《電子技術(shù)應(yīng)用》
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瞄準(zhǔn)手機電視應(yīng)用的DVB-H技術(shù)

2010-11-14
來源:產(chǎn)通網(wǎng)
</a><DVB-H技術(shù)" title="DVB-H技術(shù)">DVB-H技術(shù)" title="DVB-H技術(shù)">DVB-H技術(shù)必能吸引更多的用戶,,為手機工業(yè)創(chuàng)造出更多的利潤回報,。

  1、廣播電視領(lǐng)域的需求

  近年來廣播電視的普及率越來越高,,但是這些業(yè)務(wù)大都是單向的,,不能滿足廣大用戶日益增長的個性化多媒體業(yè)務(wù)要求,為此有必要引入交互式多媒體業(yè)務(wù),。目前,,雖然用戶主要通過電視機來接收每天的電視節(jié)目,但電視節(jié)目的移動接收也開始受到大家的關(guān)注,,因此廣播公司需要采取合適的方式來實現(xiàn)電視節(jié)目的移動接收,。使用DVB-T進(jìn)行下行鏈路廣播,地面回傳信道數(shù)字視頻廣播(DVB-RCT)作為反饋回路實現(xiàn)交互式多媒體業(yè)務(wù),,不失為一種好的解決方案,,可以很好地實現(xiàn)固定接收;通過選擇合適的系統(tǒng)參數(shù),,它也適合于移動接收,。但是,消費者更傾向于在他們?nèi)粘J褂玫?G終端上觀看數(shù)字電視節(jié)目,,因此上述方案無法為廣播公司吸引大量消費者,。

  消費者要求廣播公司提供更多的業(yè)務(wù),需要選擇合適的傳輸方式來實現(xiàn)消費者要求的業(yè)務(wù),,例如電視廣播,,以及給移動用戶提供個性化的多媒體業(yè)務(wù),后者在廣播網(wǎng)絡(luò)中很難實現(xiàn),,但是移動通信系統(tǒng)可以滿足后者,,這就促進(jìn)了廣播網(wǎng)與蜂窩網(wǎng)的融合,,為DVB-H開辟了廣闊的應(yīng)用空間,。

  2、移動通信運領(lǐng)域的需求

  3G可以提供多種多樣的交互式多媒體業(yè)務(wù),,運營商需要確保這些業(yè)務(wù)能夠為他們帶來收益,。Internet使許多消費者習(xí)慣獲得免費的資源,因此需要創(chuàng)新業(yè)務(wù)來鼓勵消費者使用付費內(nèi)容,。業(yè)務(wù)的及時性是非常重要的,,3G能給用戶提供無論何時何地的快速接入。

  從2G角度看,,3G的容量似乎非常大,,但是從個性化多媒體業(yè)務(wù)角度看,3G網(wǎng)絡(luò)很快就會變得擁擠不堪,。例如,,一個3G基站有能力同時給10個用戶傳輸100kbps的視頻流,,但是相同的帶寬可以給100個用戶傳遞話音業(yè)務(wù)。如果3G基站總是有多余的資源,,傳遞視頻流就不會影響3G網(wǎng)絡(luò)整體的性能,,但是實際情況并非如此。例如,,3G用戶使用的一種新視頻業(yè)務(wù),,該業(yè)務(wù)可以使他們接收他們喜歡的足球隊比賽進(jìn)球的精彩回放。然而,,如果有100萬個用戶購買同一球隊的進(jìn)球瞬間即時回放業(yè)務(wù),,情況就大不相同了。假設(shè)100kbps的視頻流長100s,,并在1000s內(nèi)通過10000個基站進(jìn)行傳遞,,這樣每一個基站必須在16~17分鐘內(nèi)一直以1Mbps的速度進(jìn)行傳遞,在這段時間內(nèi)用戶需求將耗盡3G網(wǎng)絡(luò)的全部資源,。同樣的視頻片斷可以通過廣播網(wǎng)絡(luò)傳輸,,只使用該同等頻帶寬度網(wǎng)絡(luò)1%的資源就可以為這些移動用戶服務(wù),因此DVB-H是一種更為經(jīng)濟的解決方案,。

  目前,,很多無線公司已經(jīng)宣布支持DVB-H標(biāo)準(zhǔn),以便在美國,、歐洲以及亞洲市場推出移動數(shù)字電視 (DTV) 廣播服務(wù),,這些公司包括O2等無線運營商;Crown Castle Mobile Media等多種廣播網(wǎng)絡(luò)運營商,;UDcast等無線基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)商,;Nokia等手機制造商;Silicon & Software Systems Ltd (S3)等軟件協(xié)議棧提供商,;以及DiBcom,、Freescale、Intel,、Microtune,、S-Communications、德州儀器(TI)以及TTPCom等半導(dǎo)體廠商,。他們及全球眾多其他同行都是DVB-H技術(shù)的支持者,,共同為移動運營商及廣播公司提供了一個開放環(huán)境,極大推進(jìn)了遠(yuǎn)未開發(fā)但充滿前景的數(shù)字移動電視市場的發(fā)展,。

二,、DVB-H標(biāo)準(zhǔn)

  制訂DVB-H標(biāo)準(zhǔn)的目的是通過手持接收機接收IP寬帶流媒體圖像數(shù)據(jù),例如MPEG-4流媒體、微軟的WM9等,,甚至有些廠家設(shè)想通過在目前第二代2G移動通訊網(wǎng)上加入DVB-H來替代第三代移動通訊業(yè)務(wù)3G中的視頻業(yè)務(wù),,這樣做的投資成本要比采用3G標(biāo)準(zhǔn)的代價低,同樣可以完成3G所要實現(xiàn)的寬帶IP流媒體業(yè)務(wù),。目前移動通訊領(lǐng)域的一些領(lǐng)先廠家,,例如Nokia、Sony,、Panasonic都在DVB-H方面投入大量的研發(fā)財力和人力,,Nokia已經(jīng)在芬蘭和德國實現(xiàn)了DVB-H實驗網(wǎng),并與現(xiàn)有的GSM網(wǎng)進(jìn)行了集成,。

  1,、系統(tǒng)要求

  DVB-H是建立在DVB(數(shù)據(jù)廣播)和DVB-T(傳輸)兩個標(biāo)準(zhǔn)之上的標(biāo)準(zhǔn),但并不是簡單的將數(shù)據(jù)廣播和DVB-T融合在一起,,這主要是因為DVB-H標(biāo)準(zhǔn)支持的是手機等小型終端設(shè)備,,它們的天線更小巧,移動更為靈活,。

  為了提高電池的使用時間,,終端應(yīng)能夠周期地關(guān)掉一部分接收電路以節(jié)省功耗。對于漫游的用戶,,當(dāng)用戶進(jìn)入新區(qū)域后應(yīng)仍能非常順利地接收DVB-H業(yè)務(wù) ,。

  對于室內(nèi)、室外,、步行,、乘車等不同的接收方式,傳輸系統(tǒng)應(yīng)能保證在各種移動速率下順利接收DVB-H業(yè)務(wù),。在充斥大量脈沖干擾的環(huán)境中,,傳輸系統(tǒng)應(yīng)能采取有效的措施減少該類干擾帶來的影響。DVB-H作為手持終端的通用業(yè)務(wù)規(guī)范,,系統(tǒng)應(yīng)能提供足夠的靈活性以滿足不同傳輸帶寬和信道帶寬應(yīng)用,。

  2、DVB-H標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議

  在協(xié)議層次劃分方 面,,網(wǎng)絡(luò)層不在DVB-H標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),,標(biāo)準(zhǔn)只實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。數(shù)據(jù)鏈路層采用時間分片技術(shù),,用于降低手持終端的平均功耗,便于進(jìn)行平穩(wěn),、無縫的業(yè)務(wù)交換,。采用多協(xié)議封裝(MPE)前向糾錯技術(shù),可以提高移動使用中的信噪比(C/N)門限和多普勒性能,同時也能增強抗脈沖干擾的能力,。

  物理層在DVB-T的基礎(chǔ)上進(jìn)行補充,,增加了4K傳輸模式和深度符號交織等內(nèi)容,除原有DVB-T的技術(shù)特點外,,在傳輸參數(shù)信令(TPS)比特中增加了DVB-H信令,,用于提高業(yè)務(wù)發(fā)展速度。蜂窩標(biāo)識在TPS中指示,,用于支持移動接收時的快速信號掃描和頻率交換,。增加4K模式可以適應(yīng)移動接收特性和單頻網(wǎng)蜂窩的大小,提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)計,、規(guī)劃的靈活性,。2K和4K模式進(jìn)行深度符號交織,可以進(jìn)一步提高在移動環(huán)境和沖擊噪聲環(huán)境下系統(tǒng)的魯棒性,。

  3,、DVB-H系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

  (1)DVB-H網(wǎng)絡(luò)

  同DVB-T一樣,DVB-H也采用單頻網(wǎng)(SFN),,對頻率資源進(jìn)行再用,,每個單頻網(wǎng)的半徑大約40公里,內(nèi)部由多個發(fā)射機和功率增強器覆蓋,,發(fā)射機之間采用IP網(wǎng)聯(lián)接,,每個發(fā)射機配有一個IP/DVB打包機,采用多協(xié)議封裝格式(MPE),,它可以將IP內(nèi)容,、時間切片信息和數(shù)據(jù)節(jié)(SECTION)內(nèi)的糾錯碼,插入到傳輸流當(dāng)中,,為了節(jié)省單頻網(wǎng)適配器,,GPS時鐘信息也可以通過IP/DVB打包機插入到TS流中。

  通用地講,,DVB-H網(wǎng)絡(luò)可以將MPEG-2與基于IP的MPEG-4同時復(fù)用傳輸,。例如,發(fā)射機A中的情況也可以單獨傳輸基于IP的MPEG-4流媒體(例如發(fā)射機B),,但是無論哪一種情況,,連接IP環(huán)境和DVB環(huán)境的核心器件是IP/DVB打包機。在傳輸流媒體的IP環(huán)境內(nèi),,通常還要加入IP流媒體管理器,,它的作用是實現(xiàn)多個IP流媒體節(jié)目供應(yīng)商到多個網(wǎng)絡(luò)運營商的不同覆蓋區(qū)域的路由管理、播控管理,。

  (2)DVB-H系統(tǒng)前端

  系統(tǒng)前端由DVB-H封裝機和DVB-H調(diào)制器構(gòu)成,,DVB-H封裝機負(fù)責(zé)將IP數(shù)據(jù)封裝成MPEG-2系統(tǒng)傳輸流,,DVB-H調(diào)制器負(fù)責(zé)信道編碼和調(diào)制;系統(tǒng)終端由DVB-H解調(diào)器和DVB-H終端構(gòu)成,,DVB-H解調(diào)器負(fù)責(zé)信道解調(diào),、解碼,DVB-H終端負(fù)責(zé)相關(guān)業(yè)務(wù)顯示,、處理,。

  

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  目前,DVB標(biāo)準(zhǔn)中支持4種數(shù)據(jù)廣播的方式:數(shù)據(jù)管道,、數(shù)據(jù)流,、多協(xié)議封裝和數(shù)據(jù)輪播,雖然它們原則上都可以傳送IP數(shù)據(jù),,但是DVB-H只使用了多協(xié)議封裝(MPE)方式,,這主要是因為數(shù)據(jù)管道和數(shù)據(jù)流兩種方式較少使用,因此沒有考慮,,而數(shù)據(jù)輪播方式主要被用于傳送文件和數(shù)據(jù)對象,,并不適用于流媒體業(yè)務(wù),且在該方式下很難實現(xiàn)時間分片,。與其他三者不同,,多協(xié)議封裝技術(shù)對數(shù)據(jù)對象和流媒體業(yè)務(wù)都具有良好的支持特性,并且還可接受IP以外的其他傳輸協(xié)議,,具有更高的靈活性,,特別是在該方式下很容易實現(xiàn)時間分片,因此能夠符合DVB-H的技術(shù)需求,。

三,、DVB-H關(guān)鍵新技術(shù)

  DVB-H雖然是DVB數(shù)據(jù)廣播和DVB-T兩種技術(shù)的融合,但是如果僅僅依靠上述兩種技術(shù)是不能完全解決DVB-H所面臨的問題,。例如,,雖然DVB-T已經(jīng)被證明在固定、移動,、便攜接收等方面具有非常出眾的性能,,但是對于手持設(shè)備而言還需要進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn),這是因為:

  (1)DVB-H終端采用電池進(jìn)行供電,,因此要求射頻接收和信道解調(diào),、解碼部分的功耗小于100mW,而DVB-T計劃2007年才能將該指標(biāo)降到600mW,,顯然二者要求相距甚遠(yuǎn),。

  (2)由于蜂窩環(huán)境下的信道狀況多變,因此DVB-T要在以下3個方面進(jìn)行改進(jìn):移動信道的C/N,、移動信道的多普勒效應(yīng)和抗脈沖干擾能力,。

  (3)由于DVB-H終端在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)移動時接收天線小巧且單一,,因此對于大,、中型單頻網(wǎng)要有優(yōu)化設(shè)計考慮,。

  為了解決上述問題此,DVB-H增加了一些新的技術(shù)模塊,,它們主要包括:時間分片——基于時分復(fù)用技術(shù),,用于節(jié)省接收終端功耗和便于網(wǎng)絡(luò)交換;MPE-FEC——基于RS糾錯編碼技術(shù),,為MPE增加額外的前向糾錯編碼,,用于提高系統(tǒng)的移動和抗脈沖干擾能力;4K模式——在DVB-T的2K,、8K傳輸模式基礎(chǔ)上增加4K模式,,用于提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的靈活性;DVB-H TPS(傳輸參數(shù)信令)——為DVB-H設(shè)計專用的傳輸參數(shù)信令,,用于提高系統(tǒng)同步和業(yè)務(wù)訪問速度,。

  1、時間分片

  時間分片技術(shù)是DVB-H中最為重要的新技術(shù)模塊,,它不但能夠有效降低手持終端的平均功耗,,并且還是不同網(wǎng)絡(luò)間實現(xiàn)平穩(wěn)、無縫業(yè)務(wù)交換的基礎(chǔ),。

  時間分片技術(shù)采用突發(fā)方式傳送數(shù)據(jù),,每個突發(fā)時間片傳送一個業(yè)務(wù),在業(yè)務(wù)傳送時間片內(nèi)該業(yè)務(wù)將單獨占有全部數(shù)據(jù)帶寬,,并指出下一個相同業(yè)務(wù)時間片產(chǎn)生的時刻,,這樣手持終端能夠在指定的時刻接收選定的業(yè)務(wù),在業(yè)務(wù)空閑時間做節(jié)能處理,,從而降低總的平均功耗,。當(dāng)然,這期間前端放射機是一直工作的,,在相同業(yè)務(wù)的兩個時間片之間將會傳送其他業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),,DVB-H信號就是由這樣許多的時間片組成的。從接收機的角度而言,,接收到的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)并非是如傳統(tǒng)恒定速率的連續(xù)輸入方式,,數(shù)據(jù)以離散的方式間隔到達(dá),因此稱之為突發(fā)傳送,,如果解碼終端要求數(shù)據(jù)速率較低但必須是恒定碼率,,接收機可以對接收到的突發(fā)數(shù)據(jù)首先進(jìn)行緩沖,然后生成速率不變的數(shù)據(jù)流,。

  (1)時間分片與功耗

  時間分片技術(shù)采用突發(fā)方式傳送數(shù)據(jù),,與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)流業(yè)務(wù)相比具有更高的瞬時速率,。為了達(dá)到節(jié)省功耗的要求,突發(fā)帶寬一般為固定帶寬的10倍左右,。例如一個恒定速率為350kbit/s的業(yè)務(wù)流,,它意味著要求一個4Mbit/s左右的突發(fā)帶寬。注意,,突發(fā)帶寬在固定帶寬兩倍的情況下功耗就可以節(jié)省50%,,因此如果帶寬為10倍,可以節(jié)省90%,。

  (2)時間分片與PSI/SI

  DVB-H標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定PSI/SI信息不進(jìn)行時間分片處理,,它們將被分配一個固定帶寬進(jìn)行傳送,這主要是因為目前使用的PSI/SI信息并不支持時間分片傳送,,如果進(jìn)行改動將難以和目前數(shù)據(jù)表兼容,,此外移動手持終端不也要求PSI/SI被時間分片。

  手持終端在DVB-H系統(tǒng)中需訪問SI中的NIT和INT表,。NIT表的內(nèi)容是固定的,,當(dāng)手持終端加入到一個新網(wǎng)絡(luò)中時首先要接收該表,確定網(wǎng)絡(luò)參數(shù),。當(dāng)在不同的傳輸流之間切換時,,手持終端需讀取INT表,除非以后INT表發(fā)生了變更,,否則終端將不再接收INT表,,INT表變更信息在PSI的PMT表中進(jìn)行標(biāo)識。

  由于DVB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定PSI信息必須每隔100ms重傳一次,,如果突發(fā)脈沖的業(yè)務(wù)傳送時間比100ms時間長,,則手持終端能夠在接收業(yè)務(wù)的同時訪問所有PSI信息;如果業(yè)務(wù)傳送時間小于100ms,,手持終端需在業(yè)務(wù)接收完畢后繼續(xù)保持一段工作時間,,以確保完成所請求PSI表的接收。

  (3)時間分片與業(yè)務(wù)交換

  采用時間分片技術(shù)使手持終端能夠在業(yè)務(wù)傳送空閑周期對相鄰蜂窩進(jìn)行監(jiān)視,,掃描其他頻率信號,、測試信號強度,但并不中斷本業(yè)務(wù)的接收,。那幺當(dāng)用戶進(jìn)入新的網(wǎng)絡(luò)時,,手持終端根據(jù)監(jiān)視結(jié)果在空閑周期切換到具有相同業(yè)務(wù)的不同傳輸流上,從而實現(xiàn)準(zhǔn)最優(yōu),、無縫業(yè)務(wù)交換,。如果我們在前端對業(yè)務(wù)同步精確編排,完全能夠使相同業(yè)務(wù)及時出現(xiàn)在相鄰峰窩的不同時隙上,,而用戶不會察覺這種變化,。注意在單頻網(wǎng)情況下,,只有終端處于不同網(wǎng)絡(luò)時才進(jìn)行業(yè)務(wù)交換,對于單頻網(wǎng)內(nèi)所有發(fā)射機而言被認(rèn)為是同一峰窩,。

  此時,,需要考慮的問題是這種監(jiān)視工作必定會影響降低功耗要求,實際上如果將這種影響限制在一個可接受的量級,,例如監(jiān)測某個單一頻率信號強度的時間不超過20ms,,并且用智能預(yù)測等方式降低需監(jiān)測信號的數(shù)量,,就可以滿足DVB-H系統(tǒng)的要求,。

  (4)時間片和條件接收

  DVB-H可采用兩種方式實現(xiàn)條件接收,一種是基于IP的條件接收系統(tǒng)(IP-CAS),。所有的CAS相關(guān)信息都在IP數(shù)據(jù)中,,并可以支持時間分片技術(shù),確保節(jié)省功耗,。注意,,DVB-H標(biāo)準(zhǔn)不須支持CAS和接收機間的雙向傳送,IP-CAS的只須支持廣播環(huán)境即可,。

  另一種方式是采用DVB通用加擾算法的條件接受系統(tǒng)(DVB-CAS),,此時在DVB-H系統(tǒng)通中傳送CAS信息將面臨一些問題。由于DVB-CAS使用ECM傳送解擾密鑰,,因此ECM不能進(jìn)行時間分片,,另外DVB-CAS還使用EMM,用于傳送授權(quán)管理信息,,由于EMM的時間間隔是隨機的,,終端必須一直工作以確保不會丟失EMM,并且直接使用DVB-CAS將影響網(wǎng)絡(luò)漫游業(yè)務(wù),。

  為確保解擾工作的進(jìn)行,,接收機必須完成ECM接收,系統(tǒng)通過ECM重復(fù)率描述符(ECM repetition rate descriptor)標(biāo)識ECM最小重復(fù)周期,。如果手持終端在開始接收業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)前至少完成了一個ECM最小周期接收,,則至少能收到一個ECM,從而獲取解擾密鑰,。通常解擾密鑰的有效時間為10s,,為此接收機必須確保在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)到達(dá)前10s完成解擾密鑰接收。

  EMM將采用時間片方式傳送,。首先將EMM封裝為IP數(shù)據(jù)報形式,,封裝后EMM-IP 數(shù)據(jù)的時間分片方式與其他的IP數(shù)據(jù)相同,并采用MPE-FEC以減少數(shù)據(jù)丟失,。從接收終端的角度來看,,載有EMM的IP數(shù)據(jù)是一個附加業(yè)務(wù),,它是必須被接收的,恢復(fù)出的EMM-IP數(shù)據(jù)將被傳送到DVB-CAS特定的模塊對EMM信息處理,。

  通過上述方式處理后,,DVB-CAS不會對用戶漫游造成任何影響。

  2,、MPE-FEC

  DVB-H標(biāo)準(zhǔn)在數(shù)據(jù)鏈路層為IP數(shù)據(jù)報增加了RS(Reed-Solomon)糾錯編碼,,作為MPE的前向糾錯編碼,校驗信息將在指定的FEC段中傳送,,我們稱之為MPE-FEC,。MPE-FEC的目標(biāo)是提高移動信道中的C/N、多普勒性能以及抗脈沖干擾能力,。注意,,該部分內(nèi)容在標(biāo)準(zhǔn)中不是強制的,因此沒有MPE-FEC功能的接收終端可以簡單地略過FEC段完成業(yè)務(wù)接收,。

  

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  實驗證明即使在非常糟糕的接收環(huán)境中,,適當(dāng)?shù)氖褂肕PE-FEC仍可以準(zhǔn)確無誤恢復(fù)出IP數(shù)據(jù)。MPE-FEC的數(shù)據(jù)開銷分配非常靈活,,在其它傳輸參數(shù)不變的情況下,,如果校驗開銷提高到25%,則MPE-FEC能夠使手持終端達(dá)到和使用天線分集接收時相同的C/N,。實際上,,我們可以通過選定一個高配置的傳輸參數(shù)提高傳輸碼率來補償MPE-FEC的開銷,而它將提供比DVB-T(沒有MPE-FEC)好得多的性能,,例如在高速,、單一天線的情況下,采用MPE-FEC的手持終端能夠在DVB-T環(huán)境下接收8K/16-QAM甚至是8K/64-QAM信號,,此外MPE-FEC提供非常好的抗脈沖干擾能力,。

  MPE-FEC幀被安排在一個255列的矩陣中,行的數(shù)量是可變化的,,行數(shù)可以從1變化到一個定值,,該值在time slice fec identifier descriptor描述符中標(biāo)識,最大為1024,,因此最大的MPE-FEC幀占用2M比特,。

  矩陣中的每個位置控制一個信息字節(jié),MPEF-FEC靠左邊的191個列用于IP數(shù)據(jù)報和內(nèi)容填充,,稱為應(yīng)用數(shù)據(jù)表,;靠右邊的64個列用于描述FEC碼的校驗信息,稱為RS數(shù)據(jù)表;我們將這種RS編碼稱為RS(255,191),。

  功耗也是我們需要考查的目標(biāo),,MPE-FEC在0.13µm工藝下消耗2mW功率,在0.18µm工藝下消耗1mW,,事實上由于該模塊工作的時間很短,,其平均功耗甚至可以忽略不計。

  3,、4K模式和深度符號交織

  DVB-H標(biāo)準(zhǔn)在DVB-T原有的2K(2048)和8K(8192)模式下增加了4K(4096)模式,,通過協(xié)調(diào)移動接收性能和單頻網(wǎng)規(guī)模進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的靈活性。同時,,為進(jìn)一步提高移動時2K和4K模式的抗脈沖干性能,,DVB-H標(biāo)準(zhǔn)特為二者引入了深度符號交織(in-depth interleaving)技術(shù)。

  在DVB-T系統(tǒng)中,,2K模式比8K模式提供更好的移動接收性能,,但是2K模式的符號周期和保護(hù)間隔非常短,使得2K模式僅僅適用于小型單頻網(wǎng),。新增加的4K模式符號具有較長的周期和保護(hù)間隔,能夠建造中型單頻網(wǎng),,網(wǎng)絡(luò)設(shè)計者能夠更好地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,,提高頻譜效率,雖然這種優(yōu)化不如8K模式的效率高,,但是4K模式比8K模式的符號周期短,,能夠更頻繁的進(jìn)行信道估計,提供一個比8K更好的移動性能,??傊?K模式的性能介于2K和8K之間,,為覆蓋范圍,、頻譜效率和移動接收性能的權(quán)衡提供了一個額外的選項。

  DVB-H中3種模式關(guān)于單頻網(wǎng)峰窩規(guī)模和移動接收性能的特點可總結(jié)如下:

  (1)8K模式適用于單個發(fā)射機和大,、中,、小型單頻網(wǎng),它的多普勒性能允許進(jìn)行高速的移動接收,。

  (2)4K模式適用于單個放射機和中,、小型單頻網(wǎng),它的多普勒性能允許進(jìn)行更高速的移動接收,。

  (3)2K模式適用于單個放射機和小型單頻網(wǎng),,它的多普勒性能允許進(jìn)行超高速的移動接收。

  在脈沖噪聲干擾條件下,,由于8K模式的符號周期較長,,噪聲功率被平均分配到8192個子載波上,,因此比2K和4K具有更好的抗干擾性能。DVB-H標(biāo)準(zhǔn)為克服這一缺點,,利用8K符號的交織器對2K和4K進(jìn)行深度符號交織,,使二者能夠具有接近8K模式的抗脈沖干擾性能。

  雖然4K模式和深度符號交織器處在物理層,,但這并不意味著要對DVB-T設(shè)備過多改造,,事實上一個典型的DVB-T移動解調(diào)器(8K)已經(jīng)具有足夠的RAM和邏輯控制單元。此外,,4K模式的發(fā)射頻譜與2K和8K模式非常相似,,預(yù)計不需要對發(fā)射機的濾波器進(jìn)行改造。

  4,、DVB-H TPS 

  DVB-H TPS(傳輸參數(shù)信令)能夠為系統(tǒng)供一個魯棒,、易訪問的信令機制,能使接收機更快地發(fā)現(xiàn)DVB-H業(yè)務(wù),。TPS是一個具有良好魯棒性的信號,,即使在低C/N地條件下,解調(diào)器仍能快速將其鎖定,。DVB-H系統(tǒng)使用兩個新TPS比特標(biāo)識時間片和可選的MPE-FEC是否存在,,另外用DVB-T中已存在的一些共享比特表示4K模式、符號交織深度和蜂窩標(biāo)識,。

四,、典型DVB-H產(chǎn)品及服務(wù)

  DVB-H是一種開放式的非專利標(biāo)準(zhǔn),它不僅推動整個無線市場的發(fā)展,,促進(jìn)移動DTV手持終端及服務(wù)可更快速,、更低廉地推向大眾市場消費者,還能通過目前采用蜂窩網(wǎng)絡(luò)的視頻流服務(wù)實現(xiàn)更佳的最終用戶體驗,,以及減少語音服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)容量,。目前,DVB-H得到了業(yè)界眾多廠商的積極響應(yīng),,如O2等無線運營商,,Crown Castle Mobile Media等多種廣播網(wǎng)絡(luò)運營商,UDcast等無線基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)商,,Nokia等手機制造商,,Silicon & Software Systems Ltd (S3)等軟件協(xié)議棧提供商,以及DiBcom,、Freescale,、Intel、Microtune、S-Communications,、德州儀器(TI),、飛利浦電子(Philips)以及TTPCom等半導(dǎo)體。

  1,、諾基亞Nokia 7710電視手機

  2005年5月11日,,全球手機業(yè)巨頭諾基亞在芬蘭向外界公布了自行開發(fā)的Nokia 7710電視手機技術(shù)細(xì)節(jié),從而方便服務(wù)提供商為用戶提供可在手機上播放的多樣電視節(jié)目,。

  諾基亞手機電視服務(wù)體系包括手機終端,、服務(wù)商和網(wǎng)絡(luò),該體系所采用的標(biāo)準(zhǔn)得到了歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會ETSI的批準(zhǔn),。諾基亞認(rèn)為,,手機電視在家庭和工作場所也很受歡迎,其中最受關(guān)注的節(jié)目包括新聞,、天氣,、體育賽事、當(dāng)前時事和娛樂資訊,?!?/p>

  2、三星具有DVB-H電視功能的CDMA手機  

  韓國三星電子2005年3月14日在“CTIA Wireless 2005”上展示了具有DVB-H電視功能的CDMA手機,。三星2004年已經(jīng)展示過在GSM/GPRS手機中嵌入DVB-H接收模塊的手機,。

  該手機是在CDMA手機中嵌入DVB-H接收模塊的樣機,支持以H.264格式編碼的視頻數(shù)據(jù),,能夠以30幀/秒的速率播放QVGA格式影像;將液晶屏轉(zhuǎn)動90度后,,可在長方形畫面上收看電視節(jié)目,,該手機配備有130萬像素相機。除此之外,,該設(shè)計還配備了美國SanDisk公司TransFlash存儲卡接口和藍(lán)牙無線接口,,內(nèi)置DVB-H模塊支持UHF和1.67GHz兩個頻段。

  3,、西門子通信公司支持DVB-H標(biāo)準(zhǔn)的手機

  在CeBIT2005期間,,德國西門子通信(Siemens Communications)公司展示了支持DVB-H標(biāo)準(zhǔn)的手機樣機,首次進(jìn)行DVB-H電視信號的接收演示,。

  該公司為進(jìn)行演示專門設(shè)置了試驗電視臺,,在實際接收DVB-H電視信號后播放電視節(jié)目。預(yù)計服務(wù)將于2006年中期到2007年推出,。此次演示使用的是采用H.264/MPEG-4 AVC規(guī)格進(jìn)行編碼的影像內(nèi)容,,幀速率為25幀/秒,編碼速度為250Kbps,可連續(xù)收看2小時,。樣機配備了VGA(640×480像素)液晶面板,,在其600×400像素的區(qū)間播放影像內(nèi)容。

 

關(guān)鍵字:手機電視 DVB-H技術(shù)

 

 

  4,、DiBcom首推DIB7000移動電視解調(diào)芯片

  法國無晶圓廠半導(dǎo)體公司DiBcom公司于2005年2月18日推出了面向移動電視解調(diào)應(yīng)用,、符合DVB-H規(guī)范的工作硅片(working silicon)。這款芯片的設(shè)計用于接收廣播信號,,使移動電話用戶能觀看從基于DVB-H及DVB-T規(guī)范的新數(shù)字電視基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)射的地面DTV實況廣播,。

  DiBcom的芯片在PDA中以獨立的DVB-H解調(diào)芯片亮相,與飛思卡爾半導(dǎo)體開發(fā)的DTV地面調(diào)諧器IC及單獨的多媒體解碼處理器相集成,。DiBcom的電視芯片工作于DVB-H模式時功率小于20mW,,能以每小時250km的速度連續(xù)接收。芯片封裝尺寸為8×8mm,。

  DIB7000芯片能解調(diào)DVB-H和DVB-T廣播信號,,是該公司第三代DTV芯片,并已被Crown Castle公司用于技術(shù)試驗,。

  5,、飛利浦系列手機電視解決方案

  皇家飛利浦電子(Philips)2005年陸續(xù)推出了一系列手機電視系統(tǒng)級封裝解決方案。該解決方案采用DVB-H標(biāo)準(zhǔn)的新產(chǎn)品,,在僅指甲般大小的空間中提供數(shù)字電視接收器所具備的完整功能,,使消費者能在行動中享受實況電視、影像,、電影,,以及音樂欣賞的樂趣。

  飛利浦將在2005年第二季推出小型系統(tǒng)機板,,以協(xié)助手機廠商順利參與下一階段的DVB-H測試項目,。其后將推出空間更節(jié)省、功耗更低的完全系統(tǒng)級封裝(SiP)DVB-H產(chǎn)品,,可提供消費者在手機上連續(xù)觀看電視10小時而不必重新充電的服務(wù),。

  此外,飛利浦并與S3公司(Silicon & Software Systems)合作,,將其先進(jìn)的DVB-H相容onHandTV軟件納入飛利浦系統(tǒng)級設(shè)計中,,并協(xié)助獨立軟件供應(yīng)商(ISV)和系統(tǒng)整合商共同為Nexperia半導(dǎo)體解決方案發(fā)展中介、應(yīng)用軟件,,以及參考設(shè)計,。

  6、TI“好萊塢”單芯片解決方案 

  德州儀器(TI)于2004年10月推出“好萊塢”芯片,。“好萊塢”是一款完整的手持終端單芯片解決方案,,支持DVB-H,,以及日本標(biāo)準(zhǔn)ISDB-T(地面綜合服務(wù)數(shù)字廣播)。與TI OMAP處理器配合,,“好萊塢”能夠?qū)崿F(xiàn)清晰銳利的顯示圖像,。

  “好萊塢”采用TI的DRP技術(shù)實現(xiàn)了業(yè)界最小尺寸及最低成本的低功耗移動DTV解決方案,這將成為向消費類手機提供DTV功能的關(guān)鍵,。

  7,、飛思卡爾DVB-H接收IC  

  飛思卡爾半導(dǎo)體公司(Freescale Semiconductor)試制成功的DVB-H規(guī)格接收IC已經(jīng)在2005年2月15日前舉行的“2005年國際固體電路會議(ISSCC2005)”上進(jìn)行演示。通過采用直接轉(zhuǎn)換型架構(gòu),、簡化電路結(jié)構(gòu),,飛思卡爾DVB-H接收IC把耗電量降到了240mW,可接收頻帶為470MHz~862MHz的UHF頻帶,,可支持的單頻段帶寬為6/7/8MHz,,支持OFDM的8K模式。

  該IC與DVB-T規(guī)格電視調(diào)諧器IC使用的頻帶一樣,,從電視調(diào)諧器來說基本相同,,不過針對便攜終端降低了耗電量。DVB-H在手機接收的前提下,,采取了降耗電措施——時間分片,。DVB-H規(guī)格即便使用與老規(guī)格DVB-T相同的電視調(diào)諧器IC,利用這種時間分割方式,,最大也能將耗電量降至1/10左右,。此前的DVB-T規(guī)格電視調(diào)諧器IC的耗電量約為1W,希望通過此項措施實現(xiàn)約100mW的耗電量,。不過,,像這次發(fā)表的IC,僅電視調(diào)諧器部分的耗電量就達(dá)240mW左右,,因此估計還能進(jìn)一步降低耗電量,。

  飛思卡爾DVB-H接收IC采用0.35μm碳硅鍺 (SiGeC)雙極CMOS技術(shù),最低接收靈敏度為-85dBm,,低通濾波器為逆切比雪夫型。本機振蕩器的相位噪音方面,,1.45MHz偏置時為-133dBc/Hz,。

  8、TTPCom公司DVB-H解調(diào)/解碼技術(shù)

  獨立數(shù)字無線通訊技術(shù)供應(yīng)商TTPCom有限公司2005年3月推出了DVB-H解調(diào)/解碼技術(shù),。采用此項知識產(chǎn)權(quán)(IP),,半導(dǎo)體生產(chǎn)商可以性價比高的價格,快速高效地部署高性能DVB-H接收器方案,。該技術(shù)以寄存器轉(zhuǎn)移水平(Register Transfer Level, RTL)系統(tǒng)執(zhí)行方式提供,,可以讓下一代手持設(shè)備和移動電話具備電視接收功能,。

  基于對手機廠商需求的深刻理解,考慮到低功耗對于基于移動/電池應(yīng)用的重要性,,TTPCom公司的解調(diào)器/解碼器采用無內(nèi)嵌處理器的專用全硬件設(shè)計,,支持各種弱中頻或者零中頻前端調(diào)諧器架構(gòu),并且提供標(biāo)準(zhǔn)的MPEG傳輸流和IP數(shù)據(jù)流輸出,。此外,,由于在一般公用硬件平臺上同時支持DVB-H和DVB-T接收器功能,最終產(chǎn)品可以同時面向兩個市場,。

  TTPCom的DVB-H是基于DVB-T解調(diào)器/解碼器技術(shù)開發(fā)而成,。該DVB-T解調(diào)器/解碼器技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)非常成功,不但被多家世界領(lǐng)先的半導(dǎo)體公司授權(quán)采用,,而且已運行在市場上眾多商用機頂盒上,。如今,超過3億支手機已經(jīng)采用TTPCom的半導(dǎo)體技術(shù),。

  9,、Microtune針對手機和PDA的TV接收芯片 

  Microtune公司今年6月推出一款針對手機和PDA的數(shù)字視頻廣播接收芯片——MT2260 DVB-H調(diào)諧電路。該芯片采用集成設(shè)計,,無需外部低噪放大器(LNA)或平衡/不平衡變壓器,。

  MT2260芯片在觀看模式下的典型功耗為20mW至40mW。DVB-H以突發(fā)方式在不同信道傳輸,,即通常所說的采用時間分段的多路廣播,,因此該器件在脈沖之間的功率可低至9mW,而在睡眠模式下,,即TV未使用時的功耗只有幾百微瓦,。

  MT2260芯片的面積僅僅為6平方毫米,正常工作情況下功率僅僅為20mW左右,。目前這款芯片可接收到的頻段為美國的L-Band(1670-1675MHz)和歐洲的UHF(470-890MHz),。MT2260基于Digital Video Broadcast-Handheld (DVB-H)標(biāo)準(zhǔn),能夠接收到流暢清晰的數(shù)字視頻和CD般質(zhì)量的音頻,。

  由于可能出現(xiàn)沖突,,用戶不能使用固定濾波器(如在手機接收器中),以避免在整個TV頻段上受到干擾,。解決的辦法就是設(shè)計一個可以過濾干擾而不會增加功率消耗的調(diào)諧器,。Microtune開發(fā)人員采用專有的濾波器,并稱此為ClearTune技術(shù),。

  MT2260芯片現(xiàn)可提供樣品,,以10000片為單位采購,參考單價為5美元,。

五,、DVB-H的現(xiàn)在和將來

  DVB-H將對廣播和通信領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響,。DVB-H業(yè)務(wù)2005年可以投入使用,預(yù)計到2007年手機電視用戶將達(dá)到1億,,而到2009年這個數(shù)字將增長到3億,。由于DVB-H標(biāo)準(zhǔn)主要是為數(shù)字電視廣播做準(zhǔn)備,因此視頻壓縮技術(shù)是其中極其重要的技術(shù),,廣播中傳統(tǒng)的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn),,如MPEG-2顯然不能滿足DVB-H的需求。DVB組織的DVB-H成員考查了多種視頻壓縮格式,,其中最為看重的是H.264(即MPEG-4的第10部分),,目前問題主要集中于H.264的知識產(chǎn)權(quán)上;另一個壓縮格式是微軟的WinMedia9,,它的性能正在逐步提高,,預(yù)計DVB組織很快將給出最后的答案。

  在美國,,ATSC地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)采用8-VSB技術(shù),,移動性較差,需要引入新的技術(shù)或標(biāo)準(zhǔn)來推廣數(shù)字電視,,因此美國方面基于DVB-H規(guī)格的實用化進(jìn)程進(jìn)展順利,。目前,廣播電視運營商——英國Crown Castle International正在探討基于DVB-H規(guī)格的電視手機商用服務(wù),,該公司已在美國建成DVB-H試驗設(shè)施,,有望于2005年在全美構(gòu)筑廣播電視網(wǎng)絡(luò)。

  在日本,,考慮到功耗,、移動性等因素,DVB-H甚至有取代日本本土ISDB-T標(biāo)準(zhǔn)的趨勢,。目前,,可收看電視節(jié)目的手機已經(jīng)上市,用戶可以采用內(nèi)置硬盤錄制電視節(jié)目,,同時也可以保存自己喜歡的視頻文件,,體驗立體聲的音質(zhì)效果。

  在2005年6月14日于新加坡舉行的新加坡亞洲廣播展會上,,DVB項目組展示了一些突破性的廣播技術(shù),,突出了DVB-H 標(biāo)準(zhǔn)為手持設(shè)備傳送新的廣播服務(wù)的強大功能。其中,,DVB成員諾基亞還展示了如何使用一部Nokia 7710移動電話接收現(xiàn)場電視內(nèi)容的全部過程,電視內(nèi)容由新加坡國際廣播電臺(亞洲新聞頻道和TV Mobile)提供,。

  在中國,,目前在手機等移動便攜設(shè)備上收看數(shù)字電視的實現(xiàn)方案有兩種:基于移動通信系統(tǒng),、基于數(shù)字地面廣播。中國聯(lián)通和中國移動目前推出的手機電視業(yè)務(wù)屬于前者,,實際上是一種移動網(wǎng)絡(luò)上的流媒體業(yè)務(wù),。比較而言,后者的優(yōu)勢在于頻譜資源豐富,,對用戶數(shù)量敏感度低,,視頻流傳輸速度及質(zhì)量與帶寬無關(guān),而前者在這些方面明顯處于弱勢,;后者對突發(fā)及應(yīng)急事件承受能力強,,而前者則會爭奪資源,一旦用戶飽和就不能傳送,。因此,,中國能否在最終確定的數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)上做微小的改動,推出適合手機等移動便攜設(shè)備收看數(shù)字電視的標(biāo)準(zhǔn),,很值得讀者關(guān)注,。

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