¿Cuáles son los diferentes estándares de DVB-T?

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DVB-H es un estándar de transmisión desarrollado para proporcionar servicios multimedia a terminales portátiles a través de redes de transmisión digital terrestre

DVB The -El sistema H se basa en el sistema de transmisión DVB-T para permitir que los terminales portátiles reciban de manera estable señales de transmisión y televisión agregando ciertas funciones adicionales y tecnologías mejoradas.

DVB-H puede garantizar que los terminales móviles funcionen en entornos móviles y Consumo de microenergía. Puede recibir programas de televisión digital bajo ciertas condiciones, lo que se adapta perfectamente a la aplicación de la red 3G.

El estándar de transmisión terrestre de televisión digital DVB-T se lanzó en 1997. La intención original del estándar no era la recepción móvil. Sin embargo, las operaciones de prueba en Singapur y Alemania demostraron que DVB-T funciona muy bien en entornos móviles de transmisión de alta tasa de bits

DVB-H (sobre el cual se inició la investigación). 2002) El primer estándar DVB-X, el nombre completo de Handheld Digital Video Broadcasting, es una organización DVB (European Digital Television Broadcasting Standardization Group, establecida en 1993 y compuesta por más de 300 empresas de 35 países) para proporcionar transmisión de video portátil/digital. a través de redes de radiodifusión digital terrestre Los terminales portátiles proporcionan estándares de transmisión formulados por servicios multimedia. El estándar DVB-H se considera una aplicación ampliada del estándar DVB-T. Sin embargo, en comparación con DVB-T, los terminales DVB-H tienen un menor consumo de energía y una recepción móvil superior y un rendimiento antiinterferencias. Por lo tanto, este estándar es adecuado para que teléfonos móviles, computadoras portátiles y otros dispositivos portátiles pequeños reciban a través de transmisiones de televisión digital terrestre. Redes Señales de TV digital sin ocupar valiosos recursos de banda de frecuencia en redes de comunicaciones móviles. De hecho, el estándar DVB-H es un estándar que se basa en el sistema de transmisión DVB-T actual para permitir que dispositivos portátiles, como teléfonos móviles, reciban de manera estable señales de televisión transmitidas agregando ciertas funciones adicionales y tecnologías mejoradas.

1 Demanda comercial del estándar DVB-H

1.1 Demanda comercial de las empresas de radio y televisión

En los últimos años, la tasa de penetración de la radio y la televisión ha son cada vez más altos, pero la mayoría de estos servicios son unidireccionales y no pueden satisfacer las crecientes necesidades de los usuarios de servicios multimedia personalizados. Por lo tanto, es necesario introducir servicios multimedia interactivos. En la actualidad, aunque los usuarios reciben principalmente programas de televisión diarios a través de sus televisores, la recepción móvil de programas de televisión también está comenzando a ganar terreno. Por lo tanto, las emisoras deben adoptar métodos adecuados para lograr la recepción móvil de programas de televisión.

Usar DVB-T para transmisión de enlace descendente y transmisión de video digital por canal de retorno terrestre (DVB-RCT) como circuito de retroalimentación para implementar servicios multimedia interactivos es una buena solución y se puede implementar bien en recepción fija, eligiendo la adecuada parámetros del sistema, también es adecuado para recepción móvil. Sin embargo, los consumidores son más propensos a ver programas de televisión digital en los terminales 3G que utilizan a diario, por lo que la solución anterior no puede permitir a las emisoras atraer a un gran número de consumidores.

Los consumidores exigen que las empresas de radiodifusión brinden más servicios. Las empresas de radiodifusión deben elegir métodos de transmisión adecuados para realizar los servicios requeridos por los consumidores, como la transmisión de televisión, y brindar servicios multimedia personalizados a los usuarios móviles. realizar en la red de transmisión, pero el sistema de comunicación móvil puede satisfacer este último, lo que promueve la integración de la red de transmisión y la red celular.

1.2 Necesidades comerciales de los operadores de comunicaciones móviles

3G puede proporcionar una variedad de servicios multimedia interactivos, y los operadores deben asegurarse de que estos servicios puedan brindarles beneficios. Internet ha acostumbrado a muchos consumidores a los recursos gratuitos, por lo que se necesitan empresas innovadoras para alentar a los consumidores a utilizar contenido pago. La puntualidad de los servicios es muy importante y 3G puede brindar a los usuarios un acceso rápido en cualquier momento y lugar.

Desde la perspectiva de 2G, la capacidad de 3G parece ser muy grande, pero desde la perspectiva de los servicios multimedia personalizados, las redes 3G [1, 2] pronto estarán saturadas. Por ejemplo, una estación base 3G tiene la capacidad de transmitir secuencias de vídeo de 100 kb/s a 10 usuarios al mismo tiempo, pero el mismo ancho de banda puede ofrecer servicios de voz a 100 usuarios. Si las estaciones base 3G siempre tienen recursos redundantes, la entrega de transmisiones de video no afectará el rendimiento general de la red 3G, pero este no es el caso. Por ejemplo, los usuarios de 3G están utilizando un nuevo servicio de vídeo que les permite recibir repeticiones de los goles de su equipo de fútbol favorito. Sin embargo, si hay 1 millón de usuarios que compran el servicio de repetición instantánea de los goles del mismo equipo, la situación será muy diferente.

Supongamos que un flujo de vídeo de 100 kb/s tiene una duración de 100 s y se transmite a través de 10 000 estaciones base en 1 000 s. De esta manera, cada estación base debe transmitir a una velocidad de 1 Mb/s durante 16 a 17 minutos. Dentro de un período de tiempo, la demanda de los usuarios agotará todos los recursos de la red 3G. Los mismos videoclips se pueden transmitir a través de la red de transmisión, utilizando solo el 1% de los recursos de la misma red de ancho de banda para atender a estos usuarios móviles, por lo que es una solución más económica.

La comparación anterior no es extrema en muchos casos e ilustra las necesidades del desarrollo de la industria: la convergencia de las redes de transmisión y las redes celulares. La red integrada puede proporcionar servicios multimedia simétricos o asimétricos, utilizando así eficazmente los recursos de espectro existentes.

2 Estándar DVB-H

El estándar DVB-H es un estándar basado en los dos estándares de DVB y DVB-T.

El front-end de un sistema DVB-H consta de un encapsulador DVB-H y un modulador DVB-H. El encapsulador DVB-H es responsable de encapsular los datos IP en un flujo de transporte del sistema MPEG-2 (TS). ). El modulador DVB-H es responsable de la codificación y modulación de canales; el terminal del sistema está compuesto por un demodulador DVB-H y un terminal DVB-H. El terminal H es responsable de la visualización y el procesamiento de negocios relacionados.

(1) Requisitos del sistema

Dado que los terminales móviles funcionan con baterías, para aumentar la duración de la batería, el terminal debe poder apagar periódicamente parte del circuito receptor para ahorrar consumo de energía.

Para los usuarios itinerantes, cuando los usuarios ingresan a una nueva área, aún deberían poder recibir servicios DVB-H sin problemas.

Para diferentes métodos de recepción, como en interiores, exteriores, caminando y en bicicleta, el sistema de transmisión debe poder garantizar una recepción fluida de los servicios DVB-H a diversas velocidades de movimiento.

En un entorno lleno de una gran cantidad de interferencias de pulsos, el sistema de transmisión debería poder tomar medidas efectivas para reducir el impacto de este tipo de interferencias.

DVB-H es una especificación comercial universal para terminales portátiles, y el sistema debería poder proporcionar suficiente flexibilidad para satisfacer diferentes aplicaciones de ancho de banda de transmisión y ancho de banda de canal.

(2) División de la capa de protocolo

La capa de red no está dentro del alcance del estándar DVB-H, y el estándar solo implementa la capa de enlace de datos y la capa física.

La capa de enlace de datos utiliza tecnología de división de tiempo para reducir el consumo de energía promedio de los terminales portátiles y facilitar un intercambio de servicios fluido y fluido. El uso de la tecnología de corrección de errores directos de encapsulación multiprotocolo (MPE) puede mejorar el umbral de la relación señal-ruido (C/N) y el rendimiento Doppler en el uso móvil, al tiempo que mejora la capacidad de resistir la interferencia de pulsos.

La capa física se complementa sobre la base de DVB-T, añadiendo el modo de transmisión 4K y el entrelazado profundo de símbolos. Además de las características técnicas del DVB-T original, la señalización de parámetros de transmisión (TPS) DVB. -Se ha agregado señalización H a los bits para mejorar la velocidad del desarrollo empresarial. La identidad de la celda se indica en el TPS y se utiliza para respaldar el escaneo rápido de señales y el intercambio de frecuencias durante la recepción móvil. La incorporación del modo 4K puede adaptarse a las características de recepción móvil y al tamaño de las celdas de la red de frecuencia única, mejorando la flexibilidad del diseño y la planificación de la red. El entrelazado profundo de símbolos en modos 2K y 4K puede mejorar aún más la robustez del sistema en entornos móviles y entornos con ruido de impacto.

3 tecnologías clave

La tecnología DVB-H es la fusión de las tecnologías DVB y DVB-T. Sin embargo, depender únicamente de las dos tecnologías anteriores no puede resolver completamente los problemas que enfrenta DVB-. H. del problema. Por ejemplo, aunque se ha demostrado que DVB-T tiene un rendimiento excepcional en recepción fija, móvil y portátil, se necesitan más mejoras para los dispositivos portátiles, como el consumo de energía, el rendimiento celular, el diseño de la red, etc. Con este fin, DVB-H ha agregado nuevos módulos de tecnología, que incluyen principalmente:

(1) División de tiempo

La tecnología de división de tiempo utiliza ráfagas para transmitir datos. Cada ráfaga envía una hora. segmento para transmitir un servicio Este servicio ocupará exclusivamente todo el ancho de banda de datos dentro del segmento de tiempo de transmisión del servicio e indicará la hora en que se genera el siguiente segmento de tiempo del mismo servicio. De esta manera, el terminal portátil puede recibir el servicio seleccionado en un momento designado y realizar un procesamiento de ahorro de energía durante el tiempo de inactividad del servicio, reduciendo así el consumo medio general de energía.

Por supuesto, el transmisor frontal siempre está funcionando durante este período y otros datos del servicio se transmitirán entre dos intervalos de tiempo del mismo servicio. La señal DVB-H se compone de muchos de estos intervalos de tiempo. Desde la perspectiva del receptor, los datos comerciales recibidos no son continuos como la velocidad constante tradicional. Los datos llegan a intervalos discretos, por lo que se denomina transmisión en ráfaga. Si el terminal de decodificación requiere una velocidad de datos más baja pero debe ser una velocidad de código constante, el receptor puede primero almacenar en memoria intermedia los datos en ráfaga recibidos y luego generar un flujo de datos con una velocidad constante. El ancho de banda de ráfaga es generalmente aproximadamente 10 veces el ancho de banda fijo. Cuando el ancho de banda de ráfaga es el doble del ancho de banda fijo, el consumo de energía se puede ahorrar en un 50%. Por lo tanto, si el ancho de banda es 10 veces, el consumo de energía se puede ahorrar en un 90%.

(2) Corrección de errores de encapsulación multiprotocolo hacia adelante

El estándar DVB-H agrega codificación de corrección de errores Reed Solomon (RS) a los datagramas IP en la capa de enlace de datos, como codificación de corrección de errores directa de MPE, la información de verificación se transmitirá en el segmento de corrección de errores directa (FEC) designado, que llamamos corrección de errores directa de encapsulación multiprotocolo (MPE-FEC). El objetivo de MPE-FEC es mejorar la C/N, el rendimiento Doppler y las capacidades de interferencia antipulsos en canales móviles.

Los experimentos han demostrado que incluso en un entorno de muy mala recepción, el uso adecuado de MPE-FEC puede recuperar datos IP con precisión. La asignación de sobrecarga de datos de MPE-FEC es muy flexible cuando otros parámetros de transmisión permanecen sin cambios, si la sobrecarga de verificación se aumenta al 25%, MPE-FEC puede permitir que el terminal portátil alcance la misma C/N que cuando se utiliza la recepción de diversidad de antena. . DVB-H utiliza transmisión de datos basada en IP.

(3) Modo 4K y entrelazado profundo de símbolos

El estándar DVB-H añade un modo 4K a los modos originales 2K y 8K de DVB-T coordinando el rendimiento de la recepción móvil y. La escala de la red de frecuencia única mejora aún más la flexibilidad del diseño de la red. Al mismo tiempo, para mejorar aún más el rendimiento antiinterferencia de pulsos de los modos 2K y 4K en movimiento, el estándar DVB-H introduce una tecnología de entrelazado profundo de símbolos para ambos. En el sistema DVB-T, el modo 2K puede proporcionar un mejor rendimiento de recepción móvil que el modo 8K, pero el período de símbolo y el intervalo de guarda del modo 2K son muy cortos, lo que hace que el modo 2K solo sea adecuado para redes pequeñas de una sola frecuencia. Los símbolos del modo 4K recientemente agregados tienen períodos e intervalos de protección más largos, lo que permite que la construcción de redes de frecuencia única de tamaño mediano pueda optimizar mejor la red y mejorar la eficiencia del espectro. Aunque esta optimización no es tan eficiente como el modo 8K, el modo 4K tiene un período de símbolo más corto que el modo 8K y puede realizar estimaciones de canal con más frecuencia, lo que proporciona un mejor rendimiento móvil que 8K. En general, el rendimiento del modo 4K se sitúa entre los modos 2K y 8K, lo que proporciona una opción adicional para lograr compensaciones en cobertura, eficiencia espectral y rendimiento de recepción móvil.

(4) Señalización de parámetros de transmisión

La señalización de parámetros de transmisión (TPS) de DVB-H puede proporcionar un mecanismo de señalización robusto y de fácil acceso para que el sistema descubra. El servicio DVB-H señala más rápido. TPS es una señal con buena robustez y el demodulador puede bloquearla rápidamente incluso en condiciones de baja C/N. El sistema DVB-H utiliza dos nuevos bits TPS para identificar el intervalo de tiempo y determinar si existe el MPE-FEC opcional. Además, algunos bits compartidos que ya existen en DVB-T se utilizan para indicar el modo 4K, la profundidad de entrelazado de símbolos y. logotipo celular.

4 Tendencias de desarrollo del estándar DVB-H

DVB-H tendrá un impacto significativo en los campos de la radiodifusión y las comunicaciones. El negocio DVB-H podrá empezar a utilizarse en 2005. Se espera que en 2007 el número de usuarios de televisión móvil alcance los 100 millones y que en 2009 esta cifra aumente a 300 millones. DVB-H hereda de DVB-T y los flujos de datos que cumplen con el estándar DVB-H se pueden enviar a través de la red DVB-T con sólo modificaciones menores. Para los países que adoptan DVB-T (alrededor de 50 países, principalmente en Europa), el costo de promover DVB-H es relativamente bajo, pero para los países que adoptan otros estándares de transmisión de TV digital terrestre, este tema debe abordarse en mayor profundidad.

En Estados Unidos, el estándar de transmisión de televisión digital terrestre ATSC utiliza tecnología 8-VSB, que tiene poca movilidad. Es necesario introducir nuevas tecnologías o estándares para promover la televisión digital. Actualmente, las empresas han adoptado la tecnología DVB-H para implementar redes; Japón, considerando la funcionalidad, debido a factores como el consumo y la movilidad, DVB-H incluso tiene una tendencia a reemplazar el estándar local ISDB-T de Japón.

El estándar DVB-H sirve principalmente para preparar la transmisión de televisión digital, por lo que la tecnología de compresión de video es una tecnología extremadamente importante. Los estándares tradicionales de compresión de video en transmisión, como MPEG-2, obviamente no pueden cumplir con los requisitos. Necesidades DVB-H. Los miembros de la organización DVB-H han examinado una variedad de formatos de compresión de video, el más importante de los cuales es H.264 (es decir, la Parte 10 de MPEG-4), consulte la literatura [3, 4]. en H.264 En términos de derechos de propiedad intelectual, otro formato de compresión es Win Media9 de Microsoft y su rendimiento está mejorando gradualmente. Pero demasiadas opciones pueden hacer que el vídeo móvil caiga en una situación confusa. Obviamente los usuarios no quieren enfrentarse a estas plataformas mutuamente incompatibles. Se espera que la organización DVB dé la respuesta final pronto. En China, vale la pena prestar atención a si se pueden realizar cambios menores al estándar de transmisión terrestre de televisión digital finalizado y se puede lanzar un estándar adecuado para dispositivos móviles y portátiles, como teléfonos móviles, para ver televisión digital. Actualmente, existen dos soluciones para ver televisión digital en dispositivos portátiles móviles como los teléfonos móviles: basadas en sistemas de comunicación móvil y basadas en radiodifusión digital terrestre. Los servicios de televisión móvil lanzados actualmente por China Unicom y China Mobile pertenecen al primero y son en realidad un servicio de transmisión de medios en redes móviles. Comparativamente, este último tiene la ventaja de contar con abundantes recursos de espectro, baja sensibilidad al número de usuarios y la velocidad y la calidad de la transmisión de vídeo en streaming no tienen nada que ver con el ancho de banda. El primero está obviamente en desventaja en estos aspectos; Tiene una gran capacidad para resistir emergencias y emergencias, mientras que el primero competirá por los recursos y no podrá transmitir una vez que los usuarios estén saturados.

DVB-H puede garantizar que los terminales móviles reciban programas de televisión digital en entornos móviles y condiciones de micro consumo de energía, y se puede utilizar bien con redes 3G. Además de completar sus propias funciones, la red 3G también sirve como canal de control inverso de la red DVB-H, transmitiendo señales comerciales como video a pedido, votación por televisión, navegación por televisión, juegos interactivos, etc., y brindando una variedad de funciones. de servicios multimedia personalizados. Esto permite la integración de las dos redes.

Referencias

[1] Wu Guoyang. Red celular digital CDMA[M]: Xi'an University of Electronic Science and Technology Press, 2000.

[2] Hu Hanying, Yang Fengyi. Sistema de comunicación móvil de tercera generación[M]. Beijing: People's Posts and Telecommunications Press, 2001.

[3] Hu Guorong y sus estándares. [M]. Beijing: Beijing Broadcasting Institute Press, 1999.

[4] Thomas Wiegand. Descripción general del

estándar de codificación de vídeo H.264/AVC [J]. sobre Circuitos y Sistemas para Tecnología de Vídeo, 2003,13(7). Sin embargo, debido al consumo de energía relativamente grande, no es adecuado que terminales móviles alimentados por baterías reciban programas de televisión digital a través de la red de transmisión de televisión digital terrestre. Para ello, es necesario introducir nuevas tecnologías basadas en DVB-T para formar un nuevo estándar de transmisión adecuado para que los terminales móviles reciban programas de televisión digital transmitidos terrestres.