簡介
一直以來,凡是與移動業務相關的標準都非常令人關注,DVB-H標準也是如此,從該標準起草開始其相關新聞就不斷出現在各種技術期刊雜誌,DVB-H項目主席Jukka Henriksson宣稱:市場調查顯示公眾非常渴望能夠在手機上看到電視內容。事實上,由於DVB-H是一種支持
多媒體業務的標準,除了電視業務外它還可以開展電子報紙、電子拍賣、旅遊嚮導、遊戲、視頻點播和互動等多種綜合性業務。雖然2.5G和3G等標準也能夠完成這類業務,但是與DVB-H相比顯然它們都較為昂貴,因此DVB-H為移動運營商和用戶又提供了一種可供選擇的方案,從而使這一領域的競爭更為激烈。尤其是2003年後期,作為DVB-H堅定支持者的Nokia和NEC相繼完成了第一代DVB-H便攜終端的研製,他們認為通過對DVB-H技術的使用必定能夠吸引更多的用戶,為手機工業創造出更多的利潤回報。2004年DVB-H將在歐洲和美國進行成規模的測試,預計在2005年投入商業運營。
下面我們就對DVB-H的系統結構和關鍵技術做詳細的闡述。
系統結構
DVB-H是建立在DVB(
數據廣播)和DVB-T(傳輸)兩個標準之上的標準,雖然它是一個傳輸標準,事實上注重於協定實現。
示意系統
系統前端由DVB-H封裝機和DVB-H調製器構成,DVB-H封裝機負責將IP
數據封裝成MPEG-2系統傳輸流,DVB-H調製器負責
信道編碼和調製;系統終端由DVB-H
解調器和DVB-H終端構成,DVB-H解調器負責
信道解調、解碼,DVB-H終端負責相關業務顯示、處理。
DVB標準中支持4種
數據廣播的方式:數據管道、
數據流、多協定
封裝和數據輪播,雖然它們原則上都可以傳送IP數據,但是由圖1可以看出,DVB-H只使用了多協定封裝(MPE)方式,這主要是因為數據管道和數據流兩種方式較少使用,因此未予考慮,而數據輪播方式主要被用於傳送檔案和
數據對象,並不適用於
流媒體業務,且在該方式下很難實現時間分片。與其他三者不同,多協定封裝技術對
數據對象和
流媒體業務都具有良好的支持特性,並且還可接受IP以外的其他
傳輸協定,具有更高的靈活性,特別是在該方式下很容易實現時間分片,因此能夠符合DVB-H的技術需求。需要進一步說明的是DVB組織已經對多協定
封裝方式下的IP位址解析做出規範即INT表(IP/MAC Notification Table,IP/MAC 通告表)。
DVB-H系統並不是簡單的將數據廣播和DVB-T融合在一起,這主要是因為DVB-H標準支持的是手機等小型終端設備,它們的天線更小巧,移動更為靈活,因此DVB-H傳輸系統還具有以下特殊要求:
(1)由於接收終端採用電池供電,為提高電池的使用時間,終端應能夠周期地關掉一部分接收電路以節省功耗;
(2)對於漫遊的用戶,當用戶進入新區域後應仍能非常順利的接收DVB-H業務;
(3)對於室內、室外、步行、乘車等不同的接收方式,傳輸系統應能保證在各種移動速率下順利接收DVB-H業務。
(4)在充斥大量脈衝干擾的環境中,傳輸系統應能採取有效的措施減少該類干擾帶來的影響。
(5)DVB-H作為手持終端的通用業務規範,系統應能提供足夠的靈活性以滿足不同傳輸頻寬和
信道頻寬套用。
協定層次劃分
採用時間分片技術,用於降低手持終端的平均功耗,便於進行平穩、無縫的業務交換。
採用MPE
前向糾錯技術,用於提高移動使用中的C/N門限和多譜勒性能,同時也能增強抗脈衝干擾的能力。
物理層在DVB-T的基礎上進行補充,增加了4K傳輸模式和深度符號交織等內容,除原有DVB-T的技術特點外還具有:
在TPS(Transmission Parameter Signalling,傳輸參數信令)比特中增加DVB-H信令,用於提高業務發展速度。
蜂窩標識在TPS中指示,用於支持移動接收時的快速信號掃描和頻率交換。
增加4K模式以適應移動接收特性和單頻網蜂窩的大小,提高網路設計、規劃的靈活性。
2K和4K模式進行深度符號交織,進一步提高它們在移動環境和
衝擊噪聲環境下的魯棒性。
DVB-H標準對時間分片、蜂窩標識和DVB-H信令技術作為強制性要求必須使用,其它各技術組合是可選的。
DVB-H標準的發展趨勢
DVB-H將對廣播和通信領域產生重大影響。DVB-H業務2005年可以投入使用,預計到2007年手機電視用戶將達到1億,而到2009年這個數字將增長到3億。DVB-H繼承於DVB-T,在DVB-T網路上只要做很小的修改就可以傳送符合DVB-H標準的
數據流。對採用DVB-T的國家(約有50多個國家,主要集中在歐洲)來說,推廣DVB-H的代價相對較低,但是對於採用其他地面數位電視傳輸標準的國家,這個問題就需要做進一步的探討。在美國,地面數位電視傳輸標準ATSC採用
8-VSB技術,移動性較差,需要引入新的技術或標準來推廣數位電視,目前已有公司採用DVB-H技術布網;在日本,考慮到功耗、移動性等因素,DVB-H甚至有取代日本本土ISDB-T標準的趨勢。
DVB-H標準主要是為數位電視廣播做準備,因此視頻壓縮技術是其中極其重要的技術,廣播中傳統的視頻壓縮標準,如MPEG-2,顯然不能滿足DVB-H的需求。DVB組織的DVB-H成員考查了多種視頻
壓縮格式,其中最為看重的是
H.264(即MPEG-4的第10部分),見文獻[3,4],目前問題主要集中於H.264的智慧財產權上;另一個壓縮格式是微軟的Win Media9,它的性能正在逐步提高。但是過多的選擇可能會使
移動視頻陷於混亂的局面,顯然用戶不希望面對這些彼此不兼容的平台,預計DVB組織很快將給出最後的答案。在中國,能否在最終確定的數位電視地面傳輸標準上做微小的改動,推出適合手機等移動便攜設備收看數位電視的標準,值得關注。目前在手機等移動便攜設備上收看數位電視的實現方案有兩種:基於移動通信系統、基於數字地面廣播。中國聯通和中國移動目前推出的手機電視業務屬於前者,實際上是一種行動網路上的
流媒體業務。比較而言,後者的優勢在於頻譜資源豐富,對
用戶數量敏感度低,
視頻流傳輸速度及質量與
頻寬無關,而前者在這些方面明顯處於弱勢;後者對突發及應急事件承受能力強,而前者則會爭奪資源,一旦用戶飽和就不能傳送。
DVB-H可以保證移動終端在移動環境和微功耗條件下接收數位電視節目,可以很好地和3G網路配合使用。3G網路除完成它自身的功能外,還充當DVB-H網路的反向控制
信道,傳輸諸如視頻點播、電視投票、電視瀏覽、互動式遊戲等業務信令,提供多種個性化的
多媒體業務,從而實現兩種網路的融合。