DVB-H標準的全稱為Digital Video Broadcasting Handheld,是DVB組織為通過地面數(shù)字廣播網絡向便攜/手持終端提供多媒體業(yè)務所制定的傳輸標準。該標準被公認為是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(yōu)越。因此,該標準適用于移動電話、手持計算機等小型便攜設備,支持廠家包括Crown Castle Mobile Media、DiBcom、Freescale、Intel、Microtune、三星、Nokia、西門子、O2、S-Communications、Silicon & Software Systems、TI、TTPCom和UDcast等公司。
1、標準概述
制訂DVB-H標準的目的是通過手持接收機接收IP寬帶流媒體圖像數(shù)據(jù),例如MPEG-4流媒體、微軟的WM9等,甚至有些廠家設想通過在目前第二代2G移動通訊網上加入DVB-H來替代第三代移動通訊業(yè)務3G中的視頻業(yè)務,這樣做的投資成本要比采用3G標準的代價低,同樣可以完成3G所要實現(xiàn)的寬帶IP流媒體業(yè)務。目前移動通訊領域的一些領先廠家,例如Nokia、Sony、Panasonic都在DVB-H方面投入大量的研發(fā)財力和人力,Nokia已經在芬蘭和德國實現(xiàn)了DVB-H實驗網,并與現(xiàn)有的GSM網進行了集成。
(1)系統(tǒng)要求
DVB-H是建立在DVB(數(shù)據(jù)廣播)和DVB-T(傳輸)兩個標準之上的標準,但并不是簡單的將數(shù)據(jù)廣播和DVB-T融合在一起,這主要是因為DVB-H標準支持的是手機等小型終端設備,它們的天線更小巧,移動更為靈活。
為了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(jié)省功耗。對于漫游的用戶,當用戶進入新區(qū)域后應仍能非常順利地接收DVB-H業(yè)務。對于室內、室外、步行、乘車等不同的接收方式,傳輸系統(tǒng)應能保證在各種移動速率下順利接收DVB-H業(yè)務。在充斥大量脈沖干擾的環(huán)境中,傳輸系統(tǒng)應能采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(yè)務規(guī)范,系統(tǒng)應能提供足夠的靈活性以滿足不同傳輸帶寬和信道帶寬應用。
(2)標準協(xié)議
在協(xié)議層次劃分方面,網絡層不在DVB-H標準范圍內,標準只實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。數(shù)據(jù)鏈路層采用時間分片技術,用于降低手持終端的平均功耗,便于進行平穩(wěn)、無縫的業(yè)務交換。采用多協(xié)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,同時也能增強抗脈沖干擾的能力。
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(shù)信令(TPS)比特中增加了DVB-H信令,用于提高業(yè)務發(fā)展速度。蜂窩標識在TPS中指示,用于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,提高網絡設計、規(guī)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(huán)境和沖擊噪聲環(huán)境下系統(tǒng)的魯棒性。
(3)網絡結構
同DVB-T一樣,DVB-H也采用單頻網(SFN),對頻率資源進行再用,每個單頻網的半徑大約40公里,內部由多個發(fā)射機和功率增強器覆蓋,發(fā)射機之間采用IP網聯(lián)接,每個發(fā)射機配有一個IP/DVB打包機,采用多協(xié)議封裝格式(MPE),它可以將IP內容、時間切片信息和數(shù)據(jù)節(jié)(SECTION)內的糾錯碼,插入到傳輸流當中,為了節(jié)省單頻網適配器,GPS時鐘信息也可以通過IP/DVB打包機插入到TS流中。
通用地講,DVB-H網絡可以將MPEG-2與基于IP的MPEG-4同時復用傳輸。例如,發(fā)射機A中的情況也可以單獨傳輸基于IP的MPEG-4流媒體(例如發(fā)射機B),但是無論哪一種情況,連接IP環(huán)境和DVB環(huán)境的核心器件是IP/DVB打包機。在傳輸流媒體的IP環(huán)境內,通常還要加入IP流媒體管理器,它的作用是實現(xiàn)多個IP流媒體節(jié)目供應商到多個網絡運營商的不同覆蓋區(qū)域的路由管理、播控管理。
(4) 系統(tǒng)前端
系統(tǒng)前端由DVB-H封裝機和DVB-H調制器構成,DVB-H封裝機負責將IP數(shù)據(jù)封裝成MPEG-2系統(tǒng)傳輸流,DVB-H調制器負責信道編碼和調制;系統(tǒng)終端由DVB-H解調器和DVB-H終端構成,DVB-H解調器負責信道解調、解碼,DVB-H終端負責相關業(yè)務顯示、處理。
目前,DVB標準中支持4種數(shù)據(jù)廣播的方式:數(shù)據(jù)管道、數(shù)據(jù)流、多協(xié)議封裝和數(shù)據(jù)輪播,雖然它們原則上都可以傳送IP數(shù)據(jù),但是DVB-H只使用了多協(xié)議封裝(MPE)方式,這主要是因為數(shù)據(jù)管道和數(shù)據(jù)流兩種方式較少使用,因此沒有考慮,而數(shù)據(jù)輪播方式主要被用于傳送文件和數(shù)據(jù)對象,并不適用于流媒體業(yè)務,且在該方式下很難實現(xiàn)時間分片。與其他三者不同,多協(xié)議封裝技術對數(shù)據(jù)對象和流媒體業(yè)務都具有良好的支持特性,并且還可接受IP以外的其他傳輸協(xié)議,具有更高的靈活性,特別是在該方式下很容易實現(xiàn)時間分片,因此能夠符合DVB-H的技術需求。
2、DVB-H的市場前景
由于便攜式終端的發(fā)展非常迅猛,近幾年來凡是與移動業(yè)務相關的標準都非常令人關注,DVB-H標準更是如此,該標準從起草一開始就成為人們關注的焦點。
DVB-H項目主席Jukka Henriksson宣稱,目前公眾非常渴望能夠在手機上看到電視內容。事實上,由于DVB-H是一種支持多媒體業(yè)務的標準,除了電視業(yè)務外,它還可以開展電子報紙、電子拍賣、旅游向導、游戲、視頻點播和交互等多種綜合性業(yè)務。雖然目前的2.5G和3G等標準也能夠完成這類業(yè)務,但是與DVB-H相比顯然它們都較為昂貴,因此DVB-H為移動運營商和用戶又提供了一種可供選擇的方案,從而使這一領域的競爭更為激烈。尤其是近兩年來,作為DVB-H堅定支持者的Nokia和NEC相繼完成了第一代DVB-H便攜終端的研制,他們認為采用DVB-H技術必能吸引更多的用戶,為手機工業(yè)創(chuàng)造出更多的利潤回報。
(1)廣播電視領域的需求
近年來廣播電視的普及率越來越高,但是這些業(yè)務大都是單向的,不能滿足廣大用戶日益增長的個性化多媒體業(yè)務要求,為此有必要引入交互式多媒體業(yè)務。目前,雖然用戶主要通過電視機來接收每天的電視節(jié)目,但電視節(jié)目的移動接收也開始受到大家的關注,因此廣播公司需要采取合適的方式來實現(xiàn)電視節(jié)目的移動接收。使用DVB-T進行下行鏈路廣播,地面回傳信道數(shù)字視頻廣播(DVB-RCT)作為反饋回路實現(xiàn)交互式多媒體業(yè)務,不失為一種好的解決方案,可以很好地實現(xiàn)固定接收;通過選擇合適的系統(tǒng)參數(shù),它也適合于移動接收。但是,消費者更傾向于在他們日常使用的3G終端上觀看數(shù)字電視節(jié)目,因此上述方案無法為廣播公司吸引大量消費者。
消費者要求廣播公司提供更多的業(yè)務,需要選擇合適的傳輸方式來實現(xiàn)消費者要求的業(yè)務,例如電視廣播,以及給移動用戶提供個性化的多媒體業(yè)務,后者在廣播網絡中很難實現(xiàn),但是移動通信系統(tǒng)可以滿足后者,這就促進了廣播網與蜂窩網的融合,為DVB-H開辟了廣闊的應用空間。
(2)移動通信運領域的需求
3G可以提供多種多樣的交互式多媒體業(yè)務,運營商需要確保這些業(yè)務能夠為他們帶來收益。Internet使許多消費者習慣獲得免費的資源,因此需要創(chuàng)新業(yè)務來鼓勵消費者使用付費內容。業(yè)務的及時性是非常重要的,3G能給用戶提供無論何時何地的快速接入。
從2G角度看,3G的容量似乎非常大,但是從個性化多媒體業(yè)務角度看,3G網絡很快就會變得擁擠不堪。例如,一個3G基站有能力同時給10個用戶傳輸100kbps的視頻流,但是相同的帶寬可以給100個用戶傳遞話音業(yè)務。如果3G基站總是有多余的資源,傳遞視頻流就不會影響3G網絡整體的性能,但是實際情況并非如此。例如,3G用戶使用的一種新視頻業(yè)務,該業(yè)務可以使他們接收他們喜歡的足球隊比賽進球的精彩回放。然而,如果有100萬個用戶購買同一球隊的進球瞬間即時回放業(yè)務,情況就大不相同了。假設100kbps的視頻流長100s,并在1000s內通過10000個基站進行傳遞,這樣每一個基站必須在16-17分鐘內一直以1Mbps的速度進行傳遞,在這段時間內用戶需求將耗盡3G網絡的全部資源。同樣的視頻片斷可以通過廣播網絡傳輸,只使用該同等頻帶寬度網絡1%的資源就可以為這些移動用戶服務,因此DVB-H是一種更為經濟的解決方案。
目前,很多無線公司已經宣布支持DVB-H標準,以便在美國、歐洲以及亞洲市場推出移動數(shù)字電視(DTV)廣播服務,這些公司包括O2等無線運營商;Crown Castle Mobile Media等多種廣播網絡運營商;UDcast等無線基礎設施供應商;Nokia等手機制造商;Silicon & Software Systems Ltd (S3)等軟件協(xié)議棧提供商;以及DiBcom、Freescale、Intel、Microtune、S-Communications、德州儀器(TI)以及TTPCom等半導體廠商。他們及全球眾多其他同行都是DVB-H技術的支持者,共同為移動運營商及廣播公司提供了一個開放環(huán)境,極大推進了遠未開發(fā)但充滿前景的數(shù)字移動電視市場的發(fā)展。
3、典型DVB-H產品及服務
DVB-H是一種開放式的非專利標準,它不僅推動整個無線市場的發(fā)展,促進移動DTV手持終端及服務可更快速、更低廉地推向大眾市場消費者,還能通過目前采用蜂窩網絡的視頻流服務實現(xiàn)更佳的最終用戶體驗,以及減少語音服務的網絡容量。目前,DVB-H得到了業(yè)界眾多廠商的積極響應,如O2等無線運營商,Crown Castle Mobile Media等多種廣播網絡運營商,UDcast等無線基礎設施供應商,Nokia等手機制造商,Silicon & Software Systems Ltd (S3)等軟件協(xié)議棧提供商,以及DiBcom、Freescale、Intel、Microtune、S-Communications、德州儀器(TI)、飛利浦電子(Philips)以及TTPCom等半導體。
DVB-H將對廣播和通信領域產生重大影響。DVB-H業(yè)務2005年投入使用,2007年手機電視用戶估計在1億以上,而到2009年這個數(shù)字將增長到3億。由于DVB-H標準主要是為數(shù)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(tǒng)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),目前問題主要集中于H.264的知識產權上;另一個壓縮格式是微軟的WinMedia9,它的性能正在逐步提高,預計DVB組織很快將給出最后的答案。
在美國,ATSC地面數(shù)字電視傳輸標準采用8-VSB技術,移動性較差,需要引入新的技術或標準來推廣數(shù)字電視,因此美國方面基于DVB-H規(guī)格的實用化進程進展順利。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。目前,可收看電視節(jié)目的手機已經批量上市,用戶可以采用內置硬盤錄制電視節(jié)目,同時也可以保存自己喜歡的視頻文件,體驗立體聲的音質效果。
進一步信息,請訪問http://www.dvb.org,或EBU技術報道http://www.ebu.ch/trev_home.html。