CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG DVB-H

Frequency Division Multiplex) và các phương thức điều chế 4-QAM (QPSK), 16-QAM

và 64-QAM cho phép DVB-T truyền nhiều đài trên cùng 1 kênh (độ truyền dữ liệu trên 1

kênh từ 12-20 Mbps), chất lượng âm thanh và hình ảnh tốt hơn (chuẩn MPEG-2), ít bị

nhiễu hơn truyền hình tương tự.

Hiện nay, trên một kênh tần số 8MHZ, chỉ phát được một chương trình truyền hình

nếu dùng công nghệ analog, nhưng dùng công nghệ số thì có thể phát đến 8 chương trình

truyền hình mà không bị ảnh hưởng của nhiễu công nghiệp.

Đồng thời, tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành khai thác hệ thống:

Chỉ cần đầu tư 1 máy phát thay vì 8 máy phát cùng hệ thống an ten cồng kềnh để phát 8

chương trình. Khả năng này tạo điều kiện cho các đài truyền hình tăng số lượng cũng như

thời lượng các chương trình phát sóng, nâng cao hiệu quả tuyên truyền của làn sóng

truyền hình.

Ngoài ra, để xem được truyền hình số mặt đất cần có đầu thu tín hiệu số (còn gọi là

bộ thu hay bộ giải mã truyền hình số, set-top box) theo chuẩn DVB-T và máy thu hình kết

nối với nhau cùng với an ten thu chuyên dụng. Do đặc điểm của truyền hình số mặt đất

phát bằng sóng vô tuyến cao tần đòi hỏi giữa an ten phát và thu phải nhìn thấy nhau nên

phải đặt an ten hướng về đài phát và trên hướng đó phải không bị vật cản. Vì thế, người ở

nhà cao tầng sẽ được lợi hơn khi bắt tín hiệu truyền hình số. Nhược điểm của truyền hình

số mặt đất (DVB-T) là phụ thuộc nhiều vào địa hình do tháp an ten thấp, vùng phát sóng

bị nhà cao tầng che khuất.

1.1.2 Hệ thống DVB-H

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 hướng 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 người sử dụng

muốn thưởng thức và khả năng tương tác trực tiếp giữa khán giả và chương trình cũng

như giữa khán giả và những người làm chương trình. Hiện nay, do nhu cầu của thị trường,

trên thế giới đã có nhiều tiêu chuẩn công nghệ truyền hình di động khác nhau được nghiên

7



cứu, phát triển và ứng dụng. Nhưng tựu chung lại, có thể phân làm hai loại hình chính như

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 được một số

quốc gia áp dụng như Nhật Bản, Hàn Quốc... Tuy nhiên, loại hình này vướng phải nhiều

hạn chế lớn như chi phí rất cao, thêm vào đó là khả năng nghẽn mạng thường xuyên xảy

ra do luồng dữ liệu truyền hình phụ thuộc trực tiếp vào hạ tầng mạng viễn thông.

Ở Việt Nam, hiện có VTC đang cung cấp dịch vụ này và đã đưa vào triển khai từ

cuối năm 2006. Còn truyền hình di động dựa trên sóng truyền hình thì giá thành rẻ hơn rất

nhiều và kèm theo đó là một loạt các tiện ích đặc thù. Với loại hình này, hiện nay trên thế

giới đã phát triển và đưa vào ứng dụng một số tiêu chuẩn khác nhau như :

-DVB-H : Tiờu chuẩn Chõu Âu dựa trên chuẩn DVB-T.

-ISDB-T: Tiêu chuẩn được đưa ra bởi Nhật.

-MediaFlo : Tiêu chuẩn phát hình di động của Mỹ do Qualcomm phát triển.

- DMB (Digital Multimedia Broadcasting): Được hàn quốc phát triển dựa trên

DAB (Digital Audio Broadcasting).



8



Trong số, đó tiêu chuẩn DVB-H đã thể hiện nhiều ưu điểm vượt trội và đã được

thư nghiệm, triển khai tại một số quóc gia trên thế giới như Phần Lan, Mỹ, Italia....



Hình 1.2: DVB-H Mobile TV Transmission System

a. Khái niệm về truyền hình di động theo chuẩn DVB-H

DVB-H (Digital Vi deo Broadcasting for Handheld) là tiêu chuẩn công nghệ

truyền hình kĩ thuật số cho các thiết bị cầm tay được ra đời 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 hay dữ liệu dạng IP khác nhau tới những thiết bị cầm tay di

động như điện thoại di động, PDA. . .



9



Được công bố trong chuẩn EN 302 304 của ETSI vào tháng 11/2004 , đây là các

đặc điểm kỹ thuật lớp vật lí được thiết kế cho phép chuyển giao dữ liệu đóng gói dạng IP

qua các mạng trên mặt đất 1 cách hiệu quả.

Tiêu chuẩn DVB-H được xây dựng dựa trên tiêu chuẩn truyền hình kĩ thuật sồ mặt

đất DVB-T, hay thực chất là chuẩn DVB-T đã được thêm vào một số chức năng cần thiết

để đảm bảo thu tín hiệu tốt trong môi trường di động.

Do công nghệ DVB-H được xây dựng dựa trên chuẩn truyền hình số mặt đất DVBT nên đặc điểm kỹ thuật của DVB-H giống như của DVB-T. Trong khi DVB-T được sản

xuất chủ yếu để tiếp sóng qua an ten, mạng DVB-H lại được thiết kế cho các thiết bị cầm

tay tiếp nhận sóng ngay cả khi ở trong nhà. So với chuẩn DVB-T, DVB-H chủ yếu nhắm

vào thiết bị thu, nhằm giảm năng lượng tiêu thụ ở đầu thu, giải điều chế ở đầu thu cũng

như gia tăng cường độ của tín hiệu truyền bằng cơ chế sửa lỗi trước (forward error

correction) trong môi trường di động.

Vậy tại sao DVB-H và 3G lại sử dụng kết hợp với nhau? Đó là do trước tiên,

DVB-H là broadcast nên chỉ có 1 kênh truyền downlink từ Base Station đến thiết bị đầu

cuối end-user, do đó một mình nó không thể cung cấp được các dịch vụ interactive như

Video theo yêu cầu, người hướng dẫn trong thành phố, dự báo thời tiết. . . Để có thể sử

dụng các dịch vụ trên, DVB-H cần phải kết hợp với mạng 2G/3G cellular để có 1 kênh

truyền uplink. Người xem TV có thể đồng thời tham gia vào chương trình TV đang phát

thông qua cùng 1 thiết bị. Người xem có thể bình chọn, trả lời các câu hỏi trúng thưởng

bằng cách click trực tiếp lên màn hình.

Ngoài ra, 3G đã có cơ sở hạ tầng và hệ thống quản lí khách hàng và tính tiền khá

tốt. Nên DVB-H có thể liên kết với 3G để có thể tận dụng được hệ thống quản lí này. Khi

đó vấn đề billing (tính cước) trong DVB-H sẽ được giải quyết.



10



Hình 1.3: Vị trí thưc hiện chức năng của DVB-H

Tại sao bản thân 3G vẫn có thể cung cấp dịch vụ broadcast lại cần đến DVB-H ?

Câu trả lời đơn giản là DVB-H cho phép cung cấp dịch vụ broadcast TV tốt hơn với dung

lượng lớn và chất lượng cao hơn. 3G chỉ có thể cung cấp dịch vụ với tốc độ dữ liệu

<64kbps nên chỉ có thể cung cấp light video và audio clips. Ở 3G, việc truyền dữ liệu phụ

thuộc vào tốc độ đường truyền của mạng di động, chính vì vậy nó không đủ mạnh để đáp

ứng đòi hỏi đường truyền của dịch vụ này, do tín hiệu video yêu cầu băng thụng kờnh

truyền tương đối lớn (khoảng vài trăm Kbps).

Nếu trong 1 vùng phủ sóng bởi cả 3G và DVB-H, nếu 1 hệ thống quá tải,việc liên

kết giữa 2 hệ thống có thể giúp cân bằng tài nguyên giữa 2 hệ thống. Ngoài ra, nếu có

nhiều user sử dụng dịch vụ broadcast, lúc đó nên dùng DVB-H để cung cấp dịch vụ. Nếu

có ít user thỡ nờn dựng 3G để cung cấp dịch vụ sẽ có lợi hơn. Vấn đề nằm ở chỗ dùng kĩ

thuật nào tại thời điểm nào là có lợi nhất cho nhà cung cấp dịch vụ và nhà cung cấp mạng.

Tất cả những vấn đề kể trên là những vấn đề được nhiều người quan tâm nghiên

cứu. Hiện vẫn đang còn 1 số câu hỏi đặt ra: Liệu người dùng có muốn chi trả cho dịch vụ

này như họ vẫn trả cho dịch vụ truyền hình vệ tinh không, và họ sẽ trả bao nhiêu? 1 mối

quan tâm nữa là liệu những người dùng vốn đã rất quen thuộc với việc xem tivi qua

11



những màn hình lớn tại nhà có muốn chuyển sang việc xem qua các màn ảnh nhỏ hay

không? Ngoài ra, các chuyên gia phân tích cho hay: Kĩ thuật này còn gây ra sự phân tán

rất nguy hiểm cho người dùng khi đang điều khiển phương tiện giao thông.

b. Những ưu việt của truyền hình di động theo chuẩn DVB-H

Trước những ý kiến tỏ ra nghi ngại về chất lượng dịch vụ, các chuyên gia khẳng

định chuẩn DVB-H đã được nhiều nước thử nghiệm. Đặc điểm của DVB-H là chất lượng

hình ảnh và âm thanh sẽ không bị ảnh hưởng bởi địa hình, hay khi di chuyển với tốc độ

cao, 1 ví dụ điển hình là có thể đi ô tô với tốc độ 60km\h võ̃n xem được truyền hình qua

điện thoại di động.

Tóm lại, dịch vụ truyền hình di động theo chuẩn DVB-H sẽ mang đến cho người

dùng nhiều tiện ích lớn nhờ những tính năng ưu việt mà hệ thống hỗ trợ:

- Là 1 chuẩn mở với nhiều hỗ trợ và giải pháp từ hơn 60 nhà sản xuất.

- Tiêu thụ công suất thấp với 1 thông lượng dữ liệu cao, 1 dịch vụ DVB-H

có thể chuyển giao 20-40 kênh hoặc nhiều hơn (phụ thuộc vào tốc độ bịt), lên tới 1 1

Mbps trong 1 bộ ghép kờnh DVB-H. Khả năng tiết kiệm năng lượng 1 cách tối đa cho

thiết bị cầm tay, đây là 1 yêu cầu cấp thiết của dịch vụ truyền hình di động do thiết bị này

sử dụng nguồn năng lượng chủ yếu là dựa vào pin sẵn có trong thiết bị.

-Việc xem truyền hình với chuẩn DVB-H không phụ thuộc vào tài nguyên

mạng điện thoại di động. Đây là chuẩn được nghiên cứu, phát triển dựa trên chuẩn DVBT (truyền hình số mặt đất). Những nước đó cú mạng DVB-T sẵn sẽ nâng cấp để cung cấp

dịch vụ truyền hình di động theo chuẩn DVB-H rất dễ dàng. Nguyờn lớ hoạt động là tín

hiệu truyền hình được phát đi quảng bá từ an ten truyền hình với bán kính phủ sóng lên

tới hàng chục km.

- Tất cả máy thu tích hợp bộ thu truyền hình nằm trong vùng phủ song đều

có thể thu được tín hiệu, giải mã và hiển thị trên màn hình. Do vậy, sẽ không hạn chế số

người xem đồng thời, miễn là họ nằm trong vùng phủ sóng.



12



- Truyền hình theo cách này cũng không cần phải có tần số riờng. Kờnh

thông tin trên công nghệ truyền hình 3G có tính chất 2 chiều nhưng là kênh truyền dữ liệu

được trạm thu phát gốc BTS cấp cho thuê bao. Như vậy mỗi thuê bao sẽ chiếm 1 phần tài

nguyên thông tin của trạm BTS khi họ sử dụng dịch vụ, vì vậy sẽ hạn chế số người dựng

cựng lỳc. Khi lượng người dùng lớn, để có thể phục vụ tốt cho người sử dụng dịch vụ, bắt

buộc nhà khai thác mạng phải nâng cấp hệ thống dẫn đến chi phí đầu tư sẽ tăng, cũng

đồng nghĩa với chi phí dịch vụ cao. DVB-H thì không cần tăng chi phí đầu tư khi tăng số

lượng người dùng nên chi phí dịch vụ sẽ rẻ hơn.

- Chất lượng dịch vụ ổn định, không bị trễ hình hoặc không xem được

chương trình khi mạng nghẽn.

- Khả năng di chuyển với tốc độ rất cao (có thể di chuyển với tốc độ lên tới

trên 200 km\h). Do vậy, người dùng có thể sử dụng dịch vụ truyền hình di động (xem các

chương trình truyền hình, thực hiện các chức năng tương tác trực tiếp . ) trên thiết bị của

mình ngay cả khi ngồi trờn cỏc phương tiện giao thông như ô tô, tàu hỏa, xe buýt. . . mà

chất lượng không hề bị suy giảm.

-Sử dụng công nghệ nén tiên tiến: truyền hình di động theo tiêu chuẩn

DVB-H sử dụng công nghệ nén H.264/AVC, vừa giúp tiết kiệm băng thông mà vẫn giữ

được chất lượng hình ảnh, âm thanh tương đương với chuẩn truyền hình độ phân giải cao

HDTV.

- Do người dùng thường sử dụng dịch vụ trong môi trường di động hoặc các

khu đô thị (nói cách khác đây là môi trường mà tín hiệu truyền hình rất hay xảy ra lỗi do

bị can nhiễu bởi các luồng tín hiệu nhiễu công nghiệp, ô tô xe máy, các tòa nhà. . . ) nên

công nghệ DVB-H đã hỗ trợ khả năng chống lỗi và sửa lỗi ở nhiều cấp độ khác nhau giúp

cho tín hiệu đến người dùng hầu như không xảy ra lỗi hoặc nếu có thì tỷ lệ lỗi là rất thấp.

-Thanh toán điện tử: người dùng có thể thanh toán dịch vụ truyền hình di

động thông qua tài khoản của mình tại ngân hàng. Khán giả cũng có thể dùng tài khoản cá

nhân để mua các sản phẩm được rao bán hoặc đặt lệnh giao dịch chứng khoán trực tiếp. . .

trong các chương trình chuyên biệt của truyền hình di động.

13



Với những ưu điểm đó, chuẩn DVB-H hiện tại đang được nhiều tập đoàn truyền

thông lớn trên thế giới: nokia, Siemens, Motorola, Sony Ericsson...hậu thuẫn về thiết bị

đầu cuối.

1.2 Cấu trúc và nguyên lí cơ bản của công nghệ truyền hình di động

Do công nghệ DVB-H được xây dựng dựa trên nền tảng của công nghệ DVB-T

nên để phù hợp yêu cầu thu sóng truyền hình di động, hệ thống DVB-H cú thờm 1 số

thành phần chức năng khác so với DVB-T như: cắt lát thời gian (time-slice), đóng gói đa

giao thức và sửa lỗi hướng tới (MPE-FEC), điều chế COFDM sóng mang kiểu 4k và báo

hiệu DVB-TPS. Sơ đồ sau đây sẽ miêu tả cấu trúc nguyờn lớ DVB-H dựa trên cơ sở của

hệ thống DVB-T.



Hình 1 4 Cấu trúc nguyờn lớ của DVB-H

Mô hình này thể hiện sự lắp ghép xen giữa hệ thống DVB-T và DVB-H. Đầu tiên,

nội dung các chương trình TV hoặc các dịch vụ khác được đưa vào để đóng gói theo

chuẩn nén tiên tiến mới H.264/AVC. Sau đó cỏc gúi tin này tiếp tục được đóng gói thờm

cỏc tính năng mới để có thể truyền trờn mụi trường mạng và cuối cùng là định dạng IP

14



được đưa ra khỏi khối này. Cỏc gúi IP này sau đó sẽ được đưa vào bộ đóng gói IP của

DVB-H, tại đây cỏc gúi IP tiếp tục được đóng gói lại theo sự đóng gói đa giao thức MPE

và có thêm phần sửa lỗi FEC để có thể sửa lỗi cho dữ liệu xảy ra trên đường truyền.

Khung MPE-FEC tiếp đó sẽ được đặt vào các khe thời gian khác nhau nhờ kĩ thuật cắt lát

thời gian (time slicing).

Ngõ ra bộ đóng gói IP sau khi ra khỏi phần time slice có thể đưa trực tiếp tới bộ

điều chế COFDM của DVB-H với các sóng mang 4K hoặc 8K (hay chính là bộ điều chế

DVB-T được thêm vào 1 số phần như DVB-H TPS và mode 4K) hoặc chúng có thể ghép

xen với những dịch vụ MPEG-2 khác của DVB-T rồi mới đưa ra bộ điều chế. Tín hiệu

sau đó được khuếch đại rồi đưa ra anten phát quảng bá. Tại máy thu, tín hiệu sẽ được giải

ra theo cách ngược lại.

1.3 Các yếu tố kĩ thuật chính

Do tiêu chuẩn DVB-H được xây dựng dựa trên nền tảng của công nghệ DVB-T

nên các đặc điểm của DVB-H hầu như giống với DVB-T. Trong khuôn khổ đề tài này chỉ

đề cập đến các yếu tố mới thêm vào trong DVB-H mà công nghệ DVB-T không thể có

như:

-Sử dụng kĩ thuật cắt lát thời gian (thực slicing) để tiết kiệm năng lượng 1 cách tối

đa cho thiết bị di động (có khả năng tiết kiệm trên 90%), giỳp nõng cao thời gian sử dụng

pin bằng cách tổ chức dữ liệu thành cỏc nhúm gúi trờn mỗi kênh.

- Dùng cơ chế đóng gói đa giao thức MPE cho phép truyền các giao thức mạng dữ

liệu ở phần đầu của luồng MPEG-2. Việc sửa lỗi hướng tới FEC được dùng kết hợp với

MPE để cải thiện cường độ và do đó tạo sự linh hoạt của tín hiệu.

- Cựng với các mode điều chế 2K và 8K đã có sẵn trong DVB-T, 1 mode 4K được

thêm vào DVB-H đưa đến sự linh hoạt cho thiết kế mạng. Do các sóng mang 2K sẽ không

đem lại mức bảo vệ đủ chống lại fading lựa chọn tần số, đồng thời cũng cung cấp kích

thước cell nhỏ hơn khoảng bảo vệ cho các mạng đơn tần SFN. Tương tự, kiểu sóng mang

8K đặt các sóng mang quá gần ở tần số dịch Doppler đối với các máy thu di chuyển. Do

đó kiểu điều chế mới là dùng sóng mang 4K đã được đưa ra nhằm cung cấp độ bù tốt hơn

15



giữa kích thước cell và hiệu ứng Doppler khi thuê bao di chuyển. 1bộ chèn symbol theo

chiều sâu (in –depth interleaver) ngắn cũng được giới thiệu trong mode 2K và 4K, tạo ra

dung lỗi tốt hơn chống lạ nhiễu xung (giúp đạt được một cường độ tương đương với mode

8K).



Hình 1.5 Các bổ sung cho DVB-H vào hệ thống DVB-T



16



Chương II: CÁC CHI TIẾT KỸ THUẬT MỚI THÊM VÀO DVT-T

ĐỂ TRỞ THÀNH DVB-H

2.1 Module MPE-FEC

Việc thu tín hiệu qua thiết bị di động cầm tay hoàn toàn khác với thu qua an ten cố

định trên mặt đất. Thứ nhất, các an ten hầu hết đều có kích thước nhỏ và độ lợi thấp Thứ

hai, máy cầm tay đặt trong 1 môi trường di động thỡ cụng suất tín hiệu thu được có thể

chịu những thay đổi nhanh bất thường.

Dữ liệu âm thanh và hình ảnh trong môi trường DVB-H được chuyển giao dùng kỹ

thuật IP Datacasting, trong đó dữ liệu được đóng gói với các header dạng IP và truyền đi

giống cách truyền gói IP trên Internet. Tuy nhiên, môi trường vô tuyến không hẳn thân

thiện như Internet do có tỉ lệ lỗi cao bởi các nguyên nhân như thay đổi mức tín hiệu liên

tục, nhiễu và các hiệu ứng truyền dẫn khác. Cho nên dữ liệu phải được bảo vệ tốt hơn.

Bảo vệ dữ liệu được thực hiện trong trường hợp DVB-H dùng kĩ thuật sửa lỗi

trước FEC. BỘ đóng gói IP thực hiện thêm chức năng MPE-FEC (Multiprotocol

Encapsulation - Forward Error Correction). FEC tiến hành ở lớp liên kết (nghĩa là trước

khi dữ liệu được mã hóa) bằng cách thờm cỏc thông tin parity tính toán từ cỏc gúi

datagram và gửi dữ liệu parity này trong các đoạn MPE-FEC, cỏc gúi datagram không lỗi

sẽ được giải mã sau khi qua MPE-FEC (dù điều kiện thu rất kém). Việc sử dụng MPEFEC là tùy chọn.

Với MPE-FEC, 1 phần dung lượng kênh truyền sẽ được cấp phát cho thông tin

parity. Dung lượng kênh truyền bị chiếm để truyền parity có thể được bù bằng cách thay

đổi tốc độ mã truyền trong khi vẫn cung cấp hiệu suất cao hơn DVB-T.

Những gói dữ liệu IP khi được đưa vào hệ thống sẽ được tiếp tục đóng gói lại theo

1 trật tự nhất định tạo nên khung MPE-FEC bao gồm 2 phần, trong đó 1 phần chuyên để

chứa dữ liệu của nội dung cần truyền tải được gọi là bảng dữ liệu ứng dụng ADT

(Application Data Table), phần còn lại chứa dữ liệu tính toán dựa trên cơ sở dữ liệu ADT

17