Luận văn Truyển hình di động với công nghệ DVB-H

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI. -------------------------------------------- LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: XỬ LÝ THƠNG TIN VÀ TRUYỀN THƠNG TRUYỀN HÌNH DI ðỘNG VỚI CƠNG NGHỆ DVB-H TRẦN MẠNH HÙNG HÀ NỘI 2008 TR Ầ N M Ạ N H HÙ N G X Ử LÝ THƠ N G TIN VÀ TRU Y ỀN THƠ N G 2006 -2008 Hà Nội 2008 BẢN CAM ĐOAN Tơi là Trần Mạnh Hùng, học viên cao học lớp XLTT&TT khĩa 2006 - 2008. Thầy giáo hướng dẫn là TS. Hà Quốc Trung. Tơi xin cam đoan tồn bộ nội dung được trình bày trong bản luận văn nay là kết quả tìm hiểu và nghiên cứu của riêng tơi, trong quá trình nghiên cứu đề tài “Truyền hình di động với cơng nghệ VDB-H”. Các kết quả và dữ liệu được nêu trong luận văn là hồn tồn trung thực và rõ ràng. Mọi thơng tin trích dẫn đều được tuân theo luật sở hữu trí tuệ, liệt kê rõ ràng các tài liệu tham khảo. Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm với những nội dung được viết trong luận văn này. Hà nội, ngày 22 tháng 11 năm 2008. HỌC VIÊN TRẦN MẠNH HÙNG -1- Mục lục Lời mở đầu.............................................................................................................1 Mục lục ..................................................................................................................4 Mục lục các hình....................................................................................................8 Mục lục các bảng.................................................................................................10 Từ viết tắt ............................................................................................................11 1. CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG DVB-H ..................13 1.1 Tổng quan hệ thống............................................................................. 13 1.1.1 Giới thiệu sơ lược về DVB-T .............................................................13 1.1.2 Hệ thống DVB-H ...............................................................................15 1.1.2.a Khái niệm về truyền hình di động theo chuẩn DVB-H...................17 1.1.2.b Những ưu việt của truyền hình di động theo chuẩn DVB-H...........20 1.2 Cấu trúc và nguyên lí cơ bản của cơng nghệ truyền hình di động.... 22 1.3 Các yếu tố kĩ thuật chính .................................................................... 24 2. CHƯƠNG II: CÁC THÀNH PHẦN MỚI TRONG BỘ ðĨNG GĨI IP: TIME SLICING VÀ MPE-FEC...................................................................26 2.1 Module MPE-FEC............................................................................... 26 2.1.1 Khung MPE-FEC ..............................................................................27 2.1.1.a ðịnh nghĩa khung MPE-FEC .........................................................27 2.1.1.b Bảng ADT .....................................................................................28 2.1.1.c Bảng RSDT ...................................................................................29 2.1.2 Cách truyền khung MPE-FEC...........................................................30 2.1.2.a Cách truyền các IP datagram trong ADT........................................30 2.1.2.b Giải mã RS ....................................................................................33 -2- 2.2 Module time-slicing ............................................................................. 34 2.2.1 Giới thiệu chung................................................................................34 2.2.2 Chi tiết kĩ thuật..................................................................................35 2.2.2.a Nguyên lí hoạt động.......................................................................35 2.2.2.b Phương pháp
t chỉ thị thời gian cụm kế tiếp ...............................38 2.2.3 Hỗ trợ chuyển giao với time-slicing ..................................................42 3. CHƯƠNG III: THÀNH PHẦN MỚI TRONG BỘ ðIỀU CHẾ DVB- T: CHẾ ðỘ PHÁT 4K, BỘ GHÉP XEN IN-DEPTH VÀ BÁO HIỆU TPS ....44 3.1 Khái quát chung .................................................................................. 44 3.1.1 ðiều chế COFDM .............................................................................44 3.1.2 Số lượng, vị trí và nhiệm vụ của các sĩng mang ................................45 3.2 Chế độ phát 4K.................................................................................... 46 3.3 Bộ ghép xen theo độ sâu symbol (in-depth interleaver) .................... 50 3.3.1 Khái niệm kĩ thuật ghép xen ..............................................................50 3.3.2 Bộ ghép xen nội (Inner interleaver)...................................................50 3.3.2.a Ghép xen theo bit (bit-wise interleaving) .......................................51 3.3.2.b Ghép xen symbol (Symbol interleaver) ..........................................54 3.4 Báo hiệu thơng số bên phát TPS......................................................... 57 3.4.1 Khái quát ..........................................................................................57 3.4.2 Mục đích của TPS .............................................................................58 3.4.3 ðịnh dạng các bit TPS.......................................................................58 4. CHƯƠNG IV: CẤU HÌNH MẠNG TRIỂN KHAI TRONG DVB-H ........61 4.1 Các loại cấu hình mạng DVB-H ......................................................... 61 4.1.1 Mạng dùng chung DVB-H (dùng chung bộ ghép với MPEG-2) .........61 4.1.2 Mạng phân cấp DVB-H (dùng chung với mạng DVB-T bằng cách phân cấp) ..................................................................................62 -3- 4.2 Mạng phát DVB-H ......................................................................... 62 4.2.1 Các cell DVB-H ................................................................................62 4.2.2 Mạng đơn tần SFN (Single frequency networks) ...............................63 4.2.3 Mạng đa tần MFN (Multifrequency networks)...................................65 5. CHƯƠNG V: GIẢI PHÁP TRUYỀN HÌNH CƠNG NGHỆ DVB-H VÀ TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI DVB-H Ở VIỆT NAM ...................................67 5.1 Giải pháp chung và tiềm năng phát triển DVB-H............................. 67 5.1.1 Sự triển khai thị trường .....................................................................67 5.1.2 Các bước tiếp theo của DVB-H .........................................................71 5.2 Tình hình triển khai DVB-H ở Việt Nam.......................................... 72 5.2.1 Sơ lược tình hình triển khai ...............................................................72 5.2.2 Mơ hình triển khai dịch vụ truyền hình di động chuẩn DVB-H của VTC ............................................................................................77 5.3. So sánh giải pháp truyền hình DVB-H và một số giải pháp truyền hình di động số khác…………………………………………………….................80 6. CHƯƠNG VI: PHÂN TÍCH SO SÁNH GIẢI PHÁP DVB-H VÀ GIẢI PHÁP DMB …………………………………………………………………89 6.1. Giới thiệu chung về DMB………………… ………..……………. 89 6.2. Tổng quan cơng nghệ DMB ………………………………….……90 6.3. So sánh những đặc tính cơ bản của DVB-H với DMB………….92 6.4. ðề xuất giải pháp hệ thống T-DMB ……………………………..99 Kết luận………………………………………………………………….….102 Phụ lục A : Sơ đồ chức năng bộ điều chế DVB-T và điện thoại di động cơng nghệ DVB-H..............................................................................................104 Phụ lục B: Vị trí các sĩng mang TPS ...............................................................108 -4- Phụ lục C: ðịnh dạng bit TPS trong mode 4K ................................................110 Tài liệu tham khảo.............................................................................................116 -5- Mục lục các hình Hình 1.1 Truyền hình di động dựa trên sĩng truyền hình................................. 16 Hình 1.2 Vị trí thực hiện chức năng của DVB-H .............................................. 19 Hình 1.3 Cấu trúc nguyên lí của DVB-H........................................................... 23 Hình 1.4 Các bổ sung cho DVB-H vào hệ thống DVB-T................................... 24 Hình 2.1 Sơ lược cấu trúc khung MPE-FEC .................................................... 27 Hình 2.2 Cấu trúc khung MPE-FEC ................................................................. 28 Hình 2.3 Sự bố trí trong bảng ADT.................................................................... 29 Hình 2.4 Sự bố trí trong bảng RSDT ................................................................. 30 Hình 2.5 Cách đĩng gĩi và truyền khung MPE-FEC........................................ 31 Hình 2.6 ðiều chỉnh tốc độ mã trong MPE-FEC .............................................. 33 Hình 2.7 Truyền các dịch vụ song song trong DVB-T....................................... 35 Hình 2.8 Cách truyền các dịch vụ DVB-H trong time slicing............................ 36 Hình 2.9 Cắt lát thời gian cho mỗi dịch vụ DVB-H ............................................ 37 Hình 2.10 Mỗi header của section MPE (MPE-FEC) chứa
t chỉ thị thời gian khi nào bắt đầu cụm kế tiếp ......................................................... 37 Hình 2.11 Các thơng số cụm .............................................................................. 38 Hình 2.12 Burst Duration tối đa ........................................................................ 39 Hình 2.13 Chuyển giao nhờ time-slicing ........................................................... 43 Hình 3.1 Phân bố sĩng mang trong kĩ thuật COFDM....................................... 45 Hình 3.2 Ví dụ về số sĩng mang của 2 chế độ 2K&8K với băng thơng 8 MHz ...................................................................................................... 47 Hình 3.3 Vị trí các loại sĩng mang trong 1 symbol OFDM ............................... 49 Hình 3.4 Bộ ghép xen nội................................................................................... 50 Hình 3.5 Các luồng ngõ vào và ngõ ra của bộ ghép xen bit trong trường hợp QPSK, 16-QAM và 64-QAM ......................................................... 51 Hình 3.6 Thuật tốn tạo hàm hốn vị dùng cho mode 4K ................................. 56 -6- Hình 3.7 Sơ lược về các bộ ghép xen dùng cho từng chế độ khác nhau (2K, 4K & 8K)............................................................................................... 57 Hình 4.1 DVB-H với bộ ghép kênh dùng chung................................................ 61 Hình 4.2 Mạng DVB-H dùng chung bằng cách phân lớp ................................. 62 Hình 4.3 Các mạng đơn tần trong DVB-H ........................................................ 63 Hình 4.4 Khoảng cách tương quan SFN. Tất cả các khoảng cách đều dựa trên điều chế 16-QAM với khoảng bảo vệ là ¼ trong COFDM ........... 64 Hình 5.1 Biểu đồ thể hiện số người xem các dịch vụ truyền hình di động qua các năm ......................................................................................... 67 Hình 5.2 Dự kiến số lượng máy thu TV Mobile trên thị trường trong các năm 2006 ÷ 2010 (nguồn DVB-Scene 12/2005) ................................... 71 Hình 5.3 Mobile TV của S-Fone ........................................................................ 73 Hình 5.4 Các mẫu điện thoại di động DVB-H đầu tiên ..................................... 75 Hình 5.5 Nokia N92 ........................................................................................... 76 Hình 5.6 Mơ hình triển khai dịch vụ truyền hình di động theo chuẩn DVB- H 77 Hình A.1 Sơ đồ khối chức năng của bộ điều chế DVB-T............................... 100 Hình A.2. Cấu trúc thu của ðTDð DVB-H ………………………… 82 -7- Mục lục các bảng Bảng 3.1 Thơng số các chế độ phát trong OFDM ............................................. 48 Bảng 3.2 Cách hốn vị bit trong mode 4K ......................................................... 56 Bảng 3.3 ðịnh dạng các bit TPS ........................................................................ 59 Bảng 3.4 Báo hiệu DVB-H ................................................................................. 60 Bảng B.1 Vị trí sĩng mang TPS trong symbol OFDM với mode 4K................ 104 Bảng B.2 Vị trí các sĩng mang TPS trong symbol OFDM với mode 2K và 8K 105 Bảng C.1 Kiểu tín hiệu của số thứ tự khung ................................................... 107 Bảng C.2 Kiểu chịm sao (kiểu điều chế) ......................................................... 107 Bảng C.3 Các giá trị α ứng với các kiểu điều chế............................................ 108 Bảng C.4 Kiểu tín hiệu của mỗi tốc độ mã ...................................................... 109 Bảng C.5 Giá trị khoảng bảo vệ ....................................................................... 109 Bảng C.6 Các chế độ truyền dẫn...................................................................... 110 Bảng C.7 Bảng liệt kê cell_id trên các bit TPS ................................................ 111 -8- -1- LỜI MỞ ðẦU TV được xem như 1 dịch vụ quan trọng trong các thiết bị di động. Trong quá khứ, Mobile TV thường được kết hợp với việc truyền dẫn broadcast. Tuy nhiên kĩ thuật unicast lại cĩ hiệu quả trong nhiều trường hợp, đặc biệt là từ khi các user di động thích truy cập nội dung theo nhu cầu hơn là theo 1 lịch trình cố định. Trong tài liệu này chúng ta sẽ tập trung vào các mạng di động 3G được tối ưu hĩa cho các dịch vụ unicast. Dựa trên 1 kiểu lưu lượng, chúng ta sẽ bàn về các giới hạn dung lượng của các mạng 3G dùng trong phân bố unicast của Mobile TV. Các mạng di động xuất hiện từ mạng điện thoại đến mạng chuyển giao đa phương tiện. Người ta mong đợi rằng lưu lượng dữ liệu di động sẽ vượt quá lưu lượng thoại vào năm 2010. Ngày nay, các nhà điều hành mạng di động đã và đang đưa ra các dịch vụ chạy suốt và tải đa phương tiện hấp dẫn. Mobile TV là 1 trong các dịch vụ đang triển khai hiện nay. Giống với TV mặt đất, Mobile TV thường kết hợp với kĩ thuật 1-nhiều hoặc broadcast. Từ năm 2004, nhiều nhà điều hành mạng tế bào đã triển khai các dịch vụ Mobile TV qua mạng 2.5G và 3G cĩ sẵn. Nhận thấy nhu cầu của người sử dụng ngày càng cao với các dịch vụ Mobile TV, nhà cung cấp và nhà điều hành mạng đã nhận ra họ khơng thể đợi sự xuất hiện của mạng broadcast 3G. Do đĩ, họ bắt đầu triển khai các dịch vụ Mobile TV qua mạng 3G unicast dùng luồng chuyển mạch gĩi (PSS) như kĩ thuật dịch vụ cơ sở. PSS ngày nay được hỗ trợ bởi tất cả các nhà cung cấp thiết bị đầu cuối và cung cấp các dịch vụ luồng chất lượng khá tốt cho dịch vụ trực tiếp hoặc theo yêu cầu. Sự cải thiện chất lượng xa hơn nữa được triển khai bằng việc giới thiệu bộ codec hình ảnh H.264 nâng cao và các sĩng mang luồng với hỗ trợ QoS riêng biệt. -2- Trong tương lai, chất lượng và dung lượng trong mạng 3G sẽ cải thiện hơn nữa với các kĩ thuật truy xuất tốc độ cao như HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access). Nĩ đã được dự đốn trước là trong tương lai gần, các dịch vụ Mobile TV cĩ thể được chuyển giao dùng PSS và sĩng mang unicast với cùng 1 chất lượng như qua kĩ thuật broadcast phi tế bào riêng biệt giống DVB-H. Trong kỷ nguyên truyền thơng đa phương tiện, sự ra đời và phát triển của truyền hình di động với những tính năng tân tiến của nĩ như khả năng cá nhân hĩa nội dung, khả năng tương tác trực tiếp... chính là một xu thế tất yếu. Tháng 7/2007 vừa qua, Cao ủy Viễn thơng Châu Âu đã kêu gọi các nước thành viên của mình nhanh chĩng triển khai chuẩn DVB-H với những ưu điểm vượt trội và coi đĩ là một chuẩn chung duy nhất cho truyền hình di động. Trước đĩ, tại Việt Nam, từ cuối năm 2006, khán giả đã cĩ thể dễ dàng tiếp cận với dịch vụ truyền hình di động dựa trên chuẩn DVB-H với những tiện ích đặc thù. ðể hiểu rõ hơn về cơng nghệ truyền hình di động theo chuẩn DVB-H, trong khuơn khổ đồ án em xin được giới thiệu về tiêu chuẩn cơng nghệ mới mẻ nhưng đầy tiềm năng này. Nội dung gồm 5 phần chính: - Chương I: Chương này sẽ giới thiệu khái quát về hệ thống truyền hình di động nĩi chung cũng như hệ thống truyền hình di động DVB-H nĩi riêng, qua đĩ nêu lên các chi tiết kĩ thuật mới triển khai từ DVB-T dùng riêng cho DVB-H. - Chương II: Trong phần này, 2 chi tiết kĩ thuật mới đầu tiên sẽ được đề cập và phân tích chức năng chúng đảm nhận trong hệ thống, 2 chi tiết này cùng nằm trong 1 khối là IPE (Bộ đĩng gĩi IP – IP Encapsulator) đĩ là time- slicing và MPE-FEC. -3- - Chương III: Tiếp tục đề cập và phân tích 3 chi tiết kĩ thuật mới nữa thuộc khối điều chế DVB-T, đĩ là cĩ thêm 1 chế độ phát 4K song song với 2K và 8K đã cĩ sẵn trong DVB-T, bộ ghép xen in-depth và các bit báo hiệu TPS. - Chương IV: Chương này sẽ giới thiệu chung về các kiểu mạng DVB-H, các cách truyền dẫn trong 1 hệ thống DVB-H thực tế. - Chương V: Chương này sẽ tĩm lược bằng các giải pháp kĩ thuật truyền hình DVB-H trên thế giới và ở cả Việt Nam hiện nay, bên cạnh đĩ sẽ đi sâu tìm hiểu thị trường DVB-H ở Việt Nam trong các dịch vụ do 2 nhà cung cấp là S-Fone và VTC triển khai. - Chương VI: Cuối cùng, phân tích và so sánh giải pháp DVB-H và giải pháp DMB - Kết luận: Các chuẩn truyền hình di động trên thế giới và phân tích ưu – nhược điểm của DVB-H. ðề xuất phát triển cơng nghệ truyền hình DMB. -4- Mục lục Lời mở đầu.............................................................................................................1 Mục lục ..................................................................................................................4 Mục lục các hình....................................................................................................8 Mục lục các bảng.................................................................................................10 Từ viết tắt ............................................................................................................11 1. CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG DVB-H ..................13 1.1 Tổng quan hệ thống............................................................................. 13 1.1.1 Giới thiệu sơ lược về DVB-T .............................................................13 1.1.2 Hệ thống DVB-H ...............................................................................15 1.1.2.a Khái niệm về truyền hình di động theo chuẩn DVB-H...................17 1.1.2.b Những ưu việt của truyền hình di động theo chuẩn DVB-H...........20 1.2 Cấu trúc và nguyên lí cơ bản của cơng nghệ truyền hình di động.... 22 1.3 Các yếu tố kĩ thuật chính .................................................................... 24 2. CHƯƠNG II: CÁC THÀNH PHẦN MỚI TRONG BỘ ðĨNG GĨI IP: TIME SLICING VÀ MPE-FEC...................................................................26 2.1 Module MPE-FEC............................................................................... 26 2.1.1 Khung MPE-FEC ..............................................................................27 2.1.1.a ðịnh nghĩa khung MPE-FEC .........................................................27 2.1.1.b Bảng ADT .....................................................................................28 2.1.1.c Bảng RSDT ...................................................................................29 2.1.2 Cách truyền khung MPE-FEC...........................................................30 2.1.2.a Cách truyền các IP datagram trong ADT........................................30 -5- 2.1.2.b Giải mã RS ....................................................................................33 2.2 Module time-slicing ............................................................................. 34 2.2.1 Giới thiệu chung................................................................................34 2.2.2 Chi tiết kĩ thuật..................................................................................35 2.2.2.a Nguyên lí hoạt động.......................................................................35 2.2.2.b Phương pháp
t chỉ thị thời gian cụm kế tiếp ...............................38 2.2.3 Hỗ trợ chuyển giao với time-slicing ..................................................42 3. CHƯƠNG III: THÀNH PHẦN MỚI TRONG BỘ ðIỀU CHẾ DVB- T: CHẾ ðỘ PHÁT 4K, BỘ GHÉP XEN IN-DEPTH VÀ BÁO HIỆU TPS ....44 3.1 Khái quát chung .................................................................................. 44 3.1.1 ðiều chế COFDM .............................................................................44 3.1.2 Số lượng, vị trí và nhiệm vụ của các sĩng mang ................................45 3.2 Chế độ phát 4K.................................................................................... 46 3.3 Bộ ghép xen theo độ sâu symbol (in-depth interleaver) .................... 50 3.3.1 Khái niệm kĩ thuật ghép xen ..............................................................50 3.3.2 Bộ ghép xen nội (Inner interleaver)...................................................50 3.3.2.a Ghép xen theo bit (bit-wise interleaving) .......................................51 3.3.2.b Ghép xen symbol (Symbol interleaver) ..........................................54 3.4 Báo hiệu thơng số bên phát TPS......................................................... 57 3.4.1 Khái quát ..........................................................................................57 3.4.2 Mục đích của TPS .............................................................................58 3.4.3 ðịnh dạng các bit TPS.......................................................................58 4. CHƯƠNG IV: CẤU HÌNH MẠNG TRIỂN KHAI TRONG DVB-H ........61 4.1 Các loại cấu hình mạng DVB-H ......................................................... 61 4.1.1 Mạng dùng chung DVB-H (dùng chung bộ ghép với MPEG-2) .........61 -6- 4.1.2 Mạng phân cấp DVB-H (dùng chung với mạng DVB-T bằng cách phân cấp) ..................................................................................62 4.2 Mạng phát DVB-H ......................................................................... 62 4.2.1 Các cell DVB-H ................................................................................62 4.2.2 Mạng đơn tần SFN (Single frequency networks) ...............................63 4.2.3 Mạng đa tần MFN (Multifrequency networks)...................................65 5. CHƯƠNG V: GIẢI PHÁP TRUYỀN HÌNH CƠNG NGHỆ DVB-H VÀ TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI DVB-H Ở VIỆT NAM ...................................67 5.1 Giải pháp chung và tiềm năng phát triển DVB-H............................. 67 5.1.1 Sự triển khai thị trường .....................................................................67 5.1.2 Các bước tiếp theo của DVB-H .........................................................71 5.2 Tình hình triển khai DVB-H ở Việt Nam.......................................... 72 5.2.1 Sơ lược tình hình triển khai ...............................................................72 5.2.2 Mơ hình triển khai dịch vụ truyền hình di động chuẩn DVB-H của VTC ............................................................................................77 5.3. So sánh giải pháp truyền hình DVB-H và một số giải pháp truyền hình di động số khác…………………………………………………….................80 6. CHƯƠNG VI: PHÂN TÍCH SO SÁNH GIẢI PHÁP DVB-H VÀ GIẢI PHÁP DMB …………………………………………………………………89 6.1. Giới thiệu chung về DMB………………… ………..……………. 89 6.2. Tổng quan cơng nghệ DMB ………………………………….……90 6.3. So sánh những đặc tính cơ bản của DVB-H với DMB………….92 6.4. ðề xuất giải pháp hệ thống T-DMB ……………………………..99 Kết luận………………………………………………………………….….102 -7- Phụ lục A : Sơ đồ chức năng bộ điều chế DVB-T và điện thoại di động cơng nghệ DVB-H..............................................................................................104 Phụ lục B: Vị trí các sĩng mang TPS ...............................................................108 Phụ lục C: ðịnh dạng bit TPS trong mode 4K ................................................110 Tài liệu tham khảo.............................................................................................116 -8- Mục lục các hình Hình 1.1 Truyền hình di động dựa trên sĩng truyền hình................................. 16 Hình 1.2 Vị trí thực hiện chức năng của DVB-H .............................................. 19 Hình 1.3 Cấu trúc nguyên lí của DVB-H........................................................... 23 Hình 1.4 Các bổ sung cho DVB-H vào hệ thống DVB-T................................... 24 Hình 2.1 Sơ lược cấu trúc khung MPE-FEC .................................................... 27 Hình 2.2 Cấu trúc khung MPE-FEC ................................................................. 28 Hình 2.3 Sự bố trí trong bảng ADT.................................................................... 29 Hình 2.4 Sự bố trí trong bảng RSDT ................................................................. 30 Hình 2.5 Cách đĩng gĩi và truyền khung MPE-FEC........................................ 31 Hình 2.6 ðiều chỉnh tốc độ mã trong MPE-FEC .............................................. 33 Hình 2.7 Truyền các dịch vụ song song trong DVB-T....................................... 35 Hình 2.8 Cách truyền các dịch vụ DVB-H trong time slicing............................ 36 Hình 2.9 Cắt lát thời gian cho mỗi dịch vụ DVB-H ............................................ 37 Hình 2.10 Mỗi header của section MPE (MPE-FEC) chứa
t chỉ thị thời gian khi nào bắt đầu cụm kế tiếp ......................................................... 37 Hình 2.11 Các thơng số cụm .............................................................................. 38 Hình 2.12 Burst Duration tối đa ........................................................................ 39 Hình 2.13 Chuyển giao nhờ time-slicing ........................................................... 43 Hình 3.1 Phân bố sĩng mang trong kĩ thuật COFDM....................................... 45 Hình 3.2 Ví dụ về số sĩng mang của 2 chế độ 2K&8K với băng thơng 8 MHz ...................................................................................................... 47 Hình 3.3 Vị trí các loại sĩng mang trong 1 symbol OFDM ............................... 49 Hình 3.4 Bộ ghép xen nội................................................................................... 50 Hình 3.5 Các luồng ngõ vào và ngõ ra của bộ ghép xen bit trong trường hợp QPSK, 16-QAM và 64-QAM ......................................................... 51 Hình 3.6 Thuật tốn tạo hàm hốn vị dùng cho mode 4K ................................. 56 -9- Hình 3.7 Sơ lược về các bộ ghép xen dùng cho từng chế độ khác nhau (2K, 4K & 8K)............................................................................................... 57 Hình 4.1 DVB-H với bộ ghép kênh dùng chung................................................ 61 Hình 4.2 Mạng DVB-H dùng chung bằng cách phân lớp ................................. 62 Hình 4.3 Các mạng đơn tần trong DVB-H ........................................................ 63 Hình 4.4 Khoảng cách tương quan SFN. Tất cả các khoảng cách đều dựa trên điều chế 16-QAM với khoảng bảo vệ là ¼ trong COFDM ........... 64 Hình 5.1 Biểu đồ thể hiện số người xem các dịch vụ truyền hình di động qua các năm ......................................................................................... 67 Hình 5.2 Dự kiến số lượng máy thu TV Mobile trên thị trường trong các năm 2006 ÷ 2010 (nguồn DVB-Scene 12/2005) ................................... 71 Hình 5.3 Mobile TV của S-Fone ........................................................................ 73 Hình 5.4 Các mẫu điện thoại di động DVB-H đầu tiên ..................................... 75 Hình 5.5 Nokia N92 ........................................................................................... 76 Hình 5.6 Mơ hình triển khai dịch vụ truyền hình di động theo chuẩn DVB- H 77 Hình A.1 Sơ đồ khối chức năng của bộ điều chế DVB-T............................... 104 Hình A.2. Cấu trúc thu của ðTDð DVB-H ………………………… 82 -10- Mục lục các bảng Bảng 3.1 Thơng số các chế độ phát trong OFDM ............................................. 48 Bảng 3.2 Cách hốn vị bit trong mode 4K ......................................................... 56 Bảng 3.3 ðịnh dạng các bit TPS ........................................................................ 59 Bảng 3.4 Báo hiệu DVB-H ................................................................................. 60 Bảng B.1 Vị trí sĩng mang TPS trong symbol OFDM với mode 4K................ 108 Bảng B.2 Vị trí các sĩng mang TPS trong symbol OFDM với mode 2K và 8K 109 Bảng C.1 Kiểu tín hiệu của số thứ tự khung ................................................... 111 Bảng C.2 Kiểu chịm sao (kiểu điều chế) ......................................................... 111 Bảng C.3 Các giá trị α ứng với các kiểu điều chế............................................ 112 Bảng C.4 Kiểu tín hiệu của mỗi tốc độ mã ...................................................... 113 Bảng C.5 Giá trị khoảng bảo vệ ....................................................................... 113 Bảng C.6 Các chế độ truyền dẫn...................................................................... 114 Bảng C.7 Bảng liệt kê cell_id trên các bit TPS ................................................ 115 -11- Từ viết tắt ADT Application Data Table AFC Automatic Frequency Control BAM Broadcast Account Manager BPSK Binary Phase Shift Keying BSM Broadcast Service Manager BTS Base Transceiver Station CDMA Code Divided Multiplex Access COFDM Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex CR Code Rate CRC Cyclic Redundancy check DAB Digital Audio Broadcasting DMB Digital Multimedia Broadcasting DVB Digital Video Broadcasting DVB-C Digital Video Broadcasting - Cable DVB-H Digital Video Broadcasting for Handheld DVB-IPDC Digital Video Broadcasting – Internet Protocol Datacasting DVB-S Digital Video Broadcasting – Satellite DVB-SH Digital Video Broadcasting – Satellite services to Handheld devices ESG Electronic Service Guide GPRS General Packet Radio Service GPS Global Positioning System GSM Global System for Mobile communications H.264/AVC Standard H.264 (MPEG-4) for Advanced Video Coding HDTV High-definition Television -12- HP High Priority IMEI International Mobile Equipment Identity IP Internet Protocol IPE IP Encapsulator ISDB-T Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial LP Low Priority MFN Multi Frequency Network MIP Multiframe Information Packet MPE-FEC Multiprotocol Encapsulation – Forward Error Correction MPEG-2 Moving Pictures Experts Group 2 MPEG-4 Moving Pictures Experts Group 4 PDA Personal Digital Assistance QAM Quadrature Amplitude Modulation QPSK Quadrature Phase Shift Keying RF Radio Frequency RS Reed Solomon RSDT Reed Solomon Data Table SFN Single Frequency Network SIM Subscriber Identity Module TDM Time Division Multiplexing TPS Transmission Parameter Signalling TS Transport Stream TV Television UHF Ultra high Frequency VHF Very high Frequency WLAN Wireless Local Area Network -13- CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG DVB-H 1. CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG DVB-H 1.1 Tổng quan hệ thống 1.1.1 Giới thiệu sơ lược về DVB-T Tiêu chuẩn DVB (Digital Video Broadcasting) được nước Anh tiên phong triển khai từ năm 1998, tiếp đĩ là các nước châu Âu, Nam Phi, Úc, Singapore. ðến nay, hầu như tồn bộ châu Âu, châu ðại dương, châu Phi và nhiều nước châu Á đã tuyên bố sử dụng tiêu chuẩn này. Trong đĩ, nhiều nước đã triển khai truyền hình số trên diện rộng. ðặc biệt, tại Berlin (ðức) đã tuyên bố chấm dứt phát sĩng truyền hình mặt đất bằng kỹ thuật Analog từ năm 2003 (theo dự định, các nước trên thế giới sẽ chấm dứt cơng nghệ này trong khoảng thời gian từ năm 2006-2010 để chuyển sang cơng nghệ kỹ thuật số). Hinh 1.1:Truyền dẫn tín hiệu cho hệ thống truyền hình số DVB-T và DVB-H -14- DVB-T (Digital Video Broadcasting - Terrestrial) là 1 chuẩn quốc tế DVB về phát sĩng số mặt đất dùng trong truyền hình kĩ thuật số. Tín hiệu truyền hình được truyền và thu bằng anten qua bầu khí quyển, khác với các cách phát sĩng khác như phát sĩng số cáp DVB-C (DVB-Cable) hay phát sĩng số vệ tinh DVB-S (DVB-Satellite). Tín hiệu truyền hình số DVB-T được truyền cùng tần số như truyền hình tương tự (analog TV) qua kênh VHF và UHF. Với việc dùng kĩ thuật ghép kênh COFDM (Coded Orthogonal 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 cơng nghệ analog, nhưng dùng cơng nghệ số thì cĩ thể phát đến 8 chương trình truyền hình mà khơng bị ảnh hưởng của nhiễu cơng nghiệp. ðồng 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 anten 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 sĩng, nâng cao hiệu quả tuyên truyền của làn sĩng truyền hình. Ngồi ra, để xem được truyền hình số mặt đất cần cĩ đầu thu tín hiệu số (cịn 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 anten thu chuyên dụng. Do đặc điểm của truyền hình số mặt đất phát bằng sĩng vơ tuyến cao tần địi hỏi giữa anten phát và thu phải nhìn thấy nhau nên phải đặt anten hướng về đài -15- phát và trên hướng đĩ phải khơng 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 anten thấp, vùng phát sĩng bị nhà cao tầng che khuất. 1.1.2 Hệ thống DVB-H Cùng với sự phát triển của cơng nghệ thơng tin là sự phát triển của cơng nghệ viễn thơng nĩi chung và cơng nghệ truyền hình nĩi 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 cơng nghệ truyền hình hiện đại, đặc biệt là khả năng cá nhân hĩa 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 cĩ nhiều tiêu chuẩn cơng nghệ truyền hình di động khác nhau được nghiên cứu, phát triển và ứng dụng. Nhưng tựu chung lại, cĩ thể phân làm hai loại hình chính như sau: -Thứ nhất: Truyền hình di động dựa trên sĩng thơng tin di động. -Thứ hai: Truyền hình di động dựa trên sĩng truyền hình. Dịch vụ Truyền hình di động dựa trên sĩng thơng 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 đĩ là khả năng nghẽn mạng thường xuyên xảy ra do luồng dữ liệu truyền hình phụ thuộc trực tiếp vào hạ tầng mạng viễn thơng. Ở Việt Nam, hiện tại chỉ cĩ S-Fone cung cấp dịch vụ này nhưng giá khá đắt (để xem một bộ phim dài 60 phút cĩ thể mất phí dịch vụ lên tới 100.000 VNð). Cịn truyền hình di động dựa trên sĩng truyền hình thì giá thành rẻ hơn -16- rất nhiều và kèm theo đĩ 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: Tiêu chuẩn của Châu Âu dựa trên chuẩn DVB-T. - ISDB-T : Là tiêu chuẩn được đưa ra bởi Nhật. - MediaFlo: Tiêu chuẩn phát hình di động của Mỹ do Qualcomm phát triển. - DMB (Digital Multimedia Broadcasting): ðược Hàn Quốc phát triển dựa trên DAB (Digital Audio Broadcasting). 1 Hình 1.1. Truyền hình di động dựa trên sĩng truyền hình Trong số đĩ, tiêu chuẩn DVB-H đã thể hiện nhiều ưu điềm vượt trội và đã được thử nghiệm, triển khai tại một số quốc gia trên thế giới như Phần Lan, Mỹ, Italia, Australia, Ấn ðộ... Tại Việt Nam, cơng nghệ truyền hình di động theo tiêu chuẩn này đã được Cơng ty Truyền hình Di động VTC đưa vào triển khai dịch vụ cuối năm 2006. -17- Hình 1.3:A DVB-H Mobile TV Transmission System 1.1.2.a Khái niệm về truyền hình di động theo chuẩn DVB-H DVB-H (Digital Video Broadcasting for Handheld) là tiêu chuẩn cơng 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. Cơng 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… ðược cơng bố trong chuẩn EN 302 304 của ETSI vào tháng 11/2004, đây là các đặc điểm kĩ thuật lớp vật lí được thiết kế cho phép chuyển giao dữ liệu đĩng gĩi 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 số 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 mơi trường di động. -18- Do cơng nghệ DVB-H được xây dựng dựa trên chuẩn truyền hình số mặt đất DVB-T nên đặc điểm kỹ thuật của DVB-H giống như của DVB-T. Trong khi DVB-T được sản xuất chủ yếu để tiếp sĩng qua anten, mạng DVB-H lại được thiết kế cho các thiết bị cầm tay tiếp nhận sĩng 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 mơi trường di động. Vậy tại sao DVB-H và 3G lại sử dụng kết hợp với nhau? ðĩ là do trước tiên, DVB-H là broadcast nên chỉ cĩ 1 kênh truyền downlink từ Base Station đến thiết bị đầu cuối end-user, do đĩ một mình nĩ khơng thể cung cấp được các dịch vụ interactive như Video on demand, Movie Trailer, City Guide, Weather Forecast… ðể cĩ thể sử dụng các dịch vụ trên, DVB-H cần phải kết hợp với mạng 2G/3G cellular để cĩ 1 kênh truyền uplink. Người xem TV cĩ thể đồng thời tham gia vào chương trình TV đang phát thơng qua cùng 1 thiết bị. Người xem cĩ thể bình chọn, trả lời các câu hỏi trúng thưởng bằng cách click trực tiếp lên màn hình. Ngồi ra, 3G đã cĩ cơ sở hạ tầng và hệ thống quản lí khách hàng và tính tiền khá tốt. Nên DVB-H cĩ thể liên kết với 3G để cĩ thể tận dụng được hệ thống quản lí này. Khi đĩ vấn đề billing (tính cước) trong DVB-H sẽ được giải quyết. -19- 2 Hình 1.4 Vị trí thực hiện chức năng của DVB-H Tại sao bản thân 3G vẫn cĩ 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 cĩ thể cung cấp dịch vụ với tốc độ dữ liệu <64Kbps nên chỉ cĩ 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 nĩ khơng đủ mạnh để đáp ứng địi hỏi đường truyền của dịch vụ này, do tín hiệu video yêu cầu băng thơng kênh truyền tương đối lớn (khoảng vài trăm Kbps). Nếu trong 1 vùng phủ sĩng bởi cả 3G và DVB-H, nếu 1 hệ thống quá tải, việc liên kết giữa 2 hệ thống cĩ thể giúp cân bằng tài nguyên giữa 2 hệ thống. Ngồi ra, nếu cĩ nhiều user sử dụng dịch vụ broadcast, lúc đĩ nên dùng DVB- H để cung cấp dịch vụ. Nếu cĩ ít user thì nên dùng 3G để cung cấp dịch vụ sẽ cĩ lợi hơn. Vấn đề nằm ở chỗ dùng kĩ thuật nào tại thời điểm nào là cĩ lợi nhất cho nhà cung cấp dịch vụ và nhà cung cấp mạng. -20- Tất cả những vấn đề kể trên là những vấn đề được nhiều người quan tâm nghiên cứu. Hiện vẫn đang cịn 1 số câu hỏi đặt ra: Liệu người dùng cĩ muốn chi trả cho dịch vụ này như họ vẫn trả cho dịch vụ truyền hình vệ tinh khơng, 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 những màn hình lớn tại nhà cĩ muốn chuyển sang việc xem qua các màn ảnh nhỏ hay khơng? Ngồi ra, các chuyên gia phân tích cho hay: Kĩ thuật này cịn gây ra sự phân tán rất nguy hiểm cho người dùng khi đang điều khiển phương tiện giao thơng. 1.1.2.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. ðặc điểm của DVB-H là chất lượng hình ảnh và âm thanh sẽ khơng bị ảnh hưởng bởi địa hình, hay khi di chuyển với tốc độ cao, 1 ví dụ điển hình là cĩ thể vừa phĩng ơtơ với tốc độ 60km/h vừa xem truyền hình qua điện thoại di động. Tĩm 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 cơng suất thấp với 1 thơng lượng dữ liệu cao, 1 dịch vụ DVB-H cĩ thể chuyển giao 20-40 kênh hoặc nhiều hơn (phụ thuộc vào tốc độ bit), lên tới 11 Mbps trong 1 bộ ghép kênh 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 cĩ trong thiết bị. -21- - Việc xem truyền hình với chuẩn DVB-H khơng phụ thuộc vào tài nguyên mạng điện thoại di động. ðây là chuẩn được nghiên cứu, phát triển dựa trên chuẩn DVB-T (truyền hình số mặt đất). Những nước đã cĩ mạng DVB-T sẵn sẽ nâng cấp để cung cấp dịch vụ truyền hình di động theo chuẩn DVB-H rất dễ dàng. Nguyên lí hoạt động là tín hiệu truyền hình được phát đi quảng bá từ anten truyền hình với bán kính phủ sĩng lên tới hàng chục km. - Tất cả máy thu tích hợp bộ thu truyền hình nằm trong vùng phủ sĩng đều cĩ thể thu được tín hiệu, giải mã và hiển thị trên màn hình. Do vậy, sẽ khơng hạn chế số người xem đồng thời, miễn là họ nằm trong vùng phủ sĩng. - Truyền hình theo cách này cũng khơng cần phải cĩ tần số riêng. Kênh thơng tin trên cơng nghệ truyền hình 3G cĩ 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 thơng tin của trạm BTS khi họ sử dụng dịch vụ, vì vậy sẽ hạn chế số người dùng cùng lúc. Khi lượng người dùng lớn, để cĩ 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 khơng 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, khơng bị trễ hình hoặc khơng xem được chương trình khi mạng nghẽn. - Khả năng di chuyển với tốc độ rất cao (cĩ thể di chuyển với tốc độ lên tới trên 200 km/h). Do vậy, người dùng cĩ 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 trên các phương tiện giao thơng như ơtơ, tàu hỏa, xe buýt… mà chất lượng khơng hề bị suy giảm. -22- - Sử dụng cơng nghệ nén tiên tiến: truyền hình di động theo tiêu chuẩn DVB-H sử dụng cơng nghệ nén H.264/AVC, vừa giúp tiết kiệm băng thơng mà vừa 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 mơi trường di động hoặc các khu đơ thị (nĩi cách khác đây là mơi trường mà tín hiệu truyền hình rất hay xảy ra lỗi do bị can nhiễu bởi các luồng tín hiệu nhiễu cơng nghiệp, ơtơ, xe máy, các tịa nhà…) nên cơng 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 khơng xảy ra lỗi hoặc nếu cĩ thì tỷ lệ lỗi là rất thấp. - Thanh tốn điện tử: người dùng cĩ thể thanh tốn dịch vụ truyền hình di động thơng qua tài khoản của mình tại ngân hàng. Khán giả cũng cĩ thể dùng tài khoản cá nhân để mua các sản phẩm được rao bán hoặc đặt lệnh giao dịch chứng khốn trực tiếp… trong các chương trình chuyên biệt của truyền hình di động. Với những ưu điểm đĩ, chuẩn DVB-H hiện tại đang được nhiều tập đồn truyền thơng 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 cơng nghệ truyền hình di động Do cơng nghệ DVB-H được xây dựng dựa trên nền tảng của cơng nghệ DVB-T nên để phù hợp yêu cầu thu sĩng truyền hình di động, hệ thống DVB- H cĩ thêm 1 số thành phần chức năng khác so với DVB-T như: cắt lát thời gian (time-slice), đĩng gĩi đa giao thức và sửa lỗi hướng tới (MPE-FEC), điều chế COFDM sĩng mang kiểu 4k và báo hiệu DVB-TPS. Sơ đồ sau đây sẽ miêu tả cấu trúc nguyên lí DVB-H dựa trên cơ sở của hệ thống DVB-T. -23- Hình 1.5 Cấu trúc nguyên lí của DVB-H Mơ hình này thể hiện sự lắp ghép xen giữa hệ thống DVB-T và DVB-H. ðầu tiên, nội dung các chương trình TV hoặc các dịch vụ khác được đưa vào để đĩng gĩi theo chuẩn nén tiên tiến mới H.264/AVC. Sau đĩ các gĩi tin này tiếp tục được đĩng gĩi thêm các tính năng mới để cĩ thể truyền trên mơi trường mạng và cuối cùng là định dạng IP được đưa ra khỏi khối này. Các gĩi IP này sau đĩ sẽ được đưa vào bộ đĩng gĩi IP của DVB-H, tại đây các gĩi IP tiếp tục được đĩng gĩi lại theo sự đĩng gĩi đa giao thức MPE và cĩ thêm phần sửa lỗi FEC để cĩ thể sửa lỗi cho dữ liệu xảy ra trên đường truyền. Khung MPE-FEC tiếp đĩ sẽ được đặt vào các khe thời gian khác nhau nhờ kĩ thuật cắt lát thời gian (time slicing). -24- Ngõ ra bộ đĩng gĩi IP sau khi ra khỏi phần time slice cĩ thể đưa trực tiếp tới bộ điều chế COFDM của DVB-H với các sĩng 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 cĩ thể ghép xen với những dịch vụ MPEG-2 khác của DVB-T rồi mới đưa ra bộ điều chế. Tín hiệu sau đĩ 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 cơng nghệ DVB-T nên các đặc điểm của DVB-H hầu như giống với DVB-T. Trong khuơn khổ luận văn này chỉ đề cập đến các yếu tố mới thêm vào trong DVB- H mà cơng nghệ DVB-T khơng thể cĩ như: - Sử dụng kĩ thuật cắt lát thời gian (time slicing) để tiết kiệm năng lượng 1 cách tối đa cho thiết bị di động (cĩ khả năng tiết kiệm trên 90%), giúp nâng cao thời gian sử dụng pin bằng cách tổ chức dữ liệu thành các nhĩm gĩi trên mỗi kênh. - Dùng cơ chế đĩng gĩi 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 đĩ tạo sự linh hoạt của tín hiệu. - Cùng với các mode điều chế 2K và 8K đã cĩ sẵn trong DVB-T, 1 mode 4K được thêm vào DVB-H đưa đến sự linh hoạt cho thiết kế mạng. Do các sĩng mang 2K sẽ khơng 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 sĩng mang 8K đặt các sĩng mang quá gần ở tần số dịch Doppler đối với các máy thu di chuyển. Do đĩ kiểu điều chế mới -25- là dùng sĩng mang 4K đã được đưa ra nhằm cung cấp độ bù tốt hơn giữa kích thước cell và hiệu ứng Doppler khi thuê bao di chuyển. 1 bộ chèn symbol theo chiều sâu (in-depth interleaver) ngắn cũng được giới thiệu cho mode 2K và 4K, tạo ra dung lỗi tốt hơn chống lại nhiễu xung (giúp đạt được 1 cường độ tương đương với mode 8K). Hình 1.6 Các bổ sung cho DVB-H vào hệ thống DVB-T -26- CHƯƠNG II: CÁC THÀNH PHẦN MỚI TRONG BỘ ðĨNG GĨI IP: TIME-SLICING VÀ MPE-FEC 2. CHƯN MỚI TRONG BỘ ðĨNG GĨI IP: TIME SLIG VÀ MPE-FEC 2.1 Module MPE-FEC Việc thu tín hiệu qua thiết bị di động cầm tay hồn tồn khác với thu qua anten cố định trên mặt đất. Thứ nhất, các anten hầu hết đều cĩ kích thước nhỏ và độ lợi thấp. Thứ hai, máy cầm tay đặt trong 1 mơi trường di động thì cơng suất tín hiệu thu được cĩ thể chịu những thay đổi nhanh bất thường. Dữ liệu âm thanh và hình ảnh trong mơi trường DVB-H được chuyển giao dùng kĩ thuật IP Datacasting, trong đĩ dữ liệu được đĩng gĩi với các header dạng IP và truyền đi giống cách truyền gĩi IP trên Internet. Tuy nhiên, mơi trường vơ tuyến khơng hẳn thân thiện như Internet do cĩ 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 đĩng gĩi 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 hĩa) bằng cách thêm các thơng tin parity tính tốn từ các gĩi datagram và gửi dữ liệu parity này trong các đoạn MPE-FEC, các gĩi datagram khơng lỗi sẽ được giải mã sau khi qua MPE-FEC (dù điều kiện thu rất kém). Việc sử dụng MPE-FEC là tùy chọn. Với MPE-FEC, 1 phần dung lượng kênh truyền sẽ được cấp phát cho thơng tin parity. Dung lượng kênh truyền bị chiếm để truyền parity cĩ thể được bù bằng cách thay đổi tốc độ mã truyền trong khi vẫn cung cấp hiệu suất cao hơn DVB-T. -27- Những gĩi dữ liệu IP khi được đưa vào hệ thống sẽ được tiếp tục đĩng gĩi lại theo 1 trật tự nhất định tạo nên khung MPE-FEC bao gồm 2 phần, trong đĩ 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 cịn lại chứa dữ liệu tính tốn dựa trên cơ sở dữ liệu ADT và cĩ tác dụng để sửa lỗi gọi là bảng dữ liệu Reed-Solomon RSDT (Reed-Solomon data table). Khi đĩ, kích thước của khung MPE-FEC cĩ thể thay đổi tùy thuộc vào nội dung nhưng kích thước tối đa của khung MPE-FEC là 2 Mb. 1 khung MPE-FEC = 255 byte x 1024 (tối đa) hoặc 255 KB (tối đa) Hình 2.1 Sơ lược cấu trúc khung MPE-FEC 2.1.1 Khung MPE-FEC 2.1.1.a ðịnh nghĩa khung MPE-FEC -28- Khung MPE-FEC được sắp xếp như 1 ma trận với 255 cột và 1 số hàng linh động. Số hàng cĩ thể thay đổi, từ 1 đến tối đa là 1024 hàng, khi đĩ tồn bộ khung MPE-FEC cĩ kích thước tối đa 2 Mb. Hình 2.2 Cấu trúc khung MPE-FEC Mỗi vị trí trong ma trận (1 ơ) chiếm 1 byte thơng tin. Phần bên trái của khung gồm 191 cột chứa các IP datagram và cĩ thể cĩ các bit nhồi thêm (padding) được gọi là bảng ADT. Phần bên phải của khung gồm 64 cột chứa thơng tin parity của mã FEC gọi là bảng RSDT. Mỗi byte trong ADT cĩ địa chỉ đi từ 1 đến 191 x số hàng. Tương tự, mỗi byte trong RSDT cĩ địa chỉ từ 1 đến 64 x số hàng. 2.1.1.b Bảng ADT Các IP datagram được truyền dạng từng datagram (datagram-by- datagram), bắt đầu với byte đầu tiên của datagram đầu tiên ở gĩc trái phía trên ma trận và tiếp tục đi xuống theo chiều dọc. -29- Hình 2.3 Sự bố trí trong bảng ADT Chiều dài của các IP datagram cĩ thể thay đổi tùy ý. Sau khi kết thúc 1 IP datagram, IP datagram tiếp theo sẽ bắt đầu. Nếu 1 cột khơng chứa đủ 1 IP datagram thì phần tiếp tục của IP datagram sẽ được trải sang cột tiếp theo bắt đầu từ trên xuống. Khi tất cả các IP datagram đưa vào bảng ADT, nếu cịn các byte trống thì sẽ được chèn thêm các byte 0 làm cho 191 cột bên trái hồn tồn được lấp đầy. Số cột chèn thêm được kí hiệu động trong section MPE- FEC bằng 8 bit. 2.1.1.c Bảng RSDT Với tồn bộ 191 cột bên trái được lấp đầy, cĩ thể tính tốn 64 byte parity cho mỗi hàng từ 191 byte của dữ liệu IP và bit chèn. Mã được dùng là Reed- -30- Solomon RS (255,191) với 1 đa thức tạo trường và 1 đa thức tạo mã như định nghĩa bên dưới. Mỗi hàng sau đĩ chứa 1 từ mã RS. Hình 2.4 Sự bố trí trong bảng RSDT ða thức tạo mã: g(x)=(x+λ 0)(x+ λ 1)(x+ λ 2)…(x+ λ 63), với λ = 02HEX ða thức tạo trường: p(x)=x8+x4+x3+x2+1 2.1.2 Cách truyền khung MPE-FEC 2.1.2.a Cách truyền các IP datagram trong ADT Dữ liệu dạng IP được mang trong các section MPE theo chuẩn DVB, bất chấp MPE-FEC cĩ dùng hay khơng. ðiều này làm máy thu hồn tồn tương thích ngược với các máy thu khơng biết MPE-FEC. Dữ liệu sẽ được đọc ra thành từng IP datagram lần lượt trong các cột của bảng ADT, tiếp theo đĩ là đến các cột RS. Sau đĩ các IP datagram sẽ được -31- đĩng gĩi thành các section MPE, cịn các cột RS được đĩng gĩi thành các section MPE-FEC, đồng thời các thơng số thời gian thực sẽ được thêm vào header của mỗi section để truyền đi, đồng thời tính tốn CRC-32 cho việc kết thúc section. Cuối cùng, các section sẽ được đọc ra bắt đầu từ section MPE 1 (Hình). Hình 2.5 Cách đĩng gĩi và truyền khung MPE-FEC Header của mỗi section mang địa chỉ bắt đầu cho IP datagram mang trong section đĩ. ðịa chỉ này chỉ thị vị trí của byte IP datagram đầu tiên trong ADT. Máy thu sau đĩ sẽ đặt IP datagram nhận được vào lại các vị trí byte đúng trong ADT và đánh dấu các vị trí này là dữ liệu “tin cậy” cho bộ giải mã RS. -32- Section cuối cùng của ADT chứa cờ kết thúc bảng, chỉ phần cuối của các IP datagram trong cùng 1 ADT. Nếu tất cả các section trước trong cùng 1 ADT đã nhận chính xác, máy thu sẽ khơng cần nhận bất kì section MPE-FEC nào tiếp theo sau đĩ và nếu cĩ dùng time-slicing, cĩ thể tắt máy thu khơng thu nữa chờ cho đến section MPE kế và khơng giải mã RS nữa. Nếu nhận được các section MPE-FEC, số cột chèn thêm trong ADT sẽ được chỉ ra bằng 8 bit trong header của các section MPE-FEC. Nếu giải mã RS được thực hiện thì giá trị này mới cần dùng. Tốc độ mã k/n cĩ thể giảm khi cĩ ít byte thơng tin (k) và tăng khi cĩ ít byte parity (n-k). Cĩ thể đạt được tốc độ mã cao hơn bằng cách cắt bớt các cột dữ liệu RS sau khi mã hĩa, cịn muốn tốc độ mã thấp hơn thì thêm các cột nhồi giá trị 0 vào vùng dữ liệu ứng dụng trong bảng ADT. Việc cắt bớt sẽ giảm lượng overhead tạo ra bởi RS data và do đĩ làm giảm tốc độ bit cần thiết. Tốc độ bình thường cho MPE-FEC là: 191 3/ 4 255 CR = ≈ -33- Hình 2.6 ðiều chỉnh tốc độ mã trong MPE-FEC Sau đây ta sẽ tham khảo 1 số ví dụ về tốc độ mã: - CR=1/2 ⇒ số cột chèn thêm là 127 - CR=2/3 ⇒ số cột chèn thêm là 63 - CR=5/6 ⇒ số cột chèn thêm là 26 Với 1 bộ giải mã chạy ở tốc độ 384 Kbps (48 KBps), 1 khung FEC cĩ thể mang 3,97s dữ liệu và truyền thành 1 cụm. 2.1.2.b Giải mã RS Sau khi máy thu nhận các section MPE và MPE-FEC và đặt chúng vào đúng vị trí trong khung MPE-FEC, cĩ thể cĩ 1 số section bị mất. Tất cả các byte nhận được chính xác và phần chèn trong bảng ADT sau đĩ cĩ thể được -34- đánh dấu là thơng tin “tin cậy”, và tất cả các vị trí byte trong các section bị mất và trong các cột RS cắt bớt được đánh dấu là thơng tin “khơng tin cậy”. Bộ giải mã RS cĩ thể sửa đến 64 byte trong 1 từ mã 255 byte. Nếu cĩ nhiều hơn 64 vị trí byte “khơng tin cậy” trong 1 hàng, bộ giải mã RS sẽ khơng thể sửa bất cứ gì và do đĩ sẽ chỉ xuất ra các byte lỗi khơng được sửa. Do đĩ, nếu 1 IP datagram chỉ được sửa phần nào đĩ hoặc khơng được sửa, máy thu sẽ cĩ thể dị ra và loại bỏ datagram đĩ. Việc tách rời dữ liệu IP và dữ liệu parity của mỗi cụm làm cho việc giải mã MPE-FEC trong máy thu là tùy ý, do dữ liệu trong ADT cĩ thể được dùng trong khi khơng chú ý tới thơng tin parity. 2.2 Module time-slicing 2.2.1 Giới thiệu chung 1 trong những tính năng để phân biệt DVB-H và DVB-T là cắt lát thời gian (time slicing) các dữ liệu trên kênh truyền ở bộ ghép kênh cuối cùng. Nguồn năng lượng cung cấp cho thiết bị di động hoạt động chủ yếu là dùng PIN sẵn cĩ ở trong thiết bị. Mà năng lượng dự trữ trên PIN lại bị hạn chế, do đĩ cần 1 cơng nghệ sao cho thiết bị di động tiết kiệm được tối đa năng lượng. Trước yêu cầu đĩ, kĩ thuật time-slicing đã ra đời, kĩ thuật này tương tự như kĩ thuật ghép kênh phân chia theo thời gian TDM (Time-Division Multiplexing). Mục đích của time-slicing là tiết kiệm nguồn cho máy thu và thu chương trình gần như liên tục khi thực hiện chuyển giao mạng. Time-slicing thực hiện gửi dữ liệu theo các cụm (burst) ở tốc độ cao hơn so với tốc độ yêu cầu khi truyền theo cách streaming truyền thống. -35- Việc đĩng gĩi dạng IP cho phép gửi dữ liệu thành cụm. DVB-H truyền các mảnh dữ liệu lớn dạng cụm, cho phép tắt máy thu khơng thu nữa trong các giai đoạn khơng tích cực (inactive periods). Kết quả là cơng suất được tiết kiệm đến 90% và máy thu trong thời gian khơng tích cực cĩ thể dùng để quản lí các cell kế cận trong việc chuyển giao liên tục. 2.2.2 Chi tiết kĩ thuật 2.2.2.a Nguyên lí hoạt động Trong DVB-T, 1 số kênh truyền cũng được ghép với nhau (như 6-8 dịch vụ trong 1 bộ ghép kênh 8 MHz). Tuy nhiên, ở mức ghép kênh, các gĩi của các kênh khác nhau sẽ đi cùng nhau thành 1 dãy liên tục (hay nĩi cách khác là song song nhau). Kết quả là ở tốc độ dữ liệu rất cao, máy thu mỗi kênh cần ở trạng thái tích cực trong suốt thời gian các gĩi đến (Hình). Hình 2.7 Truyền các dịch vụ song song trong DVB-T Cịn với DVB-H, bộ đĩng gĩi IP giúp cho bộ ghép kênh cĩ đủ dung lượng chứa dữ liệu trong 1 khoảng thời gian giới hạn cho 1 kênh. Do đĩ, tất cả các -36- gĩi trong kênh đĩ đều đến thành 1 cụm, cụm sau nối tiếp cụm trước. Trong khi khe thời gian này được chỉ định cho kênh truyền này thì sẽ khơng cĩ gĩi nào đến từ các kênh khác. ðiều này cho phép máy thu (nếu chỉ cĩ nhu cầu xem 1 kênh) chỉ vào trạng thái tích cực khi các gĩi trên khe thời gian trong kênh truyền được nhĩm lại với nhau (tức là máy thu sẽ vào trạng thái tích cực trong suốt khe thời gian được chỉ định cho kênh truyền này). Tại các thời điểm khác, máy thu (tuner) cĩ thể tắt khơng thu nữa để tiết kiệm nguồn. Và máy thu cần bật lên ngay trước khi khe thời gian kế tiếp của kênh truyền được chỉ định tiếp theo. Các cụm đi vào máy thu phải được đệm và đọc ra khỏi bộ đệm ở tốc độ dữ liệu của dịch vụ. Nĩi 1 cách khác, trong time-slicing, dữ liệu của 1 dịch vụ đưa đến thiết bị cầm tay được cắt ra thành từng đoạn theo thời gian (khoảng 200 ms), khi đĩ thiết bị di động sẽ thu phần dịch vụ của mình trong khoảng thời gian đĩ rồi ngừng khơng thu nữa và đợi đến hết 1 chu kì các dịch vụ (khoảng 4s) thì lại “bật” lên để thu tiếp dịch vụ của mình. Hình 2.8 Cách truyền các dịch vụ DVB-H trong time slicing Như vậy máy thu được “tắt” trong những khoảng thời gian nào đĩ, cịn máy phát thì khơng, dẫn đến tiết kiệm năng lượng trong bộ thu cĩ thể đến 90% hoặc cao hơn. Tuy nhiên, người sử dụng sẽ khơng biết được hoạt động -37- thu hoặc khơng thu do các cụm dữ liệu đều được lưu trữ trong bộ nhớ máy thu và được lấy ra (play out) liên tục. Hình 2.9 Cắt lát thời gian cho mỗi dịch vụ DVB-H Chú ý rằng trong thời gian máy thu ở trạng thái ngừng thu, máy phát quảng bá vẫn hoạt động tích cực tại mọi thời điểm, gởi 1 loạt các cụm dữ liệu dạng time-sliced của mỗi dịch vụ theo chuỗi. Và cĩ thể đặt các dịch vụ được cắt lát thời gian (như DVB-H) và khơng cắt lát thời gian (như DVB-T) vào cùng 1 bộ ghép kênh (Hình). ðể thơng báo cho máy thu biết bắt đầu cụm kế tiếp, thời gian bắt đầu cho cụm kế tiếp sẽ được mang trong cụm (giá trị
t sẽ đề cập ở phần sau). Thời gian giữa các cụm khơng dùng để truyền cho luồng đang sử dụng sẽ được dùng để truyền các luồng khác trên vùng băng thơng được cấp phát. Lượng dữ liệu được gởi đi trong 1 cụm bằng với 1 khung MPE-FEC, cĩ thể là 1-5 Mb. Các segment dữ liệu khoảng 1-5s được chuyển giao trong 1 cụm đơn. Nếu tốc độ dữ liệu của kênh truyền là 1 Mbps chẳng hạn thì máy -38- thu cần bộ đệm 5 Mb dữ liệu cho 1 khoảng thời gian tắt khơng thu tín hiệu là 5s. 2.2.2.b Phương pháp
t chỉ thị thời gian cụm kế tiếp Mục đích phương pháp
t là báo hiệu thời gian từ lúc bắt đầu section MPE (hay MPE-FEC) đang thu đến lúc bắt đầu cụm kế tiếp trong luồng cơ bản. Thơng tin thời gian
t chỉ là tương đối để khơng bị ảnh hưởng lớn bởi độ trễ trên đường truyền (ví dụ như cụm kế tiếp trong luồng cơ bản sẽ bắt đầu sau khoảng 5.500ms nữa). ðưa giá trị
t vào trong các section MPE (hay MPE-FEC) giúp loại bỏ việc sử dụng thêm các xung clock đồng bộ giữa máy phát và máy thu. Hình 2.10 Mỗi header của section MPE (MPE-FEC) chứa
t chỉ thị thời gian khi nào bắt đầu cụm kế tiếp Trong các điều kiện thu xấu, cĩ thể 1 số phần trong cụm sẽ bị mất. Trong trường hợp thơng tin
t bị mất, máy thu sẽ khơng thể biết được thời gian cụm kế tiếp sẽ tới, do đĩ rất nguy hiểm khi máy thu ở trong trạng thái chờ đợi cụm kế tiếp. ðể tránh tình trạng này, giá trị
t sẽ được chuyển vào trong header của mỗi section MPE và MPE-FEC trong 1 cụm (Hình). Ngay cả trong -39- các điều kiện thu rất xấu, nếu chỉ thu được 1 section MPE hoặc MPE-FEC thì thơng tin
t chính xác vẫn cĩ thể được truy xuất. Ta cĩ các thơng số cụm: Hình 2.11 Các thơng số cụm Với: Burst Duration: thời gian từ khi bắt đầu đến khi kết thúc 1 cụm Burst Size: số bit lớp mạng (số bit trong payload của section) trong 1 cụm Off-time: khoảng cách thời gian giữa 2 cụm Burst Bitrate: tốc độ bit dùng bởi 1 luồng cơ bản được time-sliced trong khi truyền 1 cụm Constant Bitrate: tốc độ bit trung bình mà luồng cơ bản yêu cầu khi khơng cĩ time-slicing Trong thời gian máy đang thu, các luồng cơ bản khác cũng cĩ thể được truyền chỉ khi Burst Bitrate thấp hơn tốc độ bit của luồng truyền (tức là cụm chỉ dùng 1 phần tốc độ bit cĩ sẵn trên luồng truyền). -40- Hình 2.12 Burst Duration tối đa Burst Duration tối đa là khoảng thời gian tối đa của 1 cụm được báo hiệu trong mỗi luồng truyền cơ bản cĩ dùng time-slicing. 1 cụm sẽ bắt đầu truyền sau thời điểm T1 và sẽ kết thúc trễ nhất là tại thời điểm T2, trong đĩ T1 là thời điểm được chỉ thị bởi giá trị
t trong cụm trước, và T2 = T1 + Burst Duration tối đa. Trong các điều kiện thu xấu, 1 máy thu cĩ thể dùng thơng tin này để biết khi nào sẽ kết thúc 1 cụm. ðể cho phép 1 máy thu phân biệt chính xác cụm này với cụm kia, cụm kế tiếp sẽ khơng được bắt đầu truyền trước thời điểm T2 của cụm hiện tại. Ta cĩ cơng thức [1] tính tỉ lệ phần trăm cơng suất cĩ thể tiết kiệm được: ( (3 / 4 )) 0,96(1 ) 100%d t j bs s B S D C P B + + × × × = − × [1] -41- Với: 0 , 9 6 s d b BB B = × [2] 0, 9 6 s t d b BO B C = − × [3] Trong đĩ: Bd: Burst Duration (s) Bs: Burst Size (bit) Bb: Burst Bitrate (b/s) Cb: Constant Bitrate (b/s) Ot: thời gian off-time (s) St: thời gian đồng bộ (s) Ps: độ tiết kiệm cơng suất (%) Dj: độ jitter
t (s) Nếu Burst Size là 2 Mb (tối đa trên payload của section MPE và MPE- FEC) và Burst Bitrate là 15 Mbps thì Burst Duration sẽ là 140ms (từ lúc bắt đầu gĩi truyền đầu tiên đến lúc kết thúc gĩi truyền cuối cùng). Nếu luồng cơ bản mang 1 dịch vụ luồng ở Constant Bitrate 350 Kbps và khơng hỗ trợ MPE- FEC, thì thời gian off-time trung bình là 6,1s. Cho thời gian đồng bộ là 250ms và độ jitter
t là 10ms thì theo cơng thức sẽ tiết kiệm cơng suất tới 93%. -42- 2.2.3 Hỗ trợ chuyển giao với time-slicing Cĩ 1 số mục đích khác trong khoảng thời gian máy thu khơng thu tín hiệu. Ví dụ như máy thu cĩ thể đo cường độ tín hiệu từ các bộ repeater gần đĩ để thực hiện việc chuyển giao sang 1 máy phát hoặc repeater thích hợp. Với việc thu nhận trong các mạng DVB-T MFN, thường cần chuyển giao sang tần số khác khi chất lượng thu của tần số hiện tại quá thấp. Do DVB-T khơng cĩ tính năng chuyển giao mềm, nên việc thay đổi tần số thường gây ra gián đoạn trong khi cung cấp dịch vụ cộng với việc máy thu sẽ phải dị tìm các tần số khác cĩ thể hoạt động được để tìm ra tần số nào cung cấp chất lượng thu tốt nhất hoặc ít nhất cũng đảm bảo mức ngưỡng về chất lượng tín hiệu. Mỗi lần dị 1 tần số sẽ gây ra gián đoạn nếu máy thu khơng được trang bị thêm phần RF dùng riêng cho mục đích chuyển giao này. Tuy nhiên thêm phần RF này vào sẽ làm tăng thêm chi phí cho máy thu. Do đĩ vấn đề đặt ra là vẫn cho phép chuyển giao mềm và dị tìm các tần số khác mà khơng phải cĩ thêm 1 phần RF. Time-slicing cung cấp khả năng dùng máy thu để quản lí các cell kế cận trong suốt thời gian off-time (thời gian máy thu tạm tắt khơng thu nữa). Bằng cách thực hiện chuyển giao giữa 2 luồng truyền trong khoảng thời gian đĩ, việc thu dịch vụ dường như sẽ khơng bị gián đoạn. Trong thời gian tắt giữa 2 cụm, máy thu cĩ thể dị các tín hiệu cĩ sẵn khác (các kênh RF cĩ sẵn), so sánh cường độ tín hiệu và thực hiện chuyển giao giữa các luồng truyền (chuyển tới 1 cell mới nếu tín hiệu nhận từ cell này cĩ cường độ mạnh hơn và cung cấp cùng 1 dịch vụ) mà khơng làm gián đoạn dịch vụ . Thời gian yêu cầu cho việc kiểm tra cường độ tín hiệu trong 1 tần số đơn là nhỏ hơn 20ms. Việc kiểm tra nên thực hiện 1 lần trong mỗi chu kì, thời gian yêu cầu sẽ vẫn chỉ là 1 phần nhỏ trong thời gian off-time. -43- Hình 2.13 Chuyển giao nhờ time-slicing Các cụm trong luồng IP cĩ thể được đồng bộ giữa 2 cell kế cận bằng cách máy thu sẽ điều chỉnh sang các cell kế cận và tiếp tục thu luồng IP mà khơng mất bất kì dữ liệu nào. Chú ý rằng trong 1 SFN, chuyển giao chỉ được yêu cầu khi nào thiết bị đầu cuối thay đổi mạng, do đĩ tồn bộ tất cả các máy phát trong SFN đều được coi như 1 cell đơn. Ta xem ví dụ trong hình, thiết bị đầu cuối đang nhận dịch vụ A (Service A) từ cell F1. Trong suốt thời gian off-time, thiết bị cĩ thể lắng nghe các cell kế cận khơng đang phục vụ là F2 và F3. -44- CHƯƠNG III: THÀNH PHẦN MỚI TRONG BỘ ðIỀU CHẾ DVB-T: CHẾ ðỘ PHÁT 4K, BỘ GHÉP XEN IN-DEPTH VÀ BÁO HIỆU TPS 3. -DEPTH VÀ BÁO HIỆU TPS 3.1 Khái quát chung 3.1.1 ðiều chế COFDM Như chúng ta đã biết hệ phát số DVB-T sử dụng kỹ thuật COFDM (ghép tần số trực giao cĩ mã sửa sai) như một phương thức điều chế dữ liệu. OFDM là một dạng đặc biệt của hệ thống điều chế đa sĩng mang dựa trên nguyên tắc phân chia luồng dữ liệu thành các luồng dữ liệu con lên các sĩng mang. Các sĩng mang được điều chế với tốc độ bit thấp và với số lượng sĩng mang lớn sẽ mang được luồng dữ liệu cĩ tốc độ bit cao. Bản chất của quá trình tạo tín hiệu OFDM là phân tích chuỗi bit đầu vào thành các sĩng mang đã được điều chế theo một kiểu nào đĩ trong miền thời gian liên tục. Tùy thuộc vào kiểu điều chế, mỗi tổ hợp bit trong chuỗi bit đầu vào được gán cho một tần số sĩng mang, vì vậy mỗi sĩng mang chỉ tải số lượng bit cố định. Tùy thuộc vào kiểu điều chế cơ sở được chọn là QPSK, 16- QAM hay 64-QAM, mỗi sĩng mang sẽ vận chuyển được số bit dữ liệu là 2, 4 hoặc 6 bit. Tuy nhiên với cơng suất phát cố định, khi cĩ nhiều bit dữ liệu trong một symbol thì các điểm trong chịm sao càng gần nhau hơn và khả năng chống lỗi sẽ bị giảm. Do vậy cần cĩ sự cân đối giữa tốc độ và mức độ lỗi. Trong mơ hình điều chế phân cấp, hai luồng số liệu độc lập sẽ được truyền trong cùng một thời điểm. Luồng dữ liệu cĩ mức ưu tiên cao (HP) được điều chế QPSK và luồng cĩ mức ưu tiên thấp (LP) được điều chế 16-QAM hoặc 64-QAM. -45- 3.1.2 Số lượng, vị trí và nhiệm vụ của các sĩng mang Tín hiệu truyền đi được tổ chức thành các khung (frame). Cứ 4 khung liên tiếp tạo thành một đa khung. Lý do việc tạo ra các khung là để phục vụ tổ chức mang thơng tin tham số bên phát (bằng các sĩng mang báo hiệu tham số bên phát - Transmission Parameter Signalling – TPS carriers). Lý do của việc hình thành các đa khung là để chèn vừa đủ một số nguyên lần gĩi mã sửa sai Reed-Solomon 204 byte trong dịng truyền tải MPEG-2 cho dù ta chọn bất kỳ cấu hình tham số phát, điều này tránh việc phải chèn thêm các gĩi đệm khơng cần thiết. Mỗi khung chứa 68 symbol OFDM trong miền thời gian (được đánh dấu từ 0 đến 67). Mỗi symbol này chứa hàng ngàn sĩng mang nằm dày đặc trong dải thơng 8 MHz (Việt Nam chọn dải thơng 8MHz, cĩ nước chọn 7MHz). Hình 3.1 Phân bố sĩng mang trong kĩ thuật COFDM -46- Như vậy trong 1 symbol OFDM sẽ chứa: - Các sĩng mang dữ liệu (hình ảnh, âm thanh…) được điều chế M-QAM. - Các pilot (sĩng mang) liên tục (continual pilot): các pilot này cĩ vị trí cố định trong dải tần 8 MHz và cố định trong biểu đồ chịm sao để đầu thu sửa lỗi tần số, tự động điều chỉnh tần số (AFC) và sửa lỗi pha. - Các pilot (sĩng mang) rời rạc (phân tán) (scattered pilot): cĩ vị trí cố định trong biểu đồ chịm sao nhưng khơng cĩ vị trí cố định trong miền tần số, tuy nhiên lại được trải đều trong dải thơng 8 MHz. Bên máy thu khi nhận được các thơng tin từ các pilot này sẽ tự động điều chỉnh để đạt được “đáp ứng kênh” tốt nhất và thực hiện việc hiệu chỉnh (nếu cần). Khác với sĩng mang các chương trình (sĩng mang dữ liệu), các pilot khơng điều chế QAM mà chỉ điều chế BPSK. - Các sĩng mang tham số phát TPS (Transmission Parameter Signalling): chứa nhĩm thơng số phát được điều chế BPSK, chúng khơng những cĩ vị trí cố định trên biểu đồ chịm sao mà cịn hồn tồn cố định ở các vị trí xác định trong dải tần 8 MHz. 3.2 Chế độ phát 4K Máy phát số DVB-T (hay DVB-H) cĩ 1 tham số là chế độ phát 2K hoặc 8K. Chế độ phát 2K sử dụng 1705 sĩng mang trong 1 symbol OFDM, trong đĩ cĩ 1512 sĩng mang dữ liệu, 17 sĩng mang tham số phát TPS và 176 các pilot. Chế độ phát 8K sử dụng 6817 sĩng mang, trong đĩ cĩ 6048 sĩng mang dữ liệu, 68 sĩng mang tham số phát TPS và 701 các pilot. -47- Hình 3.2 Ví dụ về số sĩng mang của 2 chế độ 2K và 8K với băng thơng 8 MHz Cịn chế độ phát 4K được giới thiệu lần đầu tiên trong ISDB-T (Nakahara et al., 1999) nhằm cung cấp thêm 1 sự cân bằng giữa kích thước các cell SFN và hiệu suất thu di động, đem lại thêm 1 mức độ linh hoạt cho thiết kế mạng. Chế độ này chỉ cĩ trong các mạng DVB-H dùng riêng, bởi trong DVB-T khơng cĩ. DVB-T chỉ cĩ 2 chế độ như đã nĩi là 2K và 8K. Với chế độ 4K, các ưu điểm từ 2K và 8K vẫn được duy trì, vừa cĩ thể dùng 1 mạng đơn tần vùng phủ sĩng rộng vừa cĩ thể đạt tốc độ đầu cuối đáng kể do cung cấp hiệu suất cao hơn 8K nhưng vẫn duy trì khoảng bảo vệ đủ dài dùng trong các cell SFN lớn để chống nhiễu. Chế độ 4K dùng 3409 sĩng mang trong 1 symbol OFDM, trong đĩ cĩ 3024 sĩng mang dữ liệu, 34 sĩng mang tham số phát TPS và 351 các pilot. -48- Sau đây là danh sách liệt kê 1 số thơng số ở 3 chế độ phát 2K, 4K và 8K: Mode OFDM parameter 2K 4K 8K Overall carriers (= FFT size) 2048 4096 8192 Modulated carriers 1705 3409 6817 Useful carriers 1512 3024 6048 OFDM symbol duration (µs) 224 448 896 Guard interval duration (µs) 7,14,28,56 14,28,56,112 28,56,112,224 Carriers spacing (kHz) 4.464 2.232 1.116 Maximum distance of transmitters (km) 23 50 100 Bảng 3.1 Thơng số các chế độ phát trong OFDM -49- Hình 3.3 Vị trí các loại sĩng mang trong 1 symbol OFDM Trong chế độ 8K, số lượng sĩng mang dữ liệu gấp 4 lần trong chế độ 2K nhưng thời gian để truyền hết số lượng sĩng mang này cũng gấp 4 lần nên tổng vận tốc dịng dữ liệu cũng bằng chế độ 2K. Tốc độ đầu cuối trong chế độ 2K gấp 4 lần tốc độ đầu cuối của 8K, nhưng việc nhận ra nhiễu của các mạng đơn tần là rất khĩ khăn do khoảng bảo vệ ngắn. Tuy nhiên, với chế độ 8K thì các mạng đa tần được dùng thay cho mạng đơn tần nhưng tốc độ đầu cuối cĩ thể đạt được là thấp hơn nhiều. DVB-H chủ yếu là 1 hệ thống truyền dẫn cho phép thu thơng tin quảng bá trên các thiết bị di động cầm tay cĩ anten đơn. Trong hệ thống DVB-T, mode truyền 2K là để cung cấp hiệu suất thu di động tốt hơn mode 8K. Tuy nhiên, khoảng thời gian của các symbol OFDM mode 2K ngắn và do đĩ, các khoảng thời gian bảo vệ rất ngắn. ðiều này làm cho mode 2K chỉ phù hợp với các -50- SFN nhỏ, gây khĩ khăn cho việc thiết kế mạng để xây dựng các mạng hiệu quả. Cĩ thể thấy rằng 1 symbol OFDM 4K cĩ 1 khoảng thời gian dài hơn và vì vậy cĩ 1 khoảng bảo vệ dài hơn 1 symbol OFDM 2K, cho phép xây dựng các mạng SFN vừa chống nhiễu ISI, dịch Doppler và nhiễu giữa các sĩng mang. ðiều này mang lại cho việc thiết kế mạng 1 cách tối ưu mạng SFN tốt hơn. 3.3 Bộ ghép xen theo độ sâu symbol (in-depth interleaver) 3.3.1 Khái niệm kĩ thuật ghép xen Kĩ thuật ghép xen là kĩ thuật trong đĩ các từ dữ liệu liên tiếp hoặc các gĩi dữ liệu được trải dọc ra thành nhiều cụm dữ liệu truyền dẫn khác nhau. Bằng cách này, nếu 1 cụm hay 1 nhĩm truyền đi bị mất do nhiễu hoặc 1 số cụm khác bị rớt ra thì chỉ 1 tỷ lệ nhỏ dữ liệu trong mỗi từ mã cũ hoặc gĩi dữ liệu cũ bị mất và nĩ cĩ thể được tái tạo lại bằng bộ dị tìm lỗi và kĩ thuật sửa lỗi. Các mức ghép xen cao hơn được giới thiệu trong DVB-H ngồi những mức dùng cho DVB-T. Chế độ ghép xen cơ bản dùng cho DVB-T và cũng cĩ sẵn cho DVB-H là 1 bộ ghép xen native, ghép xen các bit trong 1 symbol OFDM. Tuy nhiên, DVB-H cung cấp thêm 1 bộ ghép xen theo độ sâu in- depth giúp ghép xen các bit trong 2 symbol OFDM (cho mode 4K) và 4 symbol (cho mode 2K). Dùng bộ ghép xen in-depth cho phép tăng hiệu suất chống nhiễu của mode 2K và 4K và nĩ cũng cải thiện cường độ tín hiệu thu nhận trong truyền dẫn trong mơi trường di động. 3.3.2 Bộ ghép xen nội (Inner interleaver) -51- Sau khi các packet được đĩng gĩi vào các lát thời gian (time-slice) ở bộ IPE, luồng ra sẽ được ghép kênh thành các gĩi TS 188 bytes (kể cả header) và được đưa đến bộ điều chế DVB-T. Tại bộ điều chế DVB-T, các gĩi TS lần lượt được ngẫu nhiên hĩa trên phần dữ liệu cĩ ích, tính tốn parity ghép vào gĩi để chống lỗi, ghép xen từng byte với nhau nhằm phân bố lỗi trải đều ra qua các byte tránh lỗi tập trung. Sau đĩ các gĩi được đưa đến bộ mã hĩa nội dùng mã vịng với tốc độ mã 1/2 (cĩ thể dùng các tốc độ khác tùy theo yêu cầu khách hàng và khả năng cung cấp của nhà điều hành mạng) và tiếp tục đi qua bộ biến đổi nối tiếp-song song S/P, do đĩ các gĩi dữ liệu khi ra khỏi bộ mã hĩa nội sẽ thành 1 luồng bit nối tiếp gồm các cặp bit kết hợp từ 2 luồng ngõ ra của bộ mã hĩa. Lúc này thì luồng bit được đưa tới bộ ghép xen nội. Cấu trúc của bộ ghép xen nội được mơ tả như hình sau: Hình 3.4 Bộ ghép xen nội 3.3.2.a Ghép xen theo bit (bit-wise interleaving) HP LP Ghép xen theo bit (bit-wise interleaving) Native In-depth (tùy chọn) Mã hĩa nội Ghép xen symbol hoặc 2K, 4K, 8K 2K, 4K Bộ ghép xen nội -52- Như đã thấy trên hình, ngõ vào sẽ cĩ thể cĩ 2 luồng bit được giải ghép thành v luồng con, trong đĩ v = 2 với QPSK, v = 4 với 16-QAM và v = 6 với 64-QAM. Ở chế độ phân cấp, luồng cĩ độ ưu tiên cao (HP) được giải ghép thành 2 luồng con và luồng cĩ độ ưu tiên thấp được giải ghép thành v-2 luồng con. -53- Hình 3.5 Các luồng ngõ vào và ngõ ra của bộ ghép xen bit trong trường hợp QPSK, 16-QAM và 64-QAM Việc giải ghép các luồng bit được xem như việc sắp xếp lại các bit ngõ vào xdi lên các bit ngõ ra be,do. Mỗi luồng con tạo ra từ bộ giải ghép (DEMUX) được xử lí bởi 1 bộ ghép xen bit riêng biệt. Do đĩ cĩ thể cĩ tới 6 bộ ghép xen tùy thuộc vào giá trị v được đánh số từ I0-I5. I0 và I1 dùng cho QPSK, I0-I3 dùng cho 16-QAM và I0-I5 dùng cho 64-QAM. Ghép xen bit chỉ thực hiện trên dữ liệu cĩ ích, khơng thực hiện trên header, các byte parity… Kích thước khối ghép xen bit là 126 bit. Do vậy quá trình ghép xen khối được lặp lại đúng 12 lần trong 1 symbol OFDM ở mode 2K, 24 lần ở mode 4K và 48 lần ở mode 8K. Với mỗi bộ ghép xen theo bit, vector bit ngõ vào là: B(e) = (be,0, be,1, be,2, …, be,125) với e = 0, 1,…,v-1 Vector ngõ ra đã được ghép xen là: A(e) = (ae,0, ae,1, ae,2, …, ae,125) Trong đĩ: ae,w = be,He(w) với w = 0,1,2,…,125 He(w) là hàm hốn vị, khác nhau đối với mỗi bộ ghép: I0: H0(w) = w I1: H1(w) = (w + 63) mod 126 I2: H2(w) = (w + 105) mod 126 I3: H3(w) = (w + 42) mod 126 -54- I4: H4(w) = (w + 21) mod 126 I5: H5(w) = (w + 84) mod 126 Các ngõ ra của v bộ ghép theo bit được nhĩm lại tạo thành các symbol dữ liệu số, do đĩ mỗi symbol v bit sẽ cĩ đúng 1 bit từ mỗi bộ ghép trong v bộ ghép xen. Vì vậy, ngõ ra của bộ ghép xen theo bit là 1 từ y’ gồm v bit cĩ ngõ ra của I0 là bit cĩ trọng số cao: y’w = (a0,w, a1,w,…, av-1,w) 3.3.2.b Ghép xen symbol (Symbol interleaver) Mục đích của việc ghép xen symbol là sắp xếp lại v từ bit lên 512 (mode 2K) hoặc 3024 (mode 4K) hoặc 6048 (mode 8K) sĩng mang tích cực trong 1 symbol OFDM. Bộ ghép xen symbol hoạt động trên các khối 512, 4096 hoặc 6048 symbol dữ liệu.
Bộ ghép xen symbol native Khi bổ sung bộ ghép xen mode 4K native, bộ ghép xen symbol hoạt động trên các khối gồm 3024 symbol dữ liệu. Do đĩ, trong mode 4K, cứ 24 nhĩm 126 bit dữ liệu lấy từ bộ ghép xen bit được đọc ra nối tiếp thành 1 vector Y’ = (y’0, y’1, y’2,…, y’3023). Vector được ghép xen Y = (y0, y1, y2,…, yNmax-1) tính bởi: yH(q) = y’q cho các symbol chẵn với q = 0, …,Nmax-1 yq = y’H(q) cho các symbol lẻ với q = 0, …,Nmax-1 Trong trường hợp mode 4K thì Nmax = 3024.
Bộ ghép xen symbol in-depth -55- ðây là thành phần mới trong DVB-H. Bộ ghép xen symbol in-depth chỉ dùng cho mode 2K và 4K. Tuy nhiên, khi hoạt động thì dựa trên các khối của 6048 symbol dữ liệu (bất kể sử dụng mode nào). Do đĩ, vector Y’ = (y’0, y’1, y’2,…, y’6047) lấy từ 48 nhĩm 126 bit dữ liệu ở ngõ ra bộ ghép xen bit. Vector được ghép xen Y = (y0, y1, y2,…, yNmax-1) tính bởi: yH(q) = y’q cho các vector được ghép xen chẵn với q = 0, …,Nmax-1 yq = y’H(q) cho các vector được ghép xen lẻ với q = 0, …,Nmax-1 Trong đĩ, Nmax = 6048 luơn dùng cho các bộ ghép xen in-depth (kể cả mode 2K và 4K). Với mode 2K, các vector sau ghép xen sẽ được sắp xếp lên 4 symbol OFDM liên tiếp. Các vector chẵn sẽ bắt đầu với symbol thứ 0, 8, 16, 24, … và các vector lẻ sẽ bắt đầu với các symbol 4, 12, 20, 28,… trong mỗi đa khung. Với mode 4K, các vector sau ghép xen sẽ được sắp xếp lên 2 symbol OFDM liên tiếp. Các vector chẵn sẽ bắt đầu với symbol thứ 0, 4, 8, 12, … và các vector lẻ sẽ bắt đầu với các symbol 2, 6, 10, 14,… trong mỗi đa khung.
Hàm hốn vị H(q) H(q) là 1 hàm hốn vị được định nghĩa như sau: cho 1 từ mã nhị phân R’i cĩ (Nr-1) bit, với Nr = log2Mmax. Trong mode 4K, Mmax = 4096 và R’i nhận các giá trị sau: i = 0,1: R’i [Nr-2, Nr-3, …, 1, 0] = 0, 0, …, 0, 0 i = 2: R’i [Nr-2, Nr-3, …, 1, 0] = 0, 0, …, 0, 1 2<i<Mmax: { R’i [Nr-3, Nr-4, …, 1, 0] = R’i-1 [Nr-2, Nr-3, …, 2, 1]; trong mode 4K: R’i [10] = R’i-1 [0] ⊕ R’i-1 [2] } -56- Với mode 4K, 1 vector Ri lấy từ vector R’i bằng cách hốn vị bit như trong bảng sau: Vị trí bit R’i 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Vị trí bit Ri 7 10 5 8 1 2 4 9 0 3 6 Bảng 3.2 Cách hốn vị bit trong mode 4K Từ Ri tính được ở trên ta cĩ thuật tốn tính H(q): q = 0; for (i = 0; i < Nr; i = i++) { H(q) = (i mod 2).2Nr-1 + 2 0 ( ).2 rN j i j R j − = ∑ if (H(q) < Mmax) q = q++; } Sơ đồ khối thuật tốn dùng tạo hàm hốn vị trong mode 4K thể hiện trong hình sau: Hình 3.6 Thuật tốn tạo hàm hốn vị dùng cho mode 4K -57- Hình 3.7 Sơ lược về các bộ ghép xen dùng cho từng chế độ khác nhau (2K, 4K & 8K) Tín hiệu sau đĩ được đưa vào các chịm sao tùy theo kiểu điều chế QPSK, 16-QAM hay 64-QAM. Tiếp tục được ghép thêm các bit TPS, các bit pilot, sau đĩ được sắp xếp lại vào các khung OFDM, chèn khoảng bảo vệ để chống nhiễu. Cuối cùng được chuyển đổi thành tín hiệu RF được khuếch đại truyền đi trong mơi trường khơng khí. 3.4 Báo hiệu thơng số bên phát TPS 3.4.1 Khái quát Các sĩng mang TPS dùng cho mục đích báo hiệu các thơng số liên quan đến kiểu truyền dẫn, nghĩa là để mã hĩa kênh và điều chế. TPS được truyền song song trên 17 sĩng mang TPS với chế độ 2K, trên 68 sĩng mang với chế độ 8K và trên 34 sĩng mang với chế độ 4K. Các sĩng mang TPS chứa: - thơng tin về việc điều chế gồm giá trị α của kiểu chịm sao QAM. -58- - thơng tin phân lớp - khoảng thời gian bảo vệ - tốc độ mã nội - mode truyền (2K, 4K hay 8K) - số thứ tự khung trong 1 đa khung - cell_id 3.4.2 Mục đích của TPS TPS được định nghĩa thơng qua 68 symbol OFDM liên tục làm thành 1 khung OFDM. 4 khung OFDM liên tiếp tương ứng với 1 đa khung OFDM. Chuỗi tham khảo tương ứng với các sĩng mang TPS của symbol đầu tiên của mỗi khung OFDM dùng để khởi tạo bộ điều chế TPS trên mỗi sĩng mang TPS. Mỗi symbol OFDM mang 1 bit TPS. Mỗi khối TPS (tương ứng với 1 khung OFDM) gồm 68 bit chứa: - 1 bit khởi tạo - 16 bit đồng bộ - 37 bit thơng tin - 14 bit dự phịng để bảo vệ chống lỗi Với DVB-H, trong 37 bit thơng tin thì dùng 33 bit. 4 bit cịn lại sẽ được thiết lập là 0. 3.4.3 ðịnh dạng các bit TPS Số thứ tự bit Mục đích/nội dung -59- s0 Bit khởi tạo s1 – s16 Từ đồng bộ s17 – s22 Chỉ thị chiều dài s23, s24 Số thứ tự khung s25, s26 Kiểu điều chế s27, s28, s29 Thơng tin phân cấp s30, s31, s32 Tốc độ mã (CR) luồng HP s33, s34, s35 Tốc độ mã (CR) luồng LP s36, s37 Khoảng bảo vệ s38, s39 Mode truyền dẫn s40 - s47 Chỉ số cell (cell_id) s48, s49 Báo hiệu DVB-H s50 – s53 thiết lập là 0 s54 – s67 Bảo vệ chống lỗi Bảng 3.3 ðịnh dạng các bit TPS Chi tiết nội dung các bit được trình bày rõ trong phần phụ lục 3. Phần này chỉ đi vào những nét mới cĩ trong DVB-H và chế độ 4K, đĩ là các bit báo hiệu DVB-H. 2 bit s48 và s49 được dùng để chỉ thị cho máy thu biết cĩ các dịch vụ DVB- H hay khơng. s48 s49 Báo hiệu DVB-H -60- 0 1 x x Khơng dùng time slicing Ít nhất 1 luồng cơ bản dùng time slicing x x 0 1 Khơng dùng MPE-FEC Ít nhất 1 luồng cơ bản dùng MPE-FEC Chú ý: “x” nghĩa là bất kì trạng thái bit nào. Bảng 3.4 Báo hiệu DVB-H Trong trường hợp truyền cĩ phân cấp, ý nghĩa của các bit s48 và s49 khác nhau với phần parity của khung OFDM được truyền đi như sau: - Khi báo hiệu DVB-H được nhận trong khung OFDM thứ 1 và thứ 3 của mỗi đa khung, chúng được hiểu là cĩ liên quan đến luồng HP. - Khi báo hiệu DVB-H được nhận trong khung OFDM thứ 2 và thứ 4 của mỗi đa khung, chúng được hiểu là cĩ liên quan đến luồng LP. -61- CHƯƠNG IV: CẤU HÌNH MẠNG TRIỂN KHAI TRONG DVB-H 4. CHƯƠNG IV: CẤU HÌNH MẠNG TRIỂN KHAI TRONG DVB-H 4.1 Các loại cấu hình mạng DVB-H Kĩ thuật DVB-H được thiết kế để chia sẻ hạ tầng mạng đang tồn tại của DVB-T. DVB-H cĩ thể hoạt động trong 2 cấu hình mạng sau: 4.1.1 Mạng dùng chung DVB-H (dùng chung bộ ghép với MPEG-2) Trong mạng dùng chung DVB-H, các kênh truyền hình di động sau IPE (bộ đĩng gĩi IP) sẽ dùng bộ ghép kênh DVB-T (MUX) chung với các chương trình truyền hình mặt đất khác. Các chương trình truyền hình mặt đất này sẽ được mã hĩa thành dạng MPEG-2, trong khi các chương trình truyền hình di động lại ở trong bộ mã hĩa MPEG-4 và IPE. Bộ ghép kênh sẽ kết hợp những chương trình này thành 1 luồng truyền duy nhất đến bộ điều chế và truyền đi. Hình 4.1 DVB-H với bộ ghép kênh dùng chung -62- 4.1.2 Mạng phân cấp DVB-H (dùng chung với mạng DVB-T bằng cách phân cấp) Trong 1 mạng phân cấp, việc điều chế được phân cấp thành 2 luồng, DVB- T và DVB-H, mỗi luồng là 1 phần của ngõ ra bộ điều chế dùng chung. DVB-T được điều chế ở dạng luồng cĩ độ ưu tiên thấp và DVB-H là luồng cĩ độ ưu tiên cao. Trong trường hợp độ ưu tiên cao, bộ điều chế phải mạnh hơn (như dùng QPSK) trường hợp độ ưu tiên thấp (dùng 16-QAM). Việc điều chế phân cấp như vậy giúp bảo vệ các gĩi dữ liệu tránh lỗi tốt hơn do các luồng ưu tiên cao cĩ mật độ thấp hơn. Hình 4.2 Mạng DVB-H dùng chung bằng cách phân lớp 4.2 Mạng phát DVB-H 4.2.1 Các cell DVB-H -63- Hệ thống DVB-H cĩ thể được xây dựng bằng các mạng đơn tần hoặc các mạng đa tần phụ thuộc vào phạm vi mà hệ thống bao phủ. 1 vùng nhỏ cĩ thể được bao phủ bởi 1 cell DVB-H chứa 1 máy phát và 10- 20 repeater. Các repeater phải bao phủ những vùng khuất do nguyên nhân địa lý. Repeater là 1 máy phát nhỏ với anten cĩ độ lợi cao để thu các tín hiệu từ máy phát chính. Do những yêu cầu SFN, cấu hình mạng ở trên khơng thể mở rộng ra xa khỏi 1 phạm vi cố định, do độ trễ thời gian trong khi thu từ máy phát chính sẽ dẫn đến kết quả là tín hiệu bị phát lại sẽ trễ nhiều so với thời điểm phát của máy phát chính. Số repeater trong 1 cell DVB-H được xác định dựa vào cơng suất của máy phát chính cũng như chiều cao tháp. 1 tháp cĩ độ cao tương đối cĩ thể làm giảm các vùng bĩng (vùng khuất) (shadow areas) và số repeater. 4.2.2 Mạng đơn tần SFN (Single frequency networks) Những vùng rộng (như 1 thành phố hay vùng cĩ bán kính khoảng 50km) cĩ thể được bao phủ bằng 1 SFN. 1 SFN bao gồm 1 số cell DVB-H, mỗi cell cĩ 1 máy phát và 1 số repeater (khoảng 10-20). Các máy phát nhận tín hiệu ở dạng luồng truyền dẫn MPEG-2 bắt nguồn từ IPE (Hình). -64- Hình 4.3 Các mạng đơn tần trong DVB-H Dùng 1 mạng IP để phân bố tín hiệu cho tất cả các máy phát trong vùng khảo sát. Do đĩ tất cả phía máy phát sẽ nhận tín hiệu giống nhau, tín hiệu này được dán nhãn thời gian bởi đồng hồ dựa trên GPS. Tại mỗi máy phát, bộ điều chế COFDM sẽ thực hiện đồng bộ tín hiệu bằng cách tham khảo thời gian GPS để tất cả máy phát cĩ thể truyền tín hiệu thời gian tương tự nhau mặc dù vị trí địa lí của chúng khác nhau. Hình sau thể hiện mối tương quan về các khoảng cách SFN với 3 chế độ phát 2K, 4K và 8K. -65- Hình 4.4 Khoảng cách tương quan SFN. Tất cả các khoảng cách đều dựa trên điều chế 16-QAM với khoảng bảo vệ là ¼ trong COFDM Khi cĩ nhu cầu về hoạt động mạng đơn tần SFN, tất cả các máy phát hoạt động ở cùng tần số và phải phát cùng dữ liệu bit ở cùng thời điểm. Một mơđun SFN phải được trang bị trên bộ điều chế DVB-H (hay cũng là bộ điều chế DVB-T) để cung cấp việc đồng bộ thời gian và tần số này. ðể đồng bộ tần số, tất cả các bộ điều chế DVB-T trong các mạng SFN được bắt đồng bộ đến một tần số chuẩn. Cách dễ dàng và rẻ tiền nhất là sử dụng một đồng hồ chuẩn 10Mhz lấy từ máy thu GPS. ðể đồng bộ thời gian, mơđun tùy chọn SFN “chích” các gĩi MIP (Multiframe Information Packet) từ dịng MPEG2 TS đầu vào và xử lý thơng tin nhãn thời gian chứa trong các gĩi đặc biệt để phát trễ chèn vào dịng TS, vì vậy tất cả các máy phát sẽ được đồng bộ chính xác về thời gian. 4.2.3 Mạng đa tần MFN (Multifrequency networks) -66- Khi phạm vi bao phủ lớn (như tồn bộ 1 quốc gia khoảng vài trăm km), nguồn của 1 tín hiệu từ 1 IPE là khơng thực tế do cĩ xảy ra trễ thời gian khi chuyển giao tín hiệu tới tất cả các máy phát. Trong trường hợp này, các máy phát bên ngồi 1 phạm vi chỉ định sẽ dùng các tần số khác nhau. Tùy theo địa hình, cĩ thể cần 5 hay 6 khe tần số để bao phủ hết 1 quốc gia. Vì vậy thường thì người ta dùng vệ tinh để phân bố tín hiệu do cĩ thể bao phủ hết hàng triệu máy phát ngay cả các vùng ở xa. -67- CHƯƠNG V: GIẢI PHÁP TRUYỀN HÌNH CƠNG NGHỆ DVB-H VÀ TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI DVB-H Ở VIỆT NAM 5. VB-H Ở VIỆT NAM 5.1 Giải pháp chung và tiềm năng phát triển DVB-H 5.1.1 Sự triển khai thị trường Các mạng DVB-H về thương mại được triển khai ở Ý, Phần Lan, Việt Nam và Albani. Dịch vụ đầu tiên triển khai ở Ý vào 6/2006 đã cĩ hàng trăm ngàn thuê bao. Hơn 30 nghiên cứu kĩ thuật và thương mại về DVB-H đã diễn ra trên khắp thế giới và những triển khai thương mại xa hơn sẽ được mong đợi ở các nước như ðức, Tây Ban Nha, Nga, Mĩ và các nơi khác. Dịch vụ truyền hình số di động hiện đang là xu hướng phát triển trên thế giới. Tính đến nay, đã cĩ trên 25 nước đang thử nghiệm dịch vụ này theo chuẩn cơng nghệ DVB-H. Ngồi ra, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc đã triển khai dịch vụ truyền hình di động theo cơng nghệ DMB. Các chuyên gia nghiên cứu cho biết cơng nghệ truyền hình di động DVB- H được hứa hẹn là cĩ khả năng cung cấp tới 50 kênh truyền hình cùng 1 lúc tới người dùng đầu cuối thơng qua mạng khơng dây với giá thành thấp. Khơng chỉ cung cấp dịch vụ truyền hình di động chất lượng cao tới cho người dùng đầu cuối, cơng nghệ DVB-H cịn rất chú ý đến vấn đề mức độ tiêu thụ năng lượng và khả năng sử dụng các dịch vụ khác tích hợp sẵn trên các thiết bị cầm tay như dịch vụ thoại hay dịch vụ dữ liệu. Song song với việc đẩy mạnh ứng dụng cơng nghệ DVB-H, thị trường truyền hình di động cũng đang cho thấy những dấu hiệu của 1 sự bùng nổ mạnh mẽ. Dự báo của các chuyên gia quốc tế cho rằng, doanh thu từ truyền hình di động sẽ tăng từ 136 triệu USD năm 2005 lên 7,6 tỷ USD vào năm -68- 2010. Bản báo cáo của Informa Telecom & Media dự đốn rằng đến năm 2010, tồn thế giới sẽ cĩ khoảng 210 triệu thuê bao dịch vụ TV di động, dẫn đầu là khu vực châu Á – Thái Bình Dương với 95,1 triệu thuê bao. ðứng ở vị trí số 2 là châu Âu với 68,7 triệu thuê bao. Các chuyên gia của Informa nhận định nhu cầu thị trường dành cho dịch vụ tiềm năng này sẽ đi theo hình “gậy hockey”, lúc đầu cất cánh chậm chạp nhưng sau đĩ sẽ tăng tốc nhanh chĩng. Vẫn theo bản báo cáo này, cơng nghệ truyền hình di động thống trị trong tương lai sẽ là DVB-H do Nokia chống lưng, tiếp sau đĩ là MediaFLO do Qualcomm hậu thuẫn. Hình 5.1 Biểu đồ thể hiện số người xem các dịch vụ truyền hình di động qua các năm “ðến thời điểm Olympic 2008, tất cả chúng ta đều sẽ quen với ý nghĩ xem TV trên điện thoại và đến World Cup 2010, cơ sở hạ tầng sẽ “trưởng thành” -69- hơn. Cứ 13 người dùng di động trên tồn thế giới sẽ cĩ 1 người sở hữu 1 chiếc điện thoại di động xem được TV”, nhà phân tích David McQueen cho biết. EU cho rằng châu Âu là khu vực cĩ khả năng cạnh tranh cao trên thị trường truyền hình di động và ước tính tới năm 2011 dịch vụ này tại đây cĩ thể đạt tới doanh thu 20 tỉ đồng. Theo trung tâm Nghiên cứu và Thị trường (Research and Markets) cĩ trụ sở tại Mỹ, cĩ khoảng 60-85% người dân Mỹ đã từng xem các chương trình truyền hình trên di động. 80% các cuộc phỏng vấn của trung tâm thực hiện tại Phần Lan, Anh, Pháp, Ý, Nhật, Hàn cho thấy, rảnh rỗi và buồn chán là nguyên nhân khiến họ đến với truyền hình di động. Nhiều khách hàng cho biết họ cĩ thể xem các chương trình trên điện thoại di động vào bất cứ lúc nào trong ngày. Họ cĩ thể xem bất cứ lúc nào, bất cứ nơi đâu và khơng bị lỡ mất các chương trình yêu thích. Truyền hình di động khơng chỉ đồng hành với những người quá dư thừa thời gian nhàn rỗi, mà cĩ rất nhiều khách hàng, những người bận rộn, mong muốn được trả tiền để sử dụng dịch vụ này. Nokia, nhà sản xuất điện thoại di động số một thế giới, đang dự định tổ chức 1 buổi hội nghị tại Singapore trong mùa xuân năm nay để khai trương các hoạt động truyền hình di động của mình tại ðơng Nam Á. Cuộc đua đã bắt đầu nĩng lên, bởi theo dự đốn của giới chuyên gia, các mạng truyền hình di động sẽ đạt tới xấp xỉ… 51 triệu thuê bao trên tồn cầu vào năm 2009, mang lại doanh thu mỗi năm gần 6,6 tỷ USD. Những rào cản mà truyền hình di động cần vượt qua trên chặng đường tiến tới thị trường đại trà là nâng cấp cơ sở hạ tầng mạng, giảm giá thành dịch vụ và cung cấp các nội dung phong phú. -70- Tuy nhiên, nội tình ngành truyền hình di động khơng đơn giản và phẳng lặng như những gì người ta nhìn thấy bên trên bề mặt. 1 cuộc chiến giành uy thế đang diễn ra giữa 2 chuẩn kình địch: DVB-H dành cho truyền hình video số trên thiết bị cầm tay và DMB dành cho truyền hình số multimedia. Theo tiến sĩ Chan Yeob Yeun, Phĩ chủ tịch phụ trách truyền hình di động của LG Electronics thì DMB cĩ tốc độ hình/phút cao gấp đơi so với DVB-H và cũng ngốn ít pin hơn. ðĩ là lý do tại sao mà các nhà sản xuất điện thoại của Nhật, Hàn Quốc và Ericsson của Thụy ðiển lại ủng hộ và chống lưng cho chuẩn DMB. Trong khi đĩ, Nokia lại ủng hộ chuẩn DVB-H và đang tiến hành thử nghiệm dịch vụ truyền hình di động trên những mẫu điện thoại media được thiết kế riêng cho việc thưởng thức nghệ thuật: So với điện thoại thơng thường, chúng cĩ màn hình lớn hơn để xem TV hoặc phát thanh cĩ hình (kết hợp 1 chương trình phát thanh với phần văn bản và hình ảnh cĩ liên quan). Cùng với Nokia, 2 nhà cung cấp dịch vụ là O2 và Vodafone đều đang tiến hành thử nghiệm dịch vụ này. -71- Hình 5.2 Dự kiến số lượng máy thu TV Mobile trên thị trường trong các năm 2006 ÷ 2010 (nguồn DVB-Scene 12/2005) Tuy nhiên, kể cả khi cuộc chiến chuẩn đã ngã ngũ, truyền hình di động vẫn cịn phải đối mặt với 1 vấn đề gai gĩc là bản quyền số. 5.1.2 Các bước tiếp theo của DVB-H Chuẩn DVB-H được chỉ định đầy đủ và cơng khai. Các bổ sung đang liên tục hình thành với dự án DVB cho các yếu tố cuối cùng của văn bản kĩ thuật, nhưng các yếu tố chính này đang được cơng khai bởi ETSI và sẵn sàng để triển khai trong thương mại. Những nguyên tắc thực hiện sẽ được cập nhật trong đợt 2007 để đưa ra thêm 1 định nghĩa hồn chỉnh về máy thu tham khảo và thêm 1 số chi tiết cho việc thực hiện thực tế. -72- DVB cũng sẽ sắp đưa ra 1 văn bản nháp gọi là DVB-SH (dịch vụ vệ tinh cho thiết bị cầm tay), giới thiệu tùy chọn dùng vệ tinh hoạt động trong băng S thấp dưới 3GHz như 1 phần của chuỗi mobile TV. DVB-SH cũng sẽ được thiết kế để sử dụng các đặc tính kĩ thuật lớp hệ thống DVB-IPDC (DVB-H). 5.2 Tình hình triển khai DVB-H ở Việt Nam 5.2.1 Sơ lược tình hình triển khai Trên thế giới và cả ở Việt Nam, việc tích hợp nhiều tính năng trên 1 thiết bị đã trở thành 1 trong những xu hướng chính của cơng nghệ. Và điện thoại di động, với vai trị là 1 thiết bị cĩ tính cá nhân cơ động đã phát huy ưu thế của mình và được lựa chọn để trở thành 1 trong những chiến lược phát triển của xu hướng này. Sau các tính năng thiên nhiều về giải trí như nghe nhạc, chụp ảnh thì truyền hình di động cĩ thể coi là xu hướng mới nhất, đồng thời cũng đáp ứng 1 cách khá tồn diện nhu cầu của người sử dụng – đĩ là giải trí và thơng tin. S-Fone – mạng ðTDð CDMA đầu tiên của Việt Nam đã triển khai dịch vụ TV trên ðTDð vào quí IV/2006. Sự kiện đã thu hút sự chú ý của đơng đảo người dùng bởi những lợi ích cũng như tính di động của dịch vụ. Tuy nhiên tính đến thời điểm này, rất ít người sử dụng dịch vụ này. Những nguyên nhân khiến Mobile TV của S-Fone chưa phổ dụng tại Việt Nam cĩ thể dễ dàng nhận thấy: chính sách cước chưa hợp lí với người dùng Việt Nam và cách tính cước quá phức tạp; chỉ cĩ 1 model ðTDð sử dụng được dịch vụ này; chất lượng đường truyền đơi khi khơng được tốt… Nhưng nguyên nhân chính cĩ lẽ vẫn là giá cước, nhiều người dùng cho rằng với mức cước khoảng 5000 đồng/phút như hiện nay thì Mobile TV sẽ cịn quá xa vời. Thậm chí ngay cả việc S-Fone đã “cải thiện” mức cước này bằng cách phát hành gĩi cước dữ -73- liệu (chỉ dùng cho dữ liệu khơng thoại) thì cước Mobile TV của S-Fone là 1200 đồng vẫn bị nhiều người cho là quá cao. Hình 5.3 Mobile TV của S-Fone Bên cạnh đĩ, hiện nay, truyền hình di động VTC dựa trên chuẩn DVB-H là 1 trong những cơng nghệ được ghi nhận là xu hướng hiện đại nhất trong việc cung cấp các dịch vụ truyền hình di động cho các thiết bị cầm tay. Việt Nam là nước đầu tiên tại châu Á và là nước thứ 2 trên thế giới (sau Phần Lan) được Nokia triển khai dịch vụ truyền hình di động. Như vậy tính đến thời điểm này, Việt Nam đang là nước triển khai 2 cơng nghệ truyền hình di động là 3G và DVB-H. Từ tháng 11/2006, các thuê bao của 3 mạng di động GSM cĩ thêm 1 tiện ích – xem truyền hình số qua điện thoại di động. Dịch vụ này được nhiều người dự báo là sẽ bùng nổ trong vài năm tới. ðược biết VTCmobile là cơng ty đầu tiên tại Việt Nam cung cấp dịch vụ truyền hình di động dựa trên tiêu chuẩn DVB-H và đưa Việt Nam trở thành 1 trong những nước đầu tiên trên thế giới ứng dụng thành cơng dịch vụ này theo chuẩn DVB-H. VTC đưa ra dịch vụ mới nhằm lấp khoảng trống về nhu cầu xem truyền hình cho những người hay di chuyển. Với dịch vụ do VTC cung cấp, ở đâu cĩ -74- sĩng di động GSM và sĩng truyền hình số di động, người dùng cĩ thể xem được truyền hình. Mức phí thuê bao sẽ tương đương hoặc rẻ hơn phí xem truyền hình cáp. VTC sẽ khĩa mã các chương trình truyền hình di động, người dùng sẽ phải đăng kí sử dụng và trả phí bằng hình thức mua thẻ cào trả trước. Cụ thể là chi phí hịa mạng cho khách hàng mới tham gia là 500 000 đồng, đối với gĩi thuê bao tháng 90 000 đồng/gĩi, ngồi ra để xem chương trình đặc sắc dành riêng cho mạng truyền hình di động – dịch vụ theo yêu cầu, khách hàng chỉ phải trả thêm 2 000 đồng/ngày. Như vậy, các thuê bao Vinaphone, Mobifone, Viettel dùng loại máy cĩ hỗ trợ xem truyền hình đi trong vùng phủ sĩng truyền hình số di động sẽ cĩ cơ hội xem truyền hình ở bất cứ nơi đâu. Sau khi chính thức triển khai, trong năm 2007, VTC sẽ phủ sĩng tại các tỉnh: khu vực Hà Nội và các vùng lân cận như Bắc Ninh, Hải Dương, Hưng Yên, Hà Tây, Vĩnh Phúc, Hải Phịng, khu vực TP.HCM và các vùng lân cận như Bình Dương, Mỹ Tho, Long An và 1 phần của tỉnh Quảng Ninh, đến hết năm 2008 sẽ phủ sĩng tại 40 tỉnh. VTC sẽ phát sĩng 8 kênh truyền hình số: 3 kênh của ðài truyền hình kỹ thuật số VTC là VTC1, VTC2, VTC3, kênh VTV3, 3 kênh nước ngồi (ca nhạc, thời trang, tin tức) và 1 kênh theo yêu cầu VTC-M (đây là kênh phát lại các chương trình của ðài truyền hình kỹ thuật số VTC nhưng cĩ tính tương tác mang tính đặc thù của VTCmobile) với 4 kênh phát thanh (VOV1, VOV3, ca nhạc cách mạng quê hương đất nước, nhạc trẻ Việt Nam và quốc tế). Ngồi xem nội dung, máy di động cịn hỗ trợ người xem các tính năng ưu việt như: lưu lại các chương trình đã phát theo ý thích, hoặc tham gia các chương trình tương tác giải trí, nhắn tin dự đốn, bình chọn, tham gia các trị chơi của truyền hình. -75- Hiện nay trên thế giới đã cĩ 5 hãng sản xuất điện thoại di động cung cấp các loại máy hỗ trợ xem truyền hình là Nokia, Samsung, Motorola, Sony Ericsson, LG. Tại Việt Nam, VTC đã kí thỏa thuận với Nokia để phát sĩng truyền hình số trên điện thoại Nokia N92 với giá trên thế giới khoảng dưới 1000 USD. Việc đầu tư ban đầu máy đầu cuối như vậy là khá cao so với các loại máy đang bán tại thị trường Việt Nam, song đối với phân lớp khách hàng dùng điện thoại smartphone hoặc PDA thì mức giá này là chấp nhận được. Hình 5.4 Các mẫu điện thoại di động DVB-H đầu tiên -76- Hình 5.5 Nokia N92 Tại Việt Nam, sau khi chính thức cung cấp dịch vụ ra thị trường, VTC đặt kế hoạch sẽ cĩ 500 000 thuê bao trong 3 năm đầu. Phía VTC tỏ ra rất lạc quan khi cho rằng tiềm năng phát triển truyền hình di động tại Việt Nam là rất lớn, và đây sẽ là loại hình giải trí phổ biến trong tương lai. VTC dự báo cĩ khoảng 50% người dùng điện thoại di động cĩ nhu cầu sử dụng truyền hình di động, 5% thuê bao di động sẽ là khách hàng tiềm năng sau khi triển khai dịch vụ, và tốc độ tăng trưởng thuê bao hàng năm vào khoảng trên 50%. -77- 5.2.2 Mơ hình triển khai dịch vụ truyền hình di động chuẩn DVB-H của VTC ðể các kênh truyền hình cĩ thể hiển thị rõ nét với chất lượng cao trên các thiết bị xem truyền hình di động và đi kèm với nĩ là các tiện ích tương tác đặc thù, các luồng tín hiệu chứa nội dung phải được đĩng gĩi, truyền tải và giải mã trong một quy trình khép kín, đồng bộ. ðĩ là một trong những thế mạnh vượt trội của chuẩn cơng nghệ truyền hình di động DVB-H. ðầu tiên, nội dung các kênh truyền hình (VTC1, VTC2, VTC3, VTCM, BBC,…) sẽ được tự động sửa đổi cho phù hợp với tiêu chuẩn DVB-H. Sau đĩ những nội dung này sẽ được đưa tới “hệ thống quản lý truyền hình di động (VTC MOBILE TV)” và được chuyển trực tiếp tới module “đĩng gĩi dịch vụ”(IP Encapsulator & IP Encapsulator Mangager). Tại đây, nội dung các chương trình được đĩng gĩi lại thành dịng dữ liệu IP và dịng tín hiệu IP