欧洲设备商之DVB-H

　　欧洲设备商之DVB-H

　　DVB-H简介

　　DVB-H标准是建立在DVB和DVB-T两个标准之上的标准。一个DVB-H系统前端由DVB-H封装器和DVB-H调制器构成，DVB-H封装器负责将IP数据封装成MPEG-2系统传输流(TS)，DVB-H调制器负责信道编码和调制；系统终端由DVB-H解调器和DVB-H终端构成，DVB-H解调器负责信道解调、解码，DVB-H终端负责相关业务显示、处理。

　　(1)系统要求

　　由于移动终端采用电池供电，为提高电池的使用时间，终端应能够周期地关掉一部分接收电路以节省功耗。

　　对于漫游的用户，当用户进入新区域后应仍能非常顺利地接收DVB-H业务。

　　对于室内、室外、步行、乘车等不同的接收方式，传输系统应能保证在各种移动速率下顺利接收DVB-H业务。

　　在充斥大量脉冲干扰的环境中，传输系统应能采取有效的措施减少该类干扰带来的影响。

　　DVB-H作为手持终端的通用业务规范，系统应能提供足够的灵活性以满足不同传输带宽和信道带宽应用。

　　(2)协议层次划分

　　网络层不在DVB-H标准范围内，标准只实现数据链路层和物理层。

　　数据链路层采用时间分片技术，用于降低手持终端的平均功耗，便于进行平稳、无缝的业务交换。采用多协议封装(MPE)前向纠错技术，可以提高移动使用中的信噪比(C/N)门限和多普勒性能，同时也能增强抗脉冲干扰的能力。

　　物理层在DVB-T的基础上进行补充，增加了4K传输模式和深度符号交织等内容，除原有DVB-T的技术特点外，在传输参数信令(TPS)比特中增加了DVB-H信令，用于提高业务发展速度。蜂窝标识在TPS中指示，用于支持移动接收时的快速信号扫描和频率交换。增加4K模式可以适应移动接收特性和单频网蜂窝的大小，提高网络设计、规划的灵活性。2K和4K模式进行深度符号交织，可以进一步提高在移动环境和冲击噪声环境下系统的鲁棒性。

　　DVB-H关键技术

　　DVB-H技术是DVB和DVB-T两种技术的融合，但是如果仅仅依靠上述两种技术是不能完全解决DVB-H所面临的问题的。例如，虽然DVB-T已经被证明在固定、移动、便携接收等方面具有非常出众的性能，但是对于手持设备而言还需要进行进一步的改进，如功耗、蜂窝移动下的性能、网络设计等方面。为此DVB-H增加了新的技术模块，它们主要包括：

　　(1)时间分片

　　时间分片技术采用突发方式传送数据，每个突发时间片传送一个业务，在业务传送时间片内该业务将单独占有全部数据带宽，并指出下一个相同业务时间片产生的时刻。这样手持终端能够在指定的时刻接收选定的业务，在业务空闲时间做节能处理，从而降低总的平均功耗。当然，这期间前端发射机是一直工作的，在相同业务的两个时间片之间将会传送其他业务数据，DVB-H信号就是由许多这样的时间片组成的。从接收机的角度而言，接收到的业务数据并非是如传统恒定速率的连续方式，数据以离散的方式间隔到达，因此称之为突发传送。如果解码终端要求数据速率较低但必须是恒定码率，接收机可以对接收到的突发数据首先进行缓冲，然后生成速率不变的数据流。突发带宽一般为固定带宽的10倍左右。突发带宽在固定带宽两倍的情况下功耗就可以节省50%，因此如果带宽为10倍，可以节省90%。

　　(2)多协议封装-前向纠错

　　DVB-H标准在数据链路层为IP数据报增加了里德?所罗门(RS)纠错编码，作为MPE的前向纠错编码，校验信息将在指定的前向纠错(FEC)段中传送，我们称之为多协议封装-前向纠错(MPE-FEC)。MPE-FEC的目标是提高移动信道中的C/N、多普勒性能以及抗脉冲干扰能力。

　　实验证明即使在非常糟糕的接收环境中，适当地使用MPE-FEC仍可以准确无误地恢复出IP数据。MPE-FEC的数据开销分配非常灵活，在其他传输参数不变的情况下，如果校验开销提高到25%，则MPE-FEC能够使手持终端达到和使用天线分集接收时相同的C/N。DVB-H采用基于IP的数据广播方式。

　　(3)4K模式和深度符号交织

　　DVB-H标准在DVB-T原有的2K和8K模式下增加了4K模式，通过协调移动接收性能和单频网规模进一步提高网络设计的灵活性。同时，为进一步提高移动时2K和4K模式的抗脉冲干扰性能，DVB-H标准特为两者引入了深度符号交织技术。在DVB-T系统中，2K模式可比8K模式提供更好的移动接收性能，但是2K模式的符号周期和保护间隔非常短，使得2K模式仅仅适用于小型单频网。新增加的4K模式符号具有较长的周期和保护间隔，能够建造中型单频网，网络设计者能够更好地进行网络优化，提高频谱效率。虽然这种优化不如8K模式的效率高，但是4K模式比8K模式的符号周期短，能够更频繁地进行信道估计，提供一个比8K更好的移动性能。总之，4K模式的性能介于2K和8K模式之间，为覆盖范围、频谱效率和移动接收性能的权衡提供一个额外的选项。

　　(4)传输参数信令

　　DVB-H的传输参数信令(TPS)能够为系统供一个鲁棒性好、容易访问的信令机制，能使接收机更快地发现DVB-H业务信号。TPS是一个具有良好鲁棒性的信号，即使在低C/N的条件下，解调器仍能快速将其锁定。DVB-H系统使用两个新的TPS比特来标识时间片和判断可选的MPE-FEC是否存在，另外用DVB-T中已存在的一些共享比特表示4K模式、符号交织深度和蜂窝标识。
　　
DVB-H标准的发展趋势
　　
DVB-H将对广播和通信领域产生重大影响。DVB-H业务2005年可以投入使用，预计到2007年手机电视用户将达到1亿，而到2009年这个数字将增长到3亿。DVB-H继承于DVB-T，在DVB-T网络上只要做很小的修改就可以发送符合DVB-H标准的数据流。对采用DVB-T的国家(约有50多个国家，主要集中在欧洲)来说，推广DVB-H的代价相对较低，但是对于采用其他地面数字电视传输标准的国家，这个问题就需要做进一步的探讨。在美国，地面数字电视传输标准ATSC采用8-VSB技术，移动性较差，需要引入新的技术或标准来推广数字电视，目前已有公司采用DVB-H技术布网；在日本，考虑到功耗、移动性等因素，DVB-H甚至有取代日本本土ISDB-T标准的趋势。

　　DVB-H标准主要是为数字电视广播做准备，因此视频压缩技术是其中极其重要的技术，广播中传统的视频压缩标准，如MPEG-2，显然不能满足DVB-H的需求。DVB组织的DVB-H成员考查了多种视频压缩格式，其中最为看重的是H.264(即MPEG-4的第10部分)，见文献[3，4]，目前问题主要集中于H.264的知识产权上；另一个压缩格式是微软的Win Media9，它的性能正在逐步提高。但是过多的选择可能会使移动视频陷于混乱的局面，显然用户不希望面对这些彼此不兼容的平台，预计DVB组织很快将给出最后的答案。在中国，能否在最终确定的数字电视地面传输标准上做微小的改动，推出适合手机等移动便携设备收看数字电视的标准，值得关注。目前在手机等移动便携设备上收看数字电视的实现方案有两种：基于移动通信系统、基于数字地面广播。中国联通和中国移动目前推出的手机电视业务属于前者，实际上是一种移动网络上的流媒体业务。比较而言，后者的优势在于频谱资源丰富，对用户数量敏感度低，视频流传输速度及质量与带宽无关，而前者在这些方面明显处于弱势；后者对突发及应急事件承受能力强，而前者则会争夺资源，一旦用户饱和就不能传送。

　　DVB-H可以保证移动终端在移动环境和微功耗条件下接收数字电视节目，可以很好地和3G网络配合使用。3G网络除完成它自身的功能外，还充当DVB-H网络的反向控制信道，传输诸如视频点播、电视投票、电视浏览、交互式游戏等业务信令，提供多种个性化的多媒体业务，从而实现两种网络的融合。

　　DVB-H是基于DVB-T的一项技术，使用该技术可向移动手持设备同时传送多个音视频道、数据频道。DVB-H采用时分来降低接收设备的功率消耗，通过增加小区标识以支持信号快速扫描和频率切换，并提高了移动环境中接收信号的强度，能实现对室内、室外、步行和移动等多种环境的支持。