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文檔簡介

1、 12、中國移動多媒體廣播(CMMB) 概論 中國移動多媒體廣播(CMMB)概論 0、概述 2006年10月,國家廣播電視總局正式頒布了中國移動多媒體廣播(CMMB)。標準:移動多媒體廣播 第1部分:廣播信道幀結構、信道編碼和調制 奧運前不久,CMMB通過UHF地面覆蓋,在全國37個城市(奧運城市、省會、直轄 市、計劃單列市)試驗播出。 CMMB在奧運會期間提供中央電視臺的1、3、5、9、新聞、少兒六套電視節(jié)目,中央人民廣播電臺和中國國際廣播電臺的廣播節(jié)目各一套,另外37個試點城市中,還增加了本地的廣播和電視節(jié)目各一套。 目前,國內已經(jīng)有175個地級以上城市開始了CMMB廣播;計劃到2009年

2、底全國333個地級市的網(wǎng)絡建設全部建成;到2009年底,估計CMMB用戶達到1000萬,到2010年底達到5000萬。目前有200多種款接收終端。 CMMB的整套技術標準基本配齊并發(fā)布。 1、什么是CMMB? CMMB:是英文China Mobile Multimedia Broadcasting的縮略語,意為中國移動多媒體廣播。通過無線廣播電視覆蓋網(wǎng)主要面向各種便攜式終端設備提供數(shù)字音視頻和信息服務。是現(xiàn)有廣播網(wǎng)絡的延伸和補充,是廣電網(wǎng)絡的組成部分。 2、CMMB的主要特點 (1)可提供數(shù)字廣播電視節(jié)目、綜合信息和緊急廣播服務,實現(xiàn)衛(wèi)星傳輸與地面網(wǎng)絡相結合的無縫協(xié)同覆蓋,支持公共服務。 (2

3、)支持手機、PDA、MP3、MP4、數(shù)碼相機、筆記本電腦以及在汽車、火車、輪船、飛機上的小型接收終端,接收視頻、音頻、數(shù)據(jù)等多媒體業(yè)務。 (3)采用具有自主知識產(chǎn)權的移動多媒體廣播電視技術,系統(tǒng)可運營、可維護、可管理,具備廣播式、雙向式服務功能,可根據(jù)運營要求逐步擴展。 (4)支持中央和地方相結合的運營體系,具備加密授權控制管理體系,支持統(tǒng)一標準和統(tǒng)一運營,支持用戶全國漫游。 (5)系統(tǒng)安全可靠,具有安全防范能力,具有良好的可擴展性,能夠適應移動多媒體廣播電視技術和業(yè)務的發(fā)展要求。 CMMB已經(jīng)做到了在時速250公里/小時的條件下,穩(wěn)定接收廣播電視信號。 CMMB提供了電子業(yè)務指南功能,可以支

4、持觀看節(jié)目的同時,瀏覽節(jié)目播出時間表、比賽信息、演職員介紹、節(jié)目簡介等信息。 現(xiàn)在的CMMB終端至少可以支持連續(xù)接收3個小時的廣播電視節(jié)目。目前,已有能連續(xù)收看6小時電視節(jié)目的CMMB終端面市。 符合要求的CMMB終端,非加擾業(yè)務換臺時間小于4秒,加擾業(yè)務換臺時間小于7秒。目前,已有換臺時間只有1秒的CMMB終端面市。 3、CMMB的建設目標 建立“天地一體、星網(wǎng)結合、統(tǒng)一標準、全國漫游”的全國移動多媒體系統(tǒng),為移動終端用戶提供全方位的視頻、音頻和綜合信息服務,滿足大眾多方面、多層次、多樣化的需求。 2 國100%S波段衛(wèi)星覆蓋全國“天地一體”的技術體系,即:利用大功率采用 CMMB土、利用地

5、面覆蓋網(wǎng)絡進行城市人口密集區(qū)域有效覆蓋、利用雙向回傳通道實現(xiàn)交互,形 成單向廣播和雙向互動相結合、中央和地方相結合的無縫覆蓋的系統(tǒng)。 波段地面覆蓋波段衛(wèi)星覆蓋網(wǎng)絡和U的系統(tǒng)構成中,CMMB信號主要由S在CMMB波段下行;S波段衛(wèi)星網(wǎng)絡廣播信道用于直接接收,SKu波段上行,網(wǎng)絡實現(xiàn)信號覆蓋。波段下行,由地面增補網(wǎng)絡轉發(fā)器轉Ku分發(fā)信道用于地面增補轉發(fā)接收,Ku波段上行,終端。為實現(xiàn)城市人口密集區(qū)域移動多媒體廣播電視信號的有效CMMBS波段發(fā)送到為 波段地面覆蓋網(wǎng)絡。 U覆蓋,采用波段地面無線發(fā)射構建城市U 信號覆蓋,CMMBS波段廣播信道直接提供全國大范圍的 在CMMB衛(wèi)星傳輸覆蓋中,信號波段S

6、CMMB實現(xiàn)衛(wèi)星陰影區(qū)CMMBS分發(fā)信道提供波段地面增補覆蓋網(wǎng)的信號, 的增補轉發(fā)。 3 發(fā)射站 發(fā)射站 發(fā)射站 發(fā)射站節(jié)目傳輸分配中心發(fā)射站 地面覆蓋示意圖 、CMMB系統(tǒng)的主要技術特征4 (1)信號處理系統(tǒng)信號處理系統(tǒng)物理層的輸入信號為上層數(shù)據(jù)流,輸出信號為射頻信號。從信號處理的 3所示。角度看,物理層邏輯信道的功能方塊圖如圖上層數(shù)據(jù)流1RS編碼和上層數(shù)據(jù)流2上層數(shù)據(jù)流NLDPC編比特交地面:8MHz 星座映-8 擾碼-84 -72 -37 -37 -72 -84 -90 OFDM調制 成幀基帶到射頻的變換射頻發(fā)射字節(jié)交織RS編碼和字節(jié)交織RS編碼和調制方式映射方式編碼方式循環(huán)前綴碼LDP

7、C編 織比特交OFDM 衛(wèi)星:BPSK地面:BPSK射星座映-4.2 -3.8 3.8 、QPSK 、QPSK、16QAM 碼LDPC編 織比特交 外編碼:內編碼:51.2s 射星座映4.2 8 12 RS LDPC OFDM頻域符號形成字節(jié)交織系統(tǒng)凈荷 表碼 5 S波段衛(wèi)星主要系統(tǒng)參數(shù)與技術指標織傳輸指示信息2.046mb/s-16.243mb/s 射連續(xù)導頻離散導頻 圖3 物理層邏輯信道信號處理流程 (2) OFDM信號的產(chǎn)生 加擾后的分配到有效子載波上的數(shù)據(jù)符號 通過IFFT形成用下式表達的多載波Y),(in信號。 4 N1?1vT?)t?fij2(?eSYT)(t)?i(, ,?t05

8、2n?0?NCP)?(10?i NSnnv0?iv: 式中 符號;n個OFDM每個時隙中第)tS(nN 。3076或628有效子載波數(shù),在物理層8MHz或2MHz帶寬下,分別取v 的輸入信號;符號的IFFTn每個時隙中第個0FDMY ),i(n帶寬下,取值均為2MHz8MHz或OFDM符號的子載波間隔,在物理層f? ;2.44140625kHz ;符號循環(huán)前綴長度,取值為51.2OFDM?sTCP?s460.8 。OFDM符號長度,取值為TS點,將虛擬載波的幅度設置為取4096B=8MHz時,IFFT載波結構示意圖見圖4和圖5。在f,僅點,將虛擬載波的幅度設置為0IFFT取10240,僅保留3

9、076個有效載波;在B=2MHz時,f 個有效載波。保留628 )載波結構示意圖(B=8MHz圖4 f )B=2MHz圖5載波結構示意圖(f 射頻信號及其頻譜) (3 射頻信號 成幀的基帶信號經(jīng)過正交調制上變頻后產(chǎn)生射頻信號:. ?)?F(t?S(t)Rejexp(?2ft)tFrame(c為發(fā)射濾波為成幀后的基帶信號;為射頻信號;式中:為載波頻率;)t(t)F(FramefS(t)c 。器沖激響應頻譜特性 調制后信號由相互正交的子載波構成,每個子載波的功率譜為: 5 2?T?f?fsin)(?. Uk?)fP(? k?T?f?f)?(?Uk式中:為第k個子載波的中心頻率。 fk將所有子載波功

10、率譜疊加后,可以得到調制信號的理論功率譜,見圖6和圖-7。 圖6 信號理論功率譜(B=8MHz) 圖7信號理論功率譜(B=2MHz) ff 頻譜模板 為了減小射頻信號的帶外功率,可以采用濾波器對射頻信號進行濾波。和MHz?8Bf情況下一種可能的濾波器實現(xiàn)方案下的信號頻譜模板分別見圖8和圖9,圖中各點MHz2?Bf相對功率值見表1和表2。 dBdB00 -10-10-20-20-30-30-40-40-50-50-60-60-70-70-80-80-90-90-100-100 12-10-12-8420-2-4-606108 6 =8MHzB)圖8 調制信號頻譜模板(fdBdB00 -10-10

11、-20-20-30-30-40-40 -50-50-60-60-70-70-80-80-90-90-100-100-110-110 0-1.5-1-3-0.5-2.5-231.522.500.51 )B=2MHz圖9 調制信號頻譜模板(f =8MHz)帶內功率定義為0dB時頻譜模板中各點相對功率值(B表1 f 相對功率等級相對頻率(dB) (MHz) -90 -12 )=2MHz2 帶內功率定義為0dB時頻譜模板中各點相對功率值(B表f 相對功率等級相對頻率 (dB) (MHz) -108 -3 -100 -2 -85 -1.2 -40 -0.8 -40 0.8 -85 1.2 -100 2

12、-108 3 7 系統(tǒng)參數(shù)和指標 5、CMMB主要系統(tǒng)參數(shù)和指標是移動多媒體廣播電視系統(tǒng)建立過程中的基本要求。 CMMB 的主要系統(tǒng)參數(shù)和指標為: CMMB (1)音視頻編碼 音視頻編碼主要參數(shù)和指標表3 指標/主要參數(shù) 業(yè)務名稱 電視廣播業(yè)務H.264 ,視頻壓縮標準:AVS MPEG-4 AAC 音頻壓縮標準: 秒25幀/幀頻: )(320x240圖像分辨率:QVGAQCIF (176x144) 0 :2采樣格式:4聲音廣播業(yè)務DRA 音頻壓縮標準: 音頻聲道:單聲道、立體聲32 kHz 44.1 kHz 、48kHz采樣頻率、 )信道傳輸 (2 4 信道傳輸主要系統(tǒng)參數(shù)和指標 表 名稱

13、主要參數(shù)/指標 帶寬 衛(wèi)星:3 x 8MHz (3)S波段衛(wèi)星 名稱 主要參數(shù)與技術指標 衛(wèi)星功率 17kW 廣播信道 上行頻率:13.75-14.00GHz 下行頻率:2.633-2.660GHz 衛(wèi)星EIRP:東部地區(qū)EIRP67dBW 西部地區(qū)EIRP64dBW 分發(fā)信道 上行頻率:13.75-14.00GHz 下行頻率:12.20-12.25GHz 衛(wèi)星EIRP:東部地區(qū)EIRP54dBW 西部地區(qū)EIRP50dBW 8 (4)地面覆蓋網(wǎng)絡 表6 地面覆蓋網(wǎng)絡主要系統(tǒng)參數(shù)與技術指標 名稱 主要參數(shù)與技術指標 頻率 S波段:2.633-2.660GHz UHF波段:470-798MHz

14、基本覆蓋 便攜接收:覆蓋區(qū)內地點概率70%以上 移動接收:覆蓋區(qū)內地點概率90%以上 良好覆蓋 便攜接收:覆蓋區(qū)內地點概率95%以上 移動接收:覆蓋區(qū)內地點概率99%以上 SFN發(fā)射臺距離 15.36km CMMB系統(tǒng)使用2635MHz-2660MHz共25MHz寬的頻譜,可以放置3個帶寬為8MHz的信道。 6、S波段地面增補網(wǎng)與S波段衛(wèi)星系統(tǒng)同步: 地面增補網(wǎng)與衛(wèi)星系統(tǒng)同步的關鍵是確保S波段衛(wèi)星信號到達接收終端的時間與S波段地面增補設備轉發(fā)信號到達接收終端的時間一致。要實現(xiàn)地面增補網(wǎng)與衛(wèi)星系統(tǒng)同步,關鍵是確定地面增補轉發(fā)器轉發(fā)信號的發(fā)送時刻。 在地面增補轉發(fā)器轉發(fā)信號發(fā)送時刻關系圖中,一定區(qū)

15、域內廣播信道與分發(fā)信道衛(wèi)星傳輸鏈路時間相同;考慮到地面信號在其覆蓋范圍內到達接收終端的時間可以忽略不計, 9 因此廣播信道發(fā)送延時與地面增補處理延時時間相同時,即可保證地面增補網(wǎng)轉發(fā)信號的發(fā)送時刻與廣播信道信號到達地面的時刻一致。地面增補轉發(fā)器轉發(fā)信號的發(fā)送時刻為: ,ttt+(T= )? 100tt:/廣播信道接收時刻;:廣播信道發(fā)送時刻;其中:T:地面增補網(wǎng)轉發(fā)發(fā)送時刻10 ,t 分發(fā)信道發(fā)送時刻;:分發(fā)信道接收時刻。0 在具體實現(xiàn)中:)分發(fā)信道發(fā)送時刻必須早于廣播信道發(fā)送時刻,分發(fā)信道發(fā)送時刻提前廣播信道1 ( 250ms;發(fā)送時刻不大于)分發(fā)信道將廣播信道發(fā)送時刻、分發(fā)信道發(fā)送時刻、地

16、面增補網(wǎng)轉發(fā)發(fā)送時刻等2( 系統(tǒng)同步信息填充至分發(fā)信道數(shù)據(jù)流中發(fā)射到地面增補網(wǎng)絡; 3)地面增補轉發(fā)器接收并提取同步信息,控制地面增補信號發(fā)送。 ( 波段地面覆蓋網(wǎng)絡U 7、波段地面覆蓋網(wǎng)絡采用單發(fā)射臺站覆蓋或單頻網(wǎng)覆蓋兩種覆蓋方式實現(xiàn)的U CMMB 中央節(jié)目和地方節(jié)目的集成播出。 )單發(fā)射臺站 (1對于城區(qū)面積較小、樓宇密度較低、地勢較平坦的地區(qū),單個發(fā)射臺站可完成基本覆 蓋要求的,采用單個發(fā)射臺站以及同頻轉發(fā)器補充覆蓋的建設方式。在單發(fā)射臺站覆蓋方信號完成覆蓋地區(qū)的基本覆蓋,各個同頻轉發(fā)器接收波段CMMB式中,主發(fā)射塔發(fā)射U 到主發(fā)射塔的信號放大后以同樣的頻率發(fā)射,完成主發(fā)射臺陰影區(qū)的補充

17、覆蓋。 (2)單頻網(wǎng) 對于城區(qū)面積較大、單發(fā)射臺站覆蓋方式無法滿足基本覆蓋要求的地區(qū),采用單頻網(wǎng) )覆蓋方式,即基于若干發(fā)射臺站建成本地區(qū)單頻網(wǎng)實現(xiàn)基本覆蓋,覆蓋陰影地區(qū)SFN(由同頻轉發(fā)器補充覆蓋解決。在單頻網(wǎng)覆蓋方式中,節(jié)目傳輸分配中心通過光纜、微波等信號傳輸分配到各個發(fā)射站,各發(fā)射站的發(fā)射機采用同一頻率在同一CMMB傳輸鏈路將 時刻發(fā)射同一節(jié)目,完成單頻網(wǎng)的基本覆蓋。 )單頻網(wǎng)同步(3 接收機、復用器以及調制器實現(xiàn)系統(tǒng)同步。在同步實現(xiàn)過GPSCMMB單頻網(wǎng)絡采用 GPS程中,調制器根據(jù)復用器提供的廣播信道幀的起始發(fā)送時間、單頻網(wǎng)的最大延時以及接收機為調制器提供的當前時間確定時間同步關系。當滿足以下關系時,進行同步調制發(fā) 射。TTD ?maxgmTT:復用器提供的廣播信道幀的起始接收機為調制器提供的當前時間;:GPS其中:mgD:復用器提供的單頻網(wǎng)最大發(fā)射延時。 發(fā)送時間;axm8、CMMB信號覆蓋規(guī)劃的原則 (1)S波段頻率使用2.635-2.660GHz,U波段頻率使

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