高集成度低功耗CMMB解決方案及典型應(yīng)用

　　中國移動多媒體廣播電視（CMMB）標(biāo)準(zhǔn)作為中國自行研發(fā)、完全掌握自主知識產(chǎn)權(quán)的移動多媒體標(biāo)準(zhǔn)。與其他國外的手機電視技術(shù)相比，CMMB的多項技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平。與傳統(tǒng)廣播相比，CMMB的主要特點是：（1）提供全數(shù)字電視/數(shù)字廣播節(jié)目，綜合信息和緊急廣播服務(wù)，實現(xiàn)衛(wèi)星傳輸與地面網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的天地一體的無縫覆蓋。（2）采用基于時隙的幀結(jié)構(gòu)，極大的提高了接收終端的使用時間。（3）采用OFDM調(diào)制技術(shù)，LDPC/Reed-Solomon編碼和深度交織技術(shù)，極大地提高了在復(fù)雜無線環(huán)境下的高質(zhì)量移動接收性能。目前CMMB已達到可在時速250公里的條件下穩(wěn)定接收廣播電視信號。（4）采用統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一運營，支持用戶全國漫游。CMMB提供部分公益類免費廣播電視節(jié)目，同時具備加密授權(quán)控制管理體系，提供付費類業(yè)務(wù)。

　　CMMB接收端方案主要特點

　　一個基本的CMMB接收終端包括四個主要部分：射頻調(diào)諧器、基帶解調(diào)器、多媒體處理器以及最后輸出信號的顯示屏和揚聲器。主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：手機、便攜電視、手持導(dǎo)航儀、PDA、MP4、筆記本電腦等小屏幕便攜手持終端，以及汽車、火車、輪船、飛機上的移動信息終端。

　　針對市場需求，昆騰微電子推出高集成度的CMMB 接收端解決方案，包含完整CMMB射頻調(diào)諧器及基帶解調(diào)器，內(nèi)部功能模塊圖如圖2所示。該方案的主要特點如下。

　　CMMB射頻調(diào)諧器

　　符合CMMB GY/T 220標(biāo)準(zhǔn)；采用零中頻調(diào)諧器構(gòu)架，無需外接SAW濾波器；單片調(diào)諧器同時支持地面發(fā)射塔的VHF/UHF頻段，和衛(wèi)星直播的L1，L2和S 頻段；AGC動態(tài)范圍：-102dbm ~ -10dbm；內(nèi)置小數(shù)分頻PLL頻率合成器；內(nèi)置低相位噪聲寬頻VCO；內(nèi)置帶寬可調(diào)的鏡像抑制低通濾波器；內(nèi)置射頻及基帶模擬可調(diào)增益放大器（PGA）；集成低壓差穩(wěn)壓器（LDO），只需3.3V單電源供電；提供標(biāo)準(zhǔn)I2C控制接口；高組件集成度，減少外接元件；70mA超低工作功耗；超小尺寸QFN封裝，適合便攜式應(yīng)用。

　　CMMB基帶解調(diào)器

　　符合CMMB GY/T 220標(biāo)準(zhǔn)；內(nèi)置高速10位數(shù)模轉(zhuǎn)換器；支持所有8MHz BPSK/ QPSK / 16QAM的調(diào)制方式；內(nèi)置4096點FFT單元，和LDPC/Reed-Solomon前向糾錯（FEC）解碼器；內(nèi)置多路復(fù)用功能?？梢酝瑫r接收一個控制信道和多至4路業(yè)務(wù)信道；支持靈活方便的時隙分配；業(yè)務(wù)信道的時隙分配可以任意配置；提供通用的SDIO 和 SPI 接口輸出接收的MFS 碼流；提供I2C接口和可編程I/O及中斷，簡化了與外部多媒體處理器的接口；內(nèi)嵌高速MCU，可以進行器件工作狀態(tài)初始化、控制和調(diào)度，以及信號質(zhì)量監(jiān)測；提供針對電視手機、PMP、和USB電視棒應(yīng)用開發(fā)的SDK，大大加快了產(chǎn)品的開發(fā)；超低工作功耗和待機功耗。內(nèi)嵌電源管理模塊，支持多種待機模式；可以與昆騰CMMB調(diào)諧器以SiP的形式作為一個單模塊；超小BGA封裝。

　　圖1 CMMB接收終端框圖

　　各模塊工作原理

　　射頻信號處理：針對CMMB使用的VHF，UHF，和衛(wèi)星直播頻段，有相應(yīng)的低噪聲放大器（LNA）和射頻可調(diào)增益放大器（混頻器：采用零中頻單級轉(zhuǎn)換構(gòu)架的混頻器，無需外接SAW濾波器。

　　基帶信號處理：包括帶寬可調(diào)的鏡像抑制低通濾波器，基帶信號PGA。

　　單芯片集成：集成的低噪聲VCO和小數(shù)分頻PLL，降低了帶內(nèi)相位噪聲。

　　ADC：內(nèi)置一個高性能的10位ADC，對輸入的I/Q兩路差分基帶模擬信號進行直接采樣。

　　AGC控制：有兩路AGC控制，分別用于射頻PGA和模擬基帶信號PGA。AGC環(huán)路通過采樣信號和參考值之間的大小來產(chǎn)生AGC輸出。

　　頻率跟蹤/頻率矯正：此模塊完成信號的頻率跟蹤，頻偏修正， 采樣率變換。

　　FFT：FFT模塊執(zhí)行快速傅立葉變換，將OFDM調(diào)制的時域信號變化到頻域進行解調(diào)。

　　信標(biāo)處理：模塊進行同步和信道參數(shù)的估計。

　　OFDM符號處理：此模塊完成對OFDM符號的處理。包括符號解擾，信道估計與均衡，傳輸指示信息解調(diào)等。其中，傳輸指示信息用來指示當(dāng)前的時隙信息，以及指示廣播信道物理層配置參數(shù)變更。完成解擾和均衡的頻域信號被送到下一個模塊進行解調(diào)。

　　解映射和FEC解碼：此模塊完成BPSK/QPSK/16QAM的星座圖解映射。解映射之后的輸出被送入LDPC及RS的解碼器解碼。首先，LDPC解碼器完成LDPC碼字的解碼，并將負荷數(shù)據(jù)填充到RS的字節(jié)交織器中。然后，RS解碼器完成RS的解碼工作。

　　MFS碼流提取：根據(jù)外部多媒體處理器的選擇，可以同時接收一個控制信道和多至4路業(yè)務(wù)信道。數(shù)據(jù)流以MFS碼流輸出。輸出接口包括： SPI和通用接口SDIO。可以支持高達100Mbps瞬時數(shù)據(jù)速率。

　　外設(shè)接口：有兩個I2C接口。一個接口作為I2C 從控器，用于接受外部多媒體處理器對解調(diào)器的控制和設(shè)置；另外一個接口作為I2C主控器，控制調(diào)諧器。

　　內(nèi)嵌MCU：內(nèi)嵌一個高性能的MCU，用來控制所有內(nèi)部模塊，以及相關(guān)信號質(zhì)量的采集和處理等工作。

　　圖2 昆騰微電子CMMB接收終端功能模塊框圖。

　　典型應(yīng)用

　　昆騰CMMB接收方案具有高集成度和靈活通用的接口。僅僅需要外加通用的多媒體處理器、用戶界面和少量外部元器件，即可構(gòu)成一個完整的CMMB接收系統(tǒng)。在第一代CMMB的解決方案中，調(diào)諧器、解調(diào)器和多媒體處理器都是分離的。隨著技術(shù)的進步，具有更高集成度的解決方案開始出現(xiàn)。

　　在手機應(yīng)用中，有的手機平臺開始集成了強大的多媒體處理能力。昆騰的CMMB SiP方案和這樣的平臺完全可以無縫連接。由昆騰的射頻調(diào)諧器及基帶解調(diào)器提供射頻和基帶信號處理，由手機平臺處理CMMB的多媒體信息。另外一個發(fā)展趨勢是，有的手機平臺開始集成了基帶處理器。昆騰單芯片CMMB射頻調(diào)諧器提供了覆蓋天地一體的射頻處理能力，非常適合這樣的平臺。

　　本文小結(jié)

　　目前，廣電總局正在全國組建CMMB網(wǎng)絡(luò)。預(yù)計到今年年底，全國333個地級市的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將全部建成。昆騰微電子針對CMMB市場推出高集成度的射頻調(diào)諧器和基帶解調(diào)器芯片，符合所有的CMMB射頻和基帶處理需求，具有高集成度、高性能、低功耗的特性，可充分滿足客戶要求。