Các công nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3g

Các công nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G Các công nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G Các công nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G Các công nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G Các công nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHAN THỊ KIM HOA CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG VÀ GIẢI PHÁP TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG TRÊN MẠNG 3G Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Người hướng dẫn khoa học: TS PHẠM HUY HOÀNG Hà Nội – 2010 Các cơng nghệ truyền hình di động giải pháp truyền hình di động mạng 3G LỜI CẢM ƠN Trước hết em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Tiến sĩ Phạm Huy Hoàng, người định hướng đề tài tận tình hướng dẫn bảo em từ ý tưởng đề cương nghiên cứu, phương pháp giải vấn đề lần kiểm tra cuối để hoàn tất luận văn cao học Em xin chân thành cảm ơn thầy cô viện Công nghệ thông tin truyền thông, viện Đào tạo sau đại học trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tận tình dạy bảo giúp đỡ em suốt trình học tập trường Đông thời, em xin cảm ơn đồng nghiệp làm việc trung tâm nghiên cứu phát triển công nghệ (Tổng công ty truyền thông đa phương tiện VTC) bạn lớp Cao học Cơng nghệ thơng tin khóa 2008-2010 nhiệt tình trao đổi, góp ý cung cấp thơng tin tư liệu trình thực luận văn Trong phạm vi Luận văn tốt nghiệp cao học khó diễn đạt mặt lý thuyết kĩ thuật, bên cạnh trình độ thân cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu xót Em mong nhận nhiều ý kiến đóng góp để tiếp tục hồn thiện kiến thức giải pháp Phan Thị Kim Hoa Cao học Cơng nghệ thơng tin – Khóa 2008-2010 Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010 Các công nghệ truyền hình di động giải pháp truyền hình di động mạng 3G LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan: Bản luận văn tốt nghiệp công trình nghiên cứu thực cá nhân em, thực sở nghiên cứu lý thuyết, kiến thức kinh điển, nghiên cứu khảo sát tình hình thực tiễn hướng dẫn khoa học Tiến sĩ Phạm Huy Hồng, khơng chép tồn văn cơng trình nghiên cứu khác Nội dung luận văn có tham khảo sử dụng tài liệu, thông tin đăng tải tác phẩm, tạp chí trang web theo danh mục tài liệu luận văn Em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm với nội dung viết luận văn Hà Nội, ngày 31 tháng 10 năm 2010 Tác giả luận văn Phan Thị Kim Hoa Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010 Các công nghệ truyền hình di động giải pháp truyền hình di động mạng 3G MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG 10 1.1 Đặt vấn đề 10 1.2 Mục đích đề tài .10 1.3 Cách tiếp cận 11 1.4 Bố cục luận văn 11 Chương 2: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG 12 2.1 Tổng quan truyền hình di động 12 2.2 Nghiên cứu tiêu chuẩn truyền hình di động 15 2.3 Các nguồn tài nguyên truyền hình di động 15 2.4 Công nghệ broadcast unicast truyền hình di động 16 2.4.1 Công nghệ broadcast 16 2.4.2 Công nghệ unicast 16 2.5 Truyền hình di động sử dụng mạng tế bào 17 2.6 Truyền hình di động sử dụng truyền dẫn số mặt đất vệ tinh 19 2.6.1 Công nghệ quảng bá đa phương tiện số cho máy cầm tay (DVB-H) 19 2.6.2 Công nghệ quảng bá đa phương tiện số (DMB) .20 2.6.3 Công nghệ liên kết hướng đa phương tiện (MediaFLO) .23 2.6.5 Các cơng nghệ Truyền hình di động khác .25 2.7 Truyền hình di động sử dụng công nghệ vô tuyến 26 2.7.1 Truyền hình di động sử dụng công nghệ WiFi 26 2.7.2 Truyền hình di động sử dụng cơng nghệ WiMAX 26 Chương 3: CÁC TIÊU CHUẨN STREAMING VÀ ĐA PHƯƠNG TIỆN DI ĐỘNG 28 3.1 Định nghĩa đa phương tiện di động .28 3.2 Truyền tải dòng 28 3.2.1 Quá trình bắt giữ mã hóa nội dung 29 3.2.2 Biến đổi file thành khuôn dạng streaming 29 3.2.3 Stream serving .30 3.2.4 Streaming quản lý băng thông 31 3.3 Chương trình xem server streaming 32 3.3.1 Khuôn dạng Media Microsoft Windows 33 Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010 Các cơng nghệ truyền hình di động giải pháp truyền hình di động mạng 3G 3.3.2 Apple QuickTime 34 3.4 Rich Media – Ngôn ngữ đa phương tiện đồng 34 3.5 Đa phương tiện di động 35 3.5.1 Các phần tử đa phương tiện di động .35 3.5.2 Sự tiêu chuẩn hóa đa phương tiện mạng di động 37 3.6 Các khuôn dạng file cho Mobile Multimedia 38 3.6.1 Các khuôn dạng file đặc tả 3GPP mơ tả mã hóa .38 3.6.2 Các phiên 3GPP 39 Chương 4: MẠNG 3G VÀ TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI Ở VIỆT NAM 41 4.1 Giới thiệu chung 41 4.2 Dịch vụ viễn thơng di động tồn cầu dựa cơng nghệ WCDMA 45 4.2.1 Sự phát triển lên UMTS dự án hiệp hội hệ thứ ba (3GPP) 45 4.2.2 Kiến trúc hệ thống UMTS 46 4.2.2.1 Kiến trúc mạng 3GPP phiên năm 1999 .46 4.2.2.2 Kiến trúc mạng 3GPP phiên 48 4.2.2.3 Kiến trúc mạng toàn IP 3GPP phiên .50 4.2.3 Các yêu cầu phổ tần số với UMTS 52 4.3 Công nghệ CDMA2000 52 4.3.1 Sự phát triển CDMA2000 53 4.3.2 Kiến trúc hệ thống CDMA2000 .54 4.3.3 Các yêu cầu phổ tần số với CDMA2000 55 4.4 Điểm chung WCDMA/CDMA2000 56 4.5 Tình hình triển khai mạng 3G Việt Nam 57 4.5.1 Tình hình triển khai 3G Vinaphone 59 4.5.2 Tình hình triển khai 3G MobiFone 61 4.5.3 Tình hình triển khai 3G Viettel 62 4.5.4 Tình hình triển khai 3G EVN Telecom Hanoi Telecom .64 4.5.5 Hợp tác chiến lược triển khai 3G EVN Telecom VTC 66 Chương 5: TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG SỬ DỤNG CƠNG NGHỆ 3G 68 5.1 Giới thiệu chung 68 5.2 Các yêu cầu việc truyền tải tín hiệu truyền hình di động qua mạng di động 69 5.3 Truyền tải dòng truyền hình di động sử dụng tiêu chuẩn 3GPP – Dịch vụ truyền tải dịng chuyển mạch gói 3GPP (PSS) 69 5.4 Tiêu chuẩn 3G-324M 74 5.5 Công nghệ MBMS BCMCS .74 5.5.1 Kiến trúc MBMS 77 5.5.2 Các chế độ MBMS 78 5.5.3 Truy nhập tới dịch vụ MBMS 80 5.5.3.1 Quá trình khởi đầu phiên 80 5.5.3.2 Các giao thức mã hóa/ giải mã 81 2.5.3.3 Mạng truy nhập vô tuyến 83 Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010 Các cơng nghệ truyền hình di động giải pháp truyền hình di động mạng 3G 5.6 Cơng nghệ MBMS broadcast tiên tiến 86 5.6.1 Nguyên lý MBMS broadcast tiên tiến 86 5.6.2 Hướng dẫn dịch vụ điện tử .87 5.6.3 Truy nhập dịch vụ bảo vệ nội dung 88 5.6.4 Tính tương tác tính cá nhân hóa .89 5.7 Kiến trúc điển hình hệ thống cung cấp tín hiệu truyền hình di động qua mạng 3G 90 Chương 6: XÂY DỰNG ỨNG DỤNG TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG .92 6.1 Mơ hình dịch vụ 92 6.1.1 Phạm vi ứng dụng 92 6.1.1.1 Khảo sát thực tế đề xuất yêu cầu 92 6.1.1.2 Xác định yêu cầu .95 6.1.2 Mơ hình hệ thống 97 6.1.2.1 Kiến trúc chung .97 6.1.2.2 Các thành phần ứng dụng 99 6.2 Phân tích thiết kế ứng dụng 100 6.2.1 Thiết kế liệu 100 a Dữ liệu người dùng 100 b VOD .100 6.2.2 Lược đồ sử dụng 103 6.2.2.1 Lược đồ chức 103 6.2.2.2 Phân tích chức 103 6.2.3 Giao diện chương trình .105 6.3 Cài đặt tích hợp hệ thống thử nghiệm 112 6.3.1 Môi trường phát triển cài đặt hệ thống 112 6.3.1.1 Môi trường phát triển 112 6.3.1.2 Yêu cầu phần cứng 112 6.3.1.2 Cài đặt hệ thống 112 6.3.2 Thử nghiệm hệ thống 113 Chương 7: TỔNG KẾT – ĐÁNH GIÁ 115 7.1 Kết thực 115 7.1.1 Ưu điểm 115 7.1.2 Khuyết điểm 115 7.2 Hướng mở rộng 115 TÀI LIỆU THAM KHẢO 115 DANH MỤC THUẬT NGỮ 115 Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010 Các cơng nghệ truyền hình di động giải pháp truyền hình di động mạng 3G DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Phân loại cơng nghệ truyền hình di động 14 Hình 2.2 Tổng quan cơng nghệ truyền hình di động 14 Hình 2.3 Truyền dẫn broadcast Truyền hình di động 16 Hình 2.4 Truyền dẫn Unicast Truyền hình di động 17 Hình 2.5 Hệ thống DVB-H truyền dẫn dịch vụ IP 20 Hình 2.6 Hệ thống T-DMB theo tiêu chuẩn DAB Eureka 147 21 Hình 2.7 Mạng đơn tần (A) mạng đa tần (B-mỗi màu tần số khác nhau) 22 Hình 2.8 Các biến thể S-DMB 23 Hình 2.9 Mạng MediaFLO 24 Hình 3.1 Các phần tử Mobile Multimedia 28 Hình 3.2 Giá giao thức streaming 30 Hình 3.3 Streaming server 31 Hình 3.4 Truyền tải dịng mã hóa video MPEG-4 phân lớp 32 Hình 3.5 Chuyển mạch dòng streaming xảy khung I 33 Hình 3.6 Phát liệu lưu giữ đệm chế độ streaming 34 Hình 3.7 Truyền tải dịng nội dung dựa SMIL 35 Hình 3.8 Các ứng dụng Mobile Multimedia 36 Hình 3.9 Các dịch vụ Mobile Multimedia phổ biến 37 Hình 3.10 Tiêu chuẩn hóa 3GPP 37 Hình 3.11 Các phiên 3GPP Mobile Multimedia 39 Hình 4.1 IMT-2000 41 Hình 4.2 Sự phát triển lên mạng 3G 43 Hình 4.3 Kiến trúc mạng 3GPP phiên năm 1999 46 Hình 4.4 Kiến trúc mạng phân tán 3GPP phiên 48 Hình 4.5 Kiến trúc mạng 3GPP IP multimedia 50 Hình 4.6 Sự phát triển lên CDMA2000 54 Hình 4.7 Kiến trúc hệ thống CDMA2000 tổng quát 55 Hình 4.8 Các sóng mang 1xRTT EVDO 55 Hình 5.1 Kiến trúc truyền tải dịng MobileTV 71 Hình 5.2 Giá giao thức dịch vụ truyền tải dịng gói 3GPP 71 Hình 5.3 Thiết lập phiên truyền tải dòng 3GPP-PSS 72 Hình 5.4 Truyền tải tín hiệu MobileTV theo chuẩn 3GPP 73 Hình 5.5 Mạng 3G-324M 74 Hình 5.6 Quảng bá qua kết nối Unicast 75 Hình 5.7 Quảng bá qua kết nối multicast 76 Hình 5.8 Kiến trúc MBMS 77 Hình 5.9 Các chế độ phương pháp phân phát liệu MBMS 78 Hình 5.10 Luồng phiên MBMS 80 Hình 5.11 Giá giao thức MBMS 82 Hình 5.12 Nguyên lý download MBMS với thủ tục sửa file point-to-point 83 Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010 Các công nghệ truyền hình di động giải pháp truyền hình di động mạng 3G Hình 5.13 Chế độ broadcast tiên tiến 86 Hình 5.14 Nguyên lý bảo vệ truy nhập dịch vụ 88 Hình 5.15 Ví dụ chuỗi tương tác “voting” 89 Hình 5.16 Kiến trúc hệ thống cung cấp tín hiệu MobileTV qua mạng 3G 90 Hình 5.17 Mơ hình chồng giao thức TCP/IP Error! Bookmark not defined Hình 5.18 Router truy nhập BS (hay node B)Error! Bookmark not defined Hình 5.19 Một mạng sử dụng IP cho 3G Error! Bookmark not defined Hình 5.20 Mơ hình tham chiếu IP2W từ dự án EU BRAIN.Error! Bookmark not defined Hình 6.1 Cấu trúc mạng di động ảo theo giải pháp 94 Hình 6.2 Cấu trúc mạng di động ảo theo giải pháp 95 Hình 6.3 Capture broadcast video trực tiếp 96 Hình 6.4 Ứng dụng tương tác 96 Hình 6.5 Kiến trúc hệ thống 97 Hình 6.6 Dữ liệu người dùng 100 Hình 6.7 Dữ liêu VOD – Phần Music 101 Hình 6.8 Lược đồ chức 103 Hình 6.9 Giao diện khởi động 105 Hình 6.10 Giao diện đăng nhập 106 Hình 6.11 Giao diện lựa chọn lĩnh vực muốn xem 107 Hình 6.12 Giao diện xem truyền hình trực tuyến 108 Hình 6.13 Giao diện xem video theo yêu cầu 109 Hình 6.14 Giao diện lựa chọn video muốn xem 110 Hình 6.15 Giao diện xem nội dung video theo yêu cầu 111 Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010 Các cơng nghệ truyền hình di động giải pháp truyền hình di động mạng 3G DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Các khuôn dạng file Multimedia 40 Bảng 4.1 Nền tảng cơng nghệ hệ mạng vơ tuyến 42 Bảng 4.2 So sánh 2G, 2.5G 3G 44 Bảng 4.3 Sự phát triển CDMA 54 Bảng 5.1 Các khn dạng mã hóa/ giải mã dịch vụ streaming 70 Bảng 6.1 Kết thử nghiệm máy ảo 113 Bảng 6.2 Kết thử nghiệm điện thoại di động Nokia E66 114 Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010 Các cơng nghệ truyền hình di động giải pháp truyền hình di động mạng 3G Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Đặt vấn đề Truyền hình di động gần thử nghiệm triển khai thành công nhiều quốc gia giới Phần Lan, Anh, Italia, Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc,… Truyền hình di động biết đến công nghệ vô tuyến thiết kế di động, có băng thơng hạn chế thường xuyên chịu ảnh hưởng fading, nhiễu tạp âm, phải đáp ứng khả hiển thị tín hiệu tốt máy thu đầu cuối cầm tay di động có kích thước hình nhỏ, cơng suất pin tiêu thụ hạn chế Các công nghệ truyền tải tín hiệu truyền hình mạng di động bao gồm: truyền hình di động truyền tải qua mạng 3G, truyền hình di động phát qua mạng quảng bá số mặt đất cho thiết bị cầm tay (DVB-H), truyền hình di động phát qua mạng quảng bá đa phương tiện số (DMB), truyền hình di động phát qua mạng quảng bá số dịch vụ tích hợp – mặt đất (ISDB-T), truyền hình di động phát mạng quảng bá âm số IP (DAB-IP) truyền hình di động phát mạng Wifi, WiMAX Trong cơng nghệ truyền hình di động truyền tải qua mạng 3G, DVB-H, DMB MediaFLO nghiên cứu, tiêu chuẩn hóa sử dụng phổ biến Ở Việt Nam, từ năm 2006 Tổng công ty truyền thông đa phương tiện Việt Nam (VTC) tiến hành thử nghiệm cơng nghệ DVB-H; năm 2008 Đài truyền hình Việt Nam tiến hành thử nghiệm công nghệ DMB Sự phát triển cơng nghệ truyền hình di động thực đem lại thay đổi lớn lĩnh vực truyền thông đa phương tiện, giúp cho người dùng xem tín hiệu truyền hình địa điểm có phủ sóng truyền hình di động với máy di động cầm tay Cùng với việc hạ tầng mạng wifi ngày phổ biến việc thử nghiệm triển khai công nghệ 3G nhiều nhà cung cấp dịch vụ như: Tập đồn cơng nghệ Bưu Viễn thơng Việt Nam (VNPT), Tổng công ty viễn thông quân đội (Viettel),… Dịch vụ truyền hình di động xem ứng dụng quan trọng chiến dịch phát triển mạng 3G 1.2 Mục đích đề tài Luận văn nghiên cứu tìm hiểu cơng nghệ truyền hình di động phổ biến đặc biệt công nghệ truyền hình di động sử dụng hạ tầng mạng 3G Đồng thời xây dựng ứng dụng xem truyền hình thiết bị di động giao tiếp qua IP sử dụng mạng 3G wifi Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT 2008-2010 10 ... 2008-2010 Các công nghệ truyền hình di động giải pháp truyền hình di động mạng 3G DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Phân loại cơng nghệ truyền hình di động 14 Hình 2.2 Tổng quan cơng nghệ truyền hình di. .. 11 Các cơng nghệ truyền hình di động giải pháp truyền hình di động mạng 3G Chương 2: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG 2.1 Tổng quan truyền hình di động Truyền hình di động (MobileTV) cơng nghệ. .. Các công nghệ truyền hình di động giải pháp truyền hình di động mạng 3G 2.6.5 Các cơng nghệ Truyền hình di động khác Ngồi cơng nghệ phổ biến kể cịn có cơng nghệ truyền hình di động sử dụng truyền