CMMB技术及基础知识

     随着科技的发展、社会的进步、人们生活水平的不断提高，人们对信息消费的多元化需求日趋明显，传统的模拟信号移动电视及模拟音频广播已经越来越不能满足大众的使用需求。作为广播电视的补充和延伸，新兴的中国移动多媒体广播（CMMB）通过无线广播电视覆盖网向各种便携式终端设备提供数字音视频和信息服务，大有替代传统无线广播的趋势。

　　我们知道，传统的音视频无线广播只能提供点到面的“广播”式服务，用户与主系统之间没有办法做到互动，不能实现类似于机顶盒的节目点播服务。另外在信号广播上，由于多采用模拟传输技术，抗干扰能力较弱，终端产品所还原的节目内容音频质量、视频画面质量都有不同程度的衰减。在无线传输技术全面数字化的潮流下，模拟传输技术进入了寒冬期。

　　数字多媒体广播（DMB）技术在我国的发展较欧洲要晚一些，前些年在国内大中城市出现的楼宇电视、公交电视、街边电视等基本都是从国外引进的，由于存在专利授权、技术标准不统一等问题，所以一直停留在区域性广播的层次上。

　　2006年10月，国家广播电视总局正式颁布了中国移动多媒体广播标准CMMB，该标准采用广电系研发的信道解调标准STiMi，主要面向手机、PMP等便携式设备的移动数字电视和音频信号接收。由于CMMB只是广电提出的行业标准，所以该标准一出台便引来了各方的争议。从国际上来说，T-DMB和DVB-H已经投入广泛的应用，产业链更加成熟，而且国内有很多地方已经开始了DVB-H或T-DMB的试水，北京更是已经开始运营DAB广播。另外之前已经确定为中国数字电视地面传输标准的DMB-TH同样也适用于移动设备。广电推CMMB标准能否成功，目前来讲仍是个未知数。

　　CMMB全称China Mobile Multimedia Broadcasting，即：中国移动多媒体广播。CMMB主要面向小屏幕手持式终端设备，其终端产品种类主要包括MP4、手机、GPS、USB接收棒、独立接收机等，提供数字广播电视节目、综合信息和紧急广播服务，实现卫星传输与地面网络相结合的无缝协同覆盖。CMMB采用具有自主知识产权的移动多媒体广播电视技术，系统可运营、可维护、可管理，具备广播式、双向式服务功能，支持中央和地方相结合的运营体系，具备加密授权控制管理体系，支持统一标准和统一运营，支持用户全国漫游。

　　截至2008年6月，国家广电总局已颁布7项移动多媒体广播电视行业标准，分别为：

　　（1）GY/T 220.1-2006 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
　　（2）GY/T 220.2-2006 移动多媒体广播 第2部分：复用
　　（3）GY/T 220.3-2007 移动多媒体广播 第3部分：电子业务指南
　　（4）GY/T 220.4-2007 移动多媒体广播 第4部分：紧急广播
　　（5）GY/T 220.5-2008 移动多媒体广播 第5部分：数据广播
　　（6）GY/T 220.6-2008 移动多媒体广播 第6部分：条件接收
　　（7）GY/T 220.7-2008 移动多媒体广播 第7部分：接收解码终端技术要求

　　目前，CMMB正在全国37个城市试验播出，广电计划将于明年开始商业运营。37个城市为：北京、天津、上海、重庆、昆明、南宁、广州、福州、杭州、贵阳、长沙、武汉、哈尔滨、长春、沈阳、石家庄、济南、南京、合肥、南昌、郑州、太原、西安、兰州、银川、西宁、拉萨、乌鲁木齐、呼和浩特、成都、海口、大连、青岛、厦门、深圳、宁波、秦皇岛。

　目前CMMB在北京已经完成了5个发射点的单频网组网工作。由于一个发射点可以覆盖十几公里，根据估算，完好覆盖北京五环内只需要7个发射点。在同等覆盖范围下，所需要的发射点比目前的移动通信网络需要的发射点大大减少。

　　CMMB在奥运会期间提供中央电视台的1、3、5、9、新闻、少儿六套电视节目，中央人民广播电台和中国国际广播电台的广播节目各一套，另外37个试点城市中，还增加了本地的广播和电视节目各一套。目前北京增加的是BTV-1，广播暂时没有增加。

　　CMMB的终端设备有必要详细介绍一下，目前分为单向终端和双向终端。单向终端只能接收内容，比如接收电视节目、广播节目、实时股票信息等，主要包括PMP、GPS、PDA、手机、数码相机等；双向终端是除了能接收移动多媒体广播内容外，同时还具备上行传输通道的接收终端，做内容点播和信息交互使用，主要是笔记本电脑（通过USB接收棒实现）和少量手机。另外根据不同的应用场景，终端物理实现形式又可包括一体机和外接模块式两种形态。一体机是将移动多媒体广播电视射频信号的解调、解复用、解密、解码和显示通过单一的终端来实现，外接模块式终端则需要通过SD或USB接口实现。
CMMB采用“天地一体”的技术体系，即：利用大功率S波段卫星覆盖全国100%国土、利用地面覆盖网络进行城市人口密集区域有效覆盖、利用双向回传通道实现交互，形成单向广播和双向互动相结合、中央和地方相结合的无缝覆盖的系统。

　在CMMB的系统构成中，CMMB信号主要由S波段卫星覆盖网络和U波段地面覆盖网络实现信号覆盖。S波段卫星网络广播信道用于直接接收，Ku波段上行，S波段下行；分发信道用于地面增补转发接收，Ku波段上行，Ku波段下行，由地面增补网络转发器转为S波段发送到CMMB终端。为实现城市人口密集区域移动多媒体广播电视信号的有效覆盖，采用U波段地面无线发射构建城市U波段地面覆盖网络。

CMMB系统参数和指标

　　CMMB主要系统参数和指标是移动多媒体广播电视系统建立过程中的基本要求。CMMB的主要系统参数和指标为：

　　（1）音视频编码

　　（2）信道传输

　　（3）S波段卫星

　　（4）地面覆盖网络

　CMMB系统使用S波段卫星通过广播信道和分发信道实现全国范围的移动多媒体广播电视信号的有效覆盖。广播信道用于CMMB终端直接接收，Ku波段上行，S波段下行；分发信道用于地面增补转发接收，Ku波段上行，Ku波段下行，由地面增补网络转发器转为S波段发送到CMMB终端。

　　在CMMB卫星传输覆盖中，广播信道直接提供全国大范围的S波段CMMB信号覆盖，分发信道提供S波段地面增补覆盖网的CMMB信号，实现卫星阴影区S波段CMMB信号的增补转发。

S波段地面增补网与S波段卫星系统同步

　　地面增补网与卫星系统同步的关键是确保S波段卫星信号到达接收终端的时间与S波段地面增补设备转发信号到达接收终端的时间一致。要实现地面增补网与卫星系统同步，关键是确定地面增补转发器转发信号的发送时刻。

　　在地面增补转发器转发信号发送时刻关系图中，一定区域内广播信道与分发信道卫星传输链路时间相同；考虑到地面信号在其覆盖范围内到达接收终端的时间可以忽略不计，因此广播信道发送延时与地面增补处理延时时间相同时，即可保证地面增补网转发信号的发送时刻与广播信道信号到达地面的时刻一致。地面增补转发器转发信号的发送时刻为：

　　在具体实现中：

　　（1）分发信道发送时刻必须早于广播信道发送时刻，分发信道发送时刻提前广播信道发送时刻不大于250ms；
　　（2）分发信道将广播信道发送时刻、分发信道发送时刻、地面增补网转发发送时刻等系统同步信息填充至分发信道数据流中发射到地面增补网络；
　　（3）地面增补转发器接收并提取同步信息，控制地面增补信号发送。

U波段地面覆盖网络

　　CMMB的U波段地面覆盖网络采用单发射台站覆盖或单频网覆盖两种覆盖方式实现中央节目和地方节目的集成播出。

　　（1）单发射台站
　　对于城区面积较小、楼宇密度较低、地势较平坦的地区，单个发射台站可完成基本覆盖要求的，采用单个发射台站以及同频转发器补充覆盖的建设方式。在单发射台站覆盖方式中，主发射塔发射U波段CMMB信号完成覆盖地区的基本覆盖，各个同频转发器接收到主发射塔的信号放大后以同样的频率发射，完成主发射台阴影区的补充覆盖。
　
　　（2）单频网
　　对于城区面积较大、单发射台站覆盖方式无法满足基本覆盖要求的地区，采用单频网（SFN）覆盖方式，即基于若干发射台站建成本地区单频网实现基本覆盖，覆盖阴影地区由同频转发器补充覆盖解决。在单频网覆盖方式中，节目传输分配中心通过光缆、微波