DVB-H移動數(shù)字電視手機方案設(shè)計及其測試

手機電視分為3種，一種是基于模擬電視廣播網(wǎng)的方案，另一種是基于移動通信網(wǎng)的技術(shù)方案，還有一種是基于數(shù)字廣播網(wǎng)的方案。第一種方案是在手機上加上模擬電視模塊來接收模擬電視廣播節(jié)目，由于效果不盡人意，不易被消費者接受?；谝苿油ㄐ啪W(wǎng)的方案又分為基于2.5G移動通信網(wǎng)的單播方案和基于3G移動通信網(wǎng)的多播方案。單播方案使用3GPP標(biāo)準(zhǔn)視頻格式，通過流媒體服務(wù)器提供點播、直播、輪播服務(wù)，如中國移動和中國聯(lián)通的WAP門戶。多播方案如美國高通公司的MediaFLO，該方案通過計算移動網(wǎng)的負(fù)載，進行合理網(wǎng)絡(luò)調(diào)度，控制媒體節(jié)目的播放時間和節(jié)目傳輸方式?；?strong>數(shù)字電視廣播網(wǎng)的手機電視有3大標(biāo)準(zhǔn)：歐洲的DVB-H(Digital Video Broadcasting-Handheld)、日本的ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial)和韓國的T-DMB(Terrestrial-Digital Multimedia Broadcasting)。中國的國家標(biāo)準(zhǔn)目前還沒有正式頒布。

　　目前，T-DMB在韓國已經(jīng)開通運營，已有超過30萬的用戶。北京、廣東和上海已經(jīng)在建T-DMB實驗網(wǎng)。DVB-H在幾個歐洲國家也開始運營。本文討論的是基于數(shù)字電視廣播網(wǎng)手機電視的方案，由TI的DM275，HOLLYWOOD DTV1OOx及TSC2110手機平臺組成的移動數(shù)字電視手機方案，本方案正在開發(fā)過程中。

移動數(shù)字電視手機設(shè)計方案

　　移動數(shù)字電視手機包含兩個分系統(tǒng)：DVB-H移動數(shù)字電視分系統(tǒng)和GSM/GPRS通信分系統(tǒng)，如圖1所示。兩個分系統(tǒng)以應(yīng)用處理器為主機，控制DVB-H移動數(shù)字電視接收器和GSM/GPRS通信模塊。



圖1　移動數(shù)字電視手機方框圖

　　移動數(shù)字電視分系統(tǒng)

　　移動數(shù)字電視系統(tǒng)由包含調(diào)諧器、解調(diào)器的移動數(shù)字電視接收器和應(yīng)用處理器兩部分組成，如圖2所示。
圖2　數(shù)字電視模塊功能方框圖

移動數(shù)字電視接收器的輸入是來自于天線的射頻廣播信號，其輸出是MPEG-2傳輸碼流(TS)或IP數(shù)據(jù)包。它們再輸入到應(yīng)用處理器進行視頻和音頻的解壓縮，并在LCD上進行顯示。移動數(shù)字電視接收器與應(yīng)用處理器(TI DM275)接口上的數(shù)據(jù)通信分為兩類：(1)控制與狀態(tài)交換。應(yīng)用處理器對接收器啟動程序下載、配置；接收器對應(yīng)用處理器進行運行信息和狀態(tài)的報告。(2)數(shù)據(jù)流。傳送要解碼的信道信號，包括從接收器輸送給應(yīng)用處理器的數(shù)字視頻、數(shù)字語音和數(shù)據(jù)。上面兩類數(shù)據(jù)在一個物理接口或兩個物理接口上傳送。物理接口模式有3種，如表1所列。

表1　物理接口模式


　　下面討論接收器與應(yīng)用處理器的SDIO接口方式，如圖3所示。



圖3　接收器以4位數(shù)據(jù)線SDIO接口方式  [!--empirenews.page--]
SDIO接口模式時，控制和狀態(tài)報告及數(shù)據(jù)流都是通過SDIO來交換的，分為4位和1位數(shù)據(jù)接口模式，如表2所列。

表2　SDIO接口模式



　　DM275上集成的DSP內(nèi)核為TMS320C54x，CPU內(nèi)核為ARM7TDMI。DM275是支持H.264／MPEG-4 AVC(以下簡稱H.264)編解碼處理的便攜終端DSP，特點是集成負(fù)責(zé)MPEG-2傳輸碼流分離處理的專用電路。

　　DM275是TI的TMS320DM270后續(xù)產(chǎn)品。內(nèi)含102MHz TMS320C54x DSP處理器和88MHz ARM7TDMI微控制器雙核結(jié)構(gòu)。增加了分離MPEG-2傳輸碼流的處理電路，還使得負(fù)責(zé)部分影像數(shù)據(jù)解碼處理的專用電路iMX也支持H.264解碼處理。

　　DM275的編解碼處理能力如下：(1)編碼處理。MPEG-4Simple Profile：640×480像素，30幀/s；MPEG-4 Advanced Simple Profile：320×480像素，30幀/s。(2)解碼處理。H.264：352×288像素，30幀/s；MPEG-4 Advanced Simple Profile：720×480像素，30幀/s；MPEG-2：720×480像素，30幀/s；DivX：720×480像素，30幀/s；WMV(Windows Media Video)9：720×480像素，30幀/s。

　　DM275具有多種外部接口：USB、UART、MMC/SD、SPI、SDRAM、LCD?？梢灾苯訋CD或CMOS攝像頭。由于DM275靈活的編程特性和很強的信號處理能力，可以適應(yīng)各種制式的移動電視標(biāo)準(zhǔn)的需要，適合移動電視多媒體手機的應(yīng)用。

　　GSM/GPRS通信分系統(tǒng)

　　GSM/GPRS通信分系統(tǒng)由射頻、基帶構(gòu)成，基帶又由模擬基帶和數(shù)字基帶構(gòu)成?；鶐н€要控制外圍電路，包括SIM卡、鍵盤、閃存、SRAM。電源管理、充電管理、語音的輸入輸出等也是由基帶控制。本模塊基于TEXAS INSTRUMENTS的TSC2110平臺。TI的手機平臺是世界上使用最為廣泛的手機平臺，北京首信股份有限公司在TI的手機平臺上研發(fā)手機有超過5年的歷史，具有豐富的TI平臺開發(fā)經(jīng)驗。因此，選用TSC2110能夠快速地集成移動數(shù)字電視手機。

GSM/GPRS通信分系統(tǒng)與移動數(shù)字電視分系統(tǒng)的連接

　　GSM/GPRS通信分系統(tǒng)和移動數(shù)字電視分系統(tǒng)之間的連接方式如圖4所示，是將GSM/GPRS的數(shù)字基帶與移動數(shù)字電視應(yīng)用處理器通過16位并行數(shù)據(jù)線和17位并行地址線相連。DM275工作在外部主處理模式，GSM/GPRS數(shù)字基帶通過外部主CPU接口訪問DM275。DM275能夠工作在旁路模式，對DM275停止供電，GSM/GPRS數(shù)字基帶可以直接驅(qū)動LCD顯示，減小待機功耗。



圖4　GSM/GPRS通信分系統(tǒng)與移動數(shù)字電視分系統(tǒng)的連接圖

移動數(shù)字電視測試方案

　　移動數(shù)字電視手機的測試，包括GSM/GPRS通信功能的測試和DVB-H數(shù)字電視功能的測試。GSM/GPRS通信功能的測試方案非常成熟，這里僅討論DVB-H電視功能測試。MDTV的測試包括工作驗證和性能驗證。工作驗證是指在理想條件下的信號的完整接收；性能驗證是指在DVB-H終端的信號接收能力。 [!--empirenews.page--]
　DVB-H/T工作驗證基本要求

　　(1)播送1個電視節(jié)目的DVB-H/T信號；(2)完全MPE FEC；(3)時間分片(TIME SLICING)；(4)支持PSI/SI；(5)工作在UHF頻段。對于性能驗證則還需要支持VHF和L波段及插入衰減。

　　DVB-H/T工作驗證簡單裝置

　　在DVB-H/T工作驗證的簡單裝置中，所有數(shù)據(jù)錄好存在計算機中，并傳送到提供射頻信號的調(diào)制器中，這個裝置可以與發(fā)送內(nèi)容毫無關(guān)系地來評估DVB-H/T接收器。裝置如圖5所示。



圖5　DVB-H/T工作驗證簡單裝置

筆記本電腦存儲錄好的數(shù)據(jù)流，并通過USB送到調(diào)制器。有兩種結(jié)構(gòu)的錄制數(shù)據(jù)流：(1)為DVB-T錄制的數(shù)據(jù)流。格式為MPEG-2的視頻音頻流封裝到MPEG-2傳輸碼流文件中，這個文件包含PSI/SI表。(2)為DVB-H錄制的數(shù)據(jù)流。H.264視頻和AAC音頻格式封裝到MPEG-2的傳輸碼流文件中，也包含PSI/SI表。

　　DVB-T/H射頻調(diào)制器將DVB異步比特流轉(zhuǎn)化為射頻信號，它執(zhí)行下列功能：上變頻，調(diào)制，整個DVB-H/T物理層參數(shù)的全面控制。建議使用Enensys的NN6-1161調(diào)制器。

　　被評估的DVB-H/T接收器通過USB或SDIO，SPI與計算機或嵌入式平臺連接。計算機起兩個作用：接收多媒體流并播放；診斷檢索和DVB-H/T接收器的監(jiān)控。安裝在計算機上的軟件包可以播放內(nèi)容并檢索診斷。軟件包還容許用戶監(jiān)視和控制下列參數(shù)：射頻調(diào)諧器參數(shù)(頻率、增益等)；解調(diào)器控制參數(shù)(如FFT模式、保護間隔等)；DVB-H/T連接層(MPE-FEC)參數(shù)(如BURST大小、時間片長度等)。

　　DVB-H/T工作驗證的高級裝置

　　DVB-H/T工作驗證的高級裝置如圖6所示。筆記本電腦存儲錄好的數(shù)據(jù)流并通過網(wǎng)絡(luò)連接輸出。數(shù)據(jù)流以H.264格式記錄并通過RTP/UDP發(fā)送。IP封包器(IPE)將IP流轉(zhuǎn)化為DVB異步比特流。執(zhí)行下列任務(wù)：多協(xié)議封包，節(jié)包裝，時間分片，PSI/SI插入。IP封包器建議使用DataPlanet的DP14502。



圖6　DVB-H/T工作驗證高級裝置

　　DVB-T/H射頻調(diào)制器將DVB異步比特流轉(zhuǎn)化為射頻信號，它執(zhí)行下列功能：上變頻，調(diào)制，整個DVB-H/T物理層參數(shù)的全面控制。建議使用Enensys的NN6-1161調(diào)制器。

　　DVB-H/T的性能驗證裝置

　　這個裝置使用R&S的廣播測試系統(tǒng)SFU，如圖7所示。這個裝置還可以用做控制與空中接口直接相關(guān)的信道參數(shù)的高級平臺，這些參數(shù)有輸出電平、衰減、射頻頻率掃描、衰落影響、加性噪聲等。



圖7　DVB-H/T的性能驗證裝置

　　R&S的廣播測試系統(tǒng)提供完整的DVB-H/T信號，包括可以配置不同的播送模式和調(diào)制參數(shù)。測試系統(tǒng)輸出的射頻信號可以直接輸入到DVB-H接收器或者傳送到空中。DVB-H接收器輸出的傳輸碼流回送到廣播測試系統(tǒng)，比較發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)以獲得中間條件下的DVB-H接收器性能。這個裝置主要用于測信道衰減條件下的解碼信號質(zhì)量，也就是提供評價驗證DVB-H接收器的性能手段。