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)

引言

傳統(tǒng)的固定視頻業(yè)務(wù)已經(jīng)難以滿足人們對(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，以滿足用戶在任何時(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，這些芯片廠商可提供多種滿足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)支持單芯片天線分集和多種接口，包括SPI、SDIO、TS以及parallel,也可以提供滿足不同客戶需求的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。