手機(jī)電視承載技術(shù)漫談

圖6　DVB-H網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

IPDC應(yīng)用系統(tǒng)與GSM/GPRS/UMTS相連實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)的計(jì)費(fèi)，鑒權(quán)并完成用戶(hù)對(duì)業(yè)務(wù)的預(yù)覽和定購(gòu)，所以也需要移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商對(duì)用戶(hù)的認(rèn)證、計(jì)費(fèi)、客戶(hù)服務(wù)、客戶(hù)管理等的配合。IPE(IP封裝器)接收到從編碼器傳輸過(guò)來(lái)的IP數(shù)據(jù)流時(shí)，根據(jù)每個(gè)頻道(或節(jié)目)對(duì)應(yīng)的IP組播地址(源地址和目標(biāo)地址)，為每個(gè)頻道(或節(jié)目)設(shè)置其對(duì)應(yīng)的頻道(或節(jié)目)編號(hào)。支持DVB-H的手機(jī)需要增加額外的DVB-H天線和射頻處理模塊。

DVB-H工作頻段使用UHF頻段470～862MHz，頻率帶寬可以是5MHz，6MHz，7MHz或8MHz。

采用COFDM調(diào)制方式，使用頻率上等間隔的多個(gè)正交子載波進(jìn)行調(diào)制。根據(jù)子載波數(shù)量的不同，可分為2k，4k和8k三種方式。對(duì)每個(gè)子載波而言，其調(diào)制方式又可分為QPSK，16QAM，64QAM三種。其傳輸速率與載波數(shù)量、子載波調(diào)制方式、保護(hù)間隔和編碼速率有關(guān)，傳輸速率范圍為4.98～31.67Mbit/s。

DVB-H單頻網(wǎng)的一個(gè)小區(qū)的覆蓋半徑范圍大概為40～60km。在一個(gè)單頻網(wǎng)中包含多個(gè)同步無(wú)線發(fā)射器，這些發(fā)射器以完全相同的頻率發(fā)射完全相同的比特流。此外，組網(wǎng)時(shí)必須考慮額外的室內(nèi)覆蓋以及小區(qū)之間的無(wú)縫切換。在一個(gè)單頻網(wǎng)小區(qū)內(nèi)，可支持的用戶(hù)數(shù)不限。但相對(duì)室外接收而言，由于要受到穿透損耗(約為11 dB)的影響，室內(nèi)接收的覆蓋范圍會(huì)有所降低。因此，在信號(hào)強(qiáng)度較弱的地方，需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的室內(nèi)覆蓋，以保證在室內(nèi)的正常接收。

DVB-H引入了時(shí)間分片和MPE-FEC技術(shù)。

●時(shí)間分片采用突發(fā)方式傳送數(shù)據(jù)，每個(gè)突發(fā)時(shí)間片傳送一個(gè)業(yè)務(wù)。時(shí)間片內(nèi)該業(yè)務(wù)將單獨(dú)占有全部數(shù)據(jù)帶寬，并指出下一個(gè)相同業(yè)務(wù)時(shí)間片產(chǎn)生的時(shí)刻。時(shí)間分片帶來(lái)的好處是在業(yè)務(wù)空閑時(shí)間接收機(jī)可以做節(jié)能處理實(shí)現(xiàn)低功耗。另一好處是在業(yè)務(wù)空閑時(shí)間(off-time)里監(jiān)測(cè)相鄰小區(qū)，通過(guò)單一接收器(天線)就可以完成單頻網(wǎng)之間的切換，保證確保業(yè)務(wù)的連續(xù)性。

●MPE-FEC(MultiProtocol Encapsulation-Forwarding Error Correction，多協(xié)議封裝-前向糾錯(cuò))是為了提高接收性能，在IP數(shù)據(jù)包中增加了RS(Reed-Solomon)糾錯(cuò)編碼的一種糾錯(cuò)技術(shù)。DVB-H使用MPE-FEC來(lái)提高移動(dòng)信道中的C/N，多普勒性能，抗脈沖干擾能力和糾錯(cuò)能力。實(shí)驗(yàn)證明，即使在非常糟糕的接收環(huán)境中，適當(dāng)?shù)厥褂肕PE-FEC仍可以準(zhǔn)確無(wú)誤地恢復(fù)出IP數(shù)據(jù)。這種額外的錯(cuò)誤保護(hù)層(MPE-FEC)提高了信號(hào)弱情況下的接收，增加了抗干擾能力，支持移動(dòng)性高速數(shù)據(jù)傳送。

由于基于IP數(shù)據(jù)包的傳輸，手機(jī)終端接收器一般只在整個(gè)傳送時(shí)間中打開(kāi)10%，其余時(shí)間完全關(guān)閉，大大降低了手機(jī)終端耗電。在一個(gè)8M帶寬內(nèi)可提供高達(dá)15 Mbit/s的傳輸速度，如果一個(gè)頻道占用200～300kbit/s，則容量大到可傳送多于40～50個(gè)廣播質(zhì)量的電視頻道。

(2)ISDB-T技術(shù)

ISDB-T是日本于1996年開(kāi)始啟動(dòng)的自主數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)項(xiàng)目，引入分段OFDM技術(shù)。1998年日本將這一稱(chēng)為BTS-OFDM的技術(shù)體制定為日本地面數(shù)字電視廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)ISDB-T。2001年，該標(biāo)準(zhǔn)正式被ITU接受為世界第3個(gè)數(shù)字電視傳輸國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

ISDB-T使用具有13個(gè)OFDM子波段的分段波段，將整個(gè)6MHz頻帶劃分為13個(gè)子帶，每個(gè)子帶432kHz，進(jìn)行分段傳輸(Bandwidth Segemented Transmission-BST)，對(duì)不同的BST采用不同編碼類(lèi)型和調(diào)制映射方式(QPSK或QAM等)，以滿(mǎn)足不同業(yè)務(wù)的需求，如對(duì)傳輸多媒體文本文件對(duì)信道編碼的技術(shù)要求較低，而對(duì)移動(dòng)視頻接收等要求則較高。由于ISDB-T采用載波分割的技術(shù)，因此終端可以進(jìn)行窄帶接收，從而有效地降低了終端功耗。

ISDB-T對(duì)不同的BST段采用不同的載波調(diào)制方案和內(nèi)碼編碼碼率，依次提供了分層傳輸特性。通過(guò)分層傳播方式，可以在1 ch(如6MHz)內(nèi)同時(shí)傳輸傳播特性(調(diào)制方式、編碼率等)不同的多種類(lèi)廣播。

如圖7所示，根據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的不同，多個(gè)段可以靈活地組合到一起。如9段可以組合在一起傳輸HDTV，3段可以組合在一起傳輸車(chē)載TV，通過(guò)傳輸不同參數(shù)的OFDM段群，達(dá)到分級(jí)傳輸。在一個(gè)地面頻道中可提供三個(gè)業(yè)務(wù)層(三種不同的段群)。通過(guò)使用只有一個(gè)OFDM段的窄帶接收機(jī)，可以接收傳輸信道中的部分節(jié)目。

圖7　ISDB-T分層傳播方式

3、結(jié)束語(yǔ)

比較以上介紹的各種手機(jī)業(yè)務(wù)承載技術(shù)，相同頻率帶寬中地面數(shù)字電視承載技術(shù)支持的業(yè)務(wù)容量比其他方式更具備優(yōu)勢(shì)。地面方式更適合城市或地域性業(yè)務(wù)開(kāi)展，而衛(wèi)星方式適合廣域或全國(guó)性業(yè)務(wù)開(kāi)展，但是其建網(wǎng)需要衛(wèi)星支持，初期成本高。而MBMS利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)承載，雖占用寶貴的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)資源，但是因?yàn)镸BMS基于小區(qū)覆蓋，能夠提供基于較小區(qū)域和與用戶(hù)位置相關(guān)業(yè)務(wù)，并完全由移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商運(yùn)營(yíng)和控制的特點(diǎn)，使得移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商擁有更大的靈活性和可控性。對(duì)于實(shí)時(shí)電視或視頻直播類(lèi)業(yè)務(wù)，地面數(shù)字電視承載方式、衛(wèi)星承載方式、MBMS技術(shù)在容量和承載成本方面均明顯優(yōu)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的流媒體方式。

諸多手機(jī)電視承載技術(shù)各有特點(diǎn)和優(yōu)劣勢(shì)，對(duì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的探討和爭(zhēng)論也不斷深入，中國(guó)未來(lái)商用中將采用哪種標(biāo)準(zhǔn)，目前還無(wú)定論。但隨著手機(jī)電視承載技術(shù)的不斷完善成熟，手機(jī)電視業(yè)務(wù)的前景也一路看好。