（通信与信息系统专业论文）基于mtk平台的cmmb手机电视的研究与实现.pdf

摘要 摘要 随着人们对信息消费多样化的需求日趋明显，传统的模拟音视频无线广播服务由 于抗干扰能力弱、音视频信号衰减、不能提供诸如节目点播互动服务等诸多原因，已 经越来越不能满足大众的消费需求。新兴的中国移动多媒体广播( c m m b ) 通过无线 广播电视覆盖网向各种便携式终端设备提供数字音视频和信息服务，成为广播电视新 的发展潮流和趋势，并成为国内手机电视行业推荐标准。 本文在对c m m b 中国移动多媒体广播这一手机电视标准及其应用进行研究的基 础上，设计出一台基于m t k 手机平台的符合c m m b 手机电视标准的移动终端，即 实现了c m m b 手机电视标准在手机终端上的具体应用。 论文的主要内容如下： 1 对c m m b 系统架构和技术标准进行了研究，明确了c m m b 物理广播信道采 用的s t i m i 传输技术以及对终端产品的技术要求，在此基础上描绘出了手机电视预期 的功能特点，并提出了手机电视的终端解决方案。 2 按照手机电视终端解决方案，说明了各个功能模块的芯片选取和硬件连接： 同时也分析了手机电视设计过程中可能遇到的关键技术。 3 明确了手机电视软件设计的任务，并按照功能模块逐一介绍了手机电视软件 设计的思路和过程，尤其是对m m p 移动多媒体处理器模块的软件设计进行了深入细 致的阐述。为了降低终端功耗，创造性的提出了m m p 的四种工作模式，同时阐明了 是如何攻克节目信息保存并使其掉电不消失这一技术难题的。 对手机电视整机系统进行的功能和性能测试表明样机实现了c m m b 手机电视的 预期功能，运行稳定可靠。产品在北京奥运前已投入市场。 关键词手机电视中国移动多媒体广播m t k 平台手机终端 a b s t r a c t 皇 i 曼曼曼曼量鼍曼曼曼! ! 曼曼葛曼曼皇曼曼! 曼曼曼皇曼曼曼曼曼曼! 曼曼曼曼葛曼曼曼! 曼! 曼! 曼曼曼曼曼! 曼曼曼曼曼皇曼皇曼曼曼曼曼曼! 曼 a b s t r a c t a st h em o r eu r g e n tn e e df o rp e o p l et od i v e r s ec o n s u m p t i o no fi n f o r m a t i o n ，t r a d i t i o n a l s i m u l a t i o na u d i oa n dv i d e or a d i ob r o a d c a s t i n gs e r v i c e sh a v en o tm e e tt h en e e do fp e o p l e b e c a u s eo ft h ew e a k a b i l i t yo fa n t i - j a m m i n g ，t h ea t t e n u a t i o no fs i g n a l s ，t h ea b s e n ts e r v i c eo f p r o g r a mo nd e m a n da n ds o o n t h ee m e r g i n gc h i n am o b i l em u l t i m e d i ab r o a d c a s t i n g ( c m m b ) p r o v i d e sk i n d so fp o r t a b l et e r m i n a l 谢t hd i g i t a la u d i oa n dv i d e oa n di n f o r m a t i o n s e r v i c e st h r o u g hr a d i ob r o a d c a s t i n g ivo v e r c a s tn e t ，w h i c hb e c o m e st h en e wt e n d e n c ya n d u e n d ，a n da l s ob e c o m e st h ed o m e s t i cp r o f e s s i o nm o b i l et vs t a n d a r d h a v i n gs t u d y i n gt h es t a n d a r da n da p p l i c a t i o no fc m m b ，w ed e s i g no u tac m m bm o b i l e t e r m i n a lw h i c hi sb a s e do nm t km o b i l ep l a t f o r m ，a n di m p l e m e n tt h es p e c i f i ca p p l i c a t i o no f c m m bm o b i l et vs t a n d a r do nt h em o b i l et e r m i n a l t h em a i nc o n t e n to ft h i sp a p e ri sa sf o l l o w s ： 1 f o rc m m b s y s t e ma r c h i t e c t u r ea n dt e c h n i c a ls t a n d a r d sh a v eb e e ns t u d i e d ，w ek n o w a b o u tt h es t i m it r a n s m i s s i o nt e c h n o l o g yu s e db yp h y s i c a lb r o a d c a s t i n gc h a n n e la n dt h e t e c h n o l o g yr e q u i r e m e n t so ft e r m i n a lp r o d u c t ，a n dt h e nw ed e s c r i b et h ea n t i c i p a t i v ef u n c t i o n s a n dc h a r a c t e r i s t i c so fm o b i l et v , a sw e l la sp r o p o s et h em o b i l e ivt e r m i n a ls o l u t i o n 2 a c c o r d i n gt ot h et e r m i n a ls o l u t i o no f m o b i l et v , w ei l l u s t r a t et h ec h i ps e l e c t i o na n d t h eh a r d w a r ec o n n e c t i n go f e a c hf u n c t i o nm o d u l e ，a n dw ea l s oa n a l y z et h ek e yt e c h n o l o g i e s w em i g h te n c o u n t e r e dd u r i n gt h ep r o c e s so fm o b i l et v d e s i g n i n g 3 h a v i n gu n d e r s t o o dt h es o f t w a r ed e s i g nt a s k so fm o b i l et v , w ei n t r o d u c et h ei d e a s a n dp r o c e s s e so fm o b i l et vs o f t w a r ed e s i g no n ef u n c t i o nm o d u l e sb ya n o t h e r , e s p e c i a l l y d e e p l yf o rt h es o f t w a r ed e s i g no fm m p ( m o b i l em u l t i m e d i ap r o c e s s o r ) m o d u l e i no r d e rt o r e d u c et h ep o w e rc o n s u m p t i o n ，w ep r o p o s eac r e a t i v ef o u rw o r k i n gm o d e lo fm m e m e a n t i m ew em a k ei tc l e a rt h a th o wt os o l v et h et e c h n o l o g yp r o b l e mo fp r e s e r v i n gt h e p r o g r a mi n f o r m a t i o na n dn o td i s a p p e a r i n ge v e nw h e np o w e rc u to f f t h ef u n c t i o na n dp e r f o r m a n c et e s t so nt h ew h o l em o b i l e iv s y s t e ms h o w t h a tt h ed e v i c e h a si m p l e m e n t e da l lt h ea n t i c i p a t i v ef u n c t i o n so fc m m bm o b i l et v , w h i c hr u n ss t a b l ya n d r e l i a b l y p r o d u c tw a s o ns a l ei nt h em a r k e tb e f o r eb e i ji n go l y m p i cg a m e s k e y w o r d sm o b i l et vc m m bm t kp l a t f o r m m o b i l et e r m i n a l i i 河北大学 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得河北大学或其他教育机构的学位或证书 所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确 的说明并表示了致谢。 作者签名：至查日期： 翌! 年生月三一日 学位论文使用授权声明 本人完全了解河北大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布 论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 本学位论文属于 l 、保密口，在年月r 解密后适用本授权声明。 2 、不保密囱。 ( 请在以上相应方格内打“”) 墨嘉萎耄：二二主j 主壬导师签名：丑丝豳 日期：兰! ：年二月上日 日期：丝旦l 年鱼一月1 乏一同 保护知识产权声明 本人为申请河北大学学位所提交的题目为幽 伥平台的删8 手机懒慨学位 论文，是我个人在导师旖弗指导并与导师合作下取得的研究成果，研究工作及取得 的研究成果是在河北大学所提供的研究经费及导师的研究经费资助下完成的。本人完全 了解并严格遵守中华人民共和国为保护知识产权所制定的各项法律、行政法规以及河北 大学的相关规定。 本人声明如下：本论文的成果归河北大学所有，未经征得指导教师和河北大学的书 面同意和授权，本人保证不以任何形式公开和传播科研成果和科研工作内容。如果违反 本声明，本人愿意承担相应法律责任。 声明人：至查 导师签名： 第1 章引言 皇曼! 曼蔓曼曼曼皇曼曼曼皇皇曼曼曼, i , i i i i _ 曼曼皂曼! 寰曼皇曼量曼曼曼曼皇曼鼍曼曼曼曼曼量曼量寡曼曼皇! 曼曼皇曼曼曼! 曼曼罡曼皇璺曼孽 1 1 课题研究的背景 1 1 1 手机电视 第1 章引言 手机电视是指以手机为终端设备，传输电视内容的一项技术或应用，是一种用具有 视频支持功能的手机观看电视的业务i l 】。目前，手机电视业务的实现方式主要有两种。 第一种是利用蜂窝移动网络实现：运营商利用流媒体技术通过移动网络来传输视频节 目，将手机电视作为一种数掘业务推出。不过采用这种方式资源耗费大、网络多拥塞、 画面跳动、收费过高，缺乏广泛推广的基础。第二种是利用卫星或地面广播的方式，在 手机中安装数字电视的接收模块，直接接收数字电视信掣引。这种方式覆盖面广、数据 传输通畅、画面流畅、音质优美、图像清晰、资源消耗小、费用很低。本课题就是利用 这种方式并基于c m m b 手机电视标准实现的。 1 1 2m t k 平台 m t k ，即台湾联发科技多媒体芯片提供商m e d i a t e k ，是世界上重要的i c 设计公司。 m t k 硬件平台建立在一系列芯片组基础之上：采用a r m 7 核的基带芯片m t 6 2 0 5 、 m t 6 2 1 7 、m t 6 2 2 3 、m t 6 2 2 5 、m t 6 2 2 8 ，电源管理芯片m t 6 3 0 5 、m t 6 3 0 5 b 、m t 6 3 1 8 ， l 心射频芯片m t 6 1 2 9 、m t 6 1 3 9 等等1 3 1 。目前市场上主流的手机平台有t i 、摩托罗拉、 飞利浦、m t k 、a d i 、展讯、英飞凌、凯明等。其中，m t k 平台开发成本低，并且集 成了较多的多媒体功能，在国内手机公司和手机设计公司得到了最广泛的应用1 4 j 。 m t k 软件平台采用n u c l e u s 嵌入式实时操作系统。n u c l e u s 是为实时嵌入式应用而 设计的一个抢先式多任务操作系统内核，由a c c e l e r a t e dt e c h n o l o g yi n c 在1 9 9 0 年发布。 n u c l e u s 支持e l f 文件，其9 5 的代码是用a n s ic 写成的，便于移植并能够支持大多 数类型的处理器，多应用于多媒体手机。整个软件系统包括n u c l e u s 操作系统、平台设 备驱动、协议栈、文件系统、w g u i 、m m i 、j 2 m e 等1 5 j 。 河北大学t 学硕十学伊论文 1 1 3c m m b 概述 随着人们对信息消费多元化的需求日趋明显，传统的音视频无线广播服务由于采用 模拟传输技术，抗干扰能力较弱，终端产品还原的节目内容的音频质量、视频画面质量 都有衰减，而且不能提供诸如节目点播等互动服务，已经越来越不能满足人民大众多样 化的消费需求。新兴的中国移动多媒体广播( c m m b ) 通过无线广播电视覆盖网向各种 便携式终端设备提供数字音视频和信息服务，成为广播电视新的发展潮流和趋势，并成 为行业推荐的手机电视标准1 5 j 。 1 1 3 1c m m b 的提出 数字多媒体广播( d m b ) 技术在我国的发展较晚，前些年城市中出现的楼宇电视、 公交电视、街边电视等几乎都是从国外引进的，由于存在专利授权、技术标准不统一等 问题，一直停留在区域性广播的层次上【6 】。 为了尽快建立我国的移动数字多媒体广播标准体系，即俗称的手机电视标准，国家 广播电影电视总局无线局和相关企、事业单位、机构等共同组建了中国移动多媒体广播 技术研究工作组，开展移动多媒体广播全系统技术规范的研究编制、试验系统建立和产 业化准备工作，并于2 0 0 6 年1 0 月，正式颁布了自主研发的、具有完全自主知识产权的 移动多媒体广播标准( c h i n am o b i l em u l t i m e d i ab r o a d c a s t i n g ，简称c m m b ) ，也就是通常 所说的手机电视标准，于2 0 0 6 年1 1 月1 日起实施。该标准采用广电系研发的信道解调 技术标准s t i m i ，主要面向手机、p m p 等小屏幕手持便携式设备并提供数字广播电视节 目和信息服务i7 1 。 1 1 3 2c m m b 的发展现状 自从2 0 0 6 年l o 月以来，国家广播电影电视总局陆续颁布了一系列c m m b 技术标 准，已经颁布的包括广播信道帧结构、复用、电子业务指南、紧急广播、数据广播、条 件接收、接收终端技术要求、复用器技术及测量、卫星分发信道帧结构、安全广播，计 划颁布的还有发射机的技术要求及测量方法、单频网适配器等技术标准。 ， ， c m m b 地面u 波段覆盖网络已经在多个城市大张旗鼓的进行试验和组建。2 0 0 7 年 2 第1 苹引言 8 月，首先在北京、上海、天津、沈阳、青岛、秦皇岛、广州和深圳等8 个城市开展了 c m m b 地面u h f 覆盖网络试验工作。2 0 0 7 年1 0 月，青岛电视塔成功播出了c m m b 信 号，成为全国八个试点城市中第一个试验成功的城市。同时，北京进行了u h f 单频网 建设，由中央电视塔、京广大厦、名人广场三个发射台共同组成c m m b 单频网，并开 展s f n ( 单频网) 测试工作；在天津的s 波段、u 波段网络建设也解决了封闭环境下 c m m b 的深度覆盖问题。随后，在其它奥运城市、直辖市和各省会城市等三十多个城 市也开始了大规模的技术试验，建设u h f 覆盖网，并于奥运前陆续开通c m m b 移动多 媒体广播信号【s l 。c m m b 在奥运会期间提供了中央电视台的l 、3 、5 、9 、新闻、少儿 六套电视节目，中央人民广播电台和中国国际广播电台的广播节目各一套，另外3 7 个 试点城市中，还增加了本地的广播和电视节目各一套。北京增加了b t v - 1 ，即在奥运期 间提供了七套电视节目。c m m b 计划于2 0 0 9 年底覆盖全国3 0 0 多个城市，并在时机成 熟的时候发射s 波段卫星，形成“星网结合、天地一体”覆盖，进行商业运营。截至 2 0 0 9 年1 月2 0 日，c m m b 网络已经在全国1 5 0 多个城市覆盖并开通了服务。 随着产业化进程的不断推进，c m m b 目前已经初步具备了较完整的产业链，包括 制播设备、发射设备、运营维护系统、网络管理系统、测试仪器、芯片及器件等，并为 c m m b 终端的研发和广泛应用奠定了坚实的基础。在奥运之前，已经有几款以手机为 终端的c m m b 手机电视问世。本课题设计出的一款c m m b 手机电视位列其中。： 1 1 3 3c m m b 研究趋势和现实意义 c m m b 参加奥运试商用以及获准工信部入网许可，与t d s c d m a 的成功合作使 c m m b 获得了3 g 时代更大的发展空间1 9 1 。目前的覆盖网络仅仅是初期建设，更多的组 网和测试等技术工作有待进一步研究和付诸实施。s 波段卫星也亟待发射，“天地一体、 星网结合”的全方位网络覆盖试验有待深入进行。在2 0 0 8 年到2 0 1 0 年间，科技部还将 投入巨额资金用于支持c m m b 移动多媒体广播系统的深入研究和规模技术试验。 未来的移动多媒体广播，在实现广播电视覆盖的同时，还将利用双向通信网络回传 通道实现交互传输，从而实现一些交互的业务。另外，除了提供音视频业务的收听收看 广播电视的功能外，文件和数据流广播等其它c m m b 业务还有待开发和进行试验。 c m m b 的研究任重道远。 河北大学丁_ 学硕十学伊论文 c m m b 综合了电信和广播的技术特点，为人民获取信息提供了一种直接、快捷的 途径。c m m b 填补了国内移动多媒体广播技术的空白，是适合中国国情的采用自主创 新技术的手机电视标准，各项参数达到国际先进水平，为推广中国移动多媒体广播奠定 了基础。c m m b 积极推动了我国信息数字化的发展，充分体现了“三网融合”的行业 发展趋势，将带动整个产业链的迅速发展，从而为经济提供新的增长点，为广电及电信 行业开辟巨大的发展空蝌加】。 1 1 4 国外的手机电视标准 国际上没有统一的移动多媒体广播电视即手机电视标准。美国以高通公司为代表推 出m e d i a f l o 技术；欧洲以诺基亚公司为代表推出手持视频播放d v b h ，提供移动通 信和多媒体业务；韩国以三星公司为代表推出地面数字多媒体广播系统t - d m b ，已经 商用f l l 】。 我国经过多年研发，成功推出的c m m b 中国移动多媒体广播技术具有独特的优势： 1 c m m b 是我国自主创新研发的移动广播电视技术，具有完全自主知识产权； 2 c m m b 借助卫星通信，能极好地解决移动终端( 手机电视) 信号流畅的问题； 3 c m m b 由国家广电总局管理，其负责的电影、电视和广播载体，具有丰富的电 视内容资源，c m m b 也是2 0 0 8 年奥运会新媒体的直播载体； 4 收费低廉，c m m b 兼顾国家媒体信息发布功能i l 2 1 。 1 2 课题研究的意义 为了将c m m b 技术标准应用于实际，满足广大用户尤其是奥运期间随时随地免费 收看电视节目的要求，本课题提供了一种手机电视的解决方案，并实现了在手机上收看 电视节目的功能。 该课题填补了目前国内以手机为终端的手机电视的空白，推广了c m m b 的应用； 还为将来录制节目、抓屏拍照、即时回放和视频互动点播等普通电视机没有的诸多功能 打下了基础；也为其它手机电视终端的研发提供了宝贵的参考。同时，通过设计该课题 提高了实际动手和解决问题的能力，锻炼了团队协作和组织协调能力。 4 第1 章引言 皇鼍! , i i i - - , , 曼曼皇曼曼曼! 曼! 皇! 皇! 鼍 1 3 课题研究的主要内容和论文结构 1 3 1 课题研究的主要内容 本课题先对c m m b 进行了研究，介绍了c m m b 系统架构和技术标准；随后重点分 析了c m m b 终端手机电视的方案制定、各部分功能模块的芯片选型、硬件连接、软件 实现。为了降低c m m b 终端功耗，延长手机一次充电的使用时间，对课题的硬件设计 和软件实现都进行了针对性的研究和设计，达到了降低功耗的目的。最后对整个终端系 统进行了测试。设计出的手机电视信号流畅、画面清晰、音质优美、待机时间长、功能 强大、稳定性好、性价比高。 课题具体的研究内容如下： 1 查阅分析现有资料，对c m m b 标准进行研究，参与课题组的c m m b 手机电视 终端设计方案的讨论和制定。 2 协助完成手机电视的芯片选型和硬件连接。 3 独立完成手机电视功能模块的软件代码实现。这部分研究工作包括： ( 1 ) m t k 手机软件平台的搭建； ( 2 ) m m p 多媒体处理器的软件设计：工作模式的软件设计、相关操作的软件设计、 代码的平台移植； ( 3 ) c m m b 接收模块的初始化； ( 4 ) 视音频输出模块的软件设计； ( 5 ) m m i 界面操作菜单的软件设计。 4 系统功能和性能测试。 1 3 2 论文结构 点。 本文的结构如下： 第l 章介绍了课题的研究背景、研究意义、c m m b 的发展现状和课题研究的内容。 第2 章对c m m b 系统架构和技术标准进行了研究，提出了手机电视预期的功能特 第3 章提出了c m m b 手机电视的总体设计方案，并对各功能模块的芯片选型逐一 河北大学t 学硕十学伊论文 进行了介绍，最后分析出了手机电视设计过程中可能面临的关键技术。 第4 章简单介绍了手机及硬件设计相关的概念，随后对各功能模块的硬件连接及 其设计逐一进行了说明。 第5 章介绍了软件实现过程中所使用的编译调试加载工具、涉及的相关概念，阐 述了手机电视功能模块的软件代码实现。 第6 章介绍了系统的整机测试，给出了整机功能规格和性能指标。 第7 章为结论部分，提出了课题研究的创新之处，并对课题的后续研究进行了展 望。 6 第2 章c m m b 手机电视标准研究和终端功能特点分析 第2 章c m m b 手机电视标准研究和终端功能特点分析 2 1c m m b 研究 c m m b 是中国移动多媒体广播c h i n am o b i l em u l t i m e d i ab r o a d c a s t i n g 的简称，是通 过卫星和地面无线广播方式供7 寸以下小屏幕、小尺寸、移动便携的手持终端如手机、 p d a 、m p 3 、m p 4 、数码相机、笔记本电脑等接收设备随时随地接收广播电视节目和信 息服务等业务的系统l l2 1 。它的主要特点是：可提供数字广播电视节目、综合信息和紧急 广播服务，实现卫星传输与地面网络相结合的无缝协同覆盖：支持公共服务，支持接收 终端在时速2 5 0 公里以下接收视频、音频等数据业务；拥有中国自主知识产权，系统可 运营、可维护管理，具备广播式、双向式服务功能；支持中央和地方相结合的运营体系， 具备加密授权管理体系，支持统一标准、统一运营，可全国漫游；系统安全可靠、可扩 展【i0 1 。由上述内容可以看出，c m m b 手机电视终端不仅限于手机，但由于手机的广泛 普及，使其成为推广c m m b 手机电视的最便捷最天然的终端工具，c m m b 移动多媒体 广播标准也俗称为手机电视标准。 2 1 1c m m b 系统架构 针对我国幅员辽阔及东部地区城市密集、用户众多、业务需求多样化的国情， c m m b 充分吸收国内外成熟技术和先进经验，采用“天地一体、星网结合”的技术体 系，实现了全程全网的无缝覆盖i 。 c m m b 系统主要由c m m b 卫星、s 波段网络和地面协同覆盖网络实现移动多媒 体广播信号覆盖。其中s 波段广播信道用于多媒体信号的直接广播，上行采用k u 波段， 下行采用s 波段。增补分发信道采用s 波段地面增补网，对卫星覆盖阴影区信号转发 覆盖，上行、下行均采用k u 波段。为使城市人口密集区域有效覆盖移动多媒体广播信 号，c m m b 系统采用u 波段地面无线发射点构建城市u 波段地面覆盖网络。同时， 在实现广播方式开展移动多媒体业务的基础上，利用地面双向网络逐步丌展双向交互业 务，如图2 1 所示【1 0 】【1 3 】。 幽2 - 1c m m b 传输系统不惫幽 由图2 - 1 可以看出，最终覆盖到终端的信号由s 波段和u 波段两个网络组成。其 中，s 波段网络利用c m m b 卫星和地面增补网络协同覆盖，主要用于中央节目全国范 围的广播。具体过程如下： n 1 首先，中央节目播出平台将要播出的节目经c m m b 复用后分别处理为采用 o f d m 方式调制的k u 广播信号和采用t d m 方式调制的k u 增补分发信号卫星上行 站使用k u 波段频率将两种信号同时传送至c m m b 卫星。 ( 2 ) 然后，c m m b 卫星将接收到豹k u 广播信号转换为s 波段广播信号并进行放大 广播对k u 增补分发信号依然采用k u 波段频率放大广播，调制方式都不变。 ( 3 ) 城市中的高大建筑群、地铁、隧道等容易形成屏蔽的区域，无法直接接收卫星s 波段广播信号，则使用地面增补网络进行有效深度覆盖，保证信号接收的连续性。地面 增补网络包括s 波段直放站和k u - s 转发站前者接收c m m b 卫星的s 波段信号直 接放大后广播，后者接收c m m b 卫星广播的增季 分发信号，先进行t d m 解调后重新 调制为o f d m 信号，放大后使用s 波段发射。 图中2 - 1 的u 波段网络可对城市人口密集区域进行移动多媒体广播信号覆盖，主 第2 章c m m b 手机电视标准研究幂1 终端功能特点分析 要用于中央节目和地方节目广播。具体过程如下【i3 j ： ( 1 ) 首先，中央节目播出平台将节目内容直接利用k u 波段内容分发信号向地方节 目播出平台传送。 ( 2 ) 然后，地方节目播出平台接收k u 内容分发信号，获取中央节目内容，将其和 本地节目内容一起经c m m b 复用后通过光纤传送给u 波段发射机。在发射机端进行 信道编码和调制后，使用u 波段广播。由多个地面u 波段发射点组成单频网，形成u 波段地面广播网络，从而对终端用户实现无缝覆盖。 ( 3 ) 另外，本地其他相关信息业务，如电子业务指南、紧急广播、数据广播等均在 地方节目平台中进行制作播出。图2 1 中的回传通道利用移动通信网络、互联网等构成， 终端通过回传通道向中央、地方两级节目播出平台发送信息，从而实现视频点播等交互 业务。 c m m b 系统中卫星网络的大面积覆盖和地面网络的协同覆盖相结合，实现了在全 国范围内多城市、跨地区的业务开展，以及对地面和空间区域的立体覆盖，支持全国漫 游，让用户真正体验到随时随地收看电视节目的乐趣。 2 1 2c m m b 技术标准 c m m b 技术标准是覆盖整个移动多媒体广播业务系统的、端到端的完整技术体系。 它包括技术标准、技术规范要求、实施指南、系统白皮书、设备技术规范、设备测试规 范等。目前已经正式颁布的l o 个c m m b 国家行业标准涉及广播信道、复用、电子业 务指南、紧急广播、数据广播、条件接收、接收解码终端、复用器、卫星分发信道和安 全广播。依托前5 个基础标准协议，能够为用户提供音视频广播以及各类信息业务f 1 3 1 。 c m m b 协议栈如下图2 2 。 i 青、视频 紧急广播电子业务指南数据广播 j i 流模式文件模 表 、 式 传 x p e l x p e - f e c r1r 1r 数j 复用帧复用了帧 广播信道帧 图2 - 2 c m m b 协议栈 9 河北大学t 学硕十学位论文 2 1 2 1g y t2 2 0 1 2 0 0 6 移动多媒体广播第l 部分：广播信道帧结构、信道编码和 调制【1 4 1 。 该标准定义了在3 0 30 0 0m h z 频率范围内，移动多媒体广播系统广播信道物理层 的各个功能模块，规定了物理层传输信号的帧结构、信道编码和调制技术以及传输指示 信息。c m m b 目前已经得到信息产业部划分的2 5 g h z 频段的2 5 m 带宽资源，支持2 5 套电视节目、3 0 套广播节目及数据业务。 c m m b 物理信道传输采用了s n m i 技术。s t i m i ( s a t e l l i t e t e r r e s t r i a li n t e r a c t i v e m u l t i s e r v i c ei n f r a s t r u c t u r e ) 卫星地面交互式多业务体系是面向移动多媒体广播设计的无 线信道传输技术，是c m m b 体系架构中的核心部分。s t i m i 技术充分考虑到移动多媒 体广播业务的特点，针对手持设备接收灵敏度要求高、移动性和电池供电的特点，采用 先进的信道纠错编码( l d p c 码) 和o f d m 调制技术，提高了抗干扰能力和对移动性 的支持，同时采用时隙节电技术来降低终端功耗，提高了终端续航能力。 s t i m i 技术的物理层信号处理流程如图2 3 所示【15 1 。对于输入的数据流，系统的外 编码和外交织分别采用r s 编码和字节交织，内码采用1 2 、3 4 码率的l d p c 编码，内 交织采用比特交织；数据流经星座映射、符号成形后，采用复伪随机序列进行扰码，针 对使用的不同系统带宽，o f d m 可选取4 k o f d m ( 8m h z ) 、1 k o f d m ( 2m h z ) 两种 方式进行调制。 o f d m 领 o f d 基带 域符扰码 m 调 成帧 到射 号形制 频的 变换 成 图2 - 3 广播信道物理层信号处理流程 1 0 第2 章c m m b 手机电视标准硼f 究和j 终端功能椅点分析 皇曼曼i | 1 一 i 曼曼! 皇曼曼曼舅! 鼍曼曼曼曼! ! 曼曼曼舅! 曼曼舅曼皇曼曼曼曼鼍曼曼皇曼曼皇詈曼曼曼曼曼曼曼鼍皇 c m m b 信道标准即s n m i 技术采用基于时隙的帧结构，每个c m m b 传输帧长度 为ls ，划分为4 0 个时隙( 编号0 3 9 ) ，每个时隙为2 5i l l s ，具有相同的结构，包括1 个信标和5 3 个o f d m 符号( 编号0 5 2 ) 。在开展业务时，每个广播业务可占用一个或 多个时隙，终端可以只激活当前业务使用的时隙，从而实现节电设计( 见图2 4 ) i - q 。 时隙0时隙1时隙3 9 - ，j i 信标o f d m 符蛩0 o f d m 符譬lo f d m 符吁5 2 i 图2 4 基r 时隙的帧结构 表2 1c m m b 物理层参数配置 参数8 m 模式2 m 模式 系统带宽m h z 8 - 信号带宽m h z 7 5 1 21 5 3 6 子载波数 4 0 9 61 0 2 4 有效子载波数 3 0 7 66 2 8 时隙个数 4 0 时隙长度m s 2 5 r s 编码 1 7 6 ，1 9 2 ，2 2 4 。2 4 0 1 2 l d p c 7 2 ，1 4 4 ，2 8 83 6 ，7 2 ，1 4 4 外交织器行数 3 4 l d p c 1 0 8 ，2 1 6 ，4 3 25 4 ，1 0 8 ，2 1 6 l d p c 编码 1 23 | 4 内交织器 3 8 4 x3 6 01 9 2x1 4 4 o f d m 循环交缀 l 8 离散导频 l 8 ， 交错分布 连续导频携带1 6b i t 的传输指示信息 o f d m 符号形成分别采用4 0 9 6 点( 8m h z 带宽模式) 和1 0 2 4 点( 2m h z 带宽模式) 1 1 河北大学t 学硕十学何论文 的f f t 操作实现，循环前缀长度分别为5 1 2 点( 8m h z 带宽模式) 和1 2 8 点( 2m h z 带宽模式) 。系统采样速率分别是1 0m s p s ( 8m h z 带宽模式) 和2 5m s p s ( 2m h z 带 宽模式) 。表2 1 给出了s t i m i 技术两种模式下的物理层参数配置。 与国际上主要的手机电视标准相比，采用s t i m i 信道传输技术的c m m b 毫不逊色， 各项性能指标都达到或超过了其它同类标准，具有国际领先水平，见表2 2 1 3 】。 表2 - 2c m m b 与国际上主要手机电视标准的性能对比 d v b hm e d i a f l o t - d m bs d m bc m m b 带宽m h z6 86 2 2 5 82 调制技术4 k o f d m4 k o f d ml k o f d mc d m a4 k o f d ml k o f d m 信道编码 r s + 卷积码 r s + t u r b or s + 卷积码r s + 卷积码r s + l d p c 最大传输速 l2 o ( 8 m h z )1 1 o1 57 o1 6 03 o 率( m b i t s ) 交织深度s r 端妻口 调 口总 显 据秒 液 器 线 不 晶 一 端 2 口 屏 o 1 2 c 控制 端0 模 一 口思 多媒体处 块 线理器 m v 5 ，2 u 日基 传 2 频湫据莎 额带 处解 理 主 码 器 机 端 器 王 s p i 控制 端 口 s p i 控制 一 口 天 岔 u h j夸 u 奢 图4 2m v 8 7 2 0 多媒体处理器模块硬件连接示意图 第4 章c m m b 手机电视的硬什实现 如图4 2 ，是多媒体处理器芯片m v 8 7 2 0 的硬件连接示意图，m v 8 7 2 0 集成了丰富 的控制和多媒体端口。h p i 主机端口连接基带处理器m t 6 2 2 5 ，控制方式是s p i 总线方 式；m v 8 7 2 0 与解调器i f l 0 1 通过s p i 总线实现数据传输，通过1 2 c 实现通信控制；显 示端口连接1 6 比特数据宽度的l c d 液晶屏；音频端口以1 2 s 音频方式输出音频数据到 音频解码器a k 4 3 6 6 ，后者进行音频解码后输出模拟声音到耳机或外放，控制方式是s p i 总线方式。 4 4c m m b 接收模块的硬件设计 4 4 1 解调器的硬件设计 卜 调 l 路l q 输 l q _ ! 嫫 m m l s 耖 体 潇 yb u s 器 解处 卜 i q _ 2 调 理 o 2 路l q 输移 器 器 一h1 2 c 孓 1 2 c 控制 读取搜索到的 所有频道信息 保存搜索到的节目信息( 如图5 - 4 ) 。 4 2 第5 章c m m b 手机电视的软件实现 3 节目播放 图5 - 5 节目插放 如图5 5 ，由于已经搜索到了节目的所有信息并已经保存，当选定某节目并点击播 放时，首先会把要播放的电视节目信息写入m v 8 7 2 0 ( m m p ) ；然后打开i f l 0 1 解调器， 开始播放电视节目并启动o s d 刷屏；系统监测到o s d 刷屏标志会提取信号强度、误码 率信息，以o s d 形式刷到电视节目上显示，同时显示的还有节目切换和音量调节按钮， 当在5 秒内不点击屏幕时，o s d 会关闭显示，直到下次点击屏幕。o s d 自动关闭的功 能是通过设置一个定时器来完成的。当点击停止播放后，系统禁止o s d 刷屏，m v 8 7 2 0 关闭i f l 0 1 解调器。i f l 0 1 解调器仅在播放电视节目时才会打开，软件设计的目的同样 是为了降低终端功耗。 另外，频道切换的软件设计思想是：点击频道切换后，首先会关闭目前播放的节目， 然后关闭i f l 0 1 解调器：选择想收看的频道，将节目相关的所有信息写入m v 8 7 2 0 ；再 打开解调器，进行播放。 来电挂起的软件设计思想是：当电话来电时，会设置一个标志，系统监测到这个标 志，就会停止电视节目的播放( 把播放电视节目任务挂起) ，切换到来电界面，当拒绝 通话或通话结束挂断时，设置的标志消失，系统监测到标志消失，便重新打开上次的节 目频道，电视节目便会继续播放出来。 5 3 3 3 节目信息的保存 为了使搜索到的电视节目信息掉电不消失，避免关机之后重新搜台的不便，需要把 河北大学t 学硕士学位论文 搜索到的电视节目的所有信息保存起来。n v r a m 是一种非易失性随机访问存储器，掉 电之后仍能保留数据。我们考虑将节目信息保存在n v r a m 中，如有需要提取出来写入 m v 8 7 2 0 。所做的工作是：在f l a s h 中，通过添加代码等软件设置，划定部分保存节目信 息的空间，并定义保存节目所有信息参数的两个结构体( 一个嵌套在另一个之中) 。 以下是节目搜索完毕时要保存节目信息参数的结构体m t v c h a n n e l t a b l e c m m b 和 a c t i v e c m m b e n s e m b l e s 以及部分成员的定义： t y p e d e fs t r u c t - m t v c h 锄e l t a b l e c m m b 节目频道 m ”l s e r v i c e t y p e e n u mn m t v s e r v i c e t y p e ；信号类型( c m m b ) i n ti d ； 节目i d 号 i n te n s e m b l e f r e q ；h 频点( 北京为2 0 和4 3 ) i n tc h a n n e l _ t y p e ； 节目类型( 默认为2 ) u n s i g n e dc h a rs e r v i c e t y p e ； 服务类型( 默认为o ) u n s i g n e dc h a rr s t y p e ； r s 编码类型( 1 、2 ) u n s i g n e dc h a ri n t e r l e a v e m o d e ； 交调模式 u n s i g n e dc h a rl d p c r a t e ； l d p c 率( 1 2 ) u n s i g n e dc h a rm o d u l a t e t y p e ；调制类型：b p s k q p s k 1 6 q a m u n s i g n e dc h a rm s ； u n s i g n e dc h a rs t a r t t s ； 时隙开始 u n s i g n e dc h a rn s u b f r a m e ； 子帧 c h a rl a b e l 4 0 ； i n tp a r s i n g l n p u t c o u n t ； i n tr e s l ； m t v c h a n n e l t a b l e c m m b ； t y p e d e f s t r e e t _ a c t i