广东粤广数字多媒体广播有限公司

DMB传输模式

　　DMB是从DAB的基础上发展而来的，它将DAB单一的音频业务扩展为视频多媒体业务，因此它既延续了DAB的传输模式——包模式，又运用了适合视频媒体业务传送的传输模式——增强型流模式和增强型包模式。

　　ESM

　　DAB本身并没有可靠的纠错技术来保证传输对误码率要求较高的数据，比如视频流。而ESM是在DAB的流模式中增加了前向纠错编码R-S(Reed-Solomon)编码和外部卷积交织，以提高传输中的抗干扰和纠错能力。

　　RS码是一种能够纠正多个错误的多进制BCH纠错码，它具有强大的纠突发错误的能力，加上外部卷积交织处理，可以进一步增强纠错能力。这种编码方式广泛用于数字电视传输系统中，是前向纠错码的重要组成部分，因此DMB采用了与DVB相似的信道编码方式。

　　如图1所示，视音频节目首先经过H.264编码器进行数据压缩，形成基本码流(ES)，基本码流经过打包后形成有包头的基本码流(PES)；代表不同音频、视频信号的PES码流被送入传输复用器进行系统复用，形成传输流(TS)，再送到RS编码器进行编码，通过外部卷积交织后，经过信道编码和时间交织进入主业务复用器。目前，ESM除了原有的物理接口方式(ETI/STI、DVB/ASI)以外，还增加了UDP/IP接口，便于整个系统的管理和监测。

　　EPM

　　PM作为DAB中重要的传输模式之一，同样也被DMB所采用。而用于ESM的R-S编码方式及外部块交织技术对于提高包模式的抗干扰和纠错能力同样有效，因而称之为EPM。PM与EPM在信号传输时表现有差异，在下面的测试中将进一步得到验证。

　　如图2所示，视音频节目首先经过VC-1编码软件，然后按照实时传输协议(RTP)，用户数据包协议(UDP)和网际协议(IP)添加包地址和包头数据，然后到打包机进行分组打包，再进入RS编码和外部块交织编码，通过信道编码和时间交织送入主复用器。

DMB传输模式比较测试

　　在DMB传输模式试验中，我们使用了由英国RadioScape公司提供的测试接收机与分析软件，重点对PM、EPM、ESM三种模式进行了室外移动误码率(BER)比较测试。试验中我们同时记录室外移动接收时这三种模式的BER值，通过对不同路段、不同环境下的BER进行比较，进一步分析这三种模式在抗干扰能力方面的差异。

　　在测试中使用的RadioScape RS-T1000b测试接收机是专用DMB测量仪器，可用于Ⅲ波段和L波段DMB信号测试，适合于固定及移动场合使用，借助其附带的GPS功能可记录移动路线的经度和纬度。通过在子信道内加伪随机二进制序列(PRBS)数据，接收机可以实时记录快速信息通道(FIC)的BER值，并保存于Logfile.csv文件中；经过软件分析，可以得到PM、EPM、ESM的BER值，并保存于Output.csv文件中。我们将不同路线的Output.csv文件通过Map Info软件导入上海市地图，并用不同的颜色来标注不同级别的BER，这样就可以看出3种不同模式抗干扰能力的差别。在测试中，我们可以利用接收机来观察图像信号，打开PIXTREE的播放软件观看H.264节目图像，或者打开Windows Media Player播放软件观看VC-1节目图像；同时，我们还用Perstel接收机来观察H.264图像的接收情况。测试系统如图3所示。

DMB传输模式PM、EPM和ESM比较分析

　　我们对PM和EPM的BER和图像接收情况分别进行比较，进而对这两种模式的纠错、抗干扰和图像恢复能力进行对比。

　　BER比较

　　在对BER进行比较分析中，我们采集了大量的数据，这里只能随机抽取Output. csv文件中部分数据加以说明，见表1。

　　表1数据所对应的区域是在上海地区西南面漕溪路从南丹路至柳州路，其中部分路段是在沪闵路高架下，该地区距离东方明珠发射点有10～12km，由于受到高架的阻挡和周边密集楼宇群的严重影响，这一地区的BER值相对较高，图像和声音的接收情况比较差，某些路段无法正常收看图像和收听音乐。

　　图4是根据表1 Output文件中部分PM、EPM和ESM的BER值而制作的，在这一区域BER值相对较高，从图中3根曲折线可以看出，PM的BER值在某些采样点上要大于EPM和ESM的BER值，而ESM的BER值接近于EPM的BER值。因此，在这一地区，ESM和EPM的纠错和抗干扰能力基本相同，但在某些干扰严重的情况下，当处于图像接收的临界状态时，它们的纠错能力略好于PM。

　　图像接收质量比较

　　在测试中，我们对PM、EPM和ESM的图像接收情况进行了比较，下面是上海地区西南方向漕溪路段测试的比较结果，见表2。

　　如表2所示，漕溪路各个路段的图像接收情况均不理想，主要是因为沪闵高架的阻挡及距离东方明珠发射点较远(十几公里)，信号强度比较低。从表格我们看出，在图像接收良好的区域，PM、EPM和ESM的纠错能力比较接近；而在图像接收的临界点地区，采用PM模式已经接收不到图像，而采用EPM和ESM模式还能断断续续接收到图像。

　　BER分布图

　　我们将Output文件中的PM、EPM和ESM的BER值及相对应的经纬度，通过Map Info软件导入上海市地图进一步比较，如图5所示。

　　从三种模式的BER分布图可以看出，在大部分地区，EPM和ESM的BER值比较接近，我们在虹梅路和桂林路上(标在红色虚框内)可以明显看出PM的BER值要低于EPM和ESM。由于上海市西面虹梅路和桂林路接近于中环线，距离东方明珠发射点超过15km，接收场强较低，但周边地区无密集高楼阻挡，车流量正常，图像接收效果比较理想。从图中还可以看出，在EPM和ESM两种模式下，在这一路段可以正常接收图像；在PM模式下，在这一路段图像接收稍有不流畅，偶尔会出现图像定格和马赛克现象。由此说明，在场强低的区域PM在纠错能力上略差于EPM和ESM。

总结

　　通过上面对PM、EPM、ESM三种模式各项数据的比较，我们发现，EPM和ESM模式增加了R-S编码和外部交织，明显提高了纠错能力，因而在信号强度低、多径干扰严重的情况下，它仍能保持正常的图像质量，并且误码率非常低。这两种模式是针对视频节目需要更好的纠错和抗干扰能力而设计的。PM模式在场强高和多径干扰相对较小的区域，它的纠错和抗干扰能力与EPM、ESM比较接近；在场强低的区域，其图像接收不太流畅，但它与EPM和ESM两种传输模式的差异还有待更多的实验数据来进一步说明。

　　ESM与EPM的相同点

　　在测试中，我们同时将两种模式放在不同的子信道内进行图像传输。通过上述数据及图表，我们发现EPM和ESM的纠错能力和抗干扰能力都较强，这主要是因为它们都增加了R-S(204、188、t=8)编码和外部交织。在某些多径干扰严重的区域，它们的BER值也非常接近，图像接收情况也基本相同，ESM图像产生停顿或马赛克现象的时候，EPM同样会产生这种情况。

　　ESM与EPM的不同点

　　在试验中，采用ESM模式传送H.264编码图像。ESM的特点在于它采用数据流的形式进行实时的数据传送，因此它特别适合于同步业务的传输。在RS编码后的外部交织中，ESM使用了卷积交织，这种模式同样适用于DVB系统。

　　在实验中，EPM模式传输的是VC-1编码图像。EPM是一种基于IP的解决方案，它的主要特点是可以根据不同的时间要求进行不同业务数据的传送，数据被分割成包的形式，并且在同一个子信道内可以传送不同的数据业务。我们将不同类型的数据包通过包复用器组合在一起，按照UDP和IP协议定义了不同包地址的包头，用来识别每种数据业务。在RS编码后的外部交织中，EPM使用了块交织技术。

　　在DMB系统中，ESM和EPM模式的抗干扰和纠错能力可以满足在室外移动场合接收多媒体节目的需要。虽然流模式在数字图像传输中应用的时间比较长，但经过技术上的不断改进，它的性能比较稳定，适用于数字信号传输。而包模式结合目前应用广泛的IP方式，在数据传输中更灵活，可以满足不同的业务需要。在考虑采种何种传输模式时，我们除了比较它们的性能以外，还要考虑DMB不同的商业应用、接收设备的技术支持、加密等系统应用复杂性、运营成本等其它因素。

（全文完）

来源：《世界广播电视》出版日期：2006年4月

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