Tổng quan về truyền hình di động

Để phân phối dịch vụ đến người dùng cần có các giao thức phân phối nội dung.Các giao thức này theo chuẩn ESTI TS102 472.Có 2 trường hợp phân phát nội dung: phân phát file và phân phát dữ liệu thời gian thực.Hình 6.2 mô tả các giao thức để đáp ứng yêu cầu nói trên (tương ứng với các lớp trong mạng tương tác) . Ba lớp đầu tiên tương ứng với hệ thống DVB-H, và lớp mạng IP ở trên. Giao thức UDP ( User Datagram Protocol) được dựng tại lớp giao vận, không thể dùng giao thức TCP trong mạng tương tác vì nó cần kênh phản hồi mà DVB- H bị hạn chế.Giao thức thời gian thực RTP ( Real -Time Protocol ) được dựng để đồng bộ các nội dung thời gian thực.Tại lớp này quản lý file sử dụng giao thức FLUTE /ALC (File Delivery over Unidirectional Transport/Asynchronous Layer Coding) để phân phát các File.Trên cùng là lớp ứng dụng. Như vậy các giao thức trên là các giao thức Internet và được chuẩn hoá bởi IETF (Internet Engineering Task Force ).Điều này cho phép DVB–H hoàn toàn tương thích với Internet.

doc86 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 19/06/2014 | Lượt xem: 2656 | Lượt tải: 7download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Tổng quan về truyền hình di động, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
trong kênh di động và dung sai đối với nhiễu xung. Điều này được thực hiện bằng việc đưa vào mức sửa lỗi bổ sung ở lớp MPE. Bằng việc bổ sung thông tin kiểm soát lỗi (parity information) vào datagram và gửi dữ liệu bổ sung này trong các section MPE–FEC riêng biệt, sau khi giải mã MPE–FEC ta sẽ có các datagram hầu như không lỗi dù rằng điều kiện thu có thể rất xấu. Do dựng MPE–FEC một phần thông lượng kênh sẽ được phân cho parity overhead. Đối với một tập các thông số truyền dẫn đã cho, cung cấp 25% của parity overhead, MPE–FEC có thể yêu cầu cùng một giá trị C/N như đối với máy thu có dựng anten phân tập (hai anten thu). Overhead MPE–FEC có thể được bù hoàn toàn bằng việc chọn tỷ lệ mã truyền dẫn yếu hơn một chút, trong khi vẫn cung cấp chỉ tiêu kỹ thuật tốt hơn nhiều DVB –T (không có MPE – FEC) với cùng một khả năng. Sơ đồ MPE–FEC này cho phép thu DVB –T bằng anten đơn di chuyển tốc độ cao, dựng tín hiệu 8k/16-QAM hoặc thậm chí 8k/64-QAM. Ngoài ra MPE–FEC làm cho tín hiệu miễn nhiễm tốt với nhiễu xung. Hình 4.4 chỉ ra những hiệu quả mà MPE-FEC mang lại cho hệ thống DVB-H. Tần số Doppler cho trên trục hoành và trục tung chỉ thị tỷ số C/N yêu cầu để đạt đến chất lượng dịch vụ (QoS). Đường cong màu xanh cho biết quá trình thử nghiệm không sử dụng MPE-FEC và đường cong màu đỏ ứng với quá thử nghiệm có sử dụng MPE-FEC với tỷ lệ mã sửa sai là 3/4. Hình 4.4 Tỉ số C/N yêu cầu khi không sử dụng và có sử dụng MPE-FEC Khi sử dụng MPE-FEC thì yêu cầu C/N của máy thu thấp hơn khi không sử dụng từ 2-6dB mà vẫn đảm bảo QoS. Nhìn trên đồ thị chúng ta thấy đường cong C/N thẳng đứng tại tần số Doppler 120Hz. Kết quả này giúp đơn giản hoá việc quy hoạch mạng với các nhà quảng bá (tính toán khoảng cách giữa các máy phát trong mạng). 4.3. Thực hiện cơ chế Time-slicing Với lớp liên kết thì cắt lát thời gian có thể thực hiện trên MPE (Delta-t phân phát cùng với phần MPE) hay trên dòng truyền IP (delta-t phân phát cùng với gói truyền dẫn). Cắt lát thời gian có thể thực hiện trên MPE với các lý do sau: Thiết bị nhận thực hiện đơn giản, hiệu quả. Có thể thực hiện trên các phần cứng hiện có, sử lý các tham số thời gian thực bằng phần mềm. Hệ thống mạng thực hiện đơn giản và hiệu quả. Tất cả các chức năng có thể thực hiện cùng với bộ đóng gói IP. Việc phân phát các tham số thời gian thực không có tác động trên bitrate. Các tham số này có thể phân phát cùng với trường địa chỉ MAC. Đặc tính của MPE hiện thời chỉ rõ thuật toán để cho phép một phần của trường địa chỉ MAC cho việc sử dụng khác. Độ dài tối thiểu của trường địa chỉ MAC là 1 byte và cho phép lên đến 5 byte để sử dụng cho các tham số thời gian thực. Trong trường hợp của cắt lát thời gian thì chức năng lọc sẽ sử dụng địa chỉ MAC hay địa chỉ IP. 4.3.1. Thuật toán Delta-t. Điểm cơ bản của thuật toán Delta-t là khoảng thời gian từ điểm bắt đầu của MPE hiện thời nhận được tới điểm bắt đầu của cụm (burst) tiếp sau. Để giữ khoảng thời gian Delta-t trễ một khoảng không đổi với đường truyền thì thông tin khoảng thời gian Delta-t là có liên quan (ví dụ như cụm (burst) tiếp sau với dòng thành phần bắt đầu sau 5500ms từ thời gian hiện tại ). Việc phân phát Delta-t trong các phần MPE được di chuyển cần thiết với các xung nhịp đồng bộ giữa phần phát và phần thu. Điều này là sự linh hoạt cao từ các tham số như: Kích thước cụm (burst), độ dài cụm (burst), tốc độ bit cụm (burst) và thời gian Off có thể thay đổi giữa các dòng thành phần cũng như là giữa các cụm (burst) cùng với dòng thành phần. Thiết bị nhận thu được chính xác một khoảng thời gian Off do xung nhịp được đặt lại sau mỗi cụm (burst). Tiêu đề của MPE thì trường byte thứ 6 dùng cho địa chỉ MAC. Độ dài của trường địa chỉ MAC được báo hiệu trong bộ mô tả quảng bá dữ liệu chèn trong SDT hay EIT. Độ dài địa chỉ MAC tối thiểu là 1 byte và có thể lên đến 5 byte cho mục đích khác. 4 trong 5 byte này được dùng cho phân phát lát thời gian và các tham số MPE–FEC trong thời gian thực. Điều này có một thuận lợi là không cần yêu cầu thêm bitrate cho việc phân phát các tham số này. Việc truyền 5 byte là bắt buộc mà không quan tâm đến chúng được sử dụng cho địa chỉ MAC hay không. Trong trường hợp dòng IP là multicast địa chỉ MAC thực tế là dữ liệu thừa do địa chỉ MAC là chức năng của nhóm địa chỉ IP multicast. Đối với tất cả các dòng IP thì tiêu đề đơn vị dữ liệu IP theo sau phần tiêu đề MPE bao gồm địa chỉ IP nguồn và đích xác định duy nhất dòng IP. Thiết bị nhận có thể bỏ qua địa chỉ MAC, lọc địa chỉ IP hay sử dụng 1 byte địa chỉ MAC để xác định dòng IP cùng với dòng thành phần. Thậm chí việc lọc phần cứng cùng với việc phân ra được thực hiện trên một phần thì lớp IP có thể lọc bất kỳ một đơn vị dữ liệu IP không sử dụng dựa trên địa chỉ IP. Hình 4.5: Mỗi tiêu đề MPE có chứa Delta-t chỉ khoảng thời gian bắt đầu cụm (burst) tiếp sau Trong điều kiện nhận xấu các phần của cụm (burst) này có thể bị mất. Khi đó thông tin Delta-t bị mất thiết bị nhận sẽ không biết được còn bao nhiêu lâu nữa mới kết thúc do đó nó sẽ bắt phải chờ cho đến burst tiếp sau. Để tránh trường hợp này thuật toán Delta-t (cùng với các tham số thời gian thực) sẽ được phân phát trong các tiêu đề của mỗi MPE và MPE–FEC cùng với 1 cụm (burst). Thậm trí trong các trường hợp nhận rất tồi nếu chỉ có một MPE hay một MPE–FEC được nhận thì thông tin Delta-t đúng được truy nhập và vẫn đảm bảo được việc tiết kiện nguồn. Khi mà Delta-t chỉ thị thời gian tương đối hơn là tuyệt đối thì thuật toán này là không hiệu quả cho bất kỳ sự trễ nào của đường truyền. Tuy nhiên tham số Jitter đem lại sự hiệu quả trong tính chính xác của Delta-t. Tham số này được ký hiệu là Delta-t Jitter. Nếu Delta-t chỉ thời gian sớm nhất có thể khi burst sau bắt đầu thì bất kỳ một Delta-t Jitter nào có thể được thực hiện bằng việc giảm Delta-t và do đó giảm độ chính xác của Delta-t. Tuy nhiên độ chính xác của Delta-t đem lại hiệu quả về mặt tiết kiệm nguồn. Có thể ước lượng hệ số Jitter trong thiết bị thu để đảm bảo rằng thời gian bắt đầu cho mỗi cụm (burst) không quá trễ do cụm (burst) hiện thời đang bị trễ. Hình 4.6: Delta-t Jitter Đối với cắt lát thời gian, Delta-t Jitter của 10ms có thể được chấp nhận với lý do 10ms là giải pháp của tín hiệu Delta-t. Điều này dễ dàng đạt được do đặc thù đường truyền cung cấp chính xác tốt hơn. Theo khía cạnh khác việc giảm giá trị nhỏ hơn 10ms hầu như không tăng như là nhỏ hơn Jitter trong thời gian đồng bộ. Thời gian đồng bộ là khoảng thời gian mở rộng yêu cầu bởi thiết bị nhận để mở, khóa tín hiệu trước khi bắt đầu nhận cụm (burst) sau. Thời gian thực hiện trong DVB-T hiện thời được thiết lập tối đa là khoảng 200-250ms, hệ số giới hạn xấp xỷ 100ms yêu cầu cho sự đồng bộ các ký hiệu OFDM thu. Thời gian đồng bộ là sự thực hiện độc lập và sự khác nhau đáng lưu tâm từ thời gian đến thời gian. Có thể xem như tham số Delta-t Jitter có ảnh hưởng giống như thời gian đồng bộ. Khi tham số Delta-t Jitter lớn nhất được biết có thể gán bằng trung bình mỗi cụm (burst) bắt đầu 1/2 x Delta-t Jitter muộn hơn thời gian chỉ thị bởi Delta-t. Tuy nhiên để an toàn thì để 3/4 x Delta-t Jitter thời gian đồng bộ. Điều này cho phép nhà điều hành mạng sử dụng gấp 2 lần giá trị chính xác của Delta-t Jitter. 4.3.2. Kích thước burst và thời gian Off. Kích thước của cụm (burst) phải nhỏ hơn bộ nhớ của thiết bị nhận. Khi 1 cụm (burst) được nhận thì thiết bị nhận phải có bộ đệm dữ liệu cùng với bộ nhớ của nó được sử dụng trong khoảng thời gian giữa các cụm (burst). Giả sử một thiết bị nhận có thể cung cấp đến 2Mb bộ nhớ cho bộ đệm một cụm (burst) đầu vào. Các dịch vụ dòng có thể yêu cầu một bộ đệm lớn hơn thậm chí cắt lát thời gian không được sử dụng. Thiết bị nhận cung cấp việc nhận nhiều cắt lát thời gian các dòng thành phần đồng thời thì cần phải cung cấp 2 Mb bộ nhớ cho mỗi lát thời gian dòng thành phần trừ khi dòng thành phần sử dụng nhỏ hơn kích thước cụm (burst). Kích thước cụm (burst) là số bit của lớp mạng với burst. Các bit lớp mạng bao gồm các bit tải tin. Mỗi MPE–FEC có chứa 16 byte mào đầu và CRC – 32. Kích thước trung bình đơn vị dữ liệu của 1 Kb chiếm 1,5% mào đầu. Tiêu đề của gói truyền phụ thuộc vào của phần đó. Nếu độ dài của phần là 1Kb thì phần mào đầu chiếm khoảng 2,2%. Theo tài liệu ETSI 102 377 thì phần mào đầu chiếm 4% phần đầu gói truyền. Burst bitrate: là tốc độ bit mà dòng thành phần lát thời gian sử dụng trong khi truyền trên cụm (burst). Tốc độ bit không đổi là tốc độ trung bình mà dòng thành phần yêu cầu khi không có cắt lát thời gian. Cả cụm (burst) và tốc độ bit không đổi bao gồm việc truyền các gói truyền (188 byte). Đối với kích thước cụm (burst) là 1Mb và tốc độ bit cụm (burst) của 1Mbps thì khoảng cách Burst (thời gian từ khi bắt đầu đến khi kết thúc Burst) là 1,04 s (khoảng 4% mào đầu). Thời gian Off: là khoảng thời gian giữa các cụm (burst), và không có gói vận chuyển nào được truyền đi trên dòng thành phần. Hình 4.7: Các tham số Burst. Khoảng thời gian On thì các gói vận truyển của các dòng thành phần khác cũng có thể được truyền. Xảy ra điều này khi tốc độ bit Burst nhỏ hơn tốc độ bit của dòng vận chuyển. Trong trường hợp này các gói vận chuyển của dòng thành phần lát thời gian và không có lát thời gian được tập hợp lại với nhau thành từng gói. Các thiết bị nhận DVB-T nhận các dịch vụ cắt lát thời gian thì không bị khóa. Độ rộng Burst lớn nhất: là khoảng thời gian lớn nhất của burst mà được báo hiệu cho mỗi dòng thành phần lát thời gian. Một burst sẽ không bắt đầu trước T1 và không kết thúc muộn hơn T2 ( hình 4.8) Trong đó: T1: là thời gian được biểu thị bởi Delta-t trên burst trước đó. T2: là T1+ độ dài burst lớn nhất. Trong điều kiện thu kém thì thiết bị nhận có thể sử dụng các thông tin này để nhận biết khi một burst kết thúc. Để thiết bị nhận có thể phân biệt các burst thì burst tiếp sau sẽ không bắt đầu trước T2 của dòng burst hiện tại. Các tham số này cũng có thể được sử dụng để cung cấp cho Delta-t Jitter lên đến hàng giây. Hình 4.8: Độ dài burst lớn nhất. Một số công thức đơn giản để tính độ dài burst, độ dài thời gian Off, và khả năng tiết kiệm nguồn. Hệ số bù 0,96 cho phần mào đầu các gói vận chuyển và phần tiêu đề. Nếu kích thước burst là 2Mb và tốc độ bit Burst là 15 Mbps thì độ dài burst tối đa là 140 ms. Nếu một dòng thành phần mang một dịch vụ dòng với tốc độ bit không đổi 350Kbps và MPE-FEC không cung cấp thì thời gian Off trung bình là 6,1 s. Thời gian đồng bộ của 250ms và Delta-t Jitter là 10ms thì có thể tiết kiệm được 93% nguồn tiêu thụ. Tham số Delta-t Jitter đem lại hiệu quả tiết kiệm nguồn thấp nhưng việc thay đổi giá trị từ 0 đến 100ms là giảm khả năng tiết kiệm nguồn từ 94% còn 92%. 4.4. Thực hiện MPE-FEC 4.4.1. Nguyên lý làm việc trong phần đóng gói đa giao thức MPE. Hình 4.9: Mô hình hoạt động tại phần đóng gói đa giao thức MPE Dòng đơn vị dữ liệu IP được truyền tới phần MPE. Phần MPE bao gồm một bảng dữ liệu ứng dụng ADT và một bảng dữ liệu chẵn lẻ RS. Sau đó đơn vị dữ liệu IP này được cộng thêm 12 byte tiêu đề và 4 byte cho kiểm tra lỗi vòng CRC -32. Sau đó phần MPE-FEC được cộng thêm phần tiêu đề gói TS để truyền lên kênh truyền dẫn TS. 4.4.2. Cấu trúc khung của MPE-FEC. Khung MPE-FEC được tổ chức như một ma trận gồm 255 cột và số hàng có thể thay đổi.( hình 4.11) Hình 4.11: Cấu trúc của khung MPE-FEC. Số hàng của ma trận có thể thay đổi từ 1 đến giá trị trong bộ mô tả xác định cắt lát thời gian. Giá trị lớn nhất cho phép là 1024 tương ứng với 2Mb độ rộng. Mỗi vị trí trong ma trận là một byte thông tin. Phần bên trái của khung MPE–FEC có chứa 191 cột là chỉ thị cho đơn vị dữ liệu và phần thông tin đệm, và được gọi là bảng dữ liệu ứng dụng. Phần bên phải của khung MPE–FEC có chứa 64 cột được chỉ thị cho thông tin chẵn lẻ của mã FEC, được gọi là bảng dữ liệu RS. Mỗi vị trí byte trong bảng dữ liệu ứng dụng có một địa chỉ sắp xếp từ 1 đến 191 x số hàng. Theo cách làm như vậy mỗi vị trí byte trong bảng dữ liệu RS có chứa một địa chỉ từ 1 đến 64 x số hàng. a. Bảng dữ liệu ứng dụng. Các đơn vị dữ liệu IP được truyền đi theo từng đơn vị dữ liệu một, bắt đầu từ byte đầu tiên của đơn vị dữ liệu thứ nhất nằm trong phần góc trái phía trên của ma trận và đi xuống theo cột đầu tiên. Như hình 4.12: Hình 4.12: Bảng dữ liệu ứng dụng Độ dài của đơn vị dữ liệu IP có thể thay đổi từ đơn vị dữ liệu tới đơn vị dữ liệu. Ngay sau khi kết thúc một đơn vị dữ liệu IP thì đơn vị dữ liệu IP tiếp sau sẽ bắt đầu. Nếu một đơn vị dữ liệu IP không kết thúc chính xác ở điểm cuối cùng của cột thì nó vẫn tiếp tục ở đầu của cột tiếp sau. Khi tất cả các đơn vị dữ liệu được đưa vào bảng dữ liệu ứng dụng, các vị trí byte mà không được điền sẽ được cộng thêm các thông tin đệm với giá trị byte zero để đảm bảo 191 cột đã được điền đầy đủ. Số cột thông tin đệm được báo hiệu một cách chủ động trong phần MPE-FEC với 8 bit. b. Bảng dữ liệu RS. Mã sử dụng trong bảng dữ liệu là mã RS (Reed - Solomon) (255,191) với một bộ tạo đa thức và bộ tạo mã đa thức được xác định như sau: Bộ mã tạo đa thức: g(x)= (x+l0) (x+l1) (x+l2)... (x+l63); với l=02HEX Bộ tạo đa thức: p(x)= x8+x4+x3+x2+1. Mỗi hàng có chứa một từ mã RS. Một số cột của bảng dữ liệu RS có thể bị loại bỏ và không được truyền. Với bảng dữ liệu RS sau khi đã được điền đầy và khung MPE-FEC được hoàn thành như hình 4.13: Hình 4.13: Bảng dữ liệu RS 4.4.3. Thực hiện bảng dữ liệu ứng dụng Dữ liệu IP được mang trong MPE theo chuẩn của DVB mà không quan tâm đến MPE–FEC có được sử dụng hay không. Điều này được so sánh ngược trở lại với MPE–FEC thiết bị nhận. Mỗi phần mang một địa chỉ bắt đầu cho đơn vị dữ liệu IP của mình. Địa chỉ này chỉ vị trí byte trong bảng dữ liệu ứng dụng của byte đầu tiên của đơn vị dữ liệu IP và được báo hiệu trong phần tiêu đề MPE. Sau đó thiết bị nhận có thể đặt việc nhận đơn vị dữ liệu IP trong vị trí byte bên phải trong bảng dữ liệu ứng dụng và đánh dấu vị trí này cho phần giải mã với việc cung cấp CRC 32 bit được sửa lỗi. Phần cuối của bảng dữ liệu ứng dụng có chứa cờ bao bảng (table_boundary), cờ này đánh dấu điểm kết thúc của đơn vị dữ liệu IP trong bảng dữ liệu ứng dụng. Nếu tất cả các phần trước đó trong bảng dữ liệu ứng dụng đã được nhận chính xác thì thiết bị nhận sẽ không cần thiết nhận bất kỳ phần MPE–FEC và nếu cắt lát thời gian được sử dụng thì có thể bỏ qua việc nhận và giải mã dữ liệu RS. Nếu phần MPE–FEC được nhận thì số cột trống trong bảng dữ liệu ứng dụng được chỉ thị 8 bit trong phần tiêu đề của MPE–FEC điều này chỉ nếu giải mã RS được sử dụng. 4.4.4. Thực hiện byte chẵn lẻ trong bảng dữ liệu RS. Byte chẵn lẻ được truyền một cách độc lập trong phần giống như phần MPE-FEC. Độ dài của MPE-FEC được hiệu chỉnh để chúng chính xác trên từng cột. Các cột đục lỗ không được truyền và không được báo hiệu. Hình 4.14: Các cột trống CHƯƠNG 5 LỚP VẬT LÝ CỦA DVB-H Các đặc điểm mới của lớp vật lý DVB-H sau được xây dựng trên lớp vật lý DVB-T: - Chế độ 4K để thoả hiệp giữa kích thước ô SFN và tính di động cho phép việc thu đơn anten trong các SFN trung bình ở tốc độ rất cao. - Ghép xen nội các symbol sâu với chế độ 2K và 4K sẽ hoàn thiện hơn nữa cường độ tín hiệu trong môi trường di động và tăng khả năng chịu đựng trong điều kiện có nhiễu xung.   - Các đặc điểm nổi bật này giúp thiết kế mạng một cách linh hoạt cho thu di động để có thể thu di động bằng một anten đơn trong mạng đơn tần – SFN cỡ trung bình và lớn. Mục đích của mode 4K là cải thiện tính mềm dẻo trong lập kế hoạch mạng bằng cách dung hòa tính di động (mobility) và kích thước của mạng SFN. Ngoài ra để cải thiện hơn nữa tính mạnh khỏe của các mode DVB –T 2K và 4K trong môi trường di động và các điều kiện thu nhiễu xung, bộ chèn theo độ sâu cũng được sử dụng và chuẩn hóa. Mode truyền dẫn 4K là sự nội suy các thông số được xác định cho các mode 2K và 8K. Nó có mục đích dung hòa giữa độ lớn kích thước tế bào mạng đơn tần và chỉ tiêu thu di động, cung cấp mức độ linh hoạt hơn nữa trong lập kế hoạch mạng. Các mức độ dung hòa có thể được biểu thị như sau: •  Mode DVB –T 8K cho cả hoạt động máy phát đơn và các mạng SFN nhỏ, trung bình và lớn. Nó cung cấp dung sai Doppler ở mức cho phép thu di động tốc độ cao. •    Mode DVB –T 4K có thể được dùng cho cả hoạt động máy phát đơn và các mạng SFN nhỏ và trung bình. Nó cung cấp dung sai Doppler ở mức cho phép thu di động tốc độ rất cao. •    Mode DVB –T 2K thì thích hợp cho hoạt động máy phát đơn và các mạng SFN nhỏ với khoảng cách máy phát bị giới hạn. Nó cung cấp dung sai Doppler ở mức cho phép thu di động tốc độ cực kỳ cao. Hình 5.1 mô tả các khối trong hệ thống DVB-T bị ảnh hưởng bởi chế độ 4K thêm. Hình 5.1: Sơ đồ khối hệ thống truyền dẫn DVB-H Đối với các mode 2K và 8K các bộ chèn theo độ sâu làm tăng tính mềm dẻo của chèn symbol bằng cách tách bộ chèn trong (inner interleaver) khỏi mode truyền dẫn được sử dụng. Tính mềm dẻo này cho phép các tín hiệu 2K và 4K dựng bộ nhớ của bộ chèn symbol 8K để tăng hiệu quả gấp 4 lần (với mode 2 K) hoặc 2 lần (với mode 4K) độ sâu chèn của bộ chèn symbol để cải thiện việc thu trong các kênh fading. Điều này cũng cung cấp mức bảo vệ thêm chống lại các xung nhiễu ngắn do can nhiễu đánh lửa hoặc các dụng cụ điện gia đình v.v… gây ra. Mode 4K và các bộ chèn theo độ sâu ảnh hưởng đến lớp vật lý (physical layer) nhưng việc thực hiện chúng không làm tăng nhiều mạch tích hợp thiết bị (các cổng logic và bộ nhớ) so với tiêu chuẩn DVB-T cho cả máy phát và máy thu. Một bộ giải điều chế mobile mẫu đã có đủ RAM và logic cho quản lý các tín hiệu 8K thì cũng đáp ứng tốt các yêu cầu cho hoạt động 4K. Phổ phát xạ của mode 4K cũng tương tự với các mode 2K và 8K nên không bắt buộc phải có sự thay đổi nào trong bộ lọc máy phát. 5.2. Báo hiệu thông số truyền và kênh 5MHz Mục đích của báo hiệu DVB–H là cung cấp các tín hiệu mức vật lý mạnh, dễ truy nhập đến máy thu DVB–H, làm tăng cường và tăng tốc sự phát hiện dịch vụ DVB–H ở máy thu. Báo hiệu DVB–H chính là các TPS (Transmitter Parameter Signalling), cho phép tìm ra (lock) TPS trong bộ giải điều chế với các giá trị C/N rất thấp. TPS cung cấp các truy nhập báo hiệu nhanh hơn việc giải điều chế và giải mã thông tin dịch vụ (SI) hoặc header của MPE – section. Hệ thống DVB–H dựng hai bit TPS để biểu thị sự có mặt của time–slicing vào MPE–FEC tùy chọn. Ngòai ra, việc báo hiệu mode 4K và dựng các bộ chèn symbol theo độ sâu cũng được chuẩn hóa. Việc dựng nhận dạng tế bào (cell – id) là bắt buộc trong DVB-H. Hai bit S48 và S49 trong số 6 bit tự do của TPS DVB –T được sử dụng cho báo hiệu DVB–H như bảng 5.1: Bảng 5.1: Các bit báo hiệu mới của DVB-H. Giống như DVB-T, DVB-H có khả năng sử dụng trong môi trường các kênh có băng thông 6, 7 và 8Mhz. Tuy nhiên băng thông 5Mhz đặc biệt được sử dụng trong các môi trường không phải quảng bá. Một yêu cầu mang tính mấu chốt và là một đặc điểm đặc biệt của DVB-H, đó là nó có thể đồng kênh với DVB-T trong cùng một bộ ghép kênh (MUX). 5.3. Thông tin dịch vụ Ngoài dữ liệu video và audio, dòng truyền tải MPEG-2 còn phải mang thêm dữ liệu cần thiết khác, các dữ liệu này gọi là thông tin dịch vụ. Thông tin dịch vụ giúp máy thu xác định các dịch vụ cung cấp bởi hệ thống DVB, cũng như các thông số về mạng và các thông số tín hiệu khác phục vụ cho các yêu cầu kỹ thuật. Trong một dòng truyền tải mỗi gói truyền tải (TS) được liên kết với một giá trị nhận dạng gói (PID – Packet Identification) chỉ rõ phần payload của gói TS này thuộc về dòng gói sơ cấp nào.Có thể có nhiều dòng gói sơ cấp khác nhau được tổ hợp lại thành nhiều chương trình khác nhau.Để bộ giải mã biết được dòng gói sơ cấp nào thuộc về chương trình nào, cần thêm trong dòng truyền tải các thông tin đặc tả chương trình (PSI – Program Specific Information) nhằm xác định rõ mối liên hệ giữa các chương trình. DVB–H và DVB-T dựng PSI được định nghĩa trong chuẩn MPEG-2. PSI bao gồm 4 loại bảng sau: Bảng ánh xạ chương trình (PMT- Program Map Table). Bảng tổ chức chương trình ( PAT – Program Assosciation Table). Bảng thông tin mạng (NIT – Network Information Table). Bảng truy cập có điều kiện (CAT-Conditional Access Table). Đặc tính của các thông tin đặc tả chương trình này được tóm tắt trong bảng 5.2 Bảng 5.2: Các thông tin đặc tả chương trình Loại PSI Giá trị PID (13 bit) Table ID (8bit) Chức năng PAT 0x0000 0x00 Gán số chương trình và PID của PMT NIT Được gán trong PAT 0x40 đến 0xFE Chỉ định các thông số của mạng vật lý PMT Được gán trong PAT 0x02 Chỉ định các giá trị PID cho các thành phần của chương trình (các dòng gói sơ cấp) CAT 0x0001 0x01 Chứa thông tin và số liệu dựng để xáo trộn (Scarambling) Để thuận tiện cũng như để giới hạn độ dài, một số PSI có thể được truyền đi theo từng phần (Section). Nếu gói TS có chứa phần đầu của bất kỳ phần nào thì trường payload được mở trường con trỏ (Pointer Field ) chỉ rõ vị trí của phần mới đó. Bảng ánh xạ chương trình (PMT) Mỗi chương trình trên dòng truyền tải đều có một PMT tương ứng. Bảng này mô tả một cách chi tiết về chương trình và các dòng gói sơ cấp để tạo nên chương trình đó. Có thể ghi thêm các bộ mô tả (Descriptor) vào PMT. Bộ mô tả mang các thông tin chi tiết về các chương trình cũng như dòng gói sơ cấp thành phần như: Các thông số mã hoá video, các thông số mã hoá audio, nhận dạng ngôn ngữ, thông tin về dịch vụ chuyển hình ảnh sang trái, phải, trên, dưới và quét, chi tiết về truy cập có điều kiện, thông tin về bản quyền. Ngoài các bộ mô tả đã được quy định sẵn bởi MPEG-2, các đài truyền hình hay người sử dụng có thể định nghĩa thêm các descriptor. Bảng tổ chức chương trình (PAT) Danh sách tất cả các chương trình trong dòng truyền tải, sẽ được ghi trên PAT. Dễ dàng tìm thấy bảng này vì nó có PÌD=0. Một chương trình được liệt kê cùng với giá trị PID của gói TS có chứa PMT của chương trình đó. Một PMT cũng có thể chứa chi tiết của nhiều chương trình, thay vì chỉ một chương trình khi các chi tiết của các chương trình này đủ ngắn. Bảng thông tin mạng (NIT) Trong PAT, chương trình số 0 được dành riêng để chỉ đến NIT. Bảng NIT là tuỳ chọn và nội dung của bảng được định nghĩa bởi đài truyền hình hay người dùng chứ không phải bởi MPEG-2.Nếu bảng NIT hiện diện sẽ cung cấp thông tin về mạng vật lý dựng để truyền dòng truyền tải như: tần số kênh truyền, chi tiết về bộ phát đáp vệ tinh, đặc tính điều chế.v.v… Bảng truy cập có điều kiện (CAT) Nếu có dòng sơ cấp đóng gói nào trong dòng truyền tải được xáo trộn, thì bảng CAT phải hiện diện để cung cấp thông tin chi tiết về hệ thống xáo trộn được sử dụng và cung cấp giá trị của gói PID chứa thông tin quản lý việc truy cập có điều kiện. Định dạng của thông tin này không do MPEG-2 quy định mà phụ thuộc vào hệ thống xáo trộn được sử dụng. CHƯƠNG 6 CÔNG NGHỆ IP DATACAST 6.1. Nguyên lý chung Công nghệ IP Datacast (IPDC) là sự kết hợp của hệ thống số và giao thức Internet – và truyền hình IP thông qua truyền hình di động theo chuẩn DVB-H( IP Datacast over Digital video broadcast – Handheld) Công nghệ IP Datacast cho phép phát quảng bá các nội dung số hóa các chương trình truyền hình đến các điện thoại di động. Công nghệ này là sự kết hợp giữa chuẩn DVB-H và công nghệ IP, công nghệ đã chi phối đời sống hàng ngày của chúng ta là ứng dụng web. IP Datacast đem đến thuận lợi, tối ưu hóa để cho phép phân phối tất cả các nội dung được số hóa dựa trên IP (chẳng hạn như các luồng video, các trang web, các file nhạc hay các phần mềm trò chơi) qua mạng quảng bá và được thu nhận bởi các đầu thu di động. Với IP Datacast tất cả các nội dung đều được phân phối theo hình thức của các gói dữ liệu IP – giống với định dạng phân phối các nội dung số hóa trên mạng Internet. Điều này mang đến thêm các thuận lợi như toàn bộ các nội dung số hóa dựa trên cơ sở IP đều có thể sử dụng cho phát sóng cũng như các nội dung truyền hình truyền thống và nội dung đa phương tiện với máy điện thoại cầm tay của họ. Về bản chất trong khi IP Datacast mang truyền hình vào môi trường di động thì còn có một số điểm mà truyền hình qua điện thoại di động khác với truyền hình kỹ thuật số truyền thống được thiết kế cho sử dụng tại nhà và trong ôtô ( xem bảng 6.1) Bảng 6.1 Bảng so sánh DVB-H và DVB-T Digital TV qua DVB-T IP Datacasting qua DVB-H Hiển thị Màn hình lớn và trung bình Màn hình máy điện thoại di động nhỏ. Anten Trên mái nhà, trên xe, trên máy thu Tích hợp bên trong Nguồn cung cấp Cố định, liên tục Nguồn pin, giới hạn Phương thức thu nhận Cố định Điện thoại cầm tay Môi trường di động phải yêu cầu một hệ thống khác để hỗ trợ thiết bị thu cầm tay vì các thiết bị này không có anten ngoài, không có màn hình hiển thị lớn hay nguồn cung cấp không kéo dài liên tục. Để tiết kiệm tiêu thụ công suất của bộ thu người ta sử dụng công nghệ phân lát thời gian hỗ trợ bởi DVB-H. Một ưu điểm nữa là IP Datacast dễ dàng tương thích với kích thước màn hình nhỏ hơn của thiết bị đầu cuối cầm tay. Chỉ cần 128 kb/s đến 384 kb/s trên mỗi kênh cho mỗi chương trình truyền hình để phát các chương trình truyền hình chất lượng cao trên màn hình nhỏ hơn. Điều này nâng cao đã nâng cao hiệu quả truyền hình và cho phép phát 30 đến 80 chương trình truyền hình qua mạng. Về khía cạnh kinh doanh, truyền hình kỹ thuật số rất đang được quan tâm vì dựng kênh băng thông rộng với tốc độ truyền dẫn cao. Hơn nữa khi nội dung được phát quảng bá thì sẽ không hạn chế số lượng khách hàng nhận nội dung trong vùng phủ sóng. Do vậy về mặt kinh tế thì việc quảng bá hiệu quả vô cùng khi phân phối nội dung đến khách hàng nếu đem so với phương thức nối kết điểm - điểm. IPDC và truyền hình di động sẽ mở ra một không gian hoàn toàn mới trong phân phối nội dung đa phương tiện trong di động bằng cách loại bỏ các thiết bị cồng kềnh và các nối kết giá thành quá đắt. Chỉ với một chi phí phải chăng khách hàng sẽ có được một chọn lựa truyền hình cho mình, cũng như các dịch vụ khác nội dung đa phương tiện được đưa thẳng trực tiếp đến điện thoại cầm tay của họ. 6.2. Kiến trúc và ngăn xếp giao thức Sơ đồ tham chiếu kiến trúc IPDC qua DVB-H được định nghĩa trong chuẩn ESTI TR 102 469 như hình 6.1 Hình 6.1. Kiến trúc IPDC qua DVB-H Các dịch vụ ứng dụng: Cung cấp liên kết trực tiếp giữa nhà cung cấp nội dung và người dùng cuối, tạo khả năng phân phối nội dung trên các mạng khác nhau.Trong thực tế mỗi nhà cung cấp nội dung cung cấp cho người dùng hướng dẫn dịch vụ điện tử (ESG-Electronic service guide) để người dùng hiểu loại dịch vụ mà họ cung cấp Quản lý dịch vụ: Không thể thiếu được trong việc cấp phát tài nguyên( độ rộng băng, địa chỉ IP nguồn và đích) .Quản lý dịch vụ gán vị trí ( trong mạng quảng bá) và độ rộng băng cho các dịch vụ và lập lịch. Quản lý dịch vụ cũng thực hiện một số chức năng kiểm soát truy cập dịch vụ. Mạng quảng bá: Cho phép ghép kênh các dịch vụ ở mức IP. Nó tương ứng với việc đóng gói các gói dữ liệu IP tương thích với DVB-H. Để phân phối dịch vụ đến người dùng cần có các giao thức phân phối nội dung.Các giao thức này theo chuẩn ESTI TS102 472.Có 2 trường hợp phân phát nội dung: phân phát file và phân phát dữ liệu thời gian thực.Hình 6.2 mô tả các giao thức để đáp ứng yêu cầu nói trên (tương ứng với các lớp trong mạng tương tác) . Ba lớp đầu tiên tương ứng với hệ thống DVB-H, và lớp mạng IP ở trên. Giao thức UDP ( User Datagram Protocol) được dựng tại lớp giao vận, không thể dùng giao thức TCP trong mạng tương tác vì nó cần kênh phản hồi mà DVB- H bị hạn chế.Giao thức thời gian thực RTP ( Real -Time Protocol ) được dựng để đồng bộ các nội dung thời gian thực.Tại lớp này quản lý file sử dụng giao thức FLUTE /ALC (File Delivery over Unidirectional Transport/Asynchronous Layer Coding) để phân phát các File.Trên cùng là lớp ứng dụng. Như vậy các giao thức trên là các giao thức Internet và được chuẩn hoá bởi IETF (Internet Engineering Task Force ).Điều này cho phép DVB–H hoàn toàn tương thích với Internet. Hình 6.2: Các giao thức DVB-H 6.3. Mô hình cấu trúc hệ thống Hình 6.3: Cấu trúc hệ thống IPDC qua DVB-H 6.3.1. Chức năng các khối IPDC qua DVB-H bao gồm các khối có quan hệ với nhau để đáp ứng các yêu cầu. Bảng sau mô tả chức năng các khối. Bảng 6.2: Mô tả chức năng các khối trong hệ thống IPDC Tên khối Mô tả Ứng dụng dịch vụ - Tập hợp nội dung từ nhiều nguồn và thông tin mô tả dữ liệu liên quan giữa chúng để cung cấp cho một ứng dụng cụ thể. - Cung cấp các ứng dụng đầu cuối. - Có trách nhiệm cung cấp nội dung được mã hóa mà thiết bị đầu cuối có thể định dạng được thông qua dòng dữ liệu hay việc phân phát file. - Phát dịch vụ mô tả thông tin dữ liệu được sử dụng trong phần hướng dẫn dịch vụ. - Liên kết hoạt động giữa các điểm cuối tương tác với ứng dụng dịch vụ. - Cung cấp dịch vụ bảo vệ. - Một ứng dụng dịch vụ có thể tồn tại cho từng ứng dụng mà được cung cấp trong IP Datacast Quản lý dịch vụ Bao gồm 4 khối chức năng, độc lập nhau: 1. Cấu hình dịch vụ và vị trí nguồn dữ liệu: - Việc đăng ký các ứng dụng dịch vụ cho độ rộng băng tần dữ liệu quảng bá. - Gán các dịch vụ tới vị trí, tới độ rộng băng tần, tới lịch trình các dịch vụ. 2. Ứng dụng cung cấp hướng dẫn dịch vụ. - Tập hợp các đoạn mô tả thông tin ESG từ các ứng dụng dịch vụ. 3. Cung cấp phần bảo vệ dịch vụ/ bảo mật. - Quản lý truy nhập của các user vào các ứng dụng dịch vụ. 4. Các dịch vụ vị trí. - Khối quản lý dịch vụ có thể cung cấp dịch vụ vị trí tới ứng dụng dịch vụ của người thực hiện. Mạng quảng bá - Tập hợp các ứng dụng dịch vụ tại lớp IP. - Gán luồng IP trên các lát thời gian DVB-H (đóng gói IP). - Truyền dẫn qua DVB-H. - Cung cấp bảo vệ dịch vụ/ bảo mật TBD Thiết bị đầu cuối - Thiết bị sử dụng. - Điểm thu nhận tổng hợp nội dung. - Nguồn tài nguyên dịch vụ. Tạo nội dung - Đây là nguồn chính của nội dung cho phân phối qua IPdatacast. Nội dung có thể cung cấp phân phát dưới dạng dòng dữ liệu. Mạng tương tác - Cung cấp cho thiết bị đầu cuối tương tác với phần quản lý dịch vụ, hay phần ứng dụng dịch vụ. - Cung cấp thêm các chức năng tới ứng dụng dịch vụ hay quản lý dịch vụ như là các dịch vụ vị trí. - Cung cấp phần bảo vệ dịch vụ/ bảo mật TBD. 6.3.2. Các điểm tham chiếu Trong mô hình cấu trúc hệ thống IP datacast qua DVB-H các khối chức năng liên kết với nhau qua các điểm kết nối để cho phép chúng cung cấp các dịch vụ theo yêu cầu. Các điểm kết nối này được gọi là các điểm tham chiếu. Bảng 6.3: Mô tả các điểm tham chiếu trong IPDC qua DVB-H Tên các điểm tham chiếu Các điểm cuối Phần sử dụng CBMS 1 Từ mạng quảng bá tới thiết bị đầu cuối. Mạng quảng bá-báo hiệu đặc tính, báo hiệu PSI/SI trong DVB-H. CBMS 2 Từ ứng dụng dịch vụ tới thiết bị đầu cuối Luồng dữ liệu bao gồm: - Dòng A/V. - Dữ liệu phụ. - Các dữ liệu phân phát (clip, phần mềm). CBMS 3 Từ quản lý dịch vụ tới thiết bị đầu cuối Hướng dẫn dịch vụ điện tử (metadata, phân phát điểm đa điểm). CBMS 4 Giữa quản lý dịch vụ và thiết bị đầu cuối - Điều khiển truy nhập tới các ứng dụng dịch vụ. - Hướng dẫn dịch vụ điện tử. CBMS 5 Giữa ứng dụng dịch vụ và thiết bị đầu cuối - Các dịch vụ vận chuyển điểm tới điểm (SMS/MMS, kết nối IP). - Ứng dụng dịch vụ có thể yêu cầu điểm tham chiếu này. CBMS 6 Từ quản lý dịch vụ tới mạng quảng bá Cấu hình vận chuyển của DVB-H (số dịch vụ, vị trí độ rộng băng tần). CBMS 7 Giữa ứng dụng dịch vụ quản lý dịch vụ - Khai báo ứng dụng dịch vụ. - Mô tả ứng dụng dịch vụ, mô tả nội dung/ mô tả thông tin dữ liệu. X-1 Giữa phần tạo nội dung và ứng dụng dịch vụ Cung cấp nội dung cho ứng dụng dịch vụ bao gồm: - Nội dung gốc. - Mô tả thông tin về nội dung. - Cơ chế điều khiển nội dung. X-2 Giữa mạng tương tác và thiết bị đầu cuối Đặc tính mạng tương tác hoạt động. X- 3 Giữa quản lý dịch vụ và mạng tương tác Điểm tham chiếu này có thể sử dụng để truy nhập các chức năng sẵn có trong mạng tương tác như là quản lý thuê bao hay chức năng tính cước. 6.4. Mô hình truyền dữ liệu qua DVB-H Hình 6.4: Mô hình truyền dữ liệu qua DVB-H Theo mô hình trên (xem hình 6.4) hệ thống truyền dữ liệu qua DVB-H được chia thành hai phần: phần mã hóa dữ liệu IPDC và phần truyền tải dữ liệu đã được mã hóa DVB-H. Các kiểu nội dung khác nhau như âm thanh, hình ảnh, văn bản, các file nhị phân khác nhau từ nơi gửi được phân phát qua các giao thức trong phần IPDC thành các dòng IP. Sau đó dòng IP này được truyền tải qua môi trường DVB-H, dòng tín hiệu sau khi ra khỏi khối đóng gói dịch vụ sẽ thành dòng truyền MPEG2 và đưa lên kênh truyền phát quảng bá. Tại các thiết bị phần thu, sau khi loại bỏ phần đóng gói dịch vụ dòng MPEG 2 chuyển thành dòng dữ liệu IP và chuyển đến phần giải mã IPDC . Thiết bị thu sẽ nhận đọc được nội dung mà bên gửi truyền nhờ các giao thức trong phần IPDC. 6.5. Mó hoá dữ liệu IP DATACASTING IPDC sử dụng giao thức IP như là giao thức truyền dẫn dữ liệu cơ bản. Đây cũng là một điểm mới được so sánh với các tiêu chuẩn truyền hình số mà tích hợp tất cả các đặc tính cần thiết để truyền dẫn nội dung từ tham số sóng vật lý tới các định dạng nén nội dung. Phần này mô tả các giao thức sử dụng trong IPDC. Các giao thức này được chia thành 3 nhóm cơ bản: các giao thức vận chuyển, các giao thức phân phát dòng thời gian thực, các giao thức phân phát file. Hình 6.5: Chồng giao thức trong IPDC Như hình vẽ giao thức IP là giao thức truyền dữ liệu chính. Giao thức này được sử dụng với giao thức UDP để cung cấp các phiên dữ liệu. Giao thức FLUTE dựng để truyền các file theo một hướng duy nhất. Giao thức này dựa trên mã lớp không đồng bộ ALC. Các dòng thời gian thực được truyền đi nhờ giao thức truyền thời gian thực RTP và giao thức điều khiển truyền thời gian thực RTCP. 6.5.1. Tầng giao thức vận chuyển. 6.5.1.1. Giao thức UDP. UDP là giao thức không liên kết được sử dụng để thay thế cho TCP ở trên IP theo yêu cầu của ứng dụng. Khác với TCP, UDP không có các chức năng thiết lập và giải phóng liên kết. Nó cũng không cung cấp cơ chế báo nhận, không sắp xếp tuần tự các đơn vị dữ liệu đến. Tuy nhiên UDP nhanh và hiệu quả hơn đối với các mục tiêu như kích thước nhỏ và yêu cầu khắt khe về thời gian. Do bản chất không trạng thái của giao thức UDP nên nó hữu dụng đối với việc trả lời các truy vấn nhỏ với số lượng yêu cầu lớn. UDP cũng cung cấp cơ chế gán và quản lý các số hiệu cổng để định danh duy nhất cho các ứng dụng chạy trên một trạm của mạng. 6.5.1.2. Giao thức IP. Internet cung cấp luồng thông tin đa dạng, nó không đảm bảo rằng các dữ liệu sẽ được truyền đi hoặc là sẽ được truyền đi một cách chính xác. Các gói dữ liệu được truyền từ một trạm truy cập tới một máy khác sẽ phải đi qua rất nhiều mạng và router khác nhau, mỗi gói được định hướng đến trạm tiếp theo một cách riêng rẽ và có thể đi đến đích không theo thứ tự của nó. Việc định tuyến diễn ra tại lớp mạng (giao thức Internet - IP). Các gói IP chứa địa chỉ của bên phát và bên nhận, và mỗi phần IP đi đến một router đều được kiểm tra địa chỉ đích đến của nó. Địa chỉ đích sẽ được so sánh với bảng định tuyến để xác định xem các phần dữ liệu cần được truyền tới cổng nào. Thủ tục này được thực hiện đối với bất kỳ gói dữ liệu nào truyền đến. Trong khi điều này đặt ra cho các router một yêu cầu làm việc rất cao thì nó lại giúp cho mạng Internet một sự tin cậy chắc chắn, vì nếu như một gói thông tin bất kỳ bị mất đi, do lỗi liên kết, thì các gói tin còn lại thuộc cùng một bản tin phát đi sẽ được định tuyến lại theo đường khác và đến được đích một cách chính xác. Nếu một router bị tràn bộ đệm thì nó sẽ bắt đầu làm rơi các gói tin truyền đến. Nó sẽ không báo cho bên phát biết về sự cố tắc nghẽn này, nhưng nó sẽ báo cho router tại đầu cuối khác thông qua giao thức quản lý điều khiển Internet (ICMP - Internet Control Management Protocol) rằng ở nó đang bị tắc nghẽn và không muốn nhận thêm thông tin nữa. Router sau khi nhận được thông báo trên sẽ định tuyến lại các gói tin còn lại theo một đường khác, điều này có thể làm cho các gói tin sau khi đến đích không còn thứ tự ban đầu. Để có được quá trình truyền tin đáng tin cậy thì cần phải có một giao thức có thể đảm bảo thứ tự các gói tin cũng như đảm bảo việc truyền lại các gói tin. 6.5.2. Giao thức phân phát dòng thời gian thực RTP Giao thức RTP cung cấp phân phát các loại hình dịch vụ có đặc tính thời gian thực như âm thanh, hình ảnh. Các dịch vụ này bao gồm xác định kiểu tải tin, số tuần tự, nhãn thời gian, và kiểm tra việc phân phát. Các ứng dụng chạy RTP phía trên UDP để thực hiện sử dụng bộ chức năng tập hợp và kiểm tra tổng. Tuy nhiên RTP có thể được sử dụng ở dưới lớp mạng hay các giao thức vận chuyển. RTP vận chuyển dữ liệu tới nhiều địa chỉ đích sử dụng chức năng phân phối quảng bá nếu được cung cấp ở lớp dưới mạng. RTP có hai phần chính: Giao thức vận chuyển thời gian thực RTP: mang các dữ liệu có thuộc tính thời gian thực. Giao thức điều khiển RTP: để kiểm tra chất lượng dịch vụ và để vận chuyển các thông tin về các thành phần vận chuyển. 6.5.3. Giao thức vận chuyển dữ liệu RTP. RTP (giao thức vận chuyển thời gian thực) đặc tả một tiêu chuẩn định dạng gói tin dùng để truyền âm thanh và hình ảnh qua internet. Tiêu chuẩn này được phát triển bởi nhóm Audio Video Transport Working. Tiêu đề của RTP có định dạng sau: Bảng 3.1: Trường tiêu đề của giao thức RTP Các trường có ý nghĩa như sau: Version (V) có 2 bit: Trường này xác định phiên bản của RTP. Padding (P): 1 bit: Nếu bit này đặt thì gói có chứa một hay nhiều các octet được thêm vào (đây không phải là tải tin). Octet cuối cùng có chứa số octet được thêm vào. Extention (X) 1 bit: Phần mở rộng tiêu đề CSRC (CC) 4 bit: Có chứa số lượng CSRC trong phần tiêu đề Marker (M) 1 bit Điểm đánh dấu như các đường biên của khung khi truyền gói Kiểu tải tin (PT) 7 bit: Xác định kiểu tải tin RTP, cung cấp đến 128 kiểu mã hóa khác nhau. Ví dụ như Audio: PCM luật A, M, GSM; Video: MPEG, JPEG, H264. Số tuần tự 16 bit: Dựng để đếm các gói dữ liệu RTP gửi đi, được sử dụng để phát hiện các gói mất và khôi phục tuần tự các gói. Nhãn thời gian 32 bit: đưa ra mẫu byte audio/video đầu tiên trong gói được sử dụng để loại bỏ tham số Jitter trong mạng. - Tần số xung nhịp phụ thuộc vào các ứng dụng. Giá trị ban đầu ngẫu nhiên. Các gói có thời gian timestamp bằng nhau hay khác nhau. Xác định nguồn đồng bộ SSRC 32 bit: một chỉ số cho nguồn dòng và gán một số ngẫu nhiên. Xác định nguồn phân phối CSRC 32 bit: Xác định nguồn phân phối cho tải tin trong gói này. 6.5.4. Giao thức điều khiển RTP. RTCP dựa trên sự truyền dẫn liên tục của sự điều khiển các gói tới tất cả các thành phần trong một phiên, sử dụng cơ chế giống như các gói dữ liệu. Giao thức cơ bản cung cấp việc tập hợp dữ liệu và điều khiển các gói. RTCP thực hiện 4 chức năng sau: Chức năng cơ bản là để cung cấp sự phản hồi về chất lượng của phân phối dữ liệu. Đây là phần quan trọng của giao thức RTP như một giao thức vận chuyển với sự liên quan đến luồng, chức năng điều khiển tắc nghẽn của các giao thức khác. Sự phản hồi này rất có lợi cho việc mã hóa tương thích. RTCP mang sự xác định mức vận chuyển liên tục cho một nguồn RTP và được gọi là Canonical (chuẩn hóa) hay CNAME. Do sự xác định SSRC có thể bị thay đổi nếu có sự xung đột hay một chương trình bị khởi động lại thì bộ nhận sử dụng CNAME để lưu lại đoạn của mỗi một thành phần. Bộ nhận cũng có thể yêu cầu CNAME để tập hợp các dòng dữ liệu từ các thành phần của sự liên quan các phiên RTP. Hai chức năng đầu yêu cầu tất cả các thành phần gửi các gói RTCP do đó tốc độ phải được điều khiển để RTP xắp xếp được nhiều các thành viên. Mỗi thành viên gửi một gói điều khiển của nó tới các thành viên khác mà mỗi thành viên có thể theo dõi số lượng các thành viên khác. Số này được dựng để tính toán tốc độ mà các gói được gửi. Chức năng thứ 4 là để vận chuyển thông tin điều khiển tối thiểu phiên. Điều này giống như điều khiển mối liên hệ giữa các thành viên nhập vào hay tách ra. Định dạng gói RTCP Hình 3.3: Gói trộn RTCP SR: Báo cáo nguồn và thống kê nguồn. Thời gian tuyệt đối (NTP), nhãn thời gian timestamp RTP, số lượng các gói gửi đi RTP, số lượng byte gửi đi RTP, báo cáo thống kê nguồn SSRC1, SSRC2, ....SSRCn. Báo cáo thống kê: phân mảnh các gói mất, số các gói mất, số tuần tự cuối cùng nhận được, ước lượng tham số Jitter, nhãn thời gian timestamp của gói SR cuối cùng nhận được. RR: Báo cáo nhận và thống kê nhận từ các thành viên là các thành viên gửi không tích cực. SDES: Mô tả nguồn bao gồm trường CNAME. BYE: Chỉ thị sự kết thúc các thành phần. APP: Chức năng đặc tính ứng dụng. Mỗi gói RTCP bắt đầu với một phần cố định giống như các gói dữ liệu RTP. Việc yêu cầu liên kết và một trường độ dài trong phần cố định của mỗi gói được bao gồm các gói RTCP. Các gói RTCP được ràng buộc với nhau và được trộn lại với nhau rồi gửi đi trong một gói đơn của lớp giao thức dưới như là UDP. Mỗi một gói RTCP riêng trong tập hợp gói được xử lý độc lập nhau. 3.2.1.3. Sự hoạt động của phân phát dòng thời gian thực qua giao thức RTP Hình 3.4: Đóng gói một dòng âm thanh để truyền tải qua dòng truyền DVB Dòng âm thanh được chia thành các gói đơn vị dữ liệu sau khi sử dụng giao thức RTP. Sau khi đã cộng thêm các thông tin đồng bộ để máy thu có thể đồng bộ các dòng âm thanh với thời gian trễ, thông tin Jitter trong khi truyền đi nhờ giao thức điều khiển RTCP. Phần tiêu đề của mỗi gói RTP cộng thêm 12-72 byte. Sau đó gói đơn vị dữ liệu này được truyền qua giao thức vận chuyển UDP. Khi qua giao thức vận chuyển này phần tiêu đề được cộng thêm 8 byte. Tiếp theo, các gói UDP này được truyền qua giao thức IPv6. Mỗi gói đơn vị dữ liệu IP có chứa tối đa là 4 080 byte trong đó bao gồm 40 byte cho tiêu đề IPv6 và IPSec. Các gói đơn vị dữ liệu IP được truyền đến phần đóng gói đa giao thức MPE. Tại đây mỗi đơn vị dữ liệu IP được cộng thêm 12 byte tiêu đề và 4 byte kiểm tra tổng. Như vậy ở phần này mỗi đơn vị dữ liệu có tối đa là 4096 byte (4080 byte là của đơn vị dữ liệu IP). Dòng âm thanh này được truyền xuống dòng truyền DVB, dòng truyền này có dung lượng khoảng 12Mbps. Dũng truyền này được chia thành 30-50 các slot, mỗi slot khoảng vài trăm mili giây và mỗi slot là một dòng âm thanh. Ở phần này các gói dữ liệu có kích thước là 184 byte dữ liệu và 4 byte tiêu đề. 6.5.5. Giao thức phân phát file (FLUTE ). 6.5.5.1.. Khái niệm giao thức phân phát file Giao thức FLUTE dựng để phân phát các file và các đối tượng nhị phân rời rạc khác như ảnh, văn bản, tài liệu, các dịch vụ download. Giao thức FLUTE được thiết kế cho việc truyền dẫn qua mạng Internet ở phía trên lớp UDP/IP và được đồng bộ với môi trường truyền dẫn phân phát một- nhiều mà không bị kênh hồi tiếp. Gần đây giao thức FLUTE được phát triển cho phân phát nội dung cho các dịch vụ trong DVB-H. Giao thức FLUTE được xây dựng dựa trên giao thức mã hóa lớp không đồng bộ ALC. Giao thức ALC là tổ hợp của khối vận chuyển mã lớp LCT, khối điều khiển nghẽn CC và khối sửa lỗi trước FEC. Hình 3.5: Cấu trúc khối của FLUTE 3.2.2.2. Cơ chế hoạt động của giao thức FLUTE Nói chung ALC tập trung vào điều khiển tắc nghẽn, phân phát nội dung không đồng bộ một cách tin cậy từ một người gửi tới không giới hạn người nhận. Khối vận chuyển mã lớp LCT cung cấp mức truyền dẫn đảm bảo tin cậy nội dung và dòng truyền, nhưng ngược lại khối sửa lỗi trước FEC cung cấp độ tin cậy và phân phát không đồng bộ của dữ liệu. Giao thức ALC sử dụng LCT để cung cấp chức năng quản lý phần trong band (in-band). Các file, hay các đối tượng cần vận chuyển khác có kích thước là một vài Kbyte đến Mbyte thường lớn hơn nhiều kích thước lớn nhất khối truyền (MTU) của phần dưới lớp mạng do đó chúng cần được làm thích hợp trước khi được yêu cầu truyền. Giao thức FLUTE cung cấp hai phân đoạn của đối tượng truyền. Giả sử một đối tượng cần truyền là một file nhị phân và có kích thước là L byte. Đầu tiên file nhị phân này được biểu diễn thành S khối nhỏ. Các khối nhỏ này được tạo ra bởi thuật toán khối và được gọi là khối nguồn. Thuật toán khối này sẽ xác định cấu trúc của khối nguồn như là số lượng khối nguồn: S và gán cho mỗi khối nguồn một kích thước nào đó. Kích thước lớn nhất của khối nguồn được xác định bằng bộ đệm trong thiết bị thu như một số hạn chế của ứng dụng FEC. Tuy nhiên các khối này có thể hoàn toàn linh hoạt, kích thước các khối này không cần xác định một cách chính xác bởi một số quy định trong giao thức FLUTE hay các đặc tính phân phát file trong DVB-H. Các khối nguồn này được phân đoạn thành K bằng kích thước các ký hiệu nguồn với độ dài của mỗi ký hiệu nguồn là T byte, ở đây K là kích thước khối nguồn (số ký hiệu mã hóa). Các ký hiệu nguồn có khối dữ liệu là nhỏ nhất được truyền qua mạng. Thông thường độ dài ký hiệu nguồn được lựa chọn sẽ không được vượt quá kích thước trong phần kết hợp với tất cả các tiêu đề MTU của lớp dưới mạng. Đối tượng vận chuyển được phân thành E ký hiệu nguồn, với E=L/T Hình 3.6: Đối tượng vận chuyển và mã hóa ký hiệu tới các gói FLUTE Giao thức FLUTE cung cấp một thuật toán mã hóa ký hiệu: thuật toán sửa lỗi trức FEC để đảm bảo độ tin cậy khi truyền file. Bộ mã hóa FEC cung cấp cho N ký hiệu mã hóa từ K ký hiệu nguồn. Mã hóa FEC thực hiện cho từng khối nguồn. Các ký hiệu mã hóa có độ dài giống với ký hiệu nguồn và độ dài ký hiệu mã hóa là T. Trong trường hợp này phương pháp mã hóa FEC được ứng dụng, K ký hiệu mã hóa đầu tiên là giống hệt với ký hiệu nguồn và còn N - K ký hiệu là ký hiệu chẵn lẻ. Người gửi có thể thay đổi kích thước ký hiệu mã hóa T, độ dài khối nguồn K, lựa chọn số ký hiệu mã hóa N. Sau đó ký hiệu mã hóa được đóng gói cùng với phần tiêu đề FLUTE thành các gói FLUTE và được sắp xếp trên các gói UDP/IP phân quyền và truyền qua mạng. Để cho phép thiết bị thu có thể cấu trúc lại thì tất cả các tham số đi theo cùng với vị trí của mỗi ký hiệu mã hóa trong các khối mã hóa, sự sát nhập giữa khối mã hóa và đối tượng vận chuyển phải được truyền tới thiết bị nhận. Chính vì điều này mà hai thuật toán được dự đoán trước cùng với giao thức FLUTE đó là phần tiêu đề của FLUTE được gán quyền ưu tiên tới mỗi ký hiệu mã hóa, hay là sử dụng một đối tượng vận chuyển đặc biệt như là bảng phân phát file FDT. Nói chung, thiết lập địa chỉ các tham số như là độ dài file L, số khối nguồn S, độ dài ký hiệu mã hóa T được truyền cùng với bảng FDT để cho phép thiết bị nhận có thể tính toán cấu trúc khối nguồn. Vị trí của mỗi ký hiệu mã hóa, khối mã hóa, số khối nguồn tương ứng giống như TOI được truyền cùng với phần tiêu đề FLUTE mà cho phép thiết bị nhận có thể cấu trúc lại dữ liệu. Giao thức FLUTE cho phép thiết lập nhiều kênh truyền song song. Các kênh FLUTE là các kênh logic được xác định bởi cặp địa chỉ đặc biệt và số cổng cũng như là tốc độ truyền. KẾT LUẬN Kết quả đạt được của luận văn Luận văn trình bày về Công nghệ truyền hình di động DVB-H là chuẩn của tổ chức DVB cho các thiết bị cầm tay.DVB-H đang có những ưu thế vượt trội của mình: Tiết kiệm năng lượng Pin tới 90%, thu tín hiệu trong môi trường di động tốt, tín hiệu được đóng gói IP và truyền tín hiệu dưới dạng quảng bá tới các máy điện thoại di động Luận văn đã trình bày khái quát các tiêu chuẩn truyền hình di động đang được ứng dụng trên thế giới như DMB, ISDB-T, Media Flo, DVB-H và phân tích các ưu việt của chuẩn DVB-H so với các chuẩn truyền hình di động khác.Tác giả cũng đề cập những nét chính về hệ thống truyền hình số DVB-T như: các chuẩn nén MPEG; kỹ thuật ghép kênh OFDM làm cơ sở cho việc nghiên cứu công nghệ DVB-H. Với mục đích của luận văn là nghiên cứu các đặc điểm chính của công nghệ DVB-H nên luận văn tập trung nghiên cứu về 2 kỹ thuật chính được sử dụng trong công nghệ DVB-H: Cơ chế lát cắt thời gian (Time-silicing) cho phép tiết kiệm năng lượng Pin và sử dụng mã sửa lỗi tiến cho các dữ liệu đã được đóng gói khối đa giao thức (MPE-FEC) để thu tín hiệu di động tốt trong mạng tổ ong. Luận văn cũng đã giới thiệu Công nghệ IP Datacast cho phép phát quảng bá các nội dung số hoá như các chương trình truyền hình đến các điện thoại di động. Công nghệ này dựa vào sự kết hợp của chuẩn DVB-H và công nghệ IP, công nghệ đã chi phối đời sống hàng ngày của chúng ta là ứng dụng web. IP Datacast được tối ưu hoá để cho phép phân phối và thu nhận các nội dung di động. Hướng nghiên cứu, phát triển Tác giả xin đề cập một số hướng nghiên cứu phát triển trong tương lai: TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Đỗ Hồng Tiến, Dương Thanh Phương (2004), Giáo trình kỹ thuật truyền hình, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật. Đỗ Hồng Tiến, Dương Thanh Phương (2004), Truyền hình kỹ thuật số, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật. Tài liệu tiếng Anh ETSI, TS 102 377 V1.2.1 (2005) “ Digital Video Broadcasting (DVB); DVB-H Implementation Guideline ” ETSI standard. ETSI, TR 102 469 V1.1.1 (2006) “Digital Video Broadcasting (DVB); IP Datacast over DVB-H: Architecture” ETSI standard. ETSI, TS 102 471 V1.2.1 (2006) “Digital Video Broadcasting (DVB); IP Datacast over DVB-H: Electronic Service Guide ESG” ETSI standard. ETSI, TS 102 472 V1.1.1 (2006) “Digital Video Broadcasting (DVB); IP Datacast over DVB-H: Content Delivery Protocols” ETSI standard. IETF, RFC 3550 (2003) “RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications”. IETF, RFC 3926 (2004) “FLUTE -File Delivery over Unidirectional Transport”. Irek Defee, Adrian Hornsby, Mikko Oksanen, John Cosmas, (2006) “FLUTO – Deliverable 2.1”. Jean – Francois Roy (2006) “Implementation of a Personal Digital Radio Recorder for Digital Multimedia Broadcasting by Adapting the Open-Source Personal Digital Video Recorder Software MythTV”. Jukka Henriksson – Nokia Research Center (2005) “DVB-H Standard Principles and Services”. G,Faria, J.A. Henriksson, E. Stare, P.Tamola, (2006) “DVB-H: Digital Broadcast Services to Handheld Devices” Proceedings of the IEEE, vol94, no.1, pp194-209. Gerard Faria, (2004) “DVB-H Deliver Digital TV to Handheld Terminals”. Heidi Joki - University of TURKU (2005) “Modeling of DVB-H Link layer”. Mackoto Sasaki, (2004) “Digital Broadcasting System for Television, Sound and data Services Framing Structure, Channel Coding and Modulation for Terrestrial Television”. Linda Staffans, (2004) “Internet Protocol Datacasting – A Technology overview”. QUANCOMM Incorporated (2007) “FLO Technology overview”. RFC 2250, “RTP Payload Format for MPEG1/MPEG2 Video”. R.Wietfeldt (2006) “Handset System Architectures for Mobile DTV”. Wissam Abdel Samad, (2005) “Efficient Video on Demand Services in Broadcast Environment”.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • doccong_nghe_truyen_hinh_di_dong_3128.doc