Cơ sở kĩ thuật của truyền hình di động DVB-H

MỤC LỤC

Giới thiệu sơ lược về DVB-T

Với việc dùng kĩ thuật ghép kênh COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex) và các phương thức ủiều chế 4-QAM (QPSK), 16-QAM và 64-QAM cho phộp DVB-T truyền nhiều ủài trờn cựng 1 kờnh (ủộ truyền dữ liệu trờn 1 kờnh từ 12-20 Mbps), chất lượng âm thanh và hình ảnh tốt hơn (chuẩn MPEG-2), ít bị nhiễu hơn truyền hình tương tự. Hiện nay, trờn một kờnh tần số 8MHz, chỉ phỏt ủược một chương trỡnh truyền hình nếu dùng công nghệ analog, nhưng dùng công nghệ số thì có thể phỏt ủến 8 chương trỡnh truyền hỡnh mà khụng bị ảnh hưởng của nhiễu cụng nghiệp.

Hệ thống DVB-H

Do vậy, người dùng có thể sử dụng dịch vụ truyền hình di ủộng (xem cỏc chương trỡnh truyền hỡnh, thực hiện cỏc chức năng tương tỏc trực tiếp…) trên thiết bị của mình ngay cả khi ngồi trên các phương tiện giao thông như ôtô, tàu hỏa, xe buýt… mà chất lượng không hề bị suy giảm. - Do người dựng thường sử dụng dịch vụ trong mụi trường di ủộng hoặc cỏc khu ủụ thị (núi cỏch khỏc ủõy là mụi trường mà tớn hiệu truyền hỡnh rất hay xảy ra lỗi do bị can nhiễu bởi các luồng tín hiệu nhiễu công nghiệp, ụtụ, xe mỏy, cỏc tũa nhà…) nờn cụng nghệ DVB-H ủó hỗ trợ khả năng chống lỗi và sửa lỗi ở nhiều cấp ủộ khỏc nhau giỳp cho tớn hiệu ủến người dựng hầu như không xảy ra lỗi hoặc nếu có thì tỷ lệ lỗi là rất thấp.

Cấu trỳc và nguyờn lớ cơ bản của cụng nghệ truyền hỡnh di ủộng Do công nghệ DVB-H ủược xõy dựng dựa trờn nền tảng của cụng nghệ

- Sử dụng cụng nghệ nộn tiờn tiến: truyền hỡnh di ủộng theo tiờu chuẩn DVB-H sử dụng công nghệ nén H.264/AVC, vừa giúp tiết kiệm băng thông mà vừa giữ ủược chất lượng hỡnh ảnh, õm thanh tương ủương với chuẩn truyền hỡnh ủộ phõn giải cao HDTV. Ngừ ra bộ ủúng gúi IP sau khi ra khỏi phần time slice cú thể ủưa trực tiếp tới bộ ủiều chế COFDM của DVB-H với cỏc súng mang 4K hoặc 8K (hay chớnh là bộ ủiều chế DVB-T ủược thờm vào 1 số phần như DVB-H TPS và mode 4K) hoặc chúng có thể ghép xen với những dịch vụ MPEG-2 khác của DVB-T rồi mới ủưa ra bộ ủiều chế.

Hình 1.5 Cấu trúc nguyên lí của DVB-H
Hình 1.5 Cấu trúc nguyên lí của DVB-H

Các yếu tố kĩ thuật chính

1 bộ chèn symbol theo chiều sõu (in-depth interleaver) ngắn cũng ủược giới thiệu cho mode 2K và 4K, tạo ra dung lỗi tốt hơn chống lại nhiễu xung (giỳp ủạt ủược 1 cường ủộ tương ủương với mode 8K).

Hình 1.6 Các bổ sung cho DVB-H vào hệ thống DVB-T
Hình 1.6 Các bổ sung cho DVB-H vào hệ thống DVB-T

CÁC THÀNH PHẦN MỚI TRONG BỘ ðểNG GểI IP

CHƯN MỚI TRONG BỘ ðểNG GểI IP: TIME SLIG VÀ MPE-FEC 1 Module MPE-FEC

  • Module time-slicing .1 Giới thiệu chung

    Những gúi dữ liệu IP khi ủược ủưa vào hệ thống sẽ ủược tiếp tục ủúng gúi lại theo 1 trật tự nhất ủịnh tạo nờn khung MPE-FEC bao gồm 2 phần, trong ủú 1 phần chuyờn ủể chứa dữ liệu của nội dung cần truyền tải ủược gọi là bảng dữ liệu ứng dụng ADT (Application Data Table), phần còn lại chứa dữ liệu tớnh toỏn dựa trờn cơ sở dữ liệu ADT và cú tỏc dụng ủể sửa lỗi gọi là bảng dữ liệu Reed-Solomon RSDT (Reed-Solomon data table). Nếu tất cả các section trước trong cùng 1 ADT ủó nhận chớnh xỏc, mỏy thu sẽ khụng cần nhận bất kỡ section MPE-FEC nào tiếp theo sau ủú và nếu cú dựng time-slicing, cú thể tắt mỏy thu khụng thu nữa chờ cho ủến section MPE kế và khụng giải mó RS nữa. Do DVB-T khụng cú tớnh năng chuyển giao mềm, nờn việc thay ủổi tần số thường gõy ra giỏn ủoạn trong khi cung cấp dịch vụ cộng với việc mỏy thu sẽ phải dũ tỡm cỏc tần số khỏc cú thể hoạt ủộng ủược ủể tỡm ra tần số nào cung cấp chất lượng thu tốt nhất hoặc ớt nhất cũng ủảm bảo mức ngưỡng về chất lượng tớn hiệu.

    Trong thời gian tắt giữa 2 cụm, máy thu có thể dò các tín hiệu có sẵn khác (cỏc kờnh RF cú sẵn), so sỏnh cường ủộ tớn hiệu và thực hiện chuyển giao giữa các luồng truyền (chuyển tới 1 cell mới nếu tín hiệu nhận từ cell này có cường ủộ mạnh hơn và cung cấp cựng 1 dịch vụ) mà khụng làm giỏn ủoạn dịch vụ.

    Hình 2.1 Sơ lược cấu trúc khung MPE-FEC
    Hình 2.1 Sơ lược cấu trúc khung MPE-FEC

    THÀNH PHẦN MỚI TRONG BỘ ðIỀU CHẾ DVB-T

    Chế ủộ phỏt 4K

    - Các pilot (sóng mang) liên tục (continual pilot): các pilot này có vị trí cố ủịnh trong dải tần 8 MHz và cố ủịnh trong biểu ủồ chũm sao ủể ủầu thu sửa lỗi tần số, tự ủộng ủiều chỉnh tần số (AFC) và sửa lỗi pha. Cũn chế ủộ phỏt 4K ủược giới thiệu lần ủầu tiờn trong ISDB-T (Nakahara et al., 1999) nhằm cung cấp thêm 1 sự cân bằng giữa kích thước các cell SFN và hiệu suất thu di ủộng, ủem lại thờm 1 mức ủộ linh hoạt cho thiết kế mạng. Với chế ủộ 4K, cỏc ưu ủiểm từ 2K và 8K vẫn ủược duy trỡ, vừa cú thể dựng 1 mạng ủơn tần vựng phủ súng rộng vừa cú thể ủạt tốc ủộ ủầu cuối ủỏng kể do cung cấp hiệu suất cao hơn 8K nhưng vẫn duy trỡ khoảng bảo vệ ủủ dài dựng trong cỏc cell SFN lớn ủể chống nhiễu.

    Có thể thấy rằng 1 symbol OFDM 4K có 1 khoảng thời gian dài hơn và vì vậy có 1 khoảng bảo vệ dài hơn 1 symbol OFDM 2K, cho phép xây dựng các mạng SFN vừa chống nhiễu ISI, dịch Doppler và nhiễu giữa các sóng mang.

    Hỡnh 3.2 Vớ dụ về số súng mang của 2 chế ủộ 2K và 8K với băng thụng 8
    Hỡnh 3.2 Vớ dụ về số súng mang của 2 chế ủộ 2K và 8K với băng thụng 8

    Báo hiệu thông số bên phát TPS .1 Khái quát

      Tiếp tục ủược ghộp thờm cỏc bit TPS, cỏc bit pilot, sau ủú ủược sắp xếp lại vào cỏc khung OFDM, chốn khoảng bảo vệ ủể chống nhiễu. Chuỗi tham khảo tương ứng với cỏc súng mang TPS của symbol ủầu tiờn của mỗi khung OFDM dựng ủể khởi tạo bộ ủiều chế TPS trờn mỗi súng mang TPS. - Khi bỏo hiệu DVB-H ủược nhận trong khung OFDM thứ 1 và thứ 3 của mỗi ủa khung, chỳng ủược hiểu là cú liờn quan ủến luồng HP.

      - Khi bỏo hiệu DVB-H ủược nhận trong khung OFDM thứ 2 và thứ 4 của mỗi ủa khung, chỳng ủược hiểu là cú liờn quan ủến luồng LP.

      Bảng 3.3 ðịnh dạng các bit TPS
      Bảng 3.3 ðịnh dạng các bit TPS

      Các loại cấu hình mạng DVB-H

        Do những yêu cầu SFN, cấu hình mạng ở trên không thể mở rộng ra xa khỏi 1 phạm vi cố ủịnh, do ủộ trễ thời gian trong khi thu từ mỏy phỏt chớnh sẽ dẫn ủến kết quả là tớn hiệu bị phỏt lại sẽ trễ nhiều so với thời ủiểm phỏt của mỏy phỏt chớnh. Tại mỗi mỏy phỏt, bộ ủiều chế COFDM sẽ thực hiện ủồng bộ tớn hiệu bằng cỏch tham khảo thời gian GPS ủể tất cả mỏy phỏt cú thể truyền tớn hiệu thời gian tương tự nhau mặc dự vị trớ ủịa lớ của chỳng khỏc nhau. Khi cú nhu cầu về hoạt ủộng mạng ủơn tần SFN, tất cả cỏc mỏy phỏt hoạt ủộng ở cựng tần số và phải phỏt cựng dữ liệu bit ở cựng thời ủiểm.

        Khi phạm vi bao phủ lớn (như toàn bộ 1 quốc gia khoảng vài trăm km), nguồn của 1 tín hiệu từ 1 IPE là không thực tế do có xảy ra trễ thời gian khi chuyển giao tín hiệu tới tất cả các máy phát.

        Hình 4.2 Mạng DVB-H dùng chung bằng cách phân lớp
        Hình 4.2 Mạng DVB-H dùng chung bằng cách phân lớp

        GIẢI PHÁP TRUYỀN HÌNH CÔNG NGHỆ DVB-H VÀ TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI DVB-H Ở VIỆT NAM

        VB-H Ở VIỆT NAM

        • Giải pháp chung và tiềm năng phát triển DVB-H .1 Sự triển khai thị trường
          • Tình hình triển khai DVB-H ở Việt Nam .1 Sơ lược tình hình triển khai

            Trong khi ủú, Nokia lại ủng hộ chuẩn DVB-H và ủang tiến hành thử nghiệm dịch vụ truyền hỡnh di ủộng trờn những mẫu ủiện thoại media ủược thiết kế riờng cho việc thưởng thức nghệ thuật: So với ủiện thoại thụng thường, chỳng cú màn hỡnh lớn hơn ủể xem TV hoặc phỏt thanh cú hỡnh (kết hợp 1 chương trình phát thanh với phần văn bản và hình ảnh có liên quan). Những nguyờn nhõn khiến Mobile TV của S-Fone chưa phổ dụng tại Việt Nam có thể dễ dàng nhận thấy: chính sách cước chưa hợp lí với người dùng Việt Nam và cách tính cước quỏ phức tạp; chỉ cú 1 model ðTDð sử dụng ủược dịch vụ này; chất lượng ủường truyền ủụi khi khụng ủược tốt… Nhưng nguyờn nhõn chớnh cú lẽ vẫn là giá cước, nhiều người dùng cho rằng với mức cước khoảng 5000 ủồng/phỳt như hiện nay thỡ Mobile TV sẽ cũn quỏ xa vời. Sau khi nhận ủược yờu cầu từ người sử dụng, hệ thống quản lý thuờ bao BAM truyền hỡnh di ủộng cựng với hệ thống tớnh cước sẽ kiểm tra thụng tin của người sử dụng (kiểm tra tài khoản dịch vụ của người sử dụng, cặp IMEI - SeriSIM, …) xem cú ủầy ủủ thụng tin hợp lệ hay khụng, nếu hợp lệ thỡ khúa giải mó sẽ ủược hệ thống gửi ngược trở lại mỏy di ủộng của khỏn giả qua con ủường GPRS ủể thiết bị cú thể giải mó ủược những nội dung chương trỡnh và cỏc tiện ớch ủi kốm.

            Tuy nhiờn, do hoạt ủộng ngay trờn nền mạng di ủộng nờn chất lượng ủường truyền phụ thuộc hoàn toàn vào lưu lượng mạng tại thời ủiểm xem truyền hình, chất lượng truyền tải chương trình vì thế cũng không ổn ủịnh, khi lưu lượng mạng thấp thỡ hỡnh ảnh và õm thanh khỏ ủẹp nhưng vào giờ cao ủiểm thỡ hỡnh ảnh và õm thanh khụng ủồng nhất, chậm hỡnh là chuyện thường xảy ra.

            Hỡnh 5.1 Biểu ủồ thể hiện số người xem cỏc dịch vụ truyền hỡnh di ủộng qua
            Hỡnh 5.1 Biểu ủồ thể hiện số người xem cỏc dịch vụ truyền hỡnh di ủộng qua

            PHÂN TÍCH SO SÁNH GIẢI PHÁP DVB-H VÀ GIẢI PHÁP DMB

            So sỏnh những ủặc tớnh cơ bản của DVB-H với DMB

            DMB hỗ trợ mã hoá các chương trình truyền hình di ủộng theo cỏc ủộ phõn giải và cỏc tốc ủộ khung khỏc nhau cũng như quảng bỏ tới nhiều loại thiết bị ủầu cuối khỏc nhau như ủiện thoại cầm tay, PDA. Một kờnh vụ tuyến với ủộ rộng băng tần 7 hoặc 8 MHz mà ủang ủược truyền hỡnh tương tự cú thể cung cấp toàn bộ 4 kờnh DAB/DMB như thế cú thể mang ủược từ 15 tới 20 chương trỡnh truyền hỡnh di ủộng và 5 chương trỡnh phỏt thanh. Mặc dự một số bày tỏ nghi ngờ liệu mọi người cú thực sự muốn xem tivi trờn thiết bị di ủộng hay khụng, nhưng cỏc hóng sản xuất ủiờnh thoại như: Nokia, Samsung,LG, Siemens…là dịch vụ tin rằng nó sẽ ăn khách.

            Khi ủú làm tăng khả năng cạnh tranh giữa các doanh nghiệp làm công nghệ truyền hình di ủộng, giảm phớ hoà mạng và giảm chi phớ thuờ bao, giỳp cho người sử dụng ủược xem truyền hỡnh ở khắp mọi nơi.