DVB-H移動數字電視手機設計測試

手機電視分為3種，一種是基于模擬電視廣播網的方案，另一種是基于移動通信網的技術方案，還有一種是基于數字廣播網的方案。第一種方案是在手機上加上模擬電視模塊來接收模擬電視廣播節目，由于效果不盡人意，不易被消費者接受。基于移動通信網的方案又分為基于2.5G移動通信網的單播方案和基于3G移動通信網的多播方案。單播方案使用3GPP標準視頻格式，通過流媒體服務器提供點播、直播、輪播服務，如中國移動和中國聯通的WAP門戶。多播方案如美國高通公司的MediaFLO，該方案通過計算移動網的負載，進行合理網絡調度，控制媒體節目的播放時間和節目傳輸方式。基于數字電視廣播網的手機電視有3大標準：歐洲的DVB-H(Digital Video Broadcasting-Handheld)、日本的ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial)和韓國的T-DMB(Terrestrial-Digital Multimedia Broadcasting)。中國的國家標準目前還沒有正式頒布。

目前，T-DMB在韓國已經開通運營，已有超過30萬的用戶。北京、廣東和上海已經在建T-DMB實驗網。DVB-H在幾個歐洲國家也開始運營。本文討論的是基于數字電視廣播網手機電視的方案，由TI的DM275，HOLLYWOOD DTV1OOx及TSC2110手機平臺組成的移動數字電視手機方案，本方案正在開發過程中。

移動數字電視手機設計方案

移動數字電視手機包含兩個分系統：DVB-H移動數字電視分系統和GSM/GPRS通信分系統，如圖1所示。兩個分系統以應用處理器為主機，控制DVB-H移動數字電視接收器和GSM/GPRS通信模塊。

圖1　移動數字電視手機方框圖

移動數字電視分系統

移動數字電視系統由包含調諧器、解調器的移動數字電視接收器和應用處理器兩部分組成，如圖2所示。
圖2　數字電視模塊功能方框圖

移動數字電視接收器的輸入是來自于天線的射頻廣播信號，其輸出是MPEG-2傳輸碼流(TS)或IP數據包。它們再輸入到應用處理器進行視頻和音頻的解壓縮，并在LCD上進行顯示。移動數字電視接收器與應用處理器(TI DM275)接口上的數據通信分為兩類：(1)控制與狀態交換。應用處理器對接收器啟動程序下載、配置；接收器對應用處理器進行運行信息和狀態的報告。(2)數據流。傳送要解碼的信道信號，包括從接收器輸送給應用處理器的數字視頻、數字語音和數據。上面兩類數據在一個物理接口或兩個物理接口上傳送。物理接口模式有3種，如表1所列。

表1　物理接口模式

下面討論接收器與應用處理器的SDIO接口方式，如圖3所示。

圖3　接收器以4位數據線SDIO接口方式

SDIO接口模式時，控制和狀態報告及數據流都是通過SDIO來交換的，分為4位和1位數據接口模式，如表2所列。

表2　SDIO接口模式

DM275上集成的DSP內核為TMS320C54x，CPU內核為ARM7TDMI。DM275是支持H.264／MPEG-4 AVC(以下簡稱H.264)編解碼處理的便攜終端DSP，特點是集成負責MPEG-2傳輸碼流分離處理的專用電路。

DM275是TI的TMS320DM270后續產品。內含102MHz TMS320C54x DSP處理器和88MHz ARM7TDMI微控制器雙核結構。增加了分離MPEG-2傳輸碼流的處理電路，還使得負責部分影像數據解碼處理的專用電路iMX也支持H.264解碼處理。

DM275的編解碼處理能力如下：(1)編碼處理。MPEG-4Simple Profile：640×480像素，30幀/s；MPEG-4 Advanced Simple Profile：320×480像素，30幀/s。(2)解碼處理。H.264：352×288像素，30幀/s；MPEG-4 Advanced Simple Profile：720×480像素，30幀/s；MPEG-2：720×480像素，30幀/s；DivX：720×480像素，30幀/s；WMV(Windows Media Video)9：720×480像素，30幀/s。

DM275具有多種外部接口：USB、UART、MMC/SD、SPI、SDRAM、LCD。可以直接帶CCD或CMOS攝像頭。由于DM275靈活的編程特性和很強的信號處理能力，可以適應各種制式的移動電視標準的需要，適合移動電視多媒體手機的應用。

GSM/GPRS通信分系統

GSM/GPRS通信分系統由射頻、基帶構成，基帶又由模擬基帶和數字基帶構成。基帶還要控制外圍電路，包括SIM卡、鍵盤、閃存、SRAM。電源管理、充電管理、語音的輸入輸出等也是由基帶控制。本模塊基于TEXAS INSTRUMENTS的TSC2110平臺。TI的手機平臺是世界上使用最為廣泛的手機平臺，北京首信股份有限公司在TI的手機平臺上研發手機有超過5年的歷史，具有豐富的TI平臺開發經驗。因此，選用TSC2110能夠快速地集成移動數字電視手機。

GSM/GPRS通信分系統與移動數字電視分系統的連接

GSM/GPRS通信分系統和移動數字電視分系統之間的連接方式如圖4所示，是將GSM/GPRS的數字基帶與移動數字電視應用處理器通過16位并行數據線和17位并行地址線相連。DM275工作在外部主處理模式，GSM/GPRS數字基帶通過外部主CPU接口訪問DM275。DM275能夠工作在旁路模式，對DM275停止供電，GSM/GPRS數字基帶可以直接驅動LCD顯示，減小待機功耗。

圖4　GSM/GPRS通信分系統與移動數字電視分系統的連接圖

移動數字電視測試方案

移動數字電視手機的測試，包括GSM/GPRS通信功能的測試和DVB-H數字電視功能的測試。GSM/GPRS通信功能的測試方案非常成熟，這里僅討論DVB-H電視功能測試。MDTV的測試包括工作驗證和性能驗證。工作驗證是指在理想條件下的信號的完整接收；性能驗證是指在DVB-H終端的信號接收能力。

DVB-H/T工作驗證基本要求

(1)播送1個電視節目的DVB-H/T信號；(2)完全MPE FEC；(3)時間分片(TIME SLICING)；(4)支持PSI/SI；(5)工作在UHF頻段。對于性能驗證則還需要支持VHF和L波段及插入衰減。

DVB-H/T工作驗證簡單裝置

在DVB-H/T工作驗證的簡單裝置中，所有數據錄好存在計算機中，并傳送到提供射頻信號的調制器中，這個裝置可以與發送內容毫無關系地來評估DVB-H/T接收器。裝置如圖5所示。

圖5　DVB-H/T工作驗證簡單裝置

筆記本電腦存儲錄好的數據流，并通過USB送到調制器。有兩種結構的錄制數據流：(1)為DVB-T錄制的數據流。格式為MPEG-2的視頻音頻流封裝到MPEG-2傳輸碼流文件中，這個文件包含PSI/SI表。(2)為DVB-H錄制的數據流。H.264視頻和AAC音頻格式封裝到MPEG-2的傳輸碼流文件中，也包含PSI/SI表。

DVB-T/H射頻調制器將DVB異步比特流轉化為射頻信號，它執行下列功能：上變頻，調制，整個DVB-H/T物理層參數的全面控制。建議使用Enensys的NN6-1161調制器。

被評估的DVB-H/T接收器通過USB或SDIO，SPI與計算機或嵌入式平臺連接。計算機起兩個作用：接收多媒體流并播放；診斷檢索和DVB-H/T接收器的監控。安裝在計算機上的軟件包可以播放內容并檢索診斷。軟件包還容許用戶監視和控制下列參數：射頻調諧器參數(頻率、增益等)；解調器控制參數(如FFT模式、保護間隔等)；DVB-H/T連接層(MPE-FEC)參數(如BURST大小、時間片長度等)。

DVB-H/T工作驗證的高級裝置

DVB-H/T工作驗證的高級裝置如圖6所示。筆記本電腦存儲錄好的數據流并通過網絡連接輸出。數據流以H.264格式記錄并通過RTP/UDP發送。IP封包器(IPE)將IP流轉化為DVB異步比特流。執行下列任務：多協議封包，節包裝，時間分片，PSI/SI插入。IP封包器建議使用DataPlanet的DP14502。

圖6　DVB-H/T工作驗證高級裝置

DVB-T/H射頻調制器將DVB異步比特流轉化為射頻信號，它執行下列功能：上變頻，調制，整個DVB-H/T物理層參數的全面控制。建議使用Enensys的NN6-1161調制器。

DVB-H/T的性能驗證裝置

這個裝置使用RS的廣播測試系統SFU，如圖7所示。這個裝置還可以用做控制與空中接口直接相關的信道參數的高級平臺，這些參數有輸出電平、衰減、射頻頻率掃描、衰落影響、加性噪聲等。

圖7　DVB-H/T的性能驗證裝置

RS的廣播測試系統提供完整的DVB-H/T信號，包括可以配置不同的播送模式和調制參數。測試系統輸出的射頻信號可以直接輸入到DVB-H接收器或者傳送到空中。DVB-H接收器輸出的傳輸碼流回送到廣播測試系統，比較發送和接收的數據以獲得中間條件下的DVB-H接收器性能。這個裝置主要用于測信道衰減條件下的解碼信號質量，也就是提供評價驗證DVB-H接收器的性能手段。