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手机电视项目简介- 斯妙玲 陈旭鹏夏新电子股份有限公司 硬件资源部摘要：随着广播电视的数字化及与移动技术的相互融合，手机电视业务发展迅速,本文对手机电视业务的实现方式、标准进行了简单介绍,并介绍了基于CMMB和T-DMB标准开发的手机电视方案关键词：手机电视 CMMB T-DMB引言随着计算机技术、广播技术、通信技术的发展，媒体已经由平面媒体向电子媒体演进，出现了广播、电视、互联网等媒体。然而当前微电子、移动通信、数字广播、计算机等多技术的发展和融合，又孕育了新的媒体形式，那就是手机电视。 手机电视（Mobile TV），是以手机作为载体，提供以频道化的方式管理音视频和数据业务内容，提供交互、电子节目、节目预约提醒、节目录制等功能。由于随时随地观看的特点，符合现代人紧凑、资讯无处不在的生活习惯，满足人们零碎时间信息咨询、娱乐等要求，手机电视有望成为引领手机媒体发展和数据新增长点的中坚力量。一 手机电视业务的实现方式1 1基于蜂窝网洛的实现方式（1）移动网络实现方式目前通过移动网络提供的手机电视业务大多采用流媒体技术方式。它采用移动流媒体技术，把手机电视内容作为一种数据业务推送给用户。不同技术制式蜂窝网络上实现的方式也大体相同，就是在装有操作系统的手机终端(一般是PDA手机等高档产品)上安装相应的播放软件。相应的电视节目也由移动运营商或者通过相应的SP控制播放（2）蜂窝网广播技术 由于传统移动流媒体实现方式存在诸多的限制，国际上开始研究如何在移动网络上实现多媒体的广播。3GPP和3GPP2分别提出了基于3G网络的多媒体广播组播服务(MBMS)和广播组播服务(BCMCS)解决方案。这两种方案都是在现有移动通信网的基础上进行改进，向用户提供下行广播信道，使用的频率仍然是移动通信系统所在频段，为通过移动数据网络实现手机电视业务提供了条件。2数字电视广播网络实现方式 这一方式为需要在手机终端上安装数字电视接收模块，通过数字电视广播网络直接接收数字电视信号。基于广播电视网络的手机电视技术的本质，就是通过利用地面数字广播网络实现数字广播方式的手机电视业务，而用户通过在手机终端上集成直接接收地面数字广播信号的模块，就可以通过点到多点的广播网络实现多媒体数据的接收。这类技术不仅给用户提供了广播质量的收视体验，而且在网络建设成本和运营成本上有优势，因此引起了电信运营商和广播业者的广泛关注。 基于地面数字广电网的手机电视技术产生自传统地面数字广播电视技术，使用的频率一般为广播电视频段。相关技术公司在原有的地面数字广播电视技术基础上，针对手机特点而研发出手机电视广播，目前国际上主要的技术包括欧洲的DVB-H、韩国的T-DMB、日本的ISDB-T以及美国的FLO等。而在国内目前主要有几种标准：广电总局颁布的CMMB、中国标准化协会颁布的CDMB、新岸线的TMMB和清华的DMB-TH。华为的CMB和中国移动提出的MBBMS技术方案由于被认定是现有电信运营的增值性服务而未被列入。3.基于卫星网络的技术实现方式利用卫星系统提供手机电视业务的技术主要有日韩的卫星数字多媒体广播（S-DMB）和欧洲的卫星数字多媒体广播系统(S-DMB)技术，通过在手机终端上加载卫星电视接收模块，从而使用户可以直接接收卫星电视的信号。小结手机电视业务的几种实现方式各有利弊。蜂窝网洛方式的优点在于可利用现有的移动通信网络，不用更改手机的硬件平台，同时由于通信和互动能力强大，适合个性化的应用。缺点是图像质量受网络带宽影响，用户之间争夺有限的网络资源，一旦用户数量饱和则视频质量严重下降。而数字电视广播网络方式的优势在于视频流的传输速度和质量与无线网络的带宽无关，对突发及应急事件承受能力强，适合公共广播的应用。但数字电视广播网络方式需要多方参与，如政府或行业部门制定相应标准、手机厂商研制相应终端、广播电视运营商提供相应的节目等。由于卫星覆盖的范围更大，而且对移动性的支持也更高，所以一般认为S-DMB会是一种很有前途的业务。日韩的S-DMB基于ITU-R Digital System E标准，采用S波段卫星传送；欧洲的S-DMB在专用频段MSS（21702200MHz）进行广播传送。手机电视业务的未来发展应该是几种方式共存，移动网络方式更适合用户的个性化需求，而数字电视广播网络更适合共性的服务。数字电视广播网络实现方式被认为是手机电视的发展方向，被业界普遍看好，本文接下来部分将集中于这种实现方式的阐述与分析。二 移动数字电视各种标准对比1， 国际各标准对比23国际标准欧洲DVB-H韩国 T-DMB日本ISDB-T美国高通MedioFlo技术起源DVB-T-4KDABISDB-T高通数据分组技术调制技术OFDMOFDMOFDM(13段/通道)OFDMFEC技术RS+卷积RS+卷积RS+卷积RS+Turbo频段欧洲UHF,美国L Band 1.6G韩国VHF/欧洲Band 200MHz L Band 1.4GUHFUHF/VHF 450MHz2GHz在美国使用716MHz722MHz无线带宽5,6,7,8MHz1.54MHz6 MHz6MHz(可用5,7,8MHz)频道数30-50121330视频解码H.264H.264H.264H.264音频解码ACC+MPEG-4 BSACAACAAC+2， 国内各标准对比国内标准广电总局CMMB标准化协会CDMB新岸线TMMB清华DMB-TH调制技术OFDMOFDMOFDMTDS-OFDMFEC技术RS+卷积RS+卷积RS+卷积BCH+LDPC频段UHF/S BandVHF/L Band电视频段UHF无线带宽8 MHz和2 MHz2 MHz1.536 MHz6， 7和8MHz频道数254-74-764视频解码H.264AVS-MH.264H.264音频解码DRADRAAAC 我们公司准备推出两款手机电视，一款是基于国内的CMMB标准，另一款是基于韩国的T-DMB标准，因此下面我们重点来介绍一下这两种标准及我们目前采用的方案。三、CMMB标准及方案1，标准简介 CMMB是英文China Mobile Multimedia Broadcasting （中国移动数字多媒体广播）的简称。国家广电总局于06年10月颁布了中国移动多媒体广播行业标准，确定采用我国自主研发的移动电视接收标准STiMi，该标准从06年11月1日起实施。它是国内自主研发的第一套面向手机、PDA、MP3、MP4、数码相机、笔记本电脑多种移动终端的系统，利用S波段卫星信号实现“天地”一体覆盖、全国漫游，支持25套电视节目和30套广播节目。CMMB规定了在广播业务频率范围内，移动多媒体广播系统广播信道传输信号的帧结构、信道编码和调制，该标准适用于30MHz到3000MHz频率范围内的广播业务频率，通过卫星和/或地面无线发射电视、广播、数据信息等多媒体信号的广播系统，可以实现全国漫游。2， 体系架构4CMMB技术体系是利用大功率S波段卫星信号覆盖全国，利用地面增补转发器同频同时同内容转发卫星信号补点覆盖卫星信号盲区，利用无线移动通信网络构建回传通道，从而组成单向广播和双向交互相结合的移动多媒体广播网络。CMMB体系架构如图1所示。图1 CMMB体系架构地面发射中心将信号发向S波段同步卫星后，同步卫星对接收到的信号进行转发，转发后的S波段信号直接被地面的接收终端接收下来，也可以通过增补转发器处理后被地面的接收终端接收下来。该卫星还通过分发信道将信号发送给增补转发器处理，通过增补转发器处理后转发，对卫星覆盖的阴影区域进行增补。3,国内建网现状广电总局相关部门最新的建网规划是，在2008年7月前将CMMB信号覆盖到324个城市，目前324个城市的频率已经规划完成，但大型发射机等设备的制造和运输受客观条件制约，目前只能说完成200个左右城市信号覆盖问题不大，由于时间紧迫，可能来不及完成全部324个城市的信号覆盖。但200个全国主要城市以上的信号覆盖，已经足以带动整个产业链进行量产。目前，CMMB的重要进展为，自2007年8月以来，CMMB已在北京、青岛、沈阳、上海、秦皇岛、天津等6个奥运城市，加上深圳、广州共8个城市开通了CMMB发射站，开展了地面网络覆盖工作。北京地区现在已完成基于3个发射点的网络建设，基本可以覆盖四环以内的范围，其他城市先建设一个发射点，覆盖主要城区。在国家广电总局广播科学院和电视规划院近日联合举办的一次内部会议上，国家广电总局电视规划院院长姜文波表示，2008年初，将在全国35个主要直辖市和省会级城市开始建设地面覆盖网，目前正在开展设备招标工作，算上还等待规划的拉萨和贵阳，未来计划达到37个城市。35城市的招标和建网本来计划在春节前完成，但相关人士透露，目前内部已经将这一时间稍稍放宽到2008年3月21日，因为相关主管部门希望35个城市的CMMB网络建网标准是开通之时就是可运营的网络。姜文波表示，2008年6月，一颗专门为CMMB手机电视网络服务、名为CMMB-STAR的卫星将发射，采用卫星与地面相结合的方式，实现“天地一体、星网结合、统一标准、全国漫游”。在地面建网方面，CMMB将基本在各个城市现有的电视发射塔基础上进行改造。这将节省大量的建网成本。而北京将建设10个发射点。4，基于CMMB标准开发的GSM6903H硬件设计介绍硬件配置的选择要综合考虑，如CPU的处理功能关系到最终的解码显示效果。当然，选择一些高档通用处理器，或者是专用的媒体处理器都能够达到较好的效果，但却增加了硬件的成本。可以在最终显示效果和硬件的选择上采取折中方案。该方案硬件设计框图如图2所示，支持UHF频段。TUNNER芯片采用IFINEON的TUA9001，CPU为三星的S3C2440A(400MHz)，目前，能接收CMMB标准的解调芯片不多，主要有泰合志恒的S301AB，创毅视讯的IF101，GSM6903H选择的解调芯片是S301AB。图2 6903H硬件设计框图芯片简介TUA9001，TUA9001是Infineon(英飞凌)推出的TUNNER芯片，TUA9001是面向移动多媒体解决方案的高度集成的CMOS DVB-H/T直接转换接收器(DCR)，它支持三个频段，包括VHF(Band-III)、UHF、欧洲L-band 1.4G和美国L-band 1.6G。同时由于UHF波段（470862MHz）接近GSM900 TX频段，TUA9001为了保证700MHz以下的有用信号，专门增加了针对GSM900 TX信号的额外衰耗，可以免除采用SAW滤波器的需要。 S301AB，S301AB的开发是在Telepath（泰合志恒）和Infineon的合作下完成的，中芯国际负责完成该芯片的制造。它完全兼容CMMB信道传输和复用标准。该芯片是第一款可以真正满足信道传输标准中多种码率和不同调制工作模式状态的解调和解复用的应用需求的芯片解决方案。在接收灵敏度、功耗、尺寸以及其他系统规格方面，S301AB满足或者超过在CMMB平台上实现量产商用的所有要求。它可支持SDIO、SPI和I2C等多种通用接口，因此可在不同的RF前端和后端应用处理器平台上集成该解调器，使手机和其他便携终端设备厂商能够灵活地在多样化的前端射频方案和后端应用处理器方案中进行选择搭配。硬件设计概述： 通过天线接收到的射频信号经过LNA电路及平衡转换电路后送给射频前端的RF Tunner (TUA9001），（同时我们在电路中预留了GSM900 TX 滤波器备用），TUA9001的主要作用是把射频信号解调为IF（Intermediate frequency）I/Q信号，再将I/Q信号送给基带处理器Demodulator(S301AB)；S301AB的主要作用是接收TUA9001送过来的I/Q信号，完成信道解码，通过SDIO转SPI接口将MPEG2 TS流传给CPU，S301AB的样片需带SPI FLASH，作为调试用，量产芯片不带。SPI口既可以走数据也可以走命令，因此命令口I2C是可用可不用的。CPU（S3C2442B）通过SPI接口接收TS数据，进行TS流的解复用，并完成音频和视频的解码后显示，数据可以通过DMA进行缓存，然后可以从DMA（直接存储器存取）中读取数据进行解复用。DMA方式是一种高速的数据传输操作，允许在外部设备和存储器之间直接读写数据，既不通过CPU，也不需要CPU干预，整个数据传输操作在DMA控制器的控制下进行，CPU除了在数据传输开始和结束时做一点处理外，在传输过程中，CPU可以进行其他工作，这样，在大部分时间里，CPU和输入/输出都处于并行操作状态，因此，可大大提高整个系统的效率。TUA9001的增益和电源工作模式由S301AB控制,增益可以通过模拟电压EXTAGC或数字通道AGC0,AGC1来完成。TUA9001有4种电源工作模式:Off, Idle, Standby, Rx, 可以通过RXEN和CEN等控制信号来控制,如图3所示:图3 TUA9001 工作模式四，T-DMB标准及方案 1，标准简介T-DMB是韩国推出的地面数字多媒体广播系统，从严格意义上讲，仍算是欧洲的国际标准。该标准建立在欧洲厂商开发的尤里卡147数字音频广播（DAB）系统的基础上，在技术上作了一些修改，以便向手机、PDA和其它便携设备播送空中数字电视节目。在频段上T-DMB由于以DAB的基础,主要使用VHF (174240MHz)及L Band (14521467.5MHz) 频段。T-DMB作为对DAB标准的继承与发展，除了采用DAB标准原先所使用的相关技术外，为了进行视频广播，还使用了一序列新技术。包括在视频压缩上采用了适合低比特速率视频业务的视频编码标准MPEG-4AVC/H.264，节目伴音压缩则采用BSAC，数据交互使用BIFS。 T-DMB在韩国已经步入商用阶段。韩国已向T-DMB广播运营商发放新的许可证。2，T-DMB在国内的发展在国内，目前已有北京、上海及广东的佛山等地在试播DMB业务，北京和广东采用的是UHF波段，上海采用L Band, 佛山的DMB系统主要是由1996国家在广东建立的DAB先导网发展而来，并由几家广东省广电系统企业合资组成粤广数字多媒体有限公司。该公司原先使用的是采用微软公司WME9进行编码的DMB，后来由于H.264技术的不断发展成熟以及韩国DMB产业进程相对比较快而改用了韩国基于H.264编码的T-DMB方案。T-DMB目前已有从前端到终端的整套产品，并且是由成熟的DAB系统发展而来的，技术可靠性更有保障。像韩国的三星及LG公司已相继推出自己的基于T-DMB方案的手机电视终端，该类产品可以同时具有手机的一切功能，又可以收看电视节目，极大了满足了用户的需求。3， 基于T-DMB标准开发的GSM6903I硬件设计介绍 该方案硬件设计框图如图4所示，支持VHF频段。接收芯片采用SIANO公司的SMS1010。图4 6903I硬件设计框图芯片简介Siano推出的SMS1010接收器，为一款多频段、多标准、低功耗、微型的单芯片解决方案，使手机、PDA、可携式影片媒体底端播放器以及笔记本电脑等各类手持式装置，都能随时随地接收电视信号。SMS1010整合式与系统导向的设计，使MDTV功能以更低的系统成本、更小的体积、以及更快的上市速度，完美地整合在移动及手持系统中。Siano SMS1010支持数个全球不同地区所使用的MDTV标准，包括DVB-T、DVB-H、T-DMB、DAB与DAB-IP，以及四个不同的频段。使用薄型LGA封装技术的全CMOS SMS1010，体积仅为7.9mm x 6.2mm x 1mm，并整合一颗RF调谐器(Tuner)SMS1001与解调器(Demodulator)SMS1002。SMS1010在DVB-H模式下的平均耗电量少于22mW。除此之外，有别于其它竞争解决方案的是，SMS1010不需要外接式内存或VCO。硬件设计概述SMS1010设计有内置LNA电路，不过为了能获得更好的性能，我们在前端添加了外置的集成LNA电路。硬件设计和GSM6903H类似，在这里简单介绍一下，通过天线接收到的信号经过VHF BPF（Band Pass Filter）,LNA及平衡转换电路后送给SMS1010，由于SMS1010为单芯片方案，内部包括TNNNER和DEMODULATOR，因此信号经过SMS1010后通过SPI口直接输出MPEG2-TS流给CPU，完成解复用及音频，视频的解码后显示，同时数据也可以通过DMA进行缓存，然后可以从DMA中读取数据进行解复用。参考资料:1, 庾志成, “全球手机电视业务进展分析” 现代电信科技, 2006.06.2, 李望忠 “移动电视的技术及解决方案解析” /donews/article/1/122506.html3, 李露文 郑健 刘兆元.“手机电视新媒体技术” 移动通信. 2008.014，陶涛，梁毅斌，宋挥师，陈文，白栋.“移动多媒体广播技术 STiMi介绍” 现代电视技术2007.01公司介绍：关于Telepath 泰合志恒(Telepath Technologies Ltd.) 是一家新设立的以提供符合CMMB标准的移动电视芯片解决方案作为首要目标的无晶圆（Fabless）设计公司. Telepath 未来将致力于成为领先的数字电视芯片全面解决方案的供应商。 Telepath 的核心团队包括CMMB信道技术的共同创始人刘辉博士，和一个在CMMB移动电视系统应用和芯片实现方面具有丰富经验的整体团队。Telepath选择在全球半导体行业具有全面影响力的英飞凌公司和根植于本土的芯片代工企业中芯国际作为战略合作伙伴，通过优