目前，国际上流行的数字移动多媒体广播标准主要有3个：欧洲的DVB-H，美国的MediaFLO和韩国的T-DMB。

欧洲DVB项目组于2002年秋开始制订手持终端标准，2004年2月完成，11月被ETSI接受并公布为DVB-H标准。DVB-H结合移动终端便携性的应用需求，在DVB-T基础上改善了移动接收性能，在数据链路层采用时间分片技术，降低手持终端的平均功耗，便于进行平稳、无缝的业务交换。DVB-H支持GSM，GPRS，WCDMA网络，兼容DVB-T，实现了广电网和移动通信网的融合。

2005年，美国高通公司正式推出了MediaFLO标准。它源于该公司的分组数据技术，是一种全新的空中接口方案，专为手机终端接收广播式多媒体节目而设计，具有低功耗、高移动性能、快速频道切换、高频谱效率等优点。利用MediaFLO，手机可以像家庭电视一样随意切换，平均频道切换时间1.5 s。它能够支持最少20个流媒体播放频道，支持QVGA分辨率30 f／s(帧／秒)画面，10个立体声道。其固有的局限性是一个独立的系统，不具备向下兼容性；缺乏现成的实验网络和成熟产品，商用化进程困难。

2003年1月，韩国开始了基于DAB的T-DMB标准的制定。2004年8月完成并提交到WorldDAB论坛，同年11月被批准，在2005年4月成为ITU-R建议，并于同年7月获ETSI批准。T-DMB是在DAB基础上将视频节目以流模式复用到传输帧中，加外编码和交织后可向手机、PDA和便携电视等手持没备传送数字音视频节目。此外，DAB-IP使用IP与DAB增强包模式的结合开展视频和多媒体业务，得到了微软公司等的全力支持。英国电信最近使用DAB-IP平台对移动接收机发送音视频和数据进行先导试验，将根据测试结果选择商用时间。韩国的T-DMB则有很大不同，它继承了DAB简单实用的特点，对DAB主体未作太大修改。但由于DAB本身主要面向音频传输，T-DMB套用其标准，频谱利用率低的缺点使其节目数过少，不能满足移动多媒体广播系统对丰富节目源的需求。

2 国内相关技术进展

中国数字电视地面广播国家标准GB 20600-2006(这里暂称为DMB-TH)将于2007年8月1日起强制实施，目前正在全国广泛进行组网和推广。DMB-TH主要是清华大学多载波系统DMB-T和上海交通大学单载波系统ADTB-T的融合方案，以PN序列填充的时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)多载波调制技术为核心，与现有模拟电视传输频道制式兼容，并且具有HDTV、SDTV、多媒体数据兼容传输和单频组网能力，支持便携终端和移动接收，特别是在快速同步、抗干扰能力、高频谱利用率、灵活组网等关键技术性能方面，与欧、美、日已有标准相比，具有明显的综合技术优势和应用特点。按照下一阶段工作计划，我国的数字电视地面传输标准将向ITU申请国际标准。此外，DMB-TH完全可能衍生出一套手机电视标准，从国外经验来看，成熟的手机电视标准多从地面电视标准演进而来。

2006年9月，北京新岸线软件科技有限公司、中国传媒大学和东南大学合作提出的具有独立自主知识产权的T-MMB系统成功完成了系统的外场大功率测试。T-MMB不仅全面兼容DAB，T-DMB，DAB-IP，而且解决了DAB备受攻击的频谱利用率问题，同时引入先进的LD-PC纠错编码以保证接收质量。兼容性、高频谱效率和优异性能使其成为统一DAB体系内多标准现状的工具，有利于实现手机电视的全球漫游，受到WorldDAB多个成员的高度重视，具有成为全球主流标准的实力和可能。

10月24日，国家广电总局颁布了我国手机电视的行业标准CMMB，采用广播科学研究院的STiMi传输技术，卫星与地面覆盖相结合，利用卫星覆盖面广、建设周期短、见效快的特点，结合地面增补覆盖，支持“天地一体”的单频组网，简化了系统组网复杂度，提高了频谱利用率，其体系结构如图1所示。时频二维导频技术面向手持移动广播环境，在复杂的无线传输条件下可以进行可靠的信道估计和均衡，高度结构化的HS-LDPC码，具有接近香农极限的纠错性能；时间分片技术有效降低了终端功耗，保证终端长时间收视；灵活的逻辑信道划分，专门面向移动DMB业务的优化设计，提高了频谱利用率；支持QoS及快速频道切换。此外，CMMB还支持TS，IP等多种协议的封装，可以满足不同的应用需要。目前国内相关部门正积极参与芯片及关键设备的产业化工作，芯片研发也有突破性进展。在第十五届中国国际广播电视信息网络展览会(CCBN2007)上，北京创毅视讯公司研发成功的CMMB信道解码芯片IF101首次亮相。各种手持终端采用该芯片后，可接收到覆盖全国的20多套电视节目、30多套音频广播以及各类信息节目，用户可在移动中全天候随时随地收看电视节目。配备IF101芯片的手机终端有望年底上市。

尽管如此，我国移动多媒体广播的国家标准还未明确，而距离2008年奥运会，时间已经不多了。

3 数字移动多媒体广播中的关键技术

OFDM将宽带频率选择性衰落转换成一系列窄带平坦衰落，在克服信道多径所引起的码间干扰、实现高速数据传输等方面有独特优势。在OFDM系统结构基础上，通过对子载波间的联合编码与交织所产生的COFDM可进一步利用信道分集改善整个系统性能，提高抗干扰能力。目前，数字移动多媒体广播传输的关键技术主要涉及以下几个方面。

3.1 信号同步

数字移动多媒体广播的同步技术主要分为基于导频和基于循环前缀(Cyclic Prefix，CP)两种。导频是一种在时频二维空间中某些固定位置上传输的、幅度和相位接收端先验的信号，一般能量较大，主要用于同步，有连续导频和离散导频之分，每种导频有不同的功能，如图2所示。Ferdinanad和Heinrich提出的一种在数据辅助方式下频率估计算法的导频设定如图3所示。

基于循环前缀的同步方法由M.Sandell等人提出，利用OFDM循环前缀的特性，在时域进行联合定时和频率估计。循环前缀是OFDM符号一部分数据的重复，显然它与这部分数据之间存在很大的相关性，因此通常用最大似然(ML)估计算法来实现定时和同步。非理想的同步会造成符号定时偏差、载波同步偏差和采样时间偏差。符号定时不准确相当于在解调信号中附加了一个与子载波位置成正比的相位旋转。一旦偏移超过一个采样点就会引入ISI，从而破坏子载波间的正交性，带来ICI。但由于OFDM采用了CP，相比传统的单载波传输方式，系统放松了对符号定时的要求，只要FFT窗落在CP不受信道时延扩展影响的区域，子载波正交性就不会受到破坏，仅引起解调信号的相位旋转。由于OFDM系统中子信道带宽很窄，系统对载波同步偏差比符号定时要求的精度更高。频偏除了会使接收信号发生相位旋转外，还会出现衰落，并破坏各子载波间的正交性。如希望信噪比下降较小，则载波频偏必须小于子载波间隔的2％，在T-DMB中，只有频偏小于20 Hz时对系统性能的影响才可忽略。此外，发送端D／A时钟和接收端A／D时钟不完全同步导致的采样漂移也会造成子载波相位旋转，引入ICI，造成SNR损失。一般采样时钟频偏都比较小。在T-DMB中以模式I为例，利用对相邻两个空符号起始点间的采样时钟计数与标准中规定的样值数进行比较，可以检测出采样时钟偏差。此外也可利用接收信号中保护间隔的周期性来进行采样时钟同步。Speth等针对广播系统接收机的同步技术进行了细致的分析和研究，Taura提出了一种性能不错的算法，但有相当高的复杂度。

3.2 信道编码与调制

为了提高传输可靠性，数字多媒体广播系统均采用信道编码以增强纠错能力。同时各系统采用频带利用率高的调制方案来提高系统的传输速率：

1) DVB-H采用RS(Reed-Solomon)码结合卷积码作为级联编码，调制可选QPSK，16QAM和64QAM，常用的信道传输净码率为3.72 Mbit／s(4K模式，QPSK调制，保护间隔1／4，卷积编码率1／2)或者7.46 Mbit／s(4K模式，16QAM调制，保护间隔1／4，卷积编码率1／2)，一个6 MHz或8 MHz带宽可传输6～20路不同的移动电视节目。

2) T-DMB采用RS(204，188，t=8)结合多码率删除卷积码作为级联编码，DQPSK调制，信道带宽1.54 MHz，一般移动接收情况下，其主业务信道(Main ServiceChannel，MSC)的可用净码率为1.152 Mbit／s(卷积编码率为1／2)。

3) MediaFLO采用RS码(外码)级联Turbo码(内码)，QPSK或者16QAM调制，在6 MHz带宽中可达5.6Mbit／s(信道编码率1／2)，最多支持10路实时视频节目以及多路非实时音视频节目(视频格式为QVGA或QCIF)。

4) CMMB采用RS和LDPC编码，BPSK，QPSK或16QAM调制，广播信道物理层带宽为8 MHz和2 MHz两种，在30～3 000 MHz内进行数字多媒体广播。

5) T-MMB为了提高系统频谱效率，不仅支持DQP-SK，且增加了对8DPSK和16DAPSK等调制方式的支持，采用单一的LDPC编码，相比DAB／lP和T-DMB中的级联码方案，频谱效率分别达到1.6和2.1倍，且由于LD-PC译码器可自适应终止迭代，从而大幅降低了接收机功耗，非常适用于手持设备。

LDPC码的性能超过了RS与卷积码的级联，理论上LDPC码具有非常接近Shannon极限的性能。2001年T．J．Richardson与S．Y．Chung等提出了著名的密度演化算法来优化非正则Tanner图参数，所设计的1／2码率非正则LDPC码在AWGN信道中性能距Shannon极限不超过0.004 5 dB。因此DMB-TH，CMMB，DVB-S2等最近推出的数字多媒体广播标准中均采用LDPC。

LDPC码之所以能有如此优异的性能，最重要的原因是译码采用迭代算法，并且由于校验矩阵的稀疏性，使得译码复杂度与码长成线性关系，克服了长分组码所面临的计算复杂度问题。另外，在码长很长时，相距很远的信息位参与同一校验，这使得连续的突发差错对译码影响不大，也就是说编码本身就具有抗突发差错的特性，一般情况下不需要引人位交织器。最初的硬判决(BitFlipping)计算复杂度很低，但译码性能不理想，WBF算法采用信道的软信息对位翻转判据加权，后又出现了改进的LP-WBF算法和WS-WBF算法；软判决算法(Probabilistic Decoding)虽然性能更好，但复杂度比较高。1999年MacKay和Neal提出将BP(Belief Propaga-tion)算法用于LDPC译码，后简化出了Min-Sum算法，在此基础上，为改善Min-Sum算法在校验节点上的简化处理造成的性能损失，J.Chen提出了采用归一化因子的近似最佳Min-Sum算法和Offset Min-Sum算法，使得LDPC译码能在较低复杂度下获得与BP算法相当接近的性能，大大提高了工程可用性。T-DMB系统中采用了RS与卷积的级联码来保证传输的视频质量。为了比较LDPC码与RS+卷积级联码的性能，在DAB／T-DMB系统平台中对(8 000，4 000)的LDPC和RS卷积级联码分别进行仿真，仿真曲线如图4和图5所示，说明两者在高斯信道下的性能差别不如衰落信道下差别明显，证明LD-PC码有着更好的抗衰落性能。

3.3 单频网

数字移动多媒体广播系统中由于采用COFDM技术，具有很强的抗多径干扰能力，多个发射台可用单频网(Single Frequency Network，SFN)构成同步发射网进行信号的发射。SFN对发射端提出的最大难点是发射机应该在同一时刻或者近似同时，用同一频率发送相同的信号。发射机之间的频偏，使接收信号丧失了子载波正交性，降低了对抗移动接收的多普勒容限；发射机之间的时偏，缩短了接收信号的保护间隔，降低了SFN的性能。因此，必须保证广播网中各发射机频偏在子载波间隔的1％之内，时偏在保护问隔的10％之内。通常使用GPS接收机提供时间和频率参考，比较典型的1 pulse／s和10 MHz信号，易满足SFN的要求。接收端的技术难点是在多个发射台都覆盖到的交义覆盖区内，如何可靠地接收信号。而系统保护间隔的长度决定了发射台间距。实际可根据各地区现有模拟发射台和建筑物的高度优势，利用现有发射设备架设天线，降低组网成本。SFN建成后，为消除信号特别差的盲区、盲点，可用小功率发射机或Gapfillers补点，改善覆盖效果，还可采用较高增益的接收天线改善接收条件。

4 展望

数字多媒体广播和“手机电视”由于巨大的用户群，成为当前无线通信市场的一块大蛋糕。Informa公司预测，到2010年，全球手机用户的5％即约1.25亿用户将在手机上观看电视节目。目前国内一些大城市已经开始试播T-DMB业务，而DVB-H由于得到了爱立信、诺基亚等移动设备生产商的大力支持，也跃跃欲试中国市场。MediaFLO虽然起步较晚，但在功耗和频谱利用率方面的优势不容小觑。国家标准DMB-TH和行业标准CMMB已经确立，我国政府考虑到自主知识产权和专利费等问题，正极力鼓励自主研发具有独立知识产权的先进广播技术。

数字多媒体广播技术未来的研究重点包括：

1) 节约频谱资源

无线电频率资源对于每个国家都是宝贵的财富。国内未来一段过渡期内将是模拟广播和数字广播并存，频率资源愈发紧张。多载波技术可以最大地提高频谱利用率，节省信号带宽。广播电视系统采用SFN，实现了各发射台在同一时刻使用同一频率发射同一套节目，发射功率低，电磁辐射小，而且可以不断扩大覆盖区域，提高了频谱利用率。此外，高带宽效率的调制技术可显著节省传输带宽，将是未来一段时间内研究的热点。

2) 移动便携接收和低功耗

无论是中低速运行的汽车、慢速运动的行人，还是时速几百km的高速列车；不管是高楼密布的城市、开阔空旷的郊区还是山地隧道涵洞，都要求能接收到清晰稳定的多媒体数据。同时，还必须不断降低接收机的复杂度和功耗，以满足手持终端等设备的小型化需要。

3) 对多种标准的兼容性

由于各国各地区从自身利益出发所采用的DMB体制不尽相同，因此很难做到全球数字广播标准的统一。为此需要支持多种标准的设备和集成度更高的产品，利用同一设计推出适合不同国家和地区的“多模”解决方案，减少设计成本，缩短产品上市周期。从用户的角度，实现在国家、地区间漫游时，不用更换设备就能完成网络和系统的及时切换，可以极大地节省时间，提高效率。

4) 交互

数字移动多媒体广播系统只有单向宽带的下行链路用来传输面向用户终端的音视频节目。为了克服广播的单向性和用户被动接收信息的状况，在此基础上将现有的移动通信网络作为窄带上行信道，用来传输少量交互命令如用户的点播、检索等信息，形成窄带上行和宽带下行的双向信道，使用户终端得到更多的实时交互服务，进一步推动数字移动多媒体技术和产业的发展。该通信模式因上／下行信道带宽非对称，可以称之为“无线的不对称数字用户线(ADSL)”。该模式最大限度地利用了现有通信资源，是适应需求和业务发展的新型通信模式，符合未来移动多媒体通信的主流业务和优势应用。

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