手機電視技術(shù)分析及實(shí)現研究

現在用戶(hù)已經(jīng)越來(lái)越不滿(mǎn)足手機所提供的文字、圖片、聲音和低質(zhì)量的視頻信息，希望能用手機收看各類(lèi)電視節目。通?？刹捎?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/無(wú)線(xiàn)">無(wú)線(xiàn)流媒體方式和數字廣播方式實(shí)現手機電視業(yè)務(wù)。相比流媒體技術(shù)，數字廣播方式的手機電視不僅可以給用戶(hù)提供一個(gè)廣播質(zhì)量的電視頻道收視體驗，而且在網(wǎng)絡(luò )建設和運營(yíng)成本上有很大的優(yōu)勢，因而引起了電信運營(yíng)商和廣播電視從業(yè)者的廣泛關(guān)注。

1  廣播電視技術(shù)

1.1  廣播電視技術(shù)的優(yōu)勢

目前電信運營(yíng)商提供的手機電視業(yè)務(wù)是基于VOD技術(shù)來(lái)實(shí)現的，這是一種實(shí)時(shí)流媒體技術(shù)。這項技術(shù)在手機電視的商業(yè)推廣上有著(zhù)難以逾越的問(wèn)題。與VOD技術(shù)比較，數字多媒體廣播（DMB）技術(shù)具有下列優(yōu)勢。

1.1.1 不占用無(wú)線(xiàn)通信資源

流媒體的視頻信息量非常巨大，需占用無(wú)線(xiàn)資源和帶寬。DMB技術(shù)使用地面廣播通道來(lái)實(shí)現節目的下發(fā)，這樣就不再占用無(wú)線(xiàn)通信通道，從而節約了大量的無(wú)線(xiàn)通信資源。

1.1.2  使用成本較低

因為DMB是一種純接收的視頻技術(shù)，用戶(hù)在觀(guān)看節目的時(shí)候并沒(méi)有占用任何資源，用戶(hù)只需要為所觀(guān)看的節目付費，而不必為流量等無(wú)線(xiàn)資源付費。而基于連接的 VOD業(yè)務(wù)，接收對視頻信息時(shí)，需要占用話(huà)務(wù)通道，這樣用戶(hù)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)發(fā)展不理想的根本原因。

1.1.3  視頻效果佳

因為DMB不存在資源利用率低的問(wèn)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，達到了顯示VCD畫(huà)質(zhì)的水平。

1.2  數字廣播技術(shù)標準及發(fā)展

當前各種手機電視的技術(shù)并存，應用較為成熟的有S-DMB、T-DMB、DVB-H和高通推出的Media-FLO技術(shù)。目前，國內廣播科學(xué)院的STimi技術(shù)標準也日漸成熟。

1.2.1  S-DMB

衛星數字多媒體廣播系統（S-DMB）是一個(gè)衛星與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )相融合的系統。衛星提供廣播信道，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )提供交互通道，完成業(yè)務(wù)導航、訂購及激活。從技術(shù)實(shí)現看，S-DMB最大程度地重用了移動(dòng)技術(shù)，如3GPP MBMS已有的網(wǎng)絡(luò )架構和功能接口，增加了衛星相關(guān)的功能模塊，同時(shí)對BM-SC和UE有少量的功能增加。S-DMB工作在IMT2000下行衛星頻段（2 170~2 200 MHz），從全球的頻譜劃分來(lái)看，絕大多數地區和國家的衛星頻段都是可用的，這也為全球漫游提供了基礎。S-DMB利用了3GPP定義的UTRA WCDMA FDD空口技術(shù)，也利用了3GPP R6 MBMS的業(yè)務(wù)特征，S-DMB的架構是在ETSI里進(jìn)行定義的。

一個(gè)衛星最多支持6個(gè)波束，覆蓋直徑達到700~1 000 km。全域性的覆蓋特性是移動(dòng)通信系統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星能夠覆蓋大部分地區，在密集城區增加一定的地面直放站可以保證衛星在城區具有良好的覆蓋。當需要同時(shí)考慮運營(yíng)成本和大覆蓋（室內和室外）因素時(shí)，衛星和地面直放站的混合覆蓋應該是非常適合進(jìn)行全國范圍覆蓋的方案。這種漸進(jìn)式的投資方式同時(shí)也降低了系統運營(yíng)風(fēng)險，對終端的架構和成本影響較小。只需要對現有3GPP標準的3G終端進(jìn)行較少的修改，增加S-DMB接收功能，便可支持S-DMB業(yè)務(wù)，大大降低了由于手機補貼帶來(lái)的投資風(fēng)險。S-DMB系統結構圖如圖1所示。 

圖1　S－DMB系統結構

韓國最大的電信運營(yíng)商SK電訊在2003年底成立了TUMedia公司，專(zhuān)門(mén)負責S-DMB的項目。TUMedia與日本MBCO公司于2004年3月合作發(fā)射了DMB衛 星，專(zhuān)為日本和韓國地區的手持設備和車(chē)載設備進(jìn)行廣播服務(wù)。韓國的手機電視服務(wù)能夠提供11個(gè)視頻頻道、25個(gè)音頻頻道、3個(gè)數據頻道，其中包括新聞、電影、體育等專(zhuān)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(wàn)用戶(hù)，希望到 2008 年用戶(hù)數可以達到60萬(wàn)。

1.2.2  T-DMB

T-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服務(wù)（韓國），采用的調制和編碼主要是 OFDM、卷積碼、 Reed-Solomon碼等。T-DMB系統結構如圖2所示。

圖2　T－DMB系統結構

韓國的T-DMB于2005年7月在首都圈開(kāi)始提供商用服務(wù)，全國性服務(wù)也已在調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的手機。2005年下半年，三星推出了2款支持T-DM B的手機。目前韓國的T-DMB業(yè)務(wù)選定3家無(wú)線(xiàn)廣播運營(yíng)商、3 家非無(wú)線(xiàn)廣播運營(yíng)商。每個(gè)運營(yíng)商有1個(gè)視頻、3個(gè)音頻、1個(gè)數據信道。無(wú)線(xiàn)廣播運營(yíng)商以電視劇、新聞等原有節目為主；非無(wú)線(xiàn)廣播運營(yíng)商以求職信息、新聞等個(gè)性化的節目為主。在節目的播出方式上，是通過(guò)廣播發(fā)射塔將廣播中心傳送過(guò)來(lái)的信號發(fā)送到終端，信號差的陰影地區通過(guò)Gap Filler轉送。KBC、MBC、SBS 3家公司分別擁有廣播發(fā)射塔，非無(wú)線(xiàn)運營(yíng)商計劃借用無(wú)線(xiàn)運營(yíng)商的發(fā)射塔。

1.2.3  DVB－H

數字視頻廣播－手持式接收（DVB－H）系列標準最早由DVB項目組在20世紀90年代初提出。DVB-H通過(guò)時(shí)間分片來(lái)降低接收設備的功率消耗，通過(guò)增加小區標識來(lái)支持信號的快速掃描和頻率切換，并提高了移動(dòng)環(huán)境中接收信號的強度，能實(shí)現對室內、室外、步行和移動(dòng)等多種環(huán)境的支持。該標準是DVB-T的擴展應用。與DVB-T相比，DVB-H終端具有功耗更低、移動(dòng)接收和抗干擾性能更強的特點(diǎn)，因此該標準適于用電池供電的手持設備，如移動(dòng)電話(huà)、PDA 等，通過(guò)地面數字電視廣播網(wǎng)絡(luò )接收信號。也可以說(shuō)，DVB-H就是依托目前DVB-T傳輸系統，通過(guò)增加一定的附加功能和技術(shù)改進(jìn)使手機等便攜設備能夠穩定地接收廣播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(dòng)電視標準。目前在全球20多個(gè)地方已經(jīng)建立DVB-H網(wǎng)絡(luò )，并已開(kāi)展商業(yè)運營(yíng)測試。

由于DVB－H可以最大限度地利用已有的數字地面網(wǎng)絡(luò )的復用器、調制器、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（主要用于產(chǎn)生SI/PSI、ESG和授權密鑰OMA DRM RO等）、電子業(yè)務(wù)系統（主要用于授權密鑰的分發(fā)）等系統設備，另外，為了達到信號的室內覆蓋，在信號覆蓋不好的地區需要增加補點(diǎn)器/轉發(fā)器等設施。同時(shí)，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )也需要提供業(yè)務(wù)平臺來(lái)完成計費、賬單處理、客戶(hù)服務(wù)、客戶(hù)管理等功能。DVB-H系統結構如圖3所示。

圖3　DVB－H系統結構

在歐洲，芬蘭、英國、德國、法國、瑞士、荷蘭、西班牙等國家正式進(jìn)行了DVB-H手機電視運營(yíng)測試，其他一些國家如意大利，瑞典等正在進(jìn)行相關(guān)測試的準備工作。在北美洲，美國的運營(yíng)商也正在進(jìn)行DVB-H手機電視運營(yíng)測試。另外，在大洋洲，澳大利亞也宣布將進(jìn)行DVB-H的手機電視運營(yíng)測試。

1.2.4  Media-FLO

Media-FLO系統由4個(gè)子系統組成，即網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)中心（由一個(gè)國家級運營(yíng)中心和一個(gè)或多個(gè)本地運營(yíng)中心組成）、FLO發(fā)射機、3G網(wǎng)絡(luò )和支持FLO的終端。Media-FLO系統結構如圖4所示。

圖4　Media-FLO系統結構

網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)中心由FLO網(wǎng)絡(luò )中心設備組成，包括國家運營(yíng)中心和一個(gè)或多個(gè)本地運營(yíng)中心。NOC可包括網(wǎng)絡(luò )計費、分發(fā)以及內容管理等基礎設備。NOC負責管理各類(lèi)網(wǎng)絡(luò )元素，同時(shí)又是全國性和本地內容提供商向移動(dòng)終端發(fā)送廣域內容和節目指南信息的接入點(diǎn)。它還負責管理用戶(hù)業(yè)務(wù)訂購、提供接入和加密密鑰、以及向運營(yíng)商提供計費信息。網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)中心可包括一個(gè)或多個(gè)LOC，以作為本地內容提供商向相關(guān)市場(chǎng)區域中的移動(dòng)終端發(fā)送地方性?xún)热莸慕尤朦c(diǎn)。

a） FLO發(fā)射機。每個(gè)發(fā)射機通過(guò)發(fā)射FLO波形向移動(dòng)終端發(fā)送內容。

b） 3G網(wǎng)絡(luò )。3G網(wǎng)絡(luò )屬于（一個(gè)或多個(gè)）無(wú)線(xiàn)運營(yíng)商，它支持互動(dòng)業(yè)務(wù)，允許移動(dòng)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容業(yè)務(wù)和節目指南信息的FLO波形。支持FLO的終端以手機為主，這種手機既可以通電話(huà)，又具有地址簿、互聯(lián)網(wǎng)端口、游戲機等多種功能。

1.2.5  STimi標準

2006年4月27日，廣電總局下發(fā)了《關(guān)于規范移動(dòng)數字多媒體廣播技術(shù)試驗的通知》，特別強調要加強移動(dòng)多媒體廣播技術(shù)管理，必須統一技術(shù)標準、支持全國漫游、方便用戶(hù)接收。強調要按照自主創(chuàng )新的原則，制定數字多媒技術(shù)標準。2006年5月30日，下達標準起草任務(wù)書(shū)，依據已有的TiMi成果，起草中國手機電視基礎標準《移動(dòng)數字多媒體廣播系統——廣播信道編碼、調制和幀結構標準研究》，2006年底前形成標準草案。

STimi技術(shù)采用衛星—地面交互多媒體（業(yè)務(wù)）系統，通過(guò)“衛星移動(dòng)多媒體廣播系統+地面補點(diǎn)網(wǎng)絡(luò )”建立覆蓋全國的移動(dòng)多媒體廣播網(wǎng)絡(luò )，以及可供發(fā)展區域性頻道的補充網(wǎng)絡(luò )。STiMi主網(wǎng)絡(luò )采用衛星廣播實(shí)現全國覆蓋，它是針對我國幅員遼闊、傳播環(huán)境復雜、區域發(fā)展不平衡的國情而設計的衛星與地面覆蓋相結合的移動(dòng)多媒體廣播信道傳輸技術(shù)。STiMi補充網(wǎng)絡(luò )采用地面廣播方式，采用大塔單頻網(wǎng)廣播，實(shí)現地區覆蓋，提供區域性業(yè)務(wù)。利用大功率S波段衛星信號覆蓋全國范圍，同時(shí)利用地面增補轉發(fā)器同頻同時(shí)同內容轉發(fā)衛星信號補點(diǎn)，覆蓋衛星信號盲區，利用無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )構建回傳通道，統一標準、全程全網(wǎng)，形成衛星大面積覆蓋為主、地面增補網(wǎng)絡(luò )為輔，無(wú)縫覆蓋的單向廣播和雙向交互相結合的移動(dòng)數字多媒體廣播網(wǎng)絡(luò )，25 MHz帶寬，支持25套電視節目，30套廣播節目及數據業(yè)務(wù)。采用廣播式、雙向式、預付費式相結合的授權方式，分級式用戶(hù)管理和計費體系。它具有完全自主知識產(chǎn)權（17項發(fā)明專(zhuān)利），專(zhuān)利結構涵蓋了移動(dòng)多媒體廣播信道編碼、調制、幀結構，涉及到STiMi傳輸系統、OFDM、LDPC、離散導頻處理、連續導頻處理、信道估計、信道均衡、保護間隔、隨機序列、頻偏跟蹤、數據流分配、無(wú)線(xiàn)信號覆蓋技術(shù)、擴頻信標等各個(gè)方面。2003年初，開(kāi)始STiMi核心技術(shù)開(kāi)發(fā)；2003～2005年，通過(guò)仿真、樣機及核心技術(shù)的芯片驗證；2006年4月, STiMi衛星和地面試驗系統樣機；2006年6月, 試驗系統開(kāi)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系統結構和STiMi系統組成圖。

圖5　STimi系統結構

圖6　STimi業(yè)務(wù)子系統結構

2  存在的問(wèn)題

當前存在的主要問(wèn)題是標準問(wèn)題、商業(yè)模式的確定和價(jià)值鏈的培育。

2.1  標準問(wèn)題

標準問(wèn)題涉及到國家政策許可和標準的選擇，現在國際上除了韓國、日本和芬蘭這些已經(jīng)確立了最終標準的國家，大多數國家的運營(yíng)商都必須面臨這一復雜的抉擇。未來(lái)我國移動(dòng)多媒體國標的出臺是必然的，也是不可阻擋的。在這個(gè)前提下，歐洲DVB-H、日韓T-DMB和北美Media-FLO除了部分市場(chǎng)圈地行為外，顯然不足以對我國移動(dòng)多媒體國家標準的政策出臺構成任何影響，因此，對運營(yíng)商來(lái)說(shuō)，未來(lái)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(yíng)進(jìn)行重新劃分。從自主知識產(chǎn)權的角度出發(fā)，國標體系同樣可以劃分為三大陣營(yíng)：以華為CMB為代表的3G蜂窩網(wǎng)絡(luò )技術(shù)架構，以新岸線(xiàn)的T-MMB、廣電總局規劃院的T-TIMI為代表的DAB技術(shù)架構，以清華、上海交大為代表的DMB-TH的地面電視架構。廣電總局要融合3種標準之長(cháng)，創(chuàng )造自主知識產(chǎn)權的標準。標準的確定是很重要的一步，與之相關(guān)的系統廠(chǎng)商和終端提供商才能供應設備，降低使用成本，為用戶(hù)提供服務(wù)。

2.2  商業(yè)模式

手機電視具有廣闊的市場(chǎng)前景，未來(lái)的需求也是巨大的，移動(dòng)產(chǎn)業(yè)和廣播產(chǎn)業(yè)的融合是未來(lái)手機電視的發(fā)展趨勢。目前，廣電系統主導的DAB標準的手機電視正在北京地區試推，為擴大用戶(hù)量，形成規模效應和一定的消費市場(chǎng)，所有播出的電視、廣播節目均暫時(shí)免費向用戶(hù)提供。由于DAB多媒體數字廣播業(yè)務(wù)利用廣播電視塔直接向手機發(fā)射電視、廣播頻道信號，其技術(shù)上的先天局限性，不通過(guò)運營(yíng)商不太可能實(shí)現收費點(diǎn)播業(yè)務(wù)。用戶(hù)如果要實(shí)現互動(dòng)點(diǎn)播等視頻業(yè)務(wù)，就必須通過(guò)電信的傳輸通道，DAB標準的手機電視其發(fā)展繞不開(kāi)移動(dòng)運營(yíng)商。廣電系統已經(jīng)意識到未來(lái)與電信系統既競爭又合作的關(guān)系。移動(dòng)運營(yíng)商將移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )與廣電網(wǎng)絡(luò )融合，將手機電視業(yè)務(wù)完整包裝后呈現給用戶(hù)。通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )交互信息，用戶(hù)直接從移動(dòng)運營(yíng)商 處訂購手機電視業(yè)務(wù)，并按月或以其他方式向移動(dòng)運營(yíng)商付費。下行節目分發(fā)由廣電網(wǎng)絡(luò )來(lái)實(shí)現，交互信息由移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )來(lái)傳輸。手機電視業(yè)務(wù)的交互信息將給廣電運營(yíng)商和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )帶來(lái)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目為例，通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )，可傳送如下交互信息：賽前或賽間的博彩、投票選擇最佳球員/最佳進(jìn)球等，通過(guò)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(ài)明星的電話(huà)，直接與體育明星交流等。

由于移動(dòng)產(chǎn)業(yè)和廣播產(chǎn)業(yè)的融合可以為消費者提供真正意義上的低成本、高質(zhì)量的手機電視，所以其理想的商業(yè)模式應該是一種合作共贏(yíng)、各自發(fā)揮優(yōu)勢的模式，移動(dòng)產(chǎn)業(yè)和廣播產(chǎn)業(yè)的融合是未來(lái)手機電視的發(fā)展趨勢。設計手機電視業(yè)務(wù)商業(yè)模式就必須考慮移動(dòng)和廣播各自的優(yōu)勢，為雙方創(chuàng )造出各自的利潤點(diǎn)和后續發(fā)展方向。這樣更有利于促進(jìn)產(chǎn)業(yè)融合，共同發(fā)展。

3  結束語(yǔ)

手機電視作為近幾年興起的新興媒體，成為一個(gè)向用戶(hù)提供娛樂(lè )的隨身工具。人們可以在乘坐火車(chē)、汽車(chē)及走路時(shí)隨時(shí)觀(guān)看自己喜愛(ài)的節目。2007年7月，中國的手機用戶(hù)已突破5億，電視用戶(hù)也超過(guò)4.5億，二個(gè)具有龐大用戶(hù)基礎的產(chǎn)業(yè)，在數字技術(shù)高速發(fā)展的今天，已經(jīng)出現了交叉的趨勢。希望這種融合能有效整合廣電和電信資源，為用戶(hù)提供更便利、更豐富的服務(wù)。