FLO：移動(dòng)多媒體時(shí)代的主角

 
　　為了以更經(jīng)濟有效的方式，同時(shí)向數百萬(wàn)計的移動(dòng)用戶(hù)發(fā)送無(wú)線(xiàn)多媒體信息，結合市場(chǎng)分析和商業(yè)模型分析，運用系統設計原則，高通公司創(chuàng )新推出了一種全新的多播技術(shù)－ FLO（forward link only）。FLO技術(shù)設計之初秉承的目標便是以更高效和低成本的方式向數百萬(wàn)計的大眾用戶(hù)發(fā)送無(wú)線(xiàn)多媒體節目?jì)热?，并?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/FLO">FLO技術(shù)將向全球標準化組織開(kāi)放，以便形成合作規范和提請標準化組織采納。
　　近日，高通分別與三星電子和LG電子演示了基于手機上進(jìn)行FLO技術(shù)的現場(chǎng)、空中下載，以及空中傳送和觀(guān)看多個(gè)無(wú)線(xiàn)多媒體節目頻道，包括視頻節目和分組數據的廣播式傳送。專(zhuān)為在移動(dòng)環(huán)境下使用而設計的FLO技術(shù)，具有超越其它基于OFDM調制移動(dòng)多點(diǎn)傳送技術(shù)的諸多優(yōu)勢，包括比其它技術(shù)更高的視頻和音頻品質(zhì)、更快的頻道切換、更出眾的移動(dòng)接收、最優(yōu)化的手機電池待機能力和更大的容量。

技術(shù)創(chuàng )新背景
　　近年來(lái)，蜂窩移動(dòng)電話(huà)等終端在處理能力上呈現爆炸性增長(cháng)。不斷增強的計算能力、存儲技術(shù)的提升以及高端圖形功能都加速了各類(lèi)令人心動(dòng)的新業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)。然而，仍有一些服務(wù)由于傳送成本與期望收入不成比例而最終難以推廣，盡管就技術(shù)而言是可行的。
　　例如同時(shí)向大量（數百萬(wàn)計）無(wú)線(xiàn)終端發(fā)送大容量（數兆字節）的多媒體信息。雖然從技術(shù)角度講，現有（點(diǎn)對點(diǎn)的單播）網(wǎng)絡(luò )（如3G網(wǎng)絡(luò )）可以支持該類(lèi)業(yè)務(wù)，但市場(chǎng)分析顯示：對這種類(lèi)似于傳統廣播可提供的節目?jì)热?，用?hù)期盼其費用低于其它點(diǎn)播類(lèi)、互聯(lián)網(wǎng)類(lèi)和雙向數據業(yè)務(wù)的價(jià)格。這一成本難題使得運營(yíng)商難以找到一種能夠長(cháng)期有效地提供上述業(yè)務(wù)的商業(yè)盈利模式。
　　僅2004年一年，美國人在視頻和多媒體業(yè)務(wù)上的消費就高達870億美元，這足以證明此類(lèi)業(yè)務(wù)所擁有的巨大吸引力。目前，網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商面臨的挑戰將是：如何在確保盈利的前提下，實(shí)現將高品質(zhì)的多媒體內容成規模地傳送到手機終端上。
　　FLO技術(shù)能夠大大降低向大批量同時(shí)用戶(hù)發(fā)送相同多媒體內容的成本；并確保良好的用戶(hù)體驗，即手機用戶(hù)不僅能夠享受傳統的語(yǔ)音和數據業(yè)務(wù)，而且能夠通過(guò)同一手機在許多節目頻道內容間“沖浪”。通過(guò)FLO技術(shù)，高通公司有效解決了以無(wú)線(xiàn)方式向大眾用戶(hù)提供多媒體內容所面臨的關(guān)鍵性挑戰。擺脫了傳統的地面或衛星傳輸格式的束縛，FLO技術(shù)可以以最低的功耗，支持更優(yōu)越的移動(dòng)性能和更高效的頻譜利用率。

主要技術(shù)特點(diǎn)
　　FLO技術(shù)是一種創(chuàng )新的廣播式多點(diǎn)傳送技術(shù)。作為MediaFLO系統的主要組成部分，FLO技術(shù)是專(zhuān)為提高容量和覆蓋范圍，同時(shí)降低向移動(dòng)手機發(fā)送多媒體內容的成本而設計的一種空中接口技術(shù)。
　　FLO技術(shù)的主要功能包括：支持多達20個(gè)QVGA（320x240像素）品質(zhì)、每秒30幀的實(shí)時(shí)視頻節目頻道，還同時(shí)支持10個(gè)立體聲廣播頻道（HE AAC+立體聲）和每天800分鐘的準點(diǎn)播類(lèi)節目（短格式的視頻節目片段）；平均頻道切換時(shí)間為1.5秒，沒(méi)有緩存時(shí)間或等待進(jìn)度條等特點(diǎn)。由于減少了需要部署的發(fā)射機的數量，FLO技術(shù)大大降低了網(wǎng)絡(luò )建設成本。此外，廣播式的FLO技術(shù)將成為移動(dòng)運營(yíng)商蜂窩網(wǎng)絡(luò )（CD-MA2000 1X、1xEV-DO和WCDMA）數據及語(yǔ)音業(yè)務(wù)的重要補充，向使用這些蜂窩網(wǎng)絡(luò )的手機發(fā)送基于廣播技術(shù)的節目?jì)热荨?
　　FLO技術(shù)采用正交頻分復用（OFDM）調制技術(shù)，該技術(shù)也被應用于數字音頻廣播（DAB）、地面數字視頻廣播（DVB-T）以及地面綜合業(yè)務(wù)數字廣播（IS-DB-T）。OFDM既可以滿(mǎn)足一個(gè)大蜂窩SFN中的移動(dòng)性要求，同時(shí)又可獲得較高的頻譜利用率。最短的發(fā)送時(shí)間間隔對應于一個(gè)OFDM符號周期。OFDM可以通過(guò)添加適當長(cháng)度的“循環(huán)前綴”以應對多個(gè)發(fā)射機造成的長(cháng)時(shí)延；符號前插入的一段保護間隔（它為數據符號最后部分的拷貝）可確保正交性并防止載波間的干擾。只要保護期大于信道的最大時(shí)延，之前信號的所有影響都會(huì )被消除，從而保持了正交性。開(kāi)發(fā)基于OFDM的系統時(shí)必須考慮一些設計上的折衷。設計決策取決于系統的用途，例如移動(dòng)性范圍、數據速率要求、支持的業(yè)務(wù)類(lèi)型、用戶(hù)數和系統的運行環(huán)境等等。最根本的權衡是基本子載波特性（涉及子載波數目選擇，如選擇4K子載波模式）以及循環(huán)前綴長(cháng)度的確定。

內容采集分發(fā)
　　在FLO網(wǎng)絡(luò )中，實(shí)時(shí)節目頻道的內容直接從內容提供商處獲得，一般是MPEG-2 格式（704或720 X 480或576像素），通過(guò)C波段衛星得到，利用的是現有的基礎設施設備。這是節目制作人員最常用的格式，因此簡(jiǎn)化了內容提供商與FLO系統的銜接。使用標準清晰度作為源內容，可提供足夠的分辨率，以支持高效的代碼轉換至FLO網(wǎng)絡(luò )所支持的H.264  QVGA分辨率。
　　“非實(shí)時(shí)”節目?jì)热菀话闶峭ㄟ^(guò)IP鏈路采集，由一個(gè)內容服務(wù)器接收。該內容進(jìn)而被重新格式化為FLO分組流，在單頻網(wǎng)（SFN）上重新分發(fā)。FLO分組流的分發(fā)由MediaFLO分發(fā)系統（MDS）實(shí)現。非實(shí)時(shí)節目?jì)热輰凑找粋€(gè)預定的節目時(shí)間表進(jìn)行發(fā)送。
　　將節目?jì)热莅l(fā)送至FLO發(fā)射機的傳送機制可以通過(guò)衛星、光纖專(zhuān)線(xiàn)等方式。在目標城市的某個(gè)或多個(gè)地點(diǎn)，該內容被接收，FLO數據包被轉換成FLO波形再通過(guò)FLO發(fā)射機發(fā)送至該地區中的終端。如果有地方性?xún)热?，它們將與廣域內容合并，一并發(fā)送至目標地區。
　　只有那些已訂購該業(yè)務(wù)的終端才能接收上述節目?jì)热?。用?hù)可根據業(yè)務(wù)節目指南將“非實(shí)時(shí)”節目?jì)热荽鎯υ谝苿?dòng)終端上，供以后觀(guān)看，也可以收看實(shí)時(shí)的直播節目頻道。節目?jì)热莅ǜ咂焚|(zhì)的視頻（QVGA）、音頻（MPEG-4 HE-AAC ）以及IP數據業(yè)務(wù)。3G蜂窩網(wǎng)絡(luò )（如1XEV-DO，UMTS或HSDPA）可以支持控制功能，以支持互動(dòng)性應用以及方便業(yè)務(wù)的用戶(hù)授權。3G網(wǎng)絡(luò )的反向鏈路提供了支持包括購買(mǎi)和下載交易等應用在內的互動(dòng)性業(yè)務(wù)的基礎。

重視用戶(hù)體驗
　　任何一項新技術(shù)給用戶(hù)帶來(lái)的體驗十分重要。根據目前的預計，運營(yíng)商將向客戶(hù)提供基于FLO技術(shù)，由MediaFLO系統支撐的“后臺”業(yè)務(wù)。舉例說(shuō)明（6MHz頻點(diǎn)內）采用FLO技術(shù)所能支持的節目?jì)热?。所有節目頻道為：30幀/秒（fps），QVGA（Quarter Video Graphics Array：240X320像素，它是VGA -- 480X640像素的四分之一）品質(zhì)的視頻加立體聲伴音。節目頻道包括：14個(gè)廣域內容（如全國性節目頻道）的實(shí)時(shí)視頻流媒體頻道，5個(gè)地方節目?jì)热莸膶?shí)時(shí)視頻流媒體頻道；此外，還可以同時(shí)支持50個(gè)全國范圍的“非實(shí)時(shí)”頻道（用戶(hù)訂購后下載回放的節目）和15個(gè)地方的“非實(shí)時(shí)”頻道，其中每個(gè)“非實(shí)時(shí)”頻道每天可提供20分鐘的節目?jì)热??！胺菍?shí)時(shí)”的節目?jì)热菘稍谟脩?hù)不感知的情況下通過(guò)“后臺”操作自動(dòng)傳送，用戶(hù)可根據所提供的節目指南隨時(shí)收看。本地和廣域節目?jì)热莸姆峙浔壤潜容^靈活的，并可在節目編排過(guò)程中進(jìn)行調整?！胺菍?shí)時(shí)”的節目使用戶(hù)可以隨時(shí)獲取音樂(lè )、天氣或新聞概要等內容，而實(shí)時(shí)的節目則能夠更好地支持體育賽事等的直播。除廣域和本地節目?jì)热葜?，節目?jì)热葸€可包括大量IP（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）數據頻道。這些頻道可包括（但不局限于）交通信息、金融信息或當地的最新天氣情況等。
　　“頻道的快速切換”是影響用戶(hù)體驗的一項關(guān)鍵指標。同等重要的指標還有“支持的收看時(shí)間”，設計目標為至少與通話(huà)時(shí)間相當，甚至比它更長(cháng)。從而不會(huì )因為手機耗電原因，成為該業(yè)務(wù)發(fā)展的瓶頸。
　　MediaFLO的設計準則就是向手機用戶(hù)提供如同看電視一樣的收視體驗，提供一個(gè)用戶(hù)熟悉的節目指南界面。用戶(hù)就像選擇電視頻道一樣訂購一個(gè)手機多媒體“業(yè)務(wù)包”。選定并訂購以后，用戶(hù)便可隨時(shí)收看所選頻道上提供的節目了。除了能夠瀏覽高質(zhì)量的視頻和音頻內容和IP數據內容外，用戶(hù)還可以享受相關(guān)的互動(dòng)服務(wù)，如選擇購買(mǎi)一張音樂(lè )專(zhuān)輯、下載鈴聲，或是下載一首在音樂(lè )頻道中播放的歌曲。他們還可以通過(guò)購買(mǎi)，觀(guān)看到除節目指南以外更多的視頻點(diǎn)播類(lèi)節目。
　　
優(yōu)化終端功耗
　　基于廣播技術(shù)的FLO網(wǎng)絡(luò )和移動(dòng)運營(yíng)商的3G網(wǎng)絡(luò )結合，可以支持豐富的互動(dòng)性業(yè)務(wù)，允許移動(dòng)終端與全國運營(yíng)中心（NOC）通信，從而支持用戶(hù)在手機上進(jìn)行業(yè)務(wù)訂購和接入密鑰的分發(fā)。支持FLO的終端可以接收包含所訂購的內容業(yè)務(wù)和節目指南信息的FLO波形信號。支持FLO的終端以手機為主：既是電話(huà)又是地址簿、互聯(lián)網(wǎng)端口、游戲機的多功能手機。
　　在上述所有功能之中，最重要的仍然是來(lái)話(huà)和去話(huà)等話(huà)音業(yè)務(wù)功能。由于移動(dòng)終端支持的所有應用共享著(zhù)相同的資源———其中最重要的便是電池電量———所以耗電過(guò)多的業(yè)務(wù)將很快被市場(chǎng)淘汰。不能有效使用本地資源（如屏幕）或是不能有效使用網(wǎng)絡(luò )連接（例如：要求無(wú)線(xiàn)接收機保持“始終開(kāi)機”或“大部分時(shí)間開(kāi)機”狀態(tài)）都會(huì )造成電量浪費。通過(guò)終端智能化集成和網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化發(fā)送，在FLO設計中對功耗進(jìn)行了特別優(yōu)化。
　　FLO技術(shù)同時(shí)優(yōu)化了功耗、頻率分集和時(shí)間分集。其它類(lèi)似的且效率較低的系統則只能優(yōu)化其中的一個(gè)或兩個(gè)指標，最終犧牲了其它指標。FLO具備獨特的能力允許其只接收全部發(fā)射信號中的一小部分，而且既不犧牲頻率分集又不影響時(shí)間分集。正因為具有上述的設計，支持FLO的移動(dòng)終端的電池壽命有望與傳統的手機相媲美，即電池每充電一次，可以支持若干小時(shí)的視頻節目瀏覽和話(huà)音通話(huà)以及若干天的待機時(shí)間。
　　
相比其它技術(shù)
　　現有的多種技術(shù)可解決或是部分地解決無(wú)線(xiàn)多媒體節目分發(fā)的需求。這些技術(shù)大都是基于現有的數字電視廣播標準的變體或衍生物。本節中，將對這些制式與FLO技術(shù)所提供的專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)多媒體多播解決方案進(jìn)行比較。表1列出了這些制式。所有的制式都采用OFDM調制技術(shù)，除了S-DMB，它使用的是CDM（碼分調制）調制技術(shù)。其它所有的制式都采用了卷積編碼和Viterbi譯碼，而FLO使用的是一種更現代更高效的Turbo碼。所有制式都使用了一個(gè)級連的Reed Solomon碼?！　?
　　總之，通過(guò)FLO單頻網(wǎng)架構起跨越技術(shù)可行性與經(jīng)濟可實(shí)施性之間至關(guān)重要的橋梁，為運營(yíng)商向其客戶(hù)提供無(wú)線(xiàn)多媒體節目?jì)热萁⑵鹨惶淄暾慕鉀Q方案。此外，FLO技術(shù)與現有蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )相結合，通過(guò)創(chuàng )新業(yè)務(wù)（互動(dòng)性業(yè)務(wù)等）推動(dòng)需求的增長(cháng)，從而帶來(lái)更大的收益。采用FLO技術(shù)，可以更經(jīng)濟、更高效、更輕松地提供面向大眾市場(chǎng)的無(wú)線(xiàn)多媒體業(yè)務(wù)。FLO技術(shù)的設計初衷在于滿(mǎn)足全球市場(chǎng)對無(wú)線(xiàn)多媒體業(yè)務(wù)的需求。通過(guò)FLO技術(shù)，移動(dòng)用戶(hù)能夠真正享受到更好的無(wú)線(xiàn)多媒體服務(wù)。