DVB-H

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DVB-H(Digital Video Broadcasting Handheld)

　　DVB-H（早期為DVB-X）標準全稱為Digital Video Broadcasting Handheld，它是DVB組織為通過地面數字廣播網路向便攜/手持終端提供多媒體業務所制定的傳輸標準。該標準被認為是DVB-T標準的擴展應用，但是和DVB-T相比，DVB-H終端具有更低的功耗，移動接收和抗干擾性能更為優越，因此該標準適用於行動電話、手持電腦等小型便攜設備通過地面數字電視廣播網路接收信號。簡而言之，DVB-H標準就是依托目前DVB-T傳輸系統，通過增加一定的附加功能和改進技術使手機等便攜設備能夠穩定的接收廣播電視信號。

　　一個DVB-H系統前端由DVB-H封裝器和DVB-H調製器構成，DVB-H封裝器負責將IP數據封裝成MPEG-2系統傳輸流(TS)，DVB-H調製器負責通道編碼和調製；系統終端由DVB-H解調器和DVB-H終端構成，DVB-H解調器負責通道解調、解碼，DVB-H終端負責相關業務顯示、處理。

　　1.系統要求

　　由於移動終端採用電池供電，為提高電池的使用時間，終端應能夠周期地關掉一部分接收電路以節省功耗。

　　對於漫游的用戶，當用戶進入新區域後應仍能非常順利地接收DVB-H業務。

　　對於室內、室外、步行、乘車等不同的接收方式，傳輸系統應能保證在各種移動速率下順利接收DVB-H業務。

　　在充斥大量脈衝干擾的環境中，傳輸系統應能採取有效的措施減少該類干擾帶來的影響。

　　DVB-H作為手持終端的通用業務規範，系統應能提供足夠的靈活性以滿足不同傳輸帶寬和通道帶寬應用。

　　2.協議層次劃分

　　網路層不在DVB-H標準範圍內，標準只實現數據鏈路層和物理層。

　　數據鏈路層採用時間分片技術，用於降低手持終端的平均功耗，便於進行平穩、無縫的業務交換。採用多協議封裝(MPE)前向糾錯技術，可以提高移動使用中的信噪比(C/N)門限和多普勒性能，同時也能增強抗脈衝干擾的能力。

　　物理層在DVB-T的基礎上進行補充，增加了4K傳輸模式和深度符號交織等內容，除原有DVB-T的技術特點外，在傳輸參數信令(TPS)比特中增加了DVB-H信令，用於提高業務發展速度。蜂窩標識在TPS中指示，用於支持移動接收時的快速信號掃描和頻率交換。增加4K模式可以適應移動接收特性和單頻網蜂窩的大小，提高網路設計、規劃的靈活性。2K和4K模式進行深度符號交織，可以進一步提高在移動環境和衝擊雜訊環境下系統的魯棒性。

　　DVB-H技術是DVB和DVB-T兩種技術的融合，但是如果僅僅依靠上述兩種技術是不能完全解決DVB-H所面臨的問題的。例如，雖然DVB-T已經被證明在固定、移動、便攜接收等方面具有非常出眾的性能，但是對於手持設備而言還需要進行進一步的改進，如功耗、蜂窩移動下的性能、網路設計等方面。為此DVB-H增加了新的技術模塊，它們主要包括：

　　1.時間分片

　　時間分片技術採用突發方式傳送數據，每個突發時間片傳送一個業務，在業務傳送時間片內該業務將單獨占有全部數據帶寬，並指出下一個相同業務時間片產生的時刻。這樣手持終端能夠在指定的時刻接收選定的業務，在業務空閑時間做節能處理，從而降低總的平均功耗。當然，這期間前端發射機是一直工作的，在相同業務的兩個時間片之間將會傳送其他業務數據，DVB-H信號就是由許多這樣的時間片組成的。從接收機的角度而言，接收到的業務數據並非是如傳統恆定速率的連續方式，數據以離散的方式間隔到達，因此稱之為突發傳送。如果解碼終端要求數據速率較低但必須是恆定碼率，接收機可以對接收到的突發數據首先進行緩衝，然後生成速率不變的數據流。突髮帶寬一般為固定帶寬的10倍左右。突髮帶寬在固定帶寬兩倍的情況下功耗就可以節省50%，因此如果帶寬為10倍，可以節省90%。

　　2.多協議封裝-前向糾錯

　　DVB-H標準在數據鏈路層為IP數據報增加了里德·所羅門(RS)糾錯編碼，作為MPE的前向糾錯編碼，校驗信息將在指定的前向糾錯(FEC)段中傳送，我們稱之為多協議封裝-前向糾錯(MPE-FEC)。MPE-FEC的目標是提高移動通道中的C/N、多普勒性能以及抗脈衝干擾能力。

　　實驗證明即使在非常糟糕的接收環境中，適當地使用MPE-FEC仍可以準確無誤地恢復出IP數據。MPE-FEC的數據開銷分配非常靈活，在其他傳輸參數不變的情況下，如果校驗開銷提高到25%，則MPE-FEC能夠使手持終端達到和使用天線分集接收時相同的C/N。DVB-H採用基於IP的數據廣播方式。

　　3.4K模式和深度符號交織

　　DVB-H標準在DVB-T原有的2K和8K模式下增加了4K模式，通過協調移動接收性能和單頻網規模進一步提高網路設計的靈活性。同時，為進一步提高移動時2K和4K模式的抗脈衝干擾性能，DVB-H標準特為兩者引入了深度符號交織技術。在DVB-T系統中，2K模式可比8K模式提供更好的移動接收性能，但是2K模式的符號周期和保護間隔非常短，使得2K模式僅僅適用於小型單頻網。新增加的4K模式符號具有較長的周期和保護間隔，能夠建造中型單頻網，網路設計者能夠更好地進行網路優化，提高頻譜效率。雖然這種優化不如8K模式的效率高，但是4K模式比8K模式的符號周期短，能夠更頻繁地進行通道估計，提供一個比8K更好的移動性能。總之，4K模式的性能介於2K和8K模式之間，為覆蓋範圍、頻譜效率和移動接收性能的權衡提供一個額外的選項。

　　4.傳輸參數信令

　　DVB-H的傳輸參數信令(TPS)能夠為系統供一個魯棒性好、容易訪問的信令機制，能使接收機更快地發現DVB-H業務信號。TPS是一個具有良好魯棒性的信號，即使在低C/N的條件下，解調器仍能快速將其鎖定。DVB-H系統使用兩個新的TPS比特來標識時間片和判斷可選的MPE-FEC是否存在，另外用DVB-T中已存在的一些共用比特表示4K模式、符號交織深度和蜂窩標識。

　　DVB-H將對廣播和通信領域產生重大影響。DVB-H業務2005年可以投入使用，預計到2007年手機電視用戶將達到1億，而到2009年這個數字將增長到3億。DVB-H繼承於DVB-T，在DVB-T網路上只要做很小的修改就可以發送符合DVB-H標準的數據流。對採用DVB-T的國家(約有50多個國家，主要集中在歐洲)來說，推廣DVB-H的代價相對較低，但是對於採用其他地面數字電視傳輸標準的國家，這個問題就需要做進一步的探討。在美國，地面數字電視傳輸標準ATSC採用8-VSB技術，移動性較差，需要引入新的技術或標準來推廣數字電視，目前已有公司採用DVB-H技術布網；在日本，考慮到功耗、移動性等因素，DVB-H甚至有取代日本本土ISDB-T標準的趨勢。

　　DVB-H標準主要是為數字電視廣播做準備，因此視頻壓縮技術是其中極其重要的技術，廣播中傳統的視頻壓縮標準，如MPEG-2，顯然不能滿足DVB-H的需求。DVB組織的DVB-H成員考查了多種視頻壓縮格式，其中最為看重的是H.264(即MPEG-4的第10部分)，目前問題主要集中於H.264的知識產權上；另一個壓縮格式是微軟的Win Media9，它的性能正在逐步提高。但是過多的選擇可能會使移動視頻陷於混亂的局面，顯然用戶不希望面對這些彼此不兼容的平臺，預計DVB組織很快將給出最後的答案。在中國，能否在最終確定的數字電視地面傳輸標準上做微小的改動，推出適合手機等移動便攜設備收看數字電視的標準，值得關註。目前在手機等移動便攜設備上收看數字電視的實現方案有兩種：基於移動通信系統、基於數字地面廣播。中國聯通和中國移動目前推出的手機電視業務屬於前者，實際上是一種移動網路上的流媒體業務。比較而言，後者的優勢在於頻譜資源豐富，對用戶數量敏感度低，視頻流傳輸速度及質量與帶寬無關，而前者在這些方面明顯處於弱勢；後者對突發及應急事件承受能力強，而前者則會爭奪資源，一旦用戶飽和就不能傳送。

　　DVB-H可以保證移動終端在移動環境和微功耗條件下接收數字電視節目，可以很好地和3G網路配合使用。3G網路除完成它自身的功能外，還充當DVB-H網路的反向控制通道，傳輸諸如視頻點播、電視投票、電視瀏覽、互動式游戲等業務信令，提供多種個性化的多媒體業務，從而實現兩種網路的融合。