Tài liệu Nghiên cứu, ứng dụng truyền dữ liệu qua mạng truyền hình số cho thiết bị cầm tay

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Nguyễn Hải Nam NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG TRUYỀN DỮ LIỆU QUA MẠNG TRUYỀN HÌNH SỐ CHO THIẾT BỊ CẦM TAY LUẬN VĂN THẠC SỸ Hà Nội 2007 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Nguyễn Hải Nam NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG TRUYỀN DỮ LIỆU QUA MẠNG TRUYỀN HÌNH SỐ CHO THIẾT BỊ CẦM TAY Ngành : Công nghệ điện tử – viễn thông Chuyên ngành : Kỹ thuật vô tuyến điện tử và thông tin liên lạc Mã số : 2.07.00 LUẬN VĂN THẠC SỸ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGÔ THÁI TRỊ Hà Nội 2007 i MỤC LỤC Môc lôc .......................................................................................................i ThuËt ng÷ viÕt t¾t .............................................................................. iii Danh môc h×nh vÏ ................................................................................ vii Danh môc b¶ng biÓu ............................................................................ix më ®Çu ........................................................................................................ 1 Ch-¬ng1: Tæng quan vÒ truyÒn h×nh sè di ®éng ............... 3 1.1. Giíi thiÖu chung ............................................................................... 3 1.2. C¸c tiªu chuÈn truyÒn h×nh di ®éng ®ang ®-îc øng dông .................. 3 1.2.1. Tiªu chuÈn truyÒn h×nh di ®éng DVB-H .................................4 1.2.2. Tiªu chuÈn truyÒn h×nh di ®éng T-DMB ................................ 8 1.2.3. Tiªu chuÈn truyÒn h×nh di ®éng ISDB-T .............................. 11 1.2.4. Tiªu chuÈn truyÒn h×nh di ®éng MediaFlo ............................12 1.3. C«ng nghÖ IP Datacast tèi -u hãa truyÒn h×nh di ®éng. ................... 15 Ch-¬ng 2: CÊu tróc hÖ thèng IPDC qua DVB-H ................... 17 2.1. M« h×nh cÊu tróc ............................................................................. 17 2.1.1. Chøc n¨ng c¸c khèi ............................................................. 17 2.1.2. C¸c ®iÓm tham chiÕu. .......................................................... 19 2.2. Sù ho¹t ®éng end -to - end. ............................................................. 21 2.2.1. CÊu h×nh dÞch vô ................................................................. 21 2.2.2. H-íng dÉn dÞch vô ®iÖn tö ESG. ......................................... 25 2.2.3. Bootstraping ESG ................................................................ 31 2.2.4. Luång th«ng b¸o. ................................................................ 34 2.3. Ph©n ph¸t néi dung ......................................................................... 36 2.3.1. Ph©n ph¸t dßng (Streaming) ................................................ 36 2.3.2. Ph©n ph¸t file. ..................................................................... 40 ii 2.4. Trao ®æi dÞch vô vµ b¶o vÖ. ............................................................. 43 2.4.1. KiÓu b¶o vÖ dÞch vô ph©n cÊp. ............................................. 44 2.4.2. Khèi logic vµ c¸c ®iÓm tham chiÕu. ..................................... 45 2.4.3. Luång th«ng b¸o. ................................................................ 49 2.5. Chång c¸c giao thøc. ....................................................................... 50 2.6. S¬ ®å cña c¸c ®Æc tÝnh IPDC. .......................................................... 53 2.6.1. CBMS-1. ............................................................................. 53 2.6.2. CBMS-2. ............................................................................. 54 2.6.3. CBMS-3. ............................................................................. 55 2.6.4. CBMS-4. ............................................................................. 55 2.6.5. CBMS-5. ............................................................................. 56 2.6.6. CBMS-6. ............................................................................. 56 2.6.7. CBMS-7. ............................................................................. 57 Ch-¬ng 3: M« h×nh ph©n ph¸t d÷ liÖu qua hÖ thèng DVB-H ......................................................................................................... 58 3.1. M« h×nh truyÒn d÷ liÖu qua DVB-H. .............................................. 59 3.2. PhÇn m· hãa d÷ liÖu IP Datacasting. ............................................... 60 3.2.1. Giao thøc ph©n ph¸t dßng thêi gian thùc (RTP). .................. 61 3.2.2. Giao thøc ph©n ph¸t file (FLUTE). ...................................... 66 3.2.3. TÇng giao thøc vËn chuyÓn. ................................................. 69 3.3. PhÇn truyÒn t¶i dßng IP qua DVB-H. .............................................. 72 3.3.1. Kü thuËt ®ãng gãi ®a giao thøc MPE. ................................. 74 3.3.2. Ph©n l¸t thêi gian. ............................................................... 78 KÕt luËn .................................................................................................. 88 Tµi liÖu tham kh¶o ............................................................................. 90 iii thuËt ng÷ viÕt t¾t ALC Asynchronous Layered Coding Mã hóa lớp không đồng bộ AP Access Point Điểm truy nhập BAT Bouquet Association Table Bảng kết hợp bó BER Bit Error Rate Tốc độ lỗi bit BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân CBMS Convergence of Broadcast and Mobile Services Hội tụ quảng bá và các dịch vụ di động CC Convolution Code Mã chập (xoắn) C/N Carrier to Noise Ratio Tỷ số sóng mang/ tạp âm CRC Cyclic Redundance Check Kiểm tra dƣ thừa theo chu kỳ CAM Conditional Access Module Khối truy nhập điều kiện COFDM Coded-OFDM Điều chế OFDM theo mã CP Cyclic Prefix Tiền tố vòng DAB Digital Audio Broadcasting Mạng phát thanh số DES Data Encryption Standard Tiêu chuẩn mã hóa dữ liệu DFT Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourier rời rạc DHCP Dynamic Host Configuration Giao thức cấu hình IP (máy tính) động DMB Digital Multimedia Broadcasting Mạng đa phƣơng tiện số DQPSK Difference QPSK Điều chế vi sai QPSK DS Data Stream Dòng dữ liệu DVB Digital Video Broadcasting Mạng truyền hình số DVB-H DVB-Handheld Truyền hình số di động DVB-T DVB- Terrestrial Truyền hình số mặt đất ECM Entitlement Control Message Thông báo điều khiển quyền iv EBU European Broadcasting Union Hiệp hội PT-TH Châu âu EMM Entitlement Management Message Thông báo quản lý quyền ETSI European Telecommunication Standards Institude Viện tiêu chuẩn viễn thông Châu âu ES Elementary Stream Dòng cơ bản ESG Electronic Service Guide Hƣớng dẫn dịch vụ điện tử ESGC ESG Container Phần vận chuyển ESG FEC Forward Error Correction Sửa lỗi trƣớc FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh FLUTE File DeLivery over Unidirectional Transport Phân phát file theo một hƣớng GI Guard Interval Khoảng bảo vệ GPS Global Possitionning System Hệ thống định vị toàn cầu GSM Global System for Mobile Communication Hệ thống di động toàn cầu HDTV High Definition TeleVision Truyền hình phân dải cao HP High Priority bit stream Quyền ƣu tiên cao HPA High Power Amplifier Khuyếch đại công suất HTTP Hyper Text Transfer Protocol Giao thức truyền siêu văn bản IFFT Inverse Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier ngƣợc INT IP/MAC Notification Table Bảng thông báo IP/MAC IP Internet Protocol Giao thức Internet IPDC IP Datacast Dữ liệu quảng bá dạng IP ISDB-T Intergeted Services Digital Broadcasting – Terrestrial Mạng tích hợp các dịch vụ truyền hình số mặt đất ISO International Standards Organisation Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISI Inter Symbol Interference Can nhiễu trong Symbol KMM Key Management Message Thông báo quản lý khóa v KMS Key Management System HÖ thèng qu¶n lý khãa KMSA Key Management System Agent Đại diện hệ thống quản lý khóa KSM Key Stream Message Thông báo dòng khóa LCT Layered Coding Transport Vận chuyển mã lớp MMS Multimedia Message Service Dịch vụ bản tin đa phƣơng tiện MPEG Moving Picture Experts Group Nhóm chuyên gia về ảnh động MPE Multi Protocol Encapsulation Đóng gói đa giao thức MTS MPEG- Tranport Stream Dòng vận chuyển MPEG NIT Network Information Table Bảng thông tin mạng OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplex Ghép kênh phân chia tần số trực giao OMA Open Mobile Association Kết hợp di động mở OSI Open System Interconnection Liên kết hệ thống mở PAT Program Association Table Bảng thông tin chƣơng trình PEK Program Encryption Key Khóa mã chƣơng trình PMT Program Map Table Bảng chƣơng trình PSI Program Specific Information Thông tin đặc tả chƣơng trình QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ cầu phƣơng RO Rights Object Đối tƣợng quyền R-S Reed-Solomon Mã sửa lỗi RTP Real Time Protocol Giao thức thời gian thực RTCP Real Time Control Protocol Giao thức điều khiển thời gian thực RTSP Real Time Streaming Protocol Giao thức dòng thời gian thực SAP Service Access Point Điểm truy nhập dịch vụ SDP Session Description Protocol Giao thức mô tả phiên SEK Service Encryption Key Khóa mã dịch vụ SI Service Information Thông tin dịch vụ vi S/N Signal to Noise Ratio Tỷ số tín hiệu / tạp âm SFN Single Frequency Network Mạng đơn tần SMS Short Message Service Dịch vụ bản tin ngắn TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền T-DMB Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting Mạng đa phƣơng tiện số mặt đất TMCC Transmission Multiplexing Configuration Control Điều khiển cấu hình hợp kênh truyền dẫn TEK Trafic Encryption Key Khóa mật mã đƣờng truyền TS Transport Stream Dòng vận chuyển TPS Tranmission Parametter Signalling Báo hiệu tham số truyền dẫn UDP User Datagram Protocol Giao thức gói dữ liệu ngƣời dùng UHF Ultra- High Frequency Dải tần số UHF UMTS Universal Mobile Telecommunication System Hệ thống thông tin di động chung VHF Very High Frequency Dải tần số VHF WAP Wireless Application Protocol Giao thức ứng dụng không dây vii DANH MỤC HÌNH VẼ HÌNH 1.1: MÔ TẢ HỆ THỐNG DVB-H (CHIA SẺ GHÉP KÊNH VỚI DỊCH VỤ MPEG2) ........................................................................................ 7 HÌNH 1.2: CẤU TRÚC CỦA DMB ............................................................... 9 HÌNH 1.3: HỆ THỐNG ISDB-T .................................................................. 11 HÌNH 1.4: CẤU TRÚC MẠNG MEDIAFLO .............................................. 13 HÌNH 2.1: CẤU TRÚC HỆ THỐNG IPDC QUA DVB-H........................... 17 HÌNH 2.2: SỰ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC ĐIỂM THAM CHIẾU ĐỐI VỚI CẤU HÌNH DỊCH VỤ ................................................................................. 22 HÌNH 2.3: LUỒNG THÔNG BÁO CHO CẤU HÌNH DỊCH VỤ ................ 24 HÌNH 2.4: SỰ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC ĐIỂM THAM CHIẾU CHO ESG ..................................................................................................................... 26 HÌNH 2.5: CUNG CẤP ESG PHÂN TÁN. .................................................. 30 HÌNH 2.6: CUNG CẤP ESG TẬP TRUNG ................................................. 31 HÌNH 2.7: CƠ CHẾ BOOTSTRAP ESG ..................................................... 32 HÌNH 2.8: SỰ TƢƠNG TÁC HOẠT ĐỘNG ĐỐI VỚI ESG ....................... 34 HÌNH 2.12: LUỒNG THÔNG BÁO CHO PHÂN PHÁT FILE. .................. 41 BẢNG 2.10: MÔ TẢ CÁC THÔNG BÁO CHO PHÂN PHÁT FILE ......... 42 HÌNH 2.13 BIỂU DIỄN MÔ HÌNH PHÂN CẤP CHO BẢO VỆ DỊCH VỤ. ..................................................................................................................... 44 HÌNH 2.14: MÔ TẢ KHỐI CHỨC NĂNG VÀ CÁC ĐIỂM THAM CHIẾU CHO PHẦN TRAO ĐỔI DỊCH VỤ VÀ BẢO MẬT. .................................. 45 HÌNH 2.16: PHÂN CẤP CÁC GIAO THỨC, ỨNG DỤNG TRONG IP DATACAST. ............................................................................................... 50 HÌNH 2.18: CÁC GIAO THỨC QUA ĐIỂM THAM CHIẾU CBMS-2 ...... 54 HÌNH 2.19: CÁC GIAO THỨC QUA ĐIỂM THAM CHIẾU CBMS-3 ...... 55 HÌNH 2.20: CÁC GIAO THỨC QUA ĐIỂM THAM CHIẾU CBMS-4 ...... 56 viii HÌNH 2.21: CÁC GIAO THỨC QUA ĐIỂM THAM CHIẾU CBMS-5 ...... 56 HÌNH 2.22: CÁC GIAO THỨC QUA ĐIỂM THAM CHIẾU CBMS-6 ...... 56 HÌNH 2.23: CÁC GIAO THỨC QUA ĐIỂM THAM CHIẾU CBMS-7 ...... 57 HÌNH3.1: MÔ HÌNH TRUYỀN DỮ LIỆU QUA DVB-H ........................... 59 HÌNH 3.2: CHỒNG GIAO THỨC TRONG IPDC ....................................... 60 HÌNH 3.4: ĐÓNG GÓI MỘT DÒNG ÂM THANH ĐỂ TRUYỀN TẢI QUA DÒNG TRUYỀN DVB ................................................................................ 65 HÌNH 3.5: CẤU TRÚC KHỐI CỦA FLUTE ............................................... 66 HÌNH 3.6: ĐỐI TƢỢNG VẬN CHUYỂN VÀ Mà HÓA KÝ HIỆU TỚI CÁC GÓI FLUTE ........................................................................................ 68 HÌNH 3.7: DÒNG IP ĐƢỢC TRUYỀN QUA MẠNG DVB-H ................... 72 HÌNH 3.9: CẤU TRÚC CỦA KHUNG MPE-FEC. ..................................... 75 HÌNH 3.10: BẢNG DỮ LIỆU ỨNG DỤNG ................................................ 76 HÌNH 3.11: BẢNG DỮ LIỆU RS ................................................................ 77 HÌNH 3.12: CÁC CỘT TRỐNG .................................................................. 78 HÌNH 3.13: MÔ TẢ LÁT THỜI GIAN TRONG DVB-H ............................ 79 HÌNH: 3.14 KẾT HỢP GIỮA CÁC DỊCH VỤ LÁT THỜI GIAN VÀ KHÔNG LÀ LÁT THỜI GIAN ................................................................... 80 HÌNH 3.15: MỖI TIÊU ĐỀ MPE CÓ CHỨA DELTA-T CHỈ KHOẢNG THỜI GIAN BẮT ĐẦU CỤM (BURST) TIẾP SAU. .................................. 82 HÌNH 3.16: DELTA-T JITTER ................................................................... 83 HÌNH 3.17: CÁC THAM SỐ BURST.......................................................... 85 HÌNH 3.18: ĐỘ DÀI BURST LỚN NHẤT. ................................................. 86 ix DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Bảng đặc tính kỹ thuật của DMB .....................................................9 Bảng 1.2: Các tham số truyền dẫn cơ bản ở 3 chế độ của ISDB-T .................11 Bảng 1.3: Đặc tính kỹ thuật của MediaFlo .....................................................13 Bảng 2.1: Mô tả chức năng các khối trong hệ thống IPDC qua DVB-H ........16 Bảng 2.2: Mô tả các điểm tham chiếu trong IPDC qua DVB-H .....................18 Bảng 2.3: Mô tả chức năng của các khối logic ...............................................21 Bảng 2.4: Mô tả các luồng thông báo .............................................................22 Bảng 2.5: Mô tả các khối chức năng trong ESG .............................................25 Bảng 2.6: Mô tả các thông báo trong ESG .....................................................32 Bảng 2.7: Mô tả các khối logic trong phân phát dòng thời gian thực .............35 Bảng 2.8: Mô tả chi tiết các thông báo phân phát dòng ..................................37 Bảng 2.9: Mô tả chức năng khối logic trong phân phát file ............................38 Bảng 2.10: Mô tả các thông báo trong phân phát file .....................................40 Bảng 2.11: Mô tả các khối logic thực hiện trong phần trao đổi dịch vụ và bảo mật ..................................................................................................................43 Bảng 2.12: Mô tả các thông báo logic cho trao đổi dịch vụ và bảo mật .........47 x Bảng 2.13: Mô tả các ứng dụng dịch vụ .........................................................50 Bảng 2.14: Mô tả IPDC ứng dụng thiết bị đầu cuối ........................................51 1 MỞ ĐẦU Thế giới đang chứng kiến sự trùng hợp ngày càng tăng của quảng bá (Broadcasting) và Internet nhằm mục đích khai thác các mặt mạnh của nhau trong phục vụ khách hàng. Ngày nay việc xem các chƣơng trình truyền hình nhờ việc truyền dữ liệu qua các đƣờng truyền Internet tốc độ cao (nhƣ là ADSL) không còn là điều mới mẻ. Ngƣợc lại việc khách hàng sử dụng điện thoại di động yêu cầu nhà quảng bá, nhà cung cấp dịch vụ cung cấp các dịch vụ cho họ đã là khá phổ biến ở các nƣớc tiên tiến. Hiện nay, do nhu cầu của thị trƣờng, trên thế giới đã có nhiều tiêu chuẩn công nghệ truyền hình di động khác nhau đƣợc nghiên cứu, phát triển và ứng dụng. Nhƣng tựu chung lại, chúng có thể phân thành hai xu hƣớng chính nhƣ sau: - 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 từng đƣợc một số quốc gia áp dụng nhƣ Nhật Bản, Hàn Quốc ... Tuy nhiên loại hình này vƣớng phải nhiều hạn chế lớn nhƣ chi phí rất cao, thêm vào đó là khả năng nghẽn mạng thƣờng xuyên xảy ra do luồng dữ liệu truyền hình phụ thuộc trực tiếp vào hạ tầng mạng viễn thông. Trong khi đó truyền hình di động trên sóng truyền hình thì giá thành rẻ hơn rất nhiều và kèm theo đó là một loạt các tiện ích đặc thù. IP Datacast qua DVB-H là sự kết hợp giữa chuẩn DVB-H và công nghệ IP. Sự kết hợp này đã đƣợc phép quảng bá các nội dung số hóa chẳng hạn nhƣ các gói IP đƣợc truyền đi trên mạng Internet. IPDC đem đến thuận lợi là tất cả các nội dung đƣợc số hóa dựa trên IP chẳng hạn nhƣ các luồng video, các trang web, các file nhạc hay các phần mềm trò chơi đều đƣợc dễ dàng phân phối qua quảng bá và đƣợc thu nhận bởi các đầu thu di động. 2 Nhận thức đƣợc tầm quan trọng của một công nghệ mới có nhiều ƣu việt này, tôi nhận thấy nên lựa chọn đề tài luận văn tốt nghiệp theo hƣớng tiếp cận với việc nghiên cứu, tìm hiểu để ứng dụng một cách có hiệu quả kỹ thuật còn mới mẻ này, cũng là để góp phần phát triển ngành truyền hình. Nội dung của luận văn là “ Nghiên cứu, ứng dụng truyền dữ liệu trên mạng truyền hình số cho thiết bị cầm tay”, bao gồm các chƣơng sau: Chƣơng 1: Tổng quan về mạng truyền hình số di động. Chƣơng 2: Cấu trúc hệ thống IPDC qua DVB-H. Chƣơng 3: Mô hình truyền dữ liệu qua DVB-H. Kết luận: Đánh giá lại những vấn đề nghiên cứu. Nội dung nghiên cứu luận văn này đƣợc xây dựng trên cơ sở những kiến thức đã đƣợc tiếp thu trong quá trình học tập, nghiên cứu tại Trƣờng Công Nghệ. Với thời gian nghiên cứu hạn hẹp, bài luận văn này không tránh khỏi có những sai sót, tác giả mong đƣợc sự góp ý chỉ bảo của các Thầy Cô và bạn bè đồng nghiệp. Qua đây, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS. Ngô Thái Trị – Trung tâm tin học và đo lƣờng - Đài THVN đã giúp đỡ tận tình và có nhiều góp ý, cùng nhiều tài liệu bổ ích để bản luận văn này đƣợc hoàn thành. Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô giáo Khoa Điện tử – Viễn thông, Đại học Công nghệ - ĐH Quốc Gia Hà Nội đã tạo điều kiện học tập và nghiên cứu cho tác giả trong khóa học vừa qua. Xin chân thành cảm ơn các bạn bè đồng nghiệp, các bạn học cùng lớp đã có những lời động viên quí báu trong suốt thời gian thực hiện bài luận văn này. Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2007 Nguyễn Hải Nam. 3 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH SỐ DI ĐỘNG 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG [2, 21] Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin là sự phát triển của công nghệ viễn thông nói chung và công nghệ truyền hình nói riêng, các ứng dụng thu truyền hình di động đã và đang trở thành một xu hƣớng rõ rệt cho quá trình phát triển của công nghệ truyền hình hiện đại, đặc biệt là khả năng cá nhân hóa những nội dung mà ngƣời sử dụng muốn thƣởng thức và khả năng tƣơng tác trực tiếp giữa khán giả và chƣơng trình cũng nhƣ giữa khán giả và những ngƣời làm chƣơng trình. Hiện nay, do nhu cầu của thị trƣờng, trên thế giới đã có nhiều tiêu chuẩn công nghệ truyền hình di động khác nhau đƣợc nghiên cứu, phát triển và ứng dụng. Cụ thể nhƣ sau: - DVB-H: Tiêu chuẩn của Châu âu dựa trên chuẩn truyền hình số mặt đất (DVB-T) . - ISDB-T: Mạng tích hợp các dịch vụ số mặt đất. Tiêu chuẩn này đƣợc đƣa ra bởi Nhật. - MediaFlo: Tiêu chuẩn phát hình của Mỹ do Qualcomm phát triển. Tiêu chuẩn này dựa trên công nghệ truyền dẫn Flo của hãng Qualcomm. - DMB: Do Hàn Quốc phát triển dựa trên tiêu chuẩn mạng quảng bá phát thanh số (DAB) và truyền thông đa phƣơng tiện. Trong số đó tiêu chuẩn DVB-H đã thể hiện nhiều ƣu điểm vƣợt trội và đã đƣợc thử nghiệm, triển khai tại một số quốc gia trên thế giới nhƣ Phần Lan, Mỹ, Italia, ấn Độ ... Tại Việt Nam công nghệ di động theo tiêu chuẩn này 4 đã đƣợc công ty truyền hình di động VTC đƣa vào triển khai dịch vụ cuối năm 2006. 1.2. CÁC TIÊU CHUẨN TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG ĐANG ĐƯỢC ỨNG DỤNG 1.2.1. Tiêu chuẩn truyền hình di động DVB-H [3] 1.2.1.1. Tiêu chuẩn DVB-T Từ năm 1995 các nƣớc châu âu đã tiến hành thử nghiệm phát sóng truyền hình số mặt đất. Đến tháng 2 năm 1997 tiêu chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T chính thức đƣợc công nhận và ban hành bởi tổ chức ETSI. Hệ thống DVB-T đƣợc thiết kế dựa trên ý tƣởng: - Đƣa ra mô hình hệ thống phát sóng truyền hình số mặt đất. - Xác định các yêu cầu về chất lƣợng tín hiệu và khả năng tƣơng thích cho các loại dịch vụ khác nhau. - Quan tâm tới vấn đề xử lý tín hiệu ở máy thu để mở rộng các giải pháp thực hiện hệ thống khác nhau. - Chống phản xạ nhiều đƣờng, chống pha đinh, chống hiệu ứng Doppler. - Tạo khả năng thu di động: Ngƣời xem dù đi trên ô tô, tàu hoả vẫn xem đƣợc các chƣơng trình truyền hình. - Tạo khả năng thiết lập mạng đơn tần (SFN-Single Frequency Network), nghĩa là nhiều máy phát trên cùng một kênh sóng. - Tạo khả năng đa phƣơng tiện. - Khả năng mở rộng cho đa phƣơng tiện di động. Trong mỗi chế độ truyền dẫn của chuẩn DVB-T có thể truyền tải đƣợc tối đa hai cấp độ khác nhau : 5 - Đối với chế độ không có phân cấp, chỉ có các vùng có cƣờng độ trƣờng đạt giá trị lớn hơn mức ngƣỡng mới có thể thu đƣợc chƣơng trình. - Đối với máy phát hoạt động ở chế độ có phân cấp, khi đó có hai mức ngƣỡng thu khác nhau. Mức ngƣỡng 1 cho phép thu đƣợc toàn bộ các chƣơng trình. Mức ngƣỡng 2 chỉ giá trị cho phép thu đƣợc chƣơng trình có ƣu tiên trong khâu truyền dẫn. Chế độ phân cấp tại bộ điều chế chỉ thực hiện đƣợc khi điều chế 16 QAM hay 64 QAM. Điều chế phân cấp có hai đặc tính chính là : - Cho phép phát sóng hai dòng truyền tải MPEG độc lập trên cùng một kênh RF. - Mỗi dòng truyền tải sẽ có khả năng chống lỗi riêng do đó sẽ có vùng phủ sóng riêng. Các thông số kỹ thuật chính của chuẩn DVB-T : - Tín hiệu vào : Dòng truyền tải MPEG 2 - Tốc độ dữ liệu vào : 4,98 – 31,67 Mb/s. - Mã khối : RS 204/188. - Tỷ lệ mã FEC : 1/2 ; 2/3 ; 3/4 ; 5/6 ; 7/8. - Điều chế không phân cấp :  = 1. - Điều chế phân cấp :  =2;  = 4. - Điều chế sóng mang: QPSK, 16 QAM, 64 QAM. - Khoảng bảo vệ: 1/4 , 1/8 , 1/16 , 1/32. - Độ rộng kênh RF: 6, 7, 8 Mhz. Dòng dữ liệu sau khi đƣợc nén và ghép kênh đƣa vào máy phát sẽ đƣợc xử lý nhƣ sau: - Phối hợp ghép kênh truyền tải và ngẫu nhiên hóa dữ liệu để đồng đều mức năng lƣợng. - Mã hóa ngoại (Reed Solomon). 6 - Xáo trộn ngoại (outer interleaving). - Mã hóa nội (mã xoắn punctured). - Xáo trộn nội (inner interleaving). - Mapping và điều chế. - Truyền dẫn OFDM. Tín hiệu vào máy phát là dòng truyền tải MPEG2 và đầu ra là tín hiệu RF tới anten. 1.2.1.2. Tiêu chuẩn DVB-H Hệ thống truyền dẫn DVB-T đã chứng tỏ khả năng của nó phục vụ các đầu cuối cố định, xách tay, di động. Tuy nhiên các đầu cuối cầm tay (các thiết bị với pin công suất thấp) đòi hỏi có cấu trúc xác định từ hệ thống truyền dẫn phục vụ chúng: - Do pin công suất thấp, hệ thống truyền dẫn phải cho phép máy thu có khả năng liên tục tắt nguồn của một vài phần tử trong chuỗi thu để tăng thời lƣợng sử dụng pin. - Do mục đích là cho ngƣời sử dụng hay di chuyển, hệ thống truyền dẫn phải cho phép dễ dàng truy cập tới các dịch vụ DVB-H khi các đầu cuối thu rời khỏi một ô và vào một ô mới. - Với mục đích là phục vụ nhiều tình huống sử dụng (trong nhà, ngoài trời, đi bộ, và trong các phƣơng tiện giao thông chuyển động), hệ thống truyền dẫn phải đƣa ra độ mềm dẻo / phân cấp đầy đủ để cho phép việc thu các dịch vụ ở nhiều tốc độ, trong khi tối ƣu hóa vùng phủ sóng của máy phát. - Do các dịch vụ đƣợc vận chuyển trong một môi trƣờng có các mức nhiễu nhân tạo lớn, hệ thống truyền dẫn phải đƣa ra các phƣơng pháp để giảm thiểu các hiệu ứng của chúng tới khả năng thu nhận tín hiệu. 7 DVB-H đƣợc phát triển gần đây nhất trong tập các chuẩn truyền dẫn của DVB đáp ứng các yêu cầu trên và thích nghi với hệ thống DVB-T trong truyền hình số mặt đất cho thiết bị cầm tay với pin công suất thấp. Hình 1.1: Mô tả hệ thống DVB-H (chia sẻ ghép kênh với dịch vụ MPEG2) DVB-H sử dụng các thành phần công nghệ sau cho lớp liên kết và lớp vật lý: - Lớp liên kết: - Phân lớp thời gian để giảm năng lƣợng tiêu thụ trung bình của thiết bị đầu cuối và cho phép chuyển giao tần số mềm dẻo. - Sửa lỗi trƣớc cho dữ liệu đƣợc đóng gói đa giao thức (MPE-FEC) để cải thiện hệ số C/N và hiệu ứng Doppler trong kênh di động chịu ảnh hƣởng của nhiễu xung lớn. - Lớp vật lý: - Báo hiệu DVB-H trong các bit TPS để tăng cƣờng và tăng tốc việc khám phá dịch vụ. Bộ nhận dạng ô cũng đƣợc mang trong các bit TPS để hỗ 8 trợ việc quét tín hiệu và chuyển giao tần số nhanh hơn trên các thiết bị đầu cuối thu di động. - Chế độ 4K để thỏa hiệp giữa các kích thƣớc ô SFN và tính di động cho phép việc thu đơn anten trong các FSN trung bình ở tốc độ rất cao. 1.2.2. Tiêu chuẩn truyền hình di động T-DMB [10] DMB là mạng quảng bá đa truyền thông số có khả năng truyền đồng bộ âm thanh, hình ảnh, dữ liệu cho các thiết bị di động. DMB là sự mở rộng của tiêu chuẩn EUREKA 147 chủ yếu là dựa trên mạng phát thanh số DAB. Cũng giống nhƣ DVB, DMB cũng có khả năng truyền qua vệ tinh (S-DMB) hay truyền số mặt đất (T-DMB). Nhƣ vậy T-DMB chính là sự kết hợp của mạng quảng bá phát thanh số DAB và truyền thông đa phƣơng tiện. T-DMB cung cấp các loại hình dịch vụ dữ liệu khác nhau: thông tin chƣơng trình, thông tin về sản phẩm, thông tin giao thông, cũng nhƣ âm thanh hình ảnh trên các thiết bị di động. Với T-DMB ngƣời nghe sóng không chỉ nghe mà còn có thể xem các chƣơng trình trong khi đang nghe trên sóng phát thanh số. 1.2.2.1. Cấu trúc của DMB Trong cấu trúc phân lớp của DMB, dữ liệu đƣợc nén, đƣợc tập hợp lại, đƣợc đóng gói, sửa lỗi rồi truyền lên mạng phát thanh số DAB. - Lớp vận chuyển: Lớp này biểu diễn các thuật toán, các hệ thống để truyền dữ liệu từ lớp ứng dụng. Các thuật toán, hệ thống này đƣợc thông qua theo tiêu chuẩn của DAB để đóng gói dòng vận chuyển MPEG2 cùng với dòng dữ liệu trên một kênh nhỏ. Để có thể sửa lỗi thì phía trên của lớp vận chuyển đƣợc cộng thêm mã sửa lỗi RS và thuật toán ghép xen. - Lớp ứng dụng: Lớp này chứa các thuật toán, hệ thống để đóng gói, mã hóa nội dung. Nhƣ trên hình vẽ dòng vận chuyển MPEG2 TS đƣợc sử dụng để đóng gói, tập hợp nội dung và dùng để vận chuyển các gói dữ liệu từ các