手机电视的实现技术及其标准

时间:2022-11-10 21:45:03 浏览量:

数字多媒体广播技术的出现,为经营空间渐趋饱和的广电媒介和业务收入增长乏力的电信运营商带来了融合的契机,也带来了新的发展机遇。手机电视作为两大产业融合的标志性业务,最近引起了广泛的关注。 所谓“手机电视”业务,就是利用移动终端为用户提供视频资讯服务。

手机电视的实现技术

由于业界的广泛关注,目前国际上对这项业务的研究十分有热情,与之相关的传输技术已有十余种,概括起来可以

分为三种类型。

1、基于移动网络的实现技术

通过移动网络传送电视节目最初是采用移动流媒体的方式实现的。在我国,早在一两年前,中国移动和中国联通都已分别基于其GPRS网络和CDMA 1X网络,利用移动流媒体技术推出了手机电视业务。事实上,两者都是将其作为一种移动数据业务推出来的,其实现的方式也大体相同。这种通过传统移动流媒体方式实现的手机电视业务虽然在一定程度上很好地满足了人们的需求,但还有很多方面不尽如人意,例如:移动网络带宽受限、播放效果不很稳定、并发用户数有限、收费较高等。

由于传统移动流媒体实现方式存在诸多的限制,国际上开始研究如何在移动网络上实现多媒体(包括视频、音频、数据等)的广播,MBMS和BCMCS等技术应运而生。此类技术在现有移动通信网的基础上进行改进,向用户提供下行广播信道,其所使用的频率仍然为移动通信系统所在频段,为通过移动数据网络实现手机电视业务提供了条件。

基于移动网络的实现技术继承了移动网所固有的诸多能力,例如用户的业务鉴权以及用户管理、业务的计费和控制、业务的个性化定制和点播、互动应用的实现、与位置相关的业务的提供等。这些对于手机电视业务的发展都是十分必要的。但此类技术实现起来要占用3G系统的核心频率,这对于本来频率资源已经比较紧张的移动运营商来说无疑是一个较大的障碍。换句话说,利用此类技术在开展手机电视业务时,要考虑频率使用的经济性。

2、基于地面数字广播网的实现技术

此类实现技术主要是针对地面数字广播电视产生的,使用的频率一般为广播电视频段。为适应移动终端的特点,有些技术在原有的为地面数字广播电视设计的技术基础上加以改进,成为移动视频广播技术,而另一些技术目前还只是针对地面数字广播电视系统设计的,若要应用到移动视频广播业务中,可能还要作一些改进。此类技术是现在国际上关注较多的一类技术,也是方案最多的一类技术,典型的技术包括欧洲的DVB-H、美国高通的MediaFLO、韩国的DMB-T、日本的ISDB-T等。我国清华大学和上海交大也分别在其数字电视标准DMB-T和ADTB-T的基础上研究着国内的技术。

基于数字广播网的实现技术多是由地面数字广播电视技术发展而来的,因此在音视频的下行传输方面相对比较完善。目前已有多个国家和地区开始进行实验或试商用,但由于传统的广播电视网络通常都没有上行链路,因此基于数字广播网的实现技术在实现上行传输时一般都考虑依靠移动通信网络的协助来完成。这样才能够提供手机电视业务所需的用户业务认证、用户的管理以及互动应用等能力。

3、基于卫星的实现技术

这一类技术的本质就是通过卫星提供下行传输,实现广播方式的手机电视业务,而用户通过在手机终端上集成直接接收卫星信号的模块,就可以实现多媒体数据的接收。典型的技术包括欧洲的DVB-S和日韩的DMB-S等。

基于卫星的实现技术目前在韩国已有商用的案例,此类技术与所要覆盖的范围关系密切。当覆盖范围比较小、用户比较集中时,使用卫星开展移动视频广播业务效率较高,也比较经济。但当覆盖范围较大时则成本较高,特别是在我国,仅靠一颗卫星覆盖全国范围的难度很大。另一方面,由于卫星无法对室内形成覆盖,因此要建设大量的地面直放站,这部分成本也相当可观。从终端角度出发,若使用其他的卫星频段,则要增加一套新的射频,终端成本将有较大增加。

简单地讲,卫星DMB业务是将数字视频或音频信息通过DMB卫星进行广播,由移动电话或其他专门的终端实现移动接收,是一种可以在很宽广的地区充分满足在移动环境中实现视听广播电视这一个性化要求的极具竞争力的解决方案。

卫星传输也属于无线传输方式,适合应用于手机电视业务。卫星数字电视直播到户是指将电视信号经过模拟、数字转换和压缩后发送到卫星上,然后由卫星转发,用户通过接入特定的解码设备和碟型天线,直接接收卫星节目和数据内容。与地面微波传输和有线网络相比,可以适应更大范围的覆盖要求,不受地面网络的限制,具有传输节目量大,节目画质、音质更佳的特点,是一种高效、廉价的传输方式。

在技术方面,卫星DMB业务的实现并不复杂,具体的网络构成包括以下几个部分:卫星DMB广播中心、DMB通信卫星、直放站接收终端。

卫星DMB业务的实现方式如下(见图2):

● 节目供应商将数字多媒体内容传输给卫星DMB广播中心;

● 广播中心通过Ku波段将内容上传至DMB卫星;

● DMB卫星将Ku波段转换成S波段并放大;

● DMB卫星将内容通过S波段和Ku波段在全国范围内广播;

● 手机或车载终端等可以直接接收到S波段的内容;

● 在有屏蔽的区域,由直放站接收卫星Ku波段广播并转换成S波段,转播给在屏蔽区的终端。

卫星DMB业务的特点是:

(1)接收范围广泛。地面上的大部分地方都可以直接接收卫星信号,地铁、隧道、建筑物内等屏蔽地带直接接收信号会有困难,通过使用多种形式的Gap Filler 转发器,可以扩大接收范围。

(2)频道资源和业务内容丰富。可以同时容纳视频、音频和数据频道,提供新闻、电影、体育、教育、音乐等专业内容和无线电视频道,以及节目提供商提供的其他节目,还可以享受各种信息服务。

(3)适合移动状态下接收。卫星DMB克服了现有广播与电视在空间方面的局限,频宽可以不受ITU功率限制,可以提供大功率,使小型便携式接收终端接收到信号;使用最适合移动接收的频宽, 不会有因降雨衰减带来的信号减弱现象;采用与移动电话一致的CDM (Code Division Multiplexing)技术,能够更好地应对移动接收环境中信号质量下降的多路径干扰问题。

(4)接收终端多种多样,适应消费者的个性化需求。终端厂商将会推出车载用、便携专用、手机结合用等多种终端机,成为掌中媒体。开发Patch型、 Helical型等多种天线,以实现卫星DMB专用手机核心芯片的单芯片化,使消费者使用起来更加方便,可同时享用广播电视与通信业务。

对于移动通信而言,卫星DMB业务可作为一项增值业务,移动用户不须增加设备,只需通过具备DMB接收芯片的手机即能收听/收看数字广播。卫星DMB业务除了给电信运营商带来有形的收入,还可以提高用户忠诚度,增强企业竞争力。

除以上三类实现技术外,目前国际上在辅助实现技术的研究上也有较大的进展。辅助实现技术主要从应用层来定义手机电视业务在实现中所要涉及的业务发现和获取、内容保护、设备管理、收费、通知和文件传输等方面内容。事实上,辅助实现技术本身并不能够单独实现手机电视业务的提供,它要与其他技术结合(例如DVB-H、MBMS等),并对其他技术进行补充和完善。目前典型的技术为OMABCAST。

两大标准

目前业内关注比较多的DMB标准是欧洲标准DVB-H和韩国标准DMB-T。

1、DVB-H标准全称为Digital Video Broadcasting Handheld,是欧洲DVB组织在推出数字电视传输的系列标准以后,为通过地面数字广播网络向便携/手持终端提供多媒体业务所制定的传输标准。

DVB-H是建立在DVB(数据广播)和DVB-T(传输)两个标准之上的标准,被认为是DVB-T标准的扩展应用,虽然它是一个传输标准,事实上注重于协议实现。系统前端由DVB-H封装机和DVB-H调制器构成,DVB-H封装机负责将IP数据封装成MPEG-2系统传输流,DVB-H调制器负责信道编码和调制; 系统终端由DVB-H解调器和DVB-H终端构成,DVB-H解调器负责信道解调、解码,DVB-H终端负责相关业务显示、处理。

DVB-H保有部分与DVB-T接收电路的兼容性,同时为了满足手持式装置接收的特性,如低功耗、高移动性、共通平台与网络切换服务不中断等要求,以保证在室内、户外、步行或行驶中的汽车上都能正常收看,做了不少技术改进。例如,为了降低功耗,DVB-H在耗电上的目标是将天线、电视调谐器和OFDM译码电路等的总耗电量控制在100mW以内;为提高电池的使用时间,终端周期性地关掉一部分接收电路以节省功耗;为了满足便携的需求,DVB终端的天线更小巧,移动更为灵活;传输系统能保证在各种移动速率下顺利接收DVB-H业务;系统具有很强的抗干扰能力,能提供足够的灵活性以满足不同传输带宽和信道带宽应用等。

2004年11月,经ETSI批准正式成为欧洲移动电视标准的DVB-H,是完全基于DVB-T并针对手持终端所开发的一项技术,用来解决向移动手持终端提供数字电视广播业务时的功率消耗、移动环境中的性能以及网络设计的灵活性等问题。DVB-H采用突发的方式来发送数据:即一个业务在一个时间片内,独占系统全部带宽,后续再传送下一个业务,依次类推,所有业务发送完后,再重新传送第一种业务。接收机只需要在指定的时间段里接收信号,其他时间则可关闭。由于在每一个时间段上的数据传输速率很高,所以每一个时间段的持续时间很短,接收端大部分时间是处于睡眠或关闭状态,如此降低接收端耗电量,最大可节省90%的功耗。

2、DMB-T是韩国推出的地面数字多媒体广播系统,从严格意义上讲,仍算是欧洲的国际标准。该标准建立在欧洲厂商开发的尤里卡147数字音频广播(DAB)系统的基础上,做了一些修改,以便向手机、PDA和便携电视等手持设备播送空中数字电视节目。 DMB-T系统,包括1个DMB监视系统、2个视频编码器、视频网关和多路复用器,可以提供灵活的服务,包括视频广播、音频广播、单独的交通/新闻/天气频道。DMB-T利用ITU-T H.264对视频进行编码,利用MPEG-4 BSAC 对音频进行编码。然后利用MPEG-4同步层和MPEG-2传输流对视频、音频及额外的数据进行处理,有些基本模块与DVB-H相似。

2000年,韩国发布新的广播法,韩国最大移动运营商SK电讯通过开展卫星DMB业务进入广播领域,成为首家进入卫星广播领域的电信公司。2001年,韩国SK电讯开始卫星DMB系统的可行性研究,当年9月份注册了国际电联的卫星轨道;2004年2月,SK电讯完成了世界第一个DMB卫星--“韩星”的制作工作,同年3月13日,成功发射升空,受到全世界卫星市场和IT企业的关注;在此基础上,SK电讯加快进程,联合广播电台、汽车制造商、设备制造商、终端制造商等企业,将卫星数字多媒体广播服务(DMB)变成现实,2005年1月,SK电讯开始向网内的移动用户推出通过手机收听/收看数字立体声、高清晰广播/电视节目的免费试用卫星DMB服务,5月1日,7个视频频道及20个音频频道正式开播,实现商用。目前,DMB-T在韩国已经步入商用阶段。今年3月,韩国已向DMB-T广播运营商发放新的许可证。

韩国推出了世界上首个针对手机以及移动终端设备的DMB-S(Satelite Digital Multimedia Broadcasting)业务并正式商用,也就是卫星数字多媒体广播业务,其增长速度很快。DMB-S作为电信和广播相融合的新概念,标志着第三代无线广播时代的来临。在传播方式上,DMB-S打破了传统的地面广播,融合了卫星广播、有线电视及互联网等多种传输手段。SK电讯称,除了传统的音频广播内容外,DMB-S还可以将诸如交通信息和新闻等多种多媒体信息传输到个人移动终端或车载终端上,提供CD水准的音质和多样化的数据服务,并提供双向的移动接收服务。

为了解决内容匮乏的问题,SK电讯收购了娱乐公司IHQ,并接管了YBM汉城唱片公司,以充实手机频道内容,并获得了三星、LG等手机厂商的支持。

同期,欧洲开发出来的移动数字电视广播系统DVB-H刚刚开始试验工作。

DVB-H和T-DMB两种标准相比,各有优劣。我国已于近期颁布出台了拥有自主知识产权的数字广播标准DMB-TH,它结合了清华大学和上海交大分别在其数字电视标准方面研究技术。

前景展望

的确,手机电视的发展潜力巨大,但手机电视是一个全新的市场。正如技术专家所说,究竟哪种标准会脱颖而出,哪种技术能夺得更大的市场份额,现在都不能确定。未来,一切都将由市场需求来决定,一切都有可能。正因为如此,面对3G应用发展的巨大机遇,中国产业界正在努力,通过发展具有自主知识产权的手机电视技术,进行产业化发展的努力,提升我国通信产业的整体水平。

手机电视被很多人认为是3G时代最有希望的多媒体业务之一。国外的一项预测显示,到2010年全世界将有1.2亿手机电视用户,我国的用户数也将接近4000万。毫无疑问手机电视将成为新兴的传播媒体,由于其终端的特殊性,既可以播放音视频,又可以显示文本信息;既可以实时播放,又可以有一定的存储功能,并且具备交互的功能。可以说,它集成了迄今为止所有媒体的特征。更重要的是终端轻巧可以移动,不论何时何地,用户都可以方便地获得服务。面对庞大的移动用户群和广播电视用户群,各国的网络运营商和设备制造商都对此业务投入了极大的关注,希望使其成为移动多媒体业务的新增长点。因此,相对国内的相关产业而言,手机电视是一个难得的发展机遇,同时也是一个自主创新的绝好机会。我国应抓住当前的有利时机积极开展手机电视技术与标准的研究工作,从而为该业务在我国的良性发展创造条件。但手机电视业务作为一种广电和电信产业合作提供的融合型业务,在技术、价值链、商业模型、商业提供方面依然有很多方面要研究,其真正大规模商用尚需时日。

目前,由于手机电视业务尚处于发展初期,其技术多种多样,面对未来广阔的发展空间,各种技术之间的竞争在所难免。我国应根据中国的实际情况,尽快开展相关的技术研究,确定适合中国国情的技术标准和技术方案,探索合理的商业运作模式,制订有针对性的监管政策,从而为此业务的良性发展奠定基础。

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