12中國(guó)移動(dòng)多媒體廣播CMMB概論

1、 12、中國(guó)移動(dòng)多媒體廣播(CMMB) 概論 中國(guó)移動(dòng)多媒體廣播（CMMB）概論 0、概述 2006年10月，國(guó)家廣播電視總局正式頒布了中國(guó)移動(dòng)多媒體廣播（CMMB）。標(biāo)準(zhǔn)：移動(dòng)多媒體廣播 第1部分：廣播信道幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制 奧運(yùn)前不久，CMMB通過UHF地面覆蓋，在全國(guó)37個(gè)城市（奧運(yùn)城市、省會(huì)、直轄 市、計(jì)劃單列市）試驗(yàn)播出。 CMMB在奧運(yùn)會(huì)期間提供中央電視臺(tái)的1、3、5、9、新聞、少兒六套電視節(jié)目，中央人民廣播電臺(tái)和中國(guó)國(guó)際廣播電臺(tái)的廣播節(jié)目各一套，另外37個(gè)試點(diǎn)城市中，還增加了本地的廣播和電視節(jié)目各一套。 目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有175個(gè)地級(jí)以上城市開始了CMMB廣播；計(jì)劃到2009年

2、底全國(guó)333個(gè)地級(jí)市的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)全部建成；到2009年底，估計(jì)CMMB用戶達(dá)到1000萬，到2010年底達(dá)到5000萬。目前有200多種款接收終端。 CMMB的整套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(yǔ)，意為中國(guó)移動(dòng)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(shè)備提供數(shù)字音視頻和信息服務(wù)。是現(xiàn)有廣播網(wǎng)絡(luò)的延伸和補(bǔ)充，是廣電網(wǎng)絡(luò)的組成部分。 2、CMMB的主要特點(diǎn) （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(wù)，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星傳輸與地面網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的無縫協(xié)同覆蓋，支持公共服務(wù)。 （2

3、）支持手機(jī)、PDA、MP3、MP4、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦以及在汽車、火車、輪船、飛機(jī)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(wù)。 （3）采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的移動(dòng)多媒體廣播電視技術(shù)，系統(tǒng)可運(yùn)營(yíng)、可維護(hù)、可管理，具備廣播式、雙向式服務(wù)功能，可根據(jù)運(yùn)營(yíng)要求逐步擴(kuò)展。 （4）支持中央和地方相結(jié)合的運(yùn)營(yíng)體系，具備加密授權(quán)控制管理體系，支持統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)，支持用戶全國(guó)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(kuò)展性，能夠適應(yīng)移動(dòng)多媒體廣播電視技術(shù)和業(yè)務(wù)的發(fā)展要求。 CMMB已經(jīng)做到了在時(shí)速250公里/小時(shí)的條件下，穩(wěn)定接收廣播電視信號(hào)。 CMMB提供了電子業(yè)務(wù)指南功能，可以支

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

5、面覆蓋網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行城市人口密集區(qū)域有效覆蓋、利用雙向回傳通道實(shí)現(xiàn)交互，形 成單向廣播和雙向互動(dòng)相結(jié)合、中央和地方相結(jié)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(luò)和U的系統(tǒng)構(gòu)成中，CMMB信號(hào)主要由S在CMMB波段下行；S波段衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)廣播信道用于直接接收，SKu波段上行，網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信號(hào)覆蓋。波段下行，由地面增補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)Ku分發(fā)信道用于地面增補(bǔ)轉(zhuǎn)發(fā)接收，Ku波段上行，終端。為實(shí)現(xiàn)城市人口密集區(qū)域移動(dòng)多媒體廣播電視信號(hào)的有效CMMBS波段發(fā)送到為 波段地面覆蓋網(wǎng)絡(luò)。 U覆蓋，采用波段地面無線發(fā)射構(gòu)建城市U 信號(hào)覆蓋，CMMBS波段廣播信道直接提供全國(guó)大范圍的 在CMMB衛(wèi)星傳輸覆蓋中，信號(hào)波段S

6、CMMB實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星陰影區(qū)CMMBS分發(fā)信道提供波段地面增補(bǔ)覆蓋網(wǎng)的信號(hào)， 的增補(bǔ)轉(zhuǎn)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(shù)特征4 （1）信號(hào)處理系統(tǒng)信號(hào)處理系統(tǒng)物理層的輸入信號(hào)為上層數(shù)據(jù)流，輸出信號(hào)為射頻信號(hào)。從信號(hào)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(diào)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(diào)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(nèi)編碼：51.2s 射星座映4.2 8 12 RS LDPC OFDM頻域符號(hào)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(shù)指標(biāo)織傳輸指示信息2.046mb/s-16.243mb/s 射連續(xù)導(dǎo)頻離散導(dǎo)頻 圖3 物理層邏輯信道信號(hào)處理流程 （2） OFDM信號(hào)的產(chǎn)生 加擾后的分配到有效子載波上的數(shù)據(jù)符號(hào) 通過IFFT形成用下式表達(dá)的多載波Y),(in信號(hào)。 4 N1?1vT?)t?fij2(?eSYT)(t)?i(， ，?t05

8、2n?0?NCP)?(10?i NSnnv0?iv: 式中 符號(hào)；n個(gè)OFDM每個(gè)時(shí)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(hào)；符號(hào)的IFFTn每個(gè)時(shí)隙中第個(gè)0FDMY ),i(n帶寬下，取值均為2MHz8MHz或OFDM符號(hào)的子載波間隔，在物理層f? ；2.44140625kHz ；符號(hào)循環(huán)前綴長(zhǎng)度，取值為51.2OFDM?sTCP?s460.8 。OFDM符號(hào)長(zhǎng)度，取值為TS點(diǎn)，將虛擬載波的幅度設(shè)置為取4096B=8MHz時(shí)，IFFT載波結(jié)構(gòu)示意圖見圖4和圖5。在f，僅點(diǎn)，將虛擬載波的幅度設(shè)置為0IFFT取10240，僅保留3

9、076個(gè)有效載波；在B=2MHz時(shí)，f 個(gè)有效載波。保留628 ）載波結(jié)構(gòu)示意圖（B=8MHz圖4 f ）B=2MHz圖5載波結(jié)構(gòu)示意圖（f 射頻信號(hào)及其頻譜） （3 射頻信號(hào) 成幀的基帶信號(hào)經(jīng)過正交調(diào)制上變頻后產(chǎn)生射頻信號(hào)：. ?)?F(t?S(t)Rejexp(?2ft)tFrame(c為發(fā)射濾波為成幀后的基帶信號(hào)；為射頻信號(hào)；式中:為載波頻率；)t(t)F(FramefS(t)c 。器沖激響應(yīng)頻譜特性 調(diào)制后信號(hào)由相互正交的子載波構(gòu)成，每個(gè)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(gè)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(diào)制信號(hào)的理論功率譜，見圖6和圖-7。 圖6 信號(hào)理論功率譜（B=8MHz） 圖7信號(hào)理論功率譜（B=2MHz） ff 頻譜模板 為了減小射頻信號(hào)的帶外功率，可以采用濾波器對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行濾波。和MHz?8Bf情況下一種可能的濾波器實(shí)現(xiàn)方案下的信號(hào)頻譜模板分別見圖8和圖9，圖中各點(diǎn)MHz2?Bf相對(duì)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(diào)制信號(hào)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(diào)制信號(hào)頻譜模板（f =8MHz）帶內(nèi)功率定義為0dB時(shí)頻譜模板中各點(diǎn)相對(duì)功率值（B表1 f 相對(duì)功率等級(jí)相對(duì)頻率(dB) (MHz) -90 -12 ）=2MHz2 帶內(nèi)功率定義為0dB時(shí)頻譜模板中各點(diǎn)相對(duì)功率值（B表f 相對(duì)功率等級(jí)相對(duì)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(biāo) 5、CMMB主要系統(tǒng)參數(shù)和指標(biāo)是移動(dòng)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(biāo)為： CMMB （1）音視頻編碼 音視頻編碼主要參數(shù)和指標(biāo)表3 指標(biāo)/主要參數(shù) 業(yè)務(wù)名稱 電視廣播業(yè)務(wù)H.264 ，視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)：AVS MPEG-4 AAC 音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)： 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(wù)DRA 音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)： 音頻聲道：?jiǎn)温暤?、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(biāo) 表 名稱

13、主要參數(shù)/指標(biāo) 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(shù)指標(biāo) 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(luò) 表6 地面覆蓋網(wǎng)絡(luò)主要系統(tǒng)參數(shù)與技術(shù)指標(biāo) 名稱 主要參數(shù)與技術(shù)指標(biāo) 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(nèi)地點(diǎn)概率70%以上 移動(dòng)接收：覆蓋區(qū)內(nèi)地點(diǎn)概率90%以上 良好覆蓋 便攜接收：覆蓋區(qū)內(nèi)地點(diǎn)概率95%以上 移動(dòng)接收：覆蓋區(qū)內(nèi)地點(diǎn)概率99%以上 SFN發(fā)射臺(tái)距離 15.36km CMMB系統(tǒng)使用2635MHz-2660MHz共25MHz寬的頻譜，可以放置3個(gè)帶寬為8MHz的信道。 6、S波段地面增補(bǔ)網(wǎng)與S波段衛(wèi)星系統(tǒng)同步： 地面增補(bǔ)網(wǎng)與衛(wèi)星系統(tǒng)同步的關(guān)鍵是確保S波段衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)接收終端的時(shí)間與S波段地面增補(bǔ)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)到達(dá)接收終端的時(shí)間一致。要實(shí)現(xiàn)地面增補(bǔ)網(wǎng)與衛(wèi)星系統(tǒng)同步，關(guān)鍵是確定地面增補(bǔ)轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)的發(fā)送時(shí)刻。 在地面增補(bǔ)轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)發(fā)送時(shí)刻關(guān)系圖中，一定區(qū)

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

16、面增補(bǔ)網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)送時(shí)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(bǔ)網(wǎng)絡(luò)； 3）地面增補(bǔ)轉(zhuǎn)發(fā)器接收并提取同步信息，控制地面增補(bǔ)信號(hào)發(fā)送。 （ 波段地面覆蓋網(wǎng)絡(luò)U 7、波段地面覆蓋網(wǎng)絡(luò)采用單發(fā)射臺(tái)站覆蓋或單頻網(wǎng)覆蓋兩種覆蓋方式實(shí)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(tái)站 （1對(duì)于城區(qū)面積較小、樓宇密度較低、地勢(shì)較平坦的地區(qū)，單個(gè)發(fā)射臺(tái)站可完成基本覆 蓋要求的，采用單個(gè)發(fā)射臺(tái)站以及同頻轉(zhuǎn)發(fā)器補(bǔ)充覆蓋的建設(shè)方式。在單發(fā)射臺(tái)站覆蓋方信號(hào)完成覆蓋地區(qū)的基本覆蓋，各個(gè)同頻轉(zhuǎn)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(hào)放大后以同樣的頻率發(fā)射，完成主發(fā)射臺(tái)陰影區(qū)的補(bǔ)充

17、覆蓋。 （2）單頻網(wǎng) 對(duì)于城區(qū)面積較大、單發(fā)射臺(tái)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(tái)站建成本地區(qū)單頻網(wǎng)實(shí)現(xiàn)基本覆蓋，覆蓋陰影地區(qū)SFN（由同頻轉(zhuǎn)發(fā)器補(bǔ)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(hào)傳輸分配到各個(gè)發(fā)射站，各發(fā)射站的發(fā)射機(jī)采用同一頻率在同一CMMB傳輸鏈路將 時(shí)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(jī)、復(fù)用器以及調(diào)制器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)同步。在同步實(shí)現(xiàn)過GPSCMMB單頻網(wǎng)絡(luò)采用 GPS程中，調(diào)制器根據(jù)復(fù)用器提供的廣播信道幀的起始發(fā)送時(shí)間、單頻網(wǎng)的最大延時(shí)以及接收機(jī)為調(diào)制器提供的當(dāng)前時(shí)間確定時(shí)間同步關(guān)系。當(dāng)滿足以下關(guān)系時(shí)，進(jìn)行同步調(diào)制發(fā) 射。TTD ?maxgmTT：復(fù)用器提供的廣播信道幀的起始接收機(jī)為調(diào)制器提供的當(dāng)前時(shí)間；：GPS其中：mgD：復(fù)用器提供的單頻網(wǎng)最大發(fā)射延時(shí)。 發(fā)送時(shí)間；axm8、CMMB信號(hào)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