一. 引言

         隨著人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)信息消費(fèi)多元化的趨勢(shì)亦趨明顯。傳統(tǒng)的固定地面電視廣播已難以滿足人們的消費(fèi)需求，人們不僅希望可以隨時(shí)隨地的收看高清晰畫(huà)面的視頻廣播，還希望可實(shí)時(shí)的接收一些諸如數(shù)據(jù)、圖片、聲音、股市財(cái)經(jīng)等信息。在韓國(guó)，由于他們使用了美國(guó)數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)ATSC對(duì)其國(guó)內(nèi)地面電視廣播業(yè)務(wù)進(jìn)行數(shù)字化，而這種標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法支持移動(dòng)電視業(yè)務(wù)。在人們對(duì)移動(dòng)電視業(yè)務(wù)需求日趨增長(zhǎng)的情況之下，韓國(guó)人在經(jīng)過(guò)兩年多時(shí)間對(duì)目前現(xiàn)有可用的地面廣播技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一番精心比較分析后，最終選擇了DAB Eureka-147歐洲標(biāo)準(zhǔn)作為韓國(guó)開(kāi)展地面手機(jī)電視業(yè)務(wù)的傳輸標(biāo)準(zhǔn)，并由此確立了韓國(guó)的地面手機(jī)電視國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)T-DMB。

        T-DMB作為對(duì)DAB標(biāo)準(zhǔn)的繼承與發(fā)展，除了采用DAB標(biāo)準(zhǔn)原先所使用的相關(guān)技術(shù)外，為了進(jìn)行視頻廣播，還使用了一序列新技術(shù)。包括在視頻壓縮上采用了適合低比特速率視頻業(yè)務(wù)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)MPEG-4 AVC/H.264，節(jié)目伴音壓縮則采用BSAC，數(shù)據(jù)交互使用BIFS。DAB與MPEG-4技術(shù)的成功結(jié)合有效地解決了人們對(duì)數(shù)字移動(dòng)電視業(yè)務(wù)的需求。DAB Eureka-147作為第一個(gè)為對(duì)地面聲音廣播進(jìn)行數(shù)字化開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)，完成于1994年，發(fā)展至今已成為一個(gè)非常成熟的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，目前已被歐洲和其它一些國(guó)家和地區(qū)，包括中國(guó)、韓國(guó)、加拿大、臺(tái)灣、澳大利亞等采納作為實(shí)施本國(guó)地面聲音廣播數(shù)字化的獲選方案。目前，在歐洲國(guó)家尤其是英國(guó)，DAB的芯片和接收機(jī)在市場(chǎng)上隨處可見(jiàn)，種類(lèi)也非常齊全，價(jià)格也比較合理。由于從標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一開(kāi)始，DAB標(biāo)準(zhǔn)就是為向固定、可持及移動(dòng)設(shè)備廣播聲音業(yè)務(wù)而開(kāi)發(fā)的，所以非常適合于移動(dòng)電視業(yè)務(wù)。DAB系統(tǒng)可提供高達(dá)1.824Mb/s的比特率用于聲音廣播跟數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。時(shí)至今日，DAB系統(tǒng)已經(jīng)能夠提供包括動(dòng)態(tài)文本、幻燈片、廣播Web站點(diǎn)和其它一些與聲音相關(guān)或無(wú)關(guān)的業(yè)務(wù)。尤其是在復(fù)用方面，DAB允許在其獨(dú)立的數(shù)據(jù)子信道中進(jìn)行流模式運(yùn)用，這一特點(diǎn)成為韓國(guó)人發(fā)展T-DMB的突破口。

        二. DAB到DMB的發(fā)展

        從目前的DAB系統(tǒng)過(guò)渡到DMB，無(wú)需對(duì)現(xiàn)存的DAB廣播前端進(jìn)行任何改動(dòng)，只要在前端設(shè)備上引入一個(gè)DMB視頻編碼器。就可以實(shí)現(xiàn)從DAB到DMB的過(guò)渡。圖1所示為韓國(guó)T-DMB的結(jié)構(gòu)層次圖。從圖中可以看出，DMB系統(tǒng)中仍延用了DAB的整個(gè)系統(tǒng)，只是在DAB的MSC（主業(yè)務(wù)信道）中劃分出一個(gè)獨(dú)立的子信道用于視頻業(yè)務(wù)。而像原先DAB中所固有的聲音業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)都保持不變，這也使得DMB的部署相對(duì)較為容易。而新增的視頻業(yè)務(wù)則主要通過(guò)前端的DMB視頻編碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)，視頻編碼器編碼產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流，以ETI（復(fù)合群傳輸接口）信號(hào)形式通過(guò)DAB的復(fù)用器以流模式方式復(fù)用到子信道中去，與來(lái)自其它路的音頻或數(shù)據(jù)復(fù)用成高達(dá)2.048Mb/s的ETI傳輸數(shù)據(jù)流，然后將ETI數(shù)據(jù)流分配給DAB同步網(wǎng)中的各個(gè)發(fā)射臺(tái)進(jìn)行發(fā)射。

                                                                              圖1 T-DMB結(jié)構(gòu)圖

1.音視頻編碼處理

        韓國(guó)T-DMB標(biāo)準(zhǔn)采用了在限定帶寬內(nèi)仍能提供高效壓縮性能的壓縮標(biāo)準(zhǔn)MPEG-4 AVC視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。而在視頻伴音壓縮標(biāo)準(zhǔn)的選擇上，則采用專(zhuān)利使用費(fèi)相對(duì)較低的MPEG-4 BSAC音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)而非AAC+。對(duì)于視頻播放中伴隨的一些數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)或需要提供一些交互應(yīng)用的場(chǎng)合，則使用了MPEG-4 BIFS編碼。為了便于商用接收機(jī)的開(kāi)發(fā)，T-DMB使用MPEG-4壓縮標(biāo)準(zhǔn)中所需解碼處理能力相對(duì)較容易的架構(gòu)。圖2示出了DMB對(duì)視頻業(yè)務(wù)的處理流程。

                                                                        圖2 DMB視頻業(yè)務(wù)處理流程圖

        從該框圖可以看出：在DMB視頻編碼器中，使用了MPEG-4 system部分的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)分別采用H.264編碼的視頻，BSAC編碼的伴音以及BIFS編碼的交互數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行同步。首先使用MPEG-4 SL（同步層）數(shù)據(jù)包格式對(duì)視頻、伴音以及交互數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，進(jìn)而把同步包復(fù)用到MPEG-2 TS傳輸流中。然后再進(jìn)行前向糾錯(cuò)，最后以流模式方式復(fù)用到DAB系統(tǒng)中。使用的前向糾錯(cuò)技術(shù)包括RS編碼，卷積交織技術(shù)。采用前向糾錯(cuò)技術(shù)的主要原因就是提高數(shù)據(jù)流的抗誤碼性能。因?yàn)镈AB獲得好的聲音質(zhì)量要求的比特錯(cuò)誤率（BER）是不大于。然而在DMB中，要實(shí)現(xiàn)接收端對(duì)視頻業(yè)務(wù)的穩(wěn)定可靠接收，比特錯(cuò)誤率(BER)的要求高達(dá)。為了滿足這一要求，韓國(guó)T-DMB標(biāo)準(zhǔn)使用了在DVB-T標(biāo)準(zhǔn)中也使用的前向糾錯(cuò)技術(shù)（FEC）。即使用RS（204，188）對(duì)MPEG-2 TS打包流進(jìn)行編碼然后再進(jìn)行卷積交織。每188字節(jié)的TS包經(jīng)過(guò)RS編碼變成204字節(jié)的包，其中有16字節(jié)是糾錯(cuò)編碼。經(jīng)過(guò)編碼之后，每隔11個(gè)RS編碼的數(shù)據(jù)包作一次卷積循環(huán)，這樣就可以把在時(shí)間域中突發(fā)的錯(cuò)誤分散在各個(gè)部分，減少了連續(xù)錯(cuò)誤出現(xiàn)的概率。通過(guò)使用前向糾錯(cuò)技術(shù)，可以有效地保證視頻流的BER低于。

        2.DMB網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

        一種比較常見(jiàn)的DMB應(yīng)用情況是在一個(gè)1.534M帶寬的DAB頻率塊中，同時(shí)廣播兩套音頻包括與音頻相關(guān)的數(shù)據(jù)和一套手機(jī)電視視頻業(yè)務(wù)。DMB的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)層次圖如圖3所示。DMB的視頻業(yè)務(wù)以流模式方式進(jìn)入DAB系統(tǒng)的第一級(jí)復(fù)用器并打包形成ETI信號(hào)，再與其它路的音頻或數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)經(jīng)二級(jí)復(fù)用形成發(fā)射所需的ETI信號(hào)，送到各發(fā)射站點(diǎn)的激勵(lì)器進(jìn)行放大發(fā)射?；蛘呤遣恍枋褂玫谝患?jí)復(fù)用器，而直接把信號(hào)送到第二級(jí)復(fù)用器或稱(chēng)為總成復(fù)用器中，該種使用情況是在DMB視頻編碼器中已集成了一級(jí)復(fù)用模塊在編碼器中。在圖3中，還列出了DMB所使用的編碼標(biāo)準(zhǔn)及復(fù)用的標(biāo)準(zhǔn)。

                                                                        圖3 T-DMB網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

三. DMB前端編碼器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

        DMB系統(tǒng)作為對(duì)DAB系統(tǒng)的發(fā)展，其最大的不同就是增加了視頻業(yè)務(wù)。這一業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)所帶來(lái)的改變是在發(fā)射前端部分增加了DMB視頻編碼器。該視頻編碼器完成的功能是對(duì)視頻、伴音及交互數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼、各種碼流之間的同步、RS編碼、卷積交織功能。目前這種編碼器韓國(guó)OTT公司跟PIXTREE公司已有可商用的產(chǎn)品出來(lái)，并且是基于硬件實(shí)現(xiàn)的實(shí)時(shí)編碼器。其音頻跟視頻的壓縮通過(guò)兩塊DSP實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)流的輸入輸出控制則由一塊CPU負(fù)責(zé)。該編碼器目前已達(dá)到商用水平，而在我國(guó)目前還沒(méi)有國(guó)產(chǎn)的同類(lèi)產(chǎn)品出現(xiàn)。該編碼器所實(shí)現(xiàn)功能的詳細(xì)處理過(guò)程如圖4及圖5所示。它的工作原理是：通過(guò)sl打包模塊把經(jīng)過(guò)壓縮的各種視頻、音頻及交互數(shù)據(jù)基本碼流打包成同步包，主要是加入一些時(shí)間標(biāo)簽及參考時(shí)基用于接收端播放時(shí)各碼流的同步。打包完成后的SL打包流再經(jīng)過(guò)MPEG-2 PES打包形成PES流，最后再打包成TS包。之后完成對(duì)TS傳輸包的RS編碼及卷積交織，增強(qiáng)其抗誤碼性能。在編碼器設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們使用了一種純軟件方式的外層打包解決方式。就是以MPEG－4 IM1工程組提供的參考軟件為基礎(chǔ)，在VC++環(huán)境下開(kāi)發(fā)SL Packetizer軟件模塊，該模塊負(fù)責(zé)對(duì)由DSP壓縮編碼輸出的音視頻基本流（Elementary Stream）進(jìn)行封裝，主要目的是加上各自所對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)簽用于播放器端碼流間的同步。之后再經(jīng)過(guò)PES Packetizer模塊進(jìn)行PES的封裝及后續(xù)的各項(xiàng)處理。該軟件實(shí)現(xiàn)基本上可以完成DMB編碼器所需實(shí)現(xiàn)的功能，但不足之處在于實(shí)時(shí)性效果不好，跟韓國(guó)的硬件編碼器編碼輸出比較存在較大的延遲現(xiàn)象，穩(wěn)定性方面也需改進(jìn)。

                                                                     圖4 視頻業(yè)務(wù)復(fù)用層次結(jié)構(gòu)圖

                                                                         圖5 視頻業(yè)務(wù)編碼輸出打包流程

四. DMB在國(guó)內(nèi)的發(fā)展

        在國(guó)內(nèi)，目前已有北京、上海及廣東的佛山等地在試播DMB業(yè)務(wù)，佛山的DMB系統(tǒng)主要是由1996國(guó)家在廣東建立的DAB先導(dǎo)網(wǎng)發(fā)展而來(lái)，并由幾家廣東省廣電系統(tǒng)企業(yè)合資組成粵廣數(shù)字多媒體有限公司。該公司原先使用的是采用微軟公司W(wǎng)ME9進(jìn)行編碼的DMB，后來(lái)由于H.264技術(shù)的不斷發(fā)展成熟以及韓國(guó)DMB產(chǎn)業(yè)進(jìn)程相對(duì)比較快而改用了韓國(guó)基于H.264編碼的T-DMB方案。此兩種不同編碼方式的DMB最顯著區(qū)別就是在視頻編碼的壓縮率上有比較大的不同。WME9作為微軟公司自己所擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的標(biāo)準(zhǔn)，其在DMB方面的應(yīng)用都是基于軟件編碼的，通過(guò)Windows 2000 Server自帶的多播站來(lái)完成整個(gè)前端的編碼處理，壓縮率較小但系統(tǒng)兼容性方面相對(duì)較好。而基于H.264編碼的T-DMB標(biāo)準(zhǔn)，主要應(yīng)用于小屏幕低碼率的場(chǎng)合，因此被推薦為手機(jī)電視的標(biāo)準(zhǔn)之一，與3G所推出的手機(jī)業(yè)務(wù)的顯著區(qū)別就是其價(jià)格優(yōu)勢(shì)。3G中所提供的手機(jī)電視業(yè)務(wù)要同時(shí)占用上下行信道，在帶寬昂貴的今天，用戶所需要承擔(dān)的費(fèi)用就十分龐大，而基于T-DMB標(biāo)準(zhǔn)的手機(jī)電視則是一種雙網(wǎng)合一的模式。既有移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)又有廣電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，這種廣播式的手機(jī)電視業(yè)務(wù)不會(huì)占用有限的信道資源，相比之下，業(yè)務(wù)價(jià)格就可以顯著降低；再者在業(yè)務(wù)的交互性方面，可以利用電信網(wǎng)的良好交互性能，實(shí)現(xiàn)用戶與服務(wù)器之間的交互。所以相對(duì)來(lái)講，這種基于廣播式的手機(jī)電視的應(yīng)用前景更為明朗，而作為DVB組織所推出的手機(jī)電視標(biāo)準(zhǔn)DVB-H目前仍處于研發(fā)階段，至今仍沒(méi)有成熟的產(chǎn)品推向市場(chǎng)。不同的是，T-DMB目前已有從前端到終端的整套產(chǎn)品，并且是由成熟的DAB系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)的，技術(shù)可靠性更有保障。像韓國(guó)的三星及LG公司已相繼推出自己的基于T-DMB方案的手機(jī)電視終端，該類(lèi)產(chǎn)品可以同時(shí)具有手機(jī)的一切功能，又可以收看電視節(jié)目，極大了滿足了用戶的需求。據(jù)上海文廣集團(tuán)下屬企業(yè)東方明珠預(yù)計(jì)，未來(lái)5年內(nèi)國(guó)內(nèi)DMB業(yè)務(wù)帶來(lái)的產(chǎn)值就可達(dá)到2000億元左右。

        五. 結(jié)束語(yǔ)

        在現(xiàn)代社會(huì)，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，廣播業(yè)務(wù)與移動(dòng)通信的聯(lián)系日益緊密。T-DMB最為一種兩種平臺(tái)共用的成功案例，不僅從技術(shù)上和商業(yè)上實(shí)現(xiàn)從DAB向DMB的過(guò)渡進(jìn)而找到市場(chǎng)新賣(mài)點(diǎn)，還為開(kāi)展新的廣播應(yīng)用提供了媒介平臺(tái)。DMB以技術(shù)成熟的DAB系統(tǒng)作為依托，無(wú)論在系統(tǒng)的可靠性或穩(wěn)定性方面都有可靠保證，并且DAB在歐洲已商用多年，具有成功商用的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。同時(shí)DMB還繼承了DAB的許多優(yōu)點(diǎn)包括可組成單頻網(wǎng)節(jié)省頻帶、節(jié)約能量、降低費(fèi)用，除此之外還能夠提供諸如智能交通引導(dǎo)、電子報(bào)紙雜志、金融股市信息、互聯(lián)網(wǎng)信息、城市綜合信息等可視數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而最突出優(yōu)勢(shì)的是由于發(fā)射功率小的特點(diǎn)，使得其對(duì)使用者的電磁輻射降到最低，稱(chēng)得上是一種不可多得的綠色廣播方式。目前，國(guó)內(nèi)最急需解決的問(wèn)題，就是加快DMB產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化，形成擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，以及通過(guò)中國(guó)的DAB聯(lián)盟加速整個(gè)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)程，起草中國(guó)自己的DMB國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。由于DMB所具有的強(qiáng)大技術(shù)優(yōu)勢(shì)，DMB手機(jī)電視廣播的市場(chǎng)前景必將越趨廣闊。

【參考文獻(xiàn)】

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