手機電視的技術(shù)及解決方案

在手機業(yè)界有這么一個(gè)說(shuō)法：“去年是拍照年，今年是音樂(lè )年，明年是電視年。  ”移動(dòng)電視目前已成為手機產(chǎn)業(yè)的熱門(mén)話(huà)題。根據歐洲、美國和日本對下一代通信業(yè)務(wù)的調查顯示，用戶(hù)對手機電視業(yè)務(wù)非常有興趣，有40-60%的用戶(hù)希望可以在手機上收看電視，愿意每個(gè)月支付10歐元。到2008年，全球將有大約2億用戶(hù)使用此項服務(wù)，而亞洲將成為手機電視最流行的地區。

本文將介紹手機電視的相關(guān)技術(shù)，同時(shí)也將探討手機電視的一些解決方案。

二、手機電視面臨的問(wèn)題

1.惡劣的無(wú)線(xiàn)接收環(huán)境

無(wú)線(xiàn)接收環(huán)境帶來(lái)了多徑問(wèn)題，接收信號是來(lái)自不同路徑的發(fā)射信號的矢量疊加。不同的路徑引入了不同的延遲和相位，如圖1所示。

圖1　無(wú)線(xiàn)信道中的多徑傳播

如果信道的延遲擴展大于發(fā)送信號的符號周期，信號將產(chǎn)生頻率選擇性衰落并引起符間干擾，導致系統的性能下降。

手機電視業(yè)務(wù)必須為以不同速率運動(dòng)的移動(dòng)用戶(hù)提供高質(zhì)量和可靠的視頻傳輸，包括基本靜止的室內用戶(hù)，低速跑動(dòng)的移動(dòng)用戶(hù)（小于30km/h）和處于高速運動(dòng)的車(chē)輛中的用戶(hù)（大于100km/h）。接收方相對于發(fā)送方的運動(dòng)會(huì )產(chǎn)生多普勒頻移。此頻移與相對運動(dòng)的速度成正比，它會(huì )導致相鄰載波的干擾，影響載波之間的正交性。系統設計者希望解調器具有較大的多普勒頻移范圍，它是衡量無(wú)線(xiàn)電信道時(shí)間選擇性的尺度。

2.手機的功耗問(wèn)題

在手機系統設計中，功耗是設計者最為關(guān)心的因素之一。移動(dòng)電視業(yè)務(wù)的引入不能以過(guò)多地犧牲待機時(shí)間為代價(jià)，用戶(hù)希望一次充電能連續觀(guān)看4個(gè)小時(shí)以上的電視節目。以往的地面數字廣播標準，比如DVB-T，雖然在高速運動(dòng)下有不錯的接收性能，但并沒(méi)有為移動(dòng)接收的功耗作特別的設計和優(yōu)化，目前較省電的DVB-T前端也要消耗約300-500mW的功耗，這對手機電池而言，還是不夠經(jīng)濟。在移動(dòng)電視業(yè)務(wù)給手機引入的功耗中，接收前端大約要占到80%的比例，因此，選擇針對功耗專(zhuān)門(mén)設計的移動(dòng)電視標準，設計低功耗的調諧器和解調器，是芯片設計者需要面對和解決的問(wèn)題。

3.多種標準、多個(gè)頻段的問(wèn)題

這是個(gè)較為復雜的問(wèn)題，超越了純粹的技術(shù)范疇，與數字電視演進(jìn)的歷史和各國的政策規劃相關(guān)。在地面數字電視廣播標準方面，美國和韓國是ATSC標準，日本采用了ISDB-T標準，歐洲和澳洲采用了DVB-T，中國的標準至今尚未確定。在制定移動(dòng)電視標準時(shí)，基于經(jīng)濟利益和技術(shù)延續性方面的考慮，各國也采用了不同的路線(xiàn)，大致的分布如圖2所示。

圖2　全球范圍的移動(dòng)電視標準的地理分布示意圖

在頻譜方面，主要涉及到四個(gè)頻段：VHF III（174-240MHz）、UHF（470-862MHz）和L1（1452-1492MHz）、L2（1660-1685MHz）。各國對手機電視的頻譜規劃也并不統一。

多標準、多頻段會(huì )帶來(lái)全球漫游的問(wèn)題，美國的用戶(hù)到了日本就可能無(wú)法享受到手機電視的服務(wù)。要解決這個(gè)問(wèn)題，移動(dòng)接收的調諧器和解調器，乃至應用處理器必須具備靈活性，支持多種標準和多個(gè)頻段，這為芯片廠(chǎng)商帶來(lái)了技術(shù)上的挑戰。

4.高級的音視頻編碼標準

為了充分利用寶貴的頻譜資源，在有限的帶寬下提供盡可能多的節目頻道，服務(wù)提供商必須使用高級的音視頻編碼技術(shù)，比如最新的視頻壓縮標準H.264（MPEG-4 Part 10）和音頻編碼標準AAC，其中H.264的壓縮率比MPEG-2高出2-3倍，1Mb/s的圖像數據接近MPEG-2DVD的圖像質(zhì)量，因此，它是手機電視中最為理想的信源壓縮編碼標準。H.264在結構上還是基于DCT域的運動(dòng)補償架構，不過(guò)相比以往的視頻編碼標準，它采用了更先進(jìn)的技術(shù)，比如具有方向性的幀內預測、基于可變塊的運動(dòng)分割、基于上下文的二進(jìn)制算術(shù)編碼、環(huán)內濾波、基于4