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DVB-H的开发和测试方案
instr.com/dtvi_dvbh.htm
DVB-H开发测试解决方案
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DVB-H标准主要用于数字电视广播，没有单独的软件来广播它。
DVB-H是通过地面数字广播网络向手持终端提供多媒体服务的传输标准。
DVB-H系统依赖于DVB-T传输系统。通过增加一些附加功能和改进技术，手持终端可以稳定地接收广播和电视信号。
DVB-H可以保证移动终端在移动环境和低功耗的情况下接收数字电视节目，从而很好地配合3G网络的应用。
数字电视地面广播标准DVB-T发布于1997。标准的初衷不是为了移动接收。但在新加坡和德国的试运行中，证明DVB-T在高比特率传输的移动环境中表现非常出色(见图1)。然而，由于功耗较高，电池供电的移动终端不适合通过地面数字电视广播网络接收数字电视节目。因此，有必要在DVB-T的基础上引入新技术，形成适合移动终端接收地面广播数字电视节目的新传输标准。
大约在2002年开始研究的DVB-H(早期DVB-X)标准被称为手持数字视频广播。它是由DVB(欧洲数字电视广播标准化组织，成立于1993，由来自35个国家的300多家企业组成)制定的传输标准，通过地面数字广播网络向便携式/手持终端提供多媒体服务。DVB-H标准被认为是DVB-T标准的扩展应用。但与DVB-T相比，DVB-H终端功耗更低，移动接收和抗干扰性能更好，因此该标准适用于手机、掌上电脑等小型便携设备通过地面数字电视广播网络接收数字电视信号，而不占用移动通信网络中宝贵的频段资源。实际上，DVB-H标准是一个依托于目前的DVB-T传输系统，通过增加某些附加功能和改进技术，使手机等便携设备能够稳定接收广播电视信号的标准。
DVB-H标准1的商业需求
1.1广播电视公司的商业需求
近年来，广播电视的普及率越来越高，但这些服务大多是单向的，不能满足用户日益增长的个性化多媒体服务需求。因此，有必要引入交互式多媒体服务。目前，虽然用户主要通过电视机接收日常电视节目，但电视节目的移动接收也开始有了市场，因此广播公司需要采用适当的方式来实现电视节目的移动接收。
利用DVB-T进行下行广播，利用DVB-RCT作为反馈环来实现交互式多媒体业务是一个很好的解决方案，可以很好地实现固定接收，选择合适的系统参数也适用于移动接收。然而，消费者更倾向于在其日常3G终端上观看数字电视节目，因此上述方案无法使广播公司吸引大量消费者。
消费者要求广播公司提供更多的服务，广播公司需要选择合适的传输方式来实现消费者所需的服务，如电视广播，并向移动用户提供个性化的多媒体服务。后者在广播网络中难以实现，但移动通信系统可以满足后者，促进了广播网络和蜂窝网络的融合。
1.2移动通信运营商的业务需求
3G可以提供各种交互式多媒体服务，运营商需要确保这些服务能给他们带来收益。互联网让很多消费者习惯了获取免费资源，所以需要创新业务来鼓励消费者使用付费内容。服务的及时性非常重要。3G可以为用户提供随时随地的快速接入。
从2G的角度看，3G的容量似乎很大，但从个性化多媒体业务的角度看，3G网络[1，2]很快就会变得拥挤。例如，一个3G基站能够同时向100个用户传输100 KB/s的视频流，但相同的带宽可以向100个用户提供语音服务。如果3G基站总是有冗余资源，那么传送视频流不会影响3G网络的整体性能，但事实并非如此。例如，3G用户使用一种新的视频服务，这种服务使他们能够接收他们喜爱的足球队进球的精彩回放。但如果6.5438+0万用户购买同队进球即时回放服务，情况就大不一样了。假设100 kb/s的视频流为100 s，在100 s内通过10个基站传输，那么在16到17分钟内，每个基站必须始终以1 Mb/s的速度传输。同样的视频片段可以通过广播网传输，只需要使用相同带宽网络的1%的资源就可以服务这些移动用户，所以是一种比较经济的解决方案。
以上对比在很多情况下并不极端，说明了行业发展的需求:广播网和蜂窝网的融合。融合网络可以提供对称或非对称的多媒体服务，从而有效利用现有的频谱资源。
2 DVB-H标准
DVB-H标准是基于DVB和dvb-t的标准
DVB-H系统的前端由DVB-H打包器和DVB-H调制器组成。DVB-H打包器负责将IP数据封装到MPEG-2系统传输流(TS)中，DVB-H调制器负责信道编码和调制。系统终端由DVB-H解调器和DVB-H终端组成。DVB-H解调器负责信道解调和解码，DVB-H终端负责显示和处理相关业务。
(1)系统要求
由于移动终端由电池供电，为了提高电池的使用寿命，终端应该能够周期性地关闭部分接收电路以节省功耗。
对于漫游用户来说，用户进入新区域后应该仍然能够非常流畅地接收DVB-H服务。
对于室内、室外、步行、乘车等不同的接收方式，传输系统应能保证在各种移动速率下DVB-H业务的顺利接收。
在充满脉冲干扰的环境中，传输系统应能采取有效措施降低这种干扰的影响。
作为手持终端的通用服务规范，DVB-H系统应该足够灵活，以满足不同传输带宽和信道带宽的应用。
(2)协议层次结构
网络层不在DVB-H标准的范围内，标准只实现了数据链路层和物理层。
数据链路层采用时间切片技术，降低手持终端的平均功耗，方便平滑无缝的业务交换。多协议封装(MPE)前向纠错技术可以提高移动使用中的信噪比(C/N)门限和多普勒性能，同时增强抗脉冲干扰能力。
物理层在DVB-T的基础上增加了4K传输模式和深度符号交织。除了原始DVB-T的技术特征之外，DVB-H信令被添加到传输参数信令(TPS)比特中，以提高业务开发速度。TPS中指示了蜂窝标识，以支持移动接收期间的快速信号扫描和频率交换。增加4K模式可以适应移动接收的特点和单频网络小区的大小，提高网络设计和规划的灵活性。2K和4K模式下的深度符号交织可以进一步提高系统在移动环境和脉冲噪声环境下的鲁棒性。
3项关键技术
DVB-H技术是DVB和DVB-T的融合，但DVB-H面临的问题并不能完全依靠以上两种技术来解决。比如DVB-T虽然已经被证明在固定、移动、便携接收方面都有突出的表现，但是对于手持设备来说，仍然需要进一步的改进，比如功耗、蜂窝移动下的性能、网络设计等等。为此，DVB-H增加了新的技术模块，主要包括:
(1)时间切片
时间分片技术采用突发模式传输数据，每个突发时间片传输一个服务。在业务传输时间片中，业务会单独占用所有的数据带宽，并指出下一个相同的业务时间片产生的时间。这样，手持终端可以在指定的时间接收所选择的服务，并在服务的空闲时间做节能处理，从而降低总的平均功耗。当然，在此期间，前端发射机始终在工作，同一业务的两个时间片之间会传输其他业务数据。DVB-H信号由许多这样的时间片组成。从接收方的角度来看，接收到的业务数据不是像传统方式那样以恒定的速率连续传输，而是以离散的方式间隔到达，因此称为突发传输。如果解码终端需要低数据速率但恒定的码率，则接收器可以首先缓冲接收的突发数据，然后生成恒定速率的数据流。突发带宽一般是固定带宽的10倍左右。突发带宽在固定带宽两倍的情况下可以节省50%的功耗，那么如果带宽是10倍，则可以节省90%。
(2)多协议封装-前向纠错
DVB-H标准在数据链路层将Reed Solomon (RS)纠错码添加到IP数据报中。作为MPE的前向纠错码，校验信息将在指定的前向纠错(FEC)段传输，称为多协议封装-前向纠错(MPE-FEC)。MPE-FEC的目标是改善移动信道的C/N、多普勒性能和抗脉冲干扰能力。
实验表明，即使在非常恶劣的接收环境下，正确使用MPE-FEC仍能准确恢复IP数据。MPE-FEC的数据开销分配非常灵活。在其他传输参数不变的情况下，如果校验开销增加到25%，MPE-FEC可以使手持终端达到与使用天线分集接收时相同的C/N。DVB-H采用基于IP的数据广播。
(3)4K模式和深度符号交织
DVB-H标准在DVB-T原有的2K和8K模式上增加了4K模式，通过协调移动接收的性能和单频网络的规模，进一步提高了网络设计的灵活性。同时，为了进一步提高2K和4K模式在运动时的抗脉冲干扰性能，DVB-H标准为它们引入了深度符号编织技术。在DVB-T系统中，2K模式可以提供比8K模式更好的移动接收性能，但是2K模式的符号周期和保护间隔很短，这使得2K模式只适用于小型单频网络。新增的4K模式符号具有较长的周期和保护间隔，可以构建中等规模的单频网络，网络设计者可以更好地优化网络，提高频谱效率。尽管这种优化不如8K模式有效，但是4K模式的符号周期比8K模式的符号周期短，这可以更频繁地估计信道，并且提供比8K模式更好的移动性能。总之，4K模式的性能介于2K和8K模式之间，为覆盖范围、频谱效率和移动接收性能的平衡提供了额外的选择。
(4)传输参数信令
DVB-H的传输参数信令(TPS)可以为系统提供一个健壮且易于访问的信令机制，并使接收机能够更快地找到DVB-H服务信号。TPS是一种鲁棒性很好的信号，即使在低C/N的情况下，解调器仍然可以快速锁定。DVB-H系统使用两个新的TPS比特来标识时间片，并判断是否存在可选的MPE-FEC。此外，DVB-T中现有的一些* * *比特用于表示4K模式、符号交织深度和小区标识。
4 DVB-H标准的发展趋势
DVB-H将对广播和通信领域产生重大影响。DVB-H服务可以在2005年投入使用。预计2007年手机电视用户数量将达到6543.8+亿，2009年这一数字将增至3亿。DVB-H是从DVB-T继承来的，符合DVB-H标准的数据流只需稍加修改就可以在DVB-T网络上发送。对于采用DVB-T的国家(约50个国家，主要在欧洲)，普及DVB-H的成本相对较低，但对于采用其他地面数字电视传输标准的国家，这个问题需要进一步讨论。在美国，地面数字电视传输标准ATSC采用8-VSB技术，移动性差，需要引入新的技术或标准来推广数字电视。目前，一些公司已经采用DVB-H技术来部署网络。在日本，考虑到功耗、移动性等因素，DVB-H甚至有取代日本ISDB-T标准的趋势。
DVB-H标准主要是为数字电视广播做准备，因此视频压缩技术是最重要的技术之一。广播中的传统视频压缩标准，如MPEG-2，显然不能满足DVB-H的要求。DVB组织的DVB-H成员研究了各种视频压缩格式，其中h . 264(MPEG-4的10部分)是最重要的，参见参考文献[3，4]。目前问题主要集中在H.264的知识产权方面；另一种压缩格式是微软的Win Media9，性能也在逐步提升。但是，太多的选择可能会让手机视频陷入混乱的局面。显然，用户不想面对这些不兼容的平台。预计DVB组织很快会给出最终答案。在国内，能否在最终的数字电视地面传输标准上稍作改动，推出一个适合手机等移动便携设备观看数字电视的标准，值得关注。目前，在手机等移动便携设备上观看数字电视有两种方式:基于移动通信系统和基于数字地面广播。中国联通和中国移动目前推出的手机电视业务属于前者，实际上是移动网络上的流媒体业务。相比较而言，后者具有频谱资源丰富、对用户数量敏感度低的优势，视频流的传输速度和质量与带宽无关，而前者在这些方面明显处于弱势；后者对突发事件和突发事件的容忍度很强，而前者会争夺资源，一旦用户饱和就无法传输。
DVB-H可以保证移动终端在移动环境和低功耗的情况下接收数字电视节目，并能很好地配合3G网络使用。3G网络在完成自身功能的同时，还作为DVB-H网络的反向控制信道，传输视频点播、电视投票、电视浏览、互动游戏等业务信令，提供多种个性化多媒体业务，从而实现两网融合。
5参考文献
[1]吴。CDMA数字蜂窝网络。Xi安:西安电子科技大学出版社，2000年。
胡，人。第三代移动通信系统[M]。北京:人民邮电出版社，2001。
胡·。数字视频压缩及其标准[M]。北京:北京广播学院出版社，1999。
[4]托马斯·韦根。概述
H.264/AVC视频编码标准[J].IEEE视频技术电路与系统汇刊，2003，13(7)。