3.2.3.1. Giao thức UDP.
UDP là giao thức khụng liờn kết đƣợc sử dụng để thay thế cho TCP ở trờn IP theo yờu cầu của ứng dụng. Khỏc với TCP, UDP khụng cú cỏc chức năng thiết lập và giải phúng liờn kết. Nú cũng khụng cung cấp cơ chế bỏo nhận, khụng sắp xếp tuần tự cỏc đơn vị dữ liệu đến. Tuy nhiờn UDP nhanh và hiệu quả hơn đối với cỏc mục tiờu nhƣ kớch thƣớc nhỏ và yờu cầu khắt khe về thời gian. Do bản chất khụng trạng thỏi của giao thức UDP nờn nú hữu dụng đối với việc trả lời cỏc truy vấn nhỏ với số lƣợng yờu cầu lớn. UDP cũng cung cấp cơ chế gỏn và quản lý cỏc số hiệu cổng để định danh duy nhất cho cỏc ứng dụng chạy trờn một trạm của mạng.
Khuụn dạng của UDP nhƣ sau:
0 15 16 31
Cổng nguồn Cổng đớch
Độ dài thụng bỏo Kiểm tra tổng Dữ liệu
Phần tiờu đề của UDP chỉ chứa 4 trƣờng dữ liệu.
Trƣờng cổng nguồn: Trƣờng này xỏc định cổng của ngƣời gửi thụng tin và cú ý nghĩa nếu muốn nhận thụng tin phản hồi từ ngƣời nhận. Nếu khụng dựng đến thỡ đặt nú bằng 0.
Trƣờng cổng đớch: Trƣờng xỏc định cổng nhận thụng tin, và trƣờng này là cần thiết.
Trƣờng độ dài thụng bỏo: Trƣờng này cú độ dài 16 bit xỏc định chiều dài của toàn bộ đơn vị dữ liệu (datagram): phần tiờu đề và dữ liệu. Chiều dài tối thiểu là 8 byte khi gúi tin khụng cú dữ liệu, chỉ cú tiờu đề.
Trƣờng kiểm tra tổng: Trƣờng này 16 bit dựng cho việc kiểm tra lỗi của phần tiờu đề và dữ liệu.
3.2.3.2. Giao thức IP.
Internet cung cấp luồng thụng tin đa dạng, nú khụng đảm bảo rằng cỏc dữ liệu sẽ đƣợc truyền đi hoặc là sẽ đƣợc truyền đi một cỏch chớnh xỏc. Cỏc gúi dữ liệu đƣợc truyền từ một trạm truy cập tới một mỏy khỏc sẽ phải đi qua rất nhiều mạng và router khỏc nhau, mỗi gúi đƣợc định hƣớng đến trạm tiếp theo một cỏch riờng rẽ và cú thể đi đến đớch khụng theo thứ tự của nú. Việc định tuyến diễn ra tại lớp mạng (giao thức Internet - IP). Cỏc gúi IP chứa địa chỉ của bờn phỏt và bờn nhận, và mỗi phần IP đi đến một router đều đƣợc kiểm tra địa chỉ đớch đến của nú. Địa chỉ đớch sẽ đƣợc so sỏnh với bảng định tuyến để xỏc định xem cỏc phần dữ liệu cần đƣợc truyền tới cổng nào. Thủ tục này đƣợc thực hiện đối với bất kỳ gúi dữ liệu nào truyền đến. Trong khi điều này đặt ra cho cỏc router một yờu cầu làm việc rất cao thỡ nú lại giỳp cho mạng Internet một sự tin cậy chắc chắn, vỡ nếu nhƣ một gúi thụng tin bất kỳ bị mất đi, do lỗi liờn kết, thỡ cỏc gúi tin cũn lại thuộc cựng một bản tin phỏt đi sẽ đƣợc định tuyến lại theo đƣờng khỏc và đến đƣợc đớch một cỏch chớnh xỏc. Nếu một router bị tràn bộ đệm thỡ nú sẽ bắt đầu làm rơi cỏc gúi tin truyền đến. Nú sẽ khụng bỏo cho bờn phỏt biết về sự cố tắc nghẽn này, nhƣng nú sẽ bỏo cho router tại đầu cuối khỏc thụng qua giao thức quản lý điều khiển Internet (ICMP - Internet Control Management Protocol) rằng ở nú đang bị tắc nghẽn
và khụng muốn nhận thờm thụng tin nữa. Router sau khi nhận đƣợc thụng bỏo trờn sẽ định tuyến lại cỏc gúi tin cũn lại theo một đƣờng khỏc, điều này cú thể làm cho cỏc gúi tin sau khi đến đớch khụng cũn thứ tự ban đầu. Để cú đƣợc quỏ trỡnh truyền tin đỏng tin cậy thỡ cần phải cú một giao thức cú thể đảm bảo thứ tự cỏc gúi tin cũng nhƣ đảm bảo việc truyền lại cỏc gúi tin.
Khuụn dạng của giao thức IP:
0 3 4 7 8 15 16 31
VER IHL Kiểu dịch vụ Total Length
Identification Flags Fragment offset
Time to live Protocol Header Checksum
Source Address Destination Address
Option + Padding Data
í nghĩa của cỏc tham số nhƣ sau:
Trƣờng VER (4 bit): chỉ version hiện hành của IP đƣợc cài đặt. Trƣờng IHL (4 bit): chỉ độ dài phần đầu của đơn vị dữ liệu. Trƣờng Type of service (8 bit): đặc tả cỏc tham số về dịch vụ.
Trƣờng Total length (16 bit): chỉ độ dài toàn bộ đơn vị dữ liệu kể cả phần tiờu đề.
Trƣờng Identification (16 bit): cựng với cỏc tham số khỏc nhƣ trƣờng địa chỉ nguồn, địa chỉ đớch để định danh duy nhất cho một đơn vị dữ liệu trong khoảng thời gian nú vẫn cũn trờn liờn mạng.
Trƣờng Flags (3 bit): liờn quan đến sự phõn đoạn của cỏc đơn vị dữ liệu.
Trƣờng Fragment offset (13 bit): chỉ vị trớ của phõn đoạn ở trong đơn vị dữ liệu
Trƣờng Time to live (8 bit): quy định thời gian tồn tại của đơn vị dữ liệu trong liờn mạng để trỏnh tỡnh trạng một đơn vị dữ liệu bị quẩn trờn mạng. Thời gian này đƣợc cho bởi trạm gửi và đƣợc giảm đi khi đơn vị dữ liệu đi qua mỗi router của liờn mạng.
Trƣờng Protocol (8 bit): chỉ giao thức tầng trờn kế tiếp sẽ nhận vựng dữ liệu ở trạm đớch.
Trƣờng Header checksum (16 bit): mó kiểm soỏt 16 bit theo phƣơng phỏp CRC.
Trƣờng Source Address (32 bit): địa chỉ của trạm nguồn. Trƣờng Destination Address (32 bit): địa chỉ của trạm đớch. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trƣờng Option (độ dài thay đổi): khai bỏo cỏc lựa chọn do ngƣời gửi yờu cầu.
Trƣờng Padding (độ dài thay đổi): vựng đệm đƣợc dựng để đảm bảo cho phần tiờu đề luụn kết thỳc ở mốc 32 bit.
Trƣờng Data (độ dài thay đổi): vựng dữ liệu cú độ dài là bội số của 8 bit và tối đa là 65535 byte.
3.3. PHẦN TRUYỀN TẢI DềNG IP QUA DVB-H.[3,11, 22]
Dũng IP từ phần IPDC đƣợc chuyển xuống phần truyền tải DVB-H. Phần truyền tải DVB-H cú cỏc chức năng sau:
- Chức năng đúng gúi đa giao thức MPE và chức năng sửa lỗi trƣớc FEC: Do mụi trƣờng thu di động luụn luụn cú nền nhiễu rất cao làm giảm khả năng thu tớn hiệu cũng nhƣ giải mó cỏc tớn hiệu trong cỏc thiết bị đầu cuối, hay núi cỏch khỏc là mỏy thu sẽ luụn thu đƣợc tớn hiệu lỗi khụng nhƣ mong muốn. Chớnh vỡ vậy cỏc nhà thiết kế đó tạo ra modul MPE - FEC. Modul MPE-FEC là sự kết hợp của MPE (đúng gúi đa giao thức) và FEC (sửa lỗi trƣớc), mục tiờu của MPE-FEC là cải thiện tỷ số C/N, hiệu ứng Doppler trong những kờnh di động và cải thiện tạp õm tớn hiệu. Điều này đƣợc khắc phục nhờ sự thờm modul sửa lỗi trƣớc FEC tại lớp MPE. Những gúi dữ liệu IP khi đƣợc đƣa vào hệ thống sẽ đƣợc tiếp tục đúng gúi lại theo một trật tự nhất định tạo nờn khung MPE - FEC bao gồm hai phần trong đú một phần chuyờn để chứa dữ liệu của nội dung cần truyền tải đƣợc gọi là bảng dữ liệu ứng dụng ADT, phần cũn lại chứa dữ liệu đƣợc tớnh toỏn dựa trờn cơ sở của dữ liệu ADT và cú tỏc dụng để sửa lỗi gọi là bảng dữ liệu RS. Khi đú kớch thƣớc của khung MPE - FEC cú thể biến đổi tựy thuộc vào nội dung nhƣng tối đa của khung MPE-FEC là 2Mbit.
- Chức năng phõn lỏt thời gian: Do nguồn năng lƣợng cung cấp cho thiết bị di động hoạt động chủ yếu là dựng Pin sẵn cú ở trong thiết bị, mà năng lƣợng dự trữ trờn Pin lại bị hạn chế nờn cần một cụng nghệ sao cho thiết bị di động tiết kiệm đƣợc tối đa năng lƣợng. Trƣớc yờu cầu này kỹ thuật phõn lỏt thời gian đƣợc sử dụng, thực chất của kỹ thuật này tƣơng tự nhƣ kỹ thuật ghộp kờnh phõn chia theo thời gian TDM.
3.3.1. Kỹ thuật đúng gúi đa giao thức MPE. [14]
3.3.1.1. Nguyờn lý làm việc trong phần đúng gúi đa giao thức MPE.
Hỡnh 3.8: Mụ hỡnh hoạt động tại phần đúng gúi đa giao thức MPE
Dũng đơn vị dữ liệu IP đƣợc truyền tới phần MPE. Phần MPE bao gồm một bảng dữ liệu ứng dụng ADT và một bảng dữ liệu chẵn lẻ RS. Sau đú đơn vị dữ liệu IP này đƣợc cộng thờm 12 byte tiờu đề và 4 byte cho kiểm tra lỗi vũng CRC -32. Sau đú phần MPE-FEC đƣợc cộng thờm phần tiờu đề gúi TS để truyền lờn kờnh truyền dẫn TS.
3.3.1.2. Cấu trỳc khung của MPE-FEC.
- Khung MPE-FEC đƣợc tổ chức nhƣ một ma trận gồm 255 cột và số hàng cú thể thay đổi. Nhƣ hỡnh vẽ sau:
Hỡnh 3.9: Cấu trỳc của khung MPE-FEC.
Số hàng của ma trận cú thể thay đổi từ 1 đến giỏ trị trong bộ mụ tả xỏc định phõn lỏt thời gian. Giỏ trị lớn nhất cho phộp là 1024 tƣơng ứng với 2Mb độ rộng. Mỗi vị trớ trong ma trận là một byte thụng tin. Phần bờn trỏi của khung MPE - FEC cú chứa 191 cột là chỉ thị cho đơn vị dữ liệu và phần thụng tin đệm, và đƣợc gọi là bảng dữ liệu ứng dụng. Phần bờn phải của khung MPE - FEC cú chứa 64 cột đƣợc chỉ thị cho thụng tin chẵn lẻ của mó FEC, đƣợc gọi là bảng dữ liệu RS. Mỗi vị trớ byte trong bảng dữ liệu ứng dụng cú một địa chỉ sắp xếp từ 1 đến 191 x số_hàng. Theo cỏch làm nhƣ vậy mỗi vị trớ byte trong bảng dữ liệu RS cú chứa một địa chỉ từ 1 đến 64 x số_hàng.
a. Bảng dữ liệu ứng dụng.
Cỏc đơn vị dữ liệu IP đƣợc truyền đi theo từng đơn vị dữ liệu một, bắt đầu từ byte đầu tiờn của đơn vị dữ liệu thứ nhất nằm trong phần gúc trỏi phớa trờn của ma trận và đi xuống theo cột đầu tiờn. Nhƣ hỡnh vẽ sau:
Hỡnh 3.10: Bảng dữ liệu ứng dụng
Độ dài của đơn vị dữ liệu IP cú thể thay đổi từ đơn vị dữ liệu tới đơn vị dữ liệu. Ngay sau khi kết thỳc một đơn vị dữ liệu IP thỡ đơn vị dữ liệu IP tiếp sau sẽ bắt đầu. Nếu một đơn vị dữ liệu IP khụng kết thỳc chớnh xỏc ở điểm cuối cựng của cột thỡ nú vẫn tiếp tục ở đầu của cột tiếp sau. Khi tất cả cỏc đơn vị dữ liệu đƣợc đƣa vào bảng dữ liệu ứng dụng, cỏc vị trớ byte mà khụng đƣợc điền sẽ đƣợc cộng thờm cỏc thụng tin đệm với giỏ trị byte zero để đảm bảo 191 cột đó đƣợc điền đầy đủ. Số cột thụng tin đệm đƣợc bỏo hiệu một cỏch chủ động trong phần MPE-FEC với 8 bit.
b. Bảng dữ liệu RS.
Mó sử dụng trong bảng dữ liệu là mó RS (Reed - Solomon) (255,191) với một bộ tạo đa thức và bộ tạo mó đa thức đƣợc xỏc định nhƣ sau:
Bộ mó tạo đa thức: g(x)= (x+0) (x+1) (x+2)... (x+63); với =02HEX Bộ tạo đa thức: p(x)= x8+x4+x3+x2+1.
Mỗi hàng cú chứa một từ mó RS. Một số cột của bảng dữ liệu RS cú thể bị loại bỏ và khụng đƣợc truyền. Với bảng dữ liệu RS sau khi đó đƣợc điền đầy và khung MPE-FEC đƣợc hoàn thành nhƣ hỡnh sau:
Hỡnh 3.11: Bảng dữ liệu RS 3.3.1.3. Thực hiện bảng dữ liệu ứng dụng.
Dữ liệu IP đƣợc mang trong MPE theo chuẩn của DVB mà khụng quan tõm đến MPE - FEC cú đƣợc sử dụng hay khụng. Điều này đƣợc so sỏnh ngƣợc trở lại với MPE - FEC thiết bị nhận. Mỗi phần mang một địa chỉ bắt đầu cho đơn vị dữ liệu IP của mỡnh. Địa chỉ này chỉ vị trớ byte trong bảng dữ liệu ứng dụng của byte đầu tiờn của đơn vị dữ liệu IP và đƣợc bỏo hiệu trong phần tiờu đề MPE. Sau đú thiết bị nhận cú thể đặt việc nhận đơn vị dữ liệu IP trong vị trớ byte bờn phải trong bảng dữ liệu ứng dụng và đỏnh dấu vị trớ này cho phần giải mó với việc cung cấp CRC 32 bit đƣợc sửa lỗi.
Phần cuối của bảng dữ liệu ứng dụng cú chứa cờ bao_bảng (table_boundary), cờ này đỏnh dấu điểm kết thỳc của đơn vị dữ liệu IP trong bảng dữ liệu ứng dụng. Nếu tất cả cỏc phần trƣớc đú trong bảng dữ liệu ứng
dụng đó đƣợc nhận chớnh xỏc thỡ thiết bị nhận sẽ khụng cần thiết nhận bất kỳ phần MPE - FEC và nếu phõn lỏt thời gian đƣợc sử dụng thỡ cú thể bỏ qua việc nhận và giải mó dữ liệu RS.
Nếu phần MPE - FEC đƣợc nhận thỡ số cột trống trong bảng dữ liệu ứng dụng đƣợc chỉ thị 8 bit trong phần tiờu đề của MPE - FEC điều này chỉ nếu giải mó RS đƣợc sử dụng.
3.3.1.4. Thực hiện byte chẵn lẻ trong bảng dữ liệu RS. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Byte chẵn lẻ đƣợc truyền một cỏch độc lập trong phần giống nhƣ phần MPE-FEC. Độ dài của MPE-FEC đƣợc hiệu chỉnh để chỳng chớnh xỏc trờn từng cột. Cỏc cột đục lỗ khụng đƣợc truyền và khụng đƣợc bỏo hiệu.
Hỡnh 3.12: Cỏc cột trống
3.3.2. Phõn lỏt thời gian.
Nhƣ đó giới thiệu, phõn lỏt thời gian (Time – slicing) luụn đƣợc sử dụng trong DVB-H nhƣ một bộ phận chớnh của tiờu chuẩn này. Mục đớch chớnh của phõn lỏt thời gian là làm giảm cụng suất tiờu thụ trung bỡnh của thiết bị thu và cho phộp chuyển vựng trơn tru, khụng ngắt quóng trờn cỏc thiết
bị cầm tay. Phõn lỏt thời gian bao gồm việc gửi dữ liệu dƣới dạng cỏc cụm (burst) nhờ dựng tốc độ dữ liệu tức thời cao hơn đỏng kể so với tốc độ bit cần thiết nếu dữ liệu đƣợc phỏt khi dựng cỏc cơ cấu dũng (streaming) truyền thống. Để bỏo cho mỏy thu biết khi nào burst tiếp theo (delta-t) sẽ tới, thời gian để bắt đầu burst tiếp theo đƣợc hiển thị trong phạm vi burst. Dũng dữ liệu sơ cấp khụng đƣợc truyền trong thời gian giữa cỏc cụm (burst), cho phộp cỏc dũng sơ cấp khỏc dựng băng thụng cho cỏc dịch vụ khỏc. Phõn lỏt thời gian cho phộp mỏy thu chỉ hoạt động trong phần thời gian cần thiết để thu cỏc cụm (burst) dịch vụ. Ngoài ra phõn lỏt thời gian cũng hỗ trợ khả năng dựng mỏy thu để phỏt hiện cỏc tế bào bờn cạnh trong thời gian off – time giữa cỏc cụm (burst). Bằng việc chuyển mạch việc thu từ một dũng truyền tải sang một dũng truyền khỏc trong thời gian ngắt cú thể thực hiện quyết định chuyển vựng gần tối ƣu, trơn tru, khụng ngắt quóng.
Hỡnh: 3.14 Kết hợp giữa cỏc dịch vụ lỏt thời gian và khụng là lỏt thời gian
Với lớp liờn kết thỡ phõn lỏt thời gian cú thể thực hiện trờn MPE (Delta-t phõn phỏt cựng với phần MPE) hay trờn dũng truyền IP (delta-t phõn phỏt cựng với gúi truyền dẫn).
Phõn lỏt thời gian cú thể thực hiện trờn MPE với cỏc lý do sau:
- Thiết bị nhận thực hiện đơn giản, hiệu quả. Cú thể thực hiện trờn cỏc phần cứng hiện cú, sử lý cỏc tham số thời gian thực bằng phần mềm.
- Hệ thống mạng thực hiện đơn giản và hiệu quả. Tất cả cỏc chức năng cú thể thực hiện cựng với bộ đúng gúi IP.
- Việc phõn phỏt cỏc tham số thời gian thực khụng cú tỏc động trờn bitrate. Cỏc tham số này cú thể phõn phỏt cựng với trƣờng địa chỉ MAC. Đặc tớnh của MPE hiện thời chỉ rừ thuật toỏn để cho phộp một phần của trƣờng địa chỉ MAC cho việc sử dụng khỏc. Độ dài tối thiểu của trƣờng địa chỉ MAC là 1 byte và cho phộp lờn đến 5 byte để sử dụng cho cỏc tham số thời gian thực. Trong trƣờng hợp của phõn lỏt thời gian thỡ chức năng lọc sẽ sử dụng địa chỉ MAC hay địa chỉ IP.
3.3.2.1. Thuật toỏn Delta-t.
Điểm cơ bản của thuật toỏn Delta-t là khoảng thời gian từ điểm bắt đầu của MPE hiện thời nhận đƣợc tới điểm bắt đầu của cụm (burst) tiếp sau. Để giữ khoảng thời gian Delta-t trễ một khoảng khụng đổi với đƣờng truyền thỡ thụng tin khoảng thời gian Delta-t là cú liờn quan (vớ dụ nhƣ cụm (burst) tiếp sau với dũng thành phần bắt đầu sau 5 500ms từ thời gian hiện tại ).
Việc phõn phỏt Delta-t trong cỏc phần MPE đƣợc di chuyển cần thiết với cỏc xung nhịp đồng bộ giữa phần phỏt và phần thu. Điều này là sự linh hoạt cao từ cỏc tham số nhƣ: Kớch thƣớc cụm (burst), độ dài cụm (burst)t, tốc độ bit cụm (burst) và thời gian Off cú thể thay đổi giữa cỏc dũng thành phần cũng nhƣ là giữa cỏc cụm (burst) cựng với dũng thành phần. Thiết bị nhận thu đƣợc chớnh xỏc một khoảng thời gian Off do xung nhịp đƣợc đặt lại sau mỗi