高集成度、低功耗CMMB解決方案及典型應(yīng)用

中國(guó)移動(dòng)多媒體廣播電視(CMMB)標(biāo)準(zhǔn)作為中國(guó)自行研發(fā)、完全掌握自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的移動(dòng)多媒體標(biāo)準(zhǔn)。與其他國(guó)外的手機(jī)電視技術(shù)相比，CMMB的多項(xiàng)技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平。與傳統(tǒng)廣播相比，CMMB的主要特點(diǎn)是：（1）提供全數(shù)字電視/數(shù)字廣播節(jié)目，綜合信息和緊急廣播服務(wù)，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星傳輸與地面網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的天地一體的無縫覆蓋。（2）采用基于時(shí)隙的幀結(jié)構(gòu)，極大的提高了接收終端的使用時(shí)間。（3）采用OFDM調(diào)制技術(shù)，LDPC/Reed-Solomon編碼和深度交織技術(shù)，極大地提高了在復(fù)雜無線環(huán)境下的高質(zhì)量移動(dòng)接收性能。目前CMMB已達(dá)到可在時(shí)速250公里的條件下穩(wěn)定接收廣播電視信號(hào)。（4）采用統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一運(yùn)營(yíng)，支持用戶全國(guó)漫游。CMMB提供部分公益類免費(fèi)廣播電視節(jié)目，同時(shí)具備加密授權(quán)控制管理體系，提供付費(fèi)類業(yè)務(wù)。

CMMB接收端方案主要特點(diǎn)

一個(gè)基本的CMMB接收終端包括四個(gè)主要部分：射頻調(diào)諧器、基帶解調(diào)器、多媒體處理器以及最后輸出信號(hào)的顯示屏和揚(yáng)聲器。主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：手機(jī)、便攜電視、手持導(dǎo)航儀、PDA、MP4、筆記本電腦等小屏幕便攜手持終端，以及汽車、火車、輪船、飛機(jī)上的移動(dòng)信息終端。

針對(duì)市場(chǎng)需求，昆騰微電子推出高集成度的CMMB 接收端解決方案，包含完整CMMB射頻調(diào)諧器及基帶解調(diào)器，內(nèi)部功能模塊圖如圖2所示。該方案的主要特點(diǎn)如下。

CMMB射頻調(diào)諧器

符合CMMB GY/T 220標(biāo)準(zhǔn)；采用零中頻調(diào)諧器構(gòu)架，無需外接SAW濾波器；單片調(diào)諧器同時(shí)支持地面發(fā)射塔的VHF/UHF頻段,和衛(wèi)星直播的L1，L2和S 頻段；AGC動(dòng)態(tài)范圍：-102dbm ~ -10dbm；內(nèi)置小數(shù)分頻PLL頻率合成器；內(nèi)置低相位噪聲寬頻VCO；內(nèi)置帶寬可調(diào)的鏡像抑制低通濾波器；內(nèi)置射頻及基帶模擬可調(diào)增益放大器（PGA）；集成低壓差穩(wěn)壓器（LDO），只需3.3V單電源供電；提供標(biāo)準(zhǔn)I2C控制接口；高組件集成度，減少外接元件；70mA超低工作功耗；超小尺寸QFN封裝，適合便攜式應(yīng)用。

CMMB基帶解調(diào)器

符合CMMB GY/T 220標(biāo)準(zhǔn)；內(nèi)置高速10位數(shù)模轉(zhuǎn)換器；支持所有8MHz BPSK/ QPSK / 16QAM的調(diào)制方式；內(nèi)置4096點(diǎn)FFT單元，和LDPC/Reed-Solomon前向糾錯(cuò)（FEC）解碼器；內(nèi)置多路復(fù)用功能。可以同時(shí)接收一個(gè)控制信道和多至4路業(yè)務(wù)信道；支持靈活方便的時(shí)隙分配；業(yè)務(wù)信道的時(shí)隙分配可以任意配置；提供通用的SDIO 和 SPI 接口輸出接收的MFS 碼流；提供I2C接口和可編程I/O及中斷，簡(jiǎn)化了與外部多媒體處理器的接口；內(nèi)嵌高速MCU，可以進(jìn)行器件工作狀態(tài)初始化、控制和調(diào)度，以及信號(hào)質(zhì)量監(jiān)測(cè)；提供針對(duì)電視手機(jī)、PMP、和USB電視棒應(yīng)用開發(fā)的SDK，大大加快了產(chǎn)品的開發(fā)；超低工作功耗和待機(jī)功耗。內(nèi)嵌電源管理模塊，支持多種待機(jī)模式；可以與昆騰CMMB調(diào)諧器以SiP的形式作為一個(gè)單模塊；超小BGA封裝。

各模塊工作原理

射頻信號(hào)處理：針對(duì)CMMB使用的VHF，UHF，和衛(wèi)星直播頻段，有相應(yīng)的低噪聲放大器（LNA）和射頻可調(diào)增益放大器（混頻器：采用零中頻單級(jí)轉(zhuǎn)換構(gòu)架的混頻器，無需外接SAW濾波器。

基帶信號(hào)處理：包括帶寬可調(diào)的鏡像抑制低通濾波器，基帶信號(hào)PGA。

單芯片集成：集成的低噪聲VCO和小數(shù)分頻PLL，降低了帶內(nèi)相位噪聲。

ADC：內(nèi)置一個(gè)高性能的10位ADC，對(duì)輸入的I/Q兩路差分基帶模擬信號(hào)進(jìn)行直接采樣。

AGC控制：有兩路AGC控制，分別用于射頻PGA和模擬基帶信號(hào)PGA。AGC環(huán)路通過采樣信號(hào)和參考值之間的大小來產(chǎn)生AGC輸出。

頻率跟蹤/頻率矯正：此模塊完成信號(hào)的頻率跟蹤，頻偏修正, 采樣率變換。

FFT：FFT模塊執(zhí)行快速傅立葉變換，將OFDM調(diào)制的時(shí)域信號(hào)變化到頻域進(jìn)行解調(diào)。

信標(biāo)處理：模塊進(jìn)行同步和信道參數(shù)的估計(jì)。

OFDM符號(hào)處理：此模塊完成對(duì)OFDM符號(hào)的處理。包括符號(hào)解擾，信道估計(jì)與均衡，傳輸指示信息解調(diào)等。其中，傳輸指示信息用來指示當(dāng)前的時(shí)隙信息，以及指示廣播信道物理層配置參數(shù)變更。完成解擾和均衡的頻域信號(hào)被送到下一個(gè)模塊進(jìn)行解調(diào)。

解映射和FEC解碼：此模塊完成BPSK/QPSK/16QAM的星座圖解映射。解映射之后的輸出被送入LDPC及RS的解碼器解碼。首先，LDPC解碼器完成LDPC碼字的解碼，并將負(fù)荷數(shù)據(jù)填充到RS的字節(jié)交織器中。然后，RS解碼器完成RS的解碼工作。

MFS碼流提取：根據(jù)外部多媒體處理器的選擇，可以同時(shí)接收一個(gè)控制信道和多至4路業(yè)務(wù)信道。數(shù)據(jù)流以MFS碼流輸出。輸出接口包括: SPI和通用接口SDIO。可以支持高達(dá)100Mbps瞬時(shí)數(shù)據(jù)速率。

外設(shè)接口：有兩個(gè)I2C接口。一個(gè)接口作為I2C 從控器，用于接受外部多媒體處理器對(duì)解調(diào)器的控制和設(shè)置；另外一個(gè)接口作為I2C主控器，控制調(diào)諧器。

內(nèi)嵌MCU：內(nèi)嵌一個(gè)高性能的MCU，用來控制所有內(nèi)部模塊，以及相關(guān)信號(hào)質(zhì)量的采集和處理等工作。

圖2 昆騰微電子CMMB接收終端功能模塊框圖。

典型應(yīng)用

昆騰CMMB接收方案具有高集成度和靈活通用的接口。僅僅需要外加通用的多媒體處理器、用戶界面和少量外部元器件，即可構(gòu)成一個(gè)完整的CMMB接收系統(tǒng)。在第一代CMMB的解決方案中，調(diào)諧器、解調(diào)器和多媒體處理器都是分離的。隨著技術(shù)的進(jìn)步，具有更高集成度的解決方案開始出現(xiàn)。

在手機(jī)應(yīng)用中，有的手機(jī)平臺(tái)開始集成了強(qiáng)大的多媒體處理能力。昆騰的CMMB SiP方案和這樣的平臺(tái)完全可以無縫連接。由昆騰的射頻調(diào)諧器及基帶解調(diào)器提供射頻和基帶信號(hào)處理，由手機(jī)平臺(tái)處理CMMB的多媒體信息。另外一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是，有的手機(jī)平臺(tái)開始集成了基帶處理器。昆騰單芯片CMMB射頻調(diào)諧器提供了覆蓋天地一體的射頻處理能力，非常適合這樣的平臺(tái)。

本文小結(jié)

目前，廣電總局正在全國(guó)組建CMMB網(wǎng)絡(luò)。預(yù)計(jì)到今年年底，全國(guó)333個(gè)地級(jí)市的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)將全部建成。昆騰微電子針對(duì)CMMB市場(chǎng)推出高集成度的射頻調(diào)諧器和基帶解調(diào)器芯片，符合所有的CMMB射頻和基帶處理需求，具有高集成度、高性能、低功耗的特性，可充分滿足客戶要求。