移動(dòng)通信系統用DVB-H結構體系

移動(dòng)DVB-T接收器采用天線(xiàn)多樣性技術(shù)，但它是以增加功耗和尺寸為代價(jià)的。天線(xiàn)多樣性要求兩個(gè)天線(xiàn)之間的間隔存在最短的距離，因此實(shí)際上很難在手持設備上實(shí)現。

　　為此，DVB組織又制定了DVB-H標準，全稱(chēng)為數字視頻廣播—手持，它是通過(guò)地面數字廣播網(wǎng)絡(luò )向手持設備提供多媒體業(yè)務(wù)所制定的傳輸標準。簡(jiǎn)言之，DVB-H標準就是依托目前的DVB-T傳輸系統，通過(guò)增加一定的附加功能和改進(jìn)技術(shù)，使手持設備能穩定地接收廣播電視信號。

　　DVB-H標準是DVB-T標準的擴充，但為了支持手持設備的視頻接收，它又增加了以下的功能：

　　時(shí)間分片，以減少功耗。

　　IP數據廣播，供低分辨率視頻流使用。

　　MPE-FEC，獲得穩定的信號接收。

　　4K載波模式，對網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行優(yōu)化。

　　DVB-H前端

　　為了在手機等手持設備中集成DVB-H前端，解決功耗、性能和機械尺寸等關(guān)鍵性問(wèn)題，采用了新一代硅調諧器和解調器。

　　硅調諧器特性

　　硅調器是由機頂頂盒和PC外設TV調諧器常見(jiàn)的盒式調諧器演變而來(lái)的最新形式。調諧器與解調器之間的接口從中頻(DVB-T)改為基頻(DVB-H)。這就有可能在基帶中進(jìn)行鄰道濾波，并將濾波器集成在調諧器中，進(jìn)而減少整個(gè)解決方案的占用面積。同時(shí)，這類(lèi)調諧器的功耗亦降至300mW。DVB-H通常在UHF頻帶中使用，但同樣可以用于其它頻帶，如1.672GHz。

　　DVB-H解調器特性

　　對解調器的基本要求是在移動(dòng)的環(huán)境中提供良好的接收性能。對DVB-H接收機而言，多普勒補償至少需要100Hz，接收機應有能力應對信道的變化，同時(shí)能保持低多普勒頻率時(shí)得到的相同信噪比，以獲得相同的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。這一點(diǎn)對設計人員在規劃廣播網(wǎng)絡(luò )時(shí)是至關(guān)重要的。當接收機的速度在變化時(shí)，網(wǎng)絡(luò )的覆蓋范圍必須保持恒定。

　　除了多普勒效應，接收機還要面對信道特征的變化。天線(xiàn)端接收到的各種回波是隨時(shí)隨地變化的，回波間的距離也是不固定的，為了避免失去對發(fā)射機的同步且保持良好的接收狀態(tài)，接收機必須對這些變化進(jìn)行補償。

　　同信道干擾是又一種重要的瞬間干擾，瞬間干擾來(lái)自各種源，是在工作環(huán)境下產(chǎn)生的，有時(shí)甚至來(lái)自相鄰的網(wǎng)絡(luò )。接收機應具有極強的抗干擾能力，甚至在干擾功率高于所需的信號時(shí)仍能保持良好的接收狀態(tài)。例如，在GSM手機中，這類(lèi)干擾通常來(lái)自上游的GSM信道。

　　靈敏度是提供理想覆蓋范圍的重要參數。解調器設計應保證相對于理論值較低的退化度，一般能實(shí)現0.5~1dB的安全系數。

　　圖1是DVB-H接收機的方框圖，主要包括兩大部分，解調器和MAC(媒體接入控制)處理。鏈路層或MAC也集成在解調器中。這一層用來(lái)處理時(shí)間分片、IP數據提取、以及IP數據誤差校正。由于DVB-H必須保持高位速率，RS(Reed-Solomon)譯碼器是用硬件實(shí)現的。

　　圖1 DVB-H解調器的方框圖

　　時(shí)間分片

　　時(shí)間分片采用突發(fā)方式傳送數據，與傳統數據流業(yè)務(wù)相比具有更高的瞬時(shí)速率。DVB-T移動(dòng)圖像專(zhuān)家組(MPEG-2)程序流的速率可達10Mb/s，遠遠高于手機可手持設備所能處理的和四分之一視頻圖像陣列(QVGA)顯示屏所能顯示的速率。一般說(shuō)來(lái)，低于500Kb/s的數據流已能在小屏幕上提供良好的視頻分辨率。時(shí)間分片就是用高速率突發(fā)低速率的數據流。接收機前端在突發(fā)時(shí)間內工作，其余時(shí)間是關(guān)閉的，這樣就能進(jìn)一步降低功耗。例如，對500Kb/s數據流，若突發(fā)頻率為它的10倍，理論上可以節省90%的功耗。最新式DVB-H前端(調諧器加解調器)約消耗功率500mW，實(shí)際的功耗僅需50 mW。

　　除了節省功耗，時(shí)間分片技術(shù)使手持設備能在業(yè)務(wù)傳遞空閑周期掃視相鄰蜂窩，掃描其它頻率信號，測試信號強度而不中斷自身業(yè)務(wù)的接收。當移動(dòng)用戶(hù)進(jìn)入新的網(wǎng)絡(luò )時(shí)，可隨時(shí)根據監測情況在空閑周期內切換到更佳的網(wǎng)絡(luò )上，從而實(shí)現最優(yōu)化無(wú)縫交換。

　　IP數據廣播

　　在DVB-H系統中，采用DVB-MPE(多協(xié)議封裝)并作為視頻流和數據傳輸規范的一部分。MPEG-2 IP數據分組的傳輸量基于數字媒體指令和控制(DSMCC)節完成的，它將整個(gè)IP分組有效載荷封裝在DSMCC節的有效載荷內，并將MAC地址分別映射至DSMCC節中的報頭和有效載荷。節格式允許數據報進(jìn)入多個(gè)字節，如果數據報的長(cháng)度小于或等于4096字節，則在一個(gè)節內發(fā)送完畢。在IP場(chǎng)合，最大傳輸單元(MTU)設定為4096字節，因而數據報不會(huì )形成碎片。MAC地址為6個(gè)字節，分為兩組，5和6字節映射至DSMCC節的tableidextension字段;而1、2、3和4字節映射至DSMCC節的有效載荷區。這種映射是利用第一代解調器的有限能力完成的。這種送至小屏幕設備的IP視頻流對低分辨率、低位率數據傳輸是十分理想的。