基于T-DMB標準的手機電視解決方案

一. 引言

隨著(zhù)人們生活水平的不斷提高，人們對信息消費多元化的趨勢亦趨明顯。傳統的固定地面電視廣播已難以滿(mǎn)足人們的消費需求，人們不僅希望可以隨時(shí)隨地的收看高清晰畫(huà)面的視頻廣播，還希望可實(shí)時(shí)的接收一些諸如數據、圖片、聲音、股市財經(jīng)等信息。在韓國，由于他們使用了美國數字電視標準ATSC對其國內地面電視廣播業(yè)務(wù)進(jìn)行數字化，而這種標準無(wú)法支持移動(dòng)電視業(yè)務(wù)。在人們對移動(dòng)電視業(yè)務(wù)需求日趨增長(cháng)的情況之下，韓國人在經(jīng)過(guò)兩年多時(shí)間對目前現有可用的地面廣播技術(shù)標準進(jìn)行一番精心比較分析后，最終選擇了DAB Eureka-147歐洲標準作為韓國開(kāi)展地面手機電視業(yè)務(wù)的傳輸標準，并由此確立了韓國的地面手機電視國家標準T-DMB。

T-DMB作為對DAB標準的繼承與發(fā)展，除了采用DAB標準原先所使用的相關(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)的視頻編碼標準MPEG-4 AVC/H.264，節目伴音壓縮則采用BSAC，數據交互使用BIFS。DAB與MPEG-4技術(shù)的成功結合有效地解決了人們對數字移動(dòng)電視業(yè)務(wù)的需求。DAB Eureka-147作為第一個(gè)為對地面聲音廣播進(jìn)行數字化開(kāi)發(fā)的標準，完成于1994年，發(fā)展至今已成為一個(gè)非常成熟的技術(shù)標準，目前已被歐洲和其它一些國家和地區，包括中國、韓國、加拿大、臺灣、澳大利亞等采納作為實(shí)施本國地面聲音廣播數字化的獲選方案。目前，在歐洲國家尤其是英國，DAB的芯片和接收機在市場(chǎng)上隨處可見(jiàn)，種類(lèi)也非常齊全，價(jià)格也比較合理。由于從標準設計開(kāi)發(fā)一開(kāi)始，DAB標準就是為向固定、可持及移動(dòng)設備廣播聲音業(yè)務(wù)而開(kāi)發(fā)的，所以非常適合于移動(dòng)電視業(yè)務(wù)。DAB系統可提供高達1.824Mb/s的比特率用于聲音廣播跟數據業(yè)務(wù)。時(shí)至今日，DAB系統已經(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(wú)關(guān)的業(yè)務(wù)。尤其是在復用方面，DAB允許在其獨立的數據子信道中進(jìn)行流模式運用，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系統過(guò)渡到DMB，無(wú)需對現存的DAB廣播前端進(jìn)行任何改動(dòng)，只要在前端設備上引入一個(gè)DMB視頻編碼器。就可以實(shí)現從DAB到DMB的過(guò)渡。圖1所示為韓國T-DMB的結構層次圖。從圖中可以看出，DMB系統中仍延用了DAB的整個(gè)系統，只是在DAB的MSC（主業(yè)務(wù)信道）中劃分出一個(gè)獨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)，數據業(yè)務(wù)都保持不變，這也使得DMB的部署相對較為容易。而新增的視頻業(yè)務(wù)則主要通過(guò)前端的DMB視頻編碼器來(lái)實(shí)現，視頻編碼器編碼產(chǎn)生的數據流，以ETI（復合群傳輸接口）信號形式通過(guò)DAB的復用器以流模式方式復用到子信道中去，與來(lái)自其它路的音頻或數據復用成高達2.048Mb/s的ETI傳輸數據流，然后將ETI數據流分配給DAB同步網(wǎng)中的各個(gè)發(fā)射臺進(jìn)行發(fā)射。

圖1 T-DMB結構圖

1.音視頻編碼處理

韓國T-DMB標準采用了在限定帶寬內仍能提供高效壓縮性能的壓縮標準MPEG-4 AVC視頻壓縮標準。而在視頻伴音壓縮標準的選擇上，則采用專(zhuān)利使用費相對較低的MPEG-4 BSAC音頻壓縮標準而非AAC+。對于視頻播放中伴隨的一些數據業(yè)務(wù)或需要提供一些交互應用的場(chǎng)合，則使用了MPEG-4 BIFS編碼。為了便于商用接收機的開(kāi)發(fā)，T-DMB使用MPEG-4壓縮標準中所需解碼處理能力相對較容易的架構。圖2示出了DMB對視頻業(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部分的標準對分別采用H.264編碼的視頻，BSAC編碼的伴音以及BIFS編碼的交互數據內容進(jìn)行同步。首先使用MPEG-4 SL（同步層）數據包格式對視頻、伴音以及交互數據進(jìn)行封裝，進(jìn)而把同步包復用到MPEG-2 TS傳輸流中。然后再進(jìn)行前向糾錯，最后以流模式方式復用到DAB系統中。使用的前向糾錯技術(shù)包括RS編碼，卷積交織技術(shù)。采用前向糾錯技術(shù)的主要原因就是提高數據流的抗誤碼性能。因為DAB獲得好的聲音質(zhì)量要求的比特錯誤率（BER）是不大于。然而在DMB中，要實(shí)現接收端對視頻業(yè)務(wù)的穩定可靠接收，比特錯誤率(BER)的要求高達。為了滿(mǎn)足這一要求，韓國T-DMB標準使用了在DVB-T標準中也使用的前向糾錯技術(shù)（FEC）。即使用RS（204，188）對MPEG-2 TS打包流進(jìn)行編碼然后再進(jìn)行卷積交織。每188字節的TS包經(jīng)過(guò)RS編碼變成204字節的包，其中有16字節是糾錯編碼。經(jīng)過(guò)編碼之后，每隔11個(gè)RS編碼的數據包作一次卷積循環(huán)，這樣就可以把在時(shí)間域中突發(fā)的錯誤分散在各個(gè)部分，減少了連續錯誤出現的概率。通過(guò)使用前向糾錯技術(shù)，可以有效地保證視頻流的BER低于。

2.DMB網(wǎng)絡(luò )結構

一種比較常見(jiàn)的DMB應用情況是在一個(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)的數據和一套手機電視視頻業(yè)務(wù)。DMB的網(wǎng)絡(luò )結構層次圖如圖3所示。DMB的視頻業(yè)務(wù)以流模式方式進(jìn)入DAB系統的第一級復用器并打包形成ETI信號，再與其它路的音頻或數據業(yè)務(wù)經(jīng)二級復用形成發(fā)射所需的ETI信號，送到各發(fā)射站點(diǎn)的激勵器進(jìn)行放大發(fā)射?；蛘呤遣恍枋褂玫谝患墢陀闷?，而直接把信號送到第二級復用器或稱(chēng)為總成復用器中，該種使用情況是在DMB視頻編碼器中已集成了一級復用模塊在編碼器中。在圖3中，還列出了DMB所使用的編碼標準及復用的標準。