DMB+,新一代数据传播技术

2017-11-01 13:05王国裕张红升朱志国
关键词:基站广播终端

王国裕,张红升,卞 璐,冯 雄,朱志国,张 旭

(1.重庆邮电大学 光电工程学院,重庆 400065; 2.三江学院 电子信息工程学院,南京 210012;3.南京义怀数据系统有限公司,南京 21003; 4.泰州天梭信息科技有限公司,江苏 泰州 215300;5.南通赛恩斯智能科技有限公司,江苏 南通 226333)

DMB+,新一代数据传播技术

王国裕1,张红升1,卞 璐2,冯 雄3,朱志国4,张 旭5

(1.重庆邮电大学 光电工程学院,重庆 400065; 2.三江学院 电子信息工程学院,南京 210012;3.南京义怀数据系统有限公司,南京 21003; 4.泰州天梭信息科技有限公司,江苏 泰州 215300;5.南通赛恩斯智能科技有限公司,江苏 南通 226333)

针对通信网络在公共信息发布时传输效率低、可靠性差等问题,提出DMB+ (digital multimedia broadcast plus) 数据传播新技术。采用编码正交频分复用(coded orthogonal frequency division multiplexing, COFDM)、终端识别等技术,以无线广播的方式,面向大量终端实时分类传输文字、数据、图片、视频等信息。DMB+具有无线传输、覆盖范围大、施工和维护简单等优点,可以弥补现有通信技术的不足,更适用于终端数量多和人群密集的应用场景,如学校、工矿企业、社区以及智慧城市和公共安全等相关应用。DMB+的时间精准性、数据安全性使其能在保密专用通信、工业控制以及中国制造2025应用中发挥特定的作用。全面介绍DMB+的研究背景、关键技术和应用方案,并对DMB+的产业前景进行了探讨。

DMB+;数字多媒体广播;数据传输;公共信息发布;应急通信

0 引 言

通信产业是现今最大的产业。虽然通信系统给人们生活带来了巨大便利,但并未有效解决信息堵塞、网络不稳和系统复杂的问题,使得通信网络在很多场合不能应用或效果不好,如学校多媒体教学、预警和救灾、公共信息发布等。通信系统在实时性方面也难以适应工业控制对时间精准性的要求。

互联网+的提出是为了改进传统工业生产和商务模式,但不意味着要把所有信息业务都放到网络上,这可能会加剧信息堵塞。最佳策略应该是把适合其他平台的功能从通信系统中分离出来,以保证网络的畅通,降低其建设成本。

通信系统的这些问题是由于通信技术的本征特性所致,因而是不可避免的,未来的5G,6G网络甚至会加剧这些问题。广播技术的本征特性恰恰可以弥补通信系统的不足。广播系统结构简单、信息传播快、不堵塞,能够在通信网络不能胜任甚至瘫痪时发挥独特的作用。数字多媒体广播(digital multimedia broadcast,DMB)是广播电台节目数字化的标准之一。以DMB技术为载体,将其从单一的电台业务模式发展为一个基于广播方式的多媒体信息传播平台,并形成与通信系统的互补,这就是DMB+新技术“+”的含义。

DMB+可以有效分流通信网络数据量越来越大的压力。在海量的信息当中,有相当一部分更适合用单工方式传播,例如政务信息、民生信息、预警和应急指挥等。把这些信息分流给单工的DMB+,可以使得通信网络更顺畅,并节省能耗。单工模式能保证信号质量和信息安全,终端数无限制,能够成就公共信息发布的强制性、权威信和受众性,在多媒体教学、校园广播、智慧导游和智慧城市建设中均有明显优势。

另一方面,广播的单工特性又是一个限制。通过在某一点同时集成发射和接收功能(这样的设备定义为DMB+基站),以其为节点,不仅可以实现双工通信,还可以实现DMB+组网。双工的实现使得DMB+突破了数字广播的单工限制,进而开拓更广泛的应用范围,如专用通信、工业控制和先进制造等。

本文分析广播技术与通信的互补特性,论述DMB+的新理念、新技术和新进展,报告DMB+在众多行业的应用方案和部分示范工程。这些应用显示DMB+有良好的应用需求,有望发展为一个新的产业。

1 DMB+的研究背景

1.1 广播和通信系统的互补关系

广播系统与通信系统的技术原理可以概括为2点:①广播的单向性和通信的双工性;②广播的“一对全体”和通信的“一对部分”[1]。

通信系统的双工性成就了手机和互联网的普及。相比之下,广播的单向性似乎是一个严重的缺点,因此,随着通信的发展,广播技术被逐渐冷淡了。但广播技术也有自己的优点,“一对全体”是指一个发射台,在信号发射范围内,终端数没有限制。而通信系统的终端数目由基站的容量(即“一对部分”)所决定,超过这个限度便导致系统不能正常工作。

除了技术特征以外,广播系统传输稳定、可靠性高也是优点。在满足接收门限的条件下,广播终端接收的音视频不卡、不断,而通信系统难免出现丢包和延迟的现象。通信系统的可靠性低是明显的短板,人多的时候或重大灾害发生时,通信网络往往先被损坏。

广播的单向性在许多应用方面可以变为优点,如发布公共信息不仅覆盖广、快捷,而且避免了垃圾信息、黑客入侵、网络安全等一系列问题。

通信系统需要正视的问题还有时间精准性差,终端设备使用和管理复杂(死机、重启、病毒),以及建设成本高、流量费用高等。这些问题靠通信技术本身的改进是难以彻底解决的,也不是靠提高网速、采用新标准所能解决的(可能问题更突出)。而采用本征特性互补的广播技术,恰恰可以弥补通信系统的不足。因此,通信技术的发展不应该是削弱广播技术,而应该是取长补短,共同发展。

1.2 公共信息发布技术分析

很少有人怀疑信息时代公共信息发布会有问题,通常认为现有的通信系统可以满足需要。实际上,人太多、有突发事件或有重大自然灾害时,现有通信系统往往不起作用,2012年北京大暴雨和2015年上海跨年夜踩踏事件中预警和应急信息无法及时发布就是明证。

还需改变所有应用都往网络上靠的思维。合理的配置应该是把适宜网络做的事情留给网络做,而把不适宜网络做的事情分离出来。这就像不能够什么交通工具都在高速公路上跑一样,也要发展其他交通方式。

常规的广播电视仍是宣传的主体,但有其局限性:①广播电视娱乐性使然,宣传的东西不能太多;②遥控器在老百姓手上,对于重要的宣传内容,老百姓可能认为不重要,而选择其他节目。

通过网站、短信、微信、微博等新媒体手段发布公共信息也存在诸多问题。网站八卦的内容点击率大大超过政府网站。技术上短信、微信的群发数量受限,不可能同时发几十万人甚至更多,而且随意跟帖的内容往往抵消了正面的宣传。个人终端信息来源复杂,不具有权威性。比如,手机上常收到“航空公司”机票变更的诈骗短信。简言之,公共信息发到个人终端,大家不一定收得到,收到也不一定看,看了也不一定信。

因此,现代社会需要新的公共信息发布技术以确保正面信息的传播效果,必须体现权威性、强制性和受众性,接收设备应以公共终端为主,而不是用户可随意操作的个人终端。新的技术还应充分考虑基层单位的需求,具备易搭建、易操作、低成本的特点,切实解决信息发布“最后一公里”的难题,达到核心价值观宣传“无所不在”的应用效果,确保随时随刻正面信息的畅通,尤其在自然灾害或突发事件时。

1.3 DMB+技术的提出

以上分析所指出的通信系统之不足,实质上很难通过通信技术本身的进步(如4G,5G)来克服,而必须通过在本征特性上互补的其他技术来解决。这个互补技术就是数字多媒体广播技术,这样的互补应用方向和模式就定义为DMB+。

重庆邮电大学研究团队在数字广播技术上已提出多个创新算法并形成了技术体系[2-3],开发了完整的发射和接收技术(含芯片[4-5])。以广播方式实现双向通信、DMB+基站和组网是更新的概念,在此之前未见相关的报道。DMB+能够实现双向通信和独立组网,突破了广播技术的单工性,具有重大的学术价值,也极大地拓展了DMB+作为新的数据传输技术的应用范围。这些工作使得DMB+的实现成为可能。

2013年国际组织WorldDMB和重庆邮电大学联合举办了“DMB公共信息发布、预警和应急通讯技术国际研讨会”,重庆邮电大学研究团队第一次提出数字广播公众化应用的概念[6],次年在《科学通报》上发表了专题文章[1],并分别在亚太广播联盟(asia-pacific broadcasting union,ABU)和联合国亚太经社会(economic and social commission for asia and the pacific,ESCAP)的国际研讨会作了主题演讲。数字广播公众化应用的概念后来进一步凝练为DMB+,于2015年获得江苏省产业重大原创性技术创新项目立项,进入了实际应用和产业发展阶段。

按照DMB+的应用模式,重庆邮电大学DMB+研究团队针对不同应用场景开发了应用方案,在学校、景区、园区、城镇、医院等行业实施了示范。应用效果表明,DMB+主攻方向是正确的,作为产品是有竞争力的,在公共信息发布和公共安全应用等方面优势明显(覆盖人数越多越显其优点),有望作为通信网络的互补技术普及应用。

2 DMB+的应用模式及关键技术

2.1 单工信息发布与接收

单工信息发布是DMB+作为广播技术最基本的应用模式,其系统构成如图1所示。信息的传输为无线方式,无中间环节,根据发射功率的大小,传输距离可为几十米到数十公里。简洁的系统结构保证了可靠性和低成本。

图1 DMB+单工信息发布系统结构图Fig.1 Structure of the DMB+ broadcast system

系统的核心是发射部分,物理层遵循DMB国际标准[7]和国家标准[8],链路层和应用层针对DMB+应用需求增加了多种业务模式。国外的DMB发射系统主要用于商业电台,体积大、成本高、业务模式单一,无法承载DMB+丰富的数据业务。重庆邮电大学DMB研究团队将DMB发射系统最核心的编码正交频分复用(coded orthogonal frequency division multiplexing, COFDM)算法集成在单颗现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)芯片中,同时采用软硬件协同工作的方式,设计了高集成度、低功耗的DMB发射系统,如图2所示。在这个架构中,音视频编码、DMB总网关和复用器利用高性能计算机,通过软件编程的方法实现;COFDM编码器采用FPGA实现;上变频器和功放采用标准的工业化模块实现;COFDM编码器和DMB复用器之间通过USB交换数据。这个方案将发射机的关键电路全部集成在单颗FPGA芯片中,提高了发射机的集成度,使其成本和体积相对国外产品显著降低。

图2 DMB+发射系统结构图Fig.2 Block diagram of the DMB+ transmitter

与发射系统配套的是各类多媒体终端的无线接收器。以团队开发的低功耗、高集成度数字广播基带解码芯片[4-5]为核心,设计了低功耗、高灵敏度的无线接收模块,并以该模块为核心,通过不同的控制电路,实现对喇叭、发光二极管(light emitting diode,LED)屏、 液晶显示(liquid crystal display,LCD)屏等各类终端的驱动,如图3所示。

图3 DMB+接收端结构框图Fig.3 Structure of the DMB+ receiver

除了上述核心技术外,这个应用模式的关键还在于终端的身份识别技术,以实现信息的选择接收,以及自动唤醒、强制预警、自动解码与播放等功能。为此,为每个终端分配了唯一的ID,存储于接收终端的单片机(micro control unit, MCU) 中。在发射端,将所有的终端ID汇成一个总表,登记于发射软件中。针对发射的每套节目,根据其所允许选择接收的终端,从总表中选择对应的ID,形成每套节目的ID选择信息表。该表经过编码后,利用DMB的快速业务信道(fast information channel, FIC) 扩展信道传送。接收端解析接收到的ID表,并从中搜索自己的ID,如果发现其ID位于某个节目的选择信息中,则自动切换为收听该节目;否则,就进入待机状态。

在诸如学校、景区这种需要大面积发布信息的应用场景中,DMB+系统的总硬件成本显著低于有线网络。DMB+的无线传输特性使得在大范围内无需布线,可节省大量的人工和线材成本,也降低了施工量。DMB+的广播特性和终端选择技术,可以使所有终端由发射机远程控制,方便管理。另外,DMB+为非商用系统,使用单位不需支付流量费,也节约了运行成本。

2.2 双工模式和DMB+基站

虽然DMB是单向的广播系统,但如果发射机同时具备了接收能力,就可以互相之间建立双向联系,实现特殊的“通讯”,如图4所示。这种同时具备了收发能力的DMB发射机可称之为DMB+基站。该工作模式的实现难点在于对收发设备的有效集成和协同管理。2.1节所述独特简洁的发射结构为设计DMB+基站带来了方便。硬件上,将发射机与接收器[9]都连接在发射系统的主控电脑上,通过主控电脑进行统一管理。软件控制上,为每台发射机增加信道动态分配算法,并将收发功能集成在一起,实现协同控制,从而使得双方的寻呼指令、应答数据包、信息内容可以在DMB信道中动态地插入和退出。按照这种机制,2个拥有DMB+基站的用户,就可以像QQ那样进行多媒体视频通话。具有双工模式的DMB+基站突破了数字广播的单工限制,进一步提升了DMB+作为通信互补技术的价值和应用领域。

图4 2台DMB+基站双向通信的示意图Fig.4 Bidirectional communication between two DMB+ base stations

2.3 DMB+独立组网

DMB+基站之间的双向联系可以扩展为DMB+基站之间的组网。这使得在商用网络之外的独立组网成为可能。如果在DMB+基站的软件中引入路由协议,则信息就会在多个DMB+基站之间互相交换,形成网络。该网络可靠工作的关键在于对每个发射机传输信道的动态管理和自组织路由的设计,后者也是该网络实现的难点。

由于每台DMB+发射机一般都预知其位置信息(可人为设定或通过全球定位系统(global positioning system,GPS)自动获得),因此,可以选择基于地理位置的自组织路由协议,使得该网络具备自组网的特性。在该协议中,每个发射机通过周期的交换信息,获得整个网络的拓扑结构,即地图,并不断更新之。当一台DMB+基站需要向另一台DMB+基站发送信息时,首先,它像GPS导航那样根据地图计算出一条合理的路径;然后,指导地图内的发射机按此路径进行信息的传递。同样地,接收到信息的DMB+基站,也按同样的方法,计算出一条路径,并返回应答信息,如图5所示。按照这种方式,多个DMB+基站之间就可以互相交换数据,实现专用的自组织通信网。

图5 DMB+独立组网和通信的示意图Fig.5 Diagram of the DMB+ self-organized network

DMB+自组织通信网是一种无中心、自愈、多跳的自组织网络,部分节点的损坏不影响总体网络的运行,具有很强的抗毁性;每个节点既可以与其他节点通信,也可以将信息在本地广播,因此,兼具通信和广播双重优势。其科学意义在于改变了广播的传统形态,使得广播作为传输媒介可以提供独立于移动通信和互联网的专用数据通路,在常规通信系统缺乏或瘫痪的地方,能够自动组网,解决通信问题。

2.4 DMB+基站与终端双向通讯

DMB+基站实现了基站之间的双向通讯,但未实现终端之间的双工模式。终端与DMB+基站之间及终端之间的双向联系可以通过Zigbee,WiFi,蓝牙等短距无线通信技术实现,如图6所示。这个网络的难点是DMB与各类短距无线技术的协同管理方法。

解决方法描述如下:DMB+基站作为短距无线通信技术的一个节点,与各类设备进行数据交换。这些短距无线通信技术本身也可以构成局部的自组织通信网。整个网络以DMB+基站为主干节点,实现大范围、长距离的无线自组织通信;在每个DMB+基站覆盖范围内,以各类终端为次级节点,实现小范围、短距离的自组织通信;不同DMB+基站所属的次级节点之间可以通过DMB+基站主干节点实现互相通信。DMB+基站本身仍然保留一部分信道用于本地的信息发布、同步控制和应急广播等。

以DMB+基站结合Zigbee,WiFi,蓝牙等短距无线通信技术实现基站与终端的双向通信,就使得所有终端都可以双工模式接入DMB+组网中。注意,这个网仍独立于商用公共网络,主干网节点之间的数据是打包后通过“广播”方式进行交换的。

3 DMB+应用案例

3.1 政务民生信息发布

基于DMB+技术的政务和民生信息发布平台方案如图7所示。一般而言,发射设备功率50 W,可以覆盖半径10 公里,满足大多数街道、社区的需求。终端包括DMB无线喇叭、LED屏和LCD电视屏。主要街道的LED屏由DMB+终端驱动,内容更新快捷。政府机关的门厅安装LCD屏,及时传递政府精神和工作重点到各职能部门,滚动播放方便群众的办事指南等。各级居委会也可以安装终端,并可分权限管理各自的发布内容。

由于DMB+新技术的使用,基层单位改变了原来缺乏媒体手段的弱势,成为宣传群众、联系群众最紧密的环节。不仅中央精神能直接传递到社区和街道,区政府、宣传、公安、科协和招商等相关部门都可以在其权限下向指定终端发布信息(相当于"单位大微信"),老百姓身边的大事小情、好人好事、管理和民生信息也都可以及时发布,街道的通知、文体活动、好人好事、文明家庭都通过这个平台及时展示。还可以实现与平安城市系统、消防报警系统的联动,智能的发布安全信息、预警信息到社区每个角落。

图6 DMB+基站与终端之间双向通讯的示意图Fig.6 Bidirectional communications between the DMB+ base stations and the terminals

图7 DMB民生信息发布系统示意图Fig.7 DMB+ livelihood information publication system

3.2 不同行业的应用

3.2.1 学校应用

重庆邮电大学是率先应用DMB+的单位。最初的应用效果已在相关文献进行了报道[1,10]。2016年重庆邮电大学又利用DMB+实施了“学生宿舍数字多媒体安全教育系统”和标准化考场同步时钟和实时信息显示系统。

近年来发现DMB+用于学生安全教育可起到特殊的作用。学生是金融诈骗的主要对象。通过在每个宿舍门厅和入口处安装LED和LCD屏,反复播放安全警示、学校通知、温馨提示等信息,学生安全意识得到强化,受骗事件大幅度降低。该系统的突出优势是通过专用链路传输数据,所有LCD屏与互联网物理隔离,杜绝了黑客入侵、恶意攻击等在公共屏幕上显示不良内容的可能性。

图8给出了重庆邮电大学DMB+校园多媒体信息传输系统的示意图。教务处、宣传部、学生处、保卫处每天都利用该系统发布各自的校务、教务、安全和宣传等信息。通过合理的信道分配和权限管理策略,各个部门可同时使用,互不干扰。为了保证系统在重要使用场合(如大型考试)可靠工作,采用了双发射机方案。两个发射机利用单频网技术同步播出,互为备份,既加强了信号覆盖效果,也提高了系统的可靠性。

3.2.2 景区应用

广播是景区的必备系统。传统上都采用有线广播,人工和线材成本很高。DMB+不需布线,可快速建立景区广播系统,并且可传输多媒体内容。无线的优点还包括后期维护简单,不损坏景区已有环境和建筑等。

图9给出了某大型景区DMB+系统的方案示意图。该景区面积近2 000亩,通过150个DMB+无线音柱和草坪音箱,8个DMB+无线LED和LCD屏,以及大量的DMB+无线数据卡(用于电脑接收信息)和便携终端(用于游客和安全引导员使用),全方位展示景区亮点、人文典故、活动介绍和疏导信息,在起到引导游客游览和展示景区形象作用的同时,还促进了景区的业务收入。平时亦播放标题新闻、文明城市建设口号、文明市民准则、科普(植物、动物、气候等)和环保知识等,彰显景区品味。在突发事件导致景区通信瘫痪时,DMB+作为独立系统仍能可靠发布信息、疏导指挥、安抚游客。

图8 DMB+学校应用方案示意图Fig.8 DMB+ system in a university

图9 DMB+景区方案示意图Fig.9 DMB+ solution for a big scenic spot

3.2.3 医院应用

DMB+导医和预警系统通过在医院大厅和各科室候诊区大量放置无线音箱、LED屏和LCD屏,长时间、大容量、滚动发布各类医疗资讯,及时给病员和家属提供就医引导信息,打造透明温馨的就医环境。在有突发事件时,系统可发布安全预警和应急指挥信息;在医闹发生时进行正面引导和法制宣传。

一些医院还利用DMB+系统音质好、可多路传输、支持终端选择和定时播放的优势,为患者发送定制的便携式DMB+音频播放器,有针对性地为不同患者定时推送不同类别的音乐,开展创新的音乐疗法。

3.2.4 企业和园区应用

安全是工矿企业尤其是危险化工行业的头等大事。DMB+可为这些企业提供有效的安全信息发布和教育平台。通过DMB+平台以无线方式驱动各类多媒体公共终端,全方位全时段地进行安全宣传和教育。在有突发事件时,可快速发布预警,进行有效的应急指挥。高新开发区和工业园区是一个地区创新推动和经济发展的窗口,所有园区都很注重形象展示,利用DMB+大容量发布信息,展示效果很好。泰州国家级科技园、泰州海陵工业园区和苏州一家生产企业已安装了DMB+系统。

以上应用显示了DMB+在不同行业都有用武之地。

3.3 预警和应急

DMB+在预警和救灾方面的应用已经在文献[1]中进行了介绍。近年来的研究进一步实现了DMB+双向通讯和自组网等新功能,从而为大震大灾时应急通信和应急指挥提供了新的技术方案,如图10所示。如果某个DMB+基站具备卫星通信或连通现场应急车的能力,则灾区就可以通过这些节点与外界建立通信。还可以通过无人机携带便携式的DMB+基站作为中继,实现灾区和外界的通信。同时,灾区内的DMB+基站仍然可以发布广播信息,安抚群众。这个结构既兼顾了本地信息覆盖和远程通信,也可以将信息传递到其他网络,有利于应急情况下灵活配置,提高通信效果。而这一切是在“广播通道”上进行的,在通信中断的情况下仍可工作。这样的系统在军事、先进制造、海事、油田等单位都有应用需求。只要配备便携DMB+设备,震中地区就可以和外界进行多媒体通信,从而有效解决大震大灾的“孤岛”问题。

3.4 先进制造应用

先进制造应用的特点是机器设备多、位置固定和集中,并且大量设备需要严格同步或者保持时序上的精确控制。传统的通信网络由于路由和传输延迟的不确定性,很难做到时间上的精确同步,同时,控制大量机器设备会产生指令延迟或丢失。而DMB+技术的时间精准和终端数量无限制的特点提供了经济、适用、可靠的工业控制指令群发的解决方案,可以用于众多终端设备程序更新和重启,不管终端数多少,都可以同步地将指令下达到所有终端设备。企业常有上百台同样的设备完成同样的任务,不同批次的加工任务需更换控制程序,从调度室用“广播”方式发布加工程序、调度和控制生产将提高工作效率,设备越多,“广播”方式效率越高。这是单工模式在工业控制方面最直接的应用。

图10 DMB+应急通信示意图Fig.10 DMB+ for emergency communication

对于需要双工模式控制的应用,各厂房和中控室可以分别设置DMB+基站,各个基站之间通过DMB+自组网技术实现数据交换,如图11所示。在这个模式中,中控室可以发送指令到所有的DMB+基站,再由DMB+基站将指令同步下发到厂房内的设备。由于DMB+基站到设备之间无中间环节,可以保证控制指令的高度同步。同时,在每个厂房的局部区域内,DMB+基站通过Zigbee,WiFi,蓝牙等短距无线通信技术(这些无线技术也可以在厂房内构成自组织网),收集所有终端的工作状态并反馈给中控室。这样的网络结构,既保证了向大量设备同时发布指令的同步性,又可以互相交换数据,实时观察终端的工作状态。

在上述网络中,每个DMB+基站可以划分多个信道,并分别指定不同的权限和优先级,既满足日常宣传和信息发布的需求,也具备应急管理能力。例如,优先级最高的信道为紧急信道,可以预先针对各类故障设好不同的设备控制指令,在突发事件到来时,由具备权限的现场人员一键发布(如具备可靠的故障检测和识别方法,也可以实现自动发布),及时控制设备运转,避免损失;优先级较高的信道为全局控制指令信道,负责接收并转发中控室发来的控制指令;优先级较低的信道由各个厂房的管理人员发布局部控制指令。

基于DMB+基站的特大型桥梁健康监测的数据传输方案如图12所示。图12中大量传感器监测大桥的状况,就近把数据传到DMB+基站,每个DMB+基站把数据打包后发送到监控室基站。由于是无线系统,工程实现简单并节省费用。

图11 DMB+用于先进制造应用的示意图Fig.11 DMB+ for advanced manufacturing industry

图12 特大型桥梁安全健康检测实时数据传输方案Fig.12 DMB+ for real-time status monitoring and data collection of big bridges

4 结束语

本文分析了通信系统的不足,提出了与之互补的DMB+信息传播新技术。DMB+使得数字多媒体广播从特定的广播应用扩展到一个更广阔的范围。本文阐述了DMB+的基本构成和技术要点,报告了DMB+技术在教育、景区、工矿企业、平安城市、公共安全和先进制造等领域的应用。这些应用表明,DMB+在各行业、各单位都具有应用价值,不仅促进其主营业务,也产生良好的社会效益。可以预见,DMB+(或类似的平台)最终将与手机、网络一样成为每个单位的标配。

作为自主原创技术,DMB+的理念由重庆邮电大学科研团队率先提出,全套技术方案(含核心技术和芯片)由团队自主完成,成熟度经过了多个示范工程的检验,产品需求明确,产业链基本完善,有望催生出一个新的产业。

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(编辑:王敏琦)

DMB+,anoveldatatransmissiontechnique

WANG Guoyu1, ZHANG Hongsheng1, BIAN Lu2, FENG Xiong3, ZHU Zhiguo4, ZHANG Xu5

(1.College of Electronic Engineering,Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing 400065,P.R.China; 2.College of Electronic and Information Engineering,Sanjiang University, Nanjing 210012,P.R.China; 3.Nanjing Xinyi Data System Ltd., Nanjing 210038,P.R.China; 4.Taizhou Tiansuo Information Technology Ltd., Taizhou 215300,P.R.China; 5.Nantong Science Intelligent Ltd., Nantong 226333,P.R.China)

A novel data transmission technique, defined as digital multimedia broadcast plus (DMB+), is proposed to complement the commercial communication network which suffers low efficiency and low reliability. Derived from DMB, DMB+ changes its application direction fundamentally from digital radio to general data transmission. The merits of wireless transmission, big coverage, and easy to build and maintain, enable DMB+ to behave better in the applications with numerous terminals and users, such as in schools and enterprises, as well as special applications of smart city and public safety etc. The high time precision and data safety make DMB+ unique in independent networks, industrial control and the project of Made in China 2025. This paper gives a comprehensive introduction about DMB+, including its research background, key technologies, applications, and prospects for development.

DMB+; digital multimedia broadcast; data transmission; public information release; emergency communication

s:The National Natural Science Foundation of China(61401051);The Major Industrial Originality Technological Innovation Project of Jiangsu Province(BO2016001)

TN934.3

A

1673-825X(2017)05-0580-10

王国裕(1954-),男,江苏泰州人,教授,博士生导师,Rank Prize获奖者(2008,London),江苏省产业重大原创性技术创新项目经理,研究方向为VLSI设计、DMB+理论和技术研究。E-mail: wanggyb@cqupt.edu.cn。

张红升(1980-),男,河南南阳人,副教授,硕士生导师,研究方向为数字集成电路设计、DMB+系统设计和算法研究。E-mail: zhanghs@cqupt.edu.cn。

卞 璐(1982-),女,江苏南京人,讲师,硕士,研究方向为信息通信网络。E-mail: bianlu82@hotmail.com。

冯 雄(1979-),男,湖南岳阳人,工程师,研究方向为DMB+产品和应用方案设计。E-mail: vonvear@163.com。

朱志国(1955-),男,江苏泰州人,副研究员,研究方向为DMB+应用与推广。E-mail: zzg13505122111@163.com。

张 旭(1984-),男,江苏南通人,硕士,研究方向为DMB+应用与推广。E-mail:38619441@qq.com。

2017-05-22

2017-09-14

张红升 zhanghs@cqupt.edu.cn

国家自然科学基金 (61401051);江苏省产业重大原创性技术创新项目(BO2016001)

10.3979/j.issn.1673-825X.2017.05.002

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