ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Nguyễn Hải Nam
NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG TRUYỀN DỮ LIỆU QUA
MẠNG TRUYỀN HÌNH SỐ CHO THIẾT BỊ CẦM TAY

LUẬN VĂN THẠC SỸ Hà Nội 2007 i
MC LC
Mục lục i
Thuật ngữ viết tắt iii
Danh mục hình vẽ vii
Danh mục bảng biểu ix
mở đầu 1
Ch-ơng1: Tổng quan về truyền hình số di động 3
1.1. Giới thiệu chung 3
1.2. Các tiêu chuẩn truyền hình di động đang đ-ợc ứng dụng 3
1.2.1. Tiêu chuẩn truyền hình di động DVB-H 4
1.2.2. Tiêu chuẩn truyền hình di động T-DMB 8
1.2.3. Tiêu chuẩn truyền hình di động ISDB-T 11
1.2.4. Tiêu chuẩn truyền hình di động MediaFlo 12
1.3. Công nghệ IP Datacast tối -u hóa truyền hình di động. 15
Ch-ơng 2: Cấu trúc hệ thống IPDC qua DVB-H 17
2.1. Mô hình cấu trúc 17
2.1.1. Chức năng các khối 17
2.1.2. Các điểm tham chiếu. 19
2.2. Sự hoạt động end -to - end. 21
2.2.1. Cấu hình dịch vụ 21
2.2.2. H-ớng dẫn dịch vụ điện tử ESG. 25
2.2.3. Bootstraping ESG 31
2.2.4. Luồng thông báo. 34
2.3. Phân phát nội dung 36
iii

thuËt ng÷ viÕt t¾t

ALC
Asynchronous Layered Coding
Mã hóa lớp không đồng bộ
AP
Access Point
Điểm truy nhập
BAT
Bouquet Association Table
Bảng kết hợp bó
BER
Bit Error Rate
Tốc độ lỗi bit
BPSK
Binary Phase Shift Keying
Khóa dịch pha nhị phân
CBMS
Convergence of Broadcast and
Mobile Services
Hội tụ quảng bá và các dịch vụ
di động
CC
Convolution Code
Mã chập (xoắn)
C/N

DQPSK
Difference QPSK
Điều chế vi sai QPSK
DS
Data Stream
Dòng dữ liệu
DVB
Digital Video Broadcasting
Mạng truyền hình số
DVB-H
DVB-Handheld
Truyền hình số di động
DVB-T
DVB- Terrestrial
Truyền hình số mặt đất
ECM
Entitlement Control Message
Thông báo điều khiển quyền iv
EBU
European Broadcasting Union
Hiệp hội PT-TH Châu âu
EMM
Entitlement Management
Message
Thông báo quản lý quyền
ETSI
European Telecommunication

Communication
Hệ thống di động toàn cầu
HDTV
High Definition TeleVision
Truyền hình phân dải cao
HP
High Priority bit stream
Quyền ƣu tiên cao
HPA
High Power Amplifier
Khuyếch đại công suất
HTTP
Hyper Text Transfer Protocol
Giao thức truyền siêu văn bản
IFFT
Inverse Fast Fourier Transform
Biến đổi Fourier ngƣợc
INT
IP/MAC Notification Table
Bảng thông báo IP/MAC
IP
Internet Protocol
Giao thức Internet
IPDC
IP Datacast
Dữ liệu quảng bá dạng IP
ISDB-T
Intergeted Services Digital
Broadcasting – Terrestrial
Mạng tích hợp các dịch vụ

MPEG
Moving Picture Experts Group
Nhóm chuyên gia về ảnh động
MPE
Multi Protocol Encapsulation
Đóng gói đa giao thức
MTS
MPEG- Tranport Stream
Dòng vận chuyển MPEG
NIT
Network Information Table
Bảng thông tin mạng
OFDM
Orthogonal Frequency Division
Multiplex
Ghép kênh phân chia tần số
trực giao
OMA
Open Mobile Association
Kết hợp di động mở
OSI
Open System Interconnection
Liên kết hệ thống mở
PAT
Program Association Table
Bảng thông tin chƣơng trình
PEK
Program Encryption Key
Khóa mã chƣơng trình
PMT

Giao thức mô tả phiên
SEK
Service Encryption Key
Khóa mã dịch vụ
SI
Service Information
Thông tin dịch vụ vi
S/N
Signal to Noise Ratio
Tỷ số tín hiệu / tạp âm
SFN
Single Frequency Network
Mạng đơn tần
SMS
Short Message Service
Dịch vụ bản tin ngắn
TCP
Transmission Control Protocol
Giao thức điều khiển truyền
T-DMB
Terrestrial Digital Multimedia
Broadcasting
Mạng đa phƣơng tiện số mặt
đất
TMCC
Transmission Multiplexing
Configuration Control

vii
DANH MỤC HÌNH VẼ
HÌNH 1.1: MÔ TẢ HỆ THỐNG DVB-H (CHIA SẺ GHÉP KÊNH VỚI
DỊCH VỤ MPEG2) 7
HÌNH 1.2: CẤU TRÚC CỦA DMB 9
HÌNH 1.3: HỆ THỐNG ISDB-T 11
HÌNH 1.4: CẤU TRÚC MẠNG MEDIAFLO 13
HÌNH 2.1: CẤU TRÚC HỆ THỐNG IPDC QUA DVB-H 17
HÌNH 2.2: SỰ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC ĐIỂM THAM CHIẾU ĐỐI VỚI
CẤU HÌNH DỊCH VỤ 22
HÌNH 2.3: LUỒNG THÔNG BÁO CHO CẤU HÌNH DỊCH VỤ 24
HÌNH 2.4: SỰ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC ĐIỂM THAM CHIẾU CHO ESG
26
HÌNH 2.5: CUNG CẤP ESG PHÂN TÁN. 30
HÌNH 2.6: CUNG CẤP ESG TẬP TRUNG 31
HÌNH 2.7: CƠ CHẾ BOOTSTRAP ESG 32
HÌNH 2.8: SỰ TƢƠNG TÁC HOẠT ĐỘNG ĐỐI VỚI ESG 34
HÌNH 2.12: LUỒNG THÔNG BÁO CHO PHÂN PHÁT FILE. 41
BẢNG 2.10: MÔ TẢ CÁC THÔNG BÁO CHO PHÂN PHÁT FILE 42
HÌNH 2.13 BIỂU DIỄN MÔ HÌNH PHÂN CẤP CHO BẢO VỆ DỊCH VỤ.
44
HÌNH 2.14: MÔ TẢ KHỐI CHỨC NĂNG VÀ CÁC ĐIỂM THAM CHIẾU
CHO PHẦN TRAO ĐỔI DỊCH VỤ VÀ BẢO MẬT. 45
HÌNH 2.16: PHÂN CẤP CÁC GIAO THỨC, ỨNG DỤNG TRONG IP
DATACAST. 50
HÌNH 2.18: CÁC GIAO THỨC QUA ĐIỂM THAM CHIẾU CBMS-2 54
HÌNH 2.19: CÁC GIAO THỨC QUA ĐIỂM THAM CHIẾU CBMS-3 55

ix
DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Bảng đặc tính kỹ thuật của DMB 9
Bảng 1.2: Các tham số truyền dẫn cơ bản ở 3 chế độ của ISDB-T
11
Bảng 1.3: Đặc tính kỹ thuật của MediaFlo 13
Bảng 2.1: Mô tả chức năng các khối trong hệ thống IPDC qua DVB-H
16
Bảng 2.2: Mô tả các điểm tham chiếu trong IPDC qua DVB-H
18
Bảng 2.3: Mô tả chức năng của các khối logic 21
Bảng 2.4: Mô tả các luồng thông báo 22
Bảng 2.5: Mô tả các khối chức năng trong ESG
25
Bảng 2.6: Mô tả các thông báo trong ESG 32
Bảng 2.7: Mô tả các khối logic trong phân phát dòng thời gian thực
35
Bảng 2.8: Mô tả chi tiết các thông báo phân phát dòng
37
Bảng 2.9: Mô tả chức năng khối logic trong phân phát file
38
Bảng 2.10: Mô tả các thông báo trong phân phát file
40
Bảng 2.11: Mô tả các khối logic thực hiện trong phần trao đổi dịch vụ và bảo
mật 43
Bảng 2.12: Mô tả các thông báo logic cho trao đổi dịch vụ và bảo mật
47
lợi là tất cả các nội dung đƣợc số hóa dựa trên IP chẳng hạn nhƣ các luồng
video, các trang web, các file nhạc hay các phần mềm trò chơi đều đƣợc dễ
dàng phân phối qua quảng bá và đƣợc thu nhận bởi các đầu thu di động. 2
Nhận thức đƣợc tầm quan trọng của một công nghệ mới có nhiều ƣu
việt này, tôi nhận thấy nên lựa chọn đề tài luận văn tốt nghiệp theo hƣớng tiếp
cận với việc nghiên cứu, tìm hiểu để ứng dụng một cách có hiệu quả kỹ thuật
còn mới mẻ này, cũng là để góp phần phát triển ngành truyền hình.
Nội dung của luận văn là “ Nghiên cứu, ứng dụng truyền dữ liệu
trên mạng truyền hình số cho thiết bị cầm tay”, bao gồm các chƣơng sau:
Chƣơng 1: Tổng quan về mạng truyền hình số di động.
Chƣơng 2: Cấu trúc hệ thống IPDC qua DVB-H.
Chƣơng 3: Mô hình truyền dữ liệu qua DVB-H.
Kết luận: Đánh giá lại những vấn đề nghiên cứu.
Nội dung nghiên cứu luận văn này đƣợc xây dựng trên cơ sở những
kiến thức đã đƣợc tiếp thu trong quá trình học tập, nghiên cứu tại Trƣờng
Công Nghệ. Với thời gian nghiên cứu hạn hẹp, bài luận văn này không tránh
khỏi có những sai sót, tác giả mong đƣợc sự góp ý chỉ bảo của các Thầy Cô
và bạn bè đồng nghiệp. Qua đây, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến
TS. Ngô Thái Trị – Trung tâm tin học và đo lƣờng - Đài THVN đã giúp đỡ
tận tình và có nhiều góp ý, cùng nhiều tài liệu bổ ích để bản luận văn này
đƣợc hoàn thành. Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô giáo Khoa
Điện tử – Viễn thông, Đại học Công nghệ - ĐH Quốc Gia Hà Nội đã tạo điều
kiện học tập và nghiên cứu cho tác giả trong khóa học vừa qua. Xin chân
thành cảm ơn các bạn bè đồng nghiệp, các bạn học cùng lớp đã có những lời
động viên quí báu trong suốt thời gian thực hiện bài luận văn này.
Hà Nội, ngày tháng 11 năm 2007

4
đã đƣợc công ty truyền hình di động VTC đƣa vào triển khai dịch vụ cuối
năm 2006.
1.2. CÁC TIÊU CHUẨN TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG ĐANG ĐƯỢC
ỨNG DỤNG
1.2.1. Tiêu chuẩn truyền hình di động DVB-H [3]
1.2.1.1. Tiêu chuẩn DVB-T
Từ năm 1995 các nƣớc châu âu đã tiến hành thử nghiệm phát sóng
truyền hình số mặt đất. Đến tháng 2 năm 1997 tiêu chuẩn truyền hình số mặt
đất DVB-T chính thức đƣợc công nhận và ban hành bởi tổ chức ETSI. Hệ
thống DVB-T đƣợc thiết kế dựa trên ý tƣởng:
- Đƣa ra mô hình hệ thống phát sóng truyền hình số mặt đất.
- Xác định các yêu cầu về chất lƣợng tín hiệu và khả năng tƣơng thích
cho các loại dịch vụ khác nhau.
- Quan tâm tới vấn đề xử lý tín hiệu ở máy thu để mở rộng các giải
pháp thực hiện hệ thống khác nhau.
- Chống phản xạ nhiều đƣờng, chống pha đinh, chống hiệu ứng
Doppler.
- Tạo khả năng thu di động: Ngƣời xem dù đi trên ô tô, tàu hoả vẫn
xem đƣợc các chƣơng trình truyền hình.
- Tạo khả năng thiết lập mạng đơn tần (SFN-Single Frequency
Network), nghĩa là nhiều máy phát trên cùng một kênh sóng.
- Tạo khả năng đa phƣơng tiện.
- Khả năng mở rộng cho đa phƣơng tiện di động.
Trong mỗi chế độ truyền dẫn của chuẩn DVB-T có thể truyền tải đƣợc
tối đa hai cấp độ khác nhau :
đƣợc xử lý nhƣ sau:
- Phối hợp ghép kênh truyền tải và ngẫu nhiên hóa dữ liệu để đồng đều
mức năng lƣợng.
- Mã hóa ngoại (Reed Solomon). 6
- Xáo trộn ngoại (outer interleaving).
- Mã hóa nội (mã xoắn punctured).
- Xáo trộn nội (inner interleaving).
- Mapping và điều chế.
- Truyền dẫn OFDM.
Tín hiệu vào máy phát là dòng truyền tải MPEG2 và đầu ra là tín hiệu RF tới
anten.
1.2.1.2. Tiêu chuẩn DVB-H
Hệ thống truyền dẫn DVB-T đã chứng tỏ khả năng của nó phục vụ các
đầu cuối cố định, xách tay, di động. Tuy nhiên các đầu cuối cầm tay (các thiết
bị với pin công suất thấp) đòi hỏi có cấu trúc xác định từ hệ thống truyền dẫn
phục vụ chúng:
- Do pin công suất thấp, hệ thống truyền dẫn phải cho phép máy thu có
khả năng liên tục tắt nguồn của một vài phần tử trong chuỗi thu để tăng thời
lƣợng sử dụng pin.
- Do mục đích là cho ngƣời sử dụng hay di chuyển, hệ thống truyền dẫn
phải cho phép dễ dàng truy cập tới các dịch vụ DVB-H khi các đầu cuối thu
rời khỏi một ô và vào một ô mới.
- Với mục đích là phục vụ nhiều tình huống sử dụng (trong nhà, ngoài
trời, đi bộ, và trong các phƣơng tiện giao thông chuyển động), hệ thống
truyền dẫn phải đƣa ra độ mềm dẻo / phân cấp đầy đủ để cho phép việc thu
các dịch vụ ở nhiều tốc độ, trong khi tối ƣu hóa vùng phủ sóng của máy phát.
- Do các dịch vụ đƣợc vận chuyển trong một môi trƣờng có các mức

tiêu chuẩn EUREKA 147 chủ yếu là dựa trên mạng phát thanh số DAB. Cũng
giống nhƣ DVB, DMB cũng có khả năng truyền qua vệ tinh (S-DMB) hay
truyền số mặt đất (T-DMB). Nhƣ vậy T-DMB chính là sự kết hợp của mạng
quảng bá phát thanh số DAB và truyền thông đa phƣơng tiện. T-DMB cung
cấp các loại hình dịch vụ dữ liệu khác nhau: thông tin chƣơng trình, thông tin
về sản phẩm, thông tin giao thông, cũng nhƣ âm thanh hình ảnh trên các thiết
bị di động. Với T-DMB ngƣời nghe sóng không chỉ nghe mà còn có thể xem
các chƣơng trình trong khi đang nghe trên sóng phát thanh số.
1.2.2.1. Cấu trúc của DMB
Trong cấu trúc phân lớp của DMB, dữ liệu đƣợc nén, đƣợc tập hợp lại,
đƣợc đóng gói, sửa lỗi rồi truyền lên mạng phát thanh số DAB.
- Lớp vận chuyển: Lớp này biểu diễn các thuật toán, các hệ thống để
truyền dữ liệu từ lớp ứng dụng. Các thuật toán, hệ thống này đƣợc thông qua
theo tiêu chuẩn của DAB để đóng gói dòng vận chuyển MPEG2 cùng với
dòng dữ liệu trên một kênh nhỏ. Để có thể sửa lỗi thì phía trên của lớp vận
chuyển đƣợc cộng thêm mã sửa lỗi RS và thuật toán ghép xen.
- Lớp ứng dụng: Lớp này chứa các thuật toán, hệ thống để đóng gói, mã
hóa nội dung. Nhƣ trên hình vẽ dòng vận chuyển MPEG2 TS đƣợc sử dụng
để đóng gói, tập hợp nội dung và dùng để vận chuyển các gói dữ liệu từ các 9
gói MPEG4 SL. Các gói MPEG4 SL đƣợc tập hợp bởi các dòng thành phần
ES và dữ liệu MPEG4 BIFS. Hình 1.2: Cấu trúc của DMB
1.2.2.2. Các đặc tính kỹ thuật của DMB
Bảng sau mô tả các đặc tính kỹ thuật đƣợc sử dụng:


Hệ thống quảng bá tích hợp các dịch vụ số mặt đất ISDB-T đƣợc phát
triển tại Nhật Bản. ISDB-T đáp ứng đƣợc cho các thiết bị từ cố định đến thiết
bị di động, nó cũng có chức năng cho hệ thống quảng bá truyền hình số mặt
đất và phát thanh số mặt đất.
1.2.3.1 Hệ thống truyền dẫn ISDB-T Hình 1.3: Hệ thống ISDB-T
Hệ thống ISDB-T còn đƣợc gọi là hệ thống truyền dẫn phân đoạn
băng OFDM (BST-OFDM). Băng tần truyền dẫn đƣợc thiết lập trên mỗi phân
đoạn có dải tần 6/14 Mhz. Trong hệ thống này các thông số truyền dẫn có thể
đƣợc thiết lập một cách riêng biệt trên từng phân đoạn. Các dòng TS đƣợc tái
hợp lại thành một dòng đơn TS. Các thông tin về cấu hình phân đoạn kênh,
thông số truyền dẫn và các thông tin khác đƣợc gửi đến thiết bị nhận nhờ sử
dụng báo hiệu điều khiển cấu hình truyền dẫn (TMCC). 12
- Các tham số truyền dẫn cơ bản: ISDB-T có 3 chế độ truyền dẫn khác
nhau.
Thông số truyền dẫn
Chế độ 1
Chế độ 2
Chế độ 3
Số phân đoạn OFDM
13
Độ rộng băng tần
5,575 Mhz
5,573Mhz
5,572Mhz

- Cấu hình mã hóa kênh: Tập hợp các dòng TS khác nhau từ các bộ
tập hợp MPEG2 thành dòng một dòng đơn TS. Dòng TS này đƣợc chia thành
các gói có kích thƣớc là 188 byte. Các byte chẵn lẻ của mã RS đƣợc chèn vào
các gói nhƣ là một mã ngoại. Trong trƣờng hợp truyền dẫn phân cấp thì dòng
truyền có thể đƣợc phân thành các gói tùy theo thông tin chƣơng trình và đầu
vào mà có tối đa 3 hệ thống xử lý song song. Phần xử lý song song bắt đầu
bằng việc phân tán năng lƣợng, ghép xen, và các xử lý khác nhờ sự tƣơng
quan trƣớc sau của tín hiệu số cả về thời gian và tần số. Sau đó đƣợc mã hóa
kênh các thông số theo yêu cầu đặc tính truyền dẫn cũng nhƣ định dạng thiết
bị nhận. Các tham số này bao gồm tốc độ mã của mã chập và hệ thống điều 13
chế số nhƣ QPSK. Do hệ thống phân cấp đối tƣợng đƣợc xử lý song song có
tốc độ bit thông tin khác nhau nên hệ thống thực hiện lƣu dữ liệu tạm thời
trong bộ nhớ đệm và đọc dữ liệu trong các khối ký hiệu theo tốc độ xung mẫu
IFFT. Các tín hiệu dẫn đƣờng cho giải điều chế và ký hiệu điều khiển bao gồm
thông tin TMCC kết hợp với ký hiệu thông tin tới một khung OFDM. Ở đây
ký hiệu thông tin đƣợc điều chế bởi DBPSK và khoảng bảo vệ đƣợc cộng vào
tại đầu ra IFFT.
1.2.4. Tiêu chuẩn truyền hình di động MediaFlo [17]
Công nghệ truyền hình di động MediaFlo đƣợc sáng chế bởi công ty
QUALCOMM của Mỹ. Công nghệ này cũng cho phép truyền nội dung đa
truyền thông tới nhiều thuê bao một cách đồng thời. Công nghệ này hoạt động
hiệu quả trên các thiết bị di động và cũng tiết kiệm năng lƣợng cho thiết bị di
động.
1.2.4.1. Cấu trúc mạng MediaFlo

Hình1.4: Cấu trúc mạng MediaFlo
Hệ thống MediaFlo bao gồm 4 hệ thống nhỏ sau: Trung tâm điều hành