基于中国移动多媒体广播的数字电视接收终端设计

摘 要：介绍了数字电视接收终端射频芯片的选型方法，给出了采用Siano的SMS118X系列芯片并通过中国移动多媒体广播标准的数字电视接收终端来实现全MRC接收的CMMB数字电视接收终端的设计方法。该终端可同时支持CA的CMMB移动数字电视接收终端，并支持付费电视功能，因而是一个可实现全MRC接收的CMMB数字电视接收终端。

关键词：中国移动； 多媒体广播； 电视终端； 接收

中图分类号：TN927文献标识码：A文章编号：2095-1302(2011)07-0049-03

引 言

传统的固定视频业务已经难以满足人们对信息多元化的需求，具有我国自主知识产权的中国移动多媒体广播(CMMB：China Mobile Multimedia Broadcasting)网络已在建立和完善，可为手机或者其他便携式设备提供接收数字电视广播的功能，以满足用户在任何时间、任何地点、任何状态下接收电视节目的需求。中广传播和中国移动已于2010年3宣布在全国303个城市正式商用中国移动多媒体广播手机电视业务，这不但使CMMB成为T D-SCDMA手机的标配，同时中广传播还规划在三年内将CMMB网络覆盖到全国地级城市及百强县，城区内覆盖达到95%并在重点场所实现室内覆盖，五年内要实现主要高速公路覆盖等更高的覆盖目标。因此，市场对支持CMMB的终端设备需求量极大，相关产业链也在如火如茶的发展，本文针对移动多媒体广播给出了三种满足CMMB标准的数字电视接收终端的设计方案。

1 CMMB接收芯片选型

CMMB数字电视接收终端的组成包括射频调谐(Tuner)、视音频解码(AV Decoder)、CMMB基带信号解调(Demodulator)等部分，其中射频调谐部分一般应支持UHF和S频段。CMMB系统整体的规划是天地一体的网络，城市等人口密集区域的地面覆盖以在地面建设UHF频段的CMMB发射塔为主，偏远地区则以S频段卫星覆盖为主，所以，完整的设计方案应该是同时支持UHF和S频段，如果主要针对城市区域，可以仅考虑UHF频段。CMMB移动电视核心芯片制造企业比较有代表性的有创毅视讯、泰合志恒、展讯、Siano、苏州中科半导体、中科院微电子、瑞芯微、爱浦多等，这些芯片厂商可提供多种满足CMMB标准的RFIC，这里选用Siano公司的SMS118X系列芯片来实现数字电视接收终端的设计。

Siano的SMS118X系列CMMB RFIC是专门针对中国移动电视市场设计的。SMS118X同时支持接收和演示多个电视频道，并具备出色的移动性能，而且灵敏度高，功耗低(约40 mW)；同时支持单芯片天线分集和多种接口，包括SPI、SDIO、TS以及parallel，也可以提供满足不同客户需求的USB、Memory-mapped 和I2C等接口；可实现多波段接收，而且支持UHF(470~862 MHz)和S波段(2 100~2 700 MHz)两个路径，同时在支持CMMB标准(S-TiMi)的基础上，还提供了对MBBMS的支持。功能上支持画中画应用，并提供完整的MDTV接收软件方案；并可提供支持所有接口的设备驱动，包括为Microsoft Windows XP、Microsoft Windows Vista 、Linux Device drivers 及Windows Mobile等操作系统以及可为主处理器服务的中间件。由于SMS118X 系列芯片还支持单芯片全MRC 天线分集接收，因此SMS118X可应用于手持媒体播放器、PDA、智能手机、手持导航设备 (GPS)、笔记本以及MID等终端设备。

2 CMMB标准的数字电视接收终端设计方案

Siano的CMMB数字电视接收芯片SMS118X完全满足CMMB的标准，同时支持不同的条件接收系统 (CAS)，包括中国移动的手机广播业务管理系统 (MBBMS) 以及中广传播 (CBC) 的CAS系统。 其中SMS1180属于可实现全MRC接收的CMMB数字电视接收芯片；SMS1184属于支持CA的CMMB移动数字电视接收芯片，该芯片专为入门级消费电子类设备设计；SMS1186支持付费电视功能，属于可实现全MRC接收的CMMB数字电视接收芯片。三种芯片集成的系统可以实现30个频道的节目接收，能提供一级的画面质量，具有极低的功耗水平以及极佳的接收表现，尤其在进行室内接收时，对于CMMB信号的室内墙壁阻挡问题，Siano已经成功地通过接收芯片中两个特别的硬件模块克服了这一问题，其中一个模块位于RF调谐器部分，另一个位于接收器中的解调部分，称为FDU，通过先进的自适应估计技术，这两个硬件单元可协同工作，并可实现非常高的灵敏度和对墙壁、门窗等反射面干扰的高宽容度，因此，SMS118X芯片可广泛应用于室内接收以及高速移动接收。

2.1 全MRC接收的CMMB接收终端

为实现全MRC接收的CMMB数字电视接收，本文选用SMS1180芯片来进行设计。SMS1180是一种高度集成的全CMOS 单芯片接收器，通过优化设计，可降低地面与卫星(多波段)CMMB (S-TiMi)相结合的应用成本，加快项目实施速度，满足CMMB的网络拓扑结构需求，还可以通过不同接口在多个平台上进行应用。

数字电视接收设备组成框图图1所示为全MRC接收的CMMB移动数字电视接收设备组成框图。该系统由CMMB数字电视接收芯片SMS1180、基带处理器、应用处理器、蜂窝射频前端、CPU存储器、音频编解码、SIM卡、相机模块、彩色LCD等组成。播送的射频信号由SMS1180 输入，可支持单天线接收。SMS1180内部集成RF调谐器和数字解调器可将处理的信号以标准的TS码流送到处理器中解码还原。SMS1180与应用主处理器之间的连接方式既可以采用串行接口，也可以采用并行接口。SMS1180输出的信号是经过解调及选择过的压缩音频和视频数据流，将该数据送入可进行视频和音频解压(如 H.264/AVS)和图形处理的应用主处理器中，随后送入LCD及音频编解码模块中进行视频图像的显示和音频信号的播放。SMS1180集成的调谐器和解调器附有 Host-API 软件包，包括各种主流主处理器和操作系统的驱动程序，可选用多种处理器进行系统设计。

2.2 支持CA的CMMB接收终端设计

随着中广传播对条件接收管理的不断加强，新的、入门级的城市地区应用方案是非常必要的，这个方案仅需支持地面频率，但对芯片本身和周边系统来说都只需要非常低的成本。因此可选用SMS1184来设计支持CA的CMMB移动数字电视接收终端。

SMS1184是一个高集成度的全CMOS单芯片接收器，专为需要极低成本的CMMB设备所设计，可通过最小的设计投入，使得CMMB移动数字电视接收功能被广泛应用于手持和便携设备中，例如手机，PDA，便携式媒体播放器以及PC等。SMS1184具备优异的性能表现，能够保证无论在室外还是室内条件下的超强接收。

图2所示是采用SMS1184设计的支持CA的CMMB移动数字电视接收终端的组成框图。SMS1184能够和Nagravision的条件接收SMD芯片实现直连， 并由SMS1184的固件控制SMD以完成整个的内容解扰过程，从而使主接收器可以得到一个经过解扰的数据流。这样的设计可以使整个CA过程及解扰都变的完全透明， 并可减少将条件接收集成到产品应用过程中的相关投入。

数字电视接收终端组成框图2.3 支持付费电视功能的CMMB数字电视接收终端设计SMS1186不但支持CMMB (S-TiMi) 数字电视标准，也支持中国移动的MBBMS条件接收及计费系统。SMS1186具有优越的性能，易于集成并极具灵活性，用户可以通过不同的接口实现这个方案在多个平台和设备上的应用，因此采用SMS1186来进行支持付费电视功能并实现全MRC接收的CMMB数字电视接收终端设计。

图3所示是采用SMS1186设计的可支持付费电视功能并实现全MRC接收的CMMB数字电视接收终端组成框图，SMS1186集成了RF调谐器和解调器，符合中国移动通过的MBBMS安全模组的要求，其所包含的root of trust信息完全支持MBBMS标准。SMS1186还支持内容解扰，为支持CMCC网络的手机和PC、笔记本和上网本提供低成本高安全性的解决方案，而且其USB接口可为基于PC的应用产品提供更进一步的产品优化，同时，SMS1186和SMS1180的引脚完全兼容，这对产品的设计带来了极大的便利。 SMS1186输入的是播送的射频信号，该信号由天线接收，而输出的则是解调的、经选择的压缩音频和视频的数据流。该数据将被送入可进行视频和音频解压(如H.264)和图形渲染的应用主处理器中。与SMS1180一样， SMS1186也集成了调谐器和解调器并附有Host-API软件包，其中包括各种主流主处理器和操作系统的驱动程序，也可选用多种处理器进行系统设计。

图3 采用SMS1186设计的支持付费电视功能并可实现

全MRC接收的CMMB数字电视接收终端组成框图3 结 语

随着中广传播各项推动CMMB市场的举措的执行以及TD-SCDMA+CMMB发展势头良好，特别是中国移动加速定制TD-SCDMA手机，满足CMMB标准的各种接收终端的需求将急剧增加，采用SMS118X以及后续的SMS218X系列芯片以及进行设计也将是一个不错的选择。

参 考 文 献

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