基于T-DMB標(biāo)準(zhǔn)的手機(jī)電視解決方案

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，由于他們使用了美國數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)ATSC對(duì)其國內(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)需求日趨增長的情況之下，韓國人在經(jīng)過兩年多時(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)作為韓國開展地面手機(jī)電視業(yè)務(wù)的傳輸標(biāo)準(zhǔn)，并由此確立了韓國的地面手機(jī)電視國家標(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家和地區(qū)，包括中國、韓國、加拿大、臺(tái)灣、澳大利亞等采納作為實(shí)施本國地面聲音廣播數(shù)字化的獲選方案。目前，在歐洲國家尤其是英國，DAB的芯片和接收機(jī)在市場上隨處可見，種類也非常齊全，價(jià)格也比較合理。由于從標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)開發(fā)一開始，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)過渡到DMB，無需對(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的過渡。圖1所示為韓國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)則主要通過前端的DMB視頻編碼器來實(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DAB的復(fù)用器以流模式方式復(fù)用到子信道中去，與來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)用的場合，則使用了MPEG-4 BIFS編碼。為了便于商用接收機(jī)的開發(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。或者是不需使用第一級(jí)復(fù)用器，而直接把信號(hào)送到第二級(jí)復(fù)用器或稱為總成復(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)。