手機電視(DVB-H)軟件接收器

1、 簡(jiǎn)介

手持式數字電視DVB-H(DigitalVideoBroadcasting-Handheld)系統標準規范[1]主要以地面廣播系統DVB-T(DigitalVideoBroadcasting-Terrestrial)的架構為核心，再附加新的技術(shù)標準以進(jìn)行規格制定。由于DVB-T系統系利用編碼正交分頻多任務(wù)(CodedOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，COFDM)之多載波調變技術(shù)，對于多重路徑(Multi-path)反射效應所衍生出的干擾及衰減問(wèn)題，能提供有效的處理與抑制能力，因此非常適合使用于行動(dòng)應用。此外，DVB-H系統標準另外新增的功能與改進(jìn)的技術(shù)有：DVB-H傳輸參數信號(TransmissionParameterSignaling，TPS)、分時(shí)切片(TimeSlicing)、軟式交遞(SoftHandover)算法、4K模式、深度符號內間插(In-depthsymbolinterleaver)與多協(xié)定封裝前向糾錯機制(Multi-ProtocolEncapsulationForwardErrorCorrection，MPE-FEC)等技術(shù)，用來(lái)提升手持裝置之移動(dòng)接收性能并克服耗電問(wèn)題，更透過(guò)行動(dòng)電視條件接收(ConditionAccess，CA)之應用與電子服務(wù)指南(ElectricServiceGuide，ESG)等功能來(lái)使得所提供的服務(wù)內容更為完備并更具保障。

2、 相關(guān)技術(shù)研究

最近對于DVB-H之MPE-FEC機制的研究文章，主要著(zhù)重于接收端于解封裝時(shí)，如何對傳輸串流中的數據進(jìn)行錯誤偵測判斷、如何提供糾錯譯碼運算時(shí)所需的錯誤信息與如何改善增強MPE-FEC機制對錯誤的檢測修復能力。

目前對于接收端接收數據進(jìn)行錯誤偵測與判斷的方式，主要能夠分為兩類(lèi)，這兩類(lèi)的主要差異點(diǎn)是在于不同層次的封裝格式上進(jìn)行錯誤偵測與判斷，其中一種判斷方式是在解傳輸串流封包時(shí)進(jìn)行，另一種則是在進(jìn)一步解多協(xié)議封裝(Multi-ProtocolEncapsulation，MPE)格式時(shí)進(jìn)行，而在DVB-H規范中的建議方式是采用后者，主要是利用循環(huán)冗贅核對(CyclicRedundancyCheck，CRC)來(lái)對數據進(jìn)行錯誤偵測與判斷。

另外，對于提供糾錯譯碼運算時(shí)所需的錯誤信息方面，則會(huì )根據所提供的錯誤信息形式上的不同而有不同的糾錯譯碼方式。以上兩種方面的各種規劃設計概念大多已被整合介紹于一篇研究文章內[2]并主要被分成五種架構，而本研究考慮設計與實(shí)作上的便利，故采用所謂的TSE(TransportStreamErasure)的錯誤偵測方式(即根據TS封包標頭內的錯誤指標字段來(lái)進(jìn)行正確性判斷)，而于RS譯碼部分則是采用歐幾里得(Euclid)方式來(lái)進(jìn)行RS糾錯譯碼。

3、 數字電視廣播系統核心技術(shù)簡(jiǎn)介

3.1DVB-H傳輸系統結構與封裝格式

DVB-H傳輸IP服務(wù)的傳輸系統如圖1所示。DVB-H的服務(wù)數據封裝成IP封包之后，再透過(guò)MPE機制封裝于傳輸串流之中，并同時(shí)加入Time-Slicing信息后與其它DVB-T的電視節目(MPEG-2TVService)經(jīng)由多任務(wù)器多任務(wù)成一個(gè)更大的傳輸串流(又稱(chēng)復合節目串流，MultipleProgramTransportStream)，再調變成無(wú)線(xiàn)信號送出，其中在發(fā)送端的MPE、MPE-FEC與Time-Slicing機制合稱(chēng)為DVB-HIP封裝器(IP-Encapsulator)，而在接收端的反向解回部份則稱(chēng)為DVB-HIP解封裝器(IP-Decapsulator)，而整個(gè)DVB-H的封裝格式則如同圖2所示。

圖1 DVB-H傳輸IP服務(wù)的傳輸系統[3]

當影音壓縮與其它服務(wù)數據經(jīng)過(guò)一連串的封裝之后，最后將被封裝成傳輸串流(TransportStream)的封包格式，而在接收端將再其遞送給底層硬件進(jìn)一次所羅門(mén)編碼后，才將封包調變成無(wú)線(xiàn)訊號送出。相對地在接端接收到封包時(shí)，將先進(jìn)行一次所羅門(mén)譯碼，而將譯碼的結果記錄在封包標頭中。

圖2DVB-H數據封裝格式

3.2Time-Slicing傳輸機制與時(shí)間參數

Time-Slicing傳輸機制的目的在于降低手持式終端設備的平均能源消耗與實(shí)現SoftHandover機制在基地臺間平滑交接。Time-Slicing傳輸機制如圖3所示，系以瞬間高流量脈波傳輸(Burst)的方式傳輸數據。

圖3Time-Slicing傳輸機制的Burst傳輸方

另外，為了讓接收端設備能正確地接收每一個(gè)Burst數據，故在Burst中夾帶時(shí)間卷標(Delta-T)信息來(lái)指出下一個(gè)Burst到達的時(shí)間(如圖4)，而接收端則預先提早Delta-TJitter的時(shí)間來(lái)打開(kāi)接收器，以便能正確地接收數據，介于兩個(gè)Burst中間的OffTime時(shí)間則不傳輸任何數據，藉由此種頻寬分享方式來(lái)傳遞其它不同服務(wù)的數據。整個(gè)Burst在傳輸數據時(shí)有個(gè)最大持續時(shí)間(MaxBurstDuration)而這個(gè)信息也一并被夾帶于整個(gè)傳輸流中傳送。

圖4時(shí)間參數Delta-T示意圖

3.3MPE-FEC機制原理與運作

MPE-FEC機制在DVB-H系統中負責進(jìn)行錯誤數據修復動(dòng)作，整體技術(shù)是建構于一個(gè)名為MPE-FEC框架的方形內存裝置之中。如圖5，此框架又被定義成兩部份稱(chēng)為：ApplicationDataTable與RSDataTable，其分別用來(lái)存放DVB-H系統中傳送的服務(wù)數據與糾錯冗余編碼數據。

圖5MPE-FEC框架

如圖6，在發(fā)送端透過(guò)縱向填入數據與橫向糾錯編碼來(lái)完成交織編碼的編碼方式再進(jìn)行封裝傳送。而在接收端接收后則進(jìn)行反向的糾錯譯碼動(dòng)作，藉此來(lái)修復因傳輸所發(fā)生的數據錯誤。

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