手機電視技術(shù)分析及實現(xiàn)研究

電視技術(shù)分析及實現(xiàn)研究梁鵬李樂前言現(xiàn)在用戶已經(jīng)越來越不滿足所提供的文字、圖片、聲音和低質(zhì)量的視頻信息，希望能用收看各類電視節(jié)目。通?？刹捎脽o線流媒體方式和數(shù)字播送方式實現(xiàn)電視業(yè)務(wù)。相比流媒體技術(shù)，數(shù)字播送方式的電視不僅可以給用戶提供一個播送質(zhì)量的電視頻道收視體驗，而且在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運營本錢上有很大的優(yōu)勢，因而引起了電信運營商和播送電視從業(yè)者的廣泛關(guān)注。1、播送電視技術(shù)1.1播送電視技術(shù)的優(yōu)勢目前電信運營商提供的電視業(yè)務(wù)是基于VOD技術(shù)來實現(xiàn)的，這是一種實時流媒體技術(shù)。這項技術(shù)在電視的商業(yè)推廣上有著難以逾越的問題。與VOD技術(shù)比擬，數(shù)字多媒體播送〔DMB〕技術(shù)具有以下優(yōu)勢。不占用無線通信資源流媒體的視頻信息量非常巨大，需占用無線資源和帶寬。DMB技術(shù)使用地面播送通道來實現(xiàn)節(jié)目的下發(fā)，這樣就不再占用無線通信通道，從而節(jié)約了大量的無線通信資源。使用本錢較低因為DMB是一種純接收的視頻技術(shù)，用戶在觀看節(jié)目的時候并沒有占用任何資源，用戶只需要為所觀看的節(jié)目付費，而不必為流量等無線資源付費。而基于連接的VOD業(yè)務(wù)，接收對視頻信息時，需要占用話務(wù)通道，這樣用戶就需要為他的連接支付昂貴的流量費用，這也是為什么目前VOD業(yè)務(wù)開展不理想的根本原因。視頻效果佳因為DMB不存在資源利用率低的問題，使得DMB的視頻帶寬得到了保證，能夠提供高質(zhì)量的視頻業(yè)務(wù)，在7英寸LCD顯示屏上，到達了顯示VCD畫質(zhì)的水平。1.2數(shù)字播送技術(shù)標準及開展當前各種電視的技術(shù)并存，應(yīng)用較為成熟的有S-DMB、T-DMB、DVB-H和高通推出的Media-FLO技術(shù)。目前，國內(nèi)播送科學(xué)院的STimi技術(shù)標準也日漸成熟。S-DMB衛(wèi)星數(shù)字多媒體播送系統(tǒng)〔S-DMB〕是一個衛(wèi)星與移動網(wǎng)絡(luò)相融合的系統(tǒng)。衛(wèi)星提供播送信道，移動網(wǎng)絡(luò)提供交互通道，完成業(yè)務(wù)導(dǎo)航、訂購及激活。從技術(shù)實現(xiàn)看，S-DMB最大程度地重用了移動技術(shù)，如3GPPMBMS已有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和功能接口，增加了衛(wèi)星相關(guān)的功能模塊，同時對BM-SC和UE有少量的功能增加。S-DMB工作在IMT2000下行衛(wèi)星頻段〔2170~2200MHz〕，從全球的頻譜劃分來看，絕大多數(shù)地區(qū)和國家的衛(wèi)星頻段都是可用的，這也為全球漫游提供了根底。S-DMB利用了3GPP定義的UTRAWCDMAFDD空口技術(shù)，也利用了3GPPR6MBMS的業(yè)務(wù)特征，S-DMB的架構(gòu)是在ETSI里進行定義的。一個衛(wèi)星最多支持6個波束，覆蓋直徑到達700~1000km。全域性的覆蓋特性是移動通信系統(tǒng)具有高投資回報率的重要保證。高功率的地球同步軌道靜止衛(wèi)星能夠覆蓋大局部地區(qū)，在密集城區(qū)增加一定的地面直放站可以保證衛(wèi)星在城區(qū)具有良好的覆蓋。當需要同時考慮運營本錢和大覆蓋〔室內(nèi)和室外〕因素時，衛(wèi)星和地面直放站的混合覆蓋應(yīng)該是非常適合進行全國范圍覆蓋的方案。這種漸進式的投資方式同時也降低了系統(tǒng)運營風(fēng)險，對終端的架構(gòu)和本錢影響較小。只需要對現(xiàn)有3GPP標準的3G終端進行較少的修改，增加S-DMB接收功能，便可支持S-DMB業(yè)務(wù)，大大降低了由于補貼帶來的投資風(fēng)險。S-DMB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。圖1S－DMB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)韓國最大的電信運營商SK電訊在2003年底成立了TUMedia公司，專門負責(zé)S-DMB的工程。TUMedia與日本MBCO公司于2004年3月合作發(fā)射了DMB衛(wèi)星，專為日本和韓國地區(qū)的手持設(shè)備和車載設(shè)備進行播送效勞。韓國的電視效勞能夠提供11個視頻頻道、25個音頻頻道、3個數(shù)據(jù)頻道，其中包括新聞、電影、體育等專業(yè)頻道，收費采用包月制，每月的費用大約為11~13美元。TUMedia公司到2006年已擁有220萬用戶，希望到2021年用戶數(shù)可以到達60萬。T-DMBT-DMB派生自歐洲的DAB技術(shù)，DAB是ETSI的標準，T-DMB修改后用于提供音頻和視頻效勞〔韓國〕，采用的調(diào)制和編碼主要是OFDM、卷積碼、Reed-Solomon碼等。T-DMB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖2T－DMB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)韓國的T-DMB于2005年7月在首都圈開始提供商用效勞，全國性效勞也已在調(diào)整地方頻率資源后的2006年底推出。在終端方面，2004年底，三星和LG分別推出了一款支持T-DMB的。2005年下半年，三星推出了2款支持T-DMB的。目前韓國的T-DMB業(yè)務(wù)選定3家無線播送運營商、3家非無線播送運營商。每個運營商有1個視頻、3個音頻、1個數(shù)據(jù)信道。無線播送運營商以電視劇、新聞等原有節(jié)目為主；非無線播送運營商以求職信息、新聞等個性化的節(jié)目為主。在節(jié)目的播出方式上，是通過播送發(fā)射塔將播送中心傳送過來的信號發(fā)送到終端，信號差的陰影地區(qū)通過GapFiller轉(zhuǎn)送。KBC、MBC、SBS3家公司分別擁有播送發(fā)射塔，非無線運營商方案借用無線運營商的發(fā)射塔。DVB－H數(shù)字視頻播送－手持式接收〔DVB－H〕系列標準最早由DVB工程組在20世紀90年代初提出。DVB-H通過時間分片來降低接收設(shè)備的功率消耗，通過增加小區(qū)標識來支持信號的快速掃描和頻率切換，并提高了移動環(huán)境中接收信號的強度，能實現(xiàn)對室內(nèi)、室外、步行和移動等多種環(huán)境的支持。該標準是DVB-T的擴展應(yīng)用。與DVB-T相比，DVB-H終端具有功耗更低、移動接收和抗干擾性能更強的特點，因此該標準適于用電池供電的手持設(shè)備，如移動、PDA等，通過地面數(shù)字電視播送網(wǎng)絡(luò)接收信號。也可以說，DVB-H就是依托目前DVB-T傳輸系統(tǒng)，通過增加一定的附加功能和技術(shù)改良使等便攜設(shè)備能夠穩(wěn)定地接收播送電視信號的一種技術(shù)。DVB-H標準已在2004年經(jīng)ETSI批準成為歐洲的移動電視標準。目前在全球20多個地方已經(jīng)建立DVB-H網(wǎng)絡(luò)，并已開展商業(yè)運營測試。由于DVB－H可以最大限度地利用已有的數(shù)字地面網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用器、調(diào)制器、發(fā)射機等，所以DVB－H的部署只需額外增加IP打包機〔IPE〕、業(yè)務(wù)系統(tǒng)〔主要用于產(chǎn)生SI/PSI、ESG和授權(quán)密鑰OMADRMRO等〕、電子業(yè)務(wù)系統(tǒng)〔主要用于授權(quán)密鑰的分發(fā)〕等系統(tǒng)設(shè)備，另外，為了到達信號的室內(nèi)覆蓋，在信號覆蓋不好的地區(qū)需要增加補點器/轉(zhuǎn)發(fā)器等設(shè)施。同時，移動網(wǎng)絡(luò)也需要提供業(yè)務(wù)平臺來完成計費、賬單處理、客戶效勞、客戶管理等功能。DVB-H系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。圖3DVB－H系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在歐洲，芬蘭、英國、德國、法國、瑞士、荷蘭、西班牙等國家正式進行了DVB-H電視運營測試，其他一些國家如意大利，瑞典等正在進行相關(guān)測試的準備工作。在北美洲，美國的運營商也正在進行DVB-H電視運營測試。另外，在大洋洲，澳大利亞也宣布將進行DVB-H的電視運營測試。Media-FLOMedia-FLO系統(tǒng)由4個子系統(tǒng)組成，即網(wǎng)絡(luò)運營中心〔由一個國家級運營中心和一個或多個本地運營中心組成〕、FLO發(fā)射機、3G網(wǎng)絡(luò)和支持FLO的終端。Media-FLO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。網(wǎng)絡(luò)運營中心由FLO網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)備組成，包括國家運營中心和一個或多個本地運營中心。NOC可包括網(wǎng)絡(luò)計費、分發(fā)以及內(nèi)容管理等根底設(shè)備。NOC負責(zé)管理各類網(wǎng)絡(luò)元素，同時又是全國性和本地內(nèi)容提供商向移動終端發(fā)送廣域內(nèi)容和節(jié)目指南信息的接入點。它還負責(zé)管理用戶業(yè)務(wù)訂購、提供接入和加密密鑰、以及向運營商提供計費信息。網(wǎng)絡(luò)運營中心可包括一個或多個LOC，以作為本地內(nèi)容提供商向相關(guān)市場區(qū)域中的移動終端發(fā)送地方性內(nèi)容的接入點。a〕FLO發(fā)射機。每個發(fā)射機通過發(fā)射FLO波形向移動終端發(fā)送內(nèi)容。b〕3G網(wǎng)絡(luò)。3G網(wǎng)絡(luò)屬于〔一個或多個〕無線運營商，它支持互動業(yè)務(wù)，允許移動終端與NOC通信，從而方便了業(yè)務(wù)訂購和接入密鑰分發(fā)。c〕支持FLO的終端。支持FLO的終端可以接收包含所訂購的內(nèi)容業(yè)務(wù)和節(jié)目指南信息的FLO波形。支持FLO的終端以為主，這種既可以通，又具有地址簿、互聯(lián)網(wǎng)端口、游戲機等多種功能。STimi標準2006年4月27日，廣電總局下發(fā)了?關(guān)于標準移動數(shù)字多媒體播送技術(shù)試驗的通知?，特別強調(diào)要加強移動多媒體播送技術(shù)管理，必須統(tǒng)一技術(shù)標準、支持全國漫游、方便用戶接收。強調(diào)要按照自主創(chuàng)新的原那么，制定數(shù)字多媒技術(shù)標準。2006年5月30日，下達標準起草任務(wù)書，依據(jù)已有的TiMi成果，起草中國電視根底標準?移動數(shù)字多媒體播送系統(tǒng)——播送信道編碼、調(diào)制和幀結(jié)構(gòu)標準研究?，2006年底前形成標準草案。STimi技術(shù)采用衛(wèi)星—地面交互多媒體〔業(yè)務(wù)〕系統(tǒng)，通過“衛(wèi)星移動多媒體播送系統(tǒng)+地面補點網(wǎng)絡(luò)〞建立覆蓋全國的移動多媒體播送網(wǎng)絡(luò)，以及可供開展區(qū)域性頻道的補充網(wǎng)絡(luò)。STiMi主網(wǎng)絡(luò)采用衛(wèi)星播送實現(xiàn)全國覆蓋，它是針對我國幅員遼闊、傳播環(huán)境復(fù)雜、區(qū)域開展不平衡的國情而設(shè)計的衛(wèi)星與地面覆蓋相結(jié)合的移動多媒體播送信道傳輸技術(shù)。STiMi補充網(wǎng)絡(luò)采用地面播送方式，采用大塔單頻網(wǎng)播送，實現(xiàn)地區(qū)覆蓋，提供區(qū)域性業(yè)務(wù)。利用大功率S波段衛(wèi)星信號覆蓋全國范圍，同時利用地面增補轉(zhuǎn)發(fā)器同頻同時同內(nèi)容轉(zhuǎn)發(fā)衛(wèi)星信號補點，覆蓋衛(wèi)星信號盲區(qū)，利用無線移動通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建回傳通道，統(tǒng)一標準、全程全網(wǎng)，形成衛(wèi)星大面積覆蓋為主、地面增補網(wǎng)絡(luò)為輔，無縫覆蓋的單向播送和雙向交互相結(jié)合的移動數(shù)字多媒體播送網(wǎng)絡(luò)，25MHz帶寬，支持25套電視節(jié)目，30套播送節(jié)目及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。采用播送式、雙向式、預(yù)付費式相結(jié)合的授權(quán)方式，分級式用戶管理和計費體系。它具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)〔17項創(chuàng)造專利〕，專利結(jié)構(gòu)涵蓋了移動多媒體播送信道編碼、調(diào)制、幀結(jié)構(gòu)，涉及到STiMi傳輸系統(tǒng)、OFDM、LDPC、離散導(dǎo)頻處理、連續(xù)導(dǎo)頻處理、信道估計、信道均衡、保護間隔、隨機序列、頻偏跟蹤、數(shù)據(jù)流分配、無線信號覆蓋技術(shù)、擴頻信標等各個方面。2003年初，開始STiMi核心技術(shù)開發(fā)；2003～2005年，通過仿真、樣機及核心技術(shù)的芯片驗證；2006年4月,STiMi衛(wèi)星和地面試驗系統(tǒng)樣機；2006年6月,試驗系統(tǒng)開通；2006年底，提供手持終端STiMi芯片樣片。圖5和圖6分別示出的是STiMi系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和STiMi系統(tǒng)組成圖。圖5STimi系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖6STimi業(yè)務(wù)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2、存在的問題當前存在的主要問題是標準問題、商業(yè)模式確實定和價值鏈的培育。2.1標準問題標準問題涉及到國家政策許可和標準的選擇，現(xiàn)在國際上除了韓國、日本和芬蘭這些已經(jīng)確立了最終標準的國家，大多數(shù)國家的運營商都必須面臨這一復(fù)雜的抉擇。未來我國移動多媒體國標的出臺是必然的，也是不可阻擋的。在這個前提下，歐洲D(zhuǎn)VB-H、日韓T-DMB和北美Media-FLO除了局部市場圈地行為外，顯然缺乏以對我國移動多媒體國家標準的政策出臺構(gòu)成任何影響，因此，對運營商來說，未來要考慮的是何種制式的國家標準，也就必然要對上述的幾大陣營進行重新劃分。從自主知識產(chǎn)權(quán)的角度出發(fā)，國標體系同樣可以劃分為三大陣營：以華為CMB為代表的3G蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架構(gòu)，以新岸線的T-MMB、廣電總局規(guī)劃院的T-TIMI為代表的DAB技術(shù)架構(gòu)，以清華、上海交大為代表的DMB-TH的地面電視架構(gòu)。廣電總局要融合3種標準之長，創(chuàng)造自主知識產(chǎn)權(quán)的標準。標準確實定是很重要的一步，與之相關(guān)的系統(tǒng)廠商和終端提供商才能供給設(shè)備，降低使用本錢，為用戶提供效勞。2.2商業(yè)模式電視具有廣闊的市場前景，未來的需求也是巨大的，移動產(chǎn)業(yè)和播送產(chǎn)業(yè)的融合是未來電視的開展趨勢。目前，廣電系統(tǒng)主導(dǎo)的DAB標準的電視正在北京地區(qū)試推，為擴大用戶量，形成規(guī)模效應(yīng)和一定的消費市場，所有播出的電視、播送節(jié)目均暫時免費向用戶提供。由于DAB多媒體數(shù)字播送業(yè)務(wù)利用播送電視塔直接向發(fā)射電視、播送頻道信號，其技術(shù)上的先天局限性，不通過運營商不太可能實現(xiàn)收費點播業(yè)務(wù)。用戶如果要實現(xiàn)互動點播等視頻業(yè)務(wù)，就必須通過電信的傳輸通道，DAB標準的電視其開展繞不開移動運營商。廣電系統(tǒng)已經(jīng)意識到未來與電信系統(tǒng)既競爭又合作的關(guān)系。移動運營商將移動網(wǎng)絡(luò)與廣電網(wǎng)絡(luò)融合，將電視業(yè)務(wù)完整包裝后呈現(xiàn)給用戶。通過移動網(wǎng)絡(luò)交互信息，用戶直接從移動運營商處訂購電視業(yè)務(wù)，并按月或以其他方式向移動運營商付費。下行節(jié)目分發(fā)由廣電網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)，交互信息由移動網(wǎng)絡(luò)來傳輸。電視業(yè)務(wù)的交互信息將給廣電運營商和移動網(wǎng)絡(luò)帶來巨大的新的商機，可大大提高網(wǎng)絡(luò)的附加值。以交互電視中的體育節(jié)目為例，通過移動網(wǎng)絡(luò)，可傳送如下交互信息：賽前或賽間的博彩、投票選擇最正確球員/最正確進球等，通過Internet了解相關(guān)背景信息，有獎競猜，下載精彩瞬間的圖像照片等，搶撥你最喜愛明星的，直接與體育明星交流等。由于移動產(chǎn)業(yè)和播送產(chǎn)業(yè)的融合可以為消費者提供真正意義上的低本錢、高質(zhì)量的電視，所以其理想的商業(yè)模式應(yīng)該是一種合作共贏