手機電視標準及其技術(shù)分析
加入技術(shù)交流群
由于業(yè)界的廣泛關(guān)注，目前國際上對這項業(yè)務(wù)的研究十分有熱情，與之相關(guān)的傳輸技術(shù)已有十余種，概括起來可以分為三種類型，即地面廣播、衛(wèi)星廣播和移動通信，如表1所示。
表1 手機承載技術(shù)分類
下面將對這三種技術(shù)進行簡要的介紹。
（1）基于移動網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)技術(shù)
通過移動網(wǎng)絡(luò)傳送電視節(jié)目最初是采用移動流媒體的方式實現(xiàn)的。在我國，早在一兩年前，中國移動和中國聯(lián)通都已分別基于其GPRS網(wǎng)絡(luò)和CDMA 1X網(wǎng)絡(luò)，利用移動流媒體技術(shù)推出了手機電視業(yè)務(wù)。事實上，兩者都是將其作為一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)推出來的，其實現(xiàn)的方式也大體相同。這種通過傳統(tǒng)移動流媒體方式實現(xiàn)的手機電視業(yè)務(wù)雖然在一定程度上很好地滿足了人們的需求，但還有很多方面不盡如人意，例如：移動網(wǎng)絡(luò)帶寬受限、播放效果不很穩(wěn)定、并發(fā)用戶數(shù)有限、收費較高等。
3G性能價格比優(yōu)良,與2.5G技術(shù)相比具有更高速率、更高頻譜效率、和更強的業(yè)務(wù)支撐能力，3G乃至超3G技術(shù)的發(fā)展將使目前GSM網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用的帶寬瓶頸獲得全面突破。3G技術(shù)商用，將給移動通信帶來進一步的發(fā)展機遇，3G網(wǎng)絡(luò)能夠承載多媒體類的業(yè)務(wù)，主要是流媒體業(yè)務(wù)，也就是給移動用戶提供在線不間斷的聲音、影像或動畫等多媒體播放，無須用戶事先下載到本地。流媒體業(yè)務(wù)支持多種媒體格式，可以播放音頻、視頻以及混合媒體格式。這也為發(fā)展手機電視業(yè)務(wù)提供了網(wǎng)絡(luò)平臺。
由于傳統(tǒng)移動流媒體實現(xiàn)方式存在諸多的限制，國際上開始研究如何在移動網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)多媒體（包括視頻、音頻、數(shù)據(jù)等）的廣播，MBMS和BCMCS等技術(shù)應(yīng)運而生。
MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Service)是3GPP R6中定義的多媒體廣播組播功能。MBMS標準工作于2002年啟動，并預(yù)計在2005年9月凍結(jié)，實際網(wǎng)絡(luò)實施預(yù)計在2007年。2008年前3G網(wǎng)絡(luò)可以推廣MBMS業(yè)務(wù)。
MBMS對原有WCDMA網(wǎng)絡(luò)主要的改動是：增加BM-SC網(wǎng)元，對現(xiàn)有PS域相關(guān)網(wǎng)元進行MBMS功能升級，以支持MBMS特有接口功能（如Gmb）、特有信道（如MICH 、MTCH/MCCH/MSCH）、特有物理層過程（FACH信道選擇性合并、PTM與PTP切換）和特有業(yè)務(wù)流程（如訂閱）。
在終端方面，MBMS仍然最大限度地繼承了已有的3GPP標準，在終端耗電、存儲、多媒體處理、顯示等技術(shù)得到改善的同時，僅僅是原有基代處理功能的增強。因此，承載寬帶多媒體業(yè)務(wù)的MBMS終端與現(xiàn)有終端保持了很好的統(tǒng)一性。
在帶寬方面，MBMS可以最大使用256kbps的速率進行下載和流媒體的傳送，而只要128kbps就可以支持15fps QCIF 176*144圖像和12.2Kbps語音組合的體育類節(jié)目的收看需求。
在互動方面，MBMS本身沒有定義特別的上行信道，但可以利用已有上行控制信道進行業(yè)務(wù)訂閱、業(yè)務(wù)加入等業(yè)務(wù)控制流程，同時利用上行業(yè)務(wù)信道實現(xiàn)與下行廣播/組播配合的一些交互類業(yè)務(wù)的實現(xiàn)。
在容量方面，MBMS提供點到多點傳送多媒體的發(fā)送機制，提供所謂“Send Once ，Charge Many times”的業(yè)務(wù)模式，資源消耗與用戶數(shù)的增長無關(guān)，從而為節(jié)省3G網(wǎng)絡(luò)非常緊張的空口資源和Iub口傳輸資源、規(guī)避移動網(wǎng)絡(luò)容量劣勢尋找到了根本解決途徑。用戶數(shù)越多，MBMS在容量和成本方面的優(yōu)勢發(fā)揮就越明顯；在組播用戶數(shù)少或者沒有組播業(yè)務(wù)用戶的時候，網(wǎng)絡(luò)可以靈活地為用戶分配專用信道或者關(guān)閉組播業(yè)務(wù)信道，這些移動網(wǎng)絡(luò)特有的高效資源管理技術(shù)更讓MBMS技術(shù)在容量方面錦上添花。
基于移動網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)技術(shù)繼承了移動網(wǎng)所固有的諸多能力，例如用戶的業(yè)務(wù)鑒權(quán)以及用戶管理、業(yè)務(wù)的計費和控制、業(yè)務(wù)的個性化定制和點播、互動應(yīng)用的實現(xiàn)、與位置相關(guān)的業(yè)務(wù)的提供等。這些對于手機電視業(yè)務(wù)的發(fā)展都是十分必要的。但此類實現(xiàn)技術(shù)要占用3G系統(tǒng)的核心頻率，這對于本來頻率資源已經(jīng)比較緊張的移動運營商來說無疑是一個較大的障礙。換句話說，利用此類技術(shù)在開展手機電視業(yè)務(wù)時，要考慮頻率使用的經(jīng)濟性。
（2）基于地面數(shù)字廣播網(wǎng)的實現(xiàn)技術(shù)
此類實現(xiàn)技術(shù)主要是針對地面數(shù)字廣播電視產(chǎn)生的，使用的頻率一般為廣播電視頻段。為適應(yīng)移動終端的特點，有些技術(shù)在原有為地面數(shù)字廣播電視設(shè)計的技術(shù)基礎(chǔ)上加以改進，成為移動視頻廣播技術(shù)，而另一些技術(shù)目前還只是針對地面數(shù)字廣播電視系統(tǒng)設(shè)計的，若要應(yīng)用到移動視頻廣播業(yè)務(wù)中，可能還要作一些改進。此類技術(shù)是現(xiàn)在國際上關(guān)注較多的一類技術(shù)，也是方案最多的一類技術(shù)，典型的技術(shù)包括歐洲的DVB－H、美國高通的MediaFLO、韓國的T－DMB、日本的ISDB－T等。我國清華大學和上海交大也分別在其數(shù)字電視標準DMB－T和ADTB－T的基礎(chǔ)上研究國內(nèi)的技術(shù)。
目前業(yè)內(nèi)關(guān)注比較多的DMB標準是歐洲標準DVB-H和韓國標準T-DMB。
DVB-H標準全稱為Digital Video Broadcasting Handheld，是歐洲D(zhuǎn)VB組織在推出數(shù)字電視傳輸?shù)南盗袠藴室院螅瑸橥ㄟ^地面數(shù)字廣播網(wǎng)絡(luò)向便攜/手持終端提供多媒體業(yè)務(wù)所制定的傳輸標準。
DVB-H是建立在DVB（數(shù)據(jù)廣播）和DVB-T（傳輸）兩個標準之上的標準，被認為是DVB-T標準的擴展應(yīng)用，雖然它是一個傳輸標準，事實上注重于協(xié)議實現(xiàn)。系統(tǒng)前端由DVB-H封裝機和DVB-H調(diào)制器構(gòu)成，DVB-H封裝機負責將IP數(shù)據(jù)封裝成MPEG-2系統(tǒng)傳輸流，DVB-H調(diào)制器負責信道編碼和調(diào)制；系統(tǒng)終端由DVB-H解調(diào)器和DVB-H終端構(gòu)成，DVB-H解調(diào)器負責信道解調(diào)、解碼，DVB-H終端負責相關(guān)業(yè)務(wù)顯示、處理。
DVB-H保有部分與DVB-T接收電路的兼容性，同時為了滿足手持式裝置接收的特性，如低功耗、高移動性、共通平臺與網(wǎng)絡(luò)切換服務(wù)不中斷等要求，以保證在室內(nèi)、戶外、在步行或行駛中的汽車上都能正常收看，做了不少技術(shù)改進。例如，為了降低功耗，DVB-H在耗電上的目標是將天線、電視調(diào)諧器和OFDM譯碼電路等的總耗電量控制在100mW以內(nèi)；為提高電池的使用時間，終端周期性地關(guān)掉一部分接收電路以節(jié)省功耗；為了滿足便攜的需求，DVB終端的天線更小巧，移動更為靈活；傳輸系統(tǒng)能保證在各種移動速率下順利接收DVB-H業(yè)務(wù)；系統(tǒng)具有很強的抗干擾能力，能提供足夠的靈活性以滿足不同傳輸帶寬和信道帶寬應(yīng)用等。
T-DMB是韓國推出的地面數(shù)字多媒體廣播系統(tǒng)，從嚴格意義上講，仍算是歐洲的國際標準。該標準建立在歐洲廠商開發(fā)的尤里卡147數(shù)字音頻廣播（DAB）系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，做了一些修改，以便向手機、PDA和便攜電視等手持設(shè)備播送空中數(shù)字電視節(jié)目。
T-DMB系統(tǒng)，包括1個DMB監(jiān)視系統(tǒng)、2個視頻編碼器、視頻網(wǎng)關(guān)和多路復(fù)用器，可以提供靈活的服務(wù)，包括視頻廣播、音頻廣播、單獨的交通/新聞/天氣頻道。T-DMB利用ITU-TH.264對視頻進行編碼，利用MPEG-4BSAC對音頻進行編碼。然后利用MPEG-4同步層和MPEG-2傳輸流對視頻、音頻及額外的數(shù)據(jù)進行處理，有些基本模塊與DVB-H相似。
T-DMB在韓國已經(jīng)步入商用階段。今年3月，韓國已向T-DMB廣播運營商發(fā)放新的許可證。同期，歐洲開發(fā)出來的移動數(shù)字電視廣播系統(tǒng)DVB-H剛剛開始試驗工作。
近期美國高通公司（Qualcomm Corp.）也向市場推出了FLO （Forward Link Only）技術(shù)。該技術(shù)是為了同時向大量的無線終端用戶群高效、經(jīng)濟的傳送多媒體信息而專門設(shè)計的。其目標是降低成本、增強用戶體驗，用戶可通過傳統(tǒng)手機在各種節(jié)目頻道上自如瀏覽。
通過基于FLOTM技術(shù)的媒體流系統(tǒng)（MediaFLO ），運營商能夠在一個8MHz頻帶內(nèi)用每秒30幀QVGA 視頻，配以AC3 立體聲，提供20 個全國范圍和5 個本地專用的實時視頻頻道。同時還可提供十余個高品質(zhì)立體聲廣播頻道以及30 至50 個非實時（內(nèi)容預(yù)先錄制）頻道。非實時頻道的內(nèi)容選擇在網(wǎng)絡(luò)空閑時播出，每天提供多達20 分鐘的內(nèi)容，終端接收下來后就可以按照預(yù)定時間播出了。非實時頻道讓用戶可以及時收看諸如音樂、天氣、新聞提要等按主題分類的內(nèi)容，而實時的服務(wù)則支持實況直播，例如體育賽事等。不同地域的內(nèi)容之間的分配是靈活的，可以在編排節(jié)目時設(shè)置。
FLO技術(shù)支持快速切換頻道的能力，其設(shè)計連續(xù)收看時間約4 小時，這可與目前的常規(guī)終端相比擬，而不會影響移動設(shè)備的整體性能。通過提供類似于節(jié)目表的用戶界面，媒體FLO業(yè)務(wù)將提供與收看有線電視類似的體驗。用戶可以選擇一套節(jié)目，如同在電視上預(yù)訂一個頻道，選擇并預(yù)訂后，就可以在任何時候收看其中的節(jié)目。除欣賞高質(zhì)量的視頻、音頻內(nèi)容及IP 數(shù)據(jù)外，用戶還能使用一些交互業(yè)務(wù)，例如可以在欣賞音樂節(jié)目時選擇購買唱片、鈴聲，或下載其中的歌曲。用戶也可點播普通節(jié)目表以外的視頻節(jié)目。
作為全新開發(fā)的專門面向移動環(huán)境下手持終端多媒體廣播接收的無線技術(shù)，F(xiàn)LO能夠提供在大容量、低成本的條件下向廣大手機用戶同時傳送高質(zhì)量音視頻內(nèi)容，從而為廣電內(nèi)容運營商提供了一種全新的多媒體業(yè)務(wù)解決方案。
高通負責MediaFLO技術(shù)的工程技術(shù)及市場開發(fā)副總裁羅勃.錢德霍克日前在北京指出，衍生自歐洲數(shù)字廣播標準的手機電視標準T-DMB在頻譜效率上有相當?shù)南拗疲С值墓?jié)目頻道數(shù)量有限，節(jié)目頻道切換速度慢。
高通的MediaFLO技術(shù)一直被視為專門為手機設(shè)計開發(fā)的移動電視標準，具有高頻率利用率、低手機功耗、快速頻道切換時間等優(yōu)勢。不過，由于這項技術(shù)起步較晚，整體產(chǎn)化力量還落后于其他兩大標準體系。
在FLO論壇成員約20家，其中包括中國的中興、華為、夏新三家公司。高通中國負責MediaFLO技術(shù)的高級業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理陳崗告訴CNET，夏新是目前參與最多廠商之一，計劃在今年下半年就能推出MediaFLO手機。目前，三星、LG分別推出了具有MediaFLO功能的手機。
基于數(shù)字廣播網(wǎng)的實現(xiàn)技術(shù)多是由地面數(shù)字廣播電視技術(shù)發(fā)展而來的，因此在音視頻的下行傳輸方面相對比較完善。目前已有多個國家和地區(qū)開始進行實驗或試商用，但由于傳統(tǒng)的廣播電視網(wǎng)絡(luò)通常都沒有上行鏈路，因此基于數(shù)字廣播網(wǎng)的實現(xiàn)技術(shù)在實現(xiàn)上行傳輸時一般都考慮依靠移動通信網(wǎng)絡(luò)的協(xié)助來完成。這樣才能夠提供手機電視業(yè)務(wù)所需的用戶業(yè)務(wù)認證、用戶的管理以及互動應(yīng)用等能力。
（3）基于衛(wèi)星的實現(xiàn)技術(shù)
這一類技術(shù)的本質(zhì)就是通過衛(wèi)星提供下行傳輸，實現(xiàn)廣播方式的手機電視業(yè)務(wù)，而用戶通過在手機終端上集成直接接收衛(wèi)星信號的模塊，就可以實現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)的接收。典型的技術(shù)包括歐洲的S－DVB和日韓的S－DMB等。
簡單地講，衛(wèi)星DMB業(yè)務(wù)是將數(shù)字視頻或音頻信息通過DMB衛(wèi)星進行廣播，由移動電話或其他專門的終端實現(xiàn)移動接收，是一種可以在很寬廣的地區(qū)充分滿足在移動環(huán)境中視聽廣播電視這一個性化要求的極具競爭力的解決方案。
衛(wèi)星傳輸也屬于無線傳輸方式，適合應(yīng)用于手機電視業(yè)務(wù)。衛(wèi)星數(shù)字電視直播到戶是指將電視信號經(jīng)過模擬、數(shù)字轉(zhuǎn)換和壓縮后發(fā)送到衛(wèi)星上，然后由衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)，用戶通過接入特定的解碼設(shè)備和碟型天線，直接接收衛(wèi)星節(jié)目和數(shù)據(jù)內(nèi)容。與地面微波傳輸和有線網(wǎng)絡(luò)相比，可以適應(yīng)更大范圍的覆蓋要求，不受地面網(wǎng)絡(luò)的限制，具有傳輸節(jié)目量大、節(jié)目畫質(zhì)、音質(zhì)更佳的特點，是一種高效、廉價的傳輸方式。
在技術(shù)方面，衛(wèi)星DMB業(yè)務(wù)的實現(xiàn)并不復(fù)雜，具體的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成包括以下幾個部分：衛(wèi)星DMB廣播中心、DMB通信衛(wèi)星、直放站接收終端。
衛(wèi)星DMB業(yè)務(wù)具有以下特點：
1）收范圍廣泛。地面上的大部分地方都可以直接接收衛(wèi)星信號，地鐵、隧道、建筑物內(nèi)等屏蔽地帶直接接收信號會有困難，通過使用多種形式的GapFiller轉(zhuǎn)發(fā)器，可以擴大接收范圍；
2）頻道資源和業(yè)務(wù)內(nèi)容豐富。可以同時容納視頻、音頻和數(shù)據(jù)頻道，提供新聞、電影、體育、教育、音樂等專業(yè)內(nèi)容和無線電視頻道，以及節(jié)目提供商提供的其他節(jié)目，還可以享受各種信息服務(wù)；
3）適合移動狀態(tài)下接收。衛(wèi)星DMB克服了現(xiàn)有廣播與電視在空間方面的局限，頻寬可以不受ITU功率限制，可以提供大功率，使小型便攜式接收終端接收到信號；使用最適合移動接收的頻寬,不會有因降雨衰減帶來的信號減弱現(xiàn)象；采用與移動電話一致的CDM(Code Division Multiplexing)技術(shù)，能夠更好地應(yīng)對移動接收環(huán)境中信號質(zhì)量下降的多路徑干擾問題；
4）接收終端多種多樣，適應(yīng)消費者的個性化需求。終端廠商將會推出車載用、便攜專用、手機結(jié)合用等多種終端機，成為掌中媒體。開發(fā)Patch型、Helical型等多種天線，實現(xiàn)衛(wèi)星DMB專用手機核心芯片的單芯片化，使消費者使用起來更加方便，可同時享用廣播電視與通信業(yè)務(wù)。
對于移動通信而言，衛(wèi)星DMB業(yè)務(wù)可作為一項增值業(yè)務(wù)，移動用戶不須增加設(shè)備，只需通過具備DMB接收芯片的手機即能收聽/收看數(shù)字廣播。衛(wèi)星DMB業(yè)務(wù)除了給電信運營商帶來有形的收入，還可以提高用戶忠誠度，增強企業(yè)競爭力。
基于衛(wèi)星的實現(xiàn)技術(shù)目前在韓國已有商用的案例，此類技術(shù)與所要覆蓋的范圍關(guān)系密切。當覆蓋范圍比較小、用戶比較集中時，使用衛(wèi)星開展移動視頻廣播業(yè)務(wù)效率較高，也比較經(jīng)濟。但當覆蓋范圍較大時則成本較高，特別是在我國，僅靠一顆衛(wèi)星覆蓋全國范圍的難度很大。另一方面，由于衛(wèi)星無法對室內(nèi)形成覆蓋，因此要建設(shè)大量的地面直放站，這部分成本也相當可觀。從終端角度出發(fā)，若使用其他的衛(wèi)星頻段，則要增加一套新的射頻，終端成本將有較大增加。
理想的手機電視應(yīng)該是便捷的、便宜的、標準的、高質(zhì)量的，而要實現(xiàn)這些基本需求，關(guān)鍵要素有終端、網(wǎng)絡(luò)速率、業(yè)務(wù)互動、容量、管制政策等。
終端的成本和性能會影響受眾的接受程度，地面廣播和衛(wèi)星廣播采用了與移動通信不同的頻段和調(diào)制技術(shù)，因此要實現(xiàn)手機看電視，就必須在原有手機基礎(chǔ)上增加電視接收的射頻和基帶模塊。比較而言，移動通信技術(shù)在終端方面具有天然的優(yōu)勢。
網(wǎng)絡(luò)速率直接決定著業(yè)務(wù)質(zhì)量，衛(wèi)星廣播和地面廣播明顯具有高業(yè)務(wù)帶寬的優(yōu)勢，而移動通信技術(shù)從最初的2.5G支持個位幀頻到現(xiàn)在的3G已經(jīng)可以支持與電視幾乎一樣的幀頻。
互動功能的支持既方便了用戶的管理和計費，同時也為用戶提供除了看還能玩的可能性，比如直播投票、下載等。衛(wèi)星電視和地面電視技術(shù)由于其廣覆蓋的特點在反向必須與移動網(wǎng)絡(luò)配合才能實現(xiàn)互動。同樣原因會導(dǎo)致衛(wèi)星電視和地面電視廣播與移動通信技術(shù)融合在政策管制方面的風險。
網(wǎng)絡(luò)容量間接決定用戶成本，進而決定用戶資費。所有的廣播（組播）技術(shù)在多用戶同時接收寬帶多媒體時具有明顯的成本優(yōu)勢，這也是目前單播移動通信技術(shù)的手機電視以培養(yǎng)用戶習慣而非盈利為目標的主要原因。
三類主要技術(shù)在手機電視承載方面的比較匯總?cè)绫?。
表2 手機承載技術(shù)比較
基于移動網(wǎng)絡(luò)的手機電視其優(yōu)點是實施方便、成本低、手機硬件平臺不需要更改，但其缺點是節(jié)目源需要第三方支持、圖像的分辨率低且圖像質(zhì)量受網(wǎng)絡(luò)帶寬的影響，此外，還有一個最大的問題是互通性，目前來看，都是針對不同的手機開發(fā)不同的視頻流軟件，各手機之間不兼容，這大大制約了該業(yè)務(wù)的發(fā)展。
而另一方基于DVB-T的手機電視最大的優(yōu)點是節(jié)目源豐富、傳輸帶寬大、分辨率高、服務(wù)質(zhì)量可靠，但最大的缺點是需要DVB網(wǎng)絡(luò)的配合。
評論