调谐器基带射频高集成度低功耗CMMB解决方案及典型应用_我的网站

调谐器基带射频高集成度低功耗CMMB解决方案及典型应用

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中国移动多媒体广播电视(CMMB)标准作为中国自行研发、完全掌握自主知识产权的移动多媒体标准。与其他国外的手机电视技术相比,CMMB的多项技术处于国际领先水平。与传统广播相比,CMMB的主要特点是:(1)提供全数字电视/数字广播节目,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天地一体的无缝覆盖。(2)采用基于时隙的帧结构,极大的提高了接收终端的使用时间。(3)采用OFDM调制技术,LDPC/Reed-Solomon编码和深度交织技术,极大地提高了在复杂无线环境下的高质量移动接收性能。目前CMMB已达到可在时速250公里的条件下稳定接收广播电视信号。(4)采用统一的技术标准和统一运营,支持用户全国漫游。CMMB提供部分公益类免费广播电视节目,同时具备加密授权控制管理体系,提供付费类业务。

CMMB接收端方案主要特点


一个基本的CMMB接收终端包括四个主要部分:射频调谐器、基带解调器、多媒体处理器以及最后输出信号的显示屏和扬声器。主要应用领域包括:手机、便携电视、手持导航仪、PDA、MP4、笔记本电脑等小屏幕便携手持终端,以及汽车、火车、轮船、飞机上的移动信息终端。


针对市场需求,昆腾微电子推出高集成度的CMMB 接收端解决方案,包含完整CMMB射频调谐器及基带解调器,内部功能模块图如图2所示。该方案的主要特点如下。


CMMB射频调谐器

符合CMMB GY/T 220标准;采用零中频调谐器构架,无需外接SAW滤波器;单片调谐器同时支持地面发射塔的VHF/UHF频段,和卫星直播的L1,L2和S 频段;AGC动态范围:-102dbm ~ -10dbm;内置小数分频PLL频率合成器;内置低相位噪声宽频VCO;内置带宽可调的镜像抑制低通滤波器;内置射频及基带模拟可调增益放大器(PGA);集成低压差稳压器(LDO),只需3.3V单电源供电;提供标准I2C控制接口;高组件集成度,减少外接元件;70mA超低工作功耗;超小尺寸QFN封装,适合便携式应用。


CMMB基带解调器

符合CMMB GY/T 220标准;内置高速10位数模转换器;支持所有8MHz BPSK/ QPSK / 16QAM的调制方式;内置4096点FFT单元,和LDPC/Reed-Solomon前向纠错(FEC)解码器;内置多路复用功能。可以同时接收一个控制信道和多至4路业务信道;支持灵活方便的时隙分配;业务信道的时隙分配可以任意配置;提供通用的SDIO 和 SPI 接口输出接收的MFS 码流;提供I2C接口和可编程I/O及中断,简化了与外部多媒体处理器的接口;内嵌高速MCU,可以进行器件工作状态初始化、控制和调度,以及信号质量监测;提供针对电视手机、PMP、和USB电视棒应用开发的SDK,大大加快了产品的开发;超低工作功耗和待机功耗。内嵌电源管理模块,支持多种待机模式;可以与昆腾CMMB调谐器以SiP的形式作为一个单模块;超小BGA封装。

图1   CMMB接收终端框图


各模块工作原理


射频信号处理:针对CMMB使用的VHF,UHF,和卫星直播频段,有相应的低噪声放大器(LNA)和射频可调增益放大器(混频器:采用零中频单级转换构架的混频器,无需外接SAW滤波器。

基带信号处理:包括带宽可调的镜像抑制低通滤波器,基带信号PGA。

芯片集成:集成的低噪声VCO和小数分频PLL,降低了带内相位噪声。

ADC:内置一个高性能的10位ADC,对输入的I/Q两路差分基带模拟信号进行直接采样。

AGC控制:有两路AGC控制,分别用于射频PGA和模拟基带信号PGA。AGC环路通过采样信号和参考值之间的大小来产生AGC输出。

频率跟踪/频率矫正:此模块完成信号的频率跟踪,频偏修正, 采样率变换。

FFT:FFT模块执行快速傅立叶变换,将OFDM调制的时域信号变化到频域进行解调。

信标处理:模块进行同步和信道参数的估计。

OFDM符号处理:此模块完成对OFDM符号的处理。包括符号解扰,信道估计与均衡,传输指示信息解调等。其中,传输指示信息用来指示当前的时隙信息,以及指示广播信道物理层配置参数变更。完成解扰和均衡的频域信号被送到下一个模块进行解调。

解映射和FEC解码:此模块完成BPSK/QPSK/16QAM的星座图解映射。解映射之后的输出被送入LDPC及RS的解码器解码。首先,LDPC解码器完成LDPC码字的解码,并将负荷数据填充到RS的字节交织器中。然后,RS解码器完成RS的解码工作。

MFS码流提取:根据外部多媒体处理器的选择,可以同时接收一个控制信道和多至4路业务信道。数据流以MFS码流输出。输出接口包括: SPI和通用接口SDIO。可以支持高达100Mbps瞬时数据速率。

外设接口:有两个I2C接口。一个接口作为I2C 从控器,用于接受外部多媒体处理器对解调器的控制和设置;另外一个接口作为I2C主控器,控制调谐器。

内嵌MCU:内嵌一个高性能的MCU,用来控制所有内部模块,以及相关信号质量的采集和处理等工作。

图2   昆腾微电子CMMB接收终端功能模块框图。


图2 昆腾微电子CMMB接收终端功能模块框图。

典型应用


昆腾CMMB接收方案具有高集成度和灵活通用的接口。仅仅需要外加通用的多媒体处理器、用户界面和少量外部元器件,即可构成一个完整的CMMB接收系统。在第一代CMMB的解决方案中,调谐器、解调器和多媒体处理器都是分离的。随着技术的进步,具有更高集成度的解决方案开始出现。


在手机应用中,有的手机平台开始集成了强大的多媒体处理能力。昆腾的CMMB SiP方案和这样的平台完全可以无缝连接。由昆腾的射频调谐器及基带解调器提供射频和基带信号处理,由手机平台处理CMMB的多媒体信息。另外一个发展趋势是,有的手机平台开始集成了基带处理器。昆腾单芯片CMMB射频调谐器提供了覆盖天地一体的射频处理能力,非常适合这样的平台。


本文小结


目前,广电总局正在全国组建CMMB网络。预计到今年年底,全国333个地级市的网络建设将全部建成。昆腾微电子针对CMMB市场推出高集成度的射频调谐器和基带解调器芯片,符合所有的CMMB射频和基带处理需求,具有高集成度、高性能、低功耗的特性,可充分满足客户要求。


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