基于中国移动多媒体广播的数字电视接收终端设计

引言

传统的固定视频业务已经难以满足人们对信息多元化的需求，具有我国自主知识产权的中国移动多媒体广播(CMMB:China Mobile Multimedia Broad-casting)网络已在建立和完善，可为手机或者其他便携式设备提供接收数字电视广播的功能，以满足用户在任何时间、任何地点、任何状态下接收电视节目的需求。中广传播和中国移动已于2010年3宣布在全国303个城市正式商用中国移动多媒体广播手机电视业务，这不但使CMMB成为TD—SCDMA手机的标配，同时中广传播还规划在三年内将CMMB网络覆盖到全国地级城市及百强县，城区内覆盖达到95%并在重点场所实现室内覆盖，五年内要实现主要高速公路覆盖等更高的覆盖目标。因此，市场对支持CMMB的终端设备需求量极大，相关产业链也在如火如茶的发展，本文针对移动多媒体广播给出了三种满足CMMB标准的数字电视接收终端的设计方案。

1  CMMB接收芯片选型

CMMB数字电视接收终端的组成包括射频调谐(Tuner)、视音频解码(AVDecoder),CMMB基带信号解调(Demodulator)等部分，其中射频调谐部分一般应支持UHF和S频段。CMMB系统整体的规划是天地一体的网络，城市等人口密集区域的地面覆盖以在地面建设UHF频段的CMMB发射塔为主，偏远地区则以S频段卫星覆盖为主，所以，完整的设计方案应该是同时支持UHF和S频段,如果主要针对城市区域，可以仅考虑UHF频段。CMMB移动电视核心芯片制造企业比较有代表性的有创毅视讯、泰合志恒、展讯、Siano、苏州中科半导体、中科院微电子、瑞芯微、爱浦多等，这些芯片厂商可提供多种满足CMMB标准的RFIC,这里选用Siano公司的SMSU8X系列芯片来实现数字电视接收终端的设计。

Siano的SMS118X系列CMMBRFIC是专门针对中国移动电视市场设计的。SMS118X同时支持接收和演示多个电视频道，并具备出色的移动性能,而且灵敏度高，功耗低(约40mW)；同时支持单芯片天线分集和多种接口，包括SPI、SDIO、TS以及parallel,也可以提供满足不同客户需求的USB、Memory-mapped和FC等接口；可实现多波段接收，而且支持UHFC470-862MHz）和S波段（2100—2700MHz）两个路径，同时在支持CMMB标准（S-TiMi）的基础上，还提供了对MBBMS的支持。功能上支持画中画应用，并提供完整的MDTV接收软件方案;并可提供支持所有接口的设备驱动，包括为Microsoft Windows XP,Microsoft Windows Vista,Linux Devicedrivers及Windows Mo-bile等操作系统以及可为主处理器服务的中间件。由于SMS118X系列芯片还支持单芯片全MRC天线分集接收，因此SMS118X可应用于手持媒体播放器、PDA、智能手机、手持导航设备（GPS）、笔记本以及MID等终端设备。

2  CMMB标准的数字电视接收终端设计方案

Siano的CMMB数字电视接收芯片SMS118X完全满足CMMB的标准，同时支持不同的条件接收系统（CAS）,包括中国移动的手机广播业务管理系统（MBBMS）以及中广传播（CBC）的CAS系统。其中SMS1180属于可实现全MRC接收的CMMB数字电视接收芯片；SMS1184属于支持CA的CM-MB移动数字电视接收芯片，该芯片专为入门级消费电子类设备设计;SMS1186支持付费电视功能，属于可实现全MRC接收的CMMB数字电视接收芯片。三种芯片集成的系统可以实现30个频道的节目接收，能提供一级的画面质量，具有极低的功耗水平以及极佳的接收表现，尤其在进行室内接收时，对于CMMB信号的室内墙壁阻挡问题,Siano已经成功地通过接收芯片中两个特别的硬件模块克服了这一问题，其中一个模块位于RF调谐器部分，另一个位于接收器中的解调部分，称为FDU,通过先进的自适应估计技术,这两个硬件单元可协同工作，并可实现非常高的灵敏度和对墙壁、门窗等反射面干扰的高宽容度，因此,SMS118X芯片可广泛应用于室内接收以及高速移动接收。

2.1  全MRC接收的CMMB接收终端

为实现全MRC接收的CMMB数字电视接收，本文选用SMS1180芯片来进行设计。SMS1180是一种高度集成的全CMOS单芯片接收器，通过优化设计，可降低地面与卫星（多波段）CMMB（S-TiMi）相结合的应用成本，加快项目实施速度，满足CMMB的网络拓扑结构需求，还可以通过不同接口在多个平台上进行应用。

图1所示为全MRC接收的CMMB移动数字电视接收设备组成框图。该系统由CMMB数字电视接收芯片SMS1180、基带处理器、应用处理器、蜂窝射频前端、CPU存储器、音频编解码、SIM卡、相机模块、彩色LCD等组成。播送的射频信号由SMS1180输入，可支持单天线接收。SMS1180内部集成RF调谐器和数字解调器可将处理的信号以标准的TS码流送到处理器中解码还原。SMS1180与应用主处理器之间的连接方式既可以采用串行接口，也可以采用并行接口。SMS1180输出的信号是经过解调及选择过的压缩音频和视频数据流,将该数据送入可进行视频和音频解压（如H.264/AVS）和图形处理的应用主处理器中，随后送入LCD及音频编解码模块中进行视频图像的显示和音频信号的播放。SMS1180集成的调谐器和解调器附有Host-API软件包，包括各种主流主处理器和操作系统的驱动程序,可选用多种处理器进行系统设计。

2.2  支持CA的CMMB接收终端设计

随着中广传播对条件接收管理的不断加强，新的、入门级的城市地区应用方案是非常必要的，这个方案仅需支持地面频率,但对芯片本身和周边系统来说都只需要非常低的成本。因此可选用SMS1184来设计支持CA的CMMB移动数字电视接收终端。

SMS1184是一个高集成度的全CMOS单芯片接收器，专为需要极低成本的CMMB设备所设计，可通过最小的设计投入，使得CMMB移动数字电视接收功能被广泛应用于手持和便携设备中，例如手机,PDA,便携式媒体播放器以及PC等。SMS1184具备优异的性能表现,能够保证无论在室外还是室内条件下的超强接收。

图2所示是釆用SMS1184设计的支持CA的CMMB移动数字电视接收终端的组成框图。SMS1184能够和Nagravision的条件接收SMD芯片实现直连，并由SMS1184的固件控制SMD以完成整个的内容解扰过程，从而使主接收器可以得到一个经过解扰的数据流。这样的设计可以使整个CA过程及解扰都变的完全透明，并可减少将条件接收集成到产品应用过程中的相关投入。