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多媒体移动标准 DVB-H 详解(3)

2009-06-02   互联网 / 整理 点击: 标签:多媒体 DVB-H DVB
  

  2. MPE-FEC

  DVB-H标准在数据链路层为IP数据报增加了RS(Reed-Solomon)纠错编码,作为MPE的前向纠错编码,校验信息将在指定的FEC段中传送,我们称之为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。注意,该部分内容在标准中不是强制的,因此没有MPE-FEC功能的接收终端可以简单地略过FEC段完成业务接收。

  实验证明即使在非常糟糕的接收环境中,适当的使用MPE-FEC仍可以准确无误恢复出IP数据。MPE-FEC的数据开销分配非常灵活,在其它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。实际上,我们可以通过选定一个高配置的传输参数提高传输码率来补偿MPE-FEC的开销,而它将提供比DVB-T(没有MPE-FEC)好得多的性能,例如在高速、单一天线的情况下,采用MPE-FEC的手持终端能够在DVB-T环境下接收8K/16-QAM甚至是8K/64-QAM信号,此外MPE-FEC提供非常好的抗脉冲干扰能力。

 MPE-FEC帧被安排在一个255列的矩阵中,行的数量是可变化的,行数可以从1变化到一个定值,该值在time_slice_fec_identifier_descriptor描述符中标识,最大为1024,因此最大的MPE-FEC帧占用2M比特。

 矩阵中的每个位置控制一个信息字节,MPEF-FEC靠左边的191个列用于IP数据报和内容填充,称为应用数据表;靠右边的64个列用于描述FEC码的校验信息,称为RS数据表;我们将这种RS编码称为RS(255,191)。

 功耗也是我们需要考查的目标,MPE-FEC在0.13工艺下消耗2mW功率,在0.18工艺下消耗1mW,事实上由于该模块工作的时间很短,其平均功耗甚至可以忽略不计。

 3. 4K模式和深度符号交织

  DVB-H标准在DVB-T原有的2K(2048)和8K(8192)模式下增加了4K(4096)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模式的抗脉冲干性能,DVB-H标准特为二者引入了深度符号交织(in-depth interleaving)技术。

  在DVB-T系统中,2K模式比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,能够更频繁的进行信道估计,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之间,为覆盖范围、频谱效率和移动接收性能的权衡提供了一个额外的选项。

  DVB-H中3种模式关于单频网峰窝规模和移动接收性能的特点可总结如下:

 (1)8K模式适用于单个发射机和大、中、小型单频网,它的多普勒性能允许进行高速的移动接收。

 (2)4K模式适用于单个放射机和中、小型单频网,它的多普勒性能允许进行更高速的移动接收。

 (3)2K模式适用于单个放射机和小型单频网,它的多普勒性能允许进行超高速的移动接收。

 在脉冲噪声干扰条件下,由于8K模式的符号周期较长,噪声功率被平均分配到8192个子载波上,因此比2K和4K具有更好的抗干扰性能。DVB-H标准为克服这一缺点,利用8K符号的交织器对2K和4K进行深度符号交织,使二者能够具有接近8K模式的抗脉冲干扰性能。

 虽然4K模式和深度符号交织器处在物理层,但这并不意味着要对DVB-T设备过多改造,事实上一个典型的DVB-T移动解调器(8K)已经具有足够的RAM和逻辑控制单元。此外,4K模式的发射频谱与2K和8K模式非常相似,预计不需要对发射机的滤波器进行改造。

 4.DVB-H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、易访问的信令机制,能使接收机更快地发现DVB-H业务。

 TPS是一个具有良好鲁棒性的信号,即使在低C/N地条件下,解调器仍能快速将其锁定。

 DVB-H系统使用两个新TPS比特标识时间片和可选的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、符号交织深度和峰窝标识。

  四、小结

 最终,DVB-H标准主要解决了基于DVB数据广播和地面电视标准融合后的两个问题:

  (1)采用基于时分复用的策略,实现节省功耗和业务的无缝交互;

 (2)增加DVB-T的模式和参数,使用额外MPE-FEC技术,提供鲁棒性更强的信号,更为高效的网络规划手段,使得在室内低速率移动和室外高速率移动的手持终端(特别是手机)都能正常进行业务访问。

 目前,欧洲已经制定了2个采用DVB-H方式的试播计划。2004年春季将在德国柏林开始的试播项目是“bmco(Broadcast Mobile Convergence)”,另一个试播项目定于2004年秋季前后在芬兰赫尔辛基实施。柏林区域测试将为DVB-H提供完善的测试环境,用于分析商业运营模式和赢利潜力,DVB-H和MPEG2的业务复用及户内移动覆盖,由于在户内接收时只用一个非常小的天线,或许要增加发射机的功率或者在网络内安装更多的转发器。

 最后需要指出,DVB-H标准是移动通信和多媒体业务,主要还是为电视广播做准备,因此视频压缩技术对它至关重要,但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,为此DVB-H成员已经考查了多种视频压缩格式,其中最为令人瞩目的是H.264(即MPEG-4的第10部分),目前主要集中在H.264知识产权分配问题上,另一个存在的可能是微软的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将很快给出最后的答案。

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