中国移动多媒体广播技术

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CMMB移动多媒体广播技术杨庆华国家广电总局广播科学研究院7/23/2021 什么是移动多媒体广播采用卫星和地面无线广播方式面向七寸以下小屏幕、小尺寸、移动便携的手持终端如PMP（个人媒体播放器）、移动通信终端、PDA（个人数字助理）、UMPC（超移动性个人电脑）、笔记本电脑等以及车载、船载、机载接收机等接收设备随时随地接收音视频广播节目和信息服务等业务2 无线移动通信网络构建回传通道实现交互全程全网、无缝覆盖面向多种类型终端，单、双向广播互动结合CMMB系统结构天地一体、星网结合、统一标准、全国漫游大功率S波段卫星覆盖全国国土地面增补盲区补点，地面发射插入本地节目3 GY/T220.1-2006移动多媒体广播第1部分广播信道帧结构、信道编码和调制 CMMB的设计需求对接收的要求恶劣环境下的高质量接收（室内、室外、高速移动）节电，低功耗接收单一、小尺寸天线满足接收要求对业务的要求多种业务灵活组合针对业务有效划分无线资源对网络的要求支持单频组网5 CMMB广播信道技术系统带宽8MHz，2MHz调制方式4K-OFDM(8MHz)，1K-OFDM(2MHz)外码RS码外交织字节块交织内码LDPC码(1/2、3/4)内交织比特块交织扰码复伪随机序列帧结构基于时隙的帧结构6 主要技术特点采用基于时隙的帧结构支持终端省电采用OFDM调制技术支持移动接收和单频组网采用LDPC编码和深度交织提高接收性能采用信标实现快速同步采用逻辑信道技术实现业务的灵活组合7 帧结构CMMB传输帧长度为1秒，划分为40个时隙每个时隙具有相同的结构，包括信标和53个OFDM符号每个广播业务占用一个或几个时隙利于时隙开关支持终端节电设计8 逻辑信道逻辑信道分为控制逻辑信道和业务逻辑信道控制逻辑信道传输系统控制信息，固定在时隙0业务逻辑信道占用其他时隙，适配业务对QoS要求9 时隙结构每个时隙采用相同的结构：1个发射机标识信号：用于鉴别信号来源2个同步信号：用于快速同步和辅助信道估计53个OFDM符号：承载数据10 LDPC编码高度结构化的LDPC编码，码长9216比特包括两种码率：1/2和3/4码字结构经过优化设计，使解码器可以低复杂度实现提供接近香农限的纠错性能11 比特交织行入列出的块交织交织深度BPSKQPSK16QAM交织深度25ms12.5ms6.25ms12 星座映射BPSKQPSK16QAM13 功能框图14 系统参数系统带宽8MHz2MHz信号带宽7.512MHz1.536MHz子载波数40961024有效子载波数3076628时隙个数40时隙长度25msRS编码176、192、224、240外交织器行数1/2LDPC72、144、28836、72、1443/4LDPC108、216、43254、108、216LDPC编码1/2、3/4内交织器384*360192*144OFDM循环前缀1/8离散导频1/8，交错分布连续导频携带16比特传输指示信息15 系统数据率星座映射LDPCCodeRateDataRateperTS(Kbps)TotalDataRate(Mbps)BPSK1/264.5/13.82.6/0.55BPSK3/496.8/20.73.8/0.82QPSK1/2129.0/27.65.1/1.09QPSK3/4193.5/41.57.6/1.6316QAM1/2258.0/55.310.1/2.1716QAM3/4387.1/82.915.2/3.2516 GY/T220.2-2006移动多媒体广播第2部分：复用 主要特点（1）高效设计，适合窄带数据传输传统MPEG2传输流承载低码率多媒体业务的瓶颈集装箱效应，由于每个TS包固定长度为188个字节，每1个图像帧是一个PES，而2个PES不能在同一个TS包内。用于描述节目的PSI信息开销PCR等其它信息开销当业务码率为500kbps以下时，传输效率为80％以下。CMMB复用协议有效传输效率达到95％以上，提高15%~20%。18 主要特点（2）与信道传输标准紧密耦合其中：n3919 主要特点（3）灵活支持视、音频、数据等的承载20 主要特点（4）支持多路业务再复用具有容错设计具有可扩展性21 复用帧结构22 控制信息表的构成网络信息表提供网络相关信息，例如中心频率、带宽复用配置表（短时间＋持续）提供了一个载频上的每个复用帧的配置情况，例如时隙位置、信道参数、承载业务数量等等业务配置表（短时间＋持续）提供了各载频上业务分配情况23 表的传输方式控制信息表在每个广播信道帧的第一个复用帧中传送考虑到未来的多类型业务，将业务配置表、复用配置表分为两类持续业务——标准广播型业务短时间业务——具有一定突发性的业务利用复用帧头中的辅助信息通知接收终端控制信息的变化情况接收终端只需在控制信息变化时才接收控制信息24 控制信息与业务数据分离适应无线链路传输增加控制信息传输的可靠性确保控制信息的传输速率每个广播信道帧发送一次控制信息25 可变长的复用子帧每秒封装一次段数量可以在1～3的范围内变化段长度可变26 业务复用帧特点周期发送机制更适合移动接收广播业务的需求复用帧的容量与广播信道的时隙容量同样为台阶变化多个复用子帧的结构可以有效利用物理层逻辑通道的传输容量一个可变长度的复用子帧承载一个业务的信息（视频、音频、数据）或一种控制信息表27 视频复用音频复用子帧复用帧广播信道帧视频音频复用子帧控制信息控制信息表28 复用复用帧广播信道帧视频音频复用子帧视频音频复用子帧控制信息控制信息表29 GY/T220.3-2007移动多媒体广播第3部分电子业务指南 数据构成31 数据模型业务表－业务表表示了接收终端展现ESG频道/业务的导航信息，以及对该频道/业务的详细介绍信息编排表－描述业务/频道和内容的编排关系的信息，一个内容可以被编排到多个业务/频道中内容表－描述内容或节目的属性，其实所属业务/频道的一部分，内容可由视频/音频媒体流所组成，也可以是富媒体信息（包括文字、声音、图片、视频等等的综合信息，比如电子杂志）业务参数集－用于描述访问业务的音、视频等播放参数信息32 ESG层次关系CMMB电子业务指南（ESG）由多个业务构成一个业务对应一个编排表，编排表按时间顺序排列一个编排表有若干不同时间播放的节目内容组成，在不同的时间内容可以重复（重播）CMMBESG..业务表.业务1业务2业务n第一级时间1时间2时间n编排1编排表第二级时间1时间n编排2...时间n编排ｎ节目/内容1节目/内容2节目/内容n内容表...第三级重播33 ESGP/F功能实现复用帧MF_ID!＝0复用子帧音、视频和数据段复用数据段随业务一起下发，在数据段传输P/F信息用户切换频道，检查数据段数据单元类型为‘0’，此时该信息为ESGP/F信息34 主要特点1高效性节目内容信息（多个频道播放的同一内容以及重播内容）只传一份大数据及ＸＭＬ描述的模型采用非专利的压缩算法，减少对传输带宽资源的占用可扩展性提供增强ESG信息获取入口（URL），通过交互通道获取提供多种交互功能入口，便于将来增值业务的开展，比如投票、竞猜、购物订购等在表设计上提供预留空间，便于将来根据业务开展需要进行扩展35 主要特点2灵活性根据用户终端能力分为基本ESG、增强ESGESG相关的多媒体信息可以通过交互通道或者数据广播通道下发业务开展初期，传送基本信息就可以保证业务正常开展时效性通过P/F表的设计让用户迅速知道当前频道现在所播放的节目以及下一个时段播放的节目信息36 电子业务指南的传输控制信道传输ESG基本信息描述表业务传输作为一个独立业务传送随路传输与业务数据一同传输（P/F信息）控制帧业务帧37 基本ESG信息移动多媒体广播网络ESG服务器通信网络基本ESG信息增强ESG信息具有交互功能终端CMMB单向接收终端基本ESG信息增强ESG信息复用器ESG发生器基本ESG信息系统的传送方法38 GY/T220.4-2007移动多媒体广播第4部分紧急广播 紧急广播是一种利用广播通信系统迅速向公众通告紧急事件的业务。当发生自然灾害、事故灾难、公共卫生和社会安全等突发事件时，造成或者可能造成重大人员伤亡、财产损失、生态环境破坏和严重社会危害，危及公共安全时，紧急广播提供了一种迅速快捷的通告方式。CMMB终端和网络的广覆盖性使得CMMB系统能够成为我国公共突发事件应急预案的重要组成部分。以国务院颁发的《国家突发公共事件总体应急预案》为指导制订CMMB紧急广播标准40 紧急广播数据段在复用流中的封装41 紧急广播信息42 紧急广播触发信息43 其它标准和规范数据广播分发信道加密授权运营支撑………44 CMMB技术体系技术标准设备技术要求测试规范技术要求系统白皮书实施指南45 CMMB技术工作组 CMMB技术工作组广电总局为CMMB技术准备和试验搭建的一个开放平台主要工作内容：起草CMMB的各项技术规范、标准草案和有关技术文件组织和推动关键技术、芯片、器件和设备的研发进行各种技术测试、组网试验等工作47 CMMB技术工作组成员构成目前CMMB技术工作组成员单位已超过150家48 工作原则坚持开放的原则以企业为主体，坚持自主创新以国家利益为重，以确保奥运提供服务为目标，坚持脚踏实地，按计划稳步推进各项工作49 CMMB工作组网站www.cmmb.org.cn50 移动多媒体广播系统实验室51 无限时空尽享精彩