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
Phần thu Phần phát IP RF RF IP TS TS Dịch vụ MPEG-2 Dịch vụ MPEG-2 Dịch vụ MPEG-2 Dịch vụ MPEG-2 MUX Điều chế DVB-T 8K 4K 2K DVB-H TPS Bộ đóng gói IP DVB-H MPE MPE- FEC Time- Slicing Kênh truyền dẫn Giải Điều chế DVB-T 8K 4K 2K DVB-H TPS Bộ giải đóng gói IP DVB-H Time- Slicing MPE- FEC MPE DVB-H mới Tồn tại từ trước
47
file, hướng dẫn dịch vụ điện tử, dữ liệu HTML hoặc XML. 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. Chồng ngăn xếp giao thức DVB-H gồm một số lớp được mô tả ở Hình dưới.
Hình 3.3 Chồng ngăn xếp giao thức DVB-H
Lớp vật lý cung cấp truyền tải MPEG-2 và truyền dẫn nội dung dựa trên COFDM, 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 UDP/IP ở lớp mạng và MPE ở lớp liên kết dữ liệu. Datacasting trong DVB-H được định nghĩa dựa trên IPv6. Điều 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.
3.2.1.4 Lớp liên kết dữ liệu
3.2.1.4.1 Cơ chế cắt lát thời gian Time-slicing
Time-slicing luôn được sử dụng trong DVB-H như một bộ phận chính của tiêu chuẩn này. Mục đích của time-slicing là giảm công suất tiêu thụ trung bình của thiết bị thu và cho phép chuyển vùng trơn tru, không ngắt quãng, việc gửi dữ liệu dưới dạng các burst nhờ dùng tốc độ dữ liệu tức thời cao hơn đáng kể so với
48
tốc độ bit cần thiết nếu dữ liệu được phát khi dùng các cơ cấu streaming truyền thống. Time-slicing cho phép máy thu chỉ hoạt động trong phần thời gian cần thiết để thu các burst dịch vụ.
Time-slicing cũng hỗ trợ khả năng dùng máy thu để phát hiện các tế bào (cell) bên cạnh trong thời gian off-time (giữa các burst).
Hình dưới ta thấy có các dịch vụ dùng time-slicing (dịch vụ 2, 3, 4) nhưng cũng có dịch vụ không dùng time-slicing, gọi là not time-slicing. Theo các chuyên gia, việc dùng time-slicing cho phép máy thu tiết kiệm năng lượng tới 90% đến 95%.
Chúng ta thấy các dịch vụ MPEG-2 của DVB-T trải dài theo trục thời gian, trong khi các dịch vụ DVB-H sắp xếp phân chia theo thời gian (cắt lát theo thời gian) tại mỗi thời điểm là một dịch vụ khác nhau. Chính sự khác biệt này đã làm nên một cuộc cách mạng trong việc giảm công suất tiêu thụ của máy thu: Tại một thời điểm bất kỳ người sử dụng muốn xem một chương trình nào đó (ví dụ VTV3) thì máy thu chỉ lựa chọn giải mã chương trình đó thôi (VTV3) chứ không phải giải toàn bộ các chương trình như với công nghệ DVB-T do đó sẽ tiết kiệm năng lượng.
DVB-T được xác lập cho các dịch vụ truyền dẫn liên tục do đó thời gian đồng bộ dài hơn khoảng thời gian 200ms. Vì vậy, để tương thích cùng với các dữ liệu DVB-T trong bộ MUX, các dữ liệu của DVB-H được gửi vào các burst (các IP datagrams). Khi đó tốc độ bit cao hơn hẳn so với trường hợp tốc độ bit hằng số. Giữa các burst, dữ liệu của dịch vụ sẽ không được truyền.
49 Hình 3.4 Cấu trúc Time-Slicing DVB-H Hình 3.5 Tốc độ bít đầu ra là một hằng số Thời gian OFF ON Dịch vụ thứ 1 Dịch vụ thứ 2 Dịch vụ thứ K Dịch vụ thứ N Dung lượng kênh
… Tốc độ bít … … 4s 200 ms Dịch vụ thứ 1 Dịch vụ thứ 2 Dịch vụ thứ K Dịch vụ thứ N Dung lượng kênh
DVB-T DVB-H Thời gian … Tốc độ bít … …
50
3.2.1.4.2 MPE-FEC
Dùng MPE-FEC là một tùy chọn trong DVB-H. Mục đích của MPE-FEC là cải thiện chỉ tiêu kỹ thuật C/N và Doppler trong kênh di động và dung sai đối với nhiễu xung. Điều này được thực hiện bằng việc đưa vào mức sửa lỗi bổ sung ở lớp MPE. Bằng việc bổ sung thông tin kiểm soát lỗi (parity information) vào datagram và gửi dữ liệu bổ sung này trong các section MPE-FEC riêng biệt, sau khi giải mã MPE-FEC ta sẽ có các datagram hầu như không lỗi dù rằng điều kiện thu có thể rất xấu.
Sơ đồ MPE-FEC cho phép thu DVB-T bằng anten đơn di chuyển tốc độ cao, dùng tín hiệu 8k/16-QAM hoặc thậm chí 8k/64-QAM. Ngoài ra MPE-FEC làm cho tín hiệu miễn nhiễm tốt với nhiễu xung.
Giải mã RS : Ở hình dưới ta thấy mã Read-Solomon (RS) được bổ sung cho các IP Datagram, dữ liệu RS được phân phối trong các FEC section đặc biệt, có thể hiểu như chèn ảo vì chúng không được phân phối một băng thông cố định. Bộ nhớ đệm time slicing (2 Mbit) cũng được dùng lại cho MPE-FEC để tạo nên các burst. Như vậy việc hỗ trợ cho MPE-FEC để thu các dịch vụ MPE-FEC là không bắt buộc. Ngoài các datagram và dữ liệu RS, một frame FEC còn có thể được làm đầy bằng các bit 0 (các bit độn-padding). Các IP datagram được phân phối trong các MPE section có cùng thứ tự như khi thu.
51
Hình 3.6 Tạo MPE-FEC (a) và cấu trúc của một frame FEC(b)
3.2.1.5 Lớp vật lý
a, Chế độ truyền 4K và các bộ chèn theo độ sâu
Mục đích của mode 4K là cải thiện tính mềm dẻo trong lập kế hoạch mạng bằng cách dung hòa tính di động (mobility) và kích thước của mạng SFN. Ngoài ra để cải thiện hơn tính mạnh khỏe của các mode DVB-T 2K và 4K trong môi trường di động và các điều kiện thu nhiễu xung, bộ chèn theo độ sâu cũng được sử dụng và chuẩn hóa.
Mode truyền dẫn 4K là sự nội suy các thông số được xác định cho các mode 2K và 8K. Nó có mục đích dung hòa giữa độ lớn kích thước tế bào mạng đơn tần và chỉ tiêu thu di động, cung cấp mức độ linh hoạt hơn nữa trong lập kế hoạch mạng.
52
Các mức độ dung hòa có thể được biểu thị như sau:
Mode DVB-T 8K cho cả hoạt động máy phát đơn và mạng SFN nhỏ, trung bình và lớn. Nó cung cấp dung sai Doppler ở mức cho phép thu di động tốc độ cao.
Mode DVB-T 4K có thể được dùng cho cả hoạt động máy phát đơn và các mạng SFN nhỏ và trung bình. Nó cung cấp dung sai Doppler ở mức cho phép thu di động tốc độ rất cao.
Mode DVB-T 2K thì thích hợp cho hoạt động máy phát đơn và các mạng SFN nhỏ với khoảng cách máy phát bị giới hạn. Nó cung cấp dung sai Doppler ở mức cho phép thu di động tốc độ cực kỳ cao.
b, Báo hiệu thông số truyền DVB–H
Mục đích của báo hiệu DVB–H là cung cấp các tín hiệu mức vật lý mạnh, dễ truy nhập đến máy thu DVB–H, làm tăng cường và tăng tốc sự phát hiện dịch vụ DVB–H ở máy thu. Báo hiệu DVB–H chính là các TPS (Transmitter Parameter Signalling), cho phép tìm ra (lock) TPS trong bộ giải điều chế với các giá trị C/N rất thấp. TPS cung cấp các truy nhập báo hiệu nhanh hơn việc giải điều chế và giải mã thông tin dịch vụ (SI) hoặc header của MPE- section. Hệ thống DVB-H dùng hai bit TPS để biểu thị sự có mặt của time–slicing vào MPE- FEC tùy chọn. Ngòai ra, việc báo hiệu mode 4K và dùng các bộ chèn symbol theo độ sâu cũng được chuẩn hóa. Việc dùng nhận dạng tế bào (cell- id) là bắt buộc trong DVB-H.
Hai bit S48 và S49 trong số 6 bit tự do của TPS DVB-T được sử dụng cho báo hiệu DVB-H như Bảng 3.1 dưới dây:
53
S48 S49 Báo hiệu DVB-H
0 X Time-Slicing không được sử dụng
1 X Time-Slicing được sử dụng bằng DVB-H*
X 0 MPE-FEC không được sử dụng
X 1 MPE-FEC được sử dụng *
Bảng 3.1: Hai bít của TPS DVB-T được sử dụng cho báo hiệu DVB-H
Ký hiệu (*) có nghĩa là có ít nhất trong một dòng cơ sở.