【精选】移动多媒体广播技术

《【精选】移动多媒体广播技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【精选】移动多媒体广播技术（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、移动多媒体广播技术摘要：本文介绍了移动多媒体广播的由来及发展、关键技术及研究现状，并重点介绍了中国移动多媒体广播行业标准 CMMB，分析了 STiMi 的关键技术，给出了一个基于 STiMi 技术的移动多媒体广播系统并分析了其性能。关键词：移动多媒体广播；DVB；CMMB；StiMi 技术随着社会的进步和技术的发展，用户希望通过移动网络随时随地使用多媒体业务的需求日益增加。目前的移动蜂窝网络通常提供的是点对点单播模式的多媒体业务，这种方式的资源利用率低、成本高、资费昂贵，不利于业务的推广；而点对多点的多播业务目前只能开展文本格式的短消息服务，不能满足音视频和数据等多样化服务的需求。因此采用卫星

2、和地面进行广播来向用户传输视频广播节目和信息服务的移动多媒体广播应运而生。多媒体广播技术的推广将满足人民群众日益增长的数字多媒体需求和文化需求。1. 移动多媒体广播简述移动多媒体广播是这样的系统:采用卫星或地面无线广播的方式,面向七吋以下小屏幕、小尺寸、移动便携的多种手持终端以及车载、船载、机载接收机等接受设备,随时随地接收音视频广播节目和信息服务等业务。这种系统的特点是传输带宽大、图像质量高、满足广播电视的质量要求,采用广播方式,覆盖面广,经济实用,接收终端广泛,能满足流动人群的普遍需求。1993 年 ， 欧 洲 成 立 了 国 际 数 字 视 频 广 播 组 织 （ DVB 组 织 ） 。

3、 DVB 组 织 决 定 新 的 技 术 必 须 是 建立 在 MPEG-2 压 缩 算 法 上 的 数 字 技 术 ， 必 须 是 以 市 场 为 导 向 的 数 字 技 术 。 DVB 的 宗 旨 是 要 设 计 一个 通 用 的 数 字 电 视 系 统 ， 在 此 系 统 内 的 各 种 传 输 方 式 之 间 的 转 换 有 最 简 单 的 方 式 ， 尽 可 能 的 增 加 通 用性 。 DVB 标 准 提 供 了 一 套 完 整 的 、 适 用 于 不 同 媒 介 的 数 字 电 视 系 统 规 范 。 DVB 数 字 广 播 传 输 系 统利 用 了 包 括 卫 星 、 有 线

4、、 地 面 、 SMATV、 MNDSD 在 内 的 所 有 通 用 电 视 广 播 传 输 媒 体 。随后欧洲电信标准学会（European Telecommunications Standards Institute; ETSI）于 1997 年正式颁布DVB-T 为欧洲地面数位视讯广播传输技术标准， DVB-T 采用编码正交频率分割多工（Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing; COFDM）多载波调变技术对于多重路径反射效应具备有效的处理能力，大多数国家已采用 DVB-T 系统部署其地面数位视讯广播网路。DVB-T 当初的设计主要

5、是针对固定与可携式接收应用，伴随移动多媒体议题的兴起，针对移动或手持接收装置应用的数位广播技术亦逐渐成为研究重点。基于 DVB-T 技术的研究中（例如 MOTIVATE Project） ，早期是为了改善安装于车辆上的 DVB-T 接收机的移动接收性能，衍生出先进通道估测及利用双天线接收后再作分集合并等技术，所付出的代价是较高的复杂度、硬件成本与功耗。当焦点进一步转向手持接收装置应用时，功耗立即成为一个关键问题。DVB Project 于 2002 年 11 月成立 DVB-X 工作小组（于 2003 年 4 月更名为 DVB-H，其中 H 即表示手持式（handheld）之意） ，目标是基于

6、 DVB-T 系统研发适合手持接收装置应用之数位广播技术，其研究重点乃在解决前述的行动接收与接收机耗电两个问题，并且限制解决方桉必须尽可能与 DVB-T 相容。该工作小组于 2003 年 1 月向 DVB 成员提出 “Call for Technology（CFT ） ”，于同年 4 月将各家公司和研究单位所提出的解决方桉组织成三种主要的系统方桉，并于同年 8 月形成最终的 DVB-H 系统规格提交至 DVB Technical Module（DVB-TM）审核。2004 年 1 月 DVB-TM 通过该规格并提交 DVB Project 审核， DVB Project 立即于 2 月接受该规

7、格并对外发布此项消息。在 DVB-H 规格标准化的同时，欧洲几个地区也同步进行区域性试播研究，例如分别于赫尔辛基与柏林进行的 FinPilot 与 bmco 计画等，企图透过实际的使用者经验回馈以确定相关的商业经营模式与其中的技术需求，类似的试播计划也正在英（Oxford） 、美（Pittsburgh）与澳大利亚（Sydney）等地区规划中；另一方面，欧盟也密切规划大规模的国际合作计画，例如 INSTINCT 与 WING-TV 等，企图藉由实验室验证、实地场测与试播达到系统性能验证与商业模式的确认等目标。原 DVB-H 工作小组也于 2004年第三季迈入 DVB-H 官方之性能验证阶段，并由

8、 14 家公司/ 组织组成之 DVB-H Validation Task Force 进行 DVB-H 性能及其向后相容性之验证。该工作小组分别于 2004 年底与 2005 年初完成了实验室与实地测量报告。国家广电总局于 2006 年 10 月颁布了中国移动多媒体广播行业标准，确定采用我国自主研发的移动电视接收标准 STiMi，该标准将从 2006 年 11 月 1 日起实施。它是国内自主研发的第一套面向手机、PDA、MP3、MP4、数码相机、笔记本电脑多种移动终端的系统，利用 S 波段卫星信号实现“天地”一体覆盖、全国漫游，支持 25 套电视节目和 30 套广播节目。CMMB China

9、Mobile Multimedia Broadcasting （中国移动多媒体广播）规定了在广播业务频率范围内，移动多媒体广播系统广播信道传输信号的帧结构、信道编码和调制，该标准适用于 30MHz 到 3000MHz频率范围内的广播业务频率，通过卫星和地面无线发射电视、广播、数据信息等多媒体信号的广播系统，系统可运营、可维护、可管理，具备广播式、双向式服务功能，支持中央和地方相结合的运营体系，具备加密授权控制管理体系，支持统一标准和统一运营，支持用户全国漫游。目前，CMMB 正在全国 37 个城市试验播出，广电总局计划将于明年开始商业运营。 37 个城市为：北京、天津、上海、重庆、昆明、南宁、

10、广州、福州、杭州、贵阳、长沙、武汉、哈尔滨、长春、沈阳、石家庄、济南、南京、合肥、南昌、郑州、太原、西安、兰州、银川、西宁、拉萨、乌鲁木齐、呼和浩特、成都、海口、大连、青岛、厦门、深圳、宁波、秦皇岛。根据移动多媒体广播电视系统的技术体制、总体架构及体系结构，CMMB 的技术路线为：（1）采用卫星和地面网络相结合的方式实现“天地一体”协同覆盖，信道传输采用 STiMi 技术。（2）全国节目通过 S 波段卫星对全国实现覆盖，卫星遮挡地区可采取地面同频增补方式，在城市人口密集区域采用 U 波段增补。 （3）地方节目采用 U 波段地面网络实现覆盖。（4）电视业务视频压缩编码采用 AVS、H.264/A

11、VC ，伴音压缩编码采用 MPEG-4 HE AAC；广播业务音频压缩编码采用 DRA。 （5）数据广播采用可扩展的多协议封装复用传输，支持流模式、文件模式传输。 （6）加密授权系统对音视频流和数据广播流采用 ISMACryp 进行加扰，系统前端支持同密，终端采用多密，系统支持单向、双向和基于电子钱包的授权管理方式。 （7）运营支撑系统原则上采用两级架构体系，对内容统一加密，统一管理，支持公共服务、基本服务和扩展服务，实现各类终端用户的合法注册。基于 CMMB 标准的移动多媒体广播,可以通过前端节目和信息平台、卫星覆盖和地面增补网络,向移动便携式小屏幕显示终端以及汽车、火车、轮船、飞机等各种交

12、通工具提供广播电视和信息服务,可以满足人民群众随时随地听广播、看电视、查询信息的需求,填补广播电视服务空白,减少城市与乡村、东部与西部差距,缩小数字鸿沟。CMMB 标准技术体制充分体现和落实了国家提出的自主创新、三网融合的精神 ,有利于满足人民群众随时随地接收广播电视和信息的需求,有利于维护国家利益、促进民族工业的发展。2.中国移动多媒体广播行业标准截至 2008 年 6 月，国家广电总局已颁布七项移动多媒体广播电视行业标准，分别为：（1）GY/T 220.1-2006 移动多媒体广播 第 1 部分：广播信道帧结构、信道编码和调制 （2）GY/T 220.2-2006 移动多媒体广播 第 2

13、部分：复用 （3）GY/T 220.3-2007 移动多媒体广播 第 3 部分：电子业务指南 （4）GY/T 220.4-2007 移动多媒体广播 第 4 部分：紧急广播 （5）GY/T 220.5-2007 移动多媒体广播 第 5 部分：数据广播 （6）GY/T 220.6-2008 移动多媒体广播 第 6 部分：条件接收 （7）GY/T 220.7-2008 移动多媒体广播 第 7 部分：接收解码终端技术要求2.1 GYT220.1-2006 第一部分：信道该标准定义了在 30MHz3000MHz 频率范围内，移动多媒体广播系统广播信道物理层各功能模块，给出了移动多媒体广播信道物理层传输信

14、号的帧结构、信道编码、调制技术以及传输指示信息。该标准定义的广播信道物理成带宽(Bf)包括 8MHz 和 2MHz 两种选项。广播信道物理层以物理层逻辑信道的形式向上层业务提供传输速率可配置的传输通道，同时提供一路或多路独立的广播信道。物理层逻辑信道支持多种编码和调制方式用以满足不同业务、不同传输环境对信号质量的不同要求。该标准定义的广播信道物理层支持单频网和多频网两种组网模式，可根据应用业务的特性和组网环境选择不同的传输模式和参数。物理层支持多业务的混合模式，达到业务特性与传输模式的匹配，实线业务运营的灵活性和经济性。详细的物理层特性见第三章。2.2 GYT220.2-2006 第二部分：复

15、用在移动多媒体广播得人前端系统中，复用的功能是完成音频、视频、数据、电子业务指南等信息封装和排列，使其能够在移动多媒体广播信道上传送。如图 1 所示。图 1 复用在移动多媒体广播前端系统中的位置同一业务的音频基本流、视频基本流和数据流封装在同一复用子帧中。电子业务指南、用户管理等辅助信息分别封装在不同的复用子帧中，控制信息封装在专用的复用帧中。复用协议的组成单元包括复用帧、复用子帧、视频段、音频段和数据段。每个物理传输的广播信道帧由复用帧构成，多个复用子帧或者控制信息表组成复用帧。复用子帧包括音频、视频和数据段。在一个广播信道帧中最多可以有 40 个复用帧，根据其承载内容不同，可分为两种类型的

16、复用帧，其中第一个复用帧(帧标识=0)，称为控制帧，其它复用帧称为业务帧。控制帧的净荷为各类控制信息表，包括网络信息表、持续业务复用配置表、持续业务配置表、短时间业务复用配置表、短时间业务配置表，ESG 基本描述表，紧急广播，为终端提供各种相应的控制信息。业务帧的净荷为一个或多个复用子帧( 最多 15 个) ，每个复用子帧承载视音频或数据信息，称之为业务，即每个复用子帧是一种业务应用，同一业务的音频基本流，视频基本流和数据流封装在同一复用子帧中，业务复用帧就是多个业务的集合。2.3 GYT220.3-2007 第三部分：电子业务指南在移动多媒体广播系统中，电子业务指南（Electronic Service Guide，ESG）的功能是为用户提供多媒体广播业务的相关信息，如业务名称、播放时间、内容梗概等，便于终端用户快速检索和访问。ESG 的构成如图 2 所示。其中基本描述信息描述了数据信息在 ESG 业务的分配情况、封信状态等，在控制逻辑信道中传输。数据信息描述了与移动多媒体广播业务相关的业务信息、业务拓展信息、编排信息、内容信息和业务参数