2008/05/19
摘要 手机电视业务近年发展迅速，形成了利用移动蜂窝网实现、利用卫星网络实现和利用数字地面广播网实现的多种承载技术并存的局面。本文从发展历程、网络结构、无线接口技术等方面对各种承载技术进行了介绍，并在最后对各方式进行了比较。1、引言
在美国、欧洲、韩国、日本，手机电视服务已经逐渐成为移动增值业务的一个重要组成部分，并被业内视为下一个最有潜质的电信增值业务增长点，甚至认为将是3G的“杀手级”应用之一。手机电视市场蕴含着巨大商机，业内专家预计，未来10年内手机电视的年用户订阅总额将达到270亿美元，到2010年全球总用户数将达到2.5亿。事实也有所证明，美国SPRINT公司在半年内就以月租费10美元发展了30万月租用户。在中国，到2008年北京奥运会到来之时，手机电视也许将真正步入百姓生活，使用手机收看电视节目将变得稀松平常。
目前，与手机电视业务相关的各种承载技术发展迅速，美国、欧洲、韩国、日本都有其自己的标准，中国也有了自主知识产权的技术，形成了多种承载技术并存的局面。
2、手机电视承载技术介绍
手机电视承载技术主要有三类：利用移动网络实现的方式（3GPP MBMS技术和流媒体技术），利用卫星网络实现的方式（韩国S-DMB和欧洲S-DMB技术），利用数字地面广播实现的方式（欧洲DVB-H技术、日本ISDB-T技术、韩国T-DMB技术、高通MediaFlo技术和国内手机电视技术，如清华数字地面电视技术DMB-T和上海交大数字地面电视技术ADTB-T等）。
2.1 利用移动网络实现的方式
目前，国内有运营商基于GPRS和CDMA 1x网络提供了手机电视业务，这种手机电视业务实际上是利用流媒体技术，把手机电视作为一种数据业务推出来，采用点对点的方式而非广播的方式传送数据。不管是GPRS手机还是CDMA 1x手机，都需要在手机终端上安装相应的播放软件，而相应的电视节目则由运营商或者通过相应的SP来组织和提供。
流媒体采用客户端/服务器模式将连续的影像和声音信息存储于网络服务器上，服务器根据手机发出的请求发送数据流，手机通过GPRS或3G网络一边下载一边播放，可支持点播与直播业务。其网络结构如图1所示。
图1 利用流媒体技术实现的手机电视业务网络结构
流媒体采用的这种点对点方式的传送，在大量用户都需要下载高速数据时，信源与每个接收用户都有各自的链路，这样对移动网络资源消耗较大，并容易导致网络拥塞。对于实时电视或视频直播类业务，其承载成本并无优势。但是流媒体方式可适合个性化要求强的业务，如视频点播类业务。
在组播模式的业务正在进行中，当有新的用户想加入某个组播组即告诉网络他想接收组播信息，通过已建立的UE与GGSN间的承载通道，UE向GGSN发送加入请求。用户可以随时加入组播组，但是需要进行鉴权，以作为计费依据；当某用户不再想接收组播信息，可以随时退出组播组。
2.2 利用卫星网络实现的方式
利用蜂窝网络的资源传送广播电视视频确实是一个可靠的承载方式。但是当数据量大时也会带来传送网络的时延和拥塞的风险，影响网络中其他业务的通信可靠性。如果采用一种方式将电视节目的巨量传送和管理计费数据的交互分开，既能保证实现高质量电视节目的传送和用户信息的收集和资费统计，同时又不过多占用蜂窝网络的资源，应该可以在某种程度为手机电视业务的规模开展扫除一定的障碍。
目前，韩国、欧洲力推一种利用手机来接收卫星播发的电视节目信号的手机电视广播方式（S-DMB）。S-DMB主要是研究在现有3G移动网络上结合卫星以及地面直放站来提供移动广播、多播业务，改进3G网络的多媒体业务提供能力。它将广播电视网络和移动通信网络各自的优势互补，下行广播信道由卫星提供，广播数据通过高带宽的数字广播电视网络进行电视节目广播。上行链路采用移动网络传送交互性业务，移动网络提供交互通道，完成业务导航，定购及激活，鉴权计费等功能。具备S-DMB能力的手机终端在连接到GSM或者UMTS网络的时候也能同时接收S-DMB信号。
（1）S-DMB技术
S-DMB可看作在专用频段MSS（2170～2200MHz）上提供广播能力的MBMS技术。由于MSS频段紧靠IMT2000下行核心频段（2110～2170MHz），这对终端的成本及地面直放站的部署都极为有利。因此，S-DMB可以看作为MBMS的扩展（也可以称为S-MBMS），它与MBMS同属于一个规范体系。S-DMB最大程度地重用UMTS的技术包括扩频通信，调制方式等，同时增加IMR（Intermediate Module Repeater）满足室内覆盖的要求，并且可以依靠UMTS终端强大的宏分集能力，支持从卫星的覆盖范围到地面直放站覆盖范围的切换，以及在两个不同地面直放站覆盖范围的切换。
（2）S-DMB组网结构
S-DMB的组网结构如图5所示，在3GPP MBMS已有的网络架构和功能接口基础上增加了卫星相关的功能模块，同时对BM-SC和UE也有少量的功能增加，是一个基于混合的卫星和地面直放站构成的网络。
图5 S-DMB网络结构
图5中，高功率卫星将对从S-DMB Hub上接收到的上行链路Ku波段调制的S-DMB信号进行中继和放大，并将该信号下变频为IMT2000卫星频段的信号，发送给手机用户。此外，卫星将这些信号下变频到Ku波段载频，为地面直放站提供信号。对S-DMB信号而言，卫星是透明的，仅仅扮演一个频段转换直放站的角色。
（2）ISDB-T技术
ISDB-T是日本于1996年开始启动的自主数字电视标准研发项目，引入分段OFDM技术。1998年日本将这一称为BTS-OFDM的技术体制定为日本地面数字电视广播传输标准ISDB-T。2001年，该标准正式被ITU接受为世界第3个数字电视传输国际标准。
ISDB-T使用具有13个OFDM子波段的分段波段，将整个6MHz频带划分为13个子带，每个子带432kHz，进行分段传输（Bandwidth Segemented Transmission-BST），对不同的BST采用不同编码类型和调制映射方式（QPSK或QAM等），以满足不同业务的需求，如对传输多媒体文本文件对信道编码的技术要求较低，而对移动视频接收等要求则较高。由于ISDB-T采用载波分割的技术，因此终端可以进行窄带接收，从而有效地降低了终端功耗。
ISDB-T对不同的BST段采用不同的载波调制方案和内码编码码率，依次提供了分层传输特性。通过分层传播方式，可以在1 ch（如6MHz）内同时传输传播特性（调制方式、编码率等）不同的多种类广播。
如图7所示，根据传输业务的不同，多个段可以灵活地组合到一起。如9段可以组合在一起传输HDTV，3段可以组合在一起传输车载TV，通过传输不同参数的OFDM段群，达到分级传输。在一个地面频道中可提供三个业务层（三种不同的段群）。通过使用只有一个OFDM段的窄带接收机，可以接收传输信道中的部分节目。
图7 ISDB-T分层传播方式
3、结束语
比较以上介绍的各种手机业务承载技术，相同频率带宽中地面数字电视承载技术支持的业务容量比其他方式更具备优势。地面方式更适合城市或地域性业务开展，而卫星方式适合广域或全国性业务开展，但是其建网需要卫星支持，初期成本高。而MBMS利用移动网络承载，虽占用宝贵的移动网络资源，但是因为MBMS基于小区覆盖，能够提供基于较小区域和与用户位置相关业务，并完全由移动运营商运营和控制的特点，使得移动运营商拥有更大的灵活性和可控性。对于实时电视或视频直播类业务，地面数字电视承载方式、卫星承载方式、MBMS技术在容量和承载成本方面均明显优于点对点的流媒体方式。
诸多手机电视承载技术各有特点和优劣势，对技术标准的探讨和争论也不断深入，中国未来商用中将采用哪种标准，目前还无定论。但随着手机电视承载技术的不断完善成熟，手机电视业务的前景也一路看好。
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