移動通信系統(tǒng)用DVB-H結(jié)構(gòu)體系

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

　　為此，DVB組織又制定了DVB-H標準，全稱為數(shù)字視頻廣播—手持，它是通過地面數(shù)字廣播網(wǎng)絡(luò)向手持設(shè)備提供多媒體業(yè)務(wù)所制定的傳輸標準。簡言之，DVB-H標準就是依托目前的DVB-T傳輸系統(tǒng)，通過增加一定的附加功能和改進技術(shù)，使手持設(shè)備能穩(wěn)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(shè)備的視頻接收，它又增加了以下的功能：

　　時間分片，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)定的信號接收。

　　4K載波模式，對網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化。

　　DVB-H前端

　　為了在手機等手持設(shè)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)器是由機頂頂盒和PC外設(shè)TV調(diào)諧器常見的盒式調(diào)諧器演變而來的最新形式。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行鄰道濾波，并將濾波器集成在調(diào)諧器中，進而減少整個解決方案的占用面積。同時，這類調(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

　　對解調(diào)器的基本要求是在移動的環(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(yīng)有能力應(yīng)對信道的變化，同時能保持低多普勒頻率時得到的相同信噪比，以獲得相同的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。這一點對設(shè)計人員在規(guī)劃廣播網(wǎng)絡(luò)時是至關(guān)重要的。當接收機的速度在變化時，網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍必須保持恒定。

　　除了多普勒效應(yīng)，接收機還要面對信道特征的變化。天線端接收到的各種回波是隨時隨地變化的，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行補償。

　　同信道干擾是又一種重要的瞬間干擾，瞬間干擾來自各種源，是在工作環(huán)境下產(chǎn)生的，有時甚至來自相鄰的網(wǎng)絡(luò)。接收機應(yīng)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仍能保持良好的接收狀態(tài)。例如，在GSM手機中，這類干擾通常來自上游的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)計應(yīng)保證相對于理論值較低的退化度，一般能實現(xiàn)0.5~1dB的安全系數(shù)。

　　圖1是DVB-H接收機的方框圖，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。這一層用來處理時間分片、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)譯碼器是用硬件實現(xiàn)的。

　　圖1 DVB-H解調(diào)器的方框圖

　　時間分片

　　時間分片采用突發(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速率。DVB-T移動圖像專家組(MPEG-2)程序流的速率可達10Mb/s，遠遠高于手機可手持設(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。一般說來，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。時間分片就是用高速率突發(fā)低速率的數(shù)據(jù)流。接收機前端在突發(fā)時間內(nèi)工作，其余時間是關(guān)閉的，這樣就能進一步降低功耗。例如，對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，實際的功耗僅需50 mW。

　　除了節(jié)省功耗，時間分片技術(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，測試信號強度而不中斷自身業(yè)務(wù)的接收。當移動用戶進入新的網(wǎng)絡(luò)時，可隨時根據(jù)監(jiān)測情況在空閑周期內(nèi)切換到更佳的網(wǎng)絡(luò)上，從而實現(xiàn)最優(yōu)化無縫交換。

　　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)中的報頭和有效載荷。節(jié)格式允許數(shù)據(jù)報進入多個字節(jié)，如果數(shù)據(jù)報的長度小于或等于4096字節(jié)，則在一個節(jié)內(nèi)發(fā)送完畢。在IP場合，最大傳輸單元(MTU)設(shè)定為4096字節(jié)，因而數(shù)據(jù)報不會形成碎片。MAC地址為6個字節(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視頻流對低分辨率、低位率數(shù)據(jù)傳輸是十分理想的。