便攜式移動電視接收系統(tǒng)淺析

本文簡單介紹了新一代便攜式移動電視接收標(biāo)準(zhǔn)DVB-H及移動電視的信源壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)，重點(diǎn)介紹了DVB-H系統(tǒng)的構(gòu)成、時(shí)間分片技術(shù)、MPE-FEC、4K傳輸模式及使得能適應(yīng)移動電視接收的幾個主要技術(shù)特點(diǎn)。

DVB-H、

使用便攜式通訊工具比如手機(jī)，隨時(shí)隨地的收看電視以前是一個夢想，隨著信源編碼技術(shù)、信道傳輸和新一代基礎(chǔ)通訊網(wǎng)絡(luò)的建立，使便攜式移動接收子系統(tǒng)也從單一的文字、圖片形式的接收轉(zhuǎn)向更豐富多彩的視音頻形式接收。電視行業(yè)為了適應(yīng)這種趨勢，也對相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)的制定和技術(shù)研發(fā)。現(xiàn)在就相關(guān)技術(shù)做以下的論述。

要在手機(jī)上看電視，技術(shù)上需要處理好三個環(huán)節(jié)：信號源、傳播途徑和接收終端。信號源方面，需要有高壓縮比的信源壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn);傳播途徑方面，有無線微波和網(wǎng)絡(luò)傳輸。為了實(shí)現(xiàn)移動接收，需要抗干擾能力強(qiáng)的數(shù)字調(diào)制和信道處理技術(shù)。接收終端方面，必須開發(fā)高集成度、體積小、重量輕、耗電小的芯片，以及體積小、高容量的充電電池。

目前，該服務(wù)的實(shí)現(xiàn)主要有三條途徑：

1. 利用移動網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的方式

目前美國和我國移動運(yùn)營商推出的手機(jī)電視業(yè)務(wù)主要是依靠現(xiàn)有的移動網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)的。中國移動的手機(jī)電視業(yè)務(wù)是基于其GPRS網(wǎng)絡(luò)，中國聯(lián)通則是依靠其CDMA網(wǎng)絡(luò)。不管是GPRS手機(jī)還是CDMA手機(jī)，都需要在裝有操作系統(tǒng)的手機(jī)終端(一般是PDA手機(jī)等高檔產(chǎn)品)上安裝相應(yīng)的播放軟件，而相應(yīng)的電視節(jié)目源則由移動通信公司或者通過相應(yīng)的服務(wù)提供商來組織和提供。

2. 利用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的方式

利用手機(jī)來接收衛(wèi)星播發(fā)的電視節(jié)目信號是一個非常新的想法。目前只有韓國在力推手機(jī)電視廣播(DMB)。這種DMB接收機(jī)能提供高質(zhì)量的圖像，使用該接收機(jī)模塊能使用戶同時(shí)接收地面無線電視廣播和衛(wèi)星電視廣播的信號。

3. 手機(jī)中安裝數(shù)字電視接收模塊的方式

目前最被看好的手機(jī)電視技術(shù)方式是通過整合數(shù)字電視和移動電話的方式。這種方式需要在手機(jī)終端上安裝微波數(shù)字電視接收模塊，可以不通過移動通信網(wǎng)絡(luò)的鏈路，直接獲得數(shù)字電視信號。目前，手機(jī)數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)只有歐洲的DVB-H和日本的單頻段轉(zhuǎn)播標(biāo)準(zhǔn)。

在國內(nèi)，只有中央電視臺和少數(shù)的幾家移動公司相繼推出了手機(jī)電視業(yè)務(wù)。以中央電視臺為例，由于目前國內(nèi)還沒有DVB-H的數(shù)字廣播網(wǎng)絡(luò)，他們是通過2.5G或2.75G網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)來播放“手機(jī)電視”節(jié)目的，即利用中國移動GPRS/EDGE網(wǎng)絡(luò)或中國聯(lián)通CDMA網(wǎng)絡(luò)，通過WAP門戶網(wǎng)站為用戶提供在線直播或點(diǎn)播的流媒體音視頻節(jié)目的服務(wù)。

以下討論關(guān)于手機(jī)電視的傳輸標(biāo)準(zhǔn)和編碼標(biāo)準(zhǔn)：

一、手機(jī)電視的傳輸標(biāo)準(zhǔn)——DVB-H

DVB-H(早期為DVB-X)標(biāo)準(zhǔn)全稱為Digital Video Broadcasting Handheld，它是DVB組織為通過地面數(shù)字廣播網(wǎng)絡(luò)向便攜/手持終端提供多媒體業(yè)務(wù)所制定的傳輸標(biāo)準(zhǔn)。DVB-H植基于DVB-T，是一種以IP封包(datagrams)來傳送資料(主要為數(shù)字多媒體資料)的系統(tǒng)。該標(biāo)準(zhǔn)被認(rèn)為是DVB-T標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展應(yīng)用，但是和DVB-T相比，DVB-H終端具有更低的功耗，移動接收和抗干擾性能更為優(yōu)越，因此該標(biāo)準(zhǔn)適用于移動電話、手持計(jì)算機(jī)等小型便攜設(shè)備通過地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)接收信號。事實(shí)上，由于DVB-H是一種支持多媒體業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)，除了電視業(yè)務(wù)外它還可以開展電子報(bào)紙、電子拍賣、旅游向?qū)?、游戲、視頻點(diǎn)播和交互等多種綜合性業(yè)務(wù)?？傊珼VB-H標(biāo)準(zhǔn)就是依托目前DVB-T傳輸系統(tǒng)，通過增加一定的附加功能和改進(jìn)技術(shù)使手機(jī)等便攜設(shè)備能夠穩(wěn)定的接收廣播電視信號。

為了減低小型手持式設(shè)備的功耗，DVB-H采用了一種叫做“時(shí)間切片”(time-slicing)的技術(shù)，把IP封包在切割成很短的時(shí)段(time slots)內(nèi)以數(shù)據(jù)突發(fā)Data Burst方式傳送。接受器的前端電路(front end)只有在所選定服務(wù)Data Burst的時(shí)段才會開啟，在這個極短暫的時(shí)段之中，資料被高速地接收下來，并可以儲存在設(shè)備具有的緩沖區(qū)內(nèi)，此緩沖區(qū)可以儲存下載的內(nèi)容，也可以直接播放現(xiàn)場直播的資料文件。

1、DVB-H系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

DVB-H支持的是手機(jī)等小型移動終端設(shè)備，是手機(jī)數(shù)字電視傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。DVB-H是建立在DVB數(shù)據(jù)廣播和DVB-T傳輸之上的標(biāo)準(zhǔn)，更注重于協(xié)議的實(shí)現(xiàn)。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。

DVB-H傳輸系統(tǒng)還具有以下特殊要求：

(1)為延長電池的使用時(shí)間，終端周期地關(guān)掉一部分接收電路以節(jié)省功耗;

(2)能漫游，漫游時(shí)仍能非常順利地接收DVB-H業(yè)務(wù);

(3)傳輸系統(tǒng)能保證在各種移動速率下順利接收DVB-H業(yè)務(wù);

(4)系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗干擾能力;

(5)系統(tǒng)具有相當(dāng)?shù)撵`活性，以適應(yīng)不同傳輸帶寬和信道帶寬應(yīng)用。

2、協(xié)議層次劃分

DVB-H標(biāo)準(zhǔn)將實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。

(1)數(shù)據(jù)鏈路層——采用時(shí)間分片技術(shù)，用于降低平均功耗，便于進(jìn)行平穩(wěn)、無縫的業(yè)務(wù)交換;采用MPE(多協(xié)議封裝)前向糾錯技術(shù)，提高移動使用中的C/N門限和多普勒性能，增強(qiáng)抗脈沖干擾能力。

(2)物理層——與DVB-T相比，增加了4k傳輸模式和深度符號交織等內(nèi)容。

其它技術(shù)特點(diǎn)包括：在傳輸參數(shù)信令(Transmission Parameter Signaling，TPS)比特中增加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)用于支持移動接收時(shí)快速信號掃描和頻率交換;增加4k模式以適應(yīng)移動接收和單頻蜂窩網(wǎng)，提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、規(guī)劃的靈活性;2k和4k模式進(jìn)行深度符號交織，進(jìn)一步提高移動環(huán)境和沖擊噪聲環(huán)境下的魯棒性。

3、關(guān)鍵新技術(shù)

(1)功耗：DVB-H要求射頻接收和信道解調(diào)、解碼部分的功耗小于100mW。

(2)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

由于DVB-H終端在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)移動時(shí)接收天線小巧且單一，必須優(yōu)化設(shè)計(jì)單頻網(wǎng)。為此，DVB-H增加了新的技術(shù)模塊，主要包括：

①時(shí)間分片——基于時(shí)分復(fù)用的技術(shù)，節(jié)省接收終端功耗和便于網(wǎng)絡(luò)交換;