Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu các công nghệ cơ bản và ứng dụng truyền hình di động

Chia sẻ: Bfgh Bfgh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:143

Thêm vào BST

Báo xấu

344
lượt xem 79
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu các công nghệ cơ bản và ứng dụng truyền hình di động trình bày tổng quan về Moblie TV và tình hình phát triển trên thế giới, nghiên cứu kỹ thuật Streaming và Moble Multimedia, các công nghệ truyền hình di động cơ bản, so sánh đánh giá các công nghệ truyền hình di động.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu các công nghệ cơ bản và ứng dụng truyền hình di động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI -----oOo----- NGUYỄN ANH DŨNG Đề tài: NGHIÊN CỨU CÁC CÔNG NGHỆ CƠ BẢN VÀ ỨNG DỤNG TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: 60.52.70 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. TRẦN QUỐC THỊNH Hà Nội 2011
CÁC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 3GPP Third Generation Partnership Project Dự án hiệp hội thế hệ ba 3GPP2 Third Generation Partnership Project 2 Dự án 2 hiệp hội thế hệ ba AAC Advanced Audio Coding M ã hoá âm thanh tiên tiến ALC Asynchoronous Layered Coding M ã hoá phân lớp không đồng bộ AMPS Advanced Mobile Phone System Hệ thống điện thoại di động tiên tiến AMR Adaptive M ultirate Đa tốc độ thích nghi ARQ Automatic Repeat Request Yêu cầu phát lại tự động ATM Asynchronous Transfer Mode Chế độ truyền tải không đồng bộ ATSC Advanced Television Systems Tiêu chuẩn uỷ ban các hệ Committee Standard thống truyền hình tiên tiến AVI Audio Video Interleaved Ghép xen Video âm thanh BCM CS Broadcast/M ulticast Service Dịch vụ broadcast/mult icast BICC Bearer Independent Call Control Điều khiển cuộc gọi độc lập phần mang BM-SC Broadcast/M ulticast Service Center Trung tâm dịch vụ broadcast multicast BSC Base Station Controller Bộ điều khiển trạm gốc BTS Base Transceiver Station Trạm thu phát gốc CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CIF Common Interface Format Khuôn dạng giao diện chung CMMB China M obile Multimedia Quảng bá đa phương tiện di Broadcasting động Trung Quốc
COFDM Coded Orthogonal Frequency Division Ghép kênh phân chia theo tần Multiplexing số trực giao được mã hoá CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra dư chu trình CS Circuit Switched Chuyển mạch kênh CSCF Call State Control Function Chức năng điều khiển trạng thái cuộc gọi DAB Digital Audio Broadcasting Quảng bá âm thanh số DAB-IP Digital Audio Broadcasting-Internet Quảng bá âm thanh số dựa Protocol trên giao thức Internet DQPSK Differential Quadrature Phase Shift Khoá dịch pha vuông góc vi Keying sai DRM Digital Rights Management Quản lý bản quyền số DS-CDMA Direct Sequence Code Division Đa truy nhập phân chia theo Multiple Access mã trải phổ chuỗi trực tiếp DTX Discontinous Transmission Truyền dẫn không liên tục DVB Digital Video Broadcasting Quảng bá Video số DVB-H Digital Video Broadcasting-Handheld Quảng bá Video số tới máy cầm tay ECM Entitlement Control M essage Bản tin điều khiển được phép EDG E Enhanced Data Rates for Global Các tốc độ dữ liệu tiên tiến đối với phát triển toàn cầu ES Elementary Stream Dòng sơ cấp ESG Electronic Service Guide Hướng dẫn dịch vụ điện tử ETSI European Telecommunications Viện tiêu chuẩn Viễn thông Standards Institute Châu Âu EVDO Evolution Data Only Chỉ dữ liệu phát triển EVDV Evolution Data and Voice Thoại và dữ liệu phát triển FACH Forward Access Channel Kênh truy nhập hướng đi FDD Frequency Division Duplex Song công phân chia theo tần
số FDM Frequency Division M ultiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số FEC Forward Error Correction Sửa lỗi hướng đi FIC Fast Information Channel Kênh thông tin nhanh FLO Forward Link Only Chỉ liên kết hướng đi FTP File Transport Protocol Giao thức truyền tải tệp GERAN GSM EDGE Radio Access Network M ạng truy nhập vô tuyến GSM EDGE GGSN Gateway GPRS Support Node Node hỗ trợ GPRS cổng GMSC Gateway M SC M SC cổng GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vô tuyến gói tổng quát GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu GSM Global System for Mobile Hệ thống thông tin di động communications toàn cầu HLR Home Location Register Bộ ghi định vị thường trú HSDPA High Speed Downlink Packet Access Truy nhập gói đường xuống tốc độ cao HSPA High Speed Package Access Truy nhập gói tốc độ cao HSS Home Subscriber Server Server thuê bao thường trú HTML Hypertext Markup Language Ngôn ngữ lập trình siêu văn bản HTTP Hypertext Transfer Protocol Giao thức truyền tải siêu văn bản IETF Internet Engineering Task Force Uỷ ban nhiệm vụ kỹ thuật Internet IMS IP M ultimedia System Hệ thống đa phương tiện IP IMT-2000 International M obile Telephone 2000 Điện thoại di động Quốc tế- 2000
IP Internet Protocol Giao thức Internet IPE IP Encapsulation Đóng gói IP ISDB-T Integrated Services Digital Quảng bá số các dịch vụ tích Broadcasting-T errestrial hợp-mặt đất ISI Intersymbol Interference Xuyên nhiễu giữa các ký hiệu ITU International Telecommunications Hiệp hội Viễn thông Quốc tế Union LCT Layered Coding Transport Truyền tải mã hoá được phân lớp LIC Local-area Identification M ô tả vùng nội hạt LLC Logical Link Control Điều khiển liên kết logic LOC Local Operation Center Trung tâm khai thác nội hạt MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi trường MBMS Multimedia Broadcast and M ulticast Dịch vụ broadcast và multicast Service đa phương tiện MCCH MBMS point-to-multipoint Control Kênh điều khiển điểm-tới-đa Channel điểm MBMS MCI Multiplex Configuration Information Thông tin cấu hình ghép kênh ME Mobile Equipment Thiết bị di động MFN Multifrequency Network M ạng đa tần MGCF Media Gateway Control Function Chức năng điều khiển Gateway media MICH MBMS notification Indicator Channel Kênh chỉ thị thông báo MBM S MIDP Mobile Information Device Profile Profile thiết bị thông tin di động MLC Multicast Logical Channel Kênh logic multicast MOT Multimedia Object Transfer Truyền tải đối tượng đa phương tiện
MPE Multiprotocol Encapsulation Đóng gói đa giao thức MPEG Motion Pictures Expert Group Nhóm chuyên gia hình ảnh động MM S Multimedia Messaging Service Dịch vụ bản tin đa phương tiện MRF Multimedia Resource Function Chức năng tài nguyên đa phương tiện MSC Main Service Channel Kênh dịch vụ chính MSC Mobile Switching Network M ạng chuyển mạch di động MSCH MBMS point to multipoint Scheduling Kênh định trình điểm-tới-đa Channel điểm MBMS MSK MBMS Senssion Keying Khoá phiên MBMS MTCH MBMS point-to-multipoint Traffic Kênh lưu lượng điểm-tới-đa Channel điểm MBMS MTK MBMS Traffic Keying Khoá lưu lượng MBM S MUK MBMS User Keying Khoá người sử dụng MBMS NMTS Nordic Mobile Phone Service Dịch vụ điện thoại di động Bắc Âu NOC National Operating Center Trung tâm khai thác Quốc gia NPAD Non-programme Associated Data Dữ liệu kết hợp không chương trình OIS Overhead Information Symbols Các ký hiệu thông tin mào đầu PAD Programme Associated Data Dữ liệu kết hợp chương trình PDA Personal Digital Assistant Hỗ trợ số cá nhân PDA N Packet Downlink Ack/Nack Ack/Nak đường xuống gói PDCH Packet Data Channel Kênh dữ liệu gói PID Particular Program Identifier Bộ mô tả chương trình đặc biệt PS Packet Switched Chuyển mạch gói PSS Packet-Switched Streaming Dòng chuyển mạch gói PSTN Public Switching Telephone Network M ạng điện thoại chuyển mạch
công cộng PPC Positioning Pilot Channel Kênh hoa tiêu vị trí PTM Point-to-Multipoint Điểm-tới-đa điểm PTP Point-to-Point Điểm-tới-điểm QAM Quadrature Amplitude M odulation Điều chế biên độ vuông góc QCELP Qualcomm Code Excited Linear M ã hoá dự đoán tuyến tính Predictive Coding kích thích mã của Qualcomm QCIF Quater Common Interface Format Khuôn dạng giao diện chung một phần tư QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khoá dịch pha vuông góc QVGA Quarter Video Graphics Array M ảng đồ hoạ Video một phần tư RAN Radio Access Network M ạng truy nhập vô tuyến RDP Real Data Packag Protocol e Giao thức gói dữ liệu thực RLC Radio Link Control Điều khiển liên kết vô tuyến RNC Radio Network Controller Bộ điều khiển mạng vô tuyến RNS Radio Network Subsystem Phân hệ mạng vô tuyến RS Reed-Solomon M ã Reed-Solomon R-SGW Roaming Signaling Gateway Gateway báo hiệu chuyển vùng RTCP Real Time Control Protocol Giao thức điều khiển thời gian thực RTSP Real Time Streaming Protocol Giao thức truyền tải dòng thời gian thực RTP Real Time Protocol Giao thức thời gian thực SAP Service Access Protection Bảo vệ truy nhập dịch vụ SC Synchronization Channel Kênh đồng bộ SDP Senssion Description Protocol Giao thức mô tả phiên
SFN Single Frequency Network M ạng đơn tần SGSN Serving GPRS Support Node Node hỗ trợ GPRS phục vụ SI Service Information Thông tin dịch vụ SIM Subscriber Identity M odule M odule nhận dạng thuê bao SIP Session Initiation Protocol Giao thức khởi đầu phiên SNA P SubNetwork Attachment Point Điểm gán mạng con SMIL Synchronized Multimedia Integration Ngôn ngữ tích hợp đa phương Language tiện đồng bộ SMS Short M essage Service Dịch vụ bản tin ngắn SS7 Signaling System No 7 Hệ thống báo hiệu số 7 SVG Scalable Vector Graphics Đồ hoạ vector có thể định thang TCP Transmission Control Protocol Giao thức điều khiển truyền dẫn TDD Time Division Duplex Song công phân chia theo thời gian TDMA Time Division Multiplexing Access Truy nhập ghép kênh phân chia theo thời gian TPC Transition Pilot Channel Kênh hoa tiêu chuyển dịch TPS Transmitter Parameter Signaling Báo hiệu tham số máy phát TS Transport Stream Dòng truyền tải UDP User Datagram Protocol Giao thức datagram người sử dụng UE User Equipment Thiết bị người sử dụng UHF Ultra High Frequency Tần số cực cao UMTS Universal Mobile Dịch vụ viễn thông di động Telecommunications Service toàn cầu USIM UMTS Subscriber Identity M odule M odule nhận dạng thuê bao UMTS
UTRA Universal Terrestrial Radio Access Truy nhập vô tuyến mặt đất toàn cầu UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access M ạng truy nhập vô tuyến mặt Network đất UMTS VAD Voice Activity Detection Phát hiện kích hoạt thoại VHF Very High Frequency Tần số rất cao VLR Visitor Location Register Bộ ghi định vị tạm trú WAP Wireless Application Protocol Giao thức ứng dụng vô tuyến WCDMA Wideband Code Division Multiple Đa truy nhập phân chia theo Access mã băng rộng WIC Wide-area Identification Channel Kênh mô tả diện rộng
LỜI MỞ ĐẦU Công nghệ truyền hình di động (Mobile TV) gần đây đã và đang được thử nghiệm và triển khai thành công ở nhiều Quốc gia trên thế giới. Mobile TV là công nghệ vô tuyến được thiết kế để có thể truyền tải được tín hiệu truyền hình trong môi trường vô tuyến di động có băng thông hạn chế và thường xuyên chịu ảnh hưởng của fading, nhiễu và tạp âm, trong khi phải đáp ứng được khả năng hiển thị tín hiệu tốt trên máy đầu cuối cầm tay di động có kích thước màn hình nhỏ, công suất pin tiêu thụ bị hạn chế. Các công nghệ truyền tải tín hiệu Mobile TV bao gồm: Mobile TV truyền tải qua mạng di động 3G, Mobile TV phát qua mạng quảng bá số mặt đất cho các máy cầm tay (DVB-H), Mobile TV phát qua mạng quảng bá đa phương tiện số (DMB), M obile TV phát qua mạng M ediaFLO, Mobile TV phát qua mạng quảng bá số các dịch vụ tích hợp-mặt đất (ISDB-T), M obile TV phát qua mạng quảng bá âm thanh số trên nền IP (DAB-IP) và Mobile TV phát qua các mạng WiFi, WiMAX . Trong đó, các công nghệ M obile TV truyền tải qua mạng 3G, DVB-H, DMB, và MediaFLO đã được nghiên cứu, tiêu chuẩn hoá và sử dụng phổ biến. Ở Việt Nam, công nghệ 3G đang được thử nghiệm, triển khai ở nhiều nhà cung cấp dịch vụ như Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT), Tổng Công ty Viễn thông Quân đội (Viettel)…, Tổng Công ty Truyền thông đa phương tiện (VTC) đã tiến hành thử nghiệm công nghệ DVB-H những năm trước đây, trung tâm dịch vụ công nghệ truyền hình và đài truyền hình Việt Nam đã tiến hành thử nghiệm công nghệ DM B vào năm 2008. Sự phát triển của các công nghệ M obile TV thực sự đem lại những sự thay đổi lớn trong lĩnh vực truyền thông đa phương tiện số, khi mà người sử dụng có thể xem tín hiệu truyền hình ở bất kỳ địa điểm nào được phủ sóng truyền hình di động chỉ với một máy di động cầm tay có kích thước nhỏ. Với mong muốn nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cơ bản và qua đó có cơ sở so sánh, đánh giá từng công nghệ từ đó có những đề xuất hướng lựa
chọn công nghệ phù hợp tình hình phát triển ở nước ta. Nội dung của đề tài được trình bày như sau: Chương 1: Tổng quan về Mobile TV và tình hình phát triển trên thế giới Chương 2: Nghiên cứu kỹ thuật Streaming và Mobile Multimedia Chương 3: Các công nghệ truyền hình di động cơ bản Chương 4: So sánh, đánh giá các công nghệ truyền hình di động Chương 5: Đề xuất hướng lựa chọn công nghệ, một số ứng dụng cho phát thanh số di động, kết luận, khuyến nghị và hướng phát triển Tóm lại, nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động để đề xuất hướng lựa chọn cho phù hợp tình hình ở nước ta.. Tuy nhiên việc nghiên cứu các công nghệ truyền hình di động cũng là một vấn đề phức tạp, đòi hỏi quá trình nghiên cứu kỹ lưỡng và nghiêm túc. Do điều kiện nghiên cứu, thời gian và kiến thức còn hạn chế, trong khuôn khổ luận văn này, tác giả đã cố gắng tìm hiểu, nghiên cứu và trình bày các vấn đề một cách tổng quan và cơ bản nhất, và chắc chắn rằng luận văn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong nhận được sự góp ý quý báu của Quí Thầy và các bạn. Xin chân thành cảm ơn !
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ M OBILE TV VÀ TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN TRÊN THẾ GIỚI 1.1 Tổng quan về Mobile TV Truyền hình di động (Mobile TV) là công nghệ mã hoá và truyền dẫn các chương trình truyền hình hoặc video để có thể thu được trên các thiết bị di động như điện thoại di động, các thiết bị hỗ trợ số cầm tay (PDA ), các thiết bị đa p hương tiện vô tuyến, các máy điện thoại có khả năng thu tín hiệu truyền hình di động [1]. Đối với M obile TV, người xem có thể truy nhập các chương trình truyền hình trong khi di chuyển. Các chương trình truyền hình có thể được truyền tải dòng (streaming) tới máy di động để xem ở tốc độ giống như khi được phát hoặc các chương trình có thể được xem với trễ thời gian hoặc có thể được ghi lại toàn bộ giống như băng cassette video hoặc đĩa DVD. Mobile TV không chỉ cho phép truyền dẫn một chiều thông thường mà còn cho phép truyền tín hiệu truyền hình tương tác nhờ sử dụng các kênh phản hồi cung cấp bởi mạng tế bào. Các chương trình có thể được phát ở chế độ quảng bá (broadcast) trong một vùng phủ sóng hoặc phát tới một người sử dụng theo yêu cầu (chế độ unicast) hoặc có thể phát tới một nhóm người sử dụng (chế độ multicast). Các công nghệ truyền hình truyền thống được thiết kế đối với các máy thu cố định, có kích thước màn hình lớn trong đó công suất tiêu thụ không là vấn đề quan trọng. Trong khi đó các máy thu di động có công suất pin hạn chế, kích thước màn hình nhỏ, anten nhỏ được tích hợp ở bên trong máy và có bộ nhớ giới hạn, hơn nữa máy thu có thể chuyển động với tốc độ lên tới 200 km/h [1,5]. Do đó, Mobile TV là công nghệ được thiết kế để đáp ứng được các y êu cầu truyền dẫn tín hiệu truyền hình trong môi trường vô tuyến di động có băng thông hạn chế, máy thu đầu cuối di động có công suất pin tiêu thụ nhỏ kích thước màn hình nhỏ, và giới hạn về tốc độ làm tươi . Các ảnh hưởng quan trọng của môi trường vô tuyến di động bao gồm
truyền dẫn đa đường, fading, và hiệu ứng Doppler; trong khi đó hạn chế của máy thu di động là công suất pin nhỏ và anten tích hợp bên trong có độ tăng ích nhỏ. Các công nghệ M obile TV đã được phát triển để khắc phục các hạn chế của môi trường truyền dẫn tín hiệu truyền hình di động cũng như các hạn chế của máy thu tín hiệu truyền hình di động nói trên. Các yêu cầu về mặt công nghệ hỗ trợ việc truyền dẫn tín hiệu truyền hình di động là [1]: - Truyền dẫn theo khuôn dạng lý tưởng phù hợp với các thiết bị truyền hình di động, ví dụ các độ phân giải QCIF (176 X 144 pixels), CIF (352 X 288 pixels), hoặc QVGA (320 X 240 pixels) với mã hoá hiệu quả cao; - Công nghệ tiêu thụ công suất thấp; - Thu nhận tín hiệu ổn định khi di động; - Chất lượng hình ảnh rõ nét mặc dù bị tổn hao tín hiệu do fading và hiệu ứng đa đường; - Hỗ trợ di động ở tốc độ lên tới 250 km/h hoặc cao hơn; - Có khả năng thu tín hiệu trong một vùng rộng khi di chuyển. Hình 1.1: Mô hình chung thu phát đối với truyền hình di động Hình 1.1 mô tả mô hình chung thu phát đối với truyền hình di động. Ở đầu phát, các chương trình truyền hình di động trước tiên được mã hoá nguồn (khuôn dạng chuẩn H.264, MPEG-4, HE-AA C, AM R...), sau đó được mã hoá kênh (mã xoắn, mã turbo...), ghép xen, ghép kênh với chương trình khác, rồi đưa tới bộ điều
chế, khuếch đại công suất và đưa tới anten phát ra mạng truyền dẫn vô tuyến. Ở đầu thu, máy cầm tay di động thu được tín hiệu truyền hình di động sẽ thực hiện các chức năng ngược với phần phát bao gồm: giải điều chế, giải ghép xen, giải mã kênh và giải mã nguồn để có thể xem các chương trình truyền hình trên máy di động. Hiện nay có hai phương pháp chính để phát tín hiệu truyền hình di động. Phương pháp thứ nhất là p hát qua mạng tế bào hai chiều và p hương pháp thứ hai là phát qua mạng quảng bá dành riêng, một chiều. Mỗi phương pháp có các ưu nhược điểm riêng: - Phát tín hiệu truyền hình qua mạng tế bào có ưu điểm là sử dụng được cơ sở hạ tầng mạng đã được thiết lập, do đó sẽ giảm chi phí triển khai. Đồng thời, nhà khai thác đã có sẵn thị trường truy nhập tới các thuê bao hiện tại, các thuê bao này chỉ cần đăng ký dịch vụ truyền hình di động mà họ muốn sử dụng. Nhược điểm chính khi phát tín hiệu truyền hình qua các mạng tế bào (2G hoặc 3G) là vấn đề băng thông hạn chế, điều này có thể làm giảm chất lượng các dịch vụ thoại truyền thống. Tốc độ dữ liệu cao của truyền hình di động có thể làm giảm dung lượng của mạng tế bào. Hơn nữa để thu được tín hiệu truyền hình di động máy đầu cuối cũng cần được thay thế và thiết kế lại (các vấn đề như kích thước màn hình, cường độ tín hiệu thu, công suất pin và khả năng xử lý là các vấn đề cần xem xét khi thiết kế máy thu). Nhiều nhà khai thác dịch vụ di động 2G và hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ 3G đang cung cấp dịch vụ video theo yêu cầu và dòng truyền tải video. Các dịch vụ này phát ở chế độ unicast với dung lượng truyền dẫn giới hạn và được xây dựng trên nền các công nghệ sử dụng hệ thống tế bào như G SM , WCDMA hoặc CDMA2000. Một ví dụ về công nghệ được thiết kế trên nền mạng 3G là công nghệ phát dịch vụ broadcast và multicast đa phương tiện (M BM S), hệ thống này có thể hoạt động ở chế độ unicast hoặc multicast. MBMS được thiết kế bởi dự án hiệp hội 3G (3GPP) để p hát các dịch vụ truyền hình di động qua mạng GSM và mạng WCDMA. M BMS hoạt động ở băng thông 5 M Hz WCDMA, hỗ trợ sáu dịch vụ truyền tải dòng quảng bá thời gian thực, song song, mỗi dịch vụ có tốc độ 128 kbit/s, trên kênh vô tuyến có băng thông 5 MHz.
- Các hệ thống Mobile TV dành riêng được thiết kế để tối ưu hoá sự phân phát tín hiệu truyền hình di động. Các hệ thống này có thể phát trên mặt đất, phát qua vệ tinh hoặc kết hợp cả mặt đất và vệ tinh. Một trong những ưu điểm chính của các hệ thống Mobile TV dành riêng là nội dung Mobile TV có thể được phát quảng bá tới nhiều người sử dụng đồng thời. Nhược điểm của các hệ thống này là yêu cầu đầu tư đáng kể vào cơ sở hạ tầng mạng và các lựa chọn nội dung bị hạn chế. Các công nghệ Mobile TV cạnh tranh nhau để đạt được thị phần chia sẻ thị trường, chúng có nguồn gốc khác nhau và được phát triển với các mục đích khác nhau. Các công nghệ M obile TV được phân loại như trên Hình 1.2. Hình 1.2: Phân loại các công nghệ Mobile TV. Như vậy, Mobile TV được phân loại thành Mobile TV dựa trên các mạng 3G, các mạng quảng bá mặt đất và vệ tinh, và các mạng vô tuyến băng rộng. Đối với mạng 3G, các dịch vụ được chia thành chế độ quảng bá, multicast và chế độ unicast. Tất cả các công nghệ trên đều đang tiếp tục được phát triển do sự phát triển của các dịch vụ truyền hình di động. Hình 1.3 mô tả tổng quan về các công nghệ Mobile TV.
Hình 1.3: Tổng quan về các công nghệ Mobile TV. 1.2 Các tiêu chuẩn đối với Mobile TV Mobile TV có khoảng trên 30 loại khuôn dạng file âm thanh gồm dạng các file đơn giản có đuôi .wav, .mpg, Real, QuickTime, Windows M edia 9 và các khuôn dạng file khác. Video có khoảng 25 khuôn dạng khác nhau từ các file video không nén đến file nén có khuôn dạng M PEG-4, M PEG-4-AVC/H.264. Video có thể có một dải rộng độ phân giải, kích thước khung và tốc độ. Các tiêu chuẩn được sử dụng làm nền tảng chung cho việc phân phát các dịch vụ Mobile TV. Các tiêu chuẩn có thể khác nhau dựa trên công nghệ nhưng đã đạt được sự thống nhất chung. Điều này đòi hỏi các nhóm phải làm việc cùng nhau. Các nhóm này bao gồm các nhà thiết kế chip, các nhà chế tạo để vận hành hệ thống, các nhà thiết kế phần mềm ứng dụng, các nhà thiết kế và sản xuất máy đầu cuối, các nhà phát triển phần mềm, cộng đồng quảng bá tín hiệu truyền hình, các nhà khai thác mạng 3G, và các nhà khai thác tín hiệu truyền hình quảng bá qua vệ tinh. Ngoài ra, việc tiêu chuẩn hoá cũng liên quan đến ngành công nghiệp chế tạo nội dung để thiết kế nội dung âm thanh và video cho các máy đầu cuối di động; ngành công nghiệp di động tế bào để thiết lập các hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình di động và nhiều ngành công nghiệp khác. Các tiêu chuẩn Mobile TV được tổng kết trong khuyến nghị ITU-R
BT.1833, ngoài các tiêu chuẩn trong khuyến nghị này, còn có các công nghệ truyền hình di động đã được tiêu chuẩn hoá và được triển khai ở nhiều nước trên thế giới như công nghệ VSB tiên tiến, hệ thống quảng bá đa phương tiện di động ở Trung Quốc (CMM B). 1.3 Các nguồn tài nguyên đối với Mobile TV Đối với Mobile TV, một nguồn tài nguyên chung quan trọng là phổ tần số. Ở Anh và M ỹ phổ tần số dành cho truyền hình truyền thống nằm trong dải VHF và UHF. Ở Anh công ty BT Movio đã sử dụng phổ tần dành cho quảng bá âm thanh số (DAB) để p hát tín hiệu truyền hình di động sử dụng tiêu chuẩn DAB-IP. Ở Hàn Quốc phổ tần DAB dành cho các dịch vụ vệ tinh được sử dụng để phát dịch vụ truyền hình di động theo khuôn dạng tín hiệu quảng bá đa phương tiện số qua vệ tinh (DM B-S). Hàn Quốc cũng cho phép sử dụng phổ tần VHF để cung cấp dịch vụ truyền hình di động sử dụng công nghệ quảng bá đa phương tiện số mặt đất (DVB- T). Công nghệ quảng bá đa phương tiện số cho các máy cầm tay (DVB-H) là một tiêu chuẩn được thiết kế sử dụng các mạng DVB-T để phát các dịch vụ DVB-H và sử dụng chung phổ tần của DVB-T. Ở M ỹ, Modeo, nhà khai thác DVB-H, đã thiết lập một mạng hoàn toàn mới dựa trên DVB-H sử dụng băng tần L ở 1670 MHz; HiWire, một nhà khai thác khác sử dụng phổ tần 700 MHz để phát dịch vụ DVB-H. 1.4 Công nghệ broadcast và unicast đối với Mobile TV Có hai chế độ phân phát nội dung tới thiết bị M obile TV là: chế độ broadcast và chế độ unicast. Ở chế độ broadcast, cùng nội dung giống nhau được phát tới số lượng không hạn chế người sử dụng, trong khi ở chế độ unicast nội dung được phát theo yêu cầu tới người sử dụng cụ thể dựa trên việc lựa chọn nội dung.
1.4.1 Công nghệ broadcast Hình 1.4: Truyền dẫn broadcast đối với Mobile TV. Công nghệ cung cấp tới nhiều người sử dụng cùng nội dung ở cùng thời điểm được gọi là broadcast [1,5], ví dụ như sự quảng bá tín hiệu truyền hình tương tự và radio. Công nghệ này có tính cá nhân thấp vì tất cả người sử dụng đều thu được cùng nội dung. Tuy nhiên, công nghệ này phù hợp với thị trường vì không bị hạn chế kỹ thuật về số lượng người sử dụng có thể thu nội dung ở cùng thời điểm. Các công nghệ quảng bá phát tín hiệu truyền hình di động gồm: MBMS, DMB-T, DM B-S, DVB-H, ISDB-T, ISDB-S, DAB, DAB-IP và MediaFLO. Như vậy, công nghệ quảng bá được sử dụng tốt nhất để phân phát hiệu quả các kênh truyền hình phổ biến tới số lượng lớn người sử dụng trong một vùng địa lý nhất định. 1.4.2 Công nghệ unicast Công nghệ cung cấp tín hiệu truyền hình di động theo chế độ một-tới-một được gọi là unicast [1,5]. Công nghệ này có tính cá nhân cao vì mỗi người sử dụng chỉ xem dòng truyền tải unicast của mình. Unicast cũng có ưu điểm là các nguồn tài nguyên mạng chỉ được sử dụng khi một người sử dụng kích hoạt việc sử dụng dịch
vụ. Hơn nữa, với unicast, mạng có thể tối ưu về mặt truyền dẫn đối với mỗi người sử dụng đơn lẻ. Tuy nhiên các mạng unicast bị hạn chế về số lượng người sử dụng được hỗ trợ bởi vì nguồn tài nguyên là hữu hạn vì băng thông hạn chế. Ví dụ, truyền tải dòng video của một sự kiện thể thao như bóng đá, bóng chuyền… có thể được lựa chọn bởi hàng trăm nghìn người sử dụng, điều này làm cho nguồn tài nguyên mạng bị cạn kiệt. Các tốc độ truyền dẫn ở các mạng tế bào UMTS điển hình là 64 kbps (chuyển mạch kênh, CS), hoặc 220-320 kbps (chuyển mạch gói, PS). Các mạng GPRS cung cấp tốc độ trong khoảng 30-40 kbps (PS), các mạng EDG E có tốc độ điển hình trong khoảng 100-130 kbps (PS) và HSDPA có thể đạt tốc độ từ 550- 1100 kbps (PS). Mặc dù bị giới hạn về băng thông, công nghệ unicast phù hợp cho việc cung cấp dịch vụ video theo yêu cầu và sự tương tác cho các dịch vụ truyền hình di động. Hình 1.5: Truyền dẫn Unicast đối với Mobile TV. 1.5 Mobile TV sử dụng các mạng tế bào Sự triển khai các công nghệ 2.5G với tốc độ dữ liệu cao hơn đã cho phép các nhà khai thác mạng di động cung cấp các dịch vụ đa phương tiện như video, âm thanh giống như truyền tải dòng IP qua mạng Internet. Tuy nhiên, do các điều kiện truyền dẫn và mạng, tín hiệu clip video bị trễ và chất lượng tín hiệu không cao do
tốc độ khung thấp. Sự phát triển từ công nghệ 2.5G đến 3G đã tăng tốc độ dữ liệu, sự phát triển các giao thức âm thanh và video cùng với kỹ thuật mã hoá nguồn hiệu quả M PEG-4 dẫn tới mạng 3G có thể cung cấp các kênh video trực tiếp ở tốc độ 128 kbps hoặc cao hơn. Các mạng 3G được thiết kế để có thể cung cấp tốc độ dữ liệu cao lên tới 384 kbps, do đó các mạng 3G có thể được sử dụng để cung cấp các dịch vụ truyền hình di động. Mạng 3G đã được triển khai ở nhiều nước khác nhau trên thế giới, một số nhà khai thác mạng 3G điển hình ở các nước như [1]: Mỹ (Sprint, Cingular, M idwest Wireless, Alltel, Cellular South, Verizon), Mêxicô (Telcel), Peru (Moviestar), Canada (Bell, Rogers, TELUS), Anh (Orange, Three)… Hiệp hội Viễn thông Quốc tế (ITU) đã thống nhất các mạng 3G với tên gọi là IMT- 2000 dựa trên hai công nghệ lõi cơ bản là: UMTS và CDMA2000. Công nghệ UMTS (WCDM A) được phát triển đối với các nước đang khai thác mạng GSM, các tần số 3G ở UM TS được phân bổ rời rạc trong phổ tần của UMTS. Trong khi đó công nghệ CDM A2000 được thiết kế tương thích với các mạng CDMAOne. Các dịch vụ Mobile TV dựa trên mạng 3G có thể cung cấp dòng truyền tải dữ liệu di động chấp nhận được ở tốc độ lên tới 300 kbps, tương đương với 10 cuộc gọi trong mạng. Điều này có nghĩa là để cung cấp một dòng truyền tải video, mạng 3G bị tổn thất 10 cuộc gọi. Do băng thông khả dụng bị hạn chế, các mạng 3G không tối ưu để phát tín hiệu truyền hình di động tới số lượng lớn người sử dụng đồng thời. Dự án 3GPP đang phát triển các công nghệ mới để tăng tốc độ, mở rộng vùng phủ và các loại hình dịch vụ có thể cung cấp trên các mạng 3G. Ví dụ như công nghệ truy nhập gói đường xuống tốc độ cao (HSDPA) và công nghệ broadcast và multicast đa phương tiện (MBMS) đã được phát triển để hỗ trợ các dịch vụ âm thanh và video. Trong điều kiện bình thường, mạng HSDPA có thể phát ở tốc độ 384 kbps tới 50 người sử dụng trong một tế bào, HSDPA có thể tăng tốc độ bit lên tới 10 Mbps hoặc thậm chí cao hơn (đường xuống) trên các mạng 5 MHz 3G nhờ sử dụng mã hoá và điều chế thích nghi, định trình gói nhanh và kỹ thuật chọn tế bào nhanh [1]. Ưu điểm chính của HSDPA là được xây dựng trên cơ sở hạ tầng mạng 3G hiện