1、廣播電視領(lǐng)域的需求
近年來(lái)廣播電視的普及率越來(lái)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(zhǎng)的個(gè)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(guò)電視機(jī)來(lái)接收每天的電視節(jié)目，但電視節(jié)目的移動(dòng)接收也開(kāi)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(lái)實(shí)現(xiàn)電視節(jié)目的移動(dòng)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(shí)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(shí)現(xiàn)固定接收；通過(guò)選擇合適的系統(tǒng)參數(shù)，它也適合于移動(dòng)接收。但是，消費(fèi)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(wú)法為廣播公司吸引大量消費(fèi)者。
消費(fèi)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(lái)實(shí)現(xiàn)消費(fèi)者要求的業(yè)務(wù)，例如電視廣播，以及給移動(dòng)用戶提供個(gè)性化的多媒體業(yè)務(wù)，后者在廣播網(wǎng)絡(luò)中很難實(shí)現(xiàn)，但是移動(dòng)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(kāi)辟了廣闊的應(yīng)用空間。
2、移動(dòng)通信運(yùn)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(yùn)營(yíng)商需要確保這些業(yè)務(wù)能夠?yàn)樗麄儙?lái)收益。Internet使許多消費(fèi)者習(xí)慣獲得免費(fèi)的資源，因此需要?jiǎng)?chuàng)新業(yè)務(wù)來(lái)鼓勵(lì)消費(fèi)者使用付費(fèi)內(nèi)容。業(yè)務(wù)的及時(shí)性是非常重要的，3G能給用戶提供無(wú)論何時(shí)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(gè)性化多媒體業(yè)務(wù)角度看，3G網(wǎng)絡(luò)很快就會(huì)變得擁擠不堪。例如，一個(gè)3G基站有能力同時(shí)給10個(gè)用戶傳輸100kbps的視頻流，但是相同的帶寬可以給100個(gè)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(huì)影響3G網(wǎng)絡(luò)整體的性能，但是實(shí)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(duì)比賽進(jìn)球的精彩回放。然而，如果有100萬(wàn)個(gè)用戶購(gòu)買同一球隊(duì)的進(jìn)球瞬間即時(shí)回放業(yè)務(wù)，情況就大不相同了。假設(shè)100kbps的視頻流長(zhǎng)100s，并在1000s內(nèi)通過(guò)10000個(gè)基站進(jìn)行傳遞，這樣每一個(gè)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(shí)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(guò)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(dòng)用戶服務(wù)，因此DVB-H是一種更為經(jīng)濟(jì)的解決方案。
目前，很多無(wú)線公司已經(jīng)宣布支持DVB-H標(biāo)準(zhǔn)，以便在美國(guó)、歐洲以及亞洲市場(chǎng)推出移動(dòng)數(shù)字電視 (DTV) 廣播服務(wù)，這些公司包括O2等無(wú)線運(yùn)營(yíng)商；Crown Castle Mobile Media等多種廣播網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商；UDcast等無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)商；Nokia等手機(jī)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(dòng)運(yùn)營(yíng)商及廣播公司提供了一個(gè)開(kāi)放環(huán)境，極大推進(jìn)了遠(yuǎn)未開(kāi)發(fā)但充滿前景的數(shù)字移動(dòng)電視市場(chǎng)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(guò)手持接收機(jī)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(guò)在目前第二代2G移動(dòng)通訊網(wǎng)上加入DVB-H來(lái)替代第三代移動(dòng)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(jià)低，同樣可以完成3G所要實(shí)現(xiàn)的寬帶IP流媒體業(yè)務(wù)。目前移動(dòng)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(cái)力和人力，Nokia已經(jīng)在芬蘭和德國(guó)實(shí)現(xiàn)了DVB-H實(shí)驗(yàn)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)之上的標(biāo)準(zhǔn)，但并不是簡(jiǎn)單的將數(shù)據(jù)廣播和DVB-T融合在一起，這主要是因?yàn)镈VB-H標(biāo)準(zhǔn)支持的是手機(jī)等小型終端設(shè)備，它們的天線更小巧，移動(dòng)更為靈活。
為了提高電池的使用時(shí)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(duì)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(duì)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(dòng)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(lái)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。數(shù)據(jù)鏈路層采用時(shí)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(wú)縫的業(yè)務(wù)交換。采用多協(xié)議封裝(MPE)前向糾錯(cuò)技術(shù)，可以提高移動(dòng)使用中的信噪比(C/N)門限和多普勒性能，同時(shí)也能增強(qiáng)抗脈沖干擾的能力。
物理層在DVB-T的基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)充，增加了4K傳輸模式和深度符號(hào)交織等內(nèi)容，除原有DVB-T的技術(shù)特點(diǎn)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(shí)在TPS中指示，用于支持移動(dòng)接收時(shí)的快速信號(hào)掃描和頻率交換。增加4K模式可以適應(yīng)移動(dòng)接收特性和單頻網(wǎng)蜂窩的大小，提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、規(guī)劃的靈活性。2K和4K模式進(jìn)行深度符號(hào)交織，可以進(jìn)一步提高在移動(dòng)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(duì)頻率資源進(jìn)行再用，每個(gè)單頻網(wǎng)的半徑大約40公里，內(nèi)部由多個(gè)發(fā)射機(jī)和功率增強(qiáng)器覆蓋，發(fā)射機(jī)之間采用IP網(wǎng)聯(lián)接，每個(gè)發(fā)射機(jī)配有一個(gè)IP/DVB打包機(jī)，采用多協(xié)議封裝格式(MPE)，它可以將IP內(nèi)容、時(shí)間切片信息和數(shù)據(jù)節(jié)(SECTION)內(nèi)的糾錯(cuò)碼，插入到傳輸流當(dāng)中，為了節(jié)省單頻網(wǎng)適配器，GPS時(shí)鐘信息也可以通過(guò)IP/DVB打包機(jī)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(shí)復(fù)用傳輸。例如，發(fā)射機(jī)A中的情況也可以單獨(dú)傳輸基于IP的MPEG-4流媒體（例如發(fā)射機(jī)B），但是無(wú)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(jī)。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(shí)現(xiàn)多個(gè)IP流媒體節(jié)目供應(yīng)商到多個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)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(jī)和DVB-H調(diào)制器構(gòu)成，DVB-H封裝機(jī)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。
關(guān)鍵字：手機(jī)電視 DVB-H技術(shù)
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?cè)瓌t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?yàn)閿?shù)據(jù)管道和數(shù)據(jù)流兩種方式較少使用，因此沒(méi)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(duì)象，并不適用于流媒體業(yè)務(wù)，且在該方式下很難實(shí)現(xiàn)時(shí)間分片。與其他三者不同，多協(xié)議封裝技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)對(duì)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(shí)現(xiàn)時(shí)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(wèn)題。例如，雖然DVB-T已經(jīng)被證明在固定、移動(dòng)、便攜接收等方面具有非常出眾的性能，但是對(duì)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?yàn)椋?/p>
(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(jì)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(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)：移動(dòng)信道的C/N、移動(dòng)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(dòng)時(shí)接收天線小巧且單一，因此對(duì)于大、中型單頻網(wǎng)要有優(yōu)化設(shè)計(jì)考慮。
為了解決上述問(wèn)題此，DVB-H增加了一些新的技術(shù)模塊，它們主要包括：時(shí)間分片——基于時(shí)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(cuò)編碼技術(shù)，為MPE增加額外的前向糾錯(cuò)編碼，用于提高系統(tǒng)的移動(dòng)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(jì)的靈活性；DVB-H TPS（傳輸參數(shù)信令）——為DVB-H設(shè)計(jì)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(wèn)速度。
1、時(shí)間分片
時(shí)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(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、無(wú)縫業(yè)務(wù)交換的基礎(chǔ)。
時(shí)間分片技術(shù)采用突發(fā)方式傳送數(shù)據(jù)，每個(gè)突發(fā)時(shí)間片傳送一個(gè)業(yè)務(wù)，在業(yè)務(wù)傳送時(shí)間片內(nèi)該業(yè)務(wù)將單獨(dú)占有全部數(shù)據(jù)帶寬，并指出下一個(gè)相同業(yè)務(wù)時(shí)間片產(chǎn)生的時(shí)刻，這樣手持終端能夠在指定的時(shí)刻接收選定的業(yè)務(wù)，在業(yè)務(wù)空閑時(shí)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(jī)是一直工作的，在相同業(yè)務(wù)的兩個(gè)時(shí)間片之間將會(huì)傳送其他業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，DVB-H信號(hào)就是由這樣許多的時(shí)間片組成的。從接收機(jī)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(jī)可以對(duì)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(shí)間分片與功耗
時(shí)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(shí)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(gè)恒定速率為350kbit/s的業(yè)務(wù)流，它意味著要求一個(gè)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(shí)間分片與PSI/SI
DVB-H標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定PSI/SI信息不進(jìn)行時(shí)間分片處理，它們將被分配一個(gè)固定帶寬進(jìn)行傳送，這主要是因?yàn)槟壳笆褂玫腜SI/SI信息并不支持時(shí)間分片傳送，如果進(jìn)行改動(dòng)將難以和目前數(shù)據(jù)表兼容，此外移動(dòng)手持終端不也要求PSI/SI被時(shí)間分片。
手持終端在DVB-H系統(tǒng)中需訪問(wèn)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(gè)新網(wǎng)絡(luò)中時(shí)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(shí)，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(shí)。
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(shí)間比100ms時(shí)間長(zhǎng)，則手持終端能夠在接收業(yè)務(wù)的同時(shí)訪問(wèn)所有PSI信息；如果業(yè)務(wù)傳送時(shí)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(shí)間，以確保完成所請(qǐng)求PSI表的接收。
(3)時(shí)間分片與業(yè)務(wù)交換
采用時(shí)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(duì)相鄰蜂窩進(jìn)行監(jiān)視，掃描其他頻率信號(hào)、測(cè)試信號(hào)強(qiáng)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(shí)，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(shí)現(xiàn)準(zhǔn)最優(yōu)、無(wú)縫業(yè)務(wù)交換。如果我們?cè)谇岸藢?duì)業(yè)務(wù)同步精確編排，完全能夠使相同業(yè)務(wù)及時(shí)出現(xiàn)在相鄰峰窩的不同時(shí)隙上，而用戶不會(huì)察覺(jué)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(shí)才進(jìn)行業(yè)務(wù)交換，對(duì)于單頻網(wǎng)內(nèi)所有發(fā)射機(jī)而言被認(rèn)為是同一峰窩。
此時(shí)，需要考慮的問(wèn)題是這種監(jiān)視工作必定會(huì)影響降低功耗要求，實(shí)際上如果將這種影響限制在一個(gè)可接受的量級(jí)，例如監(jiān)測(cè)某個(gè)單一頻率信號(hào)強(qiáng)度的時(shí)間不超過(guò)20ms，并且用智能預(yù)測(cè)等方式降低需監(jiān)測(cè)信號(hào)的數(shù)量，就可以滿足DVB-H系統(tǒng)的要求。
(4)時(shí)間片和條件接收
DVB-H可采用兩種方式實(shí)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(shí)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(jī)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(shí)在DVB-H系統(tǒng)通中傳送CAS信息將面臨一些問(wèn)題。由于DVB-CAS使用ECM傳送解擾密鑰，因此ECM不能進(jìn)行時(shí)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(shí)間間隔是隨機(jī)的，終端必須一直工作以確保不會(huì)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(jī)必須完成ECM接收，系統(tǒng)通過(guò)ECM重復(fù)率描述符(ECM repetition rate descriptor)標(biāo)識(shí)ECM最小重復(fù)周期。如果手持終端在開(kāi)始接收業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)前至少完成了一個(gè)ECM最小周期接收，則至少能收到一個(gè)ECM，從而獲取解擾密鑰。通常解擾密鑰的有效時(shí)間為10s，為此接收機(jī)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(shí)間片方式傳送。首先將EMM封裝為IP數(shù)據(jù)報(bào)形式，封裝后EMM-IP 數(shù)據(jù)的時(shí)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(lái)看，載有EMM的IP數(shù)據(jù)是一個(gè)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(duì)EMM信息處理。
通過(guò)上述方式處理后，DVB-CAS不會(huì)對(duì)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(bào)增加了RS(Reed-Solomon)糾錯(cuò)編碼，作為MPE的前向糾錯(cuò)編碼，校驗(yàn)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(dòng)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(qiáng)制的，因此沒(méi)有MPE-FEC功能的接收終端可以簡(jiǎn)單地略過(guò)FEC段完成業(yè)務(wù)接收。
關(guān)鍵字：手機(jī)電視 DVB-H技術(shù)
實(shí)驗(yàn)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(wú)誤恢復(fù)出IP數(shù)據(jù)。MPE-FEC的數(shù)據(jù)開(kāi)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(yàn)開(kāi)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(shí)相同的C/N。實(shí)際上，我們可以通過(guò)選定一個(gè)高配置的傳輸參數(shù)提高傳輸碼率來(lái)補(bǔ)償MPE-FEC的開(kāi)銷，而它將提供比DVB-T(沒(méi)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(hào)，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(gè)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(gè)定值，該值在time slice fec identifier descriptor描述符中標(biāo)識(shí)，最大為1024，因此最大的MPE-FEC幀占用2M比特。
矩陣中的每個(gè)位置控制一個(gè)信息字節(jié)，MPEF-FEC靠左邊的191個(gè)列用于IP數(shù)據(jù)報(bào)和內(nèi)容填充，稱為應(yīng)用數(shù)據(jù)表；靠右邊的64個(gè)列用于描述FEC碼的校驗(yàn)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(shí)上由于該模塊工作的時(shí)間很短，其平均功耗甚至可以忽略不計(jì)。
3、4K模式和深度符號(hào)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(guò)協(xié)調(diào)移動(dòng)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(jì)的靈活性。同時(shí)，為進(jìn)一步提高移動(dòng)時(shí)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(hào)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(dòng)接收性能，但是2K模式的符號(hào)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(hào)具有較長(zhǎng)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(jì)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(hào)周期短，能夠更頻繁的進(jìn)行信道估計(jì)，提供一個(gè)比8K更好的移動(dòng)性能。總之，4K模式的性能介于2K和8K之間，為覆蓋范圍、頻譜效率和移動(dòng)接收性能的權(quán)衡提供了一個(gè)額外的選項(xiàng)。
DVB-H中3種模式關(guān)于單頻網(wǎng)峰窩規(guī)模和移動(dòng)接收性能的特點(diǎn)可總結(jié)如下：
(1)8K模式適用于單個(gè)發(fā)射機(jī)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(dòng)接收。
(2)4K模式適用于單個(gè)放射機(jī)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(dòng)接收。
(3)2K模式適用于單個(gè)放射機(jī)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(dòng)接收。
在脈沖噪聲干擾條件下，由于8K模式的符號(hào)周期較長(zhǎng)，噪聲功率被平均分配到8192個(gè)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(diǎn)，利用8K符號(hào)的交織器對(duì)2K和4K進(jìn)行深度符號(hào)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(hào)交織器處在物理層，但這并不意味著要對(duì)DVB-T設(shè)備過(guò)多改造，事實(shí)上一個(gè)典型的DVB-T移動(dòng)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(jì)不需要對(duì)發(fā)射機(jī)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?yàn)橄到y(tǒng)供一個(gè)魯棒、易訪問(wèn)的信令機(jī)制，能使接收機(jī)更快地發(fā)現(xiàn)DVB-H業(yè)務(wù)。TPS是一個(gè)具有良好魯棒性的信號(hào)，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(gè)新TPS比特標(biāo)識(shí)時(shí)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(hào)交織深度和蜂窩標(biāo)識(shí)。
四、典型DVB-H產(chǎn)品及服務(wù)
DVB-H是一種開(kāi)放式的非專利標(biāo)準(zhǔn)，它不僅推動(dòng)整個(gè)無(wú)線市場(chǎng)的發(fā)展，促進(jìn)移動(dòng)DTV手持終端及服務(wù)可更快速、更低廉地推向大眾市場(chǎng)消費(fèi)者，還能通過(guò)目前采用蜂窩網(wǎng)絡(luò)的視頻流服務(wù)實(shí)現(xiàn)更佳的最終用戶體驗(yàn)，以及減少語(yǔ)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(wú)線運(yùn)營(yíng)商，Crown Castle Mobile Media等多種廣播網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商，UDcast等無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施供應(yīng)商，Nokia等手機(jī)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(jī)
2005年5月11日，全球手機(jī)業(yè)巨頭諾基亞在芬蘭向外界公布了自行開(kāi)發(fā)的Nokia 7710電視手機(jī)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(jī)上播放的多樣電視節(jié)目。
諾基亞手機(jī)電視服務(wù)體系包括手機(jī)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(huì)ETSI的批準(zhǔn)。諾基亞認(rèn)為，手機(jī)電視在家庭和工作場(chǎng)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(shí)事和娛樂(lè)資訊?！?/p>
2、三星具有DVB-H電視功能的CDMA手機(jī)
韓國(guó)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(jī)。三星2004年已經(jīng)展示過(guò)在GSM/GPRS手機(jī)中嵌入DVB-H接收模塊的手機(jī)。
該手機(jī)是在CDMA手機(jī)中嵌入DVB-H接收模塊的樣機(jī)，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(dòng)90度后，可在長(zhǎng)方形畫面上收看電視節(jié)目，該手機(jī)配備有130萬(wàn)像素相機(jī)。除此之外，該設(shè)計(jì)還配備了美國(guó)SanDisk公司TransFlash存儲(chǔ)卡接口和藍(lán)牙無(wú)線接口，內(nèi)置DVB-H模塊支持UHF和1.67GHz兩個(gè)頻段。
3、西門子通信公司支持DVB-H標(biāo)準(zhǔn)的手機(jī)
在CeBIT2005期間，德國(guó)西門子通信(Siemens Communications)公司展示了支持DVB-H標(biāo)準(zhǔn)的手機(jī)樣機(jī)，首次進(jìn)行DVB-H電視信號(hào)的接收演示。
該公司為進(jìn)行演示專門設(shè)置了試驗(yàn)電視臺(tái)，在實(shí)際接收DVB-H電視信號(hào)后播放電視節(jié)目。預(yù)計(jì)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(shí)。樣機(jī)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。
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4、DiBcom首推DIB7000移動(dòng)電視解調(diào)芯片
法國(guó)無(wú)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(dòng)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(jì)用于接收廣播信號(hào)，使移動(dòng)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(shí)況廣播。
DiBcom的芯片在PDA中以獨(dú)立的DVB-H解調(diào)芯片亮相，與飛思卡爾半導(dǎo)體開(kāi)發(fā)的DTV地面調(diào)諧器IC及單獨(dú)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(shí)功率小于20mW，能以每小時(shí)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(hào)，是該公司第三代DTV芯片，并已被Crown Castle公司用于技術(shù)試驗(yàn)。
5、飛利浦系列手機(jī)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(jī)電視系統(tǒng)級(jí)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(fèi)者能在行動(dòng)中享受實(shí)況電視、影像、電影，以及音樂(lè)欣賞的樂(lè)趣。
飛利浦將在2005年第二季推出小型系統(tǒng)機(jī)板，以協(xié)助手機(jī)廠商順利參與下一階段的DVB-H測(cè)試項(xiàng)目。其后將推出空間更節(jié)省、功耗更低的完全系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)DVB-H產(chǎn)品，可提供消費(fèi)者在手機(jī)上連續(xù)觀看電視10小時(shí)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(jí)設(shè)計(jì)中，并協(xié)助獨(dú)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(jì)。
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(shí)現(xiàn)了業(yè)界最小尺寸及最低成本的低功耗移動(dòng)DTV解決方案，這將成為向消費(fèi)類手機(jī)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(guó)際固體電路會(huì)議(ISSCC2005)”上進(jìn)行演示。通過(guò)采用直接轉(zhuǎn)換型架構(gòu)、簡(jiǎn)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(lái)說(shuō)基本相同，不過(guò)針對(duì)便攜終端降低了耗電量。DVB-H在手機(jī)接收的前提下，采取了降耗電措施——時(shí)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(shí)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(guò)此項(xiàng)措施實(shí)現(xiàn)約100mW的耗電量。不過(guò)，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(jì)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(jī)振蕩器的相位噪音方面，1.45MHz偏置時(shí)為-133dBc/Hz。
8、TTPCom公司DVB-H解調(diào)/解碼技術(shù)
獨(dú)立數(shù)字無(wú)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(xiàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)，半導(dǎo)體生產(chǎn)商可以性價(jià)比高的價(jià)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(dòng)電話具備電視接收功能。
基于對(duì)手機(jī)廠商需求的深刻理解，考慮到低功耗對(duì)于基于移動(dòng)/電池應(yīng)用的重要性，TTPCom公司的解調(diào)器/解碼器采用無(wú)內(nèi)嵌處理器的專用全硬件設(shè)計(jì)，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(tái)上同時(shí)支持DVB-H和DVB-T接收器功能，最終產(chǎn)品可以同時(shí)面向兩個(gè)市場(chǎng)。
TTPCom的DVB-H是基于DVB-T解調(diào)器/解碼器技術(shù)開(kāi)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(yùn)行在市場(chǎng)上眾多商用機(jī)頂盒上。如今，超過(guò)3億支手機(jī)已經(jīng)采用TTPCom的半導(dǎo)體技術(shù)。
9、Microtune針對(duì)手機(jī)和PDA的TV接收芯片
Microtune公司今年6月推出一款針對(duì)手機(jī)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(jì)，無(wú)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(shuō)的采用時(shí)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(shí)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(guó)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(jī)接收器中)，以避免在整個(gè)TV頻段上受到干擾。解決的辦法就是設(shè)計(jì)一個(gè)可以過(guò)濾干擾而不會(huì)增加功率消耗的調(diào)諧器。Microtune開(kāi)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(gòu)，參考單價(jià)為5美元。
五、DVB-H的現(xiàn)在和將來(lái)
DVB-H將對(duì)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(jì)到2007年手機(jī)電視用戶將達(dá)到1億，而到2009年這個(gè)數(shù)字將增長(zhǎng)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(wèn)題主要集中于H.264的知識(shí)產(chǎn)權(quán)上；另一個(gè)壓縮格式是微軟的WinMedia9，它的性能正在逐步提高，預(yù)計(jì)DVB組織很快將給出最后的答案。
在美國(guó)，ATSC地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)采用8-VSB技術(shù)，移動(dòng)性較差，需要引入新的技術(shù)或標(biāo)準(zhǔn)來(lái)推廣數(shù)字電視，因此美國(guó)方面基于DVB-H規(guī)格的實(shí)用化進(jìn)程進(jìn)展順利。目前，廣播電視運(yùn)營(yíng)商——英國(guó)Crown Castle International正在探討基于DVB-H規(guī)格的電視手機(jī)商用服務(wù)，該公司已在美國(guó)建成DVB-H試驗(yàn)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(dòng)性等因素，DVB-H甚至有取代日本本土ISDB-T標(biāo)準(zhǔn)的趨勢(shì)。目前，可收看電視節(jié)目的手機(jī)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(shí)也可以保存自己喜歡的視頻文件，體驗(yàn)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(huì)上，DVB項(xiàng)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(qiáng)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(dòng)電話接收現(xiàn)場(chǎng)電視內(nèi)容的全部過(guò)程，電視內(nèi)容由新加坡國(guó)際廣播電臺(tái)(亞洲新聞?lì)l道和TV Mobile)提供。
在中國(guó)，目前在手機(jī)等移動(dòng)便攜設(shè)備上收看數(shù)字電視的實(shí)現(xiàn)方案有兩種：基于移動(dòng)通信系統(tǒng)、基于數(shù)字地面廣播。中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)移動(dòng)目前推出的手機(jī)電視業(yè)務(wù)屬于前者，實(shí)際上是一種移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上的流媒體業(yè)務(wù)。比較而言，后者的優(yōu)勢(shì)在于頻譜資源豐富，對(duì)用戶數(shù)量敏感度低，視頻流傳輸速度及質(zhì)量與帶寬無(wú)關(guān)，而前者在這些方面明顯處于弱勢(shì)；后者對(duì)突發(fā)及應(yīng)急事件承受能力強(qiáng)，而前者則會(huì)爭(zhēng)奪資源，一旦用戶飽和就不能傳送。因此，中國(guó)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(dòng)，推出適合手機(jī)等移動(dòng)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。