II .3 Các tiêu chuẩn mới cho truyềnhình di động
5.8.Mạng HSDPA
HSDPA là thuộc tính được thêm vào trong phiên bản 5 3GPP. HSDPA mở rộng DSCH, cho phép các gói được định sằn
cho rất nhiều người sử dụng có thể được dùng trên một kênh băng tần cao hơn được gọi lả DSCH tổc độ cao. Dể đạt được tốc độ dữ liệu ban đầu cao hơn, HSDPA sử dụng tại lớp vật lý mô hình điều chế bậc cao như 16QAM cùng với phương thức mâ hóa ihích ứng. HSDPA cũng thay đổi sự điều khiển của chức năng điều khiến đa truy cập (MAC) trong trạm cơ sở. Điều này cho phép sử dụng thuật toán thích ứng nhanh để tăng chất lượng kênh và lưu lượng dưới điều kiện thu khó khăn. Tốc độ tải xuống trung bình có thê đạt tới lOMbiưs. Tuy nhiên, trong phòng ihí nghiệm và trên dự doán lý thuyết, tốc độ đó có thể lên tới 14,4Mbiưs. Tất nhiên, tốc độ tối đa có thể tụt xuống khi người sử dụng di chuyển ra phía ngoài tế bào và có thể tụt xuổng l-l,5M bit/s tại biên tế bào. HSDPA cũng sử dụng IPv6 trong mạng lõi cùng với phát triển các giao thức hồ trợ lưu lượng truyền đạt.
5.8.1 Khả năng của mạng HSDPA cho video streaming
ở điều kiện bình thường, HSDPA có thể cung cấp dường 384kbiưs cho tới 50 người sử dụng ưong một tế bào. Đỏ là sự phát triển gấp 10 lần so với WCDMA phiên bản 99 với chi 5 ngưòà sử dụng được cung cấp vởi cùng luồng lưu lượng ưên (hình 5.16).
Theo một phân tích của Eríc.sson về mạng HSDPA thi có tới 95% khách hàng tỏ vẻ hài lòng. Dịch vụ streaming 128kbiưs có thể dirợc cung cắp tới 12 Erlangs cho lưu lượng. Dưới điều kiện sử dving thấp (có nghĩa là 2xS phút mồi ngày), tất cả người sừ dụng trong cùng vùng tế bào (giả sử mật độ người sử dụng mỗi tế bào là 600) có thể cảm thấy tíioả mãn với dịch vụ. Với cách sử dụng trung bình (giả sử SxlO phút mỗi ngày) thỉ mức ngưòri sử dụng cỏ thể
200 Truyền hình số d i đ ộ n g ...
Chương 5: Truyển hình di động sử ơụng công nghệ 3G 201
được phục vụ ở mức thoả mãn giảm xuống còn 171 tức 28%. ơ mức sứ dụng cao (ví dụ, 4x20 phút) thì sự sữ dụng giảm xuống còn 108 người trên một tế bào hay 18%. các dịch vụ dơn hướng có lợi thế là số lượng kênh nội dung thực tế không bị giới hạn ảo (bao gồm cá các kênh truyền hình theo yêu cầu) vì không có tài nguyên nào được sứ dụng ở điều kiện rồi. Khi người sử dụng thiết lập một kết nối đến máy chủ thì nội dung được cung cấp và nguồn tài nguyên được sừ dụng. Tuy nhiên hình 5.16 chi ra dịch vụ đom hướng khòng mở rộng được số người sừ dụng hay mật độ sử dụng cao. Một nhược điểm khác (là lợi thế cho các nhà khai thác mạng) là người sừ dụng sẽ phải trả cước cho việc truyền tải dừ liệu.
(Mâ hoá trộn tuồng truyèn hinh di động 128Kbiưs)
Ợỉc £o -<0 90% 96% c 94% <0 f 92% *<u 90% 1r ■ ■■'! - ...1... ... --- — — < i 1 \ 4 . . .\ ỉ — Is.— t \ ỉ \ ... i A . . ••• --- ỉ i 1 2 4 í> B 10 12 4 15 18 20
Người sữ dụng dơn hướng đòng thời Erlangs
fíình 5.16: Khả năng của mạng HSPDA để phục vụ các khách hàng đồng thời
5.8.2 Năng lực hệ thống cùa mạng 3G WCDMA dành cho video streaming
Khá năng giám sát dừ liệu chình dữ liệu của các hệ thống 3G cho các dử liệu luồng bị giới hạn đổi với các ứng dụng yêu cầu duy trì tốc độ dừ liệu tổi thiểu.
5 .9 DỊCH VỤ QUẢNG BÁ ĐA PHƯƠNG TIỆN VÀ ĐA HUỚNG
Những hạn chế tiềm năng của mạng 3G về ghép luồng cho lưu lượng truyền hình hay sừ dụng đà dẫn tới việc xcm xét các công nghệ đa hướng - còng nghệ sứ dụng tài nguyên thích h(.rp hom và tài nguyên ít bị sử dụng hom. đặc biệt cho các kênh truyền hinh trực tiếp. Lưu lượng truyền hinh trực tiếp thực chất lả đa hướng, tức là tất cà ngưcri sử dụng đều xem một nội dung dông nhảt. Mạng đa hướng thực sự phù hợp với cách truyền như vậy. Trong đa hướng, mồi kênh nội dung được cấp phát một kênh chuyên lài ưong mồi vùng tế bào mà không cần quan tâm đến sỗ lượng người đang sử dụng ở dó.
Trong mạng đa hướng, tất cả các bộ định tuyến đều lặp lại sự truyền đa hướng trong mỗi tế bào. Một kênh đa hướng 64kbit/s yêu cầu xấp xi 5% dung lượng kênh mang, trong khi kênh 128kbiưs yêu cầu xấp xi 10% dung lượng. Có nghĩa lOkênh X 128kbiưs hay 20kênh X 64kbiưs kênh đa hướng có thể hổ trợ được trên một sóng mang Irong một tế bào (sổ lượng kênh có thể thay đồi phụ thuộc vào địa hình tế bào và dạng máy thu được sử dụng). MBMS là một kỹ ưiuật quảng bá trong băng và đổi lập với các kỹ thuật quảng bá khác cho truyền hình di động như DVB-H. MBMS sừ dụng trài phổ hiện tại cùa 3G, cấp phát tài nguyên phổ tẩn này cho các kênh ưiiyền tài đa hướng của mồi tế bào.
Mồi tế bào đều có thể có cả kênh đom hướng và đa hướng, phụ thuộc vào kích cờ lưu lượng. MBMS thực chất được điều khiển bẳng phần mềm, nỏ cho phép cấp các kênh truyền tải chuyên cho truyền hinh đa hướng. Hình 5.17 cho thấy sức hút cùa kênh đa hướng trong MBMS.
Tàn s6 phổ bién các Truyền hlnh theo yéu càu và sự sa
kônh đã xem sút xem kốnh chuyển tải
Đa hướng Đơn hưởng
Hình 5.17: Khán giả đổi với các kênh quáng há và đơn hừớng
Quảng bá đa phưomg tiện và các dịch vụ đa hướng được chia làm hai dạng chính: Dạng quàng bá 1ược dùng với tất cả nhừng người sử dụng mà không cần sự khác biệt nào (như thu phí). Người sử dụng có thể nhận được kênh với QoS đă được yêu cầu. ở dạng đa hướng, một kênh chi dành cho một sổ người dùng trong một vùng đã được l\ra chọn. Người sử dụng có thể nhận dịch vụ này khi đả đăng ký hay thanh toán. Việc thiết lập dịch vụ MBMS được tiến hành theo các bưởc như sau:
- Thông báo dịch vụ: Nhà quản lý có thể quảng bá dịch vụ
204 Truyèn hình sổ di đ ộ n g ,.
- Kểt nối: Người sử dụng đa hướng có thể chi báo việc kết
nối dịch vụ. Việc kết nối có thể diền ra ở bất cứ thài gian nào nhưng chi ngưừi sừ dụng được phép mới nhận được dịch vụ đa hướng. Trong quãng bá. tất cà người sử dụng đều nhận được dịch vụ.
rõSc
lfM
Các Kẻnh truyèn dẫn nèrx
Các kẻnh truyèn hinh trực tiép (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
o«c
fTM VM mmm y Mảy chú nội dung
^ qưâng bá/đa hưởng
Tcií-7ẳ^ < ' « 1
— Các kénh phảt riông
— Các kènh phải ưwo nhóm
Hình 5. lỉi: Chuyến tài MBMS-MBMS đặt trước dung lượng truyền tải trong tất cà các tế hào cho truyền hình đa hướng
- Khởi đầu phiên: Những tài nguyên cẩn thiết được dự trữ
ưong mạng lõi cùng như mạng vô tuyển.
- Thông báo MBMS: Một thông báo đuợc phát đi từ dịch vụ sảp diền ra.
- Truyền dữ liệu: Dừ liệu bẳt đầu được truyền và được nhận bởi tất cả người sừ dụng dịch vụ. ỏ dịch vụ quảng bá, tất cả mọi người sử dụng đều nhận được dịch vụ, tín hiệu không cần mã hóa. ở dịch vụ da hướng, dữ liệu được mã hóa và chi có nhừng ngưòri nào đuợc quyền sừ dụng dịch vụ mới cỏ thể nhận.
- Kết thúc phiên: Trong dạng đa hướng, người sừ dụng dịch vụ có thế rời khòi phiên dịch vụ bất cir lúc nào hay kết thúc phiên
sau khi dã hoàn tất truyền dữ liệu.
5 ,1 0 DỊCH VỤ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG DỰA TRÊN MẠNG CDMA
UMTS (WCDMA) là con đường phát triển lên 3G và dựa trcn 3G-GSM các nhà khai thác đã đi dầu trong triển khai truyền hinh di động trên toàn cầu. Sự phát trièn đối với các mạng dựa trên cdma (IS-95) là hướng tới các tốc độ dừ liệu cao hơn qua nền tàng cdma 2000 vói nhiều lựa chọn da sóng mang. Các công nghệ cdma 2000 Ix, cdma 2000 3x, CDMAlx EV-DO phản ánh đường cong phát iriên Iiày.
Các tiêu chuẩn cho mạng 3G tiển lẻn từ mạng CDMA được phát triển bởi 3GPP2 đồng thời cũng phát Iriển dựa trên khung ITU-R IMT2000 CDMA. Cách tiếp cận đa sóng mang được chấp thuận để Iiromg thích với mạng lS-95 hiện tại với khoảng cách sóng mang là l,25MHz. Đây lá trường hợp cua nước Mỹ, nơi không có
sản phố tần riêng cho dịch vụ 3G UMl s.
Trong truyền dẫn ở chế dộ đa sóng mang, ở hướng về có thé có tói 12 sóng mang phát từ trạm gốc với mỗi sóng mang 1,25MHz và tốc dộ chip là 1,2288M':hip/s. ở phiên bàn 3x với 3 són« mang bởi vậy có thể cung cấp tốc độ 3,6864Mchip/s, tương đưomg với lốc độ chip cùa UMTS là 3,84Mchip/s. Tiêu chuẩn cdma 2000 của ITU-T có thể thích ứng tốc độ dữ liệu trên 3 sóng mang với chuẩn, các tiêu chuấn cdma 2000 3x được định nghĩa trong tiêu chuẩn
206 Truyển hình số ơi đ ộn g ...
cdma 2000. Tiếp cận đa sóng mang cung cấp tinh thích ửng cho mạng IS-95, các sóng mang cỏ củng băng tần và tốc độ chip.
Một nhánh khác cùa sự phát triển là Ix EV-DO (lựa chọn chi dùng cho dừ liệu). Hệ thống này sử dụng sóng mang riêng rẽ cho dịch vụ thoại và dữ liệu. Tổc độ dữ liệu cao nhất cùa sóng mang EV-DO là 3Mbiưs sử dụng băng tẩn 1.25MHz.
IS-95 1.25MHz 3 x 1.25MHz Đường xuống 1.25MHz 14.4KB/S 3.75MHz Đường ièn 144K6/S 3MB/S 10MB/S
Hình 5.19: Sự phảt triển các dịch vụ IS-95 lên 3G
Mạng Ix EV-DO đạt được lưu lượng cao hay không với băng tần l,2SMHz phụ thuộc vào việc sử dụng phương pháp điều chế tiên tiến và công nghệ RF. Nỏ bao gồm một hệ thống điều chế thích ứng, hệ thống này cho phép các nút vô tuyến có thể tăng tốc độ ưuyền dẫn dựa ưên phản hồi từ máy di động. Mạng cùng sử dụng
mã hóa Turbo và mà hóa đa mức. điều nãy làm tăng lốc độ dữ liệu ờ lớp vật lý. Nó cũng sử dụng nhiều dạng macro nhờ quá trình chọn lọc khu vực và đặc tính này gọi là tinh đa dạng người sử dụng. Đặc tính này cho phép chia sè tài nguyên hiệu quả hơn giữa nhừng ngưài sú dụng đang hoạt động.
Kién trúc mạng lõi cùa Ix EV-DO cũng hướng về mạng lõi IP với mạng định tuyến gói cho hiệu quà sử dụng dừ liệu cao. Các mạng 1X EV-DO có thé cung cấp tốc độ dừ liệu trung bình cho việc tải về là 300-600kbiưs. với tốc độ lớn nhất của mạng là 2.4Mbiưs. FV-DO sử dụng điều chế thích ứng đa mức (điều chế QPSK. 8PSK và 16QAM).
5.10.1 Kiến trúc I x E V - D O
Hình 5.20 chi ra kiến trúc ỉx EV-DO, trong đó các nút vô tuyến được cài đặt ờ các vị tri thực hiện sẳp xếp lịch trinh gói, điều chế/giải điều chế bảng tẩn cơ sớ và xử RF. Các chức năng chuyển vùng được cung cấp Ixyi bộ điều khién mạng vô tuyến cài đặt trong tồng đái. Các bộ điều khiền mạng nổi mạng lõi thông qua nút phục vụ dử liệu gói (PSDN).
Mạng Ix EV-DO vượt ra ngoài kién trúc chuyển mạch kênh cùa các mạng lS-95 (một thuộc tính chi tồn tại trong kiến trúc plỉiẻn bàn '99 của 3G). Sự linh hoạt này đẵ buộc các nhà khai thác, phải xây dựng các mạng của họ dựa trên một lõi IP làm chuyển mạch, truyền tài và các ứng dụng bên ngoài. Sử dụng một lõi IP sẽ dẫn tới hiệu quả hơn về chi phí thông qua sử dụng các các bộ định luyến và chuyến mạch tiêu chuẩn hơn là các thiết bị độc quyền.
208 Truyẻn hình số d i động. Nút vô tuyén Bộ đinh ỉ tuyén tich hợp i PSDN 5 l y CtHÌ *é ctfH /c C hưy4nm #£A 1 T ru n g tâ m Hộ thống (j,èo khién puản lý m ạ n g v ô tư y é n Hình 5.20: Kiến trúc mạng Ix EV-DO (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
5.Ỉ0.2 T ruyền hình di động sử dụng các công nghệ Ix EV-DO Ix EV-DO là một tiêu chuẩn quốc tế do 3GPP2 thực hiện. Ix EV-DO cũng đă được triển khai với một số mạng ở Nhật Bàn (KDDI), Hàn Quốc (SK Telecom và KTF) và Mỳ (Verizon và Spint) cũng như một số nước khác. Ix EV-DO không tương thích với các mạng cdma 2000. Do đỏ để sử dụng được cẩn có các máy cầm tay đa chế độ. Sự sẵn sàng của các máy cầm tay tương thích với các mạng cdma 2000 đã làm ULng sự sử dụng các dịch vụ IX EV-DO. Các khách hàng cỏ khả năng linh hoạt trong việc nhận các cuộc gọi thoại tới (cdma 2000 Ix) trong khi đang tải dữ liệu thông qua Ix EV-DO. Các phiên bản mới hom của các máy cầm tay cùng hỗ trợ cho các mạng GSM/GPRS. Sự mở rộng của cdma 2000 sang Ix EV-DO rất dề dàng bàng cách thêm một card kênh cho các trạm gổc hiện tại.
Các mạng. Ix EV-DO có khá năng linh hoạt để hỗ ượ mức QoS khách hàng và ứng dụng ờ mức QoS. Khả năng này trợ giúp dịch \ ụ nhạy với trễ làm việc tốt hơn thậm chi trong môi trường sử dụng cao. QoS mức khách hàng cho phép nhà khai thác cung cấp
các dịch vụ trà thêm như truyền hinh di động, sắp xếp lịch trình gói
1X nV-DO kết hợp với các cơ chế QoS dựa trên Diff-Ser có thể cho phép QoS trong toàn bộ mạng vô tuyến.
Verizon đã triển khai dịch vụ VCAST của họ, dịch vụ này cung cấp luồng âm thanh và clip phim (tin tức, thời tiết, giài trí và thề thao). Dịch vụ này sứ dụng Ix EV-DO có thế chuyển tải ở tổc độ 400-700kbiưs với tốc độ chùm lên tới 2Mbiưs. Verizon sử dụng
Windo\vs Media 9 đé vận chuyén.
5.10.3 Công nghệ CDMA 1X EV-DV
Các mạng Ix EV-DO lương thích với kiến trúc cdma 2000. I ỉoạt động có thể mở rộng tới chế độ 3x với hoạt động đa sóng mang và tốc độ dừ liệu 3,072Mbiưs hướng về và 451kbiưs hướng di. Hệ thống có các thuộc tính tiên tiến như điều chế thích ứng, mã hoá (QPSK, 8PSK, 16QAM) và khung thay đổi. Thiết bị di động có thỏ chọn trạm gốc bất kỳ trong dải cùa nó.
5.10.4 Các m ạng CDMA2000 Ix EV-DO
Ix EV-DO đâ triển khai rộng râi ở nước Mỹ (Verizon, Sprint, và Alltel), Ca-na-đa (Bell Mobility), Hàn Quốc (SK Telecom và KT Preetel), Nhật Bàn (KDDI), ú c (Telstra), Niu Di-lân, (Telecom New Zealand) và một số nước khác. Sprint và KDDI đã hướng tới
IxEV-DO Rev A và các nhà khai thác khác đang trong quá trinh chuẩn bị triển khai các dịch vụ Rev A. Các nhà khai thác này hiện nay đang tích cực đẩy các khá năng dừ liệu trên mạnu cua họ đê vận chuyển các dịch vụ đa phương tiện mới như luồng âm nhạc/phim, điện thoại thấy hình, quảng bá truyền hinh trực tiểp. ờ Mỹ Sprint và Verion là các nhà khai thác lớn nhất phú sóng trên 200 thành phố.
5 .1 1 MỞ RỘNG VẬN CHƯVỂN TRUYỀN h ì n h d i đ ộ n g
QUA Wl-R
Hiện nay nhiều người quan tâm tới các công nghệ LAN vô tuyến, đặc biệt là 802.11 cũng như Wi-Fi và 802.16 (WiMAX). Chi phí thiết bị thấp và khả năng sử dụng rộng của các ửiiết bị máy lính xách tay đâ dẫn tới sự tăng ưưởng Wi-Fi trong các căn hộ đé kết nối trong nhà và trong doanh nghiệp để di chuyển trong nội bộ. Hàng trăm nghìn các điêm hot spots như các khách sạn, sân bay. quán cà phê đã triển khai sử dụng các công nghệ Wi-Fi.
Trong khi có thể hỗ trợ truy cập Internet tốc độ cao với khả năng di động hoàn toàn ở tốc độ xe cơ giới, Ix EV-DO hoàn hào không kém đối với các hot spots (điểm truy cập không dây) như khách sạn, sân bay, quán cà phê. Do đỏ với sự chấp nhận ngày càng lăng Ix EV-DO, nhu cẩu sử dụng các Wi-Fi hot spots sẽ lăng. Tuy nhiên Wi-Fi và Ix EV-DO có Uiể tiếp tục đóng vai trò bổ trợ cho nhau, vì Wi-Fi phục vụ thị trường doanh nghiệp và kết nối trong nhà thì Ix EV-DO cung cấp vùng phủ sóng dừ liệu di động