第2章國外手機(jī)電視標(biāo)準(zhǔn)2.1

DVB-H標(biāo)準(zhǔn)2.2

T-DMB、S-DMB及3G流媒體標(biāo)準(zhǔn)2.3

MediaFLO標(biāo)準(zhǔn)2.4

ATSC-MPH標(biāo)準(zhǔn)2.5日本手機(jī)電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)2.6國外手機(jī)電視標(biāo)準(zhǔn)的特征與技術(shù)參數(shù)的比較

2.1

DVB-H標(biāo)準(zhǔn)

2.1.1

DVB-H的引出

DVB-H(早期為DVB-X)標(biāo)準(zhǔn)是DVB(歐洲數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體，1993年成立，由來自35個(gè)國家的300多家企業(yè)組成)組織為通過地面數(shù)字廣播網(wǎng)絡(luò)向便攜/手持終端提供多媒體業(yè)務(wù)所制定的傳輸標(biāo)準(zhǔn)。2.1.2

DVB-H系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.系統(tǒng)

DVB-H系統(tǒng)的前端由DVB-H封裝機(jī)和DVB-H調(diào)制器構(gòu)成，DVB-H封裝機(jī)負(fù)責(zé)將IP數(shù)據(jù)封裝成系統(tǒng)傳輸流，DVB-H調(diào)制器負(fù)責(zé)信道編碼和調(diào)制；系統(tǒng)終端由DVB-H解調(diào)器和DVB-H終端構(gòu)成，DVB-H解調(diào)器負(fù)責(zé)信道解調(diào)、解碼，DVB-H終端負(fù)責(zé)相關(guān)業(yè)務(wù)顯示、處理。

2.協(xié)議層次劃分

協(xié)議層中的網(wǎng)絡(luò)層不在DVB-H標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的是數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。

3.關(guān)鍵新技術(shù)

DVB-H增加了新的技術(shù)模塊，它們主要包括：

(1)時(shí)間分片：基于時(shí)分復(fù)用技術(shù)，用于節(jié)省接收終端功耗和便于網(wǎng)絡(luò)交換。

(2)MPE-FEC：多協(xié)議封裝、前向糾錯(cuò),采用RS糾錯(cuò)編碼技術(shù)，用來提高系統(tǒng)的移動(dòng)和抗脈沖干擾能力。

(3)4K子載波模式：在DVB-T的2K子載波、8K子載波傳輸模式基礎(chǔ)上增加4K子載波模式，用于提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的靈活性。

(4)DVB-HTPS：為DVB-H設(shè)計(jì)專用的傳輸參數(shù)信令，用于提高系統(tǒng)同步和業(yè)務(wù)訪問速度。

4.DVB-H標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢

有關(guān)DVB-H的試驗(yàn)已經(jīng)在歐洲的一些國家及美國等國開展，現(xiàn)在已經(jīng)開始商業(yè)應(yīng)用。

5.對DVB-H標(biāo)準(zhǔn)的商業(yè)需求

1)廣播電視公司的商業(yè)需求

近年來廣播電視的普及率越來越高，但是這些業(yè)務(wù)大都是單向的，不能滿足廣大用戶日益增長的個(gè)性化多媒體業(yè)務(wù)要求，為此有必要引入交互式多媒體業(yè)務(wù)。

2)移動(dòng)通信運(yùn)營商的商業(yè)需求

3G可以提供多種多樣的交互式多媒體業(yè)務(wù)，運(yùn)營商需要確保這些業(yè)務(wù)能夠?yàn)樗麄儙硎找?。Internet使許多消費(fèi)者習(xí)慣獲得免費(fèi)的資源，因此需要?jiǎng)?chuàng)新業(yè)務(wù)來鼓勵(lì)消費(fèi)者使用付費(fèi)內(nèi)容。業(yè)務(wù)的及時(shí)性是非常重要的，3G能給用戶提供隨時(shí)隨地的快速接入。2.1.3

DVB-H關(guān)鍵技術(shù)分析

1.DVB-H系統(tǒng)總體方案

如前所述，DVB-H是建立在DVB和DVB-T兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之上的標(biāo)準(zhǔn)，因此無論是結(jié)構(gòu)模式還是數(shù)據(jù)類型均與后兩者相近甚至相同，但是它又不完全等同于兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的簡單疊加，而是基于自身獨(dú)特的系統(tǒng)要求，在增加了許多新的技術(shù)模塊之后而推出的新一代傳輸標(biāo)準(zhǔn)。圖2.1.1

DVB-H系統(tǒng)總體方案示意圖

2.時(shí)間分片(TimeSlicing)技術(shù)

1)時(shí)間分片

時(shí)間分片技術(shù)是DVB-H中最為重要的新技術(shù)模塊，它不但能夠有效降低手持終端的平均功耗，并且還是不同網(wǎng)絡(luò)間實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、無縫業(yè)務(wù)交換的基礎(chǔ)。

(1)目的。目前帶有射頻放大電路和適合移動(dòng)接收的DVB-T解調(diào)器功耗約為0.73mW～1.3W。而個(gè)人手持終端要求用電池供電，并且考慮到散熱問題，功耗要小于100mW，才可以滿足數(shù)字移動(dòng)手機(jī)電視的需要。DVB-H標(biāo)準(zhǔn)可以滿足這一要求。其次，DVB-H的時(shí)間分片能夠?qū)崿F(xiàn)無縫頻率切換和替換頻率的無縫掃描。

(2)理論分析。在DVB-TMPEG-2的數(shù)據(jù)傳輸中，傳輸流以很高速率在一起復(fù)用，被打包成TS流。這些業(yè)務(wù)實(shí)際上是并行傳輸?shù)?，如圖2.1.2所示。而對于DVB-T的接收機(jī)來說由于很高的復(fù)用率，它不能只接收需要的TS包，所有的數(shù)據(jù)都被接收，再進(jìn)行選擇，接收機(jī)電路處于不停的工作狀態(tài)中，這就導(dǎo)致了接收機(jī)功耗很高。圖2.1.2連續(xù)傳輸結(jié)構(gòu)如圖2.1.3所示，時(shí)間分片技術(shù)不但能夠有效降低手持終端的平均功耗，并且還是不同網(wǎng)絡(luò)間實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)、無縫業(yè)務(wù)交換的基礎(chǔ)。圖2.1.3時(shí)間分片結(jié)構(gòu)

(3)Δt方法。如圖2.1.4所示，Δt指示下一個(gè)突發(fā)開始的時(shí)間，為減小傳輸路徑延遲的影響，Δt的時(shí)間信息是相對的(比如，下個(gè)突發(fā)開始的時(shí)間是從此刻起的第6s)。圖2.1.4

Δt方法

(4)功耗計(jì)算。假設(shè)發(fā)射機(jī)前端在第i個(gè)時(shí)間分片內(nèi)接收

ts的服務(wù)所需的電池功耗為E，這里t是第i個(gè)時(shí)間分片持續(xù)的時(shí)間。假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中傳送n個(gè)不同的服務(wù)(n為固定值)。當(dāng)接收機(jī)從傳輸周期T(T是的倍數(shù))中接收第m(1≤m≤n)個(gè)時(shí)間分片的服務(wù)時(shí)，假定在時(shí)間分片模式下電池功耗是Ei，在連續(xù)模式下為E2，則

(2.1.1)

(2.1.2)

這樣，當(dāng)前端使用時(shí)間分片模式能省下的電池功率Px(PowerSaving)為由式(2.1.1)和式(2.1.2)可得

所以0<P<1，E1=PE2。通過計(jì)算和仿真得出，時(shí)間切片節(jié)省能量Px可能高達(dá)90%以上。Px由各種參數(shù)決定，特別是突發(fā)數(shù)據(jù)持續(xù)的時(shí)間片持續(xù)期Bd(BurstDuration)和空閑時(shí)間Ot(Off-time)，而這兩者的關(guān)系由突發(fā)數(shù)據(jù)大小Bx(BurstSize)、突發(fā)數(shù)據(jù)速率Bb

(BurstBitrate)和固定速率Cb(非突發(fā)數(shù)據(jù)速率,ConstanBitrate)以及同步時(shí)間St(SynchronizationTime)、抖動(dòng)Dj(Delta-tJitter)決定。其中，B=Bd+Ot,0.96是業(yè)務(wù)時(shí)間分片和傳輸包包頭開銷的補(bǔ)償系數(shù)。圖2.1.5列出了各參數(shù)之間的關(guān)系。圖2.1.5突發(fā)脈沖的相關(guān)參數(shù)

2)時(shí)間分片與PSI/SI

DVB-H標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定節(jié)目流信息與服務(wù)信息PSI/SI(ProgramStreamInformation/ServiceInformation)不進(jìn)行時(shí)間分片處理，它們將被分配一個(gè)固定速率進(jìn)行傳送，這主要是因?yàn)槟壳笆褂玫腜SI/SI信息并不支持時(shí)間分片傳送，如果進(jìn)行改動(dòng)將難以和目前的數(shù)據(jù)表兼容，此外移動(dòng)手持終端也不要求PSI/SI被時(shí)間分片。

3)時(shí)間分片與業(yè)務(wù)交換

采用時(shí)間分片技術(shù)使手持終端能夠在業(yè)務(wù)傳送空閑期間對相鄰蜂窩進(jìn)行監(jiān)視，掃描其他頻率信號、測試信號強(qiáng)度，但并不中斷本業(yè)務(wù)的接收。那么當(dāng)用戶進(jìn)入新的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，手持終端根據(jù)監(jiān)視結(jié)果在空閑期間切換到具有相同業(yè)務(wù)的不同傳輸流上，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)最優(yōu)、無縫業(yè)務(wù)交換。

4)時(shí)間片和條件接收

DVB-H可采用兩種方式實(shí)現(xiàn)條件接收。一種是基于IP的條件接收系統(tǒng)(IP-ConditionalAccessSystem，IP-CAS)。所有的條件接收系統(tǒng)CAS相關(guān)信息都在IP數(shù)據(jù)中，并可以支持時(shí)間分片技術(shù)，確保節(jié)省功耗。

3.無縫切換(軟切換)技術(shù)

DVB-H的無縫切換技術(shù)類似于移動(dòng)通信中CDMA的軟切換。CDMA系統(tǒng)中移動(dòng)臺(tái)獨(dú)特的RAMA接收機(jī)可以同時(shí)接收兩個(gè)或兩個(gè)以上基站發(fā)來的信號。所謂軟切換，是指當(dāng)移動(dòng)臺(tái)需要與一個(gè)新的基站通信時(shí)，并不先中斷與原先基站的聯(lián)系，從而提高了切換的成功率。

4.多協(xié)議封裝—前向糾錯(cuò)(MPE-FEC)

與DVB-T相比，DVB-H標(biāo)準(zhǔn)在數(shù)據(jù)鏈路層為IP數(shù)據(jù)報(bào)增加了RS(Reed-Solomon)糾錯(cuò)碼，作為MPE的前向糾錯(cuò)編碼，校驗(yàn)信息將在指定的FEC段中傳送，我們稱之為MPE-FEC，它是用來改善單天線的移動(dòng)接收性能的，但是這種誤碼保護(hù)只在一個(gè)時(shí)間片工作。MPE-FEC的目的是提高移動(dòng)信道中的信噪比(C/N)、多普勒性能以及抗干擾能力。由于該部分內(nèi)容在DVB-H標(biāo)準(zhǔn)中不是強(qiáng)制的，因此沒有MPE-FEC功能的接收終端可以簡單地略過FEC段完成數(shù)據(jù)接收。

5.4K子載波模式和深度符號交織

1)2K、4K、8K子載波模式的性能

DVB-T系統(tǒng)采用了兩種主要的工作模式——2K(2048)子載波和8K(8192)子載波模式(2K和8K指的是子載波的數(shù)量)。其中，2K子載波模式由于符號周期較短，因此相對間隔非常短，僅僅適用于小型單頻網(wǎng)；而8K子載波模式由于符號周期較長，因此移動(dòng)接收性能不如2K子載波模式，只能用于高速移動(dòng)接收環(huán)境而不能用于超高速移動(dòng)接收環(huán)境，但是同樣由于該模式的符號周期較長因而使得噪聲功率可以被分得更散，從而擁有更好的抗干擾性能。

2)4K子載波模式和深度符號交織

DVB-H標(biāo)準(zhǔn)在DVB-T原有的2K和8K子載波模式下增加了4K子載波模式，通過協(xié)調(diào)移動(dòng)接收性能和單頻網(wǎng)規(guī)模進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的靈活性。

2K、4K、8K子載波模式下的深度交織方式如圖2.1.6所示。為了避免接收機(jī)存儲(chǔ)器數(shù)量的增加，8K子載波模式可以利用2K和4K子載波傳輸模式下的深度交織來實(shí)現(xiàn)。具體數(shù)據(jù)的分塊方式見圖2.1.6。圖2.1.6深度交織示意圖

6.DVB-H傳輸參數(shù)信令

DVB-H創(chuàng)新地采用了傳輸參數(shù)信令(TPS)機(jī)制，在采用了該機(jī)制之后，接收機(jī)能夠更快地發(fā)現(xiàn)DVB-H業(yè)務(wù)。TPS是一個(gè)具有良好健壯性、易訪問的信令機(jī)制，即使在低信噪比(C/N)的條件下，解調(diào)器仍能快速將其鎖定。DVB-H系統(tǒng)使用兩個(gè)新TPS比特標(biāo)識時(shí)間片和可選的MPE-FEC是否存在，另外用DVB-T中已經(jīng)存在的一些共享比特來表示4K子載波模式、符號交織深度和蜂窩標(biāo)識。

7.DVB-H的相關(guān)模型

在DVB-H接收機(jī)中，先是將信號送入到DVB-H解調(diào)器中進(jìn)行解碼(包括時(shí)間分片和MPE-FEC)，然后送入到DVB-H接收終端。其中接收到的數(shù)據(jù)分為IP數(shù)據(jù)報(bào)(IPDatagram)和傳輸流包(TSPackets)這兩個(gè)部分。詳細(xì)框圖見圖2.1.7。圖2.1.7

DVB-H接收機(jī)的概念模型利用DVB-H系統(tǒng)來傳輸IP服務(wù)，IP數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝、糾錯(cuò)，利用時(shí)間分片方式進(jìn)行傳輸并且與視頻信號合成傳輸流，進(jìn)入到DVB調(diào)制器后射頻傳輸進(jìn)入信道。在接收端有相對應(yīng)的DVB解碼器，經(jīng)過解封裝還原出IP數(shù)據(jù)。具體框圖見圖2.1.8。圖2.1.8

DVB-H系統(tǒng)的概念模型

2.2

T-DMB、S-DMB及3G流媒體標(biāo)準(zhǔn)

1.T-DMB標(biāo)準(zhǔn)

T-DMB標(biāo)準(zhǔn)是韓國推出的手機(jī)電視標(biāo)準(zhǔn)，從嚴(yán)格意義上講，它仍算是歐洲的手機(jī)電視標(biāo)準(zhǔn)。

T-DMB在韓國已經(jīng)步入商用階段，已向T-DMB廣播運(yùn)營商發(fā)放許可證。T-DMB標(biāo)準(zhǔn)主要的技術(shù)內(nèi)容與歐洲數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)(DVB)有不少雷同，也有一些是在DVB標(biāo)準(zhǔn)上作了改進(jìn)，介紹如下：

1)時(shí)域同步的正交多載波技術(shù)

2)保護(hù)間隔的PN填充技術(shù)

3)快速信道估計(jì)技術(shù)

4)前向糾錯(cuò)編碼與相位映射相結(jié)合的糾錯(cuò)技術(shù)

5)與絕對時(shí)間同步的幀結(jié)構(gòu)

2.S-DMB標(biāo)準(zhǔn)

近年來以日本和韓國企業(yè)為首的技術(shù)陣營推出了一種基于衛(wèi)星技術(shù)的新型S-DMB業(yè)務(wù)，簡稱S-DMB業(yè)務(wù)。在技術(shù)方面，S-DMB業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)并不復(fù)雜，具體的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成包括S-DMB廣播中心、S-DMB通信衛(wèi)星、直放站接收終端等部分。

1)S-DMB業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)方式

2)S-DMB業(yè)務(wù)的特點(diǎn)

3)S-DMB的技術(shù)內(nèi)容

3.風(fēng)頭正勁的3G流媒體

移動(dòng)通信的3G流媒體技術(shù)也能支持移動(dòng)多媒體功能。

2.3

MediaFLO標(biāo)準(zhǔn)

MediaFLO是美國高通公司推出的手機(jī)電視標(biāo)準(zhǔn)。

1.高通公司簡介

2004年10月，高通公司發(fā)布了多播技術(shù)MediaFLO標(biāo)準(zhǔn)。它是一項(xiàng)全面的端到端解決方案，可使運(yùn)營商在現(xiàn)有的3GCDMA網(wǎng)絡(luò)上同時(shí)向多個(gè)無線用戶廣播傳輸大容量、高品質(zhì)的多媒體內(nèi)容，而消費(fèi)者只需花費(fèi)低廉的費(fèi)用便可享受到個(gè)性化的音、視頻多媒體服務(wù)。

2．MediaFLO計(jì)劃的發(fā)起

MediaFLO是一個(gè)下行的廣播式技術(shù)體系，是一個(gè)全新的空中接口。從手機(jī)電視技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)起源來講有兩類：一類是專門為手機(jī)電視或者是說從設(shè)計(jì)一開始為手機(jī)電視在技術(shù)體系上做準(zhǔn)備；另一類是從地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)和廣播標(biāo)準(zhǔn)做一些改進(jìn)引進(jìn)來的。MediaFLO是美國針對手機(jī)電視的市場需求研發(fā)的，其中有一些技術(shù)特點(diǎn)，比如說高頻譜效率、手機(jī)的低功耗、頻道切換時(shí)間等。在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的底層，從幀結(jié)構(gòu)決定了相關(guān)技術(shù)參數(shù)的優(yōu)劣。

3.MediaFLO標(biāo)準(zhǔn)概述

高通公司的FLO技術(shù)將向全球標(biāo)準(zhǔn)化組織開放，以便形成規(guī)范并提請標(biāo)準(zhǔn)化組織采納。

4.MediaFLO標(biāo)準(zhǔn)主要的技術(shù)內(nèi)容

1)低功耗優(yōu)化設(shè)計(jì)

2)廣域和局域內(nèi)容

3)分層調(diào)制

4)采用4K子載波模式OFDM調(diào)制

5)接口物理層特性

6)MediaFLO的可用頻段與帶寬

7)MediaFLO與其他相關(guān)技術(shù)的比較

5.MediaFLO中的關(guān)鍵技術(shù)

1)MediaFLO的系統(tǒng)組成

MediaFLO系統(tǒng)由四個(gè)子系統(tǒng)組成，即網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營中心、MediaFLO發(fā)射機(jī)、3G蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和支持MediaFLO的終端。MediaFLO的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2.3.1所示。圖2.3.1

MediaFLO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

(1)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營中心。

(2)MediaFLO發(fā)射機(jī)。

(3)3G蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。

(4)支持MediaFLO的移動(dòng)終端。

2)MediaFLO空中接口參考模型

MediaFLO系統(tǒng)帶寬設(shè)計(jì)上可支持5MHz、6MHz、7MHz和8MHz，營運(yùn)頻點(diǎn)設(shè)計(jì)上可支持一直到2.6GHz。其中，綜合考慮發(fā)射功率、天線大小、傳播損耗和部署成本，UHF波段的高段(700MHz)最為合適。

圖2.3.2給出了MediaFLO空中接口參考模型。圖2.3.2

MediaFLO空中接口參考模型(1)上層。

(2)流層。

(3)MAC層。

(4)MediaFLO系統(tǒng)的物理層處理流程。

圖2.3.3給出了MediaFLO系統(tǒng)的物理層處理流程。圖2.3.3物理層處理流程

3)MediaFLO系統(tǒng)的超幀結(jié)構(gòu)

圖2.3.4展示了MediaFLO系統(tǒng)的超幀結(jié)構(gòu)。圖2.3.4

MediaFLO系統(tǒng)的超幀結(jié)構(gòu)

4)MediaFLO系統(tǒng)物理層的主要技術(shù)

MediaFLO系統(tǒng)物理層的主要技術(shù)特點(diǎn)描述如下：

(1)信道編碼方案：MediaFLO使用了級聯(lián)碼，即RS碼和Turbo碼。

(2)比特交織器：采用了塊交織器，目的是把Turbo編碼后的相鄰比特交織到不同的星座映射符號中。

(3)OFDM調(diào)制：采用了多載波調(diào)制技術(shù)。

(4)分片(Interlace)結(jié)構(gòu)：4000個(gè)有效子載波被劃分為8個(gè)等間隔的頻率分片(Interlace)，每個(gè)分片有500個(gè)子載波。

(5)星座映射：MediaFLO系統(tǒng)支持QPSK、16QAM和分層調(diào)制三類映射模式。

(6)每幀中的資源分配：一個(gè)時(shí)隙(Slot)是指在一個(gè)OFDM符號期內(nèi)的一個(gè)特定的Interlace上發(fā)送的500個(gè)調(diào)制符號的集合。

6.MediaFLO標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)參數(shù)

MediaFLO標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)參數(shù)如表2.3.1所示。

7.MediaFLO標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的特點(diǎn)

MediaFLO系統(tǒng)的主要特點(diǎn)總結(jié)如下：

(1)能向大量手持移動(dòng)終端發(fā)送廣播式的節(jié)目內(nèi)容。

(2)獨(dú)立的廣播式網(wǎng)絡(luò)，僅通過前向鏈路發(fā)射信號。

(3)接收器集成在手持移動(dòng)終端中。

(4)由蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)提供互動(dòng)性應(yīng)用所需的反向鏈路。

(5)系統(tǒng)所分發(fā)的節(jié)目內(nèi)容適合在手持移動(dòng)終端上觀看。

(6)接收終端的功耗更低。

(7)基于單個(gè)頻點(diǎn)可提供大量的節(jié)目內(nèi)容頻道，系統(tǒng)擁有更高的吞吐量。

(8)系統(tǒng)支持快速切換節(jié)目頻道。

(9)較低的網(wǎng)絡(luò)部署成本。發(fā)射塔間距典型值為50km，大都市也僅需部署2～3個(gè)發(fā)射塔即可實(shí)現(xiàn)有效覆蓋。

(10)用戶可從總計(jì)100套的直播與存儲(chǔ)型電視節(jié)目中，隨時(shí)選擇自己喜歡的節(jié)目。

(11)能播放10個(gè)頻道的AAC壓縮格式的立體聲音頻節(jié)目。

(12)電視節(jié)目表信息、加密節(jié)目的合同信息以及節(jié)目解密密鑰信息可使用移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)發(fā)送,還可鏈接到互聯(lián)網(wǎng)上,大幅提高在移動(dòng)環(huán)境中收看節(jié)目的魅力。

(13)能夠像電視換臺(tái)一樣輕松地進(jìn)行節(jié)目切換。頻道切換時(shí)間不足1.5s，這低于DVB-H移動(dòng)電視技術(shù)。MediaFLO查找目標(biāo)節(jié)目無需緩存、啟動(dòng)畫面或進(jìn)度條,而其他標(biāo)準(zhǔn)必須一步一步地按照各層菜單進(jìn)行查找。

(14)MediaFLO是一項(xiàng)不依賴特定頻帶及移動(dòng)電話方式的技術(shù)，但可與CDMA2000、W-CDMA網(wǎng)絡(luò)配合使用。視頻編碼方式采用H.264/MPEG-4AVC。

(15)具有出色的移動(dòng)接收能力。例如,發(fā)射頻率為700MHz時(shí)，MediaFLO接收器可以在移動(dòng)速度為200km/h的環(huán)境下有效接收。

2.4

ATSC-MPH標(biāo)準(zhǔn)

2.4.1

ATSC-MPH傳輸系統(tǒng)

圖2.4.1給出了ATSC-MPH傳輸系統(tǒng)的功能方框圖。圖2.4.1

ATSC-MPH傳輸系統(tǒng)功能方框圖2.4.2

MPH傳輸處理概述

由圖2.4.1可以看出，ATSC-MPH傳輸系統(tǒng)包括主業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流(指原ATSC標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)流)和MPH數(shù)據(jù)流。ATSC-MPH傳輸系統(tǒng)把這兩種類型的數(shù)據(jù)流組合為一條MPEGTS數(shù)據(jù)包流，并且將其處理調(diào)制成格柵編碼的、標(biāo)準(zhǔn)的ATSC8VSB信號。2.4.3

MPH數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

1.MPH幀

圖2.4.2顯示了傳輸MPH數(shù)據(jù)和主體數(shù)據(jù)的MPH幀結(jié)構(gòu)。包含主體數(shù)據(jù)和MPH數(shù)據(jù)的一個(gè)MPH幀(封裝為空數(shù)據(jù)包)大小正好等于20個(gè)VSB數(shù)據(jù)幀。然而，MPH的幀邊界與VSB的幀邊界相比有所偏移，解釋如下。圖2.4.2

MPH幀結(jié)構(gòu)圖2.4.3顯示了VSB數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)。MPH技術(shù)并沒有改變數(shù)據(jù)幀的結(jié)構(gòu)。每個(gè)VSB數(shù)據(jù)幀應(yīng)由兩個(gè)VSB數(shù)據(jù)場組成，每個(gè)數(shù)據(jù)場包含313個(gè)數(shù)據(jù)段。每個(gè)VSB數(shù)據(jù)場的第一個(gè)數(shù)據(jù)段是一個(gè)場同步信號,并且包含用于非MPH和MPH接收機(jī)的訓(xùn)練序列。剩余的312個(gè)數(shù)據(jù)段,每個(gè)都包含188B的TS數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)，再加上相應(yīng)的FEC開銷。圖2.4.3

VSB數(shù)據(jù)幀

MPH時(shí)隙相對于VSB數(shù)據(jù)幀在位置上有一定的偏移。圖2.4.4表明了與一個(gè)VSB數(shù)據(jù)幀相比的一個(gè)MPH子幀的前四個(gè)MPH時(shí)隙的位置分布。圖2.4.4

MPH時(shí)隙與VSB數(shù)據(jù)幀的位置對應(yīng)關(guān)系

2.MPH數(shù)據(jù)組

一個(gè)MPH數(shù)據(jù)組由118個(gè)連續(xù)的TS數(shù)據(jù)包組成。在由修正的數(shù)據(jù)隨機(jī)發(fā)生器和通過規(guī)則的/非規(guī)則的RS編碼器添加20個(gè)奇偶字節(jié)來代替MPEG同步字節(jié)以后，每個(gè)TS數(shù)據(jù)包就轉(zhuǎn)換為207個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)包。

3.一個(gè)MPH幀的數(shù)據(jù)組群分配

圖2.4.5說明了在一個(gè)MPH幀中MPH數(shù)據(jù)組群的分配。每個(gè)MPH幀由五個(gè)MPH子幀組成。每個(gè)MPH幀分配的數(shù)據(jù)組群數(shù)目應(yīng)該是5的倍數(shù)，并且一個(gè)MPH幀的所有MPH子幀的數(shù)據(jù)組群分配應(yīng)該一致。圖2.4.5中的下一行說明了一個(gè)MPH子幀中的數(shù)據(jù)組群分配次序。圖2.4.5在一個(gè)MPH子幀中MPH數(shù)據(jù)組群的安排對于給定的分組號i(i=0~15)，時(shí)隙號j(j=0~15)由下式

決定：

(2.4.1)

式(2.4.1)為此數(shù)據(jù)組群分配規(guī)則的公式。

4.MPH數(shù)據(jù)隊(duì)列

一個(gè)MPH隊(duì)列是MPH數(shù)據(jù)組群的集合，包含在一個(gè)MPH幀內(nèi)。一個(gè)MPH隊(duì)列依賴于RS幀模式承載一到兩個(gè)特定RS幀的數(shù)據(jù)。RS幀是一個(gè)數(shù)據(jù)包級別的FEC結(jié)構(gòu)的MPH數(shù)據(jù)，每個(gè)RS幀和FEC編碼將承載一個(gè)MPH數(shù)據(jù)段，是相同服務(wù)質(zhì)量(QoS)的MPH業(yè)務(wù)的集合。

復(fù)用MPH隊(duì)列可以和一個(gè)MPH幀中的主要數(shù)據(jù)一起進(jìn)行傳輸。圖2.4.6表明了一個(gè)復(fù)用隊(duì)列傳輸?shù)睦?。圖2.4.6復(fù)用隊(duì)列的數(shù)據(jù)組分配2.4.4

MPH數(shù)據(jù)處理

下面按圖2.4.1所示敘述MPH數(shù)據(jù)處理過程。

1.分組時(shí)分和主要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的PCR調(diào)整

在ATSC-MPH系統(tǒng)中，由于在原ATSC流中主要業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包的位置插入了MPH的空數(shù)據(jù)包而產(chǎn)生變化,需采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解碼器來處理這些定時(shí)變化。

2.MPH幀編碼器

MPH幀由一個(gè)到多個(gè)MPH數(shù)據(jù)隊(duì)列組成。每個(gè)數(shù)據(jù)隊(duì)列又包含一個(gè)或兩個(gè)RS幀。圖2.4.7顯示了MPH幀編碼器的結(jié)構(gòu)。圖2.4.7

MPH幀編碼器圖2.4.8描述了RS幀編碼器的詳細(xì)方框圖。如圖2.4.8所示,每個(gè)RS幀編碼器包括對兩路信號進(jìn)行處理。一路處理主集信號(即ATSC業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)),另一路處理輔集信號(即MPH業(yè)務(wù)數(shù)據(jù))。圖2.4.8

RS幀編碼器詳細(xì)方框圖

3.RS幀編碼器

RS幀編碼器通過接收MPH數(shù)據(jù)主集和輔集信號,為每個(gè)MPH數(shù)據(jù)隊(duì)列建立一到兩個(gè)RS幀。每個(gè)MPH數(shù)據(jù)集被MPH隨機(jī)序列發(fā)生器處理后,進(jìn)行前向糾錯(cuò)編碼(FEC),它采用的是RS冗余校驗(yàn)(CRC)編碼，并跨接交織方式來建立一個(gè)RS幀。

在RS幀編碼器里,一個(gè)或兩個(gè)RS幀的建立取決于一個(gè)RS幀模式。表2.4.1顯示了每一隊(duì)列有多少RS幀以及它們的集合區(qū)域。一個(gè)MPH數(shù)據(jù)隊(duì)列最多可以裝載兩個(gè)RS幀。

1)MPH隨機(jī)發(fā)生器

MPH隨機(jī)發(fā)生器初始化如圖2.4.9所示。主集RS幀和輔集RS幀的MPH隨機(jī)發(fā)生器不同,MPH隨機(jī)發(fā)生器在每個(gè)RS幀的開始,用一個(gè)被初始化的最大長度為16位的偽隨機(jī)二進(jìn)制序列(PRBS),異或所有的MPH幀有效載荷數(shù)據(jù)字節(jié)。圖2.4.9隨機(jī)發(fā)生器多項(xiàng)式

2)RS-CSC編碼器

MPH隨機(jī)發(fā)生器輸出端接到RS-CRC校驗(yàn)編碼器。RS-CRC校驗(yàn)編碼器對RS幀一列列的有效載荷進(jìn)行RS編碼，并在每一列的底部加上RS奇偶校驗(yàn)字節(jié)。在每一行的右端加上CRC綜合校驗(yàn)字節(jié)。RS有效載荷字節(jié)數(shù)為187，RS奇偶校驗(yàn)字節(jié)數(shù)應(yīng)取決于RS碼模式。RS碼模式對于主集RS幀和輔集RS幀各不相同，詳見表2.4.2。

RS碼奇偶校驗(yàn)生成多項(xiàng)式和RS幀的起始場生成多項(xiàng)式分別如下：

奇偶校驗(yàn)生成多項(xiàng)式：

g(x)=(x+a0)(x+a1)(x+a2)···(x+a2t－1)

(2.4.2)

起始場生成多項(xiàng)式：

p(x)=x8+x4+x3+x2+1

(2.4.3)

注：所有列由RS碼編碼，RS幀的大小為(187+P)×N字節(jié)。

由于RS幀的每一行由RS編碼，CRC綜合校驗(yàn)字節(jié)中的兩個(gè)字節(jié)應(yīng)該被加到每一行的右端末尾處。CRC碼的16位(2字節(jié))CRC校驗(yàn)和將由下式產(chǎn)生：

GCRC=X16+X12+X5+1

(2.4.4)

注：RS-CRC編碼后，MPH幀大小為(187+P)×(N+2)字節(jié)，如圖2.4.10所示。圖2.4.10

RS-CRC編碼

3)RS幀分割器

主集RS幀和輔集RS幀在一個(gè)MPH幀的時(shí)間內(nèi)通過數(shù)據(jù)組隊(duì)列進(jìn)行傳輸。經(jīng)過RS和CRC編碼，RS幀由(187+P)×

(N+2)個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)組成。

已編碼的RS幀數(shù)據(jù)應(yīng)分為若干片。每一片將包含RS幀中的PL個(gè)字節(jié)(PL為RS幀的片長度)，除了最后一片可能由一些填充字節(jié)組成。下面來解釋如何進(jìn)行片長度的判定。由于一個(gè)經(jīng)過RS和CRC編碼的RS幀的總字節(jié)數(shù)略少于或等于5×NoG×PL，所以一個(gè)RS幀可以分為(5×NoG)－1個(gè)大小為PL字節(jié)的片或略小于PL字節(jié)的片。如有必要，可以添加一些填充字節(jié)到已編碼RS幀數(shù)據(jù)的最后一個(gè)片，以構(gòu)造最后一個(gè)大小為PL的片，如圖2.4.11所示。注意：一個(gè)RS幀的每個(gè)片都對應(yīng)于進(jìn)行SCCC(串行級聯(lián)卷積碼)編碼的數(shù)據(jù)量及映射為一個(gè)單一的數(shù)據(jù)組隊(duì)列。圖2.4.11把一個(gè)RS幀分成5×NoG個(gè)PL大小的數(shù)據(jù)片

緩沖字節(jié)數(shù)目(S)可由下式計(jì)算：

S=(5×NoG×PL)－(187+P)×(N+2)

(2.4.5)

每片的PL大小的數(shù)據(jù)應(yīng)該輸入到塊處理器。

4.塊處理器

塊處理器的主要功能是對RS幀編碼器的輸出進(jìn)行SCCC的外層編碼處理。塊處理器的操作包括RS幀段到SCCC塊的轉(zhuǎn)換、字節(jié)到比特的轉(zhuǎn)換、卷積編碼、符號交織、符號到字節(jié)的轉(zhuǎn)換以及SCCC塊到MPH塊的轉(zhuǎn)換，如圖2.4.12所示。卷積編碼器和符號交織器實(shí)際上與后處理器中的格柵編碼器相聯(lián)系，共同構(gòu)造SCCC。圖2.4.12數(shù)據(jù)塊處理器

1)字節(jié)到比特的轉(zhuǎn)換

由于在卷積編碼器中進(jìn)行的是基于比特的操作，所以字節(jié)到比特的轉(zhuǎn)換應(yīng)將并行字節(jié)轉(zhuǎn)為串行比特。在生成串行比特時(shí)，應(yīng)首先發(fā)出MSB(7，6，5，4，3，2，1，0)。

2)卷積編碼器

4狀態(tài)卷積編碼器如圖2.4.13所示。1bit輸入(S)將編碼為

5bit輸出(C0，C1，C2，C3，C4)。圖2.4.13

4狀態(tài)卷積編碼器

3)符號交織器

塊處理器中的符號交織器將從卷積編碼器中得到的輸出符號進(jìn)行擾碼。符號交織器是塊交織器的一種。

4)符號到字節(jié)轉(zhuǎn)換器

經(jīng)交織的符號應(yīng)該通過符號到字節(jié)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為字節(jié)。輸出字節(jié)以最高位MSB先輸出。

5.信令編碼器

MPH傳輸系統(tǒng)將每個(gè)分組的一部分進(jìn)行分配是為了向接收器發(fā)送信令。圖2.4.14顯示了經(jīng)過數(shù)據(jù)交織以后交織分組格式中的信令區(qū)域。圖2.4.14經(jīng)過數(shù)據(jù)交織以后交織分組格式中的信令區(qū)域圖2.4.15顯示了信令編碼器的方框圖。信令編碼器包括：用于TPC數(shù)據(jù)的RS(18，10)編碼器、用于FIC數(shù)據(jù)的RS(51，37)編碼器、(51×NoG)塊交織器、多路復(fù)用器(用于經(jīng)RS編碼的TPC數(shù)據(jù)和經(jīng)塊交織的FIC數(shù)據(jù)的復(fù)用)、信令數(shù)據(jù)隨機(jī)發(fā)生器以及1/4速率PCCC編碼器等。對每個(gè)MPH數(shù)據(jù)組，MPH傳輸系統(tǒng)發(fā)送10B的TPC數(shù)據(jù)和37B的FIC數(shù)據(jù)。圖2.4.15信令編碼器

1)TPC的RS(18，10)編碼器

一個(gè)RS(N=18，K=10)碼的糾錯(cuò)能力為t=4，用作TPC數(shù)據(jù)的外碼。此RS(18，10)碼應(yīng)通過GF(256)定義，且其主場生成多項(xiàng)式應(yīng)由式(2.4.3)來定義。其奇偶生成多項(xiàng)式應(yīng)由式(2.4.2)來定義，其中t=4，且其奇偶字節(jié)應(yīng)該添加到10個(gè)信息字節(jié)的末尾。

2)FIC的RS(51，37)編碼器

一個(gè)RS(N=51，K=37)碼的糾錯(cuò)能力為t=7，用作FIC數(shù)據(jù)的外碼。此RS(51，37)碼應(yīng)通過GF(256)定義，且其主場生成多項(xiàng)式應(yīng)由式(2.4.3)來定義。其奇偶生成多項(xiàng)式應(yīng)由式(2.4.2)來定義，其中t=7，且其奇偶字節(jié)應(yīng)該添加到37個(gè)信息字節(jié)的末尾。

3)FIC的塊交織器

使用可變長塊交織器,在每個(gè)MPH子幀中,對RS編碼的FIC數(shù)據(jù)進(jìn)行交織。塊交織器應(yīng)按行從左到右、從上到下的順序?qū)懭?1B的RS碼字，再按列從上到下、從左到右的順序讀出51個(gè)字節(jié)的輸出數(shù)據(jù)，如圖2.4.16所示。圖2.4.16

FIC數(shù)據(jù)塊交織

TNoG是每個(gè)子幀的所有隊(duì)列的數(shù)據(jù)組總數(shù)，此參數(shù)決定了列長度及因此得出的FIC塊交織器的所有塊長度。

一個(gè)MPH幀內(nèi)的所有子幀的TNoG應(yīng)該相同。

FIC塊交織器應(yīng)與每個(gè)子幀的第一個(gè)FIC數(shù)據(jù)字節(jié)同步。

4)TPC數(shù)據(jù)和FIC數(shù)據(jù)的復(fù)用

TPC數(shù)據(jù)和經(jīng)塊交織的FIC數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)用。具體做法是：在18B的TPC數(shù)據(jù)末尾添加從塊交織器中得到的51B的FIC數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)復(fù)用。(如圖2.4.15中的多路復(fù)用器(MUX)所示，此操作對每數(shù)據(jù)組生成69B。)

5)信令隨機(jī)發(fā)生器

信令隨機(jī)發(fā)生器的生成多項(xiàng)式與MPH隨機(jī)發(fā)生器的相同。每個(gè)數(shù)據(jù)組都應(yīng)進(jìn)行初始化，且從圖2.4.15中的復(fù)用器得到第一個(gè)信令數(shù)據(jù)字節(jié)之前就應(yīng)將其設(shè)為F180hex。

6)1/4速率PCCC編碼器

1/4速率PCCC編碼器用作MPH信令信道的內(nèi)編碼器。圖2.4.17為該編碼器的方框圖。PCCC編碼器包含6個(gè)相同的偶部編碼器和6個(gè)相同的奇部編碼器。輸入的信號(以字節(jié)為單位)先送字節(jié)到比特轉(zhuǎn)換器，經(jīng)轉(zhuǎn)換后的信號分兩路輸出。一路送給偶部編碼器進(jìn)行編碼。而另一路送給比特交織器，經(jīng)比特交織輸出的數(shù)據(jù),再通過奇部編碼器進(jìn)行編碼。然后，分別經(jīng)奇部、偶部編碼的信號又各自經(jīng)符號到字節(jié)轉(zhuǎn)換,最后由控制開關(guān)輸出。圖2.4.17

1/4速率PCCC編碼器

(1)字節(jié)到比特轉(zhuǎn)換器。字節(jié)到比特轉(zhuǎn)換器將并行字節(jié)轉(zhuǎn)換為串行比特。在生成串行比特時(shí)，應(yīng)首先發(fā)送MSB(7，6，5，4，3，2，1，0)。

(2)比特交織器。比特交織器塊長度應(yīng)為2208(=276×8)bit。交織規(guī)則應(yīng)與符號交織器相同。

(3)奇部、偶部編碼器。奇部、偶部編碼器的結(jié)構(gòu)如圖2.4.18所示。編碼器的每一路是一個(gè)1/2速率卷積編碼器。奇部編碼器和偶部編碼器的結(jié)構(gòu)相同，除了輸出的比特順序

不同。圖2.4.18奇偶編碼器奇部、偶部編碼器應(yīng)與12路格柵編碼器一起構(gòu)成并行結(jié)構(gòu)。也就是說，編碼器的各路應(yīng)和對應(yīng)的12路格柵編碼器相連。圖2.4.19顯示了PCCC的編碼器。每一路編碼器由1/4速率的一路PCCC編碼器和一路格柵編碼器級聯(lián)構(gòu)成。在接收端，每一路編碼都可以被看做卷積碼來進(jìn)行解碼。圖2.4.19

PCCC的有效編碼器

(4)符號到字節(jié)轉(zhuǎn)換器。符號到字節(jié)轉(zhuǎn)換器應(yīng)將輸出符號轉(zhuǎn)換為字節(jié)。1個(gè)符號包含2個(gè)比特。第一個(gè)符號的最高位(MSB)(4個(gè)符號組成一個(gè)輸出字節(jié))為輸出字節(jié)的最高位(MSB)。應(yīng)有12個(gè)相同的符號傳給1/4速率PCCC編碼器里的符號到字節(jié)轉(zhuǎn)換器。

(5)輸出復(fù)用器。輸出復(fù)用器以集中操作的方式將12路編碼器的每一路映射到12路格柵編碼器的每一路。

6.數(shù)據(jù)組格式化器

圖2.4.20顯示了數(shù)據(jù)組格式化器的功能框圖。數(shù)據(jù)組格式交織器對已交織的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式化操作，它在ATSC數(shù)據(jù)交織器后出現(xiàn)。圖2.4.20數(shù)據(jù)組格式化器圖2.4.21顯示了數(shù)據(jù)解交織器，這是一個(gè)52數(shù)據(jù)段的卷

積字節(jié)解交織器。數(shù)據(jù)解交織器應(yīng)該與VSB數(shù)據(jù)域的首個(gè)字節(jié)同步。圖2.4.21數(shù)據(jù)解交織器

7.數(shù)據(jù)包格式化器

數(shù)據(jù)包格式化器應(yīng)首先刪除主業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和RS奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)，它們通過插入交織數(shù)據(jù)組格式交織器，用于數(shù)據(jù)解交織的合適操作。接著，數(shù)據(jù)包格式化器應(yīng)該用包含一個(gè)空數(shù)據(jù)包PID的MPEG字頭來代替3B的MPEG字頭數(shù)據(jù)，同時(shí)在每個(gè)187B的數(shù)據(jù)包開始處添加一個(gè)MPEGTS同步字節(jié)。因此，數(shù)據(jù)包格式化器每個(gè)數(shù)據(jù)組輸出118個(gè)封裝的空TS數(shù)據(jù)包。

8.數(shù)據(jù)包復(fù)用器

數(shù)據(jù)包復(fù)用器對MPH業(yè)務(wù)的TS數(shù)據(jù)包和主業(yè)務(wù)的TS數(shù)據(jù)包進(jìn)行復(fù)用，以構(gòu)成MPH幀。MPH幀控制器控制數(shù)據(jù)包復(fù)用器的復(fù)用時(shí)間。當(dāng)數(shù)據(jù)包復(fù)用器從數(shù)據(jù)包格式化器中調(diào)度118個(gè)TS數(shù)據(jù)包時(shí)，37個(gè)數(shù)據(jù)包被置于VSB數(shù)據(jù)域同步插入位置的前面,且另外81個(gè)數(shù)據(jù)包被置于VSB數(shù)據(jù)域同步插入位置的后面。

9.修正的數(shù)據(jù)隨機(jī)發(fā)生器

修正的數(shù)據(jù)隨機(jī)發(fā)生器的基本操作(包括生成多項(xiàng)式和初始化)與ATSC8VSB系統(tǒng)中定義的數(shù)據(jù)隨機(jī)發(fā)生器相同。

10.規(guī)則/非規(guī)則RS編碼器

規(guī)則/非規(guī)則RS編碼器在數(shù)據(jù)隨機(jī)化或繞開數(shù)據(jù)隨機(jī)化器的基礎(chǔ)上,用t=10(207，187)的碼進(jìn)行RS編碼過程，以添加20B的RS奇偶數(shù)據(jù)。RS奇偶生成多項(xiàng)式和主場生成器應(yīng)與ATSC8VSB系統(tǒng)的相同。

11.數(shù)據(jù)交織器

數(shù)據(jù)交織器與ATSC8VSB傳輸系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)和操作相同,是一個(gè)52數(shù)據(jù)段的卷積字節(jié)交織器，如圖2.4.22所示。此交織器應(yīng)與VSB數(shù)據(jù)場的首個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)同步。圖2.4.22數(shù)據(jù)交織器

12.修正的格柵編碼器

格柵編碼操作與ATSC8VSB系統(tǒng)的相同。格柵編碼器將以字節(jié)為單元的數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)換為以符號為單元的數(shù)據(jù),并進(jìn)行12路交織。如果輸入了格柵初始化字節(jié)(已通過數(shù)據(jù)組格式化器包含在數(shù)據(jù)中)，應(yīng)初始化格柵編碼器的寄存器。具體地說，如果輸入了從格柵初始化字節(jié)轉(zhuǎn)化來的2比特符號，則格柵編碼器的輸入比特應(yīng)該被格柵編碼器的寄存器值所代替，如圖2.4.23所示。

N：標(biāo)準(zhǔn)模式；I：初始化模式圖2.4.23修正的格柵編碼器

13.非規(guī)則RS編碼器和奇偶替代器

在格柵初始化之前計(jì)算RS奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)是不正確的，必須進(jìn)行替代以保證后向兼容性。因此，格柵編碼器應(yīng)輸出改變的初始化字節(jié)到非規(guī)則RS編碼器，從而進(jìn)行相應(yīng)MPH數(shù)據(jù)包的非規(guī)則重計(jì)算的RS奇偶校驗(yàn)碼。

14.同步信號的復(fù)用

1)數(shù)據(jù)段同步

已格柵編碼的數(shù)據(jù)應(yīng)通過一個(gè)插入多種同步信號(數(shù)據(jù)段同步和數(shù)據(jù)場同步)的復(fù)用器進(jìn)行傳輸。數(shù)據(jù)段同步為4符號的數(shù)據(jù)(也即8比特),應(yīng)該插入在每個(gè)數(shù)據(jù)段的起始位置,其后為832個(gè)符號信息數(shù)據(jù)流。MPEG同步字節(jié)用數(shù)據(jù)段同步來代替,嵌入到隨機(jī)數(shù)據(jù)里的數(shù)據(jù)段同步如圖2.4.24所示。圖2.4.24數(shù)據(jù)段同步

2)數(shù)據(jù)場同步

數(shù)據(jù)不僅分為數(shù)據(jù)段，還分為數(shù)據(jù)場，每個(gè)數(shù)據(jù)場

(24.2ms)由313個(gè)數(shù)據(jù)段組成。每個(gè)數(shù)據(jù)段包括832個(gè)符號,

每個(gè)符號代表了2比特?cái)?shù)據(jù)。每個(gè)數(shù)據(jù)場中,第一個(gè)數(shù)據(jù)段是場同步，該數(shù)據(jù)段中832個(gè)符號的分配定義如圖2.4.25所示。數(shù)據(jù)場同步信號包括數(shù)據(jù)段同步(定義為1001)、多組訓(xùn)練信號(PN511、PN63)和VSB模式信號等。圖2.4.25數(shù)據(jù)場同步

PN63、PN511和PN127序列的生成器如圖2.4.26所示。圖2.4.26場同步PN63、PN511和PN127序列的生成器2.4.5信令信道

信令信道包括快速信息信道和先導(dǎo)信令。

1.快速信息信道

快速信息信道(FIC)用于提供跨層信息以獲得快速M(fèi)PH業(yè)務(wù)。該信息主要包括MPH數(shù)據(jù)體和MPH業(yè)務(wù)之間的信道綁定信息。FIC數(shù)據(jù)的詳細(xì)信息應(yīng)通過每個(gè)MPH管理層公開。

2.先導(dǎo)信令

先導(dǎo)信令提供一些TPC參數(shù)和FIC數(shù)據(jù)。圖2.4.27說明了TPC數(shù)據(jù)和FIC數(shù)據(jù)的信令。圖2.4.27先導(dǎo)信令2.4.6訓(xùn)練信號

除了有效負(fù)載數(shù)據(jù)，MPH傳輸系統(tǒng)插入長間隔規(guī)律的訓(xùn)練信號到數(shù)據(jù)組。這非常有效，因?yàn)樗鼮樵诟叨嗥绽账俾薁顟B(tài)下給定數(shù)目的訓(xùn)練符號提供了最大的可能保護(hù)。訓(xùn)練信號的長度使得在解調(diào)器的突發(fā)功率節(jié)約操作下,能夠快速獲得信道。2.4.7附加的系統(tǒng)屬性

1.數(shù)據(jù)傳輸速率和效率

公式(2.4.6)廣義地定義了MPH傳輸系統(tǒng)的效率。在這個(gè)公式中，效率表示每秒MPH業(yè)務(wù)復(fù)用的有效載荷的總比特?cái)?shù)(有效載荷數(shù)據(jù)速率，PDR)在每秒主集業(yè)務(wù)復(fù)用的有效載荷的總比特?cái)?shù)(主要數(shù)據(jù)速率，MDRL)中占的百分比。

(2.4.6)用NP和NS分別表示主集RS幀和輔集RS幀負(fù)載的列數(shù)。

NP取決于NoG和FEC模式，如RS幀模式、RS編碼模式、SCCC數(shù)據(jù)塊模式和SCCC外碼模式。主集RS幀的效率(EP)和輔集RS幀的效率(ES)可以分別用公式(2.4.7)和公式(2.4.8)計(jì)算得到：

(2.4.7)

(2.4.8)因?yàn)橹骷疪S幀和輔集RS幀在一個(gè)單獨(dú)的隊(duì)列復(fù)用傳輸，所以，總效率為ET與ES的和，即

(2.4.9)在公式(2.4.9)中，分母等于在一個(gè)MPH幀中作為特殊隊(duì)列的主業(yè)務(wù)復(fù)用的字節(jié)數(shù)，分子等于在一個(gè)MPH幀中同時(shí)通過主集和輔集RS幀傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)。

每個(gè)隊(duì)列的主業(yè)務(wù)復(fù)用的總數(shù)據(jù)傳輸速率,是由那個(gè)隊(duì)列的MPH子幀數(shù)據(jù)組數(shù)NoG嚴(yán)格決定的，即不需填充字節(jié)。

(2.4.10)

MDRL是NoG和PRC的函數(shù)。NoG決定了每個(gè)MPH子幀(16數(shù)據(jù)條)的主業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)量。PRC還是一個(gè)決定主業(yè)務(wù)復(fù)用數(shù)據(jù)的傳輸率損失的因素。

當(dāng)NoG=1且PRC=7時(shí)，主業(yè)務(wù)流的數(shù)據(jù)傳輸速率有最小增量。MDRL最小增量約為130.1kb/s。

MPH有效載荷數(shù)據(jù)傳輸速率可以用效率和主要數(shù)據(jù)傳輸速率損失相乘來計(jì)算，如下式所示：

(2.4.11)

2.接收省電

圖2.4.28描述了接收機(jī)的電源管理。當(dāng)接收帶有特殊Parade_id(由上層提供)的隊(duì)列時(shí)，MPH解調(diào)器將進(jìn)行電源開/關(guān)控制。圖2.4.28接收省電

3.MPH傳輸系統(tǒng)與原ATSC傳輸系統(tǒng)的一體化

實(shí)例1：ATSCSTL標(biāo)準(zhǔn)組成的單一發(fā)射機(jī)。

到目前為止，最常見的ATSC標(biāo)準(zhǔn)配置是編碼器(包括高清和多路標(biāo)清)與多路復(fù)用器組合，這個(gè)組合可以產(chǎn)生一個(gè)19.39Mb/s的ATSC傳輸流，并由單根標(biāo)準(zhǔn)電視傳輸(STL)和單個(gè)發(fā)射機(jī)相連。圖2.4.29說明了這種情況。圖2.4.29

ATSCSTL標(biāo)準(zhǔn)組成的單一發(fā)射機(jī)系統(tǒng)在MPH系統(tǒng)中，被傳輸?shù)目傆行лd荷總是低于原ASTC系統(tǒng)的19.39Mb/s速率。在單個(gè)發(fā)射機(jī)、單根標(biāo)準(zhǔn)電視傳輸線(STL)中，MPH節(jié)目采用傳統(tǒng)的MPEG-2多路復(fù)用技術(shù)，進(jìn)行演播室信號復(fù)用。也適用在ATSC站里現(xiàn)有的多路復(fù)用器里進(jìn)行。而且主業(yè)務(wù)信號的節(jié)目與系統(tǒng)信息協(xié)議(PSIP)也不受影響。MPH的激勵(lì)器會(huì)執(zhí)行主業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)幀和MPH數(shù)據(jù)的時(shí)分多路復(fù)用，以適當(dāng)?shù)臅r(shí)隙把每組數(shù)據(jù)裝入其中進(jìn)行傳輸，如圖2.4.30所示。圖2.4.30

MPH和STL組成的單一發(fā)射機(jī)系統(tǒng)實(shí)例2：以多址和單址PSIP定制的多個(gè)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)。

在許多公共電視網(wǎng)絡(luò)中，借助于遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)的多址系統(tǒng)信息協(xié)議(PSIP)，支持多個(gè)ATSC發(fā)射機(jī)。圖2.4.31顯示了簡化的例子，輸入端有高清和多路標(biāo)清編碼器,有多臺(tái)發(fā)射機(jī)，且每臺(tái)發(fā)射機(jī)又不同，但有類似的輸入。在這一網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)發(fā)射機(jī)的輸入端采用了一個(gè)重復(fù)用器,它借助于多址系統(tǒng)信息協(xié)議(PSIP)來選擇所需節(jié)目，以使發(fā)射機(jī)和所發(fā)送的節(jié)目內(nèi)容一致。圖2.4.31

ATSC在多發(fā)射機(jī)上的解復(fù)用技術(shù)同樣，MPH流的增加也很容易適應(yīng)系統(tǒng)，如圖2.4.32所示。主業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與MPH數(shù)據(jù)是通過MPEG-2時(shí)隙復(fù)用過程完成的。復(fù)用后的數(shù)據(jù)總速率為19.39Mb/s,再分幾路STL線送給各路發(fā)射機(jī)。在各個(gè)發(fā)射機(jī)的輸入端，ATSC主業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和MPH數(shù)據(jù)流再經(jīng)過一次時(shí)分重復(fù)用,選擇不同的業(yè)務(wù)內(nèi)容分別送入各自的激勵(lì)器和發(fā)射機(jī)中。圖2.4.32

MPH在多發(fā)射機(jī)上的解復(fù)用技術(shù)實(shí)例3：ATSC標(biāo)準(zhǔn)的分布式輸電網(wǎng)絡(luò)。

在ATSCA/110A中實(shí)施的分布式傳輸網(wǎng)絡(luò)(DTxN)標(biāo)準(zhǔn)文件,運(yùn)用到了現(xiàn)有的ATSC技術(shù)，可以擴(kuò)展后支持MPH系統(tǒng)。

在分布式傳輸網(wǎng)絡(luò)(DTxN)情況下，精確相同的符號流是由所有激勵(lì)器輸出的。由每個(gè)發(fā)射器輸出的精確符號時(shí)間，是由各自網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的參數(shù)決定的。正如圖2.4.33所示，相同的數(shù)據(jù)流和可控的時(shí)限，是通過在分布式傳輸網(wǎng)絡(luò)適配器(DTxA)中的數(shù)據(jù)流的“預(yù)調(diào)”實(shí)現(xiàn)的。這就決定了理想的調(diào)制器狀態(tài)，在帶內(nèi)帶著時(shí)序控制信息傳輸給發(fā)射機(jī)地址，其中使用了節(jié)拍信號(同步反轉(zhuǎn))和在A/110A中闡述的分布式傳輸數(shù)據(jù)包(DTxP)方法。圖2.4.33

ATSC分布式傳輸網(wǎng)絡(luò)

MPH系統(tǒng)也可同樣用在DTxN環(huán)境下，并采用同樣的技術(shù)。此技術(shù)已在A/110A中闡述，并擴(kuò)展來適應(yīng)MPH系統(tǒng)(見圖2.4.34)。尤其是，Cadence信號的發(fā)生是用來標(biāo)記MPH幀，而不是VSB幀，而且DTxP使MPH附加的調(diào)制器狀態(tài)和傳輸參數(shù)組合起來。一旦主要數(shù)據(jù)和MPH數(shù)據(jù)的時(shí)分復(fù)用在分布式傳輸適配器中執(zhí)行，則重排數(shù)據(jù)流將被Cadence信號(包括DTxP信號)以標(biāo)記時(shí)間激活。圖2.4.34MPH的DTxN與圖2.4.33的DTxN原理圖非常相似，利用了同樣的已被制定的技術(shù)和機(jī)制。圖2.4.34

MPH分布式傳輸網(wǎng)絡(luò)

2.5日本手機(jī)電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)

2.5.1系統(tǒng)綜合業(yè)務(wù)潛力

ISDB-T系統(tǒng)的基本框圖與主要相關(guān)參數(shù)(以6MHz系統(tǒng)為例)分別如圖2.5.1與表2.5.1所示。圖2.5.1

ISDB-T系統(tǒng)基本框圖系統(tǒng)頻譜內(nèi)的13個(gè)分段靈活組合搭配，使在同一工作頻帶內(nèi)同時(shí)搭載各類不同業(yè)務(wù)成為可能(類似電信骨干網(wǎng)中虛通道動(dòng)態(tài)組合機(jī)制)。ISDB-T利用此方式進(jìn)行多業(yè)務(wù)組合分級傳輸?shù)氖纠鐖D2.5.2所示。圖2.5.2

ISDB-T綜合業(yè)務(wù)分級傳輸示例2.5.2系統(tǒng)移動(dòng)信道傳輸性能

數(shù)字電視地面?zhèn)鬏斒冀K是全球電視廣播數(shù)字化進(jìn)程中最具挑戰(zhàn)性的課題之一，而數(shù)字電視地面移動(dòng)接收又屬其中難點(diǎn)，在傳輸品質(zhì)惡劣的地面移動(dòng)信道環(huán)境中建立穩(wěn)定數(shù)據(jù)通道對系統(tǒng)的誤碼保護(hù)性能要求苛刻。理論與實(shí)踐證明，地面移動(dòng)信道呈現(xiàn)頻率選擇性快速衰落時(shí)變的特點(diǎn)，具有瑞利和萊斯雙重統(tǒng)計(jì)特征，屬于頻率時(shí)間雙重彌散信道類型，其信道響應(yīng)是關(guān)于時(shí)間頻率、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、位置方向、地貌植被甚至大氣環(huán)境的高維隨機(jī)函數(shù)?，F(xiàn)場實(shí)驗(yàn)證明，對于嚴(yán)重動(dòng)態(tài)多徑環(huán)境這一糾錯(cuò)配置適應(yīng)能力依然偏低，為此，日本ISDB-T標(biāo)準(zhǔn)在系統(tǒng)內(nèi)層采用高強(qiáng)度時(shí)間交織環(huán)節(jié)予以改善，如圖2.5.3所示。圖2.5.3

ISDB-T系統(tǒng)內(nèi)層框圖

ISDB-T這一交織環(huán)節(jié)將按數(shù)據(jù)分段組織，并針對復(fù)數(shù)域映射數(shù)據(jù)操作，如圖2.5.4所示。圖2.5.4

ISDB-T時(shí)間交織器該時(shí)間交織環(huán)節(jié)有以下特點(diǎn)：

(1)為保證ISDB-T頻譜分段功能，各數(shù)據(jù)分段交織彼此獨(dú)立，各分段交織結(jié)構(gòu)一致，交織參數(shù)只取決于本段所參與的傳輸層面要求(傳輸模式、調(diào)制方式、接收方式等)。

(2)交織器采用循環(huán)輸入/輸出方式，由同步輸入/輸出選擇開關(guān)K1/K2按IFFT時(shí)鐘依次對各數(shù)據(jù)分段逐位執(zhí)行輸入/輸出操作，每一循環(huán)完成一個(gè)數(shù)據(jù)符號的輸入/輸出。

(3)交織時(shí)間長度可調(diào)，各數(shù)據(jù)分段交織單元均提供一個(gè)交織時(shí)間調(diào)整參數(shù)I，并針對OFDM2K/4K/8K子載波模式分別給出一組選項(xiàng)：(0，4，8，16)/(0，2，4，8)/(0，1，2，4)。

(4)數(shù)據(jù)分段內(nèi)交織過程由一族并行非等長延時(shí)線實(shí)現(xiàn)，線位與數(shù)據(jù)分段數(shù)據(jù)位對應(yīng)，延時(shí)線由移位數(shù)據(jù)符號緩沖單元構(gòu)成，受對應(yīng)輸入數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行FIFO操作，如圖2.5