目前，DVB标准中支持4种数据广播的方式：数据管道、数据流、多协议封装和数据轮播，虽然它们原则上都可以传送IP数据，但是DVB-H只使用了多协议封装(MPE)方式，这主要是因为数据管道和数据流两种方式较少使用，因此没有考虑，而数据轮播方式主要被用于传送文件和数据对象，并不适用于流媒体业务，且在该方式下很难实现时间分片。与其他三者不同，多协议封装技术对数据对象和流媒体业务都具有良好的支持特性，并且还可接受IP以外的其他传输协议，具有更高的灵活性，特别是在该方式下很容易实现时间分片，因此能够符合DVB-H的技术需求。

三、DVB-H关键新技术

　　DVB-H虽然是DVB数据广播和DVB-T两种技术的融合，但是如果仅仅依靠上述两种技术是不能完全解决DVB-H所面临的问题。例如，虽然DVB-T已经被证明在固定、移动、便携接收等方面具有非常出众的性能，但是对于手持设备而言还需要进行进一步的改进，这是因为：

　　(1)DVB-H终端采用电池进行供电，因此要求射频接收和信道解调、解码部分的功耗小于100mW，而DVB-T计划2007年才能将该指标降到600mW，显然二者要求相距甚远。

　　(2)由于蜂窝环境下的信道状况多变，因此DVB-T要在以下3个方面进行改进：移动信道的C/N、移动信道的多普勒效应和抗脉冲干扰能力。

　　(3)由于DVB-H终端在网络内移动时接收天线小巧且单一，因此对于大、中型单频网要有优化设计考虑。

　　为了解决上述问题此，DVB-H增加了一些新的技术模块，它们主要包括：时间分片——基于时分复用技术，用于节省接收终端功耗和便于网络交换；MPE-FEC——基于RS纠错编码技术，为MPE增加额外的前向纠错编码，用于提高系统的移动和抗脉冲干扰能力；4K模式——在DVB-T的2K、8K传输模式基础上增加4K模式，用于提高网络设计的灵活性；DVB-H TPS（传输参数信令）——为DVB-H设计专用的传输参数信令，用于提高系统同步和业务访问速度。

　　1、时间分片

　　时间分片技术是DVB-H中最为重要的新技术模块，它不但能够有效降低手持终端的平均功耗，并且还是不同网络间实现平稳、无缝业务交换的基础。

　　时间分片技术采用突发方式传送数据，每个突发时间片传送一个业务，在业务传送时间片内该业务将单独占有全部数据带宽，并指出下一个相同业务时间片产生的时刻，这样手持终端能够在指定的时刻接收选定的业务，在业务空闲时间做节能处理，从而降低总的平均功耗。当然，这期间前端放射机是一直工作的，在相同业务的两个时间片之间将会传送其他业务数据，DVB-H信号就是由这样许多的时间片组成的。从接收机的角度而言，接收到的业务数据并非是如传统恒定速率的连续输入方式，数据以离散的方式间隔到达，因此称之为突发传送，如果解码终端要求数据速率较低但必须是恒定码率，接收机可以对接收到的突发数据首先进行缓冲，然后生成速率不变的数据流。

　　(1)时间分片与功耗

　　时间分片技术采用突发方式传送数据，与传统数据流业务相比具有更高的瞬时速率。为了达到节省功耗的要求，突发带宽一般为固定带宽的10倍左右。例如一个恒定速率为350kbit/s的业务流，它意味着要求一个4Mbit/s左右的突发带宽。注意，突发带宽在固定带宽两倍的情况下功耗就可以节省50%，因此如果带宽为10倍，可以节省90%。

　　(2)时间分片与PSI/SI

　　DVB-H标准规定PSI/SI信息不进行时间分片处理，它们将被分配一个固定带宽进行传送，这主要是因为目前使用的PSI/SI信息并不支持时间分片传送，如果进行改动将难以和目前数据表兼容，此外移动手持终端不也要求PSI/SI被时间分片。

　　手持终端在DVB-H系统中需访问SI中的NIT和INT表。NIT表的内容是固定的，当手持终端加入到一个新网络中时首先要接收该表，确定网络参数。当在不同的传输流之间切换时，手持终端需读取INT表，除非以后INT表发生了变更，否则终端将不再接收INT表，INT表变更信息在PSI的PMT表中进行标识。

　　由于DVB标准规定PSI信息必须每隔100ms重传一次，如果突发脉冲的业务传送时间比100ms时间长，则手持终端能够在接收业务的同时访问所有PSI信息；如果业务传送时间小于100ms，手持终端需在业务接收完毕后继续保持一段工作时间，以确保完成所请求PSI表的接收。

　　(3)时间分片与业务交换

　　采用时间分片技术使手持终端能够在业务传送空闲周期对相邻蜂窝进行监视，扫描其他频率信号、测试信号强度，但并不中断本业务的接收。那幺当用户进入新的网络时，手持终端根据监视结果在空闲周期切换到具有相同业务的不同传输流上，从而实现准最优、无缝业务交换。如果我们在前端对业务同步精确编排，完全能够使相同业务及时出现在相邻峰窝的不同时隙上，而用户不会察觉这种变化。注意在单频网情况下，只有终端处于不同网络时才进行业务交换，对于单频网内所有发射机而言被认为是同一峰窝。

　　此时，需要考虑的问题是这种监视工作必定会影响降低功耗要求，实际上如果将这种影响限制在一个可接受的量级，例如监测某个单一频率信号强度的时间不超过20ms，并且用智能预测等方式降低需监测信号的数量，就可以满足DVB-H系统的要求。

　　(4)时间片和条件接收

　　DVB-H可采用两种方式实现条件接收，一种是基于IP的条件接收系统(IP-CAS)。所有的CAS相关信息都在IP数据中，并可以支持时间分片技术，确保节省功耗。注意，DVB-H标准不须支持CAS和接收机间的双向传送，IP-CAS的只须支持广播环境即可。

　　另一种方式是采用DVB通用加扰算法的条件接受系统(DVB-CAS)，此时在DVB-H系统通中传送CAS信息将面临一些问题。由于DVB-CAS使用ECM传送解扰密钥，因此ECM不能进行时间分片，另外DVB-CAS还使用EMM，用于传送授权管理信息，由于EMM的时间间隔是随机的，终端必须一直工作以确保不会丢失EMM，并且直接使用DVB-CAS将影响网络漫游业务。

　　为确保解扰工作的进行，接收机必须完成ECM接收，系统通过ECM重复率描述符(ECM repetition rate descriptor)标识ECM最小重复周期。如果手持终端在开始接收业务数据前至少完成了一个ECM最小周期接收，则至少能收到一个ECM，从而获取解扰密钥。通常解扰密钥的有效时间为10s，为此接收机必须确保在业务数据到达前10s完成解扰密钥接收。

　　EMM将采用时间片方式传送。首先将EMM封装为IP数据报形式，封装后EMM-IP 数据的时间分片方式与其他的IP数据相同，并采用MPE-FEC以减少数据丢失。从接收终端的角度来看，载有EMM的IP数据是一个附加业务，它是必须被接收的，恢复出的EMM-IP数据将被传送到DVB-CAS特定的模块对EMM信息处理。

　　通过上述方式处理后，DVB-CAS不会对用户漫游造成任何影响。

　　2、MPE-FEC

　　DVB-H标准在数据链路层为IP数据报增加了RS(Reed-Solomon)纠错编码，作为MPE的前向纠错编码，校验信息将在指定的FEC段中传送，我们称之为MPE-FEC。MPE-FEC的目标是提高移动信道中的C/N、多普勒性能以及抗脉冲干扰能力。注意，该部分内容在标准中不是强制的，因此没有MPE-FEC功能的接收终端可以简单地略过FEC段完成业务接收。

　　实验证明即使在非常糟糕的接收环境中，适当的使用MPE-FEC仍可以准确无误恢复出IP数据。MPE-FEC的数据开销分配非常灵活，在其它传输参数不变的情况下，如果校验开销提高到25%，则MPE-FEC能够使手持终端达到和使用天线分集接收时相同的C/N。实际上，我们可以通过选定一个高配置的传输参数提高传输码率来补偿MPE-FEC的开销，而它将提供比DVB-T(没有MPE-FEC)好得多的性能，例如在高速、单一天线的情况下，采用MPE-FEC的手持终端能够在DVB-T环境下接收8K/16-QAM甚至是8K/64-QAM信号，此外MPE-FEC提供非常好的抗脉冲干扰能力。

　　MPE-FEC帧被安排在一个255列的矩阵中，行的数量是可变化的，行数可以从1变化到一个定值，该值在time slice fec identifier descriptor描述符中标识，最大为1024，因此最大的MPE-FEC帧占用2M比特。

　　矩阵中的每个位置控制一个信息字节，MPEF-FEC靠左边的191个列用于IP数据报和内容填充，称为应用数据表；靠右边的64个列用于描述FEC码的校验信息，称为RS数据表；我们将这种RS编码称为RS(255,191)。

　　功耗也是我们需要考查的目标，MPE-FEC在0.13µm工艺下消耗2mW功率，在0.18µm工艺下消耗1mW，事实上由于该模块工作的时间很短，其平均功耗甚至可以忽略不计。

　　3、4K模式和深度符号交织

　　DVB-H标准在DVB-T原有的2K(2048)和8K(8192)模式下增加了4K(4096)模式，通过协调移动接收性能和单频网规模进一步提高网络设计的灵活性。同时，为进一步提高移动时2K和4K模式的抗脉冲干性能，DVB-H标准特为二者引入了深度符号交织(in-depth interleaving)技术。

　　在DVB-T系统中，2K模式比8K模式提供更好的移动接收性能，但是2K模式的符号周期和保护间隔非常短，使得2K模式仅仅适用于小型单频网。新增加的4K模式符号具有较长的周期和保护间隔，能够建造中型单频网，网络设计者能够更好地进行网络优化，提高频谱效率，虽然这种优化不如8K模式的效率高，但是4K模式比8K模式的符号周期短，能够更频繁的进行信道估计，提供一个比8K更好的移动性能。总之，4K模式的性能介于2K和8K之间，为覆盖范围、频谱效率和移动接收性能的权衡提供了一个额外的选项。

　　DVB-H中3种模式关于单频网峰窝规模和移动接收性能的特点可总结如下：

　　(1)8K模式适用于单个发射机和大、中、小型单频网，它的多普勒性能允许进行高速的移动接收。

　　(2)4K模式适用于单个放射机和中、小型单频网，它的多普勒性能允许进行更高速的移动接收。

　　(3)2K模式适用于单个放射机和小型单频网，它的多普勒性能允许进行超高速的移动接收。

　　在脉冲噪声干扰条件下，由于8K模式的符号周期较长，噪声功率被平均分配到8192个子载波上，因此比2K和4K具有更好的抗干扰性能。DVB-H标准为克服这一缺点，利用8K符号的交织器对2K和4K进行深度符号交织，使二者能够具有接近8K模式的抗脉冲干扰性能。

　　虽然4K模式和深度符号交织器处在物理层，但这并不意味着要对DVB-T设备过多改造，事实上一个典型的DVB-T移动解调器(8K)已经具有足够的RAM和逻辑控制单元。此外，4K模式的发射频谱与2K和8K模式非常相似，预计不需要对发射机的滤波器进行改造。

　　4、DVB-H TPS 

　　DVB-H TPS（传输参数信令)能够为系统供一个鲁棒、易访问的信令机制，能使接收机更快地发现DVB-H业务。TPS是一个具有良好鲁棒性的信号，即使在低C/N地条件下，解调器仍能快速将其锁定。DVB-H系统使用两个新TPS比特标识时间片和可选的MPE-FEC是否存在，另外用DVB-T中已存在的一些共享比特表示4K模式、符号交织深度和蜂窝标识。

四、典型DVB-H产品及服务

　　DVB-H是一种开放式的非专利标准，它不仅推动整个无线市场的发展，促进移动DTV手持终端及服务可更快速、更低廉地推向大众市场消费者，还能通过目前采用蜂窝网络的视频流服务实现更佳的最终用户体验，以及减少语音服务的网络容量。目前，DVB-H得到了业界众多厂商的积极响应，如O2等无线运营商，Crown Castle Mobile Media等多种广播网络运营商，UDcast等无线基础设施供应商，Nokia等手机制造商，Silicon & Software Systems Ltd (S3)等软件协议栈提供商，以及DiBcom、Freescale、Intel、Microtune、S-Communications、德州仪器(TI)、飞利浦电子(Philips)以及TTPCom等半导体。

　　1、诺基亚Nokia 7710电视手机

　　2005年5月11日，全球手机业巨头诺基亚在芬兰向外界公布了自行开发的Nokia 7710电视手机技术细节，从而方便服务提供商为用户提供可在手机上播放的多样电视节目。

　　诺基亚手机电视服务体系包括手机终端、服务商和网络，该体系所采用的标准得到了欧洲电信标准协会ETSI的批准。诺基亚认为，手机电视在家庭和工作场所也很受欢迎，其中最受关注的节目包括新闻、天气、体育赛事、当前时事和娱乐资讯。　

　　2、三星具有DVB-H电视功能的CDMA手机  

　　韩国三星电子2005年3月14日在“CTIA Wireless 2005”上展示了具有DVB-H电视功能的CDMA手机。三星2004年已经展示过在GSM/GPRS手机中嵌入DVB-H接收模块的手机。

　　该手机是在CDMA手机中嵌入DVB-H接收模块的样机，支持以H.264格式编码的视频数据，能够以30帧/秒的速率播放QVGA格式影像；将液晶屏转动90度后，可在长方形画面上收看电视节目，该手机配备有130万像素相机。除此之外，该设计还配备了美国SanDisk公司TransFlash存储卡接口和蓝牙无线接口，内置DVB-H模块支持UHF和1.67GHz两个频段。

　　3、西门子通信公司支持DVB-H标准的手机

　　在CeBIT2005期间，德国西门子通信(Siemens Communications)公司展示了支持DVB-H标准的手机样机，首次进行DVB-H电视信号的接收演示。

　　该公司为进行演示专门设置了试验电视台，在实际接收DVB-H电视信号后播放电视节目。预计服务将于2006年中期到2007年推出。此次演示使用的是采用H.264/MPEG-4 AVC规格进行编码的影像内容，帧速率为25帧/秒，编码速度为250Kbps，可连续收看2小时。样机配备了VGA(640×480像素)液晶面板，在其600×400像素的区间播放影像内容。

　　4、DiBcom首推DIB7000移动电视解调芯片

　　法国无晶圆厂半导体公司DiBcom公司于2005年2月18日推出了面向移动电视解调应用、符合DVB-H规范的工作硅片(working silicon)。这款芯片的设计用于接收广播信号，使移动电话用户能观看从基于DVB-H及DVB-T规范的新数字电视基础设施发射的地面DTV实况广播。

　　DiBcom的芯片在PDA中以独立的DVB-H解调芯片亮相，与飞思卡尔半导体开发的DTV地面调谐器IC及单独的多媒体解码处理器相集成。DiBcom的电视芯片工作于DVB-H模式时功率小于20mW，能以每小时250km的速度连续接收。芯片封装尺寸为8×8mm。

　　DIB7000芯片能解调DVB-H和DVB-T广播信号，是该公司第三代DTV芯片，并已被Crown Castle公司用于技术试验。

　　5、飞利浦系列手机电视解决方案

　　皇家飞利浦电子(Philips)2005年陆续推出了一系列手机电视系统级封装解决方案。该解决方案采用DVB-H标准的新产品，在仅指甲般大小的空间中提供数字电视接收器所具备的完整功能，使消费者能在行动中享受实况电视、影像、电影，以及音乐欣赏的乐趣。

　　飞利浦将在2005年第二季推出小型系统机板，以协助手机厂商顺利参与下一阶段的DVB-H测试项目。其后将推出空间更节省、功耗更低的完全系统级封装(SiP)DVB-H产品，可提供消费者在手机上连续观看电视10小时而不必重新充电的服务。

　　此外，飞利浦并与S3公司(Silicon & Software Systems)合作，将其先进的DVB-H相容onHandTV软件纳入飞利浦系统级设计中，并协助独立软件供应商(ISV)和系统整合商共同为Nexperia半导体解决方案发展中介、应用软件，以及参考设计。

　　6、TI“好莱坞”单芯片解决方案 

　　德州仪器(TI)于2004年10月推出“好莱坞”芯片。“好莱坞”是一款完整的手持终端单芯片解决方案，支持DVB-H，以及日本标准ISDB-T(地面综合服务数字广播)。与TI OMAP处理器配合，“好莱坞”能够实现清晰锐利的显示图像。

　　“好莱坞”采用TI的DRP技术实现了业界最小尺寸及最低成本的低功耗移动DTV解决方案，这将成为向消费类手机提供DTV功能的关键。

　　7、飞思卡尔DVB-H接收IC  

　　飞思卡尔半导体公司(Freescale Semiconductor)试制成功的DVB-H规格接收IC已经在2005年2月15日前举行的“2005年国际固体电路会议(ISSCC2005)”上进行演示。通过采用直接转换型架构、简化电路结构，飞思卡尔DVB-H接收IC把耗电量降到了240mW，可接收频带为470MHz~862MHz的UHF频带，可支持的单频段带宽为6/7/8MHz，支持OFDM的8K模式。

　　该IC与DVB-T规格电视调谐器IC使用的频带一样，从电视调谐器来说基本相同，不过针对便携终端降低了耗电量。DVB-H在手机接收的前提下，采取了降耗电措施——时间分片。DVB-H规格即便使用与老规格DVB-T相同的电视调谐器IC，利用这种时间分割方式，最大也能将耗电量降至1/10左右。此前的DVB-T规格电视调谐器IC的耗电量约为1W，希望通过此项措施实现约100mW的耗电量。不过，像这次发表的IC，仅电视调谐器部分的耗电量就达240mW左右，因此估计还能进一步降低耗电量。

　　飞思卡尔DVB-H接收IC采用0.35μm碳硅锗 (SiGeC)双极CMOS技术，最低接收灵敏度为-85dBm，低通滤波器为逆切比雪夫型。本机振荡器的相位噪音方面，1.45MHz偏置时为-133dBc/Hz。

　　8、TTPCom公司DVB-H解调/解码技术

　　独立数字无线通讯技术供应商TTPCom有限公司2005年3月推出了DVB-H解调/解码技术。采用此项知识产权(IP)，半导体生产商可以性价比高的价格，快速高效地部署高性能DVB-H接收器方案。该技术以寄存器转移水平(Register Transfer Level, RTL)系统执行方式提供，可以让下一代手持设备和移动电话具备电视接收功能。

　　基于对手机厂商需求的深刻理解，考虑到低功耗对于基于移动/电池应用的重要性，TTPCom公司的解调器/解码器采用无内嵌处理器的专用全硬件设计，支持各种弱中频或者零中频前端调谐器架构，并且提供标准的MPEG传输流和IP数据流输出。此外，由于在一般公用硬件平台上同时支持DVB-H和DVB-T接收器功能，最终产品可以同时面向两个市场。

　　TTPCom的DVB-H是基于DVB-T解调器/解码器技术开发而成。该DVB-T解调器/解码器技术的应用已经非常成功，不但被多家世界领先的半导体公司授权采用，而且已运行在市场上众多商用机顶盒上。如今，超过3亿支手机已经采用TTPCom的半导体技术。

　　9、Microtune针对手机和PDA的TV接收芯片 

　　Microtune公司今年6月推出一款针对手机和PDA的数字视频广播接收芯片——MT2260 DVB-H调谐电路。该芯片采用集成设计，无需外部低噪放大器(LNA)或平衡/不平衡变压器。

　　MT2260芯片在观看模式下的典型功耗为20mW至40mW。DVB-H以突发方式在不同信道传输，即通常所说的采用时间分段的多路广播，因此该器件在脉冲之间的功率可低至9mW，而在睡眠模式下，即TV未使用时的功耗只有几百微瓦。

　　MT2260芯片的面积仅仅为6平方毫米，正常工作情况下功率仅仅为20mW左右。目前这款芯片可接收到的频段为美国的L-Band(1670-1675MHz)和欧洲的UHF(470-890MHz)。MT2260基于Digital Video Broadcast-Handheld (DVB-H)标准，能够接收到流畅清晰的数字视频和CD般质量的音频。

　　由于可能出现冲突，用户不能使用固定滤波器(如在手机接收器中)，以避免在整个TV频段上受到干扰。解决的办法就是设计一个可以过滤干扰而不会增加功率消耗的调谐器。Microtune开发人员采用专有的滤波器，并称此为ClearTune技术。

　　MT2260芯片现可提供样品，以10000片为单位采购，参考单价为5美元。

五、DVB-H的现在和将来

　　DVB-H将对广播和通信领域产生重大影响。DVB-H业务2005年可以投入使用，预计到2007年手机电视用户将达到1亿，而到2009年这个数字将增长到3亿。由于DVB-H标准主要是为数字电视广播做准备，因此视频压缩技术是其中极其重要的技术，广播中传统的视频压缩标准，如MPEG-2显然不能满足DVB-H的需求。DVB组织的DVB-H成员考查了多种视频压缩格式，其中最为看重的是H.264(即MPEG-4的第10部分)，目前问题主要集中于H.264的知识产权上；另一个压缩格式是微软的WinMedia9，它的性能正在逐步提高，预计DVB组织很快将给出最后的答案。

　　在美国，ATSC地面数字电视传输标准采用8-VSB技术，移动性较差，需要引入新的技术或标准来推广数字电视，因此美国方面基于DVB-H规格的实用化进程进展顺利。目前，广播电视运营商——英国Crown Castle International正在探讨基于DVB-H规格的电视手机商用服务，该公司已在美国建成DVB-H试验设施，有望于2005年在全美构筑广播电视网络。

　　在日本，考虑到功耗、移动性等因素，DVB-H甚至有取代日本本土ISDB-T标准的趋势。目前，可收看电视节目的手机已经上市，用户可以采用内置硬盘录制电视节目，同时也可以保存自己喜欢的视频文件，体验立体声的音质效果。

　　在2005年6月14日于新加坡举行的新加坡亚洲广播展会上，DVB项目组展示了一些突破性的广播技术，突出了DVB-H 标准为手持设备传送新的广播服务的强大功能。其中，DVB成员诺基亚还展示了如何使用一部Nokia 7710移动电话接收现场电视内容的全部过程，电视内容由新加坡国际广播电台(亚洲新闻频道和TV Mobile)提供。

　　在中国，目前在手机等移动便携设备上收看数字电视的实现方案有两种：基于移动通信系统、基于数字地面广播。中国联通和中国移动目前推出的手机电视业务属于前者，实际上是一种移动网络上的流媒体业务。比较而言，后者的优势在于频谱资源丰富，对用户数量敏感度低，视频流传输速度及质量与带宽无关，而前者在这些方面明显处于弱势；后者对突发及应急事件承受能力强，而前者则会争夺资源，一旦用户饱和就不能传送。因此，中国能否在最终确定的数字电视地面传输标准上做微小的改动，推出适合手机等移动便携设备收看数字电视的标准，很值得读者关注。