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      T-MMB手機電視系統的實現

      更新時間: 2007-06-22 13:02:25來源: 粵嵌教育瀏覽量:1009

        1994年數字音頻廣播(Digital Audio Broadcasting, DAB)成為國際標準, 至今已在全球范圍類得到了普遍推廣和應用, 已有十幾年成功運營的經驗和良好的產業基礎。中國也于2006年正式頒布DAB為數字音頻廣播標準。

        正是看到了DAB的產業優勢和良好的發展基礎,韓國在DAB的基礎上開發了地面數字多媒體廣播(T-DMB),而英國也基于DAB開發了通過IP運行的數字音頻廣播(DAB-IP),從而使DAB突破聲音廣播的單一業務模式,成為多媒體廣播系統。目前T-DMB和DAB-IP都已經被ETSI采納為標準,并且已經在韓國和英國進入商用階段,相關的政府和廠商都在世界范圍內進行各自系統的推廣。

        面對基于DAB架構多標準應用的現狀(T-DMB、DAB-IP)和DAB在全球的發展態勢,北京新岸線公司認為基于DAB架構的多標準兼容和統一,將有可能在今后數年內成為全球DAB體系的一個必然要求。其結果將導致繼手機通信實現全球漫游后,手機電視也能實現全球漫游服務。

      T-MMB簡介

        地面移動多媒體廣播(T-MMB)系統通過時域復用、子信道等技術在全球實現基于DAB發射端的多標準(DAB、T-DMB和DAB-IP)信號輸出,也就是說解決了發射端的多標準的兼容性。它有力地呼應了目前全球在接收端多標準兼容接收的趨勢。其意義在于有可能使覆蓋歐、亞洲、中國、印度、加拿大和澳洲的DAB繼已實現全球漫游的手機通信之后,成為另一個具有全球漫游服務功能的系統。

        T-MMB在兼容性、頻帶利用率、復雜度、功耗、業務管理和交互服務等方面均優于國外T-DMB、DAB-IP等系統;T-MMB的另一個優勢是它支持的頻率范圍非常大,從30MHz到3000MHz;T-MMB手機電視系統具有完善運營管理平臺、簽權、記費系統,系統網絡結構如圖1所示。

        T-MMB在很多方面都具有創新。在信道幀結構、信道編碼和調制方面的創新包括: 1)擴展和完善了DAB的幀結構,具有兼容性;2)擴充了新的高階差分調制方式,以提高頻譜效率;3)引入LDPC信道編解碼等技術,以保證良好的移動接收性能;4)針對T-MMB系統,對LDPC碼字進行了優化設計,提出了一類性能優異、編譯碼簡單、存儲量低、低錯誤基底(error floor)的準循環LDPC碼;5)提供兩種碼率的LDPC碼;6)針對差分調制,提出了一種低復雜度的譯碼算法。

        在復用配置信息方面的創新包括:1)實現了LDPC編碼的指示和交織深度的指示;2)實現了高階調制類型的指示;3)靈活指示LDPC分組編碼塊的起始位置;4)擴展了信源輸入的格式,支持多種信源適配方案。

        在總成信號傳輸接口方面的創新包括:1)保持兼容DAB的同時,重新定義了接口格式,使支持傳輸的信源數據碼率從2Mbps提高到10Mbps;2)保留E1網絡適配方案的同時,還能支持IP網絡適配方案。


      T-MMB主要技術特點

      1.兼容性

        T-MMB系統完全兼容DAB、DAB-IP、T-DMB等標準。

        以傳輸模式I為例,T-MMB采用流模式傳送業務時,T-MMB系統數據幀結構如圖2所示。圖2中,主業務信道(MSC)由公共交織幀(CIF)組成。一個CIF的小地址單元是容量單元(CU)。CU的大小是32×n個比特。n的取值有三種,分別對應三種不同的差分調制方式:n=2(DQPSK)、n=3(8DPSK)和n=4(16DAPSK)。

        T-MMB在快速信息信道(FIC)指示主要業務信道(MSC)的子信道的位置、格式等信息,T-MMB將傳輸幀在時間上劃分為獨立的子信道,各個子信道可以獨立選擇傳輸格式。從圖1可以看到, T-MMB系統數據幀結構與DAB兼容, 不同之處在于T-MMB業務信號所對應的CU的大小與DAB不同。在DAB中,CU固定為64比特,而T-MMB業務信號所對應的CU的大小由對應的調制方式而定。T-MMB業務信號也可采用包模式傳送,這時對應的業務數據可以采用IP格式。

        與圖2數據幀結構相對應的T-MMB系統發射機框圖如圖3所示。T-MMB發射系統可同時發射四路業務信號: DAB/DAB-IP/T-DMB/T-MMB信號。原有的DAB/DAB-IP/T-DMB接收機仍然可以接收DAB/DAB-IP/T-DMB信號。T-MMB接收機可以接收DAB/DAB-IP/T-DMB/T-MMB信號。

        綜上所述, 我們可以看到T-MMB完全兼容DAB/DAB-IP/T-DMB等標準且提供了靈活配置。值得一提的是,在T-MMB中DAB/T-DMB/DAB-IP信號都是獨立的子信道,運營商可根據實際情況靈活選用。

      2.高頻譜效率

        為提高系統頻譜效率,以便在有限帶寬內傳輸更多的節目,T-MMB不僅支持DQPSK調制,而且增加了對8DPSK和16DAPSK等高階調制方式的支持。此外,T-MMB采用單一的LDPC糾錯碼,不需要級聯外碼,因此相比DAB-IP和T-DMB中的級聯碼方案又進一步提高了系統頻譜效率。綜合以上兩個方面的增益,T-MMB的頻譜效率是DAB頻譜效率的2倍。T-MMB的多種調制實現方式如圖4所示。

        根據傳輸模式和FIC中給出的子信道位置、大小和調制方式等信息進行OFDM符號分塊,然后進行相應的符號映射和頻率交織及差分調制。由于T-MMB采用高階的調制方式,在相同數據碼率的情況下,占用的CU個數要比DAB/T-DMB的少,從而提高系統的信道容量。圖4中16APSK是一種幅度與相位相結合調制方案,幅度與相位分別獨立進行調制(幅度按2ASK方式進行調制,相位按8PSK方式進行調制)。

        系統有效信道帶寬為1.536MHz,采用不同LDPC碼率和符號映射方式時的凈荷數據率如表所示。

      3.LDPC糾錯編碼技術

        為了保證采用高階的調制方式時系統在高速移動環境下良好的接收性能,在綜合考慮了性能、復雜度、實現平臺等因素的影響后,T-MMB系統引入了先進的信道糾錯編碼技術——LDPC碼。T-MMB中采用的LDPC方案無需級聯外碼就可以保障系統的接收性能,從而提高了系統的頻譜效率,同時降低接收機復雜度;在設計LDPC碼字時充分考慮了性能和功耗的要求,非常適合應用于手持設備;另外由于LDPC解碼器可以自適應終止迭代,從而大幅降低了接收機功耗。目前在T-MMB系統中提供了1/2和2/3兩種碼率的LDPC糾錯碼,運營商可以自主選擇。需要指出的是,綜合性能與復雜度,本方案設計的LDPC碼,代表了當前LDPC編碼領域的研究成果,達到世界水準。

      本文小結

        T-MMB系統于2006年8月在廣電科技司安排下,在北京完成了外場大功率功能測試,測試結論如下:1)T-MMB系統兼容DAB/T-DMB;2)系統支持的高速移動接收;3)采用8DPSK和1/2 LDPC的T-MMB系統的覆蓋半徑與DAB相當。

        T-MMB系統設計之初就考慮到與國際標準兼容,目的就是利用一個成熟可靠系統的設備、網絡設施和成熟的產業鏈。T-MMB是基于DAB的多媒體廣播系統,而DAB已經過十幾年運行證明是可靠的。只需對DAB系統的復用器、發射機和接收芯片等設備進行軟件升級就可形成T-MMB系統。因此T-MMB的產業基礎好,實現簡單,易于推廣,具有以下產業優勢:現成的網絡設施和頻點資源;繼承DAB十幾年成熟的產業基礎和運營經驗;運營商可以依托DAB技術的成熟產品工藝和產業鏈;高頻譜效率可以為運營商創造巨大效益。

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