CMMB移动多媒体广播技术

CMMB移动多媒体广播技术概述--什么是CMMB中国移动多媒体广播（CMMB）的缩写，也是中国目前移动数字电视行标的代名词。其核心技术是北京泰美世纪公司主导研发的STiMi技术。背景：主推者是国家广播电影电视总局，集中广电和电信相关企、事业单位、机构的技术研发力量共同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的技术研究工作，建立我国移动多媒体广播系统标准体系，实现以自主知识产权为主的移动多媒体广播系统。概述--什么是移动多媒体采用卫星和地面无线广播方式或者两者结合的广播方式，是一种通信和广播相融合的新概念多媒体移动广播服务。采用了双向信息传输技术，增加了交互能力。这就使得受众可以按照自己的需求选择自己的喜欢的节目，例如股票信息，天气预报，远程教学，远程医疗，媒体服务，等等。概述--什么是移动多媒体面向七寸以下小屏幕、小尺寸、移动便携的手持终端如PMP（个人媒体播放器）、移动通信终端、PDA（个人数字助理）、UMPC（超移动性个人电脑）、笔记本电脑等以及车载、船载、机载接收机等接收设备。随时随地接收音视频广播节目和信息服务等业务。主要有移动电视和手机电视两大类型概述--什么是移动多媒体目前世界上主流的移动多媒体标准：中国：CMMB（STIMI），DMB-TH，T-MMB韩国：T-DMB，S-DMB日本：ISDB美国：美国高清晰度数字电视联盟(ATSC)，MidiaFLO欧洲：DVB-T，DVB-H英国：DAB-IPCMMB技术指标CMMB频道宽度：2MHz.8MHz节目数量：10个视频频谱资源(10套节目):8MHz（4TS/CH）工作频段：UHF信道外码：RS码(176、192、224、240)信道内码:LDPC编码数字调制：OFDM调制BPSK,QPSK、16-QAM载波数:2MHz:10248MHz:4096视频压缩：mpeg2视频编码图像格式:QVGA（240×320)25fps音频压缩：AVS多路复用：MPEG-2TS频道切换:2秒总码率：最高16Mbps播放速率：QVGA25fpsDMB-TH技术指标DMB-TH频道宽度：8MHz节目数量：10个视频频谱资源(10套节目):8MHz工作频段：UHF波段470MHz-890MHz信道外码：RS码信道内码:TURBO数字调制：TD-OFDM调制,QPSK、16-QAM，64-QAM载波数:8MHz:4096视频压缩：mpeg2视频编码图像格式:720（704）×48030fps音频压缩：AVS多路复用：MPEG-2TS频道切换:2秒总码率：播放速率：QVGA25fpsT-DMB技术指标T-DMB系统起源：DAB（Eureka-147）频道宽度：6MHz（6MHz分为3信道,信道1.536MHz）节目数量：每信道1个视频和2-3个音频频谱资源(20套节目):10.5MHz工作频段：VHF3波段；L波段信道外码：RS码(204，188，T＝8)信道内码:卷积编码数字调制：OFDM调制DQPSK、载波数:4k视频压缩：H.264视频编码图像格式:CIF(352×288);QVGA(240×320)音频压缩：MPEG-4BSAC音频编码多路复用：MPEG-2TS/MPEG-4SL频道切换:2秒总码率：2Mpbs播放速率：QVGA(240×320)30fpsDVB-T技术指标系统起源：DVB-T频道宽度：5、6、7、8MHz节目数量：最多30个视频和15个音频、频谱资源(20套节目):12MHz工作频段：VHF/UHF信道外码：RS（255,191）信道内码:卷积编码数字调制：OFDM调制DQPSK、载波数:4k视频压缩：H.264视频压缩图像格式:QVGA(240×320)；QCIF(176X144)音频压缩：AAC+、多路复用：MPEG-2TS频道切换:5秒总码率：5Mpbs播放速率：QVGA(320×240)30fpsISDB技术指标ISDB频道宽度：6MHz节目数量：每信道1个视频和2-3个音频频谱资源(20套节目):10.5MHz工作频段：VHF3波段；L波段信道外码：RS码(204，188，T＝8)信道内码:卷积编码数字调制：OFDM（DQPSK，QPSK，16QAM，64QAM）载波数:1K，2K，4K视频压缩：MEPG-2图像格式:HDTV音频压缩：AAC多路复用：MPEG-2TS/MPEG-4AAC频道切换:2秒总码率：最高24Mpbs播放速率：HDTV30fpsMidiaflo技术指标Midiaflo（forwardlinkonly）系统起源：高通分组数据调制频道宽度：6MHz（可用于5、7、8MHz）节目数量：15个视频和10个音频、频谱资源(20套节目):6MHz工作频段：UHF716-722MHz信道外码：RS码(204，188，T＝8)信道内码:Turbo码数字调制：OFDM调制QPSK、16-QAM载波数:4k视频压缩：H.264视频编码图像格式:QVGA（240×320)30fps音频压缩：AAC+音频编码多路复用：MPEG-2TS频道切换:1.5秒总码率：11Mbps播放速率：QVGA30fpsCMMB技术体系技术标准设备技术要求测试规范技术要求系统白皮书实施指南CMMB的现状1、已经发布7条推荐性行业标准2、网络建设：目前已经在6个奥运城市、广州、深圳，以及西安、合肥、成都等17个城市建立了发射网点，今年8月前全国37个省会城市将全部建立发射网点。3、节目：包括CCTV1.2.7.10.10.音乐频道和一个地方台4、产品测试标准正在制定中，测试信号发生设备已经具备5、信道解码芯片可以量产，整机方案已经成熟6、已经有上百家下游生产商加入，并有样机生产，估计在今年5月上旬将在市场上出售，如联想，中兴，爱国者等品牌，产业链基本具备。7、国标未确定，CA接收方案还未确定，服务方式未确定，产品的前途并不明朗概述--CMMB的特点垄断性传播:传统的电视传播中，受众拥有相对主动性——他可以选择何时看、看什么，随时更换频道，这对广告传播的效果是不太理想的。移动电视（比如公交电视，铁路电视，楼宇电视）传播环境下的受众处于相对被动地位，具有对某一预设好的传播内容的必视性——除非你闭眼不看。移动电视的垄断性传播，剥夺了观众手中的“遥控器”和随时更换频道的权利，有利于培养社会大众群体性收看同一节目的自觉性，这对于某些预设好的内容(比如广告)来说，传播效果更佳。但是对于个人媒体而言，却有了更好的互动性概述--CMMB的特点属于广播电视技术，利用广播电视网传输，没有边际成本，一个人收看和一万个人收看，成本是一样的。不存在每个用户都占用一个频率和带宽的问题。概述--CMMB的特点天地一体：采用卫星广播和地面增补点相结合的广播方式，可以实现所谓的零盲区的全覆盖。终端可以同时接收到卫星的信号，也可以接收到地面的信号。这是同时、同频、同信号的发送，不会互相干扰，而是互相增补。这种方式以卫星广播方式为主，在城市、沙漠、山区、隧道等信号盲区采用地面增补方式。与目前国内的地面数字电视标准相比，网络覆盖面要广，建网相对容易，建网成本相对较低。概述--CMMB的特点单频组网模式，采用S波段卫星信号广播，可工作于30MHz~3000MHz的频率范围内，物理带宽支持8MHz和2MHz两种工作模式。概述--CMMB的特点GY/T220.1-2006《移动多媒体广播第1部分：广播信道帧结构、信道编码和调制》GY/T220.2-2006《移动多媒体广播第2部分：复用》GY/T220.3-2007《移动多媒体广播第3部分：电子业务指南》GY/T220.4-2007《移动多媒体广播第4部分：紧急广播》GY/T220.5-2008《移动多媒体广播第5部分：数据广播》GY/T220.6-2008《移动多媒体广播第6部分：条件接收》GY/T220.7-2008《移动多媒体广播第7部分：接收解码终端技术要求》标准体系上层数据处理视频编码数据复用电子业务指南用户管理控制信息ES音频编码ES信道处理系统结构CMMB的技术特点系统带宽8MHz，2MHz调制方式4K-OFDM(8MHz)，1K-OFDM(2MHz)外码RS码外交织字节块交织内码LDPC码(1/2、3/4)内交织比特块交织扰码复伪随机序列帧结构基于时隙的帧结构CMMB的技术特点—信道编码可靠的信号传输，采用时频二维信道估计与均衡的方式，以满足用户在复杂的无线传输环境下收听收看实时的、高质量的音视频节目的需求。通过时间域信标用于同步捕获，使系统具有同步捕获时间短、抗载波频偏能力强、抗信道多径时延扩展能力强的特点，从而大大减小用户开机到正常接收所需要的同步时间，尤其在紧急广播环境下，可以保证用户的快速、可靠接收。CMMB的技术特点—信道编码技术数字化，移动接收（120KM/H）以内，接收效果好，采用了4K或者1K模式的OFDM调制技术，以及LDPC编码和交织技术，有效地提高了在移动状态下信号的抗多径衰落的性能，高度结构化的LDPC构造方法和低复杂度的译码方法，不仅提高了系统接收灵敏度，而且极大地降低了整个编译码器硬件执行的复杂性，利于芯片实现。CMMB的技术特点灵活的业务支持，灵活的逻辑信道划分，可对移动多媒体业务进行优化设计，从而提高频谱利用率。通过系统配置，每个广播业务可占据一个或者多个时隙进行传输，从而满足不同应用的需要。CMMB的技术特点•广播信道物理层通过物理层逻辑信道PLCH为上层业务提供传输通道。•逻辑信道分为控制逻辑信道和业务逻辑信道•控制逻辑信道传输系统控制信息，固定在时隙0•业务逻辑信道占用其他时隙CMMB的技术特点—信道编码CMMB的技术特点—信道编码每个时隙采用相同的结构：1个发射机标识信号：用于鉴别信号来源2个同步信号：用于快速同步和辅助信道估计53个OFDM符号：承载数据CMMB的技术特点—信道编码有效的节能降耗，采用时隙(TimeSlot)技术，可以达到95%的节电效率，在同时传送的多路信号中，接收机根据用户收看的频道，利用时隙开关，选择性的接收用户收看的频道所在时隙，而在其他时隙都处于关闭状态，从而大大降低功耗，有效的保证了一次充电后的长时间观看。CMMB的技术特点—信道编码来自上层的业务数据，经过前向纠错编码，字节交织，RS编码，字节交织，LDPC编码，比特交织，星座映射，频域符号形成，加扰，加入连续导频和离散导频后成帧，再进行OFDM调制成RF信号。高度结构化的LDPC编码，码长9216比特包括两种码率：1/2和3/4码字结构经过优化设计，使解码器可以低复杂度实现提供接近香农限的纠错性能CMMB的技术特点—信道编码RS编码和字节交织RS编码和字节交织按照列输入和输出，按行编码的方式进行，RS码采用字长为240字节的RS（240，K）截短码。该码由原始的RS（255，M）系统码通过截短产生。其中M=K+15，K为一个码字中信息序列的字节数，校验字节数为240-K，RS（240，K）提供四种编码方式：K=240，K=224，K=192，K=176。RS（240，K）截短码通过如下的方式进行编码：在K个输入信息字节（m0，m1，….mk-1）前面添加15个全0字节，构造为原始的（255，M）系统码的输入序列（0，0，0，0…m0，m1，….mk-1），编码后生成码字（0，0，0，0…m0，m1，….mk-1，p0，p1…..p255-M-1），然后删去添加的全零字节，既得到编码的字节（m0，m1，….mk-1，p0，p1…..p255-M-1）。CMMB的技术特点—信道编码CMMB的技术特点—信道编码CMMB的技术特点—信道编码CMMB的技术特点—信道编码行入列出的块交织交织深度BPSKQPSK16QAM交织深度25ms12.5ms6.25ms比特交织CMMB的技术特点—信道编码IQ01比特顺序：b021212121IQ0011比特顺序：b0b1212121211001IQ比特顺序：b