世界范圍內(nèi),地面數(shù)字電視廣播(DTTB:Digital Television Terrestrial Broadcasting)技術(shù)領(lǐng)域目前已經(jīng)提出了三個(gè)標(biāo)準(zhǔn):歐洲的DVB-T,美國(guó)的ATSC,日本的ISDB-T,并且都達(dá)到實(shí)用階段,許多國(guó)家和地區(qū)都在選擇自己的DTTB系統(tǒng)。但隨著技術(shù)的發(fā)展和研究的不斷深入,人們逐漸認(rèn)識(shí)到在移動(dòng)接收、頻譜效率、單頻網(wǎng)、干擾、系統(tǒng)的靈活性等方面,上述三個(gè)系統(tǒng)各有相應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)。
清華大學(xué)和北京凌訊華業(yè)科技有限公司針對(duì)上述目前世界上三個(gè)地面數(shù)字電視系統(tǒng)存在的問題,提出了一種新穎的、適合我國(guó)國(guó)情的地面數(shù)字電視傳輸方案,和美國(guó)、歐洲的地面標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)應(yīng),稱為DMB-T(Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting)技術(shù)。清華大學(xué)在配合國(guó)家數(shù)字電視聯(lián)合工作組的基礎(chǔ)上,融合繼DMB-T技術(shù)之后的最新研究成果,形成了國(guó)家地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)融合方案,考慮到該方案支持未來的手持、便攜設(shè)備接收,稱為DMB-TH(Terrestrial Digital Multimedia TV/Handle Broadcasting)。
2006年8月30日,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布公告,批準(zhǔn)中國(guó)數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)——GB20600-2006《數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制》于2006年8月18日正式成為強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),2007年8月1日起實(shí)施。由于DMB-TH成為強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)使用歐洲方案(DVB-T)、清華方案(DMB-T)和上海交大方案(ADTB-T)的地區(qū)必須在一年內(nèi)轉(zhuǎn)換成新的DMB-TH標(biāo)準(zhǔn),這樣長(zhǎng)達(dá)5年之久的數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)由此告一段落。
2006年尾,ADI與凌訊科技合作推出了業(yè)界首款符合DMB-TH標(biāo)準(zhǔn)的接收機(jī)解決方案。該完整接收機(jī)演示平臺(tái)將ADI公司的Integrant低功耗射頻(RF)調(diào)諧器與凌訊公司的解調(diào)器硅片(LS8913)相結(jié)合,以便能夠讓客戶快速地將DMB-TH接收機(jī)集成到多種便攜式設(shè)備,包括PMP、掌上電腦、智能電話和筆記本電腦。這種解決方案能在移動(dòng)應(yīng)用以及存在多徑干擾的城市環(huán)境中的固定應(yīng)用等困難接收條件下,提供高品質(zhì)的連續(xù)接收。ADI公司還采用了它的低功耗Blackfin處理器完成移動(dòng)電視應(yīng)用中的MPEG-2解碼和多媒體處理功能。
1、凌訊科技DMB-TH解調(diào)器芯片
DMB-TH標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)貢獻(xiàn)者之一——凌訊科技有限公司主要從事數(shù)字電視、無線寬帶通訊等領(lǐng)域的技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和芯片研發(fā),主要股東包括Intel、Motorola、恒基偉業(yè)董事長(zhǎng)張征宇、河南安彩集團(tuán)、深圳力合創(chuàng)投、香港新鴻基、臺(tái)灣怡和創(chuàng)投等。凌訊科技已經(jīng)推出了4代DMB-T解調(diào)芯片,并是目前唯一可以提供DMB-TH解調(diào)器芯片的廠商。
(1)DMB-TH信道解調(diào)芯片LGS-8913-A1
GS-8913-A1采用0.18μmCMOS工藝制造,是一款符合中國(guó)地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)(GB20600-2006)的單片TDS-OFDM信道解調(diào)芯片。DMB-TH系統(tǒng)則是基于TDS-OFDM技術(shù)并符合GB20600-2006標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字電視廣播系統(tǒng)。
在地面數(shù)字電視終端產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí),可外接模擬地面高頻頭將輸入的VHF/UHF信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬中頻信號(hào)并通過10比特ADC實(shí)現(xiàn)數(shù)字化,然后將轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號(hào)傳送給LGS-8913-A1芯片進(jìn)行信道解調(diào),輸出同步并行或同步串行的MPEG TS流,此TS流通過MPEG解碼后,得到所需要的音頻及視頻信號(hào)。
GS-8913-A1符合中國(guó)地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)(GB20600-2006),主要特點(diǎn)包括:
•支持QPSK、16QAM、64QAM調(diào)制方式。
•數(shù)據(jù)輸出格式符合MPEG TS規(guī)范,支持同步并行及同步串行輸出模式。
•快速盲臺(tái)鎖定時(shí)間:?jiǎn)螖?shù)字頻點(diǎn)鎖定時(shí)間小于1秒。
•自動(dòng)恢復(fù)功能:無需外部程序輸入便可重獲丟失的信號(hào),抑制活躍脈沖噪聲帶來的信號(hào)失鎖。
•低功耗:正常操作模式下,不高于800mW;低功率操作模式下,不高于620mW;待機(jī)及休眠狀態(tài)下,低于200mW 。
•優(yōu)秀的單頻網(wǎng)絡(luò)性能。
•全數(shù)字解調(diào),集成度高,性能優(yōu)越,降低系統(tǒng)復(fù)雜度。
•易編程的程序設(shè)計(jì):驅(qū)動(dòng)軟件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單;軟件執(zhí)行主機(jī)進(jìn)程干擾;軟件實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)模式探測(cè);多方驗(yàn)證的軟件設(shè)計(jì)參考。
•簡(jiǎn)易的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì):支持?jǐn)?shù)字中頻及數(shù)字基帶信號(hào)輸入;模式控制采用標(biāo)準(zhǔn)I²C接口;內(nèi)置PLL模塊,外部接入晶振或晶體即可提供系統(tǒng)時(shí)鐘;可與MPEG解碼器芯片直接相連;外接SDRAM,實(shí)現(xiàn)時(shí)域解交織。
GS-8913-A1采用20x14mm 128pin LQFP封裝,工作溫度范圍為-10℃~85℃,電源為1.8V和3.3V。主要應(yīng)用包括:電視一體機(jī)、機(jī)頂盒、移動(dòng)車載電視、便攜多媒體終端等。
(2)DMB-TH信道解調(diào)芯片LGS-8813-A1
LGS-8813-A1采用0.18μmCMOS工藝,是一款符合中國(guó)地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)(GB20600-2006)的單片TDS-OFDM (時(shí)域同步-正交頻分復(fù)用) 信道解調(diào)芯片。DMB-TH系統(tǒng)則是基于TDS-OFDM技術(shù)并符合GB20600-2006標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字電視廣播系統(tǒng)。
在地面數(shù)字電視終端產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí),可外接模擬地面高頻頭將輸入的VHF/UHF信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬中頻信號(hào)并通過10比特ADC實(shí)現(xiàn)數(shù)字化,然后將轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號(hào)傳送給LGS-8813-A1芯片進(jìn)行信道解調(diào),輸出同步并行或同步串行的MPEG TS流,此TS流通過MPEG解碼后,得到所需要的音頻及視頻信號(hào)。LGS-8813-A1主要特點(diǎn):
•符合中國(guó)地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)(GB20600-2006)。
•支持16QAM,64QAM調(diào)制方式。
•數(shù)據(jù)輸出格式:符合MPEG-TS規(guī)范,支持同步并行及同步串行輸出模式。
•快速盲臺(tái)鎖定時(shí)間:?jiǎn)螖?shù)字頻點(diǎn)鎖定時(shí)間小于1秒。
•自動(dòng)恢復(fù)功能:無需外部程序輸入便可重獲丟失的信號(hào),抑制活躍脈沖噪聲帶來的信號(hào)失鎖。
•低功耗:正常操作模式下,不高于1.2W;低功率操作模式下,不高于1W;待機(jī)及休眠狀態(tài)下,低于300mW。
•優(yōu)秀的單頻網(wǎng)絡(luò)性能 。
•全數(shù)字解調(diào),集成度高,性能優(yōu)越,降低系統(tǒng)復(fù)雜度。
•易編程的程序設(shè)計(jì):驅(qū)動(dòng)軟件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,軟件執(zhí)行主機(jī)進(jìn)程干擾小,軟件實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)模式探測(cè),多方驗(yàn)證的軟件設(shè)計(jì)參考。
•簡(jiǎn)易的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì):支持?jǐn)?shù)字中頻及數(shù)字基帶信號(hào)輸入,模式控制采用標(biāo)準(zhǔn)I²C接口,外部接入晶振可提供系統(tǒng)時(shí)鐘,可與MPEG解碼器芯片直接相連,外接SDRAM,實(shí)現(xiàn)時(shí)域解交織。
LGS-8813-A1采用20x14mm 128pin LQFP封裝,工作溫度范圍-10℃~85℃,電源電壓1.8V和3.3V。主要應(yīng)用包括:電視一體機(jī)、機(jī)頂盒、移動(dòng)車載電視。
(3)LGS-1904-A1單片F(xiàn)PGA基DMB-TH調(diào)制器
LGS-1904-A1是一款單片F(xiàn)PGA基DMB-TH調(diào)制器解決方案。該調(diào)制器完全符合DMB-TH協(xié)議并且能夠直接嵌入到某些設(shè)備中進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì),例如發(fā)射機(jī)和專門的測(cè)試設(shè)備。調(diào)制器以一路MPEG-2 TS流作為輸入信號(hào),經(jīng)過調(diào)制處理輸出數(shù)字的I/O信號(hào)可以作為發(fā)射機(jī)非線性校正輸入。LGS-1904-A1支持單頻網(wǎng)(SFN)和多頻網(wǎng)(MFN)兩種工作模式。LGS-1904-A1具有以下特點(diǎn):
•首款符合DMB-TH協(xié)議的調(diào)制器解決方案。
•只需一片 FPGA (ALTERA STRATIX)。
•支持多頻網(wǎng) (MFN) 和單頻網(wǎng) (SFN)。
•支持64QAM、16QAM和 QPSK調(diào)制方式以及固定、便攜、移動(dòng)應(yīng)用模式。
•前向糾錯(cuò)碼率為0.4、0.6、0.8保護(hù)間隔支持1/9和1/4兩種模式。
•支持字節(jié)和時(shí)間兩種交織。
•支持6MHz、7MHz、8MHz信道帶寬。
•處理DMB-TH控制幀。
•集成了測(cè)試比特誤碼率需要的偽隨機(jī)序列。
•完整性的信號(hào)自動(dòng)檢測(cè)。
•可支持多達(dá)16個(gè)地址的快速及高速模式下的I2C總線。
2、ADI的Integrant調(diào)諧器
美國(guó)模擬器件公司(ADI)旗下的韓國(guó)射頻器件生產(chǎn)商Integrant Technologies公司生產(chǎn)的低功耗射頻調(diào)諧器,支持移動(dòng)通訊、電腦和消費(fèi)電子產(chǎn)品能夠接收到數(shù)字電視和數(shù)字無線廣播。Integran已經(jīng)向韓國(guó)移動(dòng)電視生產(chǎn)商提供低功耗數(shù)字多媒體廣播(DMB)調(diào)諧器。
Integrant公司的ITD3010是一個(gè)低功耗、直接轉(zhuǎn)換和低IF架構(gòu)的單片調(diào)諧器IC,非常適合移動(dòng)電視,已經(jīng)在日本和韓國(guó)市場(chǎng)得到了市場(chǎng)驗(yàn)證。目前,ADI公司為現(xiàn)有的數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)提供的Integrant調(diào)諧器產(chǎn)品已經(jīng)超過350萬臺(tái)。
3、DMB-TH芯片發(fā)展方向:多種標(biāo)準(zhǔn)和高集成度
(1)支持多種標(biāo)準(zhǔn)
和其它的移動(dòng)電視接收技術(shù)一樣,對(duì)多種標(biāo)準(zhǔn)的支持和提供集成度更高的產(chǎn)品,也是DMB-TH芯片的發(fā)展方向。
盡管對(duì)多標(biāo)準(zhǔn)、多頻段的支持提高了技術(shù)難度,多標(biāo)準(zhǔn)是未來的發(fā)展趨勢(shì)之一,這是因?yàn)槌鰢?guó)旅行有對(duì)多標(biāo)準(zhǔn)的需求。另外,雖然對(duì)多標(biāo)準(zhǔn)的支持提高了芯片的成本,但接收機(jī)廠商可以利用同一個(gè)設(shè)計(jì),推出適合不同地區(qū)的解決方案,減少了設(shè)計(jì)成本和產(chǎn)品上市時(shí)間。凌訊科技計(jì)劃2007年推出支持多標(biāo)準(zhǔn)的解調(diào)器,開始可能是幾個(gè)相近的標(biāo)準(zhǔn)。
(2)提高芯片集成度,SoC是發(fā)展趨勢(shì)
提高芯片集成度也是未來的發(fā)展方向。例如,在T-DMB領(lǐng)域,很多廠商都推出了將調(diào)諧器和解調(diào)器封裝在一起的系統(tǒng)級(jí)封裝(SiP)方案,而TI已在其稱為好萊塢的DVB-H方案中將調(diào)諧器和解調(diào)器集成在單芯片(SoC)上,下一代集成T-DMB的方案也會(huì)采用單芯片的方式。
模塊或SiP封裝是ADI和凌訊的下一步發(fā)展方向,未來1-2年時(shí)間,SiP和模塊封裝將被廣泛應(yīng)用,如果再往后,單芯片會(huì)被廣泛采用。
從長(zhǎng)期來看,SoC是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì),但目前SoC仍存在巨大的挑戰(zhàn)。在市場(chǎng)的早期,功能比SoC更重要。目前,移動(dòng)電視標(biāo)準(zhǔn)還未統(tǒng)一,廠商只能用最好的射頻技術(shù)設(shè)計(jì)支持不同標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)諧器,同時(shí),也有很多解調(diào)器廠商在研制支持不同標(biāo)準(zhǔn)的解調(diào)器,兩者合在一起,形成靈活性非常強(qiáng)的平臺(tái)。如果是采用SoC,就需要決定支持哪幾種標(biāo)準(zhǔn),如果有新的重要標(biāo)準(zhǔn)出來,就要重新設(shè)計(jì)。
至于什么時(shí)候采用SoC取決于兩個(gè)因素,一是技術(shù)成熟,可以在比較短時(shí)間內(nèi)推出SoC產(chǎn)品;二是市場(chǎng)成熟,要能夠知道支持哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn)和市場(chǎng),市場(chǎng)也要夠大,如果市場(chǎng)不夠大,就很難明確是做哪個(gè)標(biāo)準(zhǔn)和市場(chǎng),SoC也不能夠?qū)崿F(xiàn)。