc phân phát tín hiệu tới tất máy phát Trong trường hợp này, máy phát nằm ngồi khoảng cách sử dụng tần số khác Dựa cấu hình vùng địa lý, khe tần số cần thiết để phủ sóng tồn vùng Trong trường hợp vậy, thường phân phối tín hiệu sử dụng vệ tinh để hàng trăm máy phát phủ sóng, bao gồm khu vực xa GVHD: NGUYỄN VŨ SƠN 49 SVTH: NGUYỄN VĂN CHUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG : TRIỂN KHAI THỬ NGHIỆM DVB-H TẠI VIỆT NAM 4.1 Hướng lựa chọn công nghệ DVB-H Trong công nghệ M obile TV, công nghệ quảng bá số tới máy cầm tay (DVB-H) công nghệ thị trường chấp nhận hỗ trợ nhiều tồn giới với hàng trăm cơng ty phát triển dịch vụ, thiết bị, phần cứng phần mềm cho tiêu chuẩn DVB-H mở rộng công nghệ quảng bá video số mặt đất (DVB-T) với tính thiết kế để tiết kiệm nguồn máy thu (do công suất pin hạn chế) đảm bảo chất lượng thu tốt môi trường vơ tuyến di động Các ưu điểm DVB-H là: - Đây tiêu chuẩn mở triển khai thương mại rộng rãi 35 nước giới DVB-H sử dụng phổ biến Châu Âu để truyền dẫn tín hiệu truyền hình di động mặt đất qua vệ tinh chế độ cơng suất thấp cho thiết bị có cơng suất pin tiêu thụ thấp Bởi DVB-H tiêu chuẩn mở, điều tạo cạnh tranh phát triển, làm giảm giá thành máy đầu cuối Mobile TV gói dịch vụ - DVB-H sử dụng giao diện không gian OFDM OFDM cung cấp hiệu sử dụng phổ tần số, khắc phục ảnh hưởng truyền dẫn đa đường cung cấp chất lượng thu tốt OFDM làm việc tốt mạng đơn tần sử dụng cho M obile TV - Kỹ thuật để tiết kiệm nguồn DVB-H kỹ thuật cắt lát thời gian, dịch vụ truyền hình khác phát thành cụm Điều cho phép máy thu chế độ sleep bật nguồn thu tín hiệu dịch vụ mong muốn Kỹ thuật tiết kiệm tới 90% lượng so với DVB-T - DVB-H cung cấp tốc độ cao lên tới 15 Mbps, cho phép truyền dẫn đồng thời nhiều kênh Mobile TV tuỳ thuộc vào chất lượng mong muốn - DVB-H tiêu chuẩn linh hoạt với dải rộng lựa chọn để thiết kế mạng - Công nghệ hỗ trợ dịch vụ âm radio số bổ sung dịch vụ tải clip khả dụng mạng tế bào - Máy cầm tay yêu cầu công suất tiêu thụ thấp với thông lượng liệu cao - Cơng nghệ chia sẻ phổ tần số sở hạ tầng với mạng truyền hình số mặt đất DVB-T triển khai Việt Nam GVHD: NGUYỄN VŨ SƠN 50 SVTH: NGUYỄN VĂN CHUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Mặc dù có ưu điểm trên, DVB-H tồn số nhược điểm cần ý sau đây: - DVB-H dễ bị ảnh hưởng biến đổi tín hiệu vấn đề đồng bộ; - Thời gian chuyển kênh cao; - Các máy cầm tay để thu dịch vụ có giá thành cao; - DVB-H yêu cầu công suất máy phát cao; DVB-H yêu cầu mật độ máy phát cao tương tự mạng tế bào, để cung cấp vùng phủ sóng nhà chấp nhận vùng đô thị - Các tần số UHF lý tưởng để truyền tín hiệu DVB-H, nhiên băng tần kín để truyền tải chương trình truyền hình mặt đất Việt Nam Với phân tích nghiên cứu, đánh giá công nghệ DVB-H, tác giả đề xuất hướng lựa chọn cơng nghệ DVB-H để truyền tải tín hiệu truyền hình di động Việt Nam Mơ hình triển khai hệ thống DVB-H VTC Thực tế, tổng công ty truyền thông đa phương tiện số VTC, cụ thể cơng ty truyền hình di động VTC tiến hành cung cấp dịch vụ DVB-H tới người sử dụng Việt Nam vào cuối năm 2006 Để kênh truyền hình thị rõ nét với chất lượng cao thiết bị xem truyền hình di động kèm với tiện ích tương tác đặc thù; luồng tín hiệu chứa nội dung phải đóng gói, truyền tải giải mã quy trình khép kín, đồng Đó mạnh vượt trội chuẩn công nghệ truyền hình di động DVB-H Hình 5.1 mơ tả mơ hình triển khai dịch vụ truyền hình di động DVB-H VTC GVHD: NGUYỄN VŨ SƠN 51 SVTH: NGUYỄN VĂN CHUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 4.1: M hình triển khai DVB-H VTC Đầu tiên, nội dung kênh truyền hình (VTC1, VTC2, VTC3, …) tự động sửa đổi cho phù hợp với tiêu chuẩn DVB-H Sau nội dung đưa tới “Hệ thống quản lý truyền hình di động (VTC MOBILE TV)” chuyển trực tiếp tới module “Đóng gói dịch vụ” (IP Encapsulator & IP Encapsulator Mangager) Tại nội dung chương trình đóng gói lại thành dòng liệu IP dòng tín hiệu IP tiếp tục mã hóa theo cách thức ngầm định sẵn Để giải mã dòng IP cần phải có khóa giải mã chương trình Ở quy trình tiếp theo, dòng IP tiếp tục đóng thành gói MPE-FEC (nhằm tác dụng sửa gói tin bị lỗi xảy truyền tải) Các gói MPE-FEC sau thực cắt lát cắt thời gian (time slicing – có tác dụng tiết kiệm lượng cho thiết bị thu) Cuối gói tin tiếp tục nén thành dòng truyền tải M PEG-2, sẵn sàng truyền “Mạng phát hình DVB-H” Tín hiệu đưa máy phát sóng kỹ thuật số DVB-H để phát quảng bá giống truyền hình số mặt đất Với ưu nhược điểm triển khai thử nghiệm thực tế cơng ty truyền hình di động VTC Việt Nam, cơng nghệ DVB-H hứa hẹn cơng nghệ truyền hình di động tiềm Việt Nam máy đầu cuối cầm tay di động trở nên phổ thông, cước phí giảm, nội dung cung cấp trở nên phong phú 4.2.Truyền hình số mặt đất Tháng 12/2000, Công ty đầu tư phát triển công nghệ truyền hình (VTC), lúc thuộc Đài THVN, bắt đầu thử nghiệm chuyển đổi từ máy phát hình analog sang GVHD: NGUYỄN VŨ SƠN 52 SVTH: NGUYỄN VĂN CHUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP máy số với công suất vừa triển khai phát thử nghiệm diện hẹp Đồng thời, VTC tiến hành thiết kế sơ thiết bị chuyển đổi tín hiệu số/tương tự Từ năm 2003 VTC phát truyền hình số mặt đất Hà nội, sau phát triển nhiều tỉnh thành nước Thơng số phát truyền hình số Hà nội (hai sóng mang kênh 26 kênh 34): 64 QAM, FEC 3/4, khoảng bảo vệ 1/32 4.3 Truyền hình số cho điện thoại di động Truyền hình di động VTC lên sóng thử nghiệm vào đầu tháng 11 HàNội, TP Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Quảng Ninh Trước mắt, VTC phát thử tám kênh, gồm kênh Đài Truyền hình Kỹ thuật số VTC (từ VTC1-VTC5), kênh VTV, kênh Đài Tiếng nói Việt Nam (VOV1, VOV3) kênh VTC sản xuất riêng cho truyền hình di động Đầu cuối di động Nokia N92 dùng cho mạng truyền hình di động VTC Theo VTC, VTC Mobile hợp tác với Nokia hợp tác sản xuất, mà để khóa mã nội dung chương trình nhằm kiểm soát thuê bao sử dụng để thu phí Các thuê bao VinaPhone, Mobifone, Viettel, dùng loại máy có hỗ trợ xem truyền hình, vùng phủ sóng truyền hình số di động có hội xem truyền hình nơi đâu 4.4 Đề xuất kỹ thuật cho mạng DVB-T/H VTV Các dịch vụ cho mạng phát hình số Trên sở dịch vụ có khả phát triển mạng truyền hình số DVB-T/H, thử nghiệm DVB-T/H nước, khả phát triển cơng nghệ truyền hình tương tác DVB-RCT, phát triển truyền hình số Việt nam hạ tầng cở sở viễn thông Việt nam, mạng DVB-T/H VTV nên phát triển dịch vụ sau: a/ Truyền hình số độ phân giải tiêu chuẩn (SDTV) Dùng tiêu chuẩn nén MPEG -2, 4:2:0 MP@ML với tốc độ sau nén 3,0 đến 4,5 Mbit/s GVHD: NGUYỄN VŨ SƠN 53 SVTH: NGUYỄN VĂN CHUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tín hiệu Video tương tự hay số (SDI) đầu vào đưa tới mã hoá MPEG-2 để nén xuống tốc độ bit phù hợp cho truyền hình tiêu chuẩn Tín hiệu đầu ASI đưa vào ghép kênh đưa tới máy phát số để phát tới đầu thu số mặt đất phục vụ cho việc thu cố định b/ Truyền hình số cho thiết bị di động (DVB-H) Tốc độ tín hiệu 01 chương trình DVB-H: 300-500Kbps, độ phân giải QVGA 320x240 c/ Hướng dẫn chương trình dịch vụ điện tử (EPG-ESG) EPG phát triển mạng DVB-T/H Đài THVN ban đầu dạng EPG bản, chung cho dịch vụ mạng tương tự, cáp, DTH, truyền hình số mặt đất, miễn phí để người xem làm quen với dịch vụ ESG dùng để hướng dẫn dịch vụ cho đầu cuối di động d/ Các dịch vụ truyền hình tương tác qua mạng điện thoại dịch vụ khác Các dịch vụ tương tác đơn giản sử dụng kênh ngược đường điện thoại Các dịch đưa vào hệ thống ghép kênh qua mã hoá MPEG-2 hay MPEG-4 cho DVB-H Một số kênh phát cho DVB-T DVB-H đưa vào đầu vào Audio mã hoá MPEG-2 MPEG-4 Tích hợp dịch vụ DVB-T/H mạng phát hình số Để thoả hiệp chất lượng dịch vụ DVB-T MPEG-2 DVB-H, đảm bảo số kênh yêu cầu (6 kênh DVB-T MPEG-2 kênh DVB-H), đề xuất sử dụng thông số phát sau: - Chế độ điều chế phân cấp 64-QAM, a=2 Trong đó: + Dòng tín hiệu có độ ưu tiên cao (HP) điều chế QPSK, FEC=1/2, khoảng bảo vệ 1/4 dùng để phát chương trình cho thiết bị di động với tốc độ bit 4.98Mb/s GVHD: NGUYỄN VŨ SƠN 54 SVTH: NGUYỄN VĂN CHUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Với chương trình DVB-H có tốc độ bit cỡ 300 -500Kbps, phát tới 10 - 16 kênh chương trình cho máy thu di động + Dòng tín hiệu có độ ưu tiên thấp (LP) dùng để phát chương trình thu cố định với FEC=3/4, khoảng bảo vệ 1/4, tốc độ bit tối đa 14.93 Mbps Với ghép kênh thống kê, chương trình có tốc độ bit cỡ 2.5 đến 3Mbps phát tới chương trình SDTV số Truyền dẫn tín hiệu cho hệ thống truyền hình số Tại địa điểm cách xa Studio Hà nội, với kênh truyền hình số DVB-T MPEG-2 truyền thống, sử dụng phương thức truyền dẫn tín hiệu thơng qua đường vệ tinh băng C (hiện có chương trình VTV1, 2, 3, tương lai truyền dẫn thêm tín hiệu chương trình VTV6,7) Với tín hiệu cho kênh DVB-H Hà nội lấy trực tiếp từ Trung tâm sản xuất chương trình đưa sang dạng tín hiệu tương tự Tín hiệu dùng cho kênh DVB-H Thành phố Hồ Chí Minh, tốc độ bít thấp, truyền qua Internet vệ tinh Đầu cuối hệ thống DVB-H Việc triển khai dịch vụ truyền hình cho di động DVB-H cần phải quan tâm tới máy di động đầu cuối để thu dịch vụ Hiện tại, có Samsung, LG, Siemens, Nokia, Motorola cung cấp máy điện thoại di động có khả thu truyền hình DVB-H Nokia ký kết với VTC việc phát triển truyền hình cho di động với giải pháp Nokia Vì vậy, việc hợp tác với hãng điện thoại di động khả cung cấp đầu cuối di động cho dịch vụ DVB-H Đài THVN cần thiết triển khai dịch vụ truyền hình cho động Ngồi sử dụng card SD thu tín hiệu truyền hình số DVB-H cho loại máy di động có độ phân giải hình tốc độ xử lý thích hợp Khi đó, việc thu tín hiệu dịch vụ DVB-H khơng phụ thuộc vào nhà cung cấp điện thoại di động Khóa mã dịch vụ DVB-H GVHD: NGUYỄN VŨ SƠN 55 SVTH: NGUYỄN VĂN CHUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khi tiến hành thu phí dịch vụ DVB-H cho thiết bị di động cần phải triển khai hệ thống khoá mã thuê bao Hiện hãng cung cấp hệ thống CA tích hợp phần mềm giải khố mã tín hiệu truyền hình cho di động (U)SIM trực tiếp bảng mạch máy di động Việc triển khai dịch vụ DVB-H cho di động có khố mã thuê bao cần phải liên kết với nhà cung cấp dịch vụ di động để cung cấp (U)SIM cho máy di động thu dịch vụ DVB-H liên kết với nhà sản xuất thiết bị di động thu tín hiệu DVB-H để tích hợp mạch giải khố mã tín hiệu trêm máy di động GVHD: NGUYỄN VŨ SƠN 56 SVTH: NGUYỄN VĂN CHUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KẾT LUẬN DVB-H, tiêu chuẩn truyền dẫn, quy định lớp vật lý yếu tố giao thức lớp thấp Nó sử dụng thuật toán tiết kiệm lượng dựa việc truyền tải thời gian ghép dịch vụ khác Kỹ thuật, gọi thời gian cắt, kết pin tiết kiệm điện có hiệu lực lớn Ngoài ra, "slicing time” mềm cho phép chuyển giao người nhận chuyển từ mạng di động tới mạng di động với đơn vị tiếp nhận Đối với truyền dẫn đáng tin cậy điều kiện tiếp nhận người tín hiệu, lỗi bảo vệ Đề án tăng cường lớp liên kết giới thiệu Chương trình gọi MPE-FEC (Multi-Protocol Tóm lược - Chuyển tiếp Error Correction) MPE-FEC sửdụng mạnh mẽ kênh mã hóa kênh mã hóa bao gồm đặc tả kỹ thuật DVB-T cung cấp mức độ thời gian " interleaving "Hơn nữa, tiêu chuẩn DVB-H tính bổ sung chế độ mạng, kiểu 4K , cung cấp thêm tính linh hoạt việc thiết kế mạng đơn tần số (SFNs) mà thích hợp để tiếp nhận điện thoại di động, cung cấp kênh tăng cường tín hiệu để cải thiện truy cập vào dịch vụ khác Một lần xin trân thành cảm ơn thầy Nguyễn Vũ Sơn, thầy cô khoa Điện tử - Truyền thơng giúp đỡ em hồn thành đồ án tốt nghiệp GVHD: NGUYỄN VŨ SƠN 57 SVTH: NGUYỄN VĂN CHUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO EN 302.304 v1.1.1: Digital Video Broadcasting (DVB); Transmission System for Handheld Terminals (DVB-H) EN 300.744 v1.5.1: Digital Video Broadcasting (DVB); Framing structure, channel coding and modulation for digital terrestrial television 101.191 v1.4.1: Digital Video Broadcasting (DVB); DVB mega-frame for Single Frequency Network (SFN) synchronization Peter Unger, Thomas Kurner, "Radio Network Planning of DVB-H/UMTS Hybrid Mobile Communication Networks" Đỗ Hoàng Tiến , Vũ Đức Lý “Truyền hình số” , nhà xuất khoa học kĩ thuật, 2001 Ngô Thái Trị “Truyền hình số” , 1998 GVHD: NGUYỄN VŨ SƠN 58 SVTH: NGUYỄN VĂN CHUNG ... DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Tổng quan cơng nghệ truyền hình di động Hình 1.2 Các cơng nghệ truyền hình di động Hình 1.3 Truyền dẫn quảng bá đơn hướng truyền hình di động Hình 2.1 –... quan công nghệ cung cấp dịch vụ truyền hình di động 1.4.1 Các dịch vụ truyền hình di động sử dụng tảng mạng di động 3G: 1.4.2 Truyền hình di động sử dụng mạng truyền hình mặt đất: 1.4.3 .Truyền. .. CHƯƠNG 1: CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG 1.1 Tại phải sử dụng cơng nghệ cho truyền hình di động? 1.2 Các yêu cầu dịch vụ truyền hình di động 1.3 .Truyền hình di động quảng bá tương