Công nghệ, thiết bị và dịch vụ - Truyền hình số di động: Phần 2

Chia sẻ: Le Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:103

Thêm vào BST

Báo xấu

133
lượt xem 30
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu Truyền hình số di động - Công nghệ, thiết bị và dịch vụ: Phần 2 gồm nội dung chương 4 đến chương 6 của Tài liệu. Nội dung phần này trình bày công nghệ truyền hình số di động DVB-H, truyền hình di động sử dụng công nghệ 3G, một số thiết bị headend và thiết bị đầu cuối truyền hình di động.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Công nghệ, thiết bị và dịch vụ - Truyền hình số di động: Phần 2

C hư ơ ng 4 CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH số DI ĐỘNG DVB-H 4.1 GIỚI THIỆU Công nghệ DVB-H được thiết kế để sừ dụng cơ sở hạ tầng phát quảng bá truyền hình mặt đất số để chuyển giao các dịch vụ đa phương tiện cho các máy di động. Nó có thể sử dụng cùng các khe phổ tần dÙMg cho truyền hình sổ. Công nghệ DVB cho các thiết bị cẩm tay đà được thiết kế để đạt được các mục tiêu cùa chuyển tiếp dịch vụ truyền hình cho thiết bị cầm tay, nó bao gồm: - Dịch vụ quảng bá tiếp cận sổ lượng người dùng không giới hạn - Cung cấp công suất phát đủ lớn sao cho các thiết bị di động cỏ thể làm việc thậm chí cả trong các toà nhà. - Tiêu thụ nguồn pin khi thu kênh truyền hình lựa chọn. - Việc sừ dụng phổ tần phut quảng bá mặt đất, nó dang dần được trả lại tự do vì có kết quả của việc số hoá các mạng ưuyền hình. - Khả năng mã hoá và sửa lồi cung cấp các điều kiện cường độ tín hiệu khả biến cao trong môi trường thiết bị cầm tay.
138 Truyền hinh số d i đông - Cơ sở hạ tằng toi ihicu khi triên khai các dịch \ ụ triivci hình cho di động. DVB-H có thê sir dụng cùng cơ sa hạ tầng \ (V 1)\ B-1. i Một dịch vụ DVB-H có thê cunu cấp 20-40kênh hoặcli ni tuỳ thuộc vào tốc độ bit hay lên tứi 11 Mbit/s trong một kênhghép PVB-H, nó có thê tiếp cận tới hànu nghin nmrời xem ờ chế độ quang bá. Duứi đây là các lựa chọn dô cẩu hinh một hệ thốnu - Các chế độ băng thông 5. 6. 7 và 8MỈ Iz - Các chế độ sóni: mang COFDM 2k. 4k. 8k - Các định dạng điều chể gồm có 4ỌAM. 16QAM \ à 64ỌAM DVF3-II được tiêu chuân hoá bới DVB và E'I‘SI duới mă EN 302 304 vào tháng 11 nâm 2004. Lý do cái tiến một cách tự nhiên cùa công nghệ, có nhiều phiên bàn mới với các đặc diêm kv thuậi cơ bản mang tới cho tài khoan phát tricn mới nhất. Công nghê đưực phê chuấn cho phép thư nghiệm ở một so nơi bao gồm llelsinki. Pittsburgh. Oxford. Bác-xè-lỏ-na và Béc-lin. DVB-H cơ sớ Irên tiêu cliuắn mư và lUíTng thích \cVi DVB-T. Nó hướng theo các chế độ quảng bá IP và trên toàn bộ mạng đầu cuối lới đầu cuối ỈP. 4.1.1 Tại sao chọn DVB-H? Phát quàng bá truyền hinh số sir dụng truyền dần mặt đất được sử dụng một công nghệ rộng rãi với hơn 50 nước đà có truyèn dần mặt đất trong chế độ số. niậm chí ớ nhũrm nước truyền dần truyền hình tương tự là quy tấc tiêu chuẩn, truyền dẫn mặi đất số
Chương 4 Cóng nghệ truyèn hinh sổ di đông DVB-H 139 nhanh chóng dược giới thiệu \à tha> thế dẩn Iruyển dần mặl đàl tiriTnu tự. I rong quá trinh truyền, phò tần dang dược giải phóng, với một lín hiệu ghép kênh I)VIÌ-T dmi C thê mang tới 6 den 8 kênh, nó (S dề dàng chiếm khe tần số. Một thànli pliần mờ rộng cùa các dịch vụ Iià>' tới các ihict bị di dộng bời vậy cần cân nhẩc U i các lựa chọn để V phù hcTp \á i sự thay đổi đối với các khuyến nghị của DVB-T, nó dẫn tới các khuyến nghị của DVB-Handhcld. Các dịch vụ DVB-T khônu phù h(ĩp ngay với các thiết bị di động. Vì các tiêu chuẩn cho D\'B-T được làm cơ sờ cho máy thu số cố định với anten trên máy iưcnm đổi kim vả không giới hạn năng lượng pin trong quá ưình thu. Các yếu tố này thực hiện làm cho việc thu thảng DVB-T không phù hợp trong mỏi trường di động, do đặc trưng cùa môi trường di động là cường độ tín hiệu nhỏ hơn nhiều, sự di động và pha đinh. Tiêu chuấP [)VB-H, xác định các vếu tố này thông qua mở rộng h(Tp lý các chi tiêu kỹ thuật, trớ thành môi trường lý tường cho việc ciinu c â p t r u y e n h ì n h di d ộ n g . Các ycu lố khác làm giám phát triền DVB-H là các dịch vụ truyền hinh di dộng dựa trên 3G hoặc UMTS, các dịch vụ này với bán chất phát đíTTì hưcimg không có khá năng mỡ rộng trong môi trường rộng lớn. Chúng bị giới hạn trong việc sừ dụng phổ tẩn số \ à tài nguyên mạng tới cung cấp iruyền hình quàng bá đa kênh cho một sổ lượng lớn người dùng đồng thời. Dể mờ rộng, các dịch vụ phát đa hư(Vnj>. đang được xác định như MBMS. 'l uy nhiên sự độc lập cùa truyền hinh quảng bá thuần tuý với lần số mạng di động tế bào có những iru điểm rất quan trọng. Công nghệ phát thanh sổ (DAB) đang có cũng không lý tường. DAB sở hữu băng tẩn truyền dẫn chật hẹp và cần phổ tẩn.
140 Truyẻn hlnh SỔ di động giao thức cho cung cấp đa phương tiện tin cậy. Hệ thống DMB là một phần mờ rộng của các tiêu chuấn DAB nghĩa là cung câp thêm các thuộc tính cho đa phương tiện di động. DVB-H dựa trên lớp IP và phát các gói dữ liệu IP, đó là công nghệ mà có uii điồm hơn DMB ởđiềm này. 4.1.2 DVB-H hoạt động thế nào? DVB-H dựa trên cơ sờ truyền tải IP. Mình ánh được truyền tải sử dụng tín hiệu mã hoá hình ảnh MPEG-4/AVC (H.264). nó có thể cung cấp tín hiệu mã hoá ỌCIF ờ 384kbiưs hoặc ít hơn. Có nhiều bộ giải mă có thé hoạt động trên tín hiệu truyền hinh thời gian thực và cung cấp tín hiệu mã hoá MPEG-4/AVC ờ đầu ra dưới định dạng IP. Vi dựa trên truyền tải IP. DVB-H có thế hồ trợ mã hoá âm thanh và hinh ánh khác ngoài MPEG-4/AVC. về cơ bàn DVB-H là một truyền tải IP, nó có thể hồ trợ mọi loại luồng AV. Ngoài MPEG-4, định dạng mâ hoá Microsoít VC-1 là được sẳp đặt trong tiêu chuẩn DVB-H. Độ phân giải và kích cờ khung có the được lựa chọn bời nhà cung cấp dịch vụ để thoà mãn các mục tiêu tốc độ biưs. Dừ liệu sau đó được phát đi bảng một quàng bá IP (hình 4.1). Trong môi trường DVB-H điển hình một số lượng các dịch vụ âm thanh và truyền hinh có thể được mã hoá bởi một dãy các bộ mã hoá. Tất cả các bộ mà hoá được kết nối bời bộ chuyển mạch tới bộ đóng gói IP (IP encapsulator). sau đó được kết hợp tất cả các dịch vụ âm thanh và hinh ảnh cũng như tín hiệu PSI và SI và dữ liệu EPG thành các khung IP. Bộ đóng gói ỈP cùng cung cấp dừ liệu kênh đế được sấp xếp vào các khe thời gian sao cho máy thu
Chương 4 Cóng nghệ truyền hình số ơi động DVB-H 141 có ihế vần tich cực trong suốt thời gian dé dừ liệu lựa chọn kênh tích cực truyền vào không gian (hình 4.2). Hìnỉt 4. í: Một hệ thôny: iruyên dân truỵên hình di động DVB-H O V B -H V id * o • u d io U vc t> ^ 0 ) u J --Q Q T M E O IA F IL £ A U D IO V ìD E O H TM Ư XM L ESQ L ớ p d |C h v u L ơ p IP M v yng A ir u y é n l á i Hình 4.2: DVB-H ỈP Datacasting Bộ đóng gói IP cũng cung cấp nhiều mã sữa lỗi, các mã này có thể cung cấp các tín hiệu đáng tin cậy trong môi trưởng di động tiêu chuân. Tốc độ dừ liệu tại đẩu ra cùa một bộ đóng gỏi IP trong
142 Truyến hình sổ di đõng DVB-H nói chung phụ thuộc vảo kiêu đicii chế cùng như sự khà dụng cùa băng thông. Thông thường thi một kênh ghóp DVIỊ-H sò có ihế có tốc độ dữ liệu là 11 Mbiưs. klii đirợc dicu clic sò lại) ihành một dải sónu mang rộng 7-8Mlỉz. So sánh với một kcM ghcp ih 2IMbiưs cho dịch vụ DVB-T trong băng VIII'. Tốc dộ truycn dần cùa DVB-II có hiệu suất ihấp h(ĩii vi lý do chắp nhận sứa lồi ơ mức cao đẽ truyền dần mạnh hcrn tròng lìiôi trirờng ci'ic thict bị cầm tay. Dầu ra của bộ đóng gỏi IP ở định dạng ASl. sau dó dưạc đicu che bởi bộ diều chố COFDM với 4k (hoặc 8k) sóng maim. Bộ diều chê COF'DM cung cấp sự dàn hồi cần thiét dè chong lại pha đinh chọn lọc (sclectivc) và các điều kiện lan truyền khác. Ticu chuắn DVB-T cung cấp cho sóng mang 2k đến 8k tronii điều chc C'OFDM. Chế độ 4k dược dự định dùng cho DVỈÌ-II vi 2k sõng mang không đira ra chế dộ báo vệ thoà đáng chống lại pha đinh chọn lọc tẩn sổ và nó cũng cung cấp kích ihước ỏ nhó hơn bởi \ i yêu cẩu khoảng trống báo vệ trong mạng đ(Tn tần (S1'N). Dằng thời chế độ 8k sóng mang có số lượng sóng mang dày dặc \ à các tần số quá gần dối với dịch chuyến Doppler, chúng rất quan trọng dối với các máy thu dịch chuyển. Do đó. chế độ mới 4k sóng mang kết hiTp chặt chẽ như là phẩn thiết yéu trong tiêu chuẩn DVB-II. Chố dộ 4k đâ dung hoà tốt h(Tn giừa các kích thức ô và hiệu ứng Dopplcr do di chuyển. Một bộ chèn ký hiệu 4k cũng được sừ dụng trong quá trình điều chế. 'l uy nhiên, cần nhận biết răng chế dộ sóng mang thực tế phụ thuộc vào băng tẩn triền khai, ví dụ băng UHF hoặc băng L. Điều chế cho mồi sóng mang trong tập hợp các sóng mang có thể với điểu chế QPSK. 16QAM hoặc 64QAM.
Chuvng 4 Cóng nghệ truyền hình sổ di động DVB-H 143 l iêu chuáii n v i ì- n khuyển nghị cho diều chc COFl)M. nó phù hợp clio Cik SI-'N. I lộ thống sir dụnu các dồng hồ thừi gian dựa trên GPS \à nhàn lliời gian dè đam báo ràng tất cá các máy phát tronu niột \ ùng có thố \'ận hành duy trì cơ chc dồng bộ thôi gian, nỏ rấl cằn cho SFN. Diều đó cũng bao hàm ý nghĩa là các bộ lặp có thê dược sư dụim trone \ùim phu tại cùnu lẩn sổ và các bộ lặp đó cung câp thc*m cưcmg dộ lin liiệii tới các mãv thu lại máy di động. 4 .2 CÔNG NGHỆ CỦA DVB-H 4.2.1 Nguyên tắc CO’ bản của hệ thống DVB-H Xây dựnu dựa trên các niiuyèn lý cùa tiêu chuấn DVB-T và các tiêu chuân phát thanli số. tiôu chuàn DVB-II bố sung thèm các thành phân chức năng cằn ihict cho các ycu cầu cua môi trường thiểt bị di dộng cầm tay. C'a 1)\'B-T và Í)V|Ị-II dcu dùng chung U p vật lý \à [)V|Ị-Ị1 có ihè iiríTng thich ngược \á i DVB-T. Như V DVIi-T. DVB-H cõ thê vận chuyôn liiong truvcn tai MPEG-2 tưtrnu tự và dùng chung máy phát và cãc bộ diều chế OKDM cho tin hiộu ciia nó. Mục tiêu ùr 20 tới 40 chưcmg trinh phát ihanh và tru\ền hinli cho các thiết bị cằni ta\ có ihô phát bảng I bộ ghép duy nhàt hoặc dung lượng mộl bộ ghép có ihc dùng chung cho DVB-T và DVIÌ-II. Trong llụrc (ố tốc độ bit/s cho mội bộ ghép DVB-H có thc đạt được từ 5 tới 21Mbii/s. DVIÌ-H hỏ trự bô sung cho thiét bị di động cằm tay, Bao gồm việic tiei kiệm pin qua chu Irinh cẩt lát thời gian, tăng cường sự \ừ n g chác và cái Ihiộn kliá nãnii khỏi phục lỏi so với DVB-T sử dụng sưa lồi {MI-'C-nX’) dõng eói da giao thức. Ngoài ra DVB-H
144 Truyền hình số di động phát quảng bá ám thanh, hinh ảnh và các dữ liệu khác bầng IPv6. DVB-H cũng có thể được cho các tẩn số không quàng bá. Tiếp theo là các thuộc tính cơ bản cùa một hệ thống DVB-H: - Mã hoá âm thanh, hình ảnh, dữ liệu hoậc các fíle - Dùng quảng bá IP đề cung dừ liệu tới da máy thu - Tổ chức dừ liệu vào một nhóm của các gói cho mồi kênh (time slicing) - Thêm dừ liệu tin hiệu thích hợp cho tải thông tin luồng DVB-H - ứng dụng sửa lồi chuyến tiếp và đóng gói đa giao thức - Dùng thời gian lấy mẫu cùa hệ thống GPS cho các mạng đơn tần sổ - Điều chế sử dụng QPSK, 16QAM hoặc 64QAM sóng mang 4k COFDM với việc đan xen tần số. 4.2.2 Thành phần chức năng của mô hình phát dử liệu DVB-IP DVB-H dùng phát dử liệu IP (tham chiếu tới IPDC). Quá trình bao hàm đóng gói nội dung sổ vào các gói IP và sau dó chuyển các gói này trong một bộ thù tục đáng tin cậy. Nen tàng 11’ không hạn chế các kiểu nội dung do dó nó có thẻ tải và vi vậy IPDC phù hợp cho video trực tiếp, tải hình ảnh xuống (qua truyền tệp tin), các tệp tin nhạc, luồng ảm thanh và hinh ảnh (theo định dạng luồng), trang Web, trò chơi hay nhiều loại nội dung khác.
Chương 4 Công nghệ truyến hình số di đõng DVB-H 145 So với các mạng phái đem hmVng IP thì IPDC cung cấp các ưu đicMii nối bật vi các mạng quàng bá có thế vươn tới hàng nghìn d ầ u c u ố i ( k h ô n g h ạ n c h ế s ố n g ư ờ i dùng) v à tố c đ ộ dược n â n g c a o , nỏ luôn sẵn sàng cho tất cả ngưừi dùng. I^ùng IP như công nghệ cơ SCT có ưu điểm là dữ liệu trong đó nội dung có thé dược giám sát cùnu chung các giao thức phổ biến irẻn Internet, các thiết bị không đẩt và các kỹ thuậl quản lý đã sẵn sànu. Môi trưcTiig truyền dẫn cũng dộc lập với kiêu nội dung đang dược vận chuyén. Các kiểu nội dung có thể là truyền hình trực tiếp, các tệp tin âm thanh và hình ảnh hoặc các trang Web HTML/XML. Dữ liệu dc được phát quảng bá bao gồm hai loại - nội dung quáng bá và mô tá dịch vụ, như dữ liệu PSI/Sl và hướng dẫn dịch vụ diện tử. Ngoài ra dữ liệu cũng bao gồm thông tin quản lý bản quyền dc truy cập và thuê bao nội dung. Lớp IP cung cấp các khe mà qua dó thông tin cùa mồi loại được phát đi. 4.2.3 Cắt lát thòi gian (Time Slicing) Một trong nhừng dặc diểm đé phản biệt DVB-H với DVB-T đó là đặc điếm cẳt lát thời gian cua các dừ liệu kênh trên đoạn ghép cuối cùng. Trong trưòmg hợp DVB-T. nhiều kênh sè được ghép với nhau (ví dụ 6 hoăc 8 dịch vụ trong một kênh ghép 8MHz). Tuy nhiên ờ mức ghép kênh, các gói cho các kênh khác nhau liên tiếp nhau. Vi kết quà cùa tốc bộ bit rất cao, máy thu cho mỗi kênh cần hoạt dộng trong toàn bộ thcri gian vì các gói sỗ tới liên tục. Trong truòng hợp DVB-H. bộ đóng gói IP đưa ra khả năng đầy đú cùa việc ghép kênh trong một thời gian giới hạn cho một
146 Truyền hình sổ ƠI đông kênh duy nhất. Do đó các gỏi cho kênh này cụ thô tỡi theo từng chùm, chùm này sau chùm kia. trong suốt ihời gian này. Tronu khi khe này được cấp phát cho kênh này thì không có lỉói từ các kênh khác. Diều này cho phép máy thu. nếu nó chi cần một kênh, hoạt động trong suốt thời gian các gói cho kênh này đưực nhóm lại với nhau (ví dụ trong suốt khe thời gian đirực chi định cho niội kC*nh riêng cụ thế). Vào những thời diểm khác, máy thu (tuncr) có thê đuực tẩt để duy tri nguồn. Nó phái được bật nuuồn trư lại Irước khi khe được chi định tới theo kế hoạch (Ironti iliục tể cằn 2()()nis cho đồng bộ). Cho phép máy thu di động ớ trong chế độ tiối kiệm năng lượng để thời gian thu tín hiệu lên tới 95% phụ thuộc sỗ lirọng dịch vụ đirợc ghép. Trong hạng mục thời gian, dừ liệu có khoaim thời gian từ l-5s được vận chuyển bằng một chùm duy nhất. Nốu tốc độ kênh dữ liệu là IMbiưs (lấy làm ví dụ) máy thu sẽ phái cần 5Mbit/s bộ nhớ đệm cho thời gian 5s không hoạt dộng. Nhir một sự lựa chọn, cho một dịch vụ truyền hình chạy ở 25 khung hình/s, máy thu cần bộ nhớ đệm 125 khung dừ liệu. Các khung được luxi trong bộ nhớ đệm này được hiển thị binh thưòmg và người dùng không nhận biết dược máy thu đang không hoạt động (hinh 4.3). Tống số dừ liệu được truyền trong một chùm bàng mội khung FEC. Nó có thể từ l-5Mbiưs. Khi máy ihu không thu các chũm mong muốn cùa dữ liệu, thiết bị điều hưởng nẳm trong máy cầm tay sẽ không hoạt động và vi thế sừ dụng ít năng lượiig hem. Tuy nhiên có nhiều sự lựa chọn dùng các khoảng thời gian không hoạt động. Ví dụ máy thu có thể đo độ I(7Ĩ1 tín hiệu từ các bộ lặp ở gần tới các bộ lặp không phục vụ đé chuyển giao tới các máy phát hoặc bộ lặp thích hợp hom.
Chuxyng 4: Cõng nghệ truyền hinh sổ di động DVB-H 147 O c#ì W I k h ỏ n g cd( tM ữ>Oi g*an V O c h v u cA t UM t n ỡ ì g ia n --------------------- T H iiiA y V iu 0»ch vu 1 O ich v u 2 O c h vu 3 D ic h « v 4 1 9 T à lc à c A có t ThỜ K M o T ẳ tc ả c é c ọ ô i T á t c ả c ấ c 90t c h o đ ic h v ụ 7 — ^ c h o d ic h vụ 4 ThCn g ia n t í > o Ó K Ì> vu 1 TAn s u â i c ú a c a c g o i tro n g dtch T ần s u â i c ú a c á c gót ư ong ờt g i« n Hình 4.3: Cut lát thri ỊỊian trong DVB-H Nó có thế xếp các dịch vụ có cẩt lát thời gian (ví dụ: DVB-Fi) và không có cát lát thời gian (ví dụ: DVB-T) trong cùng một bộ ghép kênh. 4.2.4 Thời gian chuyển giữa các kênh và các bit báo hiệu tham sổ máv phát (TPS) MỘI trong nhừng vấn đề náy sinh do máy »hu đang ở chế độ tiết kiệm năng lượng dó là thời gian cần đế chuyển kênh truyền hình trên máy di động. Dẻ giám thời gian tìm kiếm và cho phép "phát hiện dịch vụ nhanh", các bit báo hiệu của luồng DVB-T cùng mang thông tin về luồng DVB-11. Khung báo hiệu DVB-T bao gồm 68bit TPS trong đó chi có 23bii dùng cho các tham sổ DVB-T. Khi DVB-H được tải trên cùng một kênh ghép, một sổ bit TPS không được sử dụng được dùng để mang thông tin về DVB-H. Các dạng thông tin sau đây được các bit TPS mang; - Cỏ DVB-H hiện diện trong kênh ghép DVB hay không.
148 Truyến hinh số di đóng - Chế độ 4k hoặc 8k. - Sử dụng cảt lát thời gian. - Sừ dụng sửa lỗi trước. Các bit TPS thêm vào trong luồng báo hiệu ưiiìp tra lại kênh mới được chọn nhanh hơn cùng như chuyên giao trong ironii môi irường di dộng, máy thu DVIi-H hiếu được trạng thái cua u>àn bộ luồng phát. 4.2.5 MPE-PEC Quá trinh thu ở các thiết bị cầm tay rất khác với quá trinh này ở các anten thu sóng mặt đất cố định; - Thứ nhất, tự bản thân anten rất nhò và có hệ số tàng ít thấp. - Thứ hai, thiếl bị cầm tay ở trong môi trường di dộng, tin hiệu thu dược có the trải qua sự dao động mạnh về công suát thu. Mặc dù lớp vật lý mạnh sừ dụng truyền dần OFl)M dã làm giám pha đinh chọn lọc dược giám bớt ánh hường và dù sứ dụng các mạng đơn tần và các tín hiệu thu được tăng cường từ tấl cá các nguồn phản xạ và trực tiếp thì vẫn cẩn tới một quá irình bao \ộ bổ sung dưới dạng chuắn hoá lỗi chuyến tiếp. Dừ liệu âm thanh và hinh ánh trong một môi trường DVB-H được phát di bàng quáng bá IP. Có nghĩa ràng dừ liệu dưực dóng gói với các tiêu đe IP và được phát giống như nó được truyền qua qua Internet. Tuy vậy, môi trường vô tuyến không thân ihiện như Internet và phải chịu một tỷ lệ lồi cao do sự thay đổi các mức tín hiệu, nhiều vá các hiệu ứng truyền dần khác. Do đó dữ liệu cần được bảo vệ tốt.
Chương 4 Công nghệ truyền hình sổ di đông DVB-H 149 Bao vệ dữ liệu được thực hiộn trong trường hợp DVB-H sử dụng công imhệ sứa lỗi chuyến tiep. Các bộ đóng gói IP thực hiện tliôm các chirc nărm cùa MPn-FHC. FEC được thực hiện ờ mức liên kết (vi (Jụ larớc khi dừ liệu dược mã hoá). cần biết ràng DVB-H sìr dụnu lớp vật lý cúa DVB-T (có nghTa diều chế COFDM). COFDM rât \ ĩrnu chac và cung cấp tliu tốt niiay cá dưới điều kiện truyền dần da dmmg. MPE-FF£C cung cấp mirc dộ báo vệ xa hơn và trên cả COÍDM . M ả R S (255 191) D ử I»ệu IP FEC nguòn 1 Khung FEC= 255byte X 1024 (m ax) hay 255kB Hình 4.4: cẩu trúc khiiníỉ MPE-FEC Dữ liệu đén từ bộ mã hoá dirực đặt vào khung FEC, khung sản sàng với sừ dụng mã RS(255.191). Khung bao gồm 1.024 hãng. Mồi hàng có 191 CỘI (mồi CỘI là một byle) dữ liệu IP và 64 C Ộ I dìr liệu FEC từ các mẫu tương đương các byte. Như vậy mồi hãng dại diện cho 191byle dữ liệu IP. dừ liệu này được chuyển đổi bổ sung ihành phần sửa lồi chiiỴcn tiếp thành 255byte. Nếu 1024 hàng dược dùng trong khunu. thi một khung bao gồm 191kB dữ liệu IP và 255kB dữ liệu được phát. Nó cũng được biểu diễn như 1.528 Mbit/s dữ liệu IP và 2.040Mbii/s dừ liệu phát (hình 4.4).
150 Truyền hình sổ diđóng. . Với một bộ mã hoá chạy ở tốc dộ 384kbiưs (48klỊ/s). mộl khung FEC có thể mang 3,97s dừ liệu, nó dirợc phát nhir một chùm. Nó bảo gồm khoảng 100 khung ớ tốc độ mã hoá 25khung/s. Việc sừ dụng FEC làm giám ti sổ tín hiệu trên nhiều cằn thiết đề thu tín hiệu với hệ số lên tới 7dB, đưa ra khá năng phục hôi đáng kể cho các ihiết bị cầm tay trong việc thu tín hiệu truyền dần DVB-H. 4 .3 DVB-H QUẢNG BÁ IP DVB-H là một hệ thống truyền dẫn đa phương tiện, nỏ dược kỳ vọng phục vụ nhiều định dạng file và đa ứng dụng. Nó có thể bao gồm luồng âm thanh, hình ảnh, chuyền lài tệp tin. hướng dẫn dịch vụ điện tử, dừ liệu HTML hay XML. Vì thế tiêu chuẩn đã được thiết kế theo một cấu trúc phân lớp hợp lý đế thực hiện các tác vụ này lớp quảng bá IP. Tiêu chuẩn bao gồm một số lcV và các p ngăn xếp giao thức. Lớp vật lý cung cấp truyền tải MPEG-2 và truyền dần nội dung dụa ưên COFDM. Các yêu cầu kỹ thuật đâ được EI SI hoàn thành vào tháng 11 năm 2004. Chi có một thay đổi ở lớp vật lý từ hệ ứiống DVB-T là sử dụng chế độ 4k trong truyền dẫn COPDM. chế độ này phù hợp hơn cho vận chuyền tới các mảy di dộng và TPS. Lớp quảng bá IP cho phép nội dung dừ liệu được vận chuyển dưới dạng các gói qua mạng vật lý DVĐ-H. Nó dùng các ngăn xếp ƯDP/IP ở mức lóp mạng và MPE ờ mức liên kết dừ liệu (hình 4.5). Oữ liệu âm thanh và hình ảnh. được mă hoá bằng H.264/AVC và được ghép luồng dùng dưới lớp UDP/IP ờ trong lớp
Chuxyng 4 Cóng nghê truyẻn hình sổ di đõng DVB-H 151 irnu dụng. Tín hiệu cũng dưực mang di qua mạng các lớp mạng và lớp liên kết dìr liệu. H ư ừng để n L u ô n g V*Oeo ĩru y ể n Lở p ưng d ir ìg điộn tử H 264/A V C FLU TE/ALC UD P Lớ p m an g IPv6 F E C c4l 141 thở) C huy^ MPE Lở p h«n két dử Qian vùn g »NT C h é đ ó 4 l( TPS DVB-T Lớ p vM tý /lình 4.5: Chùm giao thức DVB-H Ọuáng bá trong DVB-H được dịnh nghĩa trén cơ sở IPv6. Quàng bá cung cấp khả năng mềm déo hem trong quản lý các ứng dụng và Urơng thích với các yêu cầu ímg dụng IP trong tương lai- cãc ứng dụng >êu cẩu tương tác và ắn định địa chi cho tất cả các Iiiãy di dộng cùng với an ninh vả thuộc tinh IPv6. 4 .4 KIẾN TRÚC MẠNG Tiêu chuán DVEÌ-H được thiết kế ờ iiiột mức độ cho phép khai thác hệ thống truyền hình quàng bá mềm dèo với nhiều cấu hình có thê cùng vứi các mạng truyền hình sổ đang có sẵn hoặc lẮp dặi mới. Cần tin tmVng rẩng trong khi truyền dần DVB-T đi kèm với các antcn tương đối lớn trên mái nhà thì DVB-H lại cẩn phải
152 Truyến hình số di đỏng . tiếp cận tới các anlcn rất nhó ỡ trong môi trưòng di dộnti. Có một yêu cầu nừa đỏ là truyền dẫn cá bèn trong các toà nhã. Bói vi các yếu tố này, công suất phát xạ đảng hướiig hiệu dụng (EIRP) cẩn phải cao hcm rất nhiều cho hệ thống DVB-H. Công suất phát cũng phụ thuộc vào chiều cao anten. Ví dụ, nếu EIRP yêu cầu cho một máy di dộng với ngưỡng công suất tổi thiểu -47dB trong phạm vi 5km là 46dlỉni (P = 20W) cho anten có chiều cao 120m, thì với antcn có chiều cao là 25m sẽ yêu cầu xấp xi 70dBm EIRP (P = 10kW). 4 .5 TRUYỀN DẨN DVB-H Công nghệ DVB-H được thiết ké đé dùng chung hạ tầng DVB-T có sẳn, hạ tầng này đà được triển khai cho iruyền hình số. Hom nừa việc dùng chung mạng DVB-T đà dẫn đén xem xẽt đặc biệt trong khung cơ sã các yêu cầu kỹ thuật. DVB-H có thế được vận hành dưới 3 cuu hình mạng san: 1. Mạng dùng chung DVB-H (dùng chung bộ ghép MPK(i-2): Trong một mạng dùng chung DVB-H các kênh truyền hình di dộng sau IPE (bộ đỏng gói IP) chia sè bộ ghép DVB-1 với các chương ’ trinh ưuyền hình mặt đất sổ khác. Các chương trinh Iruyèn hinh số mặt đất sẽ được mâ hoá dạng MPEG-2, trong khi các chưcmg irình truyền hinh di động được mă hoá MPEG-4 và IPE. Bộ ghép kênh kết hợp chúng vào một iuồng phát duy nhất, sau đó luổng này dược phát di sau điều chế (hình 4.6).
Chương 4 Cõng nghé truyền hình số di động DVB-H 153 O é»Ữ V B T TV WC-ỉ f>O líP G C -ĩ ỉiình 4.6: DVB-H trong ghép kênh dùng chung 2. N^ạng phân cấp DVB-H (chia sẻ mạng DVB-T theo phân cấp): Trong một mạng phản cấp, điều chế phân cấp với 2 luồng: DVB-T và DVB-H, chúng tạo thành một phần của đầu ra bộ điều ché (hình 4.7 miêu tà chia sé mạng theo phân cấp). DVB-T được điều chế như luồng có quyền ưu tiên thấp, DVEi-H là luồng có quyển ưii tiên cao. Trong trường hạp quyền ưu tiên cao, điều chế vững chắc hơn (chảng hạn như QPSK) và đối lập với ưu tiên thấp hơn có the là 16ỌAM. Phương thức điều chế "mật độ" thấp hom mang lại khả năng hảo vệ cao hơn chổng lại lỗi và điều chế mật độ cao hơn mang lại khá năng chống lồi thẩp hơn. 3. Mạng chuyên dụng (dành riêng) DVB-H: Sóng mang DVB-T dược sừ dụng dành riêng cho truyền dần DVB-H. Trong một mạng chuyên dụng, sóng mang COFDM sẽ được dùng riêng bởi truyền hinh di động, các kênh âm thanh như là một quàng bá IP với vỏ bọc MPEG-2. Các mạng chuyên dụng thường được sử dụng
154 Truyến hình số d đỉông bởi các nhà khai thác mới - những nhà khai thác không C) HTìạng quàng bá mặl đất (hình 4.7). / Đ ít> òig Ò CPS 4 .6 MẠNG MÁY PHÁT DVB-H Các hồ sơ thực thi DVB-H cho một máy thu tham chiếu (ETSI 102 377) và phục vụ cho thiết kế hệ thống, rhiết kế quy định ti sổ C/N là 16dB. Vùng phù trong nhà thông thường cần xcm xét suy hao truyền dần là 1 IdB hoặc hom. Áp dụng các tham số thiết kế. một thành phổ rộng lớn như Pa-ri hay Niu Dê-li thường sẽ yêu cầu 17-20 máy phát.
Chương 4 Công nghệ truyền hình số Ơ đồng DVB-H I 155 Phụ thuộc vào yèu cầu vùnii phú sóng, các hệ thống DVB-H có thể được thiết kế theo mạng đan tần số hoặc mạng đa tần số. - ỏ phu .sónịỉ DVB-H MỘI thi trấn nhò có thể được phú sóng bời một "ô" DVB-H duy nhất bao gồm một máy phát và 10-20 bộ lặp. Các bộ lặp được yêu cẩu phu sóng trong các vùng "bóng" dấu do địa hình địa lý. Một bộ lặp thực chất là một máy phát nhó với một anten có độ tăng ích cao đế thu tín hiệu từ máy phát chinh. Do các yêu cầu SFN, cấu hình trên không thể mờ rộng quá giới hạn vì trề thời gian thu từ máy phát chính sẽ gây ra tin hiệu bị phát lại, lệch pha với máy phát chính. Số lưcimg bộ lặp trong một ô DVB-H được xác định theo công suắ' cúa máy phát cũng như chiều cao của tháp phát sóng. Tháp càng cao giảm được vùng bóng và giâm được sổ lượng bộ lặp cần thiết cho một vùng địa lý đó. - Mụn^ đơn lần số Các vùng rộng lớn (một thành phố hay vùng xung quanh 50km theo bán kính) có thé được phù sóng bẳng cách sử dụng một SFN. SFN bao gồm một số các ô DVB-H, mỗi ô cỏ một máy phát và một số bộ lặp. Máy phát thu tin hiệu ở dạng một luồng phát MPEG-2. nguồn gốc từ IPE (hình 4.7). Một mạng IP được dùng để phán phối tín hiệu tới các máy phát trong vùng quy định. Tất cả vị trí máy phát nhận được cùng một tín hiệu, với thời gian được gán tem dồng hồ GPS. Tại mồi vị trí máy phát bộ điều chế COFDM đông bộ tín hiệu bẳng việc tham chiếu thời gian GPS sao cho tẩt cả các máy phát, phát tín hiệu đồng nhất về thời gian mà không quan tâm tới vị trí dịa lý của chúng, số lượng bộ lặp có thể tăng lên để
156 Truyén hình số di động dùng cho thu tin hiệu trong nhà. từ đó dần dén thuật ngừ SFN dày đặc. Hình 3.8 niô lá các khoảng cách tương dối SFN điển hình. \ Hình 4.H: KhoànịỊ cách tưtìmg đổi SFN. Tất ca khouriỊỉ cách trên cơ sư điều ché I6ỌAM với khoủnịỉ hao vệ ' 4 cho C()FDM - Các mạng đa tần số Khi yêu cầu vùng phũ sóng rộng (ví dụ cà một vùng lãnh thồ. kích thưởc vài trăm km^). nguồn một tín hiệu lừ mộl IPE duy nhất là không thực tế do có ihời gian irề khi cung cấp lin hiệu cho tất cà máy phát. Trong trường hợp như vậy, các máy phát ở ngoài một khoảng cách nhất dịnh sử dụng các tần sả khác. Dựa trên cấu hinh này, cần tới năm hoặc sáu khe tần sổ đề phù sóng quốc gia. Trong trường hợp này. thường phân phát tín hiệu thông qua một vệ tinh sao cho hàng trăm máy phát có thẻ được phù sóng, kể cả các vùng xa xôi.