移動(dòng)通信系統(tǒng)用DVB-H結(jié)構(gòu)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(shè)備上實(shí)現(xiàn)。

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

　　DVB-H標(biāo)準(zhǔn)是DVB-T標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)充，但為了支持手持設(shè)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(shù)據(jù)廣播，供低分辨率視頻流使用。

　　MPE-FEC，獲得穩(wěn)定的信號(hào)接收。

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

　　DVB-H前端

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

　　硅調(diào)諧器特性

　　硅調(diào)器是由機(jī)頂頂盒和PC外設(shè)TV調(diào)諧器常見(jiàn)的盒式調(diào)諧器演變而來(lái)的最新形式。調(diào)諧器與解調(diào)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(diào)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(diào)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(diào)器特性

　　對(duì)解調(diào)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(duì)DVB-H接收機(jī)而言，多普勒補(bǔ)償至少需要100Hz，接收機(jī)應(yīng)有能力應(yīng)對(duì)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(duì)設(shè)計(jì)人員在規(guī)劃廣播網(wǎng)絡(luò)時(shí)是至關(guān)重要的。當(dāng)接收機(jī)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(yīng)，接收機(jī)還要面對(duì)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(duì)發(fā)射機(jī)的同步且保持良好的接收狀態(tài)，接收機(jī)必須對(duì)這些變化進(jìn)行補(bǔ)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(jī)應(yīng)具有極強(qiáng)的抗干擾能力，甚至在干擾功率高于所需的信號(hào)時(shí)仍能保持良好的接收狀態(tài)。例如，在GSM手機(jī)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(shù)。解調(diào)器設(shè)計(jì)應(yīng)保證相對(duì)于理論值較低的退化度，一般能實(shí)現(xiàn)0.5~1dB的安全系數(shù)。

　　圖1是DVB-H接收機(jī)的方框圖，主要包括兩大部分，解調(diào)器和MAC(媒體接入控制)處理。鏈路層或MAC也集成在解調(diào)器中。這一層用來(lái)處理時(shí)間分片、IP數(shù)據(jù)提取、以及IP數(shù)據(jù)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(xiàn)的。

　　圖1 DVB-H解調(diào)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(shù)據(jù)，與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)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(dá)10Mb/s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于手機(jī)可手持設(shè)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)流。接收機(jī)前端在突發(fā)時(shí)間內(nèi)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(duì)500Kb/s數(shù)據(jù)流，若突發(fā)頻率為它的10倍，理論上可以節(jié)省90%的功耗。最新式DVB-H前端(調(diào)諧器加解調(diào)器)約消耗功率500mW，實(shí)際的功耗僅需50 mW。

　　除了節(jié)省功耗，時(shí)間分片技術(shù)使手持設(shè)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(hào)，測(cè)試信號(hào)強(qiáng)度而不中斷自身業(yè)務(wù)的接收。當(dāng)移動(dòng)用戶(hù)進(jìn)入新的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，可隨時(shí)根據(jù)監(jiān)測(cè)情況在空閑周期內(nèi)切換到更佳的網(wǎng)絡(luò)上，從而實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化無(wú)縫交換。

　　IP數(shù)據(jù)廣播

　　在DVB-H系統(tǒng)中，采用DVB-MPE(多協(xié)議封裝)并作為視頻流和數(shù)據(jù)傳輸規(guī)范的一部分。MPEG-2 IP數(shù)據(jù)分組的傳輸量基于數(shù)字媒體指令和控制(DSMCC)節(jié)完成的，它將整個(gè)IP分組有效載荷封裝在DSMCC節(jié)的有效載荷內(nèi)，并將MAC地址分別映射至DSMCC節(jié)中的報(bào)頭和有效載荷。節(jié)格式允許數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)入多個(gè)字節(jié)，如果數(shù)據(jù)報(bào)的長(zhǎng)度小于或等于4096字節(jié)，則在一個(gè)節(jié)內(nèi)發(fā)送完畢。在IP場(chǎng)合，最大傳輸單元(MTU)設(shè)定為4096字節(jié)，因而數(shù)據(jù)報(bào)不會(huì)形成碎片。MAC地址為6個(gè)字節(jié)，分為兩組，5和6字節(jié)映射至DSMCC節(jié)的tableidextension字段;而1、2、3和4字節(jié)映射至DSMCC節(jié)的有效載荷區(qū)。這種映射是利用第一代解調(diào)器的有限能力完成的。這種送至小屏幕設(shè)備的IP視頻流對(duì)低分辨率、低位率數(shù)據(jù)傳輸是十分理想的。