Các công nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G

- PHAN THỊ KIM HOA CÁC CÔNG NGHỆ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG VÀ GIẢI PHÁP TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG TRÊN MẠNG 3G Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Người hướng dẫn khoa học: TS.
- PHẠM HUY HOÀNG Hà Nội – 2010 Các công nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT LỜI CẢM ƠN Trước hết em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới Tiến sĩ Phạm Huy Hoàng, người đã định hướng đề tài và tận tình hướng dẫn chỉ bảo em từ những ý tưởng trong đề cương nghiên cứu, phương pháp giải quyết vấn đề cho đến những lần kiểm tra cuối cùng để hoàn tất bản luận văn cao học này.
- Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong viện Công nghệ thông tin và truyền thông, viện Đào tạo sau đại học trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình dạy bảo và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập tại trường.
- Đông thời, em cũng xin cảm ơn các đồng nghiệp cùng làm việc tại trung tâm nghiên cứu và phát triển công nghệ (Tổng công ty truyền thông đa phương tiện VTC) và các bạn cùng lớp Cao học Công nghệ thông tin khóa 2008-2010 đã nhiệt tình trao đổi, góp ý và cung cấp thông tin tư liệu trong quá trình thực hiện luận văn.
- Phan Thị Kim Hoa Cao học Công nghệ thông tin – Khóa 2008-2010 Các công nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan: Bản luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân em, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, kiến thức kinh điển, nghiên cứu khảo sát tình hình thực tiễn và dưới sự hướng dẫn khoa học của Tiến sĩ Phạm Huy Hoàng, không sao chép toàn văn của bất cứ công trình nghiên cứu nào khác.
- Hà Nội, ngày 31 tháng 10 năm 2010 Tác giả luận văn Phan Thị Kim Hoa Các công nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN.
- 9 Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG Đặt vấn đề Mục đích đề tài Cách tiếp cận Bố cục luận văn Chương 2: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG Tổng quan về truyền hình di động Nghiên cứu các tiêu chuẩn đối với truyền hình di động Các nguồn tài nguyên đối với truyền hình di động Công nghệ broadcast và unicast đối với truyền hình di động Công nghệ broadcast Công nghệ unicast Truyền hình di động sử dụng các mạng tế bào Truyền hình di động sử dụng truyền dẫn số mặt đất và vệ tinh Công nghệ quảng bá đa phương tiện số cho các máy cầm tay (DVB-H) 19 2.6.2 Công nghệ quảng bá đa phương tiện số (DMB Công nghệ chỉ liên kết hướng đi đa phương tiện (MediaFLO Các công nghệ Truyền hình di động khác Truyền hình di động sử dụng công nghệ vô tuyến Truyền hình di động sử dụng các công nghệ WiFi Truyền hình di động sử dụng các công nghệ WiMAX Chương 3: CÁC TIÊU CHUẨN STREAMING VÀ ĐA PHƯƠNG TIỆN DI ĐỘNG Định nghĩa đa phương tiện di động Truyền tải dòng Quá trình bắt giữ và mã hóa nội dung Biến đổi file thành khuôn dạng streaming Stream serving Streaming và quản lý băng thông Chương trình xem và server streaming Khuôn dạng Media của Microsoft Windows Các công nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT Apple QuickTime Rich Media – Ngôn ngữ đa phương tiện đồng bộ Đa phương tiện di động Các phần tử của đa phương tiện di động Sự tiêu chuẩn hóa đa phương tiện đối với các mạng di động Các khuôn dạng file cho Mobile Multimedia Các khuôn dạng file được đặc tả bởi 3GPP và các mô tả bộ mã hóa Các phiên bản 3GPP Chương 4: MẠNG 3G VÀ TÌNH HÌNH TRIỂN KHAI Ở VIỆT NAM Giới thiệu chung Dịch vụ viễn thông di động toàn cầu dựa trên công nghệ WCDMA Sự phát triển lên UMTS và dự án hiệp hội thế hệ thứ ba (3GPP Kiến trúc hệ thống UMTS Kiến trúc mạng 3GPP phiên bản năm Kiến trúc mạng 3GPP phiên bản Kiến trúc mạng toàn IP 3GPP phiên bản Các yêu cầu phổ tần số với UMTS Công nghệ CDMA Sự phát triển của CDMA Kiến trúc hệ thống CDMA Các yêu cầu phổ tần số với CDMA Điểm chung giữa WCDMA/CDMA Tình hình triển khai mạng 3G tại Việt Nam Tình hình triển khai 3G của Vinaphone Tình hình triển khai 3G của MobiFone Tình hình triển khai 3G của Viettel Tình hình triển khai 3G của EVN Telecom và Hanoi Telecom Hợp tác chiến lược triển khai 3G của EVN Telecom và VTC Chương 5: TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ 3G Giới thiệu chung Các yêu cầu đối với việc truyền tải tín hiệu truyền hình di động qua mạng di động Truyền tải dòng truyền hình di động sử dụng các tiêu chuẩn 3GPP – Dịch vụ truyền tải dòng chuyển mạch gói 3GPP (PSS Tiêu chuẩn 3G-324M Công nghệ MBMS và BCMCS Kiến trúc MBMS Các chế độ của MBMS Truy nhập tới các dịch vụ MBMS Quá trình khởi đầu phiên Các giao thức và các bộ mã hóa/ giải mã Mạng truy nhập vô tuyến Các công nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT Công nghệ MBMS broadcast tiên tiến Nguyên lý MBMS broadcast tiên tiến Hướng dẫn dịch vụ điện tử Truy nhập dịch vụ và bảo vệ nội dung Tính tương tác và tính cá nhân hóa Kiến trúc điển hình hệ thống cung cấp tín hiệu truyền hình di động qua mạng 3G Chương 6: XÂY DỰNG ỨNG DỤNG TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG Mô hình dịch vụ Phạm vi ứng dụng Khảo sát thực tế và đề xuất yêu cầu Xác định yêu cầu Mô hình hệ thống Kiến trúc chung Các thành phần của ứng dụng Phân tích thiết kế ứng dụng.
- 115 Các công nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Phân loại các công nghệ truyền hình di động.
- 14 Hình 2.2 Tổng quan về các công nghệ truyền hình di động.
- 14 Hình 2.3 Truyền dẫn broadcast đối với Truyền hình di động.
- 16 Hình 2.4 Truyền dẫn Unicast đối với Truyền hình di động.
- 23 Hình 2.9 Mạng MediaFLO.
- 30 Hình 3.3 Streaming server.
- 35 Hình 3.8 Các ứng dụng của Mobile Multimedia.
- 36 Hình 3.9 Các dịch vụ Mobile Multimedia phổ biến.
- 39 Hình 4.1 IMT-2000.
- 41 Hình 4.2 Sự phát triển lên mạng 3G.
- 50 Hình 4.6 Sự phát triển lên CDMA2000.
- 55 Hình 5.1 Kiến trúc truyền tải dòng MobileTV.
- 73 Hình 5.5 Mạng 3G-324M.
- 76 Hình 5.8 Kiến trúc MBMS.
- 83 Các công nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT Hình 5.13 Chế độ broadcast tiên tiến.
- Hình 6.1 Cấu trúc mạng di động ảo theo giải pháp 1.
- 94 Hình 6.2 Cấu trúc mạng di động ảo theo giải pháp 2.
- 96 Hình 6.4 Ứng dụng tương tác.
- 96 Hình 6.5 Kiến trúc hệ thống.
- 107 Hình 6.12 Giao diện xem truyền hình trực tuyến.
- 111 Các công nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Các khuôn dạng file Multimedia.
- 40 Bảng 4.1 Nền tảng công nghệ chính của các thế hệ mạng vô tuyến.
- 113 Bảng 6.2 Kết quả thử nghiệm trên điện thoại di động Nokia E66.
- 114 Các công nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Đặt vấn đề Truyền hình di động gần đây đã được thử nghiệm và triển khai thành công ở nhiều quốc gia trên thế giới như Phần Lan, Anh, Italia, Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc,… Truyền hình di động được biết đến như là công nghệ vô tuyến được thiết kế di động, có băng thông hạn chế và thường xuyên chịu ảnh hưởng của fading, nhiễu và tạp âm, trong khi phải đáp ứng được khả năng hiển thị tín hiệu tốt trên máy thu đầu cuối cầm tay di động có kích thước màn hình nhỏ, công suất pin tiêu thụ hạn chế.
- Các công nghệ truyền tải tín hiệu truyền hình trên mạng di động bao gồm: truyền hình di động truyền tải qua mạng 3G, truyền hình di động phát qua mạng quảng bá số mặt đất cho các thiết bị cầm tay (DVB-H), truyền hình di động phát qua mạng quảng bá đa phương tiện số (DMB), truyền hình di động phát qua mạng quảng bá số các dịch vụ tích hợp – mặt đất (ISDB-T), truyền hình di động phát trên mạng quảng bá âm thanh số trên nền IP (DAB-IP) và truyền hình di động phát trên các mạng Wifi, WiMAX.
- Trong đó các công nghệ truyền hình di động truyền tải qua mạng 3G, DVB-H, DMB và MediaFLO đã được nghiên cứu, tiêu chuẩn hóa và sử dụng phổ biến.
- Ở Việt Nam, từ năm 2006 Tổng công ty truyền thông đa phương tiện Việt Nam (VTC) đã tiến hành thử nghiệm công nghệ DVB-H.
- năm 2008 Đài truyền hình Việt Nam đã tiến hành thử nghiệm công nghệ DMB.
- Sự phát triển của các công nghệ truyền hình di động thực sự đem lại những thay đổi lớn trong lĩnh vực truyền thông đa phương tiện, giúp cho người dùng có thể xem được tín hiệu truyền hình ở bất cứ địa điểm nào có phủ sóng truyền hình di động chỉ với một chiếc máy di động cầm tay.
- Cùng với việc hạ tầng mạng wifi ngày càng phổ biến cũng như việc thử nghiệm và triển khai công nghệ 3G đang bởi nhiều nhà cung cấp dịch vụ như: Tập đoàn công nghệ Bưu chính Viễn thông Việt Nam (VNPT), Tổng công ty viễn thông quân đội (Viettel.
- Dịch vụ truyền hình di động được xem như một trong những ứng dụng quan trọng trong chiến dịch phát triển mạng 3G.
- 1.2 Mục đích đề tài Luận văn sẽ nghiên cứu tìm hiểu các công nghệ truyền hình di động phổ biến hiện nay đặc biệt là công nghệ truyền hình di động sử dụng hạ tầng mạng 3G.
- Đồng thời xây dựng ứng dụng xem truyền hình trên thiết bị di động giao tiếp qua IP sử dụng mạng 3G hoặc wifi.
- Các công nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT Cách tiếp cận Để thực hiện các công việc trên, ta cần thực hiện các công việc sau.
- Tìm hiểu về truyền hình di động và các công nghệ truyền hình di động phổ biến hiện nay.
- Tìm hiểu về truyền dẫn đa phương tiện trên thiết bị di động.
- Tìm hiểu mô hình truyền hình di động sử dụng công nghệ 3G - Xây dựng ứng dụng truyền hình cho thiết bị di động.
- Chương 2: Tổng quan về truyền hình di động.
- Chương 5: Truyền hình di động sử dụng công nghệ 3G.
- Truyền hình di động sử dụng công nghệ 3G.
- Chương 6: Xây dựng ứng dụng truyền hình cho điện thoại di động.
- Xây dựng ứng dụng trên điện thoại di động.
- Các công nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT Chương 2: TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN HÌNH DI ĐỘNG 2.1 Tổng quan về truyền hình di động Truyền hình di động (MobileTV) là công nghệ mã hóa và truyền dẫn các chương trình truyền hình hoặc video để có thể thu được trên các thiết bị di động như điện thoại di động, các thiết bị hỗ trợ số cầm tay (PDA), các thiết bị đa phương tiện vô tuyến, các máy điện thoại có khả năng thu tín hiệu truyền hình di động.
- Với truyền hình di động, người xem có thể truy nhập một dải mở rộng các chương trình truyền hình trong khi di chuyển.
- Các chương trình truyền hình có thể được truyền tải dòng (streaming) tới máy di động để xem ở tốc độ giống như khi được phát hoặc các chương trình có thể được xem với thời gian trễ hoặc có thể được ghi lại toàn bộ giống như băng cassette video hoặc đĩa DVD.
- Truyền hình di động không chỉ cho phép truyền dẫn một chiều thông thường mà còn cho phép truyền tín hiệu truyền hình tương tác nhờ sử dụng các kênh cung cấp bởi mạng tế bào.
- Các công nghệ truyền hình truyền thống được thiết kế đối với các máy thu cố định, có kích thước màn hình lớn trong đó công suất tiêu thụ không là vấn đề quan trọng.
- Trong khi đó các máy thu di động có công suất pin hạn chế, kích thước màn hình nhỏ, anten nhỏ được tích hợp ở bên trong máy và có bộ nhớ giới hạn, hơn nữa máy thu có thể chuyển động với tốc độ thậm chí lên tới 200km/h.
- Do đó, truyền hình di động là công nghệ được thiết kế để đáp ứng được các yêu cầu truyền dẫn tín hiệu truyền hình trong môi trường vô tuyến di động có băng thông hạn chế, máy thu đầu cuối di động có công suất tiêu thụ nhỏ, kích thước màn hình nhỏ, và giới hạn về tốc độ làm tươi.
- Các ảnh hưởng quan trọng của môi trường vô tuyến di động bao gồm truyền dẫn đa đường, fading, và hiệu ứng Doppler.
- Các công nghệ truyền hình di động đã được phát triển để khắc phục các hạn chế của môi trường truyền dẫn tín hiệu truyền hình di động cũng như các hạn chế của máy thu tín hiệu truyền hình di động nói trên.
- Các yêu cầu về mặt công nghệ hỗ trợ việc truyền dẫn tin hiệu truyền hình di động là.
- Truyền dẫn theo khuôn dạng lý tưởng phù hợp với các thiết bị truyền hình di động, ví dụ các độ phân giải QCIF (176 x 144 pixels), CIF (352 x 288 pixels), hoặc QVGA (320 x 249 pixels) với các mã hóa hiệu quả cao.
- Công nghệ tiêu thụ công suất thấp.
- Thu nhận tín hiệu ổn định khi di động.
- Các công nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT Chất lượng hình ảnh rõ nét mặc dù bị tổn hao tín hiệu do fading và tín hiệu đa đường.
- Hỗ trợ di động ở tốc độ lên tới 250km/h hoặc cao hơn.
- Hiện nay có hai phương pháp chính để phát tín hiệu truyền hình di động.
- Phát tín hiệu truyền hình qua mạng tế bào có ưu điểm là sử dụng được cơ sở hạ tầng mạng đã được thiết lập, do đó sẽ giảm chi phí triển khai.
- Đồng thời các nhà khai thác đã có sẵn thị trường truy nhập tới các thuê bao hiện tại, các thuê bao này chỉ cần đăng ký dịch vụ truyền hình di động mà họ muốn sử dụng.
- Nhược điểm chính khi phát tín hiệu truyền hình qua các mạng tế bào (2G hoặc 3G) là vấn đề băng thông hạn chế, điều này có thể làm giảm chất lượng các dịch vụ điện thoại truyền thống.
- Tốc độ dữ liệu cao của truyền hình di động có thể làm giảm dung lượng của mạng tế bào.
- Hơn nữa để thu được tín hiệu truyền hình di động máy đầu cuối cũng cần được thay thế và thiết kế lại (các vấn đề như kích thước màn hình, cường độ tín hiệu máy thu).
- Nhiều nhà khai thác dịch vụ di động 2G và hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ 3G đang cung cấp dịch vụ video theo yêu cầu và dòng truyền tải video.
- Các dịch vụ này phát ở chế độ unicast với dung lượng truyền dẫn giới hạn và được xây dựng trền nền các công nghệ sử dụng hệ thống tế bào như GSM, WCDMA hoặc CDMA2000.
- Một ví dụ về công nghệ được thiết kế trên nền mạng 3G là công nghệ phát dịch vụ broadcast và multicast đa phương tiện (MBMS), hệ thống này có thể hoạt động ở chế độ unicast hoặc multicast.
- MBMS được thiết kế bởi dự án hiệp hội 3G (3GPP) để phát các dịch vụ truyền hình di động qua mạng GSM và mạng WCDMA.
- Các hệ thống truyền hình di động dành riêng được thiết kế để tối ưu hóa sự phân phát tín hiệu truyền hình di động.
- Một trong những ưu điểm chính của các hệ thống truyền hình di động dành riêng là nội dung có thể được phát quảng bá tới nhiều người sử dụng đồng thời.
- Các công nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT Hình 2.1 Phân loại các công nghệ truyền hình di động Các công nghệ truyền hình di động cạnh tranh nhau để đạt được thị phần chia sẻ thị trường, chúng có nguồn gốc khác nhau và được phát triển với các mục đích khác nhau.
- Các công nghệ truyền hình di động được phân loại như trên hình 2.1.
- Hình 2.2 Tổng quan về các công nghệ truyền hình di động Các công nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT Nghiên cứu các tiêu chuẩn đối với truyền hình di động Truyền hình di động có khoảng trên 30 loại khuôn dạng file âm thanh gồm các dạng file đơn giảnh có đuôi .wav, .mpg, Real, QuickTime, Windows Media 9 và các khuôn dạng file khác.
- Các tiêu chuẩn được sử dụng làm nền tảng chung cho việc phân phát các dịch vụ truyền hình di động.
- Các tiêu chuẩn có thể khác nhau dựa trên công nghệ nhưng đã đạt được sự thống nhất chung.
- Các nhóm này bao gồm các nhà thiết kế chip, các nhà chế tạo để vận hành hệ thống, các nhà thiết kế phần mềm ứng dụng, các nhà thiết kế và sản xuất máy đầu cuối, các nhà phát triển phần mềm, cộng đồng quảng bá tín hiệu truyền hình, các nhà khai thác mạng 3G, các nhà khai thác tín hiệu truyền hình quảng bá qua vệ tinh.
- Ngoài ra, việc tiêu chuẩn hóa cũng liên quan đến ngành công nghiệp chế tạo nội dung để thiết kế nội dung âm thanh và video cho các máy đầu cuối di động.
- ngành công nghiệp di động tế bào để thiết lập các hệ thống truyền dẫn tín hiệu truyền hình di động và nhiều ngành công nghiệp khác.
- Các tiêu chuẩn truyền hình di động được tổng kết trong khuyến nghị IUT-R BT.1833, ngoài các tiêu chuẩn trong khuyến nghị này, còn có các công nghệ truyền hình di động đã được tiêu chuẩn hóa và được triển khai ở nhiều phương tiện di động ở Trung Quốc (CMMB).
- 2.3 Các nguồn tài nguyên đối với truyền hình di động Đối với truyền hình di động, một số nguồn tài nguyên chung quan trọng là phổ tần số.
- Ở Anh và Mỹ phổ tần số dành cho truyền hình truyền thống nằm trong dải VHF và UHF.
- Ở Anh, công ty BT Movio đã sử dụng phổ tần số dành cho quảng bá âm thanh số (DAB) để phát tín hiệu truyền hình di động sử dụng tiêu chuẩn DAB-IP.
- Ở Hàn Quốc phổ tần DAB dành cho các dịch vụ vệ tinh được sử dụng để phát dịch vụ truyền hình di động theo khuôn dạng tín hiệu quảng bá đa phương tiện số qua vệ tinh (DMB-S).
- Hàn Quốc cũng cho phép sử dụng phổ tần VHF để cung cấp dịch vụ truyền hình di động sử dụng công nghệ quảng bá đa phương tiện số mặt đất (DVB-T).
- Công nghệ quảng bá đa phương tiện số cho các máy cầm tay (DVB-H) là một tiêu chuẩn được thiết kế sử dụng các mạng DVB-T để phát các dịch vụ DVB-H và sử dụng chung phổ tẩn của DVB-T.
- Nhiều nỗ lực đang được thực hiện để tìm kiếm phổ tần và các nguồn tài Các công nghệ truyền hình di động và giải pháp truyền hình di động trên mạng 3G Phan Thị Kim Hoa – CH CNTT nguyên để truyền tín hiệu truyền hình di động ở cấp khu vực hay toàn cầu, sẽ dẫn tới sự hội tụ của các tiêu chuẩn.
- 2.4 Công nghệ broadcast và unicast đối với truyền hình di động Có hai chế độ phân phát nội dung tới thiết bị di động là: chế độ broadcast và chế độ unicast.
- 2.4.1 Công nghệ broadcast Công nghệ cung cấp tới nhiều người sử dụng cùng nội dung ở cùng thời điểm được gọi là broadcast ví dụ như sự quảng bá tín hiệu truyền hình tương tự và radio.
- Công nghệ này có tính cá nhân thấp vì tất cả người sử dụng đều thu được cùng nội dung.
- Tuy nhiên, công nghệ này phù hợp với thị trường vì không bị hạn chế kỹ thuật về số lượng người sử dụng có thể thu nội dung ở cùng thời điểm.
- Hình 2.3 Truyền dẫn broadcast đối với truyền hình di động Các công nghệ quảng bá phát tín hiệu truyền hình di động gồm: MBMS, DMB-T, DMB-S, DVB-H, ISDB-S, DAB, DAB-IP và MediaFLO.
- Như vậy, công nghệ quảng bá được sử dụng tốt nhất để phân phát hiệu quả các kênh truyền hình phổ biến tới số lượng lớn người sử dụng trong một vùng địa lý nhất định.
- 2.4.2 Công nghệ unicast Công nghệ cung cấp tín hiệu truyền hình di động theo chế độ one-to-one được gọi là unicast.
- Công nghệ này có tính cá nhân cao vì mỗi người sử dụng chỉ xem dòng truyền tải unicast của mình

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt