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1、1便携式移动电视接收系统浅析摘要： 本文简单介绍了新一代便携式移动电视接收标准 DVB-H 及移动电视的信源压缩编码标准 H.264，重点介绍了 DVB-H 系统的构成、时间分片技术、MPE-FEC、4K 传输模式及使得 H.264 能适应移动电视接收的几个主要技术特点。 关键字： DVB-H、H.264使用便携式通讯工具比如手机，随时随地的收看电视以前是一个梦想，随着信源编码技术、信道传输和新一代基础通讯网络的建立，使便携式移动接收子系统也从单一的文字、图片形式的接收转向更丰富多彩的视音频形式接收。电视行业为了适应这种趋势，也对相关技术进行了标准的制定和技术研发。现在就相关技术做以下的论述。
2、 要在手机上看电视，技术上需要处理好三个环节：信号源、传播途径和接收终端。信号源方面，需要有高压缩比的信源压缩编码标准；传播途径方面，有无线微波和网络传输。为了实现移动接收，需要抗干扰能力强的数字调制和信道处理技术。接收终端方面，必须开发高集成度、体积小、重量轻、耗电小的芯片，以及体积小、高容量的充电电池。 目前，该服务的实现主要有三条途径： 1. 利用移动网络实现的方式 目前美国和我国移动运营商推出的手机电视业务主要是依靠现有的移动网络来实现的。中国移动的手机电视业务是基于其 GPRS 网络，中国联通则是依靠其CDMA 网络。不管是 GPRS 手机还是 CDMA 手机，都需要在装有操作系统的
3、手2机终端（一般是 PDA 手机等高档产品）上安装相应的播放软件，而相应的电视节目源则由移动通信公司或者通过相应的服务提供商来组织和提供。 2. 利用卫星网络实现的方式 利用手机来接收卫星播发的电视节目信号是一个非常新的想法。目前只有韩国在力推手机电视广播（DMB）。这种 DMB 接收机能提供高质量的图像，使用该接收机模块能使用户同时接收地面无线电视广播和卫星电视广播的信号。 3. 手机中安装数字电视接收模块的方式 目前最被看好的手机电视技术方式是通过整合数字电视和移动电话的方式。这种方式需要在手机终端上安装微波数字电视接收模块，可以不通过移动通信网络的链路，直接获得数字电视信号。目前，手机数
4、字电视标准只有欧洲的DVBH 和日本的单频段转播标准。 在国内，只有中央电视台和少数的几家移动公司相继推出了手机电视业务。以中央电视台为例，由于目前国内还没有 DVB-H 的数字广播网络，他们是通过 2.5G或 2.75G 网络传输技术来播放“手机电视”节目的，即利用中国移动 GPRS/EDGE网络或中国联通 CDMA 网络，通过 WAP 门户网站为用户提供在线直播或点播的流媒体音视频节目的服务。 以下讨论关于手机电视的传输标准和编码标准： 一、手机电视的传输标准DVB-HDVB-H（早期为 DVB-X）标准全称为 Digital Video Broadcasting Handheld，它是D
5、VB 组织为通过地面数字广播网络向便携/手持终端提供多媒体业务所制定的传输标准。DVB-H 植基于 DVB-T，是一种以 IP 封包（datagrams）来传送资料（主要为数字多媒体资料）的系统。该标准被认为是 DVB-T 标准的扩展应用，但是和3DVB-T 相比，DVB-H 终端具有更低的功耗，移动接收和抗干扰性能更为优越，因此该标准适用于移动电话、手持计算机等小型便携设备通过地面数字电视广播网络接收信号。事实上，由于 DVB-H 是一种支持多媒体业务的标准，除了电视业务外它还可以开展电子报纸、电子拍卖、旅游向导、游戏、视频点播和交互等多种综合性业务。总之，DVB-H 标准就是依托目前 DV
6、B-T 传输系统，通过增加一定的附加功能和改进技术使手机等便携设备能够稳定的接收广播电视信号。 为了减低小型手持式设备的功耗，DVB-H 采用了一种叫做“时间切片”（time-slicing）的技术，把 IP 封包在切割成很短的时段（time slots）内以数据突发 Data Burst 方式传送。接受器的前端电路（front end）只有在所选定服务 Data Burst 的时段才会开启，在这个极短暂的时段之中，资料被高速地接收下来，并可以储存在设备具有的缓冲区内，此缓冲区可以储存下载的内容，也可以直接播放现场直播的资料文件。 1、DVB-H 系统结构 DVB-H 支持的是手机等小型移动终
7、端设备，是手机数字电视传输的标准。DVB-H 是建立在 DVB 数据广播和 DVB-T 传输之上的标准，更注重于协议的实现。系统前端由 DVB-H 封装机和 DVB-H 调制器构成，DVB-H 封装机负责将 IP数据封装成 MPEG-2 系统传输流，DVB-H 调制器负责信道编码和调制；系统终端由 DVB-H 解调器和 DVB-H 终端构成，DVB-H 解调器负责信道解调、解码，DVB-H 终端负责相关业务显示、处理。 DVB-H 传输系统还具有以下特殊要求： (1)为延长电池的使用时间，终端周期地关掉一部分接收电路以节省功耗； (2)能漫游，漫游时仍能非常顺利地接收 DVB-H 业务； 4(
8、3)传输系统能保证在各种移动速率下顺利接收 DVB-H 业务； (4)系统具有很强的抗干扰能力； (5)系统具有相当的灵活性，以适应不同传输带宽和信道带宽应用。 2、协议层次划分 DVB-H 标准将实现数据链路层和物理层。 (1)数据链路层采用时间分片技术，用于降低平均功耗，便于进行平稳、无缝的业务交换；采用 MPE（多协议封装）前向纠错技术，提高移动使用中的 C/N 门限和多普勒性能，增强抗脉冲干扰能力。 (2)物理层与 DVB-T 相比，增加了 4k 传输模式和深度符号交织等内容。 其它技术特点包括：在传输参数信令(Transmission Parameter Signaling，TPS)
9、比特中增加 DVB-H 信令，用于提高业务发展速度；蜂窝标识(在 TPS 中)用于支持移动接收时快速信号扫描和频率交换；增加 4k 模式以适应移动接收和单频蜂窝网，提高网络设计、规划的灵活性；2k 和 4k 模式进行深度符号交织，进一步提高移动环境和冲击噪声环境下的鲁棒性。 3、关键新技术 (1)功耗：DVB-H 要求射频接收和信道解调、解码部分的功耗小于 100mW。 (2)网络设计 由于 DVB-H 终端在网络内移动时接收天线小巧且单一，必须优化设计单频网。为此，DVB-H 增加了新的技术模块，主要包括： 时间分片基于时分复用的技术，节省接收终端功耗和便于网络交换； MPE-FEC基于 R
10、S 纠错编码技术，增加额外的前向纠错编码，提高系统的移动和抗脉冲干扰能力； 54k 模式用于提高网络设计的灵活性； DVB-H TPS为 DVB-H 专用的传输参数信令，用于提高系统同步和业务访问速度。 下面对时间分片、MPE-FEC、4k 模式及 DVB-H TPS 进行详细的介绍： 时间分片 时间分片技术是 DVB-H 中最为重要的新技术模块，采用突发方式传送数据，每个突发时间片传送一个业务，在业务传送时间片内该业务将单独占有全部数据带宽，并指出下一个相同业务时间片产生的时刻，这样手持终端能够在指定的时刻接收选定的业务，在业务空闲时间做节能处理，从而降低总的平均功耗。这期间前端放射机是一直
11、工作的，在相同业务的两个时间片之间将会传送其他业务数据，DVB-H 信号就是由许多这样的时间片组成的。从接收机的角度而言，接收到的业务数据并非如传统恒定速率的连续输入方式，数据以离散的方式间隔到达，称之为突发传送，如果解码终端要求数据速率较低但必须是恒定码率，接收机可以对接收到的突发数据先进行缓冲，然后生成速率不变的数据流。它不但能够有效降低手持终端的平均功耗，并且还是实现不同网络间平稳、无缝的业务交换基础。 a、时间分片与功耗 时间分片技术采用突发式传送数据，与传统数据流业务相比具有更高的瞬时速率。为了达到节省功耗的要求，突发带宽一般为固定带宽的 10 倍左右。例如一个恒定速率为 350kb
12、it/s 的业务流，它意味着要求一个 4Mbit/s 左右的突发带宽。突发带宽在固定带宽两倍的情况下功耗就可以节省 50%，因此如果带宽为 10 倍，可以节省 90%。 b、时间分片与 PSI/SI6DVB-H 标准规定 PSI/SI(节目特定信息 Program Specific Information， PSI /业务信息 Service Information， SI)信息不进行时间分片处理，它们将被分配一个固定带宽进行传送，这主要是因为目前使用的 PSI/SI 信息并不支持时间分片传送，如果进行改动将难以和目前数据表兼容。PSI 信息使用 4 个表来定义码流的结构：节目关联表(Prog
13、ram Association Table，PAT)、节目映射表(Program Map Table，PMT)、网络信息表(Network Information Table ，NIT)、条件访问表(Conditional Access Table，CAT)。 手持终端在 DVB-H 系统中需访问 SI 中的 NIT(Network Information Table，NIT 网络信息表)、和中间代码 INT 表。NIT 表的目的是提供有关物理网络的信息，其内容是固定的，当手持终端加入到一个新网络中时首先要接收该表，确定网络参数。当在不同的传输流之间切换时，手持终端需读取 INT 表，除非以后
14、INT 表发生了变更，则终端将不再接收 INT 表，INT 表变更信息在 PSI 的 PMT (Program Map Table，PMT 节目映射表)表中进行标识。PMT 表指出了组成节目业务(Service)的各个码流的 PID 号，并对各路码流进行描述由于 DVB 标准规定 PSI 信息必须每隔 100ms 重传一次，如果突发脉冲的业务传送时间比 100ms 时间长，则手持终端能在接收业务的同时访问所有 PSI 信息；如果业务传送时间小于 100ms，手持终端需在业务接收完毕后继续保持一段工作时间，以确保完成所请求 PSI 表的接收。 c、时间分片与业务交换采用时间分片技术使手持终端能在
15、业务传送的空闲周期对相邻的蜂窝进行监视，扫描其他的频率信号、测试信号的强度，但并不中断本业务的接收。当用户进入新的网络时，根据监视结果在空闲周期切换到具有相同业务的不同传输流上，以实现较好的无缝隙业务交换。如果在前端对业务同步精确编排，能够使相同业7务及时出现在相邻峰窝的不同时隙上，而用户不会察觉这种变化。 d、时间片和条件接收DVB-H 可采用两种方式实现条件接收，一种是基于 IP 的条件接收系统（IP-CAS ，IP 数据广播加密）。所有的 CAS（条件接收系统）相关信息都在 IP 数据中，并可以支持时间分片技术，确保节省功耗。但 DVB-H 标准不须支持 CAS 和接收机间的双向传送，I
16、P-CAS 的只须支持广播环境。? 另一种方式是采用 DVB 通用加扰算法的条件接受系统（DVB-CAS，电视加密系统），此时在 DVB-H 系统通中传送 CAS 信息将面临一些问题。由于 DVB-CAS使用电子干扰 ECM(Electronic Counter Measure）传送解扰密钥，因此 ECM 不能进行时间分片，另外 DVB-CAS 还使用管理信息 EMM （EMM-Entitlement Management Message），用于传送授权管理信息，由于 EMM 的时间间隔是随机的，终端必须一直工作以确保不会丢失 EMM，并且直接使用 DVB-CAS 将影响网络漫游业务。 为确保解扰工作的进行，接收机必须完成 ECM 接收，系统通过 ECM 重复率描述符标识 ECM 最小重复周期。如果手持终端在开始接收业务数据前至少完成了一个 ECM 最小周期接收，则至少能收到一个 ECM，从而获取解扰密钥。通常解扰密钥的有效时间为 10s，为此接收机必须确保在业务数据到达前 10s 完成解扰密钥接收。EMM 将采用时间片方式传送。首先将 E
