CMMB

CMMB是英文China Mobile Multimedia Broadcasting （中国移动数字多媒体广播）的简称。国家广电总局于06年10月颁布了中国移动多媒体广播行业标准，确定采用我国自主研发的移动电视接收标准STiMi，该标准将从06年11月1日起实施。它是国内自主研发的第一套面向手机、PDA、MP3、MP4、数码相机、笔记本电脑多种移动终端的系统，利用S波段卫星信号实现“天地”一体覆盖、全国漫游，支持25套电视节目和30套广播节目。

CMMB规定了在广播业务频率范围内，移动多媒体广播系统广播信道传输信号的帧结构、信道编码和调制，该标准适用于30MHz到3000MHz频率范围内的广播业务频率，通过卫星和/或地面无线发射电视、广播、数据信息等多媒体信号的广播系统，可以实现全国漫游。

CMMB是英文China Mobile Multimedia Broadcasting(中国移动数字多媒体广播)的简称。它是国内自主研发的第一套面向多种移动终端的系统，利用S波段卫星信号实现“天地”一体覆盖、全国漫游，支持25套电视节目和30套广播节目，传输技术采用STiMi技术。

 

一、CMMB概念及技术概述

CMMB是英文China Mobile Multimedia Broadcasting （中国移动多媒体广播）的简称。它是国内自主研发的第一套面向手机、PDA、MP3、MP4、数码相机、笔记本电脑多种移动终端的系统，利用S波段卫星信号实现“天地”一体覆盖、全国漫游，支持25套电视节目和30套广播节目。

2006年10月24日，广电总局发布移动多媒体广播的第一部分标准，即关于广播信道帧结构、信道编码和调制的标准；11月29日发布移动多媒体广播第二部分标准，即关于复用的标准；今年8月10日，广电总局继续发布移动多媒体广播第三部分标准，即关于电子业务指南的标准；11月14日，广电总局又发布移动多媒体广播第四部分—关于紧急广播的标准。截至目前，CMMB只剩下加密授权和终端方面的标准有待发布，相关人员表示，这些标准应该会很快发布。

中国移动多媒体广播系统(简称CMMB)行业标准，规定了在广播业务频率范围内，移动多媒体广播系统广播信道传输信号的帧结构、信道编码和调制，该标准适用于30MHz到3000MHz频率范围内的广播业务频率，通过卫星和/或地面无线发射电视、广播、数据信息等多媒体信号的广播系统，可以实现全国漫游，传输技术采用STiMi技术。

广电借助卫星通信,能极好地解决手机电视信号流畅的问题,加上广电旗下的电影,电视,广播载体,具有丰富的手机电视内容资源,控制着中国的传播载体,又是2008年奥运会的直播机构。现在中国手机用户超过4亿，手机电视市场潜力巨大。

二、CMMB国家规划及目前发展状况

以手机电视为代表的移动多媒体广播首先要为2008年奥运会服务，其优势能随时随地为用户提供及时的赛事进展和结果，国家广电总局已经明确表示：2008年奥运会期间以手机电视为代表的移动多媒体广播将投入全面运营。

现在手机电视发展时间表已经确定：2006年底，完成地面补点试验网建设，进行系统的试验。2007年中，完成地面补点示范网建设，开始商用试验。2008年上半年，启用卫星系统，形成全国网络，正式开始运营，为2008年北京奥运会提供服务。相关发展事件如下：

1.CMMB已经完成了8城市试验网建设完成、北京运营网铺设和开通、全国37个主要城市试验网建设招标。2008年7月前覆盖324个城市

2.CMMB《移动多媒体广播系统研究开发与规模技术试验》已被列为“十一五”国家科技支撑计划重点项目，并开始课题申报。CMMB获得国家财政拨款4亿研发费用支持,其中拟安排国家科技支撑计划经费8000万元，其余经费由承担部门、地方和单位配套解决。

3.CMMB手机电视内容和业务,国务院已经明确表示由国家广电总局组织和负责。

4.CMMB调制激励器Cello-GAF已经能够实现批量产。

5.CMMB样机和芯片已经开始大批量生产。

三、我们运作CMMB的各项有利条件

1．拥有绝好的CMMB中文国际域名 www.cmmb.com.cn www.cmmb.net.cn

2. 拥有国际上独一无二的CMMB手机专用国际域名 www.cmmb.mobi

3. 较好的手电电视网络策划运作能力

4．2008奥运会巨大的市场商机就在眼前

5．其它

四、CMMB运营的几个主要方向

1．买断全国省市CMMB运营的广告代理权，主要是拥有手机牌照的机构。（上海文广集团、央视国际、中国国际广播电台为全国性经营牌照，南方广电传媒集团、云南电视台取得的是地方性运营牌照。）做中国最大的手机电视广告媒介总代理商

2．运作CMMB门户网站www.cmmb.com.cn ,以强大的网站浏览量，推出网络广告服务。做中国第二个cctv.Com(网站功能含视频视听、新闻信息发布等)主要营销网络广告。

3．通过运作CMMB手机网平台 www.cmmb.mobi，实现与手机客户的交互功能，向手机电视用户提供手机游戏，手机歌曲，手机动画，手机相声小品，手机彩铃下载等。做中国手机电视增值服务商。

4．以CMMB为背景，建立CMMB传媒创意中心。做中国的第二个叶茂中。

5．以CMMB为背景，构建手机电视节目内容，如手机游戏，手机歌曲，手机动画，手机彩铃，手机相声小品等的独家首播权。做手机电视休闲节目独家首播内容供应商。

6．争取获得CMMB手机和芯片的各省市代理销售权

7．争取获得CMMB各省市运营服务的业务服务厅资格

8。其它

五、CMMB运营面临的主要挑战

1.巨大的广告代理权买断费用和CMMB手机或芯片的代理费用
2．网站的日常运作和人员管理

3．CMMB交互网络平台的建设和客户中心建设

六、CMMB运营合作的几种方式

（1）、CMMB域名入股，并参与项目运作

（2）、独立买断CMMB域名，域名价值高。

（3）、租用CMMB域名，提供手机电视网络平台和营销策略的建设方案等。

 

 

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STiMi技术是面向移动多媒体广播设计的无线信道传输技术，中国自主研发的CMMB体系架构中的核心部分。STiMi技术充分考虑到移动多媒体广播业务的特点，针对手持设备接收灵敏度要求高，移动性和电池供电的特点，采用最先进的信道纠错编码和OFDM调制技术，提高了抗干扰能力和对移动性的支持，采用时隙节电技术来降低终端功耗，提高终端续航能力。

CMMB系统框图
　　a)信道编码和星座映射
　　STiMi采用了RS编码和高度结构化低密度奇偶校验码(LDPC)技术。在目前已有的编码方法中，LDPC是一种能够逼近Shannon限的性能优秀的信道纠错编码方法，因其卓越的性能使它成为高速宽带系统应用中理想的编码方式。STiMi技术采用了创新的LDPC构造方法和低复杂度的译码方法，不仅提高了接收灵敏度，而且极大地降低了整个编译码器硬件执行的复杂性，利于芯片实现。

STiMi系统框图
STiMi可以用BPSK、QPSK和16QAM的星座映射模式，适合传输不同服务质量要求的业务。
　　b)OFDM调制
　　OFDM的基本原理是将高速串行数据变换成多路相对低速的并行数据并对不同的载波进行调制。这种并行传输体制大大扩展了符号的脉冲宽度，提高了抗多径衰落的性能。同时使各子载波上的频谱相互重叠，但这些频谱在整个符号周期内满足正交性，从而不仅保证接收端能够不失真地复原信号的，而且大大提高了频谱利用率。
　　在OFDM系统中，接收机需要进行帧同步捕获和OFDM符号同步捕获，然后才能进行正确解调。STiMi技术创造性地使用了时间域扩频信标用于同步捕获，具有同步捕获时间短、抗载波频偏能力强、抗信道多径时延扩展能力强的特点。这种方式大大减小用户开机到正常接收所需要的同步时间。尤其在紧急广播环境下，可以保证用户的快速、可靠接收。
　　无线信道的时域和频域响应是时变的，多径引起的频域选择性衰落在不同的子载波上也表现出衰落的不一致性，因此OFDM符号各个子载波上会出现畸变的不均匀性。因此，必须采用信道估计的办法来估计出信道的时域和频域响应，对接收到的数据进行校正和恢复。STiMi采用导频技术，不仅保证了复杂无线传输条件下可靠的信道估计和均衡，而且降低解调模块硬件复杂度，利于芯片实现。
　　c)时隙技术
　　STiMi物理层信号每1秒为1帧，划分为40个时隙。每个时隙的长度为25ms，包括1个信标和53个OFDM调制数据块。时隙划分和帧结构如图3所示。每个广播业务可以占用一个或几个时隙,表1是几种比较典型的配置方式。

STiMi帧结构

　　在同时传送的多路多媒体信号中，接收机根据用户收看的频道，利用时隙开关天线、调谐器等大功耗的器件，只接收相关时隙，而在其他时隙这些大功耗器件都处于关闭状态，从而大大降低终端功耗，有效的提高了终端续航能力。
　　以一般384kbps的视频业务为例，需要占用两个时隙，接收机只需要在这两个时隙处于工作状态，而在其他时隙都处于关闭状态，节电效率为95%。

                                                                 时隙节电示意图

STiMi关键技术
　　STiMi技术是面向移动多媒体广播的业务需求而专门设计的无线信道传输技术，构成了中国自主研发的CMMB体系架构中的核心技术。STiMi技术充分考虑到移动多媒体广播业务的特点，针对手持设备接收灵敏度要求高，移动性和电池供电的特点，采用了最先进的信道纠错编码（LDPC码）技术和OFDM调制技术，提高了系统的抗干扰能力，支持高移动性，并且采用了时隙（time slot）节能技术来降低终端功耗，提高终端续航能力。
　　STiMi系统可工作于30 MHz ~ 3000 MHz的频率范围内，物理带宽支持8 MHz和2 MHz两种工作模式。
　　图2给出了STiMi系统的物理层信号处理流程。来自上层的多条数据流独立地分别进行RS编码和字节交织、LDPC编码、比特交织和星座映射等操作，然后和离散导频以及承载传输指示信息的连续导频组合起来，形成OFDM频域符号，再对频域符号数据进行加扰，进行OFDM调制、成帧、上变频等操作，最后将信号发向空中。下面对物理层一些关键的处理技术进行介绍。

图2 STiMi物理层信号处理流程
RS编码和字节交织
　　STiMi系统采用了Reed-Solomon码作为外码，字节交织器作为外交织器。RS编码和字节交织根据列输入列输出、行编码的方式进行处理。RS码采用了码长为240字节的RS （240，K）截短码。该RS码由原始的RS（255，M）系统码通过截短产生，其中M=K+15。K为一个码字中信息序列的字节数，校验字节数为（240-K）。RS （240，K）码提供了4种工作模式，分别为K=240，K=224，K=192，K=176。
　　图3示出了RS编码和字节交织的工作原理。输入数据以字节的形式按列写入图3所示矩阵中，待填充满图示阴影部分后，按行进行RS编码；待对所有行的RS编码完成后，再按列从图示矩阵中读出数据，作为输出。其中，参数 表示字节交织器的深度。

图3 RS编码和字节交织工作原理
LDPC编码
LDPC码是一类可以逼近Shannon限的纠错编码方法，拥有较低的译码复杂度。STiMi系统采用了自主研发的LDPC码，支持1/2和3/4两种编码速率。STiMi LDPC码是一类规则码，不存在错误地板，硬件实现复杂度低。表1给出了LDPC码的配置参数。
表1 STiMi LDPC码的配置参数
码率
信息比特长度
码字比特长度

1/2
4608 比特
9216 比特

3/4
6912 比特
9216 比特

比特交织
STiMi系统采用了比特交织作为内交织。LDPC编码后的比特输入到比特交织器进行交织。比特交织器采用 的块交织器， 和 的取值见表2。LDPC编码后的二进制序列按照从上到下的顺序依次写入块交织器的每一行，直至填满整个交织器，再从左到右按列依次读出，见图4。
表2 比特交织器参数

图4 比特交织
星座映射
STiMi系统支持BPSK、QPSK和16-QAM三种星座映射方案，可灵活地适应不同的传输速率需求。图5给出了BPSK星座映射方案。

图5 BPSK星座映射方案
OFDM调制
STiMi系统采用OFDM调制。频域OFDM符号由数据子载波、离散导频子载波和连续导频子载波组成。离散导频不承载任何信息，主要用来辅助接收机进行信道估计，进行相干检测和解调。部分连连续导频上承载了系统传输指示信息。OFDM符号中的有效子载波数目具体取值如下：

帧结构
图6给出了STiMi系统的基于时隙的帧结构。1秒共包含40个时隙（编号0~39），每个时隙为25毫秒，由1个信标和53个OFDM符号（编号0~52）组成。OFDM符号形成分别采用4096点（8 MHz带宽模式）和1024点（2 MHz带宽模式）的FFT操作实现，循环前缀长度分别为512点（8 MHz带宽模式）和128点（2 MHz带宽模式）。系统采样速率分别是10 MSPS（8 MHz带宽模式）和2.5 MSPS（2 MHz带宽模式）。
为了实现系统的快速捕获，STiMi系统采用了信标技术。信标结构见图7，包括发射机标识信号（TxID）以及2个相同的同步信号。其中，发射机标识信号专为系统测量设备而设计，不用于普通的接收终端。

图6 STiMi系统的基于时隙的帧结构

图7 信标结构
STiMi系统效率
STiMi系统的系统净荷数据率支持从2.046 Mbps到16.243 Mbps的不同速率（8 MHz带宽模式），以及从0.409 Mbps到3.248 Mbps的不同速率（2 MHz带宽模式），相应地，系统的频谱效率可支持从0.255 bps/Hz到2.03 bps/Hz（8 MHz带宽模式），以及从0.205 bps/Hz到1.624 bps/Hz（2 MHz带宽模式）。

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他同时透露，目前正在开展CMMB二期设备招标工作，此次招标主要针对35个城市采购用于CMMB技术试验的发射机。广电总局计划于春节前完成这35个国内主要城市的网络建设。此次投标的截止时间为2008年1月15日。

　　据透露，广电总局原来是计划37个城市的，但拉萨及另外一个城市由于市场潜力小而暂时推后。

　　对于用户如何用，姜文波介绍说，未来通过CMMB网络，用户可使用手机电视看到现有电视节目、特别电视节目、以及股票、气象、交通等等增值信息的获取。同时，CMMB网络能够支持海量用户的控制管理、用户全国漫游、多方式的授权控制管理方式、用户管理、用户客服支持等功能。可以说，CMMB已经从满足运营需求的角度，实现了强有力的技术支持。

　　会上，CBBM产业链的成员也亮相，联想、中兴、创毅视讯等著名企业都在内，另外泰合志恒、北广科技、上海瑞高、华旗资讯、华信泰、数维科技、欣网科、湖南国科、蓝拓扑等十余家CMMB产业链上重要企业也都到场。

，“未来通过CMMB网络，用户可通过手机电视看到现有电视节目、特别电视节目、以及股票、气象、交通等等增值信息的获取。同时，CMMB网络能够支持海量用户的控制管理、用户全国漫游、多方式的授权控制管理方式、用户管理、用户客服支持等功能。可以说，CMMB已经从满足运营需求的角度，实现了强有力的技术支持。”

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首先我介绍一下CMMB系统的架构。它是目前广电总局在牵头正在建立的移动多媒体广播的体系名称。移动多媒体广播是指通过卫星和地面无线广播方式，供七寸以下小屏幕等接受设备随时随地接收广播电视节目和信息服务等业务的系统。

这是CMMB系统的架构。他主要的组成部分包括第一个是广播的前端，包括广播电视节目和数据业务的内容，通过节目集成平台汇集在一起进行广播。那么他的传输系统主要构成包括卫星系统和地面转换网。他是由一个以卫星覆盖为主，以地面增固网为辅，覆盖全中国，实现随时随地接收广播信号的系统。

这个系统采用S波段的频率。他的信号一路是直接上行到卫星，然后在卫星上转播成S波段的信号，直接发送给终端。中国大概有5%的面积卫星信号无法覆盖的地方用地面系统增补。也就是说接收终端可以接受到卫星的信号也可以接收到地面的信号。这两个信号是同时、同频、同信号。

同时这个系统还可以利用尤其像带有移动通信模块的终端，比如手机，可以开展交互性的业务。这个就是现在目前已经确定的CMMB系统的架构。

那么下面我简单介绍一下CMMB的标准和规范体系。目前广电总局正在按照我们已经确定的CMMB系统的架构，全面在进行标准的制订工作和实现工作。为此广电总局专门成立了CMMB专门技术工作组。因为CMMB一个广播系统，由他的主管部门广电总局进行技术规范和运营的统一规范管理。现在确定的CMMB标准体系有几个部分，第一个部分就是业务信源。另外一个部分就是协议和信令。

另外还包括扩展业务部分，现在确定的包括紧急广播、交通信息和导向，电子邮件。将来会进一步增加扩展业务的部分。在卫星部分包括卫星的技术要求，还有终端部分的功能、性能和配置，终端参考设计和接口，终端软件应用变成接口。应该说移动多媒体广播是一个专门移动领域。是区别于地面数字电视，有线数字电视，卫星数字电视以外的领域。所以要针对这个领域建立标准体系。

目前CMMB技术研究组有60多个成员正在进行技术规范的准备，以及实验的准备工作。

下面我就简单介绍一下现在已经发布的两个标准。第一个标准是在十月份发布的，GYT220.1—2006《移动多媒体广播第1部分，广播信道的调制》。这个标准的范围规定了在30兆赫兹到3000兆赫兹的频率范围内，移动多媒体广播系统广播信道传输信号的祯结构、信道编码和调制。

系统带宽包括两个，一个是8兆，一个是2兆。他采用的信道传播技术是多载波的调制方式。在信道编码上采用了LDPC编码，同时为了针对一些更恶劣的情况，为了更提高接收终端的效果，附加了一个RS码。在这些之上采用了比特块交织。它很大的特点就是祯结构，针对终端的省电可以大大降低。

首先这里有一个概念是逻辑的信道。这个逻辑的信道分两种，一种是控制信息的逻辑信道，另外一个是业务信息的逻辑信道。控制性逻辑信道参数是固定的，这样使得控制逻辑信道获得最好的接收性能。不同的业务信道可以配合多个时系进行传输，这样就可以大大的省电。

那么他的结构是包括完整的一秒，包括40个时系，每个时系是25毫秒。每个时系包括50个信标。在信标里面包括了两个内容，一个是发射机的标识信号，另外包括了两个相同的同步信号。这可以应用于快速的获取同步，使得在无线信道下能够快速的获取信号。

广播信道的整个功能的情况是这样的。首先是一个上层的数据流，这个上层的数据流来了以后进行RS的编码和字节交织，然后进行LBPC编码，之后插入连续导频最后到射频。他和其他的一些传输系统有一些不一样的就是他的绕码在后面不是在前面，这样使得前面的结构完全统一，可以在芯片实现上更加简单方便。

刚刚提到的字节交织和RS码是列入列出的方式，也就是说数字是列入然后按照行进行编码。他的信道编码采用的是非常先进的高度结构化的PC编码，码长的折中考虑是9216比特。这个码经过现在的各种实践是一个非常低复杂的码，同时他的性能是一个非常优秀的信道编码。

在星座映射方面，针对移动多媒体广播的特性，采用了BPSK、QPSK、16QAM这三种映射码。这样可以对不同的广播网络，选用不同的编码，以便对广播网络进行区分。

在连续到导频上携带了16比特的传输指示信息。这个信息是一个传统传输的，使得控制信息能够得到正确的接收。

简单总结一下，8兆系统的RS码有三个选项，这样的结构采用了统一的实现结构，也使芯片的实现非常简单。最高的负载率8兆系统能够传输16.58兆BPS的数据率。

刚才介绍的是第一部分，现在介绍第二部分GY/T220.2—2006《移动多媒体广播第2部分：复用》。复用这个标准是在11月底发布的，在12月1日开始正式实施。第一个标准是在10月底发布的，在11月1日开始实施。那么这个复用标准没有采用通常的复用结构，而是一个完全针对这个系统的复用结构。

这个复用的桢是和广播信道桢对应的。复用信道桢没有别的作用，只是在复用信道中传输。这个复用还有其他的特点，第一个是采用了一个高效率的传输，完全针对咱们的无线移动多媒体广播的窄带的数据传输。另外他的控制信息和业务数据分离。这样能够适应无线传输的恶劣环境。他支持音视频等多媒体数据承载和多路业务复用。同时具有容错设计和有可扩展性。

简单介绍一下复用祯的结构。他里面包括了网络信息表，持续业务复用配置表，短时间业务的配置表等等。我们把业务分成两类，一类是持续业务，一类是短时间业务。这里网络信息是描述了整个网络的频检信息，网络复用配置表描述了哪个业务占用了那些时系。持续的业务配置表主要描述了这些业务都放置在哪些网络里面。通过这样的表就可以很容易很方便的把业务进行提取。在目前这个标准中，基本信息描述表，还有紧急广播这些部分，在这个标准中没有进行表述。

那么他的复用祯包括的结构是有一个复用祯头，另外就是多个复用子祯。每一个复用子祯对应不同的业务，这样就实现了多个业务在一个逻辑信道中的应用。这三个数据段最少有一个进行选择，一般的电视信号可以选择视频和音频的数据段。我们的电子节目指南的数据可以放在数据段中。如果是单纯的做声音广播业务，这样就没有视频数据段，只有音频数据段。这样就实现了非常灵活的设计。

最简单的一种配置就是这个复用祯中正好马力适合，可以只有一个复用子祯。如果是要做多个复用业务的话，可以有多个复用子祯。

现在这两个标准目前已经在广电总局规划院标准所的网站上可以下载。另外关于CMMB技术工作研究组的一些新的工作进展，在我们的工作网站上随时会有新的信息发布。

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与CMMB相比，DAB具有价格低廉（免费）、信号稳定、高音质（CD级音质）等特点，并且DAB不受带宽限制。 而且DAB的应用范围非常广阔，并不限于手机，还包括MP4、PMP、USB、GPS导航仪等等种类多样的小型移动终端，最大程度的满足了移动人群对收看、收听节目和获取资讯的要求。

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STiMi是完全自主知识产权的技术体系，采用卫星加上地面补点网络形成一个覆盖全国的移动多媒体广播网络。STiMi网络利用卫星进行覆盖，采用转化器形成波段。STiMi目前已经有17项发明专利，支持S波段和UHF/VHF波段，拥有灵活的接口设计，支持TS/IP流，物理层透明传输，先进的空口技术，稳定可靠的同步技术，可以支持单频网和多频网。目前，STiMi的技术体系可以支持8MHz宽带，占用带宽是7.5MHz，数据率从2.7至12M，STiMi的一个重要特点是，不需要对每一个节目进行重复的加密。STiMi在信道编码和解调方面有明显改善性能的自主专利，可以避开国际专利。STiMi专利体系里面涵盖了移动多媒体广播、信道编码、解调、连续导频处理，以及信道估计、信道均衡、保护间隔、随机序列等等。目前的STiMi专利体系里面并没有完全地包括现有的手机电视标准体系，特别是在累计信道、应用层、优化和改进的接收技术、适配的流媒体应用等领域都有发明申请的空间。

 

摘要： 根据立足自主创新、立足广电优势、立足民族工业、促进产业发展、促进三网融合的原则，在对国际上各种技术充分调研的基础上，从我国幅员辽阔、传输环境复杂的实际国情出发，我国移动多媒体广播确定了采用卫星广覆盖，辅助以地面增补、移动通信回传的CMMB天地一体体系，实现对空间、时间、多终端和多业务的全面覆盖。本文详细介绍了中国移动多媒体广播CMMB系统的传输技术 STiMi。对STiMi系统采用的关键技术进行了详细描述。

关键词：CMMB STiMi

1 引言

移动多媒体广播目前已经成为炙手可热的发展热点。移动多媒体广播业务是指通过卫星和地面无线广播方式，在手机、PDA、MP3、MP4、数码相机、笔记本电脑等七寸以下的小屏幕、移动便携手持式终端上，实现随时随地接收广播电视节目收视与信息服务。

2006年10月24日，国家广播电影电视总局正式颁布了中国移动多媒体广播系统(简称CMMB)广播信道行业标准《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》，确定了采用我国自主研发的移动多媒体广播传输技术标准（该技术标准简称STiMi，Satellite-Terrestrial Interactive Multi-service Infrastructure）。目前国际上还没有形成统一的移动多媒体广播技术标准，尚处于大规模应用的前期，因此该标准的及时出台，对我国移动多媒体广播和相关民族工业的发展具有重要的促进作用。

2 体系架构

CMMB技术体系是利用大功率S波段卫星信号覆盖全国，利用地面增补转发器同频同时同内容转发卫星信号补点覆盖卫星信号盲区，利用无线移动通信网络构建回传通道，从而组成单向广播和双向交互相结合的移动多媒体广播网络。CMMB体系架构如图1所示。

图1 CMMB体系架构

地面发射中心将信号发向S波段同步卫星后，同步卫星对接收到的信号进行转发，转发后的S波段信号直接被地面的接收终端接收下来，也可以通过增补转发器处理后被地面的接收终端接收下来。该卫星还通过分发信道将信号发送给增补转发器处理，通过增补转发器处理后转发，对卫星覆盖的阴影区域进行增补。

CMMB是针对我国幅员辽阔、传输环境复杂、东部地区城市密集、西部地区人口稀疏的特点，以及用户众多和业务需求多样化的情况，立足我国国情，通过吸纳成熟的先进技术设计的“天地一体化”的技术体系，拥有低成本、可快速实现移动多媒体广播信号全国覆盖的优点，从而可以促进东西部“数字鸿沟”的弥合。CMMB系统采用的STiMi传输技术充分考虑了在我国开展移动多媒体广播业务的需求和特点，是一项具有先进性、实用性和经济性的自主技术。

3 STiMi关键技术

STiMi技术是面向移动多媒体广播的业务需求而专门设计的无线信道传输技术，构成了中国自主研发的CMMB体系架构中的核心技术。STiMi技术充分考虑到移动多媒体广播业务的特点，针对手持设备接收灵敏度要求高，移动性和电池供电的特点，采用了最先进的信道纠错编码（LDPC码）技术和OFDM调制技术，提高了系统的抗干扰能力，支持高移动性，并且采用了时隙（time slot）节能技术来降低终端功耗，提高终端续航能力。

STiMi系统可工作于30 MHz ~ 3000 MHz的频率范围内，物理带宽支持8 MHz和2 MHz两种工作模式。

图2给出了STiMi系统的物理层信号处理流程。来自上层的多条数据流独立地分别进行RS编码和字节交织、LDPC编码、比特交织和星座映射等操作，然后和离散导频以及承载传输指示信息的连续导频组合起来，形成OFDM频域符号，再对频域符号数据进行加扰，进行OFDM调制、成帧、上变频等操作，最后将信号发向空中。下面对物理层一些关键的处理技术进行介绍。

 

图2 STiMi物理层信号处理流程

3.1 RS编码和字节交织

STiMi系统采用了Reed-Solomon码作为外码，字节交织器作为外交织器。RS编码和字节交织根据列输入列输出、行编码的方式进行处理。RS码采用了码长为240字节的RS （240，K）截短码。该RS码由原始的RS（255，M）系统码通过截短产生，其中M=K+15。K为一个码字中信息序列的字节数，校验字节数为（240-K）。RS （240，K）码提供了4种工作模式，分别为K=240，K=224，K=192，K=176。

图3示出了RS编码和字节交织的工作原理。输入数据以字节的形式按列写入图3所示矩阵中，待填充满图示阴影部分后，按行进行RS编码；待对所有行的RS编码完成后，再按列从图示矩阵中读出数据，作为输出。其中，参数表示字节交织器的深度。

图3 RS编码和字节交织工作原理

3.2 LDPC编码

LDPC码是一类可以逼近Shannon限的纠错编码方法，拥有较低的译码复杂度。STiMi系统采用了自主研发的LDPC码，支持1/2和3/4两种编码速率。STiMi LDPC码是一类规则码，不存在错误地板，硬件实现复杂度低。表1给出了LDPC码的配置参数。

表1 STiMi LDPC码的配置参数

码率	信息比特长度	码字比特长度
1/2	4608 比特	9216 比特
3/4	6912 比特	9216 比特

3.3 比特交织

STiMi系统采用了比特交织作为内交织。LDPC编码后的比特输入到比特交织器进行交织。比特交织器采用的块交织器，和的取值见表2。LDPC编码后的二进制序列按照从上到下的顺序依次写入块交织器的每一行，直至填满整个交织器，再从左到右按列依次读出，见图4。

表2 比特交织器参数

 

图4  比特交织

3.4 星座映射

STiMi系统支持BPSK、QPSK和16-QAM三种星座映射方案，可灵活地适应不同的传输速率需求。图5给出了BPSK星座映射方案。

图5 BPSK星座映射方案

3.5 OFDM调制

STiMi系统采用OFDM调制。频域OFDM符号由数据子载波、离散导频子载波和连续导频子载波组成。离散导频不承载任何信息，主要用来辅助接收机进行信道估计，进行相干检测和解调。部分连连续导频上承载了系统传输指示信息。OFDM符号中的有效子载波数目具体取值如下：

 

3.6 帧结构

图6给出了STiMi系统的基于时隙的帧结构。1秒共包含40个时隙（编号0~39），每个时隙为25毫秒，由1个信标和53个OFDM符号（编号0~52）组成。OFDM符号形成分别采用4096点（8 MHz带宽模式）和1024点（2 MHz带宽模式）的FFT操作实现，循环前缀长度分别为512点（8 MHz带宽模式）和128点（2 MHz带宽模式）。系统采样速率分别是10 MSPS（8 MHz带宽模式）和2.5 MSPS（2 MHz带宽模式）。

为了实现系统的快速捕获，STiMi系统采用了信标技术。信标结构见图7，包括发射机标识信号（TxID）以及2个相同的同步信号。其中，发射机标识信号专为系统测量设备而设计，不用于普通的接收终端。

图6 STiMi系统的基于时隙的帧结构

 

图7 信标结构

4 STiMi系统效率

STiMi系统的系统净荷数据率支持从2.046 Mbps到16.243 Mbps的不同速率（8 MHz带宽模式），以及从0.409 Mbps到3.248 Mbps的不同速率（2 MHz带宽模式），相应地，系统的频谱效率可支持从0.255 bps/Hz到2.03 bps/Hz（8 MHz带宽模式），以及从0.205 bps/Hz到1.624 bps/Hz（2 MHz带宽模式）。

5 小结

本文详细介绍了中国技术标准CMMB技术体系的最重要组成部分STiMi系统的关键技术点以及CMMB的体系构架。研究表明，STiMi拥有高系统性能和低实现成本等一系列的优点。STiMi技术标准的确立将促进中国的移动多媒体广播事业的快速发展，有利于民族工业的良性前行。