一种移动多媒体广播系统及其实现方法

专利名称：：一种移动多媒体广播系统及其实现方法
技术领域：
：本发明涉及移动多媒体广播技术，特别涉及一种移动多媒体广播系统及其实现方法。
背景技术：
：数字化是一场全世界范围的新技术革命，是广播电视发展的必然趋势。随着数字广播电视技术的发展，互联网技术和多媒体技术应用的不断创新，通过广播电视覆盖网开展移动多媒体广播业务，已经成为占领新的宣传阵地、保证中央政令畅通，丰富人民群众文化生活，保护民族文化产业的必要手段。移动多媒体广播是通过采用数字编码，经过无线发射、移动接收的方法进行电视节目的传播。它的最大优势就是支持移动接收，在信号覆盖范围内，支持多种类型的移动终端，诸如手才几、个人凄t码助理(PersonalDigitalAssistant，PDA)、便携式媒体播放器(PortableMediaPlayer，PMP)、MP3、MP4、数码相机和UltraMiniPC等七寸以下的小尺寸、小屏幕、移动便携手持式终端随时随地接收新闻、资讯、娱乐等电视节目，以满足现代信息社会"信息无处不在"的需求。目前全球有几十个国家正在建设和规划手持移动数字电视/移动多媒体广播网络，日本和韩国是公认在移动多媒体广播新业务发展规划和技术支撑方面领先于其他地区的国家。到2005年底，日韩两国分别建立了包括卫星和地面全方位立体覆盖的数字移动电视/多媒体广播系统，数字移动电视/多媒体业务得到了用户的积极响应。在欧洲，德国为2006年慕尼黑世界杯足球赛建立了地面数字移动电视的覆盖网，芬兰、意大利、英国、法国、瑞士等国家也纷纷开始建设移动数字电视网络，并计划于近期提供商用或试商用服务。其他国家和地区包括荷兰、瑞典、澳大利亚、我国台湾也在积极规划网络建设项目。在美国，以运营商MODEO、英特尔、摩托罗拉、德州仪器、诺基亚等公司组成了美国移动数字电视联盟，旨在发展手持移动电视/移动多媒体广播。另外，以高通公司为代表的企业非常积极，高通公司不仅独立地提出了完整的技术标准多媒体(Media)前向链路(ForwardLink-Only,FLO)，并通过投资购买无线频率的方式建设自己的手持移动电视广播网络，吸引内容提供商利用该网络提供手持移动数字电视业务。虽然国外的技术、产业相对成熟，但国外的移动多J某体广播技术和标准体系也处在不断完善的阶段，产业链也处在构建之中。手持数字视频广播(DigitalVideoBroadcastingHandheld,DVB-H)技术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支持全球移动通ifl系统(GlobalSystemforMobileCommunications,GSM)，通用无线分组业务(GeneralPacketRadioService,GPRS)，宽带码分多址(Wideband-CodeDivisionMultipleAccess,WCDMA)网络，兼容DVB-T，实现了广电网和移动通信网的融合。但是，由于DVB-H是以DVB-T为基础的，其频谱范围也受制于DVB-T，并且在满足电视广播覆盖有效性方面，该系统还不能达到足够的满意度，不能很好的适应多业务对信道传输能力需求的不同状况。在节目切换时间上，该系统的切换时间也较长。地面H字多i某体广4番(TerrestrialDigitalMultimediaBroadcasting,T-DMB)技术是在数字音频广播(DigitalAudioBroadcasting,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。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。高通的MediaFLO技术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。但是，它是一个独立的系统，不具备向下兼容性，目前只能与高通主导的3G中CDMA2000网络结合运营；缺乏现成的实验网络和成熟产品，商用化进程困难。我国幅员辽阔、地形复杂、东西经济发展不平tf,人群流动性大。我们迫切的需要一个在技术体制上兼收并蓄、博采众长，在运营上可以快速方便部署，面向手持移动终端，在复杂的无线传输条件下可以进行可靠的信道传输的移动多媒体广播体系。
发明内容本发明的目的在于，提供一种移动多媒体广播系统。本发明的另一目的在于，提供一种移动多媒体广播系统的实现方法。本发明的移动多媒体广播系统，包括内容集成与播出模块、业务管理模块、广播网络模块、终端，其中，所述内容集成与播出模块，用于集成节目内容和相关业务数据，提供具体的多媒体服务业务；所述业务管理模块，用于进行多媒体服务业务的应用配置和带宽资源配置，并将配置好的多媒体服务业务发送至所述广播网络模块；所述广播网络模块，采用S波段卫星和U波段地面网络实现协同覆盖，信道传输采用卫星及地面互动多服务架构STiMi技术，用于进行移动多媒体服务业务的复用与传输；其中，S波段卫星用于覆盖全国国土，用于中央节目的全国覆盖；U段地面网络用于城市人口密集区域移动多媒体广播信号覆盖，用于中央节目和地方节目的本地覆盖；所述终端，为用户手持设备，用于负责接收所述广播网络模块传输来的移动多媒体服务。其中，所述内容集成与播出模块，进一步用于负责提供数据广播业务，负责音视频节目的编码压缩与输出，以及负责为业务管理模块提供电子服务向导ESG业务描述信息。其中，所述业务管理模块，进一步用于负责整合所述业务管理模块提供的ESG业务描述信息，提供紧急广播业务，提供加密授权及用户接入管理服务。其中，所述广播网络模块包括复用器，用于提供打包的复用流PMS输出，并将所述复用器输出信号送入调制器。进一步地，所述广播网络模块，可以在S波段地面增补转发网络采用Ku-S移频转发和S-S同频转发两面两种方式。进一步地，所述广播网络模块，可以在U波段地面覆盖网络采用单发射台站或地面单频网实现信号在城市人口密集区域的有效覆盖，正交频分复用OFDM调制方式。进一步地，所述广播网络模块，可以根据业务的不同，使控制信息及紧急广播信息通过控制信息表承载；以及使数据广播业务则根据不同的业务模式将数据封装成不同的业务包，再将不同的业务包统一封装成链路适配包，与AV流一起分别通过复用子帧进行承载。其中，所述不同的业务包，包括流模式业务包、文件模式业务包、IP包。本发明的移动多i某体广播系统的实现方法，采用S波段卫星和U波段地面网络实现协同覆盖，信道传输采用卫星及地面互动多服务架构STiMi技术，进行移动多媒体服务业务的复用与传输；其中，S波段卫星用于覆盖全国国土，用于中央节目的全国覆盖；U段地面网络用于城市人口密集区域移动多媒体广播信号覆盖，用于中央节目和地方节目的本地覆盖。其中，在信道传输广播数据时，采用通用多协议封装方法将来自不同数据广播业务的业务包，统一封装成链路适配包以适配复用传输，支持流模式、文件模式和IP模式数据传输。本发明的有益效果是依照本发明的移动多媒体广播系统及其实现方法，通过在信道传输上采用卫星及地面互动多服务架构STiMi技术，能够在复杂的无线传输条件下可以进行可靠的信道估计和均tf;灵活的逻辑信道划分，专门面向移动数字多々某体广播业务的优化设计，提高了频语利用率；此外本发明还支持传输流TS，IP等多种协议的封装，可以满足不同的应用需要。图1为移动多i某体广播系统总体架构；图2为移动多媒体广播系统体系结构图；图3为移动多媒体广播协议栈。具体实施例方式以下，参考附图13详细描述本发明的移动多媒体广播系统及其实现方法。根据移动广播电视技术体制，我国移动多媒体广播系统将采用"天地一体"技术体系。卫星方面，采用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信号覆盖；地面覆盖方面，釆用S波段地面增补网进行S波段卫星覆盖阴影区信号转发覆盖，采用U波段地面覆盖网在城市人口密集区实现移动多媒体广播信号覆盖。同时，在实现广播方式开展移动多媒体业务的基础上，利用地面双向网络逐步开展双向交互业务。移动多媒体广播系统体系结构是构成移动多媒体广播系统的基本技术框架，该框架描述了移动多媒体广播系统的基本构成及系统逻辑。如图2所示，移动多媒体广播系统体系结构，包括内容集成与播出模块、业务管理模块、广播网络模块、终端。其中，内容集成与播出模块，用于集成节目内容和相关业务数据，提供具体的业务应用。具体地，内容集成与播出模块，可以负责提供数据广播业务，负责音视频节目的编码压缩与输出，以及负责为业务管理模块提供电子服务向导ESG业务描述信息等。在系统构建中，内容集成与播出模块遵循如下系统连接要求a、音视频节目信号经过编码压缩后，采用实时传输协议(RealTimeTransportProtocol,RTP)方式專命出；b、数据广播系统采用用户数据报协议(UserDatagramProtocol,UDP)方式l叙出；c、需加密的音视频节目及数据广播信息，经加密授权后输出；不需加密的音视频节目及数据广播信息，直接输出。业务管理模块，用于进行业务的应用配置和带宽资源配置。具体地，该模块负责整合业务的ESG信息，提供紧急广播业务，提供加密授权及用户接入管理服务等。在系统构建中，业务管理模块遵循如下系统连接要求a、紧急广播系统、ESG系统采用UDP方式输出；b、加密授权系统中条件接收系统(ConditionalAccessSystem,CAS)输出的授权控制信息(EntitlementControlMessage,ECM)送回加扰器，授权管理信息(EntitlementManagementMessage,EMM)采用UDP方式送入复用器；CAS的的用户授权控制信息由运营支撑系统(BOSS)提供，CAS与BOSS之间采用传输控制协议(TransmissionControlProtocol,TCP)方式联接。广播网络模块，用于进行业务的复用与传输。在系统构建中，广播网络模块遵循如下系统连接要求a、复用器采用打包的复用流(PacketizedMultiplexingStream,PMS)输出，复用器输出信号送入调制器；b、S波段地面增补转发网络采用Ku-S移频转发和S-S同频转发两面两种方式；c、U波段地面覆盖网络采用单发射台站或地面单频网实现信号在城市人口密集区域的有效盖，正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,OFDM)调制方式，带宽8M。终端，为用户手持设备，负责接收移动多媒体服务。此外，移动多媒体广播协议栈是构建移动多媒体广播系统需遵循的各类协议的集合，该协议栈描述了移动多媒体广播系统构成中遵循的各类协议及接入点。如图3所示，为移动多媒体广播协议栈。多个复用帧构成一个广播信道帧，一个复用帧由多个复用子帧组成。其中复用帧0用于承载控制信息表。控制信息表用于承载控制信息、紧急广播信息。复用子帧用于承载音视频流以及数据广播业务。数据广播业务根据业务的不同，先被封装成不同的数据业务包，如流模式业务包、文件模式业务包、IP包等，然后再将不同的业务包统一封装成链路适配包，与AV流一起分别通过复用子帧进行承载，从而提供多服务。移动多^某体广播协议栈通过业务接入点实现应用。表1描述了附图3所示单向广播方式下移动多媒体广播协议栈的接入及应用。表1移动多媒体广播系统协议栈接入及应用<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>名称描述AV编解码发端进行音/视频编码，4￡权终端解码。ESG接收ESG信息以及ESG及时更新移动管理支持手持便携和漫游功能订购管理权限的获取和管理，以及终端业务内容的解密处理应用显示AV播放器播放音/视频内容ESG导航提供内容管理界面，获取广播网络中的频道信息并及时更新。紧急广播显示接收到的紧急广播信息其它其他应用程序，包括网页浏览、游戏等。根据移动广播电视技术体制、总体架构及体系结构，移动多媒体广播的技术路线为1、采用S波段卫星和U波段地面网络实现协同覆盖，信道传输采用卫星及地面互动多月l务架构(Satellite-TerrestrialInteractiveMulti-serviceInfrastructure,STiMi)技术。S波段卫星覆盖全国100%国土，主要用于中央节目的全国覆盖；U段地面网络用于城市人口密集区域移动多媒体广播信号覆盖，主要用于中央节目和地方节目的本地覆盖。2、S波段卫星通过广播信道和分发信道进行全国覆盖，广播信道用于直接接收，分发信道用于地面增补转发。技术要求为(1)广播信道釆用Ku波段上行，频率13.75-14.00GHz，下行采用S波段，频率2.633-2.660GHz,信号釆用OFDM调制方式，带宽25M;(2)分发信道采用Ku波段上行，频率13.75-14.00GHz，下行采用Ku波段，频率12.20-12.25GHz,信号采用时分复用(TimeDivisionMultiplexandMultiplexer,TDM)调制方式，带宽25M;(3)卫星采用点波束上行技术防范非法攻击；(4)S波,爻地面增补网络采用Ku-S移频转发和S-S同频转发两面两种方式，Ku-S转发方式接收分发信道Ku波段信号，经过TDM解调、OFDM调制上变频为S波段信号发射；S-S转发方式接收S波段信号，进行同频放大转发。3、U波l殳地面覆盖网络采用单发射台站或地面单频网实现中央节目和地方节目集成信号在城市人口密集区域的有效覆盖，OFDM调制方式，带宽8M。在具体的覆盖中(1)U波^殳频率^吏用470-566MHz和606-798MHz;(2)单发射台站可完成基本覆盖要求的，采用单发射台站实现覆盖；单发射台站无法满足基本覆盖要求的，采用单频网(SFN)实现覆盖；(3)发射台站优先选用现有可用发射台址；(4)U波段地面单频网采用GPS、复用器以及调制器协同工作实现系统同步，相邻发射台站之间避免产生符号干扰的最大距离15.36Km;(5)U波段地面覆盖网络采用同频转发器消除覆盖阴影区。4、音^L频压缩编码采用高压縮效率、^^码率的浮见频压缩编码与音频压缩编码，具体为(1)视频广播业务中，视频压缩编码釆用AVS、H.264/AVC，音频压缩编码采用MPEG-4AAC;(2)音频广播业务中，音频压缩编码采用多声道数字音频编解码技术规范(SpecificationforMultichannelDigitalAudioCodingTechnology,DRA);5、数据广播采用通用多协议封装方法将来自不同数据广播业务的业务包，统一封装成链路适配包以适配复用传输，支持流模式、文件模式和IP模式数据传输。6、加密授权系统应对音视频流和数据广播流采用ISMACryp(互联网流媒体联盟加扰标准)进行加扰，系统前端应支持同密。终端可采用通用接口方式实现多密。7、运营支撑系统釆用TCP方式与加密授权系统连接，支持公共服务、数字音视频广播服务和扩展服务，支持第三方合作业务管理，实现各类终端用户的合法注册。8、为实现U波段地面覆盖网络中央节目信号和地方节目信号的集成播出，中央节目信号通过节传通道传输至各地，在各地播出前端完成中央节目和地方节目的节目集成和复用。中央节目信号节传通道采用MPEG复用，通过IP在TS流中的封装实现节目信号向全国各地的传输。移动多媒体广播系统主要系统参数和指标是移动多媒体广播系统建立过程中的基本要求。移动多媒体广播系统的主要系统参数和指标如表2所示。表2移动多媒体广播系统主要系统参数和指标<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>综上所述，依照本发明的移动多媒体广播系统及其实现方法，通过在信道传输上采用卫星及地面互动多服务架构STiMi技术，其面向手持移动广播环境的时频二维导频技术，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。高度结构化的低密度奇偶校验码(LowDensityParityCheckCode,LDPC),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，专门面向移动数字多媒体广播(DigitalMultimediaBroadcasting,DMB)业务的优化设计，4是高了频语利用率；此外本发明还支持传输流TS，IP等多种协议的封装，可以满足不同的应用需要。此外，移动多媒体广播主要面向手机、PDA等小屏幕便携手持终端以及车载电视等终端提供广播电视服务。根据移动多媒体广播系统的基本特点，移动多媒体广播的系统满足下列要求(1)可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，支持公共服务。(2)支持手机、PDA、MP3、MP4、数码相机、笔记本电脑以及在汽车、火车、轮船、飞机上的小型接收终端，接收视频、音频、数据等多媒体业务。(3)采用具有自主知识产权的移动多媒体广播技术，系统可运营、可维护、可管理，具备广播式、双向式服务功能，可根据运营要求逐步扩展。(4)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。(5)系统安全可靠,具有安全防范能力，具有良好的可扩展性，能够适应移动多媒体广播技术和业务的发展要求。以上是为了使本领域普通技术人员理解本发明，而对本发明所进行的详细描述，但可以想到，在不脱离本发明的权利要求所涵盖的范围内还可以做出其它的变化和修改，这些变化和修改均在本发明的保护范围内。权利要求1.一种移动多媒体广播系统，其特征在于，包括内容集成与播出模块、业务管理模块、广播网络模块、终端，其中，所述内容集成与播出模块，用于集成节目内容和相关业务数据，提供具体的多媒体服务业务；所述业务管理模块，用于进行多媒体服务业务的应用配置和带宽资源配置，并将配置好的多媒体服务业务发送至所述广播网络模块；所述广播网络模块，采用S波段卫星和U波段地面网络实现协同覆盖，信道传输采用卫星及地面互动多服务架构STiMi技术，用于进行移动多媒体服务业务的复用与传输；其中，S波段卫星用于覆盖全国国土，用于中央节目的全国覆盖；U段地面网络用于城市人口密集区域移动多媒体广播信号覆盖，用于中央节目和地方节目的本地覆盖；所述终端，为用户手持设备，用于负责接收所述广播网络模块传输来的移动多媒体服务。2.如权利要求1所述的移动多媒体广播系统，其特征在于，所述内容集成与播出模块，进一步用于负责提供数据广播业务，负责音视频节目的编码压缩与输出，以及负责为业务管理模块提供电子服务向导ESG业务描述信息。3.如权利要求1或2所述的移动多i某体广播系统，其特征在于，所述业务管理模块，进一步用于负责整合所述业务管理模块提供的ESG业务描述信息，提供紧急广播业务，提供加密授权及用户接入管理服务。4.如权利要求3所述的移动多媒体广播系统，其特征在于，所述广播网络模块包括复用器，用于提供打包的复用流PMS输出，并将所述复用器输出信号送入调制器。5.如权利要求4所述的移动多媒体广播系统，其特征在于，所述广播网络模块，进一步用于在S波段地面增补转发网络采用Ku-S移频转发和S-S同频转发两面两种方式。6.如权利要求5所述的移动多^某体广播系统，其特征在于，所述广播网络模块，进一步用于在U波段地面覆盖网络采用单发射台站或地面单频网实现信号在城市人口密集区域的有效覆盖，正交频分复用OFDM调制方式。7.如权利要求6所述的移动多媒体广播系统，其特征在于，所述广播网络模块，进一步用于根据业务的不同，使控制信息及紧急广播信息通过控制信息表承载；以及使数据广播业务根据不同的业务模式将数据封装成不同的业务包，再将不同的业务包统一封装成链路适配包，与AV流一起分别通过复用子帧进行承载。8.如权利要求7所述的移动多媒体广播系统，其特征在于，所述不同的业务包，包括流;漠式业务包、文件模式业务包、IP包。9.一种移动多媒体广播系统的实现方法，其特征在于，采用S波段卫星和U波段地面网络实现协同覆盖，信道传输釆用卫星及地面互动多服务架构STiMi技术，进行移动多媒体服务业务的复用与传输；其中，S波段卫星用于覆盖全国国土，用于中央节目的全国覆盖；U段地面网络用于城市人口密集区域移动多媒体广播信号覆盖，用于中央节目和地方节目的本地覆盖。10.如权利要求9所述的移动多媒体广播系统的实现方法，其特征在于，在信道传输广播数据时，采用通用多协议封装方法将来自不同数据广播业务的业务包，统一封装成链路适配包以适配复用传输，支持流模式、文件模式和IP模式数据传输。全文摘要本发明提供一种移动多媒体广播系统及其实现方法，其中，该系统包括内容集成与播出模块、业务管理模块、广播网络模块、终端，其中，广播网络模块，采用S波段卫星和U波段地面网络实现协同覆盖，信道传输采用卫星及地面互动多服务架构STiMi技术，用于进行移动多媒体服务业务的复用与传输；其中，S波段卫星用于覆盖全国国土，用于中央节目的全国覆盖；U段地面网络用于城市人口密集区域移动多媒体广播信号覆盖，用于中央节目和地方节目的本地覆盖。本发明通过在信道传输上采用STiMi技术，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；同时支持传输流TS、IP等多种协议的封装，可以满足不同的应用需要。文档编号H04N7/52GK101626511SQ200810116358公开日2010年1月13日申请日期2008年7月9日优先权日2008年7月9日发明者鹏陈申请人:国家广播电影电视总局广播科学研究院