Nội dung đồ án gồm năm phần chính như: Giới thiệu khái quát về hệ thống truyền hình di động nói chung cũng như hệ thống truyền hình di động DVB-H nói riêng, qua đó nêu lên các chi tiết kĩ thuật mới triển khai từ DVB-T dùng riêng cho DVB-H. Tiếp tục đề cập và phân tích ba chi tiết kĩ thuật mới nữa thuộc khối điều chế DVB-T, đó là có thêm một chế độ phát 4K song song với 2K và 8K đã có sẵn trong DVB-T;...
KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG DVB-H
T ỔNG QUAN HỆ THỐNG
1.1.1 Giới thiệu sơ lƣợc về DVB-T
Tiêu chuẩn DVB (Digital Video Broadcasting) được Anh triển khai lần đầu vào năm 1998 và nhanh chóng được nhiều quốc gia châu Âu, Nam Phi, Úc, Singapore áp dụng Đến nay, hầu hết các nước tại châu Âu, châu Đại Dương, châu Phi và nhiều nước châu Á đã công nhận tiêu chuẩn này, với nhiều quốc gia đã thực hiện truyền hình số trên quy mô lớn Đặc biệt, Berlin (Đức) đã ngừng phát sóng truyền hình mặt đất analog từ năm 2003, trong khi nhiều nước khác dự kiến sẽ hoàn tất việc chuyển đổi sang công nghệ kỹ thuật số trong khoảng thời gian từ 2006 đến 2010.
Hinh 1.1 Truyền dẫn tín hiệu cho hệ thống truyền hình số DVB-T và DVB-H
DVB-T (Digital Video Broadcasting - Terrestrial) là một chuẩn quốc tế về phát sóng số mặt đất trong truyền hình kỹ thuật số Khác với DVB-C (phát sóng cáp) và DVB-S (phát sóng vệ tinh), tín hiệu DVB-T được truyền và thu qua anten thông qua bầu khí quyển.
Tín hiệu truyền hình số DVB-T hoạt động trên cùng tần số với truyền hình tương tự qua kênh VHF và UHF, sử dụng công nghệ ghép kênh COFDM và các phương thức điều chế như 4-QAM, 16-QAM và 64-QAM Điều này cho phép DVB-T truyền nhiều kênh trên một tần số với tốc độ truyền dữ liệu từ 12-20 Mbps, mang lại chất lượng âm thanh và hình ảnh tốt hơn so với chuẩn MPEG-2 và giảm thiểu nhiễu so với truyền hình analog.
Hiện nay, công nghệ số cho phép phát đến 8 chương trình truyền hình trên một kênh tần số 8MHz, trong khi công nghệ analog chỉ phát được một chương trình Việc sử dụng công nghệ số không chỉ giảm thiểu nhiễu công nghiệp mà còn tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành, chỉ cần một máy phát thay vì tám máy phát cùng hệ thống anten cồng kềnh Khả năng này giúp các đài truyền hình tăng số lượng và thời lượng chương trình phát sóng, từ đó nâng cao hiệu quả tuyên truyền của làn sóng truyền hình.
Để xem truyền hình số mặt đất, người dùng cần một bộ thu tín hiệu số (set-top box) theo chuẩn DVB-T, cùng với một máy thu hình và anten thu chuyên dụng Truyền hình số mặt đất sử dụng sóng vô tuyến cao tần, yêu cầu anten phát và thu phải có tầm nhìn trực tiếp, không bị vật cản Do đó, người ở nhà cao tầng thường dễ dàng bắt tín hiệu hơn Tuy nhiên, nhược điểm của truyền hình số mặt đất (DVB-T) là sự phụ thuộc vào địa hình, vì tháp anten thấp có thể bị che khuất bởi các tòa nhà cao tầng.
Sự phát triển của công nghệ thông tin đã thúc đẩy sự tiến bộ của công nghệ viễn thông và truyền hình, với ứng dụng thu truyền hình di động trở thành xu hướng nổi bật Công nghệ này cho phép cá nhân hóa nội dung và tạo ra sự tương tác trực tiếp giữa khán giả và chương trình, cũng như giữa khán giả và những người sản xuất Trên thị trường hiện nay, có nhiều tiêu chuẩn công nghệ truyền hình di động khác nhau đã được nghiên cứu và phát triển, nhưng nhìn chung, chúng có thể được chia thành hai loại hình chính.
-Thứ nhất: Truyền hình di động dựa trên sóng thông tin di động
-Thứ hai: Truyền hình di động dựa trên sóng truyền hình
Dịch vụ truyền hình di động dựa trên sóng thông tin di động đã được áp dụng tại một số quốc gia như Nhật Bản và Hàn Quốc, nhưng gặp nhiều hạn chế như chi phí cao và thường xuyên xảy ra nghẽn mạng do phụ thuộc vào hạ tầng viễn thông Tại Việt Nam, S-Fone là nhà cung cấp duy nhất dịch vụ này với mức giá cao (100.000 VNĐ cho một bộ phim 60 phút) Ngược lại, truyền hình di động dựa trên sóng truyền hình có giá thành rẻ hơn và đi kèm nhiều tiện ích đặc thù Trên thế giới, loại hình này đã phát triển với nhiều tiêu chuẩn khác nhau.
- DVB-H: Tiêu chuẩn của Châu Âu dựa trên chuẩn DVB-T
- ISDB-T : Là tiêu chuẩn đƣợc đƣa ra bởi Nhật
- MediaFlo: Tiêu chuẩn phát hình di động của Mỹ do Qualcomm phát triển
- DMB (Digital Multimedia Broadcasting): đƣợc Hàn Quốc phát triển dựa trên DAB (Digital Audio Broadcasting)
Hình 1.2 Truyền hình di động dựa trên sóng truyền hình
Tiêu chuẩn DVB-H đã chứng tỏ nhiều ưu điểm vượt trội và đã được thử nghiệm tại nhiều quốc gia như Phần Lan, Mỹ, Italia, Australia và Ấn Độ Tại Việt Nam, Công ty Truyền hình Di động VTC đã triển khai dịch vụ truyền hình di động theo tiêu chuẩn này từ cuối năm 2006.
Hình 1.3 DVB-H Mobile TV Transmission System
K HÁI NIỆM VỀ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG THEO CHUẨN DVB-H
DVB-H (Digital Video Broadcasting for Handheld) là tiêu chuẩn công nghệ truyền hình kỹ thuật số cho thiết bị cầm tay, được phát triển tại châu Âu vào năm 2002 dựa trên tiêu chuẩn quốc tế DVB Công nghệ này cho phép truyền tải đồng thời nhiều chương trình truyền hình, phát thanh và dữ liệu IP đến các thiết bị di động như điện thoại di động và PDA, theo chuẩn EN 302.
Tiêu chuẩn 304 của ETSI, được ban hành vào tháng 11/2004, xác định các đặc điểm kỹ thuật của lớp vật lý nhằm tối ưu hóa việc chuyển giao dữ liệu đóng gói dạng IP qua các mạng trên mặt đất một cách hiệu quả.
Tiêu chuẩn DVB-H được phát triển từ tiêu chuẩn DVB-T, với việc bổ sung các chức năng cần thiết nhằm cải thiện khả năng thu tín hiệu trong môi trường di động.
Công nghệ DVB-H được phát triển dựa trên chuẩn DVB-T, với đặc điểm kỹ thuật tương tự Tuy nhiên, trong khi DVB-T chủ yếu phục vụ cho việc tiếp sóng qua anten, DVB-H được thiết kế đặc biệt cho các thiết bị cầm tay, cho phép nhận tín hiệu ngay cả trong nhà DVB-H tập trung vào việc tối ưu hóa thiết bị thu, giảm năng lượng tiêu thụ và cải thiện quá trình giải điều chế, đồng thời gia tăng cường độ tín hiệu truyền nhờ vào cơ chế sửa lỗi trước (forward error correction) trong môi trường di động.
DVB-H is a broadcast technology that transmits a single downlink channel from the Base Station to the end-user device, limiting its ability to provide interactive services such as Video on Demand, Movie Trailers, City Guides, and Weather Forecasts To enable these services, DVB-H must be integrated with 2G/3G cellular networks to establish an uplink channel This integration allows viewers to actively participate in TV programs while enjoying a range of interactive features.
TV hiện đại cho phép người xem tương tác trực tiếp qua màn hình, tham gia bình chọn và trả lời câu hỏi trúng thưởng chỉ bằng một cú click.
Hạ tầng và hệ thống quản lý khách hàng của 3G hiện đang rất phát triển, vì vậy DVB-H có thể hợp tác với 3G để tận dụng những lợi thế này Sự liên kết này sẽ giúp giải quyết vấn đề tính cước trong DVB-H một cách hiệu quả.
Hình 1.4 Vị trí thực hiện chức năng của DVB-H
DVB-H cung cấp dịch vụ truyền hình phát sóng với dung lượng lớn và chất lượng cao hơn so với 3G Trong khi 3G chỉ có thể đạt tốc độ dữ liệu dưới 64Kbps, dẫn đến việc chỉ cung cấp video và âm thanh nhẹ, DVB-H đáp ứng tốt hơn nhu cầu băng thông cao cho dịch vụ truyền hình Việc truyền dữ liệu trên mạng 3G bị hạn chế bởi tốc độ đường truyền, không đủ mạnh để xử lý tín hiệu video yêu cầu băng thông khoảng vài trăm Kbps.
Trong một khu vực có cả 3G và DVB-H, việc liên kết hai hệ thống khi một trong số chúng quá tải có thể giúp cân bằng tài nguyên Khi số lượng người dùng dịch vụ phát sóng tăng cao, DVB-H là lựa chọn tối ưu để cung cấp dịch vụ Ngược lại, nếu số lượng người dùng ít, việc sử dụng 3G sẽ mang lại lợi ích hơn Do đó, quyết định sử dụng công nghệ nào vào thời điểm nào cần được cân nhắc kỹ lưỡng để đảm bảo lợi ích cho cả nhà cung cấp dịch vụ và nhà mạng.
Các vấn đề nêu trên đang thu hút sự quan tâm nghiên cứu từ nhiều người Theo các chuyên gia phân tích, kỹ thuật này có thể gây ra sự phân tán nguy hiểm cho người dùng trong quá trình điều khiển phương tiện giao thông.
Những ƣu việt của truyền hình di động theo chuẩn DVB-H
Trước những lo ngại về chất lượng dịch vụ truyền hình di động, các chuyên gia khẳng định rằng chuẩn DVB-H đã được thử nghiệm thành công tại nhiều quốc gia DVB-H nổi bật với khả năng duy trì chất lượng hình ảnh và âm thanh ổn định, không bị ảnh hưởng bởi địa hình hay tốc độ di chuyển Một ví dụ điển hình là người dùng có thể xem truyền hình trên điện thoại di động trong khi lái xe với tốc độ lên đến 60 km/h.
Dịch vụ truyền hình di động theo chuẩn DVB-H cung cấp cho người dùng nhiều tiện ích vượt trội nhờ vào các tính năng ưu việt của hệ thống hỗ trợ.
- Là 1 chuẩn mở với nhiều hỗ trợ và giải pháp từ hơn 60 nhà sản xuất
Dịch vụ DVB-H tiêu thụ công suất thấp nhưng vẫn cung cấp một thông lượng dữ liệu cao, cho phép chuyển giao từ 20-40 kênh hoặc nhiều hơn, tùy thuộc vào tốc độ bit, với băng thông lên tới 11 Mbps trong một bộ ghép kênh Khả năng tiết kiệm năng lượng tối đa cho thiết bị cầm tay là một yêu cầu thiết yếu của dịch vụ truyền hình di động, vì thiết bị này chủ yếu sử dụng năng lượng từ pin có sẵn.
Truyền hình chuẩn DVB-H cho phép xem TV mà không phụ thuộc vào tài nguyên mạng di động, được phát triển dựa trên chuẩn DVB-T Các quốc gia đã có mạng DVB-T có thể dễ dàng nâng cấp để cung cấp dịch vụ truyền hình di động theo chuẩn này Tín hiệu truyền hình được phát từ anten với bán kính phủ sóng lên tới hàng chục km, mang lại trải nghiệm xem TV thuận tiện cho người dùng.
Tất cả các máy thu tích hợp bộ thu truyền hình trong vùng phủ sóng đều có khả năng nhận tín hiệu, giải mã và hiển thị trên màn hình Điều này có nghĩa là không có giới hạn về số lượng người xem đồng thời, miễn là họ nằm trong khu vực phủ sóng.
C ẤU TRÚC VÀ NGUYÊN LÍ CƠ BẢN CỦA CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG
Công nghệ DVB-H được phát triển dựa trên nền tảng DVB-T, với mục tiêu đáp ứng nhu cầu thu sóng truyền hình di động Hệ thống DVB-H bổ sung một số thành phần chức năng như cắt lát thời gian (time-slice), đóng gói đa giao thức và sửa lỗi hướng tới (MPE-FEC), cùng với điều chế COFDM sóng mang kiểu 4k và báo hiệu DVB-TPS Sơ đồ dưới đây sẽ minh họa cấu trúc nguyên lý của DVB-H dựa trên hệ thống DVB-T.
Hình 1.5 Cấu trúc nguyên lí của DVB-H
Mô hình lắp ghép xen giữa hệ thống DVB-T và DVB-H bắt đầu bằng việc đóng gói nội dung chương trình TV và dịch vụ khác theo chuẩn nén H.264/AVC Các gói tin này được bổ sung thêm tính năng để truyền tải trên mạng và cuối cùng được định dạng thành IP Các gói IP sau đó được đưa vào bộ đóng gói IP của DVB-H, nơi chúng được đóng gói lại theo giao thức MPE và thêm phần sửa lỗi FEC để khắc phục lỗi dữ liệu trên đường truyền Khung MPE-FEC được phân bổ vào các khe thời gian khác nhau thông qua kỹ thuật cắt lát thời gian.
Sau khi ra khỏi phần time slice, ngõ ra bộ đóng gói IP có thể được truyền trực tiếp đến bộ điều chế COFDM của DVB-H với các sóng mang 4K hoặc 8K, tương tự như bộ điều chế DVB-T với các phần bổ sung như DVB-H TPS và mode 4K Ngoài ra, chúng cũng có thể được ghép xen với các dịch vụ MPEG-2 khác của DVB-T trước khi đưa vào bộ điều chế Tín hiệu sau đó sẽ được khuếch đại và phát ra qua anten quảng bá, và tại máy thu, tín hiệu sẽ được giải mã theo quy trình ngược lại.
C ÁC YẾU TỐ KĨ THUẬT CHÍNH
Tiêu chuẩn DVB-H được phát triển dựa trên công nghệ DVB-T, do đó, nhiều đặc điểm của DVB-H tương tự như DVB-T Tuy nhiên, trong luận văn này, chúng tôi sẽ tập trung vào các yếu tố mới mà DVB-H cung cấp, những yếu tố mà công nghệ DVB-T không thể đáp ứng.
Kỹ thuật cắt lát thời gian (time slicing) giúp tiết kiệm năng lượng cho thiết bị di động lên đến 90%, từ đó nâng cao thời gian sử dụng pin Phương pháp này tổ chức dữ liệu thành các nhóm gói trên mỗi kênh, tối ưu hóa hiệu suất năng lượng.
Cơ chế đóng gói đa giao thức MPE cho phép truyền tải các giao thức mạng dữ liệu qua phần đầu của luồng MPEG-2 Việc kết hợp sửa lỗi hướng tới FEC với MPE giúp cải thiện cường độ tín hiệu, từ đó nâng cao tính linh hoạt trong quá trình truyền tải.
Bên cạnh các chế độ điều chế 2K và 8K đã có trong DVB-T, chế độ 4K mới được bổ sung vào DVB-H mang lại sự linh hoạt cho thiết kế mạng Sóng mang 2K không cung cấp đủ mức bảo vệ chống lại fading lựa chọn tần số và có kích thước cell nhỏ hơn, gây khó khăn cho các mạng đơn tần SFN Trong khi đó, sóng mang 8K đặt các sóng mang quá gần nhau ở tần số dịch Doppler, ảnh hưởng đến các máy thu di động Do đó, cần thiết phải áp dụng kiểu điều chế mới.
Sóng mang 4K được phát triển để cải thiện sự cân bằng giữa kích thước cell và hiệu ứng Doppler khi người dùng di chuyển Đồng thời, một bộ chèn symbol theo chiều sâu (in-depth interleaver) ngắn đã được giới thiệu cho cả mode 2K và 4K, giúp nâng cao khả năng chống nhiễu xung và đạt được cường độ tương đương với mode 8K.
Hình 1.6 Các bổ sung cho DVB-H vào hệ thống DVB-T
THÀNH PHẦN MỚI TRONG BỘ ĐIỀU CHẾ DVB-T: CHẾ ĐỘ PHÁT
K HÁI QUÁT CHUNG
Hệ phát sóng DVB-T sử dụng kỹ thuật COFDM (ghép tần số trực giao có mã sửa sai) để điều chế dữ liệu OFDM là một dạng điều chế đa sóng mang, trong đó dữ liệu được chia thành các luồng con và truyền trên nhiều sóng mang Bằng cách điều chế các sóng mang với tốc độ bit thấp và sử dụng số lượng sóng mang lớn, hệ thống này có thể truyền tải luồng dữ liệu với tốc độ bit cao.
Quá trình tạo tín hiệu OFDM bao gồm việc phân tích chuỗi bit đầu vào thành các sóng mang được điều chế trong miền thời gian liên tục Mỗi tổ hợp bit trong chuỗi bit đầu vào sẽ được gán cho một tần số sóng mang cụ thể, với mỗi sóng mang chỉ tải một lượng bit cố định Tùy thuộc vào kiểu điều chế được chọn, như QPSK, 16-QAM hoặc 64-QAM, số bit dữ liệu mà mỗi sóng mang có thể vận chuyển sẽ là 2, 4 hoặc 6 bit.
Khi sử dụng công suất phát cố định, việc truyền nhiều bit dữ liệu trong một symbol dẫn đến các điểm trong chòm sao gần nhau hơn, làm giảm khả năng chống lỗi Do đó, cần cân nhắc giữa tốc độ truyền và mức độ lỗi Trong mô hình điều chế phân cấp, hai luồng dữ liệu độc lập được truyền đồng thời, với luồng dữ liệu ưu tiên cao (HP) sử dụng điều chế QPSK, trong khi luồng dữ liệu ưu tiên thấp (LP) sử dụng điều chế 16-QAM hoặc 64-QAM.
2.1.2 Số lƣợng, vị trí và nhiệm vụ của các sóng mang
Tín hiệu truyền đi được tổ chức thành các khung (frame), với bốn khung liên tiếp tạo thành một đa khung Việc tạo ra các khung nhằm mục đích tổ chức thông tin tham số bên phát thông qua các sóng mang báo hiệu tham số bên phát (Transmission Parameter Signalling - TPS carriers) Đa khung được hình thành để chèn vừa đủ các gói mã sửa sai Reed-Solomon 204 byte trong dòng truyền tải MPEG-2, bất kể cấu hình tham số phát nào, giúp tránh việc chèn thêm các gói đệm không cần thiết.
Mỗi khung chứa 68 symbol OFDM trong miền thời gian (đƣợc đánh dấu từ 0 đến
67) Mỗi symbol này chứa hàng ngàn sóng mang nằm dày đặc trong dải thông 8 MHz (Việt Nam chọn dải thông 8MHz, có nước chọn 7MHz)
Hình 2.1 Phân bố sóng mang trong kĩ thuật COFDM
Nhƣ vậy trong 1 symbol OFDM sẽ chứa:
- Các sóng mang dữ liệu (hình ảnh, âm thanh…) đƣợc điều chế M-QAM
Các pilot liên tục là các sóng mang có vị trí cố định trong dải tần 8 MHz và biểu đồ chòm sao, giúp đầu thu thực hiện việc sửa lỗi tần số, tự động điều chỉnh tần số (AFC) và sửa lỗi pha.
Các pilot rời rạc (scattered pilot) có vị trí cố định trên biểu đồ chòm sao nhưng không cố định trong miền tần số, được phân bố đều trong dải thông 8 MHz Khi máy thu nhận thông tin từ các pilot này, nó sẽ tự động điều chỉnh để đạt được “đáp ứng kênh” tốt nhất và thực hiện hiệu chỉnh nếu cần thiết.
Khác với sóng mang các chương trình (sóng mang dữ liệu), các pilot không điều chế QAM mà chỉ điều chế BPSK
Các sóng mang tham số phát TPS (Transmission Parameter Signalling) chứa nhóm thông số được điều chế BPSK Những sóng này không chỉ có vị trí cố định trên biểu đồ chòm sao mà còn hoàn toàn ổn định ở các vị trí xác định trong dải tần 8 MHz.
C HẾ ĐỘ PHÁT 4K
Máy phát số DVB-T (hay DVB-H) có một tham số là chế độ phát 2K hoặc 8K
Chế độ phát 2K sử dụng 1705 sóng mang trong một symbol OFDM, bao gồm 1512 sóng mang dữ liệu, 17 sóng mang tham số phát TPS và 176 sóng mang pilot Trong khi đó, chế độ phát 8K sử dụng 6817 sóng mang, với 6048 sóng mang dữ liệu, 68 sóng mang tham số phát TPS và 701 sóng mang pilot.
Hình 2.2 Ví dụ về số sóng mang của hai chế độ 2K và 8K với băng thông 8 MHz
Còn chế độ phát 4K đƣợc giới thiệu lần đầu tiên trong ISDB-T (Nakahara et al.,
Năm 1999, một chế độ mới đã được giới thiệu để cân bằng giữa kích thước các cell SFN và hiệu suất thu di động, mang lại sự linh hoạt cho thiết kế mạng Chế độ này chỉ có trong các mạng DVB-H chuyên dụng, trong khi DVB-T chỉ hỗ trợ hai chế độ là 2K và 8K.
Chế độ 4K kết hợp các ưu điểm của 2K và 8K, cho phép sử dụng mạng đơn tần với vùng phủ sóng rộng và đạt tốc độ đầu cuối cao Chế độ này cung cấp hiệu suất vượt trội hơn 8K nhưng vẫn duy trì khoảng bảo vệ dài trong các cell SFN lớn để giảm thiểu nhiễu Cụ thể, chế độ 4K sử dụng 3409 sóng mang trong một symbol OFDM, bao gồm 3024 sóng mang dữ liệu, 34 sóng mang tham số phát TPS và 351 sóng mang pilot.
Sau đây là danh sách liệt kê một số thông số ở 3 chế độ phát 2K, 4K và 8K:
Bảng 2 Thông số các chế độ phát trong OFDM
Maximum distance of transmitters (km)
Hình 2.3 Vị trí các loại sóng mang trong 1 symbol OFDM
Trong chế độ 8K, số lượng sóng mang dữ liệu tăng gấp 4 lần so với chế độ 2K Tuy nhiên, thời gian truyền tải toàn bộ số lượng sóng mang này cũng kéo dài gấp 4 lần, dẫn đến tổng vận tốc dòng dữ liệu vẫn tương đương với chế độ 2K.
Tốc độ đầu cuối trong chế độ 2K cao gấp 4 lần so với chế độ 8K, nhưng việc nhận diện nhiễu trong các mạng đơn tần gặp khó khăn do khoảng bảo vệ ngắn Trong khi đó, chế độ 8K sử dụng mạng đa tần, tuy nhiên tốc độ đầu cuối đạt được lại thấp hơn nhiều.
DVB-H là hệ thống truyền dẫn cho phép thu thông tin quảng bá trên thiết bị di động cầm tay với anten đơn Trong khi đó, hệ thống DVB-T sử dụng mode truyền 2K để cải thiện hiệu suất thu di động so với mode 8K Tuy nhiên, mode 2K có khoảng thời gian symbol OFDM ngắn, dẫn đến thời gian bảo vệ cũng ngắn, khiến nó chỉ phù hợp với một số ứng dụng nhất định.
SFN nhỏ, gây khó khăn cho việc thiết kế mạng để xây dựng các mạng hiệu quả
Một symbol OFDM 4K có thời gian dài hơn và khoảng bảo vệ dài hơn so với symbol OFDM 2K, giúp xây dựng các mạng SFN hiệu quả hơn trong việc chống nhiễu ISI, dịch Doppler và nhiễu giữa các sóng mang Điều này mang lại lợi ích cho việc thiết kế mạng SFN một cách tối ưu hơn.
CẤU HÌNH MẠNG TRIỂN KHAI TRONG DVB-H
C ÁC LOẠI CẤU HÌNH MẠNG DVB-H
Kĩ thuật DVB-H đƣợc thiết kế để chia sẻ hạ tầng mạng đang tồn tại của DVB-T DVB-H có thể hoạt động trong hai cấu hình mạng sau:
Mạng dùng chung DVB-H (dùng chung bộ ghép với MPEG-2)
Trong mạng DVB-H, các kênh truyền hình di động sử dụng bộ đóng gói IP (IPE) và được ghép kênh với các chương trình truyền hình mặt đất thông qua bộ ghép kênh DVB-T (MUX) Các chương trình truyền hình mặt đất được mã hóa dưới dạng MPEG-2, trong khi các chương trình di động sử dụng mã hóa MPEG-4 và IPE Bộ ghép kênh sẽ kết hợp tất cả các chương trình này thành một luồng truyền duy nhất để được điều chế và phát sóng.
Hình 3.1 DVB-H với bộ ghép kênh dùng chung
3.1.2 Mạng phân cấp DVB-H (dùng chung với mạng DVB-T bằng cách phân cấp)
Trong mạng phân cấp, việc điều chế được chia thành hai luồng chính là DVB-T và DVB-H, với mỗi luồng đóng vai trò là một phần của ngõ ra bộ điều chế chung.
DVB-T được điều chế với độ ưu tiên thấp, trong khi DVB-H có độ ưu tiên cao hơn Để đảm bảo hiệu suất tốt hơn cho luồng ưu tiên cao, bộ điều chế thường sử dụng QPSK, trong khi luồng ưu tiên thấp sử dụng 16-QAM Việc áp dụng điều chế phân cấp này giúp bảo vệ các gói dữ liệu khỏi lỗi hiệu quả hơn, nhờ vào mật độ thấp hơn của các luồng ưu tiên cao.
Hình 3.2 Mạng DVB-H dùng chung bằng cách phân lớp
MẠNG PHÁT DVB-H
Hệ thống DVB-H có thể đƣợc xây dựng bằng các mạng đơn tần hoặc các mạng đa tần phụ thuộc vào phạm vi mà hệ thống bao phủ
Một vùng nhỏ có thể được bao phủ bởi một cell DVB-H, bao gồm một máy phát và 10-20 repeater Các repeater có nhiệm vụ phủ sóng những khu vực bị che khuất do địa hình Chúng là những máy phát nhỏ với anten có độ lợi cao, giúp thu tín hiệu từ máy phát chính Tuy nhiên, do yêu cầu của mạng SFN, cấu hình này không thể mở rộng ra ngoài một phạm vi cố định, vì độ trễ trong quá trình thu tín hiệu từ máy phát chính sẽ khiến tín hiệu phát lại bị trễ so với thời điểm phát của máy phát chính.
Số lượng repeater trong một cell DVB-H phụ thuộc vào công suất của máy phát chính và chiều cao của tháp Một tháp có chiều cao tương đối có khả năng giảm thiểu các vùng bóng (vùng khuất) và từ đó giảm số lượng repeater cần thiết.
3.2.2 Mạng đơn tần SFN (Single frequency networks)
Các vùng rộng như thành phố hoặc khu vực có bán kính khoảng 50km có thể được phủ sóng bởi một mạng lưới SFN Mạng lưới SFN bao gồm nhiều cell DVB-H, mỗi cell được trang bị một máy phát và từ 10 đến 20 repeater Các máy phát trong mạng lưới này nhận tín hiệu dưới dạng luồng truyền dẫn MPEG-2 từ IPE.
Hình 3.3 Các mạng đơn tần trong DVB-H
Dùng 1 mạng IP để phân bố tín hiệu cho tất cả các máy phát trong vùng khảo sát
Tất cả các máy phát nhận tín hiệu giống nhau, được đánh dấu thời gian bởi đồng hồ GPS Bộ điều chế COFDM tại mỗi máy phát sẽ đồng bộ tín hiệu bằng cách tham khảo thời gian GPS, đảm bảo rằng tất cả máy phát truyền tín hiệu thời gian tương tự dù ở vị trí địa lý khác nhau Hình ảnh minh họa mối tương quan về khoảng cách SFN với ba chế độ phát 2K, 4K và 8K.
Hình 3.4 Khoảng cách tương quan SFN Tất cả các khoảng cách đều dựa trên điều chế 16-QAM với khoảng bảo vệ là ẳ trong COFDM
Khi triển khai mạng đơn tần SFN, tất cả các máy phát cần hoạt động ở cùng tần số và phát cùng một dữ liệu bit đồng thời Để đảm bảo sự đồng bộ về thời gian và tần số, mô-đun SFN phải được trang bị trên bộ điều chế DVB-H hoặc DVB-T Các bộ điều chế DVB-T trong mạng SFN sẽ được đồng bộ đến một tần số chuẩn, thường sử dụng đồng hồ chuẩn 10MHz từ máy thu GPS Để đồng bộ hóa thời gian, mô-đun SFN sẽ "chích" các gói MIP từ dòng MPEG2 TS đầu vào, xử lý thông tin nhãn thời gian trong các gói đặc biệt để phát trễ, từ đó đảm bảo tất cả các máy phát được đồng bộ chính xác về thời gian.
3.2.2 Mạng đa tần MFN (Multifrequency networks)
Khi phạm vi bao phủ tín hiệu lớn, như toàn bộ một quốc gia, việc sử dụng một nguồn tín hiệu từ một IPE trở nên không khả thi do hiện tượng trễ thời gian trong quá trình truyền tín hiệu đến các máy phát Để giải quyết vấn đề này, các máy phát ngoài phạm vi chỉ định sẽ sử dụng các tần số khác nhau Tùy thuộc vào địa hình, có thể cần từ năm đến nhiều khe tần số để đảm bảo tín hiệu bao phủ toàn bộ quốc gia Do đó, việc sử dụng vệ tinh để phân phối tín hiệu là phương án phổ biến, vì nó có khả năng bao phủ hàng triệu máy phát, kể cả ở những khu vực xa xôi.
TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI DVB-H Ở VIỆT NAM
T ÌNH HÌNH TRIỂN KHAI DVB-H Ở V IỆT N AM
4.1.1 Sơ lƣợc tình hình triển khai
Trên toàn cầu và tại Việt Nam, xu hướng tích hợp nhiều tính năng trên một thiết bị ngày càng phổ biến, đặc biệt là điện thoại di động Với tính chất cá nhân và tính di động cao, điện thoại đã khẳng định vị thế của mình trong chiến lược phát triển công nghệ Sau các tính năng giải trí như nghe nhạc và chụp ảnh, truyền hình di động nổi lên như một xu hướng mới, đáp ứng toàn diện nhu cầu giải trí và thông tin của người dùng.
S-Fone – mạng ĐTDĐ CDMA đầu tiên của Việt Nam đã triển khai dịch vụ TV trên ĐTDĐ vào quí IV/2006 Sự kiện đã thu hút sự chú ý của đông đảo người dùng bởi những lợi ích cũng nhƣ tính di động của dịch vụ Tuy nhiên tính đến thời điểm này, rất ít người sử dụng dịch vụ này Những nguyên nhân 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 quá phức tạp; chỉ có một model ĐTDĐ sử dụng được dịch vụ này; chất lượng đường truyền đôi khi không được tốt… Nhưng nguyên nhân chính có lẽ vẫn là giá cước, nhiều người dùng cho rằng với mức cước khoảng 5.000 đồng/phút như hiện nay thì Mobile TV sẽ còn quá xa vời Thậm chí ngay cả việc S-Fone đã “cải thiện” mức cước này bằng cách phát hành gói cước dữ liệu (chỉ dùng cho dữ liệu không thoại) thì cước Mobile TV của S-Fone là 1.200 đồng vẫn bị nhiều người cho là quá cao
Hình 4.1 Mobile TV của S-Fone
Truyền hình di động VTC, dựa trên chuẩn DVB-H, hiện đang là một trong những công nghệ tiên tiến nhất cung cấp dịch vụ truyền hình cho thiết bị cầm tay, phản ánh xu hướng hiện đại trong ngành truyền thông.
Từ tháng 11/2006, dịch vụ xem truyền hình số qua điện thoại di động đã được triển khai bởi ba mạng di động GSM, dự báo sẽ bùng nổ trong những năm tới VTC Mobile là công ty tiên phong tại Việt Nam cung cấp dịch vụ này theo tiêu chuẩn DVB-H, đưa Việt Nam trở thành một trong những quốc gia đầu tiên ứng dụng thành công Dịch vụ nhằm đáp ứng nhu cầu xem truyền hình cho những người thường xuyên di chuyển, cho phép người dùng xem truyền hình ở bất kỳ đâu có sóng di động GSM và sóng truyền hình số Mức phí thuê bao cạnh tranh, tương đương hoặc thấp hơn phí truyền hình cáp, với chi phí hòa mạng cho khách hàng mới là 500.000 đồng và gói thuê bao tháng là 90.000 đồng Đặc biệt, người dùng chỉ cần trả thêm 2.000 đồng/ngày để xem các chương trình đặc sắc theo yêu cầu.
Các thuê bao Vinaphone, Mobifone và Viettel sử dụng thiết bị hỗ trợ xem truyền hình sẽ có cơ hội thưởng thức chương trình truyền hình ở bất kỳ đâu trong vùng phủ sóng của truyền hình số di động.
Máy di động không chỉ cho phép người dùng xem nội dung mà còn cung cấp nhiều tính năng ưu việt như lưu lại các chương trình yêu thích, tham gia các chương trình tương tác giải trí, nhắn tin dự đoán, bình chọn và chơi các trò chơi truyền hình Trên thế giới, năm hãng sản xuất điện thoại di động nổi bật cung cấp máy hỗ trợ xem truyền hình bao gồm Nokia, Samsung, Motorola, Sony Ericsson và LG Tại Việt Nam, VTC đã ký thỏa thuận với Nokia để phát sóng truyền hình số trên điện thoại Nokia N92, có giá khoảng dưới 1.000 USD Mặc dù giá đầu tư ban đầu cho máy đầu cuối này khá cao so với các sản phẩm khác trên thị trường Việt Nam, nhưng đối với phân khúc khách hàng sử dụng điện thoại Smartphone hoặc PDA, mức giá này được coi là chấp nhận được.
Hình 4.2 Các mẫu điện thoại di động DVB-H đầu tiên
VTC dự kiến sẽ có 500.000 thuê bao truyền hình di động trong ba năm đầu sau khi chính thức cung cấp dịch vụ tại Việt Nam Công ty lạc quan về tiềm năng phát triển của truyền hình di động, cho rằng đây sẽ trở thành một hình thức giải trí phổ biến trong tương lai Dự báo có khoảng 50% người dùng điện thoại di động có nhu cầu sử dụng dịch vụ này, với 5% thuê bao di động là khách hàng tiềm năng, và tốc độ tăng trưởng thuê bao hàng năm ước tính trên 50%.
4.1.2 Mô hình triển khai dịch vụ truyền hình di động chuẩn DVB-H của VTC Để các kênh truyền hình có thể hiển thị rõ nét với chất lƣợng cao trên các thiết bị xem truyền hình di động và đi kèm với nó là các tiện ích tương tác đặc thù, các luồng tín hiệu chứa nội dung phải đƣợc đóng gói, truyền tải và giải mã trong một quy trình khép kín, đồng bộ Đó là một trong những thế mạnh vƣợt trội của chuẩn công nghệ truyền hình di động DVB-H Đầu tiên, nội dung các kênh truyền hình (VTC1, VTC2, VTC3, VTCM, BBC,…) sẽ đƣợc tự động sửa đổi cho phù hợp với tiêu chuẩn DVB-H Sau đó những nội dung này sẽ đƣợc đƣa tới “hệ thống quản lý truyền hình di động (VTC MOBILE TV)” và đƣợc chuyển trực tiếp tới module “đóng gói dịch vụ”(IP Encapsulator & IP Encapsulator Mangager) Tại đây, nội dung các chương trình được đóng gói lại thành dòng dữ liệu IP và dòng tín hiệu IP này tiếp tục đƣợc mã hóa theo một cách thức đã được ngầm định sẵn để giải mã được dòng IP này cần phải có khóa giải mã chương trình (sẽ đƣợc giải thích ở phần sau) Ở quy trình tiếp theo, dòng IP tiếp tục đƣợc đóng thành các gói MPE-FEC (nhằm tác dụng sửa các gói tin bị lỗi xảy ra khi truyền tải) Các gói MPE-FEC này liền sau đó đƣợc đƣa vào các lát cắt thời gian (time slice - có tác dụng tiết kiệm năng lƣợng cho các thiết bị thu) Cuối cùng các gói tin này tiếp tục đƣợc nén thành dòng truyền tải MPEG-2, sẵn sàng truyền ra “mạng phát hình DVB- H” Tín hiệu đƣợc đƣa ra máy phát sóng kỹ thuật số DVB-H để phát quảng bá giống nhƣ truyền hình số mặt đất
Quy trình “đóng gói dịch vụ” hoàn toàn nằm dưới sự kiểm soát của khối “quản lý dịch vụ” (Broadcast Service Manager - BSM), giúp điều khiển khối “đóng gói dịch vụ” nhận đúng tín hiệu từ các kênh chương trình và mã hóa các gói IP BSM cũng phát ra khóa giải mã chương trình để hỗ trợ quy trình này.
Quản lý thuê bao (Broadcast Account Manager - BAM) đã được phát triển để chuyển đổi tín hiệu nội dung phát sóng sang thiết bị di động Bên cạnh đó, BSM tạo ra hướng dẫn dịch vụ điện tử ESG (Electronic Service Guide) để gửi tới khối "đóng gói dịch vụ" Khối này sẽ đóng gói các tín hiệu ESG theo cách riêng và chuyển tới máy phát, cho phép phát kèm các luồng tín hiệu chính Điều này giúp khán giả dễ dàng truy cập thông tin về các kênh dịch vụ, lịch phát sóng, mô tả chương trình, dịch vụ giá trị gia tăng, cũng như bảng giá các gói dịch vụ truyền hình.
Hình 4.4 Mô hình triển khai dịch vụ truyền hình di động theo chuẩn DVB-H
Sau khi rời khỏi khối “đóng gói dịch vụ”, tín hiệu sẽ được phát qua các máy phát hình DVB-H, tương tự như tín hiệu truyền hình số mặt đất nhưng hướng đến các thiết bị di động Người dùng có thể xem các chương trình và sử dụng dịch vụ miễn phí trên điện thoại di động có chức năng xem truyền hình Đối với dịch vụ trả phí, người dùng gửi yêu cầu mua dịch vụ từ thiết bị di động đến hệ thống “quản lý thuê bao” BAM của VTCmobile qua mạng điện thoại di động mà họ đang sử dụng Thiết bị di động gửi yêu cầu qua kết nối GPRS của các nhà mạng như Vinaphone, Viettel, Mobifone, và yêu cầu này được chuyển tiếp đến bộ phận quản lý thuê bao BAM Nếu thiết bị có khả năng kết nối WLAN, người dùng cũng có thể gửi yêu cầu mua kênh trực tiếp qua kết nối WLAN trên Internet.
Sau khi nhận yêu cầu từ người dùng, hệ thống quản lý thuê bao BAM sẽ kiểm tra thông tin tài khoản, cặp IMEI - SeriSIM để xác nhận tính hợp lệ Nếu thông tin hợp lệ, hệ thống sẽ gửi khóa giải mã qua GPRS đến thiết bị di động, cho phép người dùng truy cập nội dung chương trình và tiện ích Ngược lại, nếu thông tin không hợp lệ, hệ thống sẽ gửi thông báo lỗi đến thiết bị, thông báo cho người dùng về sự cố trong quá trình sử dụng dịch vụ.
Dịch vụ Mobile TV, một sản phẩm cao cấp đã được thử nghiệm tại Việt Nam, mang đến cho người dùng cơ hội tiếp cận nhiều dịch vụ hữu ích Tuy nhiên, để Mobile TV trở nên phổ biến hơn, các nhà khai thác cần nỗ lực cải thiện và phát triển dịch vụ này.
S O SÁNH GIẢI PHÁP TRUYỀN HÌNH DVB-H VÀ MỘT SỐ GIẢI PHÁP TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG SỐ KHÁC 25 CHƯƠNG V PHÂN TÍCH SO SÁNH GIẢI PHÁP DVB-H VÀ GIẢI PHÁP DMB 30
Hiện nay, có bốn chuẩn chính và một chuẩn phụ cho truyền hình di động trên toàn cầu Trong đó, chuẩn DVB-H, được triển khai rộng rãi tại châu Âu, là chuẩn truyền hình mặt đất phổ biến nhất trong hơn một năm qua Bên cạnh đó, chuẩn DMB đang được Nhật Bản và Hàn Quốc chiếm ưu thế.
Xem truyền hình qua điện thoại di động
Một chuẩn công nghệ phổ biến tại Hàn Quốc là EV-DO, cho phép người dùng xem truyền hình qua mạng 3G với các dịch vụ giá trị gia tăng như VOD và MOD, bao gồm xem phim, truyền hình và nghe nhạc trực tiếp trên điện thoại Hiện tại, dịch vụ này đang được S-Fone giới thiệu mạnh mẽ tại Việt Nam.
Tương tự như chuẩn EV-DO còn có hệ thống MBSM (Multimedia Broadcast Multicast Service) của Ericsson đang được ứng dụng tại một số nước châu Âu và Mỹ
MBSM là hệ thống truyền tín hiệu TV qua mạng 3G, mang đến các ứng dụng công nghệ hữu ích và thân thiện Giao diện của MBSM được thiết kế gần gũi với đời sống thường ngày, giúp người dùng dễ dàng tiếp cận và sử dụng.
Có thể phân chia các chuẩn truyền hình thành hai trường phái rõ rệt: một là truyền hình quảng bá và truyền hình mặt đất với các chuẩn như DVB-H và DMB; hai là truyền hình trên mạng 3G, bao gồm các chuẩn EV-DO và MBSM.
DMB, phát triển dựa trên nền tảng DAB (Digital Audio Broadcast), tương tự như chuẩn DVB-H, hiện được hỗ trợ bởi hai tập đoàn lớn Hàn Quốc là Samsung và LG, với nội dung được cung cấp bởi Blackfin và I2t2 tại Seoul Media-Flo, do Qualcomm độc quyền phát triển, là công nghệ giao diện vô tuyến điện cho truyền hình đa kênh, cho phép phát sóng nhiều kênh đồng thời giống như truyền hình cáp Chuẩn này được thiết kế để tăng dung lượng và vùng phát sóng, giúp giảm chi phí cung cấp nội dung Multimedia cho điện thoại, đặc biệt khi dịch vụ EV-DO có chi phí cao.
Dịch vụ VOD/MOD của S-Fone thu hút sự chú ý nhờ nội dung phong phú, bao gồm các kênh như HBO, AXN, V-Channel, Fashion tivi, VTV3, HTV7 cùng nhiều gói cước lựa chọn Tuy nhiên, việc truyền dữ liệu phụ thuộc vào mạng 3G, với mỗi khách hàng được cấp một kênh trao đổi thông tin trong tài nguyên mạng điện thoại Kênh này có tính chất hai chiều, tương tự như kênh đàm thoại, nhưng là kênh truyền dữ liệu do trạm thu phát gốc (BTS) cung cấp Mỗi thuê bao sẽ chiếm một phần tài nguyên của trạm BTS khi sử dụng dịch vụ, nhưng do yêu cầu băng thông lớn cho tín hiệu video (khoảng vài trăm kb/giây), tài nguyên của trạm BTS có hạn, dẫn đến việc hạn chế số người dùng đồng thời.
Khi số lượng người dùng điện thoại di động gia tăng, việc nâng cấp mạng là cần thiết để phục vụ tất cả khách hàng Nâng cấp này bao gồm hai phần chính: mạng lõi (Core network) và mạng truy nhập (Access network), trong đó việc tăng số lượng trạm BTS là điển hình Tuy nhiên, điều này dẫn đến chi phí đầu tư tăng cao, kéo theo chi phí tải xuống chương trình cũng sẽ tăng.
Chuẩn DVB-H mang tính một chiều
Chuẩn DVB-H được sử dụng tại nhiều nước châu Âu
Việc xem truyền hình theo chuẩn DVB-H không phụ thuộc vào tài nguyên mạng di động, mà được phát triển dựa trên chuẩn DVB-T (truyền hình số mặt đất) Những quốc gia đã có mạng DVB-T sẽ tiến hành nâng cấp để cung cấp dịch vụ truyền hình di động theo chuẩn này.
DVB-H là công nghệ truyền hình di động đơn giản, hoạt động dựa trên việc phát tín hiệu từ ăngten truyền hình với bán kính phủ sóng lên đến hàng chục km.
Tất cả các máy thu tích hợp bộ thu truyền hình trong vùng phủ sóng đều có khả năng nhận tín hiệu, giải mã và hiển thị trên màn hình Điều này cho phép không giới hạn số lượng người xem đồng thời, miễn là họ ở trong khu vực phủ sóng.
Dịch vụ truyền hình DVB-H không yêu cầu tăng chi phí đầu tư khi số lượng người sử dụng tăng, đồng thời có mức giá cước thấp hơn so với truyền hình trên mạng 3G Chất lượng dịch vụ ổn định, không gặp tình trạng trễ hình hay gián đoạn khi mạng bị nghẽn Với những lợi ích vượt trội này, chuẩn DVB-H hiện nhận được sự hỗ trợ từ nhiều tập đoàn truyền thông lớn trên thế giới như Nokia, Siemens, Motorola và Sony Ericsson về thiết bị đầu cuối.
Tại Việt Nam, VTC đã xây dựng DVB-H trên mạng truyền hình số mặt đất DVB-
Trên toàn quốc, nhiều chương trình hấp dẫn sẽ được giới thiệu đến người tiêu dùng Bạn có thể tham gia trực tiếp vào các trò chơi truyền hình qua SMS ngay trên điện thoại trong khi xem truyền hình Ngoài ra, bạn còn có thể xem lại các tập phim chưa hoàn thành từ tối qua bất cứ lúc nào qua kênh video theo yêu cầu và tận hưởng các chương trình giải trí mà bạn yêu thích.
Các chuẩn truyền hình di động
Tại Việt Nam, có ba phương thức xem truyền hình qua điện thoại di động đang được triển khai Trong số đó, S-Fone là nhà cung cấp dịch vụ di động cung cấp sản phẩm truyền hình theo yêu cầu (VOD) trên nền tảng mạng CDMA.
VTC cung cấp dịch vụ truyền hình kỹ thuật số theo chuẩn DVB-H cho các thiết bị tương thích, bên cạnh đó, họ cũng cung cấp dịch vụ qua sóng truyền hình analog thông thường.
Cả ba phương thức xem truyền hình qua điện thoại này đều có những ưu và khuyết điểm nhất định:
Dịch vụ VOD trên nền EV-DO là một dịch vụ giá trị gia tăng của mạng 3G, cho phép người dùng tương tác cao bằng cách lựa chọn các kênh chương trình muốn xem hoặc tải về Tuy nhiên, chất lượng đường truyền của dịch vụ này phụ thuộc vào lưu lượng mạng tại thời điểm xem, dẫn đến sự không ổn định trong chất lượng truyền tải Khi lưu lượng mạng thấp, hình ảnh và âm thanh có thể đẹp, nhưng vào giờ cao điểm, hiện tượng chậm hình và âm thanh không đồng nhất thường xảy ra.
G IỚI THIỆU CHUNG VỀ DMB
Công việc số hóa truyền hình quảng bá đang diễn ra trên toàn cầu, đồng thời, sự gia tăng thị phần điện thoại di động với màn hình độ phân giải cao và khả năng tính toán mạnh mẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho người xem và nhà cung cấp dịch vụ Truyền hình di động (Mobile TV) là công nghệ cho phép mã hóa và truyền tải chương trình truyền hình đến các thiết bị như điện thoại di động, smartphone và PDA.
Người xem có thể truy cập nhiều kênh chương trình truyền hình khi di chuyển, từ quán cà phê đến các phương tiện giao thông Họ có khả năng xem các chương trình truyền hình di động trễ hoặc ghi lại như khi sử dụng băng video hoặc DVD tại nhà Truyền hình di động không chỉ mang tính một chiều mà còn cho phép tương tác thông qua các kênh hồi tiếp từ mạng di động Người xem không chỉ thụ động mà còn có thể tham gia vào các hoạt động tương tác như thăm dò ý kiến, cạnh tranh giá và mua sắm tại nhà Đồng thời, các hãng truyền hình và nhà cung cấp cũng có thể hưởng lợi từ việc hợp tác với các mạng di động.
Công nghệ DMB (Digital Multimedia Broadcasting) là một hệ thống tiêu chuẩn hóa cho truyền hình và phát thanh di động DMB chủ yếu phục vụ cho việc phát sóng chương trình truyền hình di động, tương tự như DVB-H (Digital Video Broadcast for Handhelds), nhằm nâng cao trải nghiệm người dùng trong việc tiếp cận nội dung đa phương tiện.
DVB-H sử dụng nguyên lý truyền dẫn và mã hóa giống như DMB nhưng không tương thích với nó Cả hai hệ thống đều cho phép phát sóng chương trình đến một lượng lớn người xem đồng thời, tương tự như truyền hình mặt đất thông thường Trong khi đó, các hệ thống tổ ong như GSM/UMTS chỉ có khả năng phục vụ một số lượng người xem hạn chế do hỗ trợ truyền điểm-điểm Khi nhiều người cùng xem một kênh, dung lượng của tế bào vô tuyến có thể bị cạn kiệt, vì mỗi kênh cần có một kênh truyền dẫn riêng để phục vụ.
T ỔNG QUAN CÔNG NGHỆ DMB
DMB là sự mở rộng của công nghệ phát thanh số (DAB - Digital Audio Broadcasting) Công nghệ DAB đã đƣợc thiết kế và phát triển vào cuối những năm
Vào năm 1980, các chương trình phát thanh bắt đầu được phát sóng bằng công nghệ DAB Đến thập kỷ 90, nhiều quốc gia trên thế giới đã áp dụng công nghệ này Sự phát triển của DAB khởi nguồn từ EUREKA, một hiệp hội các công ty châu Âu, với vai trò cung cấp tài chính và điều phối các hoạt động nghiên cứu DAB, được biết đến với tên gọi EUREKA-147, là dự án thứ 147 của hiệp hội này Sau đó, DAB đã được công nhận là tiêu chuẩn châu Âu và từ năm 2005, nó cũng trở thành cơ sở cho tiêu chuẩn hóa của DMB.
DMB sử dụng công nghệ truyền dẫn DAB và tích hợp các phương thức mã hóa cho nội dung video và âm thanh Hệ thống này cung cấp giải pháp sửa chữa lỗi hiệu quả, cho phép nhận các chương trình truyền hình di động chất lượng cao, ngay cả khi di chuyển với tốc độ lên đến 200 km/h.
DAB/DMB sử dụng băng tần rộng 1,536 MHz và tốc độ truyền dữ liệu từ 1 đến 1,5 Mbit/s cho các kênh truyền hình di động và kênh dữ liệu khác DMB hỗ trợ nhiều chế độ truyền dẫn tương thích với các kiểu truyền tín hiệu vô tuyến trong các dải tần số khác nhau, cho phép hệ thống hoạt động linh hoạt từ 30MHz đến 3GHz trong phổ điện từ Truyền dẫn DMB không chỉ giới hạn ở mạng mặt đất (T-DMB) mà còn có thể thực hiện qua vệ tinh (S-DMB).
- Dải tần từ 174 - 240MHz (băng III) dùng cho T-DMB (DMB truyền trên mặt đất),
- Dải tần từ 474 - 858MHz (băng UHF) dùng cho T-DMB
- Dải tần từ 1452 - 1492MHz (băng L) dùng cho T-DMB
- Dải tần từ 2605 - 2655MHz (băng S) dùng cho S-DMB (DMB truyền bằng vệ tinh)
Trên thực tế sự sử dụng những băng này phụ thuộc vào những chính sách tại những quốc gia nơi mà DMB đƣợc triển khai
Hình 5.1 Mạng đơn tần (A) và mạng đa tần (B- mỗi màu một tần số khác nhau)
Hệ thống T-DMB bao gồm mạng các máy phát, hoạt động dưới dạng mạng đơn tần số (SFN) hoặc mạng đa tần số (MFN) Trong SFN, tất cả máy phát sử dụng cùng một kênh tần số và phát đồng bộ dữ liệu để tránh nhiễu, với bán kính phủ sóng lên đến 100 km Ngược lại, trong MFN, các máy phát gần nhau sử dụng kênh tần số khác nhau, với vùng phủ không quá 25 km, dẫn đến chi phí triển khai và vận hành cao hơn MFN cũng yêu cầu thiết bị cầm tay phải chuyển vùng tại các trạm thu để duy trì tín hiệu khi di chuyển qua vùng phủ của các trạm phát khác nhau.
S-DMB tồn tại dưới một số biến thể được so sánh trong (Hình 5.2) Một vệ tinh S-DMB cung cấp một vùng phủ sóng với bán kính tới vài trăm km và đƣợc đặt trên quỹ đạo địa tĩnh Phạm vi phủ sóng của S-DMB là rất lớn so với T- DMB và thậm chí là bao trùm toàn bộ các nước Tín hiệu phát từ một vệ tinh có thể nhận được bởi một thiết bị đầu cuối có bộ thu vệ tinh trực tiếp hay từ một mạng các trạm lặp Ở một biến thể khác, S-DMB có thể hỗ trợ mạng 3G giống nhƣ UMTS Tín hiệu từ vệ tinh có thể thu trực tiếp hoặc từ trạm gốc gần đó của mạng UMTS mặt đất Mạng mặt đất sẽ khuếch đại và chuyển đi tín hiệu vệ tinh Do UMTS ban đầu đã đƣợc thiết kế cho truyền dẫn điểm-điểm, nên điều tiên quyết để áp dụng biến thể này là mạng UMTS riêng này đã đƣợc mở rộng cho phát quảng bá
Hình 5.2 Các biến thể của S-DMB
C ÁC DỊCH VỤ DAB VÀ DMB
Hình 5.3 cung cấp cái nhìn tổng quan về các dịch vụ và bộ phận dịch vụ mà DAB/DMB có khả năng cung cấp Các dịch vụ này được phân loại thành bốn nhóm chính: dịch vụ truyền hình số, phát thanh số, dịch vụ dữ liệu và dịch vụ tương tác.
Hình 5.3 Tổng thể các dịch vụ và thành phần dịch vụ DAB/DMB
Dịch vụ truyền hình số DMB:
Dịch vụ video DMB cho phép truyền bá kỹ thuật số các chương trình truyền hình di động và phát thanh kỹ thuật số Các chương trình này được mã hóa đặc biệt để thiết bị di động có thể thu và phát lại Một trong những chức năng quan trọng của dịch vụ video là mã hóa nguồn để nén hình ảnh, âm thanh và dữ liệu bổ trợ, đồng thời đồng bộ và hợp nhất các dòng dữ liệu khác nhau.
Dịch vụ phát thanh số DAB:
DAB, hay Phát thanh số, được thiết kế để thay thế các chương trình phát thanh VHF tương tự, nhằm nâng cao chất lượng truyền dẫn Khác với tín hiệu analog, lỗi trong tín hiệu số do nhiễu có thể được phát hiện và điều chỉnh ở một mức độ nhất định, mang lại sự ổn định và tin cậy hơn cho người nghe.
Các dịch vụ dữ liệu:
Dịch vụ dữ liệu chuyển giao dữ liệu bằng các gói cố định, khác với PAD, cho phép chuyển giao độc lập với dữ liệu âm thanh hoặc hình ảnh, được gọi là dữ liệu không liên quan đến chương trình phát sóng (NPAD) Ứng dụng quan trọng nhất của dịch vụ này là chuyển giao đối tượng đa phương tiện (MOT) và đường hầm IP.
Các dịch vụ tương tác:
Sự kết hợp giữa DMB và các mạng di động như GSM hoặc UMTS cho phép cung cấp chương trình truyền hình di động tương tác, giúp người xem có thể lựa chọn và thực hiện hành động Dịch vụ dữ liệu như SMS hoặc GPRS của mạng di động hoạt động như các kênh hồi tiếp, cho phép thực hiện giao dịch và gửi dữ liệu của người xem trở lại cho các nhà cung cấp dịch vụ Tuy nhiên, các giao thức cần thiết cho truyền hình tương tác không được cố định trong các tiêu chuẩn mà thường dựa vào các giải pháp riêng biệt.
Hình 5.4 Kết hợp các mạng DMB và GSM/UMTS để cung cấp các dịch vụ tương tác.
S O SÁNH NHỮNG ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA DVB-H VỚI DMB
Trong nghiên cứu về giải pháp truyền hình di động DVB-H, hiện đang được triển khai thực tế tại VTC Mobile ở Việt Nam, tôi đã tìm hiểu một số điểm khác biệt cơ bản giữa hai giải pháp này.
Bảng 5.1: đặc tính cơ bản của DVB-H với DMB
STT Đặc Điểm DVB-H DMB
1 Tốc độ bit của một kênh truyền hình có độ nét tiêu chuẩn SDTV
2 Cơ sở hạ tầng mạng chuyển tiếp công nghệ DVB-T / DVB-H
- Mạng đơn tần SFN (Single frequency networks)
- Mạng đa tần MFN (Multifrequency networks)
DAB mở rộng với khả năng tương thích nhiều dải tần số khác nhau, bao gồm: dải tần từ 174 - 240MHz (băng III) cho T-DMB (DMB truyền trên mặt đất), dải tần từ 474 - 858MHz (băng UHF) cũng dành cho T-DMB, dải tần từ 1452 - 1492MHz (băng L) cho T-DMB, và dải tần từ 2605 - 2655MHz (băng S) phục vụ cho S-DMB (DMB truyền bằng vệ tinh).
Trên 1 kênh vô tuyến DAB/DMB có độ rộng băng tần là 1,536 MHz có thể phát đƣợc nhiều kênh trên 1 băng tần
Màn hình điện thoại nhỏ Màn hình điện thoại nhỏ
- Trạm phát sóng GSM, RPRS, CDMA
- Vệ tinh và mặt đất T-DMB/S-DMB
Nguồn năng lƣợng Pin và có giới hạn
Nguồn năng lƣợng Pin đƣợc tốt hơn
7 Khoảng cách các Cell và cường độ bắt sóng
- Hạn chế bởi các cột phát sóng- đan xen những mạng tổ ong
- Gới hạn nhiều thuê bao truy cập cùng 1 lúc
- Người sử dụng đi với vận tốc 200km/h vẫn xem hình ảnh bình thường
Truyền hình di động DMB nổi bật với nhiều đặc điểm quan trọng, khẳng định vai trò chủ chốt trong các giải pháp truyền hình hiện nay Những tính năng nổi bật của DMB bao gồm khả năng truyền tải nội dung chất lượng cao và hỗ trợ đa dạng các dịch vụ truyền thông, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người dùng.
DMB, viết tắt của Digital Multimedia Broadcasting, là một hệ thống mở rộng từ DAB, được sử dụng phổ biến cho quảng bá vô tuyến số Hệ thống này hỗ trợ mã hóa các chương trình truyền hình di động với nhiều độ phân giải và tốc độ khung khác nhau, đồng thời phát sóng tới nhiều thiết bị đầu cuối như điện thoại cầm tay và PDA Ngoài việc cung cấp truyền hình di động và phát thanh, DMB còn mang đến các giải pháp truyền dữ liệu khác dựa trên nền tảng IP.
Một kênh vô tuyến DAB/DMB với băng tần 1,536 MHz có khả năng truyền tải từ 4 đến 5 chương trình truyền hình di động và một hoặc hai chương trình phát thanh Trong khi đó, một kênh truyền hình tương tự có băng tần 7 hoặc 8 MHz có thể cung cấp toàn bộ 4 kênh DAB/DMB.
15 tới 20 chương trình truyền hình di động và 5 chương trình phát thanh
Dịch vụ DMB áp dụng mã lỗi hai bước, giúp tạo ra sự truyền dẫn ổn định ngay cả trong điều kiện nhiễu Người xem có thể thưởng thức các chương trình truyền hình di động với chất lượng tốt, ngay cả khi di chuyển với vận tốc cao Bằng cách sử dụng các giải pháp xen lẫn thời gian và tần số, những chùm lỗi lớn được chia nhỏ thành các lỗi bit riêng lẻ, từ đó tăng cường độ tin cậy của chuẩn hoá lỗi.
Phương thức điều chế đa sóng mang OFDM và DMB giúp hạn chế hiệu quả nhiễu giữa các ký tự do hiện tượng truyền lan của tín hiệu vô tuyến đa đường.
Một trong những ưu điểm nổi bật của DMB là khả năng hoạt động trên hạ tầng đã có của DAB, hệ thống đã được triển khai rộng rãi ở nhiều quốc gia Điều này giúp DMB tiết kiệm chi phí triển khai, vì không cần thiết phải xây dựng một hạ tầng riêng biệt Lợi thế này đặc biệt rõ ràng tại các nước châu Âu, nơi DAB đã được áp dụng rộng rãi.
