基于中國(guó)移動(dòng)多媒體廣播的數(shù)字電視接收終端設(shè)計(jì)
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引言
傳統(tǒng)的固定視頻業(yè)務(wù)已經(jīng)難以滿(mǎn)足人們對(duì)信息多元化的需求,具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中國(guó)移動(dòng)多媒體廣播(CMMB:China Mobile Multimedia Broad-casting)網(wǎng)絡(luò)已在建立和完善,可為手機(jī)或者其他便攜式設(shè)備提供接收數(shù)字電視廣播的功能,以滿(mǎn)足用戶(hù)在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、任何狀態(tài)下接收電視節(jié)目的需求。中廣傳播和中國(guó)移動(dòng)已于2010年3宣布在全國(guó)303個(gè)城市正式商用中國(guó)移動(dòng)多媒體廣播手機(jī)電視業(yè)務(wù),這不但使CMMB成為T(mén)D—SCDMA手機(jī)的標(biāo)配,同時(shí)中廣傳播還規(guī)劃在三年內(nèi)將CMMB網(wǎng)絡(luò)覆蓋到全國(guó)地級(jí)城市及百?gòu)?qiáng)縣,城區(qū)內(nèi)覆蓋達(dá)到95%并在重點(diǎn)場(chǎng)所實(shí)現(xiàn)室內(nèi)覆蓋,五年內(nèi)要實(shí)現(xiàn)主要高速公路覆蓋等更高的覆蓋目標(biāo)。因此,市場(chǎng)對(duì)支持CMMB的終端設(shè)備需求量極大,相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈也在如火如茶的發(fā)展,本文針對(duì)移動(dòng)多媒體廣播給出了三種滿(mǎn)足CMMB標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字電視接收終端的設(shè)計(jì)方案。
1 CMMB接收芯片選型
CMMB數(shù)字電視接收終端的組成包括射頻調(diào)諧(Tuner)、視音頻解碼(AVDecoder),CMMB基帶信號(hào)解調(diào)(Demodulator)等部分,其中射頻調(diào)諧部分一般應(yīng)支持UHF和S頻段。CMMB系統(tǒng)整體的規(guī)劃是天地一體的網(wǎng)絡(luò),城市等人口密集區(qū)域的地面覆蓋以在地面建設(shè)UHF頻段的CMMB發(fā)射塔為主,偏遠(yuǎn)地區(qū)則以S頻段衛(wèi)星覆蓋為主,所以,完整的設(shè)計(jì)方案應(yīng)該是同時(shí)支持UHF和S頻段,如果主要針對(duì)城市區(qū)域,可以?xún)H考慮UHF頻段。CMMB移動(dòng)電視核心芯片制造企業(yè)比較有代表性的有創(chuàng)毅視訊、泰合志恒、展訊、Siano、蘇州中科半導(dǎo)體、中科院微電子、瑞芯微、愛(ài)浦多等,這些芯片廠(chǎng)商可提供多種滿(mǎn)足CMMB標(biāo)準(zhǔn)的RFIC,這里選用Siano公司的SMSU8X系列芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視接收終端的設(shè)計(jì)。
Siano的SMS118X系列CMMBRFIC是專(zhuān)門(mén)針對(duì)中國(guó)移動(dòng)電視市場(chǎng)設(shè)計(jì)的。SMS118X同時(shí)支持接收和演示多個(gè)電視頻道,并具備出色的移動(dòng)性能,而且靈敏度高,功耗低(約40mW);同時(shí)支持單芯片天線(xiàn)分集和多種接口,包括SPI、SDIO、TS以及parallel,也可以提供滿(mǎn)足不同客戶(hù)需求的USB、Memory-mapped和FC等接口;可實(shí)現(xiàn)多波段接收,而且支持UHFC470-862MHz)和S波段(2100—2700MHz)兩個(gè)路徑,同時(shí)在支持CMMB標(biāo)準(zhǔn)(S-TiMi)的基礎(chǔ)上,還提供了對(duì)MBBMS的支持。功能上支持畫(huà)中畫(huà)應(yīng)用,并提供完整的MDTV接收軟件方案;并可提供支持所有接口的設(shè)備驅(qū)動(dòng),包括為Microsoft Windows XP,Microsoft Windows Vista,Linux Devicedrivers及Windows Mo-bile等操作系統(tǒng)以及可為主處理器服務(wù)的中間件。由于SMS118X系列芯片還支持單芯片全MRC天線(xiàn)分集接收,因此SMS118X可應(yīng)用于手持媒體播放器、PDA、智能手機(jī)、手持導(dǎo)航設(shè)備(GPS)、筆記本以及MID等終端設(shè)備。
2 CMMB標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字電視接收終端設(shè)計(jì)方案
Siano的CMMB數(shù)字電視接收芯片SMS118X完全滿(mǎn)足CMMB的標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)支持不同的條件接收系統(tǒng)(CAS),包括中國(guó)移動(dòng)的手機(jī)廣播業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)(MBBMS)以及中廣傳播(CBC)的CAS系統(tǒng)。其中SMS1180屬于可實(shí)現(xiàn)全MRC接收的CMMB數(shù)字電視接收芯片;SMS1184屬于支持CA的CM-MB移動(dòng)數(shù)字電視接收芯片,該芯片專(zhuān)為入門(mén)級(jí)消費(fèi)電子類(lèi)設(shè)備設(shè)計(jì);SMS1186支持付費(fèi)電視功能,屬于可實(shí)現(xiàn)全MRC接收的CMMB數(shù)字電視接收芯片。三種芯片集成的系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)30個(gè)頻道的節(jié)目接收,能提供一級(jí)的畫(huà)面質(zhì)量,具有極低的功耗水平以及極佳的接收表現(xiàn),尤其在進(jìn)行室內(nèi)接收時(shí),對(duì)于CMMB信號(hào)的室內(nèi)墻壁阻擋問(wèn)題,Siano已經(jīng)成功地通過(guò)接收芯片中兩個(gè)特別的硬件模塊克服了這一問(wèn)題,其中一個(gè)模塊位于RF調(diào)諧器部分,另一個(gè)位于接收器中的解調(diào)部分,稱(chēng)為FDU,通過(guò)先進(jìn)的自適應(yīng)估計(jì)技術(shù),這兩個(gè)硬件單元可協(xié)同工作,并可實(shí)現(xiàn)非常高的靈敏度和對(duì)墻壁、門(mén)窗等反射面干擾的高寬容度,因此,SMS118X芯片可廣泛應(yīng)用于室內(nèi)接收以及高速移動(dòng)接收。
2.1 全MRC接收的CMMB接收終端
為實(shí)現(xiàn)全MRC接收的CMMB數(shù)字電視接收,本文選用SMS1180芯片來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。SMS1180是一種高度集成的全CMOS單芯片接收器,通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì),可降低地面與衛(wèi)星(多波段)CMMB(S-TiMi)相結(jié)合的應(yīng)用成本,加快項(xiàng)目實(shí)施速度,滿(mǎn)足CMMB的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)需求,還可以通過(guò)不同接口在多個(gè)平臺(tái)上進(jìn)行應(yīng)用。
圖1所示為全MRC接收的CMMB移動(dòng)數(shù)字電視接收設(shè)備組成框圖。該系統(tǒng)由CMMB數(shù)字電視接收芯片SMS1180、基帶處理器、應(yīng)用處理器、蜂窩射頻前端、CPU存儲(chǔ)器、音頻編解碼、SIM卡、相機(jī)模塊、彩色LCD等組成。播送的射頻信號(hào)由SMS1180輸入,可支持單天線(xiàn)接收。SMS1180內(nèi)部集成RF調(diào)諧器和數(shù)字解調(diào)器可將處理的信號(hào)以標(biāo)準(zhǔn)的TS碼流送到處理器中解碼還原。SMS1180與應(yīng)用主處理器之間的連接方式既可以采用串行接口,也可以采用并行接口。SMS1180輸出的信號(hào)是經(jīng)過(guò)解調(diào)及選擇過(guò)的壓縮音頻和視頻數(shù)據(jù)流,將該數(shù)據(jù)送入可進(jìn)行視頻和音頻解壓(如H.264/AVS)和圖形處理的應(yīng)用主處理器中,隨后送入LCD及音頻編解碼模塊中進(jìn)行視頻圖像的顯示和音頻信號(hào)的播放。SMS1180集成的調(diào)諧器和解調(diào)器附有Host-API軟件包,包括各種主流主處理器和操作系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)程序,可選用多種處理器進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
2.2 支持CA的CMMB接收終端設(shè)計(jì)
隨著中廣傳播對(duì)條件接收管理的不斷加強(qiáng),新的、入門(mén)級(jí)的城市地區(qū)應(yīng)用方案是非常必要的,這個(gè)方案僅需支持地面頻率,但對(duì)芯片本身和周邊系統(tǒng)來(lái)說(shuō)都只需要非常低的成本。因此可選用SMS1184來(lái)設(shè)計(jì)支持CA的CMMB移動(dòng)數(shù)字電視接收終端。
SMS1184是一個(gè)高集成度的全CMOS單芯片接收器,專(zhuān)為需要極低成本的CMMB設(shè)備所設(shè)計(jì),可通過(guò)最小的設(shè)計(jì)投入,使得CMMB移動(dòng)數(shù)字電視接收功能被廣泛應(yīng)用于手持和便攜設(shè)備中,例如手機(jī),PDA,便攜式媒體播放器以及PC等。SMS1184具備優(yōu)異的性能表現(xiàn),能夠保證無(wú)論在室外還是室內(nèi)條件下的超強(qiáng)接收。
圖2所示是釆用SMS1184設(shè)計(jì)的支持CA的CMMB移動(dòng)數(shù)字電視接收終端的組成框圖。SMS1184能夠和Nagravision的條件接收SMD芯片實(shí)現(xiàn)直連,并由SMS1184的固件控制SMD以完成整個(gè)的內(nèi)容解擾過(guò)程,從而使主接收器可以得到一個(gè)經(jīng)過(guò)解擾的數(shù)據(jù)流。這樣的設(shè)計(jì)可以使整個(gè)CA過(guò)程及解擾都變的完全透明,并可減少將條件接收集成到產(chǎn)品應(yīng)用過(guò)程中的相關(guān)投入。
2.3 支持付費(fèi)電視功能的CMMB數(shù)字電視接收終端設(shè)計(jì)
SMS1186不但支持CMMB(S-TiMi)數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn),也支持中國(guó)移動(dòng)的MBBMS條件接收及計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。SMS1186具有優(yōu)越的性能,易于集成并極具靈活性,用戶(hù)可以通過(guò)不同的接口實(shí)現(xiàn)這個(gè)方案在多個(gè)平臺(tái)和設(shè)備上的應(yīng)用,因此釆用SMS1186來(lái)進(jìn)行支持付費(fèi)電視功能并實(shí)現(xiàn)全MRC接收的CMMB數(shù)字電視接收終端設(shè)計(jì)。
圖3所示是采用SMS1186設(shè)計(jì)的可支持付費(fèi)電視功能并實(shí)現(xiàn)全MRC接收的CMMB數(shù)字電視接收終端組成框圖,SMS1186集成了RF調(diào)諧器和解調(diào)器,符合中國(guó)移動(dòng)通過(guò)的MBBMS安全模組的要求,其所包含的rootoftrust信息完全支持MBBMS標(biāo)準(zhǔn)。SMS1186還支持內(nèi)容解擾,為支持CMCC網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)和PC、筆記本和上網(wǎng)本提供低成本高安全性的解決方案,而且其USB接口可為基于PC的應(yīng)用產(chǎn)品提供更進(jìn)一步的產(chǎn)品優(yōu)化,同時(shí),SMS1186和SMS1180的引腳完全兼容,這對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)帶來(lái)了極大的便利。SMS1186輸入的是播送的射頻信號(hào),該信號(hào)由天線(xiàn)接收,而輸出的則是解調(diào)的、經(jīng)選擇的壓縮音頻和視頻的數(shù)據(jù)流。該數(shù)據(jù)將被送入可進(jìn)行視頻和音頻解壓(如H.264)和圖形渲染的應(yīng)用主處理器中。與SMS1180一樣,SMS1186也集成了調(diào)諧器和解調(diào)器并附有Host-API軟件包,其中包括各種主流主處理器和操作系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)程序,也可選用多種處理器進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
3 結(jié)語(yǔ)
隨著中廣傳播各項(xiàng)推動(dòng)CMMB市場(chǎng)的舉措的執(zhí)行以及TD-SCDMA+CMMB發(fā)展勢(shì)頭良好,特別是中國(guó)移動(dòng)加速定制TD-SCDMA手機(jī),滿(mǎn)足CMMB標(biāo)準(zhǔn)的各種接收終端的需求將急劇增加,采用SMS118X以及后續(xù)的SMS218X系列芯片以及進(jìn)行設(shè)計(jì)也將是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。