手機電視承載技術(shù)漫談

標簽：ISDB-T技術(shù) MBMS

1、引言

在美國、歐洲、韓國、日本，手機電視服務(wù)已經(jīng)逐漸成為移動(dòng)增值業(yè)務(wù)的一個(gè)重要組成部分，并被業(yè)內視為下一個(gè)最有潛質(zhì)的電信增值業(yè)務(wù)增長(cháng)點(diǎn)，甚至認為將是3G的“殺手級”應用之一。手機電視市場(chǎng)蘊含著(zhù)巨大商機，業(yè)內專(zhuān)家預計，未來(lái)10年內手機電視的年用戶(hù)訂閱總額將達到270億美元，到2010年全球總用戶(hù)數將達到2.5億。事實(shí)也有所證明，美國SPRINT公司在半年內就以月租費10美元發(fā)展了30萬(wàn)月租用戶(hù)。在中國，到2008年北京奧運會(huì )到來(lái)之時(shí)，手機電視也許將真正步入百姓生活，使用手機收看電視節目將變得稀松平常。

目前，與手機電視業(yè)務(wù)相關(guān)的各種承載技術(shù)發(fā)展迅速，美國、歐洲、韓國、日本都有其自己的標準，中國也有了自主知識產(chǎn)權的技術(shù)，形成了多種承載技術(shù)并存的局面。

2、手機電視承載技術(shù)介紹

手機電視承載技術(shù)主要有三類(lèi)：利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現的方式(3GPP MBMS技術(shù)和流媒體技術(shù))，利用衛星網(wǎng)絡(luò )實(shí)現的方式(韓國S-DMB和歐洲S-DMB技術(shù))，利用數字地面廣播實(shí)現的方式(歐洲DVB-H技術(shù)、日本ISDB-T技術(shù)、韓國T-DMB技術(shù)、高通MediaFlo技術(shù)和國內手機電視技術(shù)，如清華數字地面電視技術(shù)DMB-T和上海交大數字地面電視技術(shù)ADTB-T等)。

2.1　利用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )實(shí)現的方式

目前，國內有運營(yíng)商基于GPRS和CDMA 1x網(wǎng)絡(luò )提供了手機電視業(yè)務(wù)，這種手機電視業(yè)務(wù)實(shí)際上是利用流媒體技術(shù)，把手機電視作為一種數據業(yè)務(wù)推出來(lái)，采用點(diǎn)對點(diǎn)的方式而非廣播的方式傳送數據。不管是GPRS手機還是CDMA 1x手機，都需要在手機終端上安裝相應的播放軟件，而相應的電視節目則由運營(yíng)商或者通過(guò)相應的SP來(lái)組織和提供。

流媒體采用客戶(hù)端/服務(wù)器模式將連續的影像和聲音信息存儲于網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器上，服務(wù)器根據手機發(fā)出的請求發(fā)送數據流，手機通過(guò)GPRS或3G網(wǎng)絡(luò )一邊下載一邊播放，可支持點(diǎn)播與直播業(yè)務(wù)。其網(wǎng)絡(luò )結構如圖1所示。

圖1　利用流媒體技術(shù)實(shí)現的手機電視業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )結構

流媒體采用的這種點(diǎn)對點(diǎn)方式的傳送，在大量用戶(hù)都需要下載高速數據時(shí)，信源與每個(gè)接收用戶(hù)都有各自的鏈路，這樣對移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )資源消耗較大，并容易導致網(wǎng)絡(luò )擁塞。對于實(shí)時(shí)電視或視頻直播類(lèi)業(yè)務(wù)，其承載成本并無(wú)優(yōu)勢。但是流媒體方式可適合個(gè)性化要求強的業(yè)務(wù)，如視頻點(diǎn)播類(lèi)業(yè)務(wù)。

隨著(zhù)移動(dòng)用戶(hù)高速寬帶數據業(yè)務(wù)的應用，當大量用戶(hù)同時(shí)接收同樣的高速數據時(shí)，由于待發(fā)送內容是每個(gè)用戶(hù)都需要接收的數據，如果信源與每個(gè)接收用戶(hù)建立鏈路，每條鏈路上又都重復發(fā)送相同數據，這樣會(huì )造成資源使用的重復和浪費。因此，需要一種支持移動(dòng)的廣播多播技術(shù)可以有效利用信源和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )空口資源，以減少網(wǎng)絡(luò )中傳送的數據量，克服網(wǎng)絡(luò )擁塞。3GPP R6標準于2002年啟動(dòng)，規定了利用UMTS網(wǎng)絡(luò )實(shí)現手機電視功能的移動(dòng)廣播組播業(yè)務(wù)MBMS標準。只要在現有UMTS網(wǎng)絡(luò )中進(jìn)行最小改動(dòng)，絕大部分功能實(shí)體和空口協(xié)議無(wú)需改變，即可實(shí)現MBMS。

MBMS網(wǎng)絡(luò )(見(jiàn)圖2)基于原來(lái)的UMTS網(wǎng)絡(luò )結構，添加了網(wǎng)元BM-SC，它是內容提供者的入口，用于授權和在移動(dòng)網(wǎng)中發(fā)起MBMS承載業(yè)務(wù)，并按照預定時(shí)間計劃傳送MBMS內容。其功能包括：授權第三方內容提供商對用戶(hù)進(jìn)行鑒權和計費;向GGSN提供MBMS傳輸相關(guān)參數;發(fā)起和終止MBMS傳輸資源;從外部數據源接收內容，運用錯誤恢復機制進(jìn)行重傳;調度MBMS會(huì )話(huà)傳輸，重新獲得外部數據內容，給每一個(gè)MBMS會(huì )話(huà)用“MBMS會(huì )話(huà)標識符”做標記，使用戶(hù)能夠區分MBMS重傳會(huì )話(huà);業(yè)務(wù)聲明，包括媒體描述、會(huì )話(huà)描述等的功能。

圖2　MBMS網(wǎng)絡(luò )結構

對已有的UMTS/GSM分組網(wǎng)功能實(shí)體GGSN，SGSN，RNC/BSC和UE，也需要增加MBMS相關(guān)功能和過(guò)程，如在預定的組播或廣播業(yè)務(wù)區域的資源管理，支持業(yè)務(wù)發(fā)起和中止;MBMS接收者的移動(dòng)性管理，與普通的語(yǔ)音數據功能的并發(fā)考慮等。

MBMS技術(shù)中新增了新的物理信道MICH(MBMS Indicator Channel)，用來(lái)傳送MBMS的通知指示，尋呼訂閱了某業(yè)務(wù)的MBMS用戶(hù)。新增邏輯信道MTCH，MCCH，MSCH信道，它們映射到FACH傳輸信道，用于承載業(yè)務(wù)數據和相關(guān)控制信息。當定制業(yè)務(wù)用戶(hù)多的時(shí)候用廣播的方式使用FACH信道傳輸，當定制業(yè)務(wù)的用戶(hù)很少情況下仍然可采用專(zhuān)用信道，因為FACH信道的發(fā)射功率比DCH大，定制業(yè)務(wù)的用戶(hù)很少會(huì )浪費功率，此時(shí)可從廣播傳輸的方式切換到專(zhuān)用傳輸的方式，以節省功率資源。

當終端用戶(hù)移動(dòng)到不同基站下的小區分界處時(shí)候，采用宏分集技術(shù)同時(shí)接收來(lái)自?xún)蓚€(gè)基站的電視數據(見(jiàn)圖3)。在實(shí)現宏分集技術(shù)時(shí)，要求網(wǎng)絡(luò )側針對同一MBMS業(yè)務(wù)在兩小區間進(jìn)行內容同步和一定程度上的時(shí)間同步。

圖3　MBMS宏分集技術(shù)

MBMS可應用組播模式和廣播模式兩種業(yè)務(wù)模式。廣播模式接近于數字電視業(yè)務(wù)，而組播模式專(zhuān)注和定位于群業(yè)務(wù)。組播模式提供了更好的計費特性，包括服務(wù)訂閱、接入和推出功能，需要用戶(hù)簽約相應組播組，進(jìn)行業(yè)務(wù)激活，并產(chǎn)生相應的計費信息，而廣播業(yè)務(wù)不需要小區中所有用戶(hù)都制定該業(yè)務(wù)便可以獲得。由于組播和廣播模式在業(yè)務(wù)需求上存在不同，導致其業(yè)務(wù)流程也不同(見(jiàn)圖4a、圖4b)。

簽約即向運營(yíng)商制定組播服務(wù)，運營(yíng)商授予用戶(hù)使用該業(yè)務(wù)的權利，并對用戶(hù)進(jìn)行計費登記;MBMS業(yè)務(wù)聲明機制使用戶(hù)得到MBMS業(yè)務(wù)的相關(guān)信息;廣播組播業(yè)務(wù)中心BM-SC發(fā)起會(huì )話(huà)開(kāi)始，觸發(fā)由MBMS數據傳送建立相應的網(wǎng)絡(luò )資源;網(wǎng)絡(luò )側利用MBMS通知使UE確認正在或即將傳送的MBMS數據。最后由廣播組播業(yè)務(wù)中心BM-SC發(fā)起的會(huì )話(huà)結束，觸發(fā)由MBMS數據傳送釋放相應的網(wǎng)絡(luò )資源。