浅谈移动多媒体应用技术

1 引言

中国移动多媒体广播的英文是China Mobile Multimedia Broadcasting,通常我们把它称呼为CMMB。这是一套国内自主研发的多种用途的移动终端网络系统,它主要利用S波段播出。结合卫星信号实现“天地”一体理念,在中国利用地面网络进行城市人口密集区域有效覆盖、利用双向回传通道实现交互,形成单向广播和双向互动相结合、中央和地方相结合的无缝覆盖的系统。

2 技术数据

根据现行业的标准,它规定了在广播业务频率范围内,移动多媒体广播系统信道传输信号的帧结构、信道编码和调制,标准适用于30MHz到3000MHz频率范围内的广播业务频率,通过卫星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。我台采用的是大连东芝产品,CMMB在沈阳地区的工作是使用32频道播出,UHF的电视带宽为8MHz,输出额定功率为1KW。目前所面对的客户群是手机用户,对用户使用了加密接收技术处理。

物理层逻辑信道分为控制逻辑信道和业务逻辑信道,分别用于承载广播系统配置信息与广播业务信息,物理层中唯一的固定的控制逻辑信道,在系统的0时隙传送。每一秒为一帧,划分为四十个时隙。业务逻辑信道的数量最多为39个,每个业务逻辑信道可以占不同的整数个时隙。

从广播信道物理层机构涉及到它的组成,由信源、信道、信宿三大部分组成。

(1)信源部分(发送端)。负责数字电视的制作并发送,主要有内容采集并编辑到存储设备、数字编码压缩器、数字多路复用器、数字调制器、数字解调器等。它的目的是为了去掉数字电视信号中的冗余信息,尽可能的降低其传输码率。

(2)信道部分(传输、存储)传输并存储过程。信道是由各种传输媒体和存储媒体组成的传输信息的通道。它主要负责数字电视的传输并存储,城域内的光纤或域网传输。

(3)信宿部分(接收端)负责数字电视的接收并显示,主要有机顶盒(STB)、电视机和PC 等。

物理层的输入信号为上层数据流,输出信号为射频信号。广播信道物理层通过物理层逻辑信道承载上层业务的传输通道,每个物理层逻辑信道独立编码调制,可以占用一个或多个时隙。一个时隙是指物理层信号帧中的长度为25ms的一段时间,它包含1个信标和53个OFDM符号。信标是由发射机识别信号和跟着的两个相同的同步信号组成。发射机标识信号为频带受限的伪随机信号,用于标识不同的发射机。同步信号是频带受限的伪随机信号,同步信号的子载波数,根据不同的物理层带宽不同,而分别取不同的值。OFDM是正交频分复用的缩写,它的基本方法是把原来的一个载波变成多个载波,把高数码率信号变成低数码率信号,分别调制在每个载波上。由于数码率大大降低,比特周期大大加长,因此反射波的影响就大为减小。由于OFDM各载波间是正交的,因此,即使各载波间有重叠部分,解调时也能利用正交性把各载波信号分开。OFDM的符号由循环前缀和OFDM数据体构成。OFDM数据体的长度(Tu)为409.6us,循环前缀的长度(Tcp)为51.2us,是由51.2us时间内尾部的OFDM数据体复制。整个OFDM符号长度Ts=Tcp+Tu=460.8us。

物理层的信道流程为:上层数据流,RS编码和字节交织,LDPC编码,比特交织,星座映射,OFDM频域符号形成,扰码,OFDM调制,成帧,基带到射频的变换,射频发射。

传输过程中,RS编码和高度结构化低密度奇偶校验码(LDPC)技术是十分紧密的。RS码采用截短码。它的原始数据位(255,M)系统码通过截短产生了(240,K),字节码与RS码相同,交织深度由行数M确定。字节码交织输出第0列数据,直至输出第239列数据。

经过RS编码和字节交织的传输数据按照低位比特优先发送的原则,将每个字节映射为8位比特流,送入低密度偶码(LDPC)编码中。

LDPC是一种能够逼近Shannon限的性能优秀的信道纠错编码方法,因其卓越的性能使它成为高速宽带系统应用中理想的编码方式。LDPC构造方法和低复杂度的译码方法,不仅提高了接收灵敏度,而且极大地降低了整个编译码器硬件执行的复杂性,这项技术创造性地使用了时间域扩频信标用于同步捕获,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。这种方式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。同时所采用导频技术,保证了复杂无线传输条件下可靠的信道估计和均衡,而且降低解调模块硬件复杂度。LDPC编码后的比特送到比特交织器,经过交织后的输出与时隙同步,在时隙中传送第一个比特始终定义为比特交织器输出的第一个比特。星座映射根据信号波形与多维矢量之间的关系,由信号波形在正交信号空间表示出来。接着通过正交频分复用(OFDM)技术将数据的子载波与离散导频,连续导频复接在一起。由于OFDM各个载波间是正交的,即使有重叠部分,解调时也能利用正交性把各载波信号分开。将信号有规律的随机处理后,强调扰码技术将信号加密。

3 结束语

这种技术目前因政策支持得以推广,它的愿景是很好的,如果扩展政策范围,加入互动服务可提高它的推广范围。每一种新技术需要一段时间的应用是必然,设备的更新的比预想的要快,因此,如果这种技术开通互动并行业垄断后,肯定会有非常美好的发展前景。