手機(jī)電視技術(shù)分析及實(shí)現(xiàn)研究

現(xiàn)在用戶已經(jīng)越來越不滿足手機(jī)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(jī)收看各類電視節(jié)目。通?？刹捎?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/無線">無線流媒體方式和數(shù)字廣播方式實(shí)現(xiàn)手機(jī)電視業(yè)務(wù)。相比流媒體技術(shù)，數(shù)字廣播方式的手機(jī)電視不僅可以給用戶提供一個(gè)廣播質(zhì)量的電視頻道收視體驗(yàn)，而且在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營成本上有很大的優(yōu)勢(shì)，因而引起了電信運(yùn)營商和廣播電視從業(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(shì)

目前電信運(yùn)營商提供的手機(jī)電視業(yè)務(wù)是基于VOD技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的，這是一種實(shí)時(shí)流媒體技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)在手機(jī)電視的商業(yè)推廣上有著難以逾越的問題。與VOD技術(shù)比較，數(shù)字多媒體廣播（DMB）技術(shù)具有下列優(yōu)勢(shì)。

1.1.1 不占用無線通信資源

流媒體的視頻信息量非常巨大，需占用無線資源和帶寬。DMB技術(shù)使用地面廣播通道來實(shí)現(xiàn)節(jié)目的下發(fā)，這樣就不再占用無線通信通道，從而節(jié)約了大量的無線通信資源。

1.1.2  使用成本較低

因?yàn)镈MB是一種純接收的視頻技術(shù)，用戶在觀看節(jié)目的時(shí)候并沒有占用任何資源，用戶只需要為所觀看的節(jié)目付費(fèi)，而不必為流量等無線資源付費(fèi)。而基于連接的 VOD業(yè)務(wù)，接收對(duì)視頻信息時(shí)，需要占用話務(wù)通道，這樣用戶就需要為他的連接支付昂貴的流量費(fèi)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?yàn)镈MB不存在資源利用率低的問題，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(dá)到了顯示VCD畫質(zhì)的水平。

1.2  數(shù)字廣播技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及發(fā)展

當(dāng)前各種手機(jī)電視的技術(shù)并存，應(yīng)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(nèi)廣播科學(xué)院的STimi技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也日漸成熟。

1.2.1  S-DMB

衛(wèi)星數(shù)字多媒體廣播系統(tǒng)（S-DMB）是一個(gè)衛(wèi)星與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)相融合的系統(tǒng)。衛(wèi)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(dǎo)航、訂購及激活。從技術(shù)實(shí)現(xiàn)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(gòu)和功能接口，增加了衛(wèi)星相關(guān)的功能模塊，同時(shí)對(duì)BM-SC和UE有少量的功能增加。S-DMB工作在IMT2000下行衛(wèi)星頻段（2 170~2 200 MHz），從全球的頻譜劃分來看，絕大多數(shù)地區(qū)和國家的衛(wèi)星頻段都是可用的，這也為全球漫游提供了基礎(chǔ)。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(gòu)是在ETSI里進(jìn)行定義的。

一個(gè)衛(wèi)星最多支持6個(gè)波束，覆蓋直徑達(dá)到700~1 000 km。全域性的覆蓋特性是移動(dòng)通信系統(tǒng)具有高投資回報(bào)率的重要保證。高功率的地球同步軌道靜止衛(wèi)星能夠覆蓋大部分地區(qū)，在密集城區(qū)增加一定的地面直放站可以保證衛(wèi)星在城區(qū)具有良好的覆蓋。當(dāng)需要同時(shí)考慮運(yùn)營成本和大覆蓋（室內(nèi)和室外）因素時(shí)，衛(wèi)星和地面直放站的混合覆蓋應(yīng)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(tǒng)運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)終端的架構(gòu)和成本影響較小。只需要對(duì)現(xiàn)有3GPP標(biāo)準(zhǔn)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(jī)補(bǔ)貼帶來的投資風(fēng)險(xiǎn)。S-DMB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。 

圖1　S－DMB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

韓國最大的電信運(yùn)營商SK電訊在2003年底成立了TUMedia公司，專門負(fù)責(zé)S-DMB的項(xiàng)目。TUMedia與日本MBCO公司于2004年3月合作發(fā)射了DMB衛(wèi) 星，專為日本和韓國地區(qū)的手持設(shè)備和車載設(shè)備進(jìn)行廣播服務(wù)。韓國的手機(jī)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(shù)據(jù)頻道，其中包括新聞、電影、體育等專業(yè)頻道，收費(fèi)采用包月制，每月的費(fèi)用大約為11~13美元。TUMedia公司到2006年已擁有220萬用戶，希望到 2008 年用戶數(shù)可以達(dá)到60萬。

1.2.2  T-DMB

T-DMB派生自歐洲的DAB技術(shù)，DAB是ETSI的標(biāo)準(zhǔn)，T-DMB修改后用于提供音頻和視頻服務(wù)（韓國），采用的調(diào)制和編碼主要是 OFDM、卷積碼、 Reed-Solomon碼等。T-DMB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2　T－DMB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

韓國的T-DMB于2005年7月在首都圈開始提供商用服務(wù)，全國性服務(wù)也已在調(diào)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(jī)。2005年下半年，三星推出了2款支持T-DM B的手機(jī)。目前韓國的T-DMB業(yè)務(wù)選定3家無線廣播運(yùn)營商、3 家非無線廣播運(yùn)營商。每個(gè)運(yùn)營商有1個(gè)視頻、3個(gè)音頻、1個(gè)數(shù)據(jù)信道。無線廣播運(yùn)營商以電視劇、新聞等原有節(jié)目為主；非無線廣播運(yùn)營商以求職信息、新聞等個(gè)性化的節(jié)目為主。在節(jié)目的播出方式上，是通過廣播發(fā)射塔將廣播中心傳送過來的信號(hào)發(fā)送到終端，信號(hào)差的陰影地區(qū)通過Gap Filler轉(zhuǎn)送。KBC、MBC、SBS 3家公司分別擁有廣播發(fā)射塔，非無線運(yùn)營商計(jì)劃借用無線運(yùn)營商的發(fā)射塔。

1.2.3  DVB－H

數(shù)字視頻廣播－手持式接收（DVB－H）系列標(biāo)準(zhǔn)最早由DVB項(xiàng)目組在20世紀(jì)90年代初提出。DVB-H通過時(shí)間分片來降低接收設(shè)備的功率消耗，通過增加小區(qū)標(biāo)識(shí)來支持信號(hào)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(hào)的強(qiáng)度，能實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)、室外、步行和移動(dòng)等多種環(huán)境的支持。該標(biāo)準(zhǔn)是DVB-T的擴(kuò)展應(yīng)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(qiáng)的特點(diǎn)，因此該標(biāo)準(zhǔn)適于用電池供電的手持設(shè)備，如移動(dòng)電話、PDA 等，通過地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)接收信號(hào)。也可以說，DVB-H就是依托目前DVB-T傳輸系統(tǒng)，通過增加一定的附加功能和技術(shù)改進(jìn)使手機(jī)等便攜設(shè)備能夠穩(wěn)定地接收廣播電視信號(hào)的一種技術(shù)。

DVB-H標(biāo)準(zhǔn)已在2004年經(jīng)ETSI批準(zhǔn)成為歐洲的移動(dòng)電視標(biāo)準(zhǔn)。目前在全球20多個(gè)地方已經(jīng)建立DVB-H網(wǎng)絡(luò)，并已開展商業(yè)運(yùn)營測試。

由于DVB－H可以最大限度地利用已有的數(shù)字地面網(wǎng)絡(luò)的復(fù)用器、調(diào)制器、發(fā)射機(jī)等，所以DVB－H的部署只需額外增加IP打包機(jī)（IPE）、業(yè)務(wù)系統(tǒng)（主要用于產(chǎn)生SI/PSI、ESG和授權(quán)密鑰OMA DRM RO等）、電子業(yè)務(wù)系統(tǒng)（主要用于授權(quán)密鑰的分發(fā)）等系統(tǒng)設(shè)備，另外，為了達(dá)到信號(hào)的室內(nèi)覆蓋，在信號(hào)覆蓋不好的地區(qū)需要增加補(bǔ)點(diǎn)器/轉(zhuǎn)發(fā)器等設(shè)施。同時(shí)，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)也需要提供業(yè)務(wù)平臺(tái)來完成計(jì)費(fèi)、賬單處理、客戶服務(wù)、客戶管理等功能。DVB-H系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3　DVB－H系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

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(jī)電視運(yùn)營測試，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(zhǔn)備工作。在北美洲，美國的運(yùn)營商也正在進(jìn)行DVB-H手機(jī)電視運(yùn)營測試。另外，在大洋洲，澳大利亞也宣布將進(jìn)行DVB-H的手機(jī)電視運(yùn)營測試。

1.2.4  Media-FLO

Media-FLO系統(tǒng)由4個(gè)子系統(tǒng)組成，即網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營中心（由一個(gè)國家級(jí)運(yùn)營中心和一個(gè)或多個(gè)本地運(yùn)營中心組成）、FLO發(fā)射機(jī)、3G網(wǎng)絡(luò)和支持FLO的終端。Media-FLO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4　Media-FLO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營中心由FLO網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)備組成，包括國家運(yùn)營中心和一個(gè)或多個(gè)本地運(yùn)營中心。NOC可包括網(wǎng)絡(luò)計(jì)費(fèi)、分發(fā)以及內(nèi)容管理等基礎(chǔ)設(shè)備。NOC負(fù)責(zé)管理各類網(wǎng)絡(luò)元素，同時(shí)又是全國性和本地內(nèi)容提供商向移動(dòng)終端發(fā)送廣域內(nèi)容和節(jié)目指南信息的接入點(diǎn)。它還負(fù)責(zé)管理用戶業(yè)務(wù)訂購、提供接入和加密密鑰、以及向運(yùn)營商提供計(jì)費(fèi)信息。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營中心可包括一個(gè)或多個(gè)LOC，以作為本地內(nèi)容提供商向相關(guān)市場區(qū)域中的移動(dòng)終端發(fā)送地方性內(nèi)容的接入點(diǎn)。

a） FLO發(fā)射機(jī)。每個(gè)發(fā)射機(jī)通過發(fā)射FLO波形向移動(dòng)終端發(fā)送內(nèi)容。

b） 3G網(wǎng)絡(luò)。3G網(wǎng)絡(luò)屬于（一個(gè)或多個(gè)）無線運(yùn)營商，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(nèi)容業(yè)務(wù)和節(jié)目指南信息的FLO波形。支持FLO的終端以手機(jī)為主，這種手機(jī)既可以通電話，又具有地址簿、互聯(lián)網(wǎng)端口、游戲機(jī)等多種功能。

1.2.5  STimi標(biāo)準(zhǔn)

2006年4月27日，廣電總局下發(fā)了《關(guān)于規(guī)范移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播技術(shù)試驗(yàn)的通知》，特別強(qiáng)調(diào)要加強(qiáng)移動(dòng)多媒體廣播技術(shù)管理，必須統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、支持全國漫游、方便用戶接收。強(qiáng)調(diào)要按照自主創(chuàng)新的原則，制定數(shù)字多媒技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2006年5月30日，下達(dá)標(biāo)準(zhǔn)起草任務(wù)書，依據(jù)已有的TiMi成果，起草中國手機(jī)電視基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)《移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播系統(tǒng)——廣播信道編碼、調(diào)制和幀結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)研究》，2006年底前形成標(biāo)準(zhǔn)草案。

STimi技術(shù)采用衛(wèi)星—地面交互多媒體（業(yè)務(wù)）系統(tǒng)，通過“衛(wèi)星移動(dòng)多媒體廣播系統(tǒng)+地面補(bǔ)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(qū)域性頻道的補(bǔ)充網(wǎng)絡(luò)。STiMi主網(wǎng)絡(luò)采用衛(wèi)星廣播實(shí)現(xiàn)全國覆蓋，它是針對(duì)我國幅員遼闊、傳播環(huán)境復(fù)雜、區(qū)域發(fā)展不平衡的國情而設(shè)計(jì)的衛(wèi)星與地面覆蓋相結(jié)合的移動(dòng)多媒體廣播信道傳輸技術(shù)。STiMi補(bǔ)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(xiàn)地區(qū)覆蓋，提供區(qū)域性業(yè)務(wù)。利用大功率S波段衛(wèi)星信號(hào)覆蓋全國范圍，同時(shí)利用地面增補(bǔ)轉(zhuǎn)發(fā)器同頻同時(shí)同內(nèi)容轉(zhuǎn)發(fā)衛(wèi)星信號(hào)補(bǔ)點(diǎn)，覆蓋衛(wèi)星信號(hào)盲區(qū)，利用無線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建回傳通道，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、全程全網(wǎng)，形成衛(wèi)星大面積覆蓋為主、地面增補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)為輔，無縫覆蓋的單向廣播和雙向交互相結(jié)合的移動(dòng)數(shù)字多媒體廣播網(wǎng)絡(luò)，25 MHz帶寬，支持25套電視節(jié)目，30套廣播節(jié)目及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。采用廣播式、雙向式、預(yù)付費(fèi)式相結(jié)合的授權(quán)方式，分級(jí)式用戶管理和計(jì)費(fèi)體系。它具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)（17項(xiàng)發(fā)明專利），專利結(jié)構(gòu)涵蓋了移動(dòng)多媒體廣播信道編碼、調(diào)制、幀結(jié)構(gòu)，涉及到STiMi傳輸系統(tǒng)、OFDM、LDPC、離散導(dǎo)頻處理、連續(xù)導(dǎo)頻處理、信道估計(jì)、信道均衡、保護(hù)間隔、隨機(jī)序列、頻偏跟蹤、數(shù)據(jù)流分配、無線信號(hào)覆蓋技術(shù)、擴(kuò)頻信標(biāo)等各個(gè)方面。2003年初，開始STiMi核心技術(shù)開發(fā)；2003～2005年，通過仿真、樣機(jī)及核心技術(shù)的芯片驗(yàn)證；2006年4月, STiMi衛(wèi)星和地面試驗(yàn)系統(tǒng)樣機(jī)；2006年6月, 試驗(yàn)系統(tǒng)開通；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(tǒng)結(jié)構(gòu)和STiMi系統(tǒng)組成圖。

圖5　STimi系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖6　STimi業(yè)務(wù)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2  存在的問題

當(dāng)前存在的主要問題是標(biāo)準(zhǔn)問題、商業(yè)模式的確定和價(jià)值鏈的培育。

2.1  標(biāo)準(zhǔn)問題

標(biāo)準(zhǔn)問題涉及到國家政策許可和標(biāo)準(zhǔn)的選擇，現(xiàn)在國際上除了韓國、日本和芬蘭這些已經(jīng)確立了最終標(biāo)準(zhǔn)的國家，大多數(shù)國家的運(yùn)營商都必須面臨這一復(fù)雜的抉擇。未來我國移動(dòng)多媒體國標(biāo)的出臺(tái)是必然的，也是不可阻擋的。在這個(gè)前提下，歐洲D(zhuǎn)VB-H、日韓T-DMB和北美Media-FLO除了部分市場圈地行為外，顯然不足以對(duì)我國移動(dòng)多媒體國家標(biāo)準(zhǔn)的政策出臺(tái)構(gòu)成任何影響，因此，對(duì)運(yùn)營商來說，未來要考慮的是何種制式的國家標(biāo)準(zhǔn)，也就必然要對(duì)上述的幾大陣營進(jìn)行重新劃分。從自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的角度出發(fā)，國標(biāo)體系同樣可以劃分為三大陣營：以華為CMB為代表的3G蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架構(gòu)，以新岸線的T-MMB、廣電總局規(guī)劃院的T-TIMI為代表的DAB技術(shù)架構(gòu)，以清華、上海交大為代表的DMB-TH的地面電視架構(gòu)。廣電總局要融合3種標(biāo)準(zhǔn)之長，創(chuàng)造自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的確定是很重要的一步，與之相關(guān)的系統(tǒng)廠商和終端提供商才能供應(yīng)設(shè)備，降低使用成本，為用戶提供服務(wù)。

2.2  商業(yè)模式

手機(jī)電視具有廣闊的市場前景，未來的需求也是巨大的，移動(dòng)產(chǎn)業(yè)和廣播產(chǎn)業(yè)的融合是未來手機(jī)電視的發(fā)展趨勢(shì)。目前，廣電系統(tǒng)主導(dǎo)的DAB標(biāo)準(zhǔn)的手機(jī)電視正在北京地區(qū)試推，為擴(kuò)大用戶量，形成規(guī)模效應(yīng)和一定的消費(fèi)市場，所有播出的電視、廣播節(jié)目均暫時(shí)免費(fèi)向用戶提供。由于DAB多媒體數(shù)字廣播業(yè)務(wù)利用廣播電視塔直接向手機(jī)發(fā)射電視、廣播頻道信號(hào)，其技術(shù)上的先天局限性，不通過運(yùn)營商不太可能實(shí)現(xiàn)收費(fèi)點(diǎn)播業(yè)務(wù)。用戶如果要實(shí)現(xiàn)互動(dòng)點(diǎn)播等視頻業(yè)務(wù)，就必須通過電信的傳輸通道，DAB標(biāo)準(zhǔn)的手機(jī)電視其發(fā)展繞不開移動(dòng)運(yùn)營商。廣電系統(tǒng)已經(jīng)意識(shí)到未來與電信系統(tǒng)既競爭又合作的關(guān)系。移動(dòng)運(yùn)營商將移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與廣電網(wǎng)絡(luò)融合，將手機(jī)電視業(yè)務(wù)完整包裝后呈現(xiàn)給用戶。通過移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)交互信息，用戶直接從移動(dòng)運(yùn)營商 處訂購手機(jī)電視業(yè)務(wù)，并按月或以其他方式向移動(dòng)運(yùn)營商付費(fèi)。下行節(jié)目分發(fā)由廣電網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，交互信息由移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)來傳輸。手機(jī)電視業(yè)務(wù)的交互信息將給廣電運(yùn)營商和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)帶來巨大的新的商機(jī)，可大大提高網(wǎng)絡(luò)的附加值。以交互電視中的體育節(jié)目為例，通過移動(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Internet了解相關(guān)背景信息，有獎(jiǎng)競猜，下載精彩瞬間的圖像照片等，搶撥你最喜愛明星的電話，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(fèi)者提供真正意義上的低成本、高質(zhì)量的手機(jī)電視，所以其理想的商業(yè)模式應(yīng)該是一種合作共贏、各自發(fā)揮優(yōu)勢(shì)的模式，移動(dòng)產(chǎn)業(yè)和廣播產(chǎn)業(yè)的融合是未來手機(jī)電視的發(fā)展趨勢(shì)。設(shè)計(jì)手機(jī)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(shì)，為雙方創(chuàng)造出各自的利潤點(diǎn)和后續(xù)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(jié)束語

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