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手机电视技术与标准的发展

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来源: 作者: 2018-12-29 21:15:45

信息产业部电信研究院通信标准研究所 辛伟

一、电视技术发展概况

从用户的角度来看,电视就是利用终端收看电视节目并进行一些个人操作的一种业务。电视业务的推出是建立在移动数据业务的普及、性能的提高以及络传输能力的增强的基础之上。该业务最初是通过移动流媒体技术以单播的形式提供给用户,但是由于受到络带宽的限制,大大制约了并发用户的数量。2002年底国际上的一些相关研发机构和公司开始对在上实现以广播的形式接收高质量的音视频内容进行研究。研究的内容主要针对以下几方面的需求。

*广播传输:为了更好的提高频率资源的利用率,为更多的用户同时提供服务,需要采用广播的方式提供业务,而广播传输技术则是其中的关键技术。

*终端节电:由于需要在以电池供电的终端上实现电视节目的接收和播放,因此终端节电成为一项非常关键的技术要求,需要通过各个环节的共同努力来保证向用户提供足够长的收视时间。

*业务管理:电视不是以高质量的音视频效果来吸引用户的,因为电视能提供给用户的收视体验是不能与数字高清电视相比的。只有通过实现用户和络之间双向的信息交互,打破传统被动接收的服务模式,实现用户个性化的操作,才能够为用户提供真正有特色和吸引力的服务。要做到这点,一方面要求络具备双向的交互能力,另一方面也要求络能够提供灵活、可靠的用户和业务管理能力。

*漫游能力:由于终端用户的移动性很强,因此用户在使用电视业务时很自然的希望能够实现业务的漫游,这也是电视与传统电视的一个重要区别。

电视的概念一经提出,立即引起国际上的广泛关注,各国的设备制造业和络运营业都力图使其成为移动业务的新增长点。英国、德国、法国、美国、瑞典、芬兰、意大利、挪威、瑞士、奥地利等国的相关产业都纷纷紧锣密鼓,展开各种形式的试验和测试活动,部分国家已进入试商用阶段。其中尤以韩国商用步伐最为超前,2005年5月1日韩国移动运营商SKT和卫星移动电视业务提供商TUMedia已正式开通基于卫星方式的电视业务。

从全球已开展的试验和试商用情况看,电视试验项目多采用广播络运营商、移动运营商、电视内容提供商合作运营的模式。其中,广播络提供商提供电视广播下行信道和内容平台运营;移动运营商提供上行传输信道,负责用户鉴权、计费和提供交互信息服务,同时提供针对用户个性点播所需的下行传输;内容提供商则提供电视内容。

二、电视的实现技术

电视作为一种新兴的多媒体业务,它的实现是多种技术组合的结果,概括起来主要包括三个方面的实现技术:下行传输技术、上行交互技术、业务层实现技术等。

其中,上行交互技术通常是通过移动络来实现的,主要为业务的实现提供上行传输通道,保证双向交互能力;而业务层实现技术则负责实现电视业务的认证、计费、业务发现和获取、业务定制、内容保护及其他灵活的应用,从而保证电视的可运营和可管理;下行传输技术是该业务实现的关键,负责实现电视节目向用户的传送。目前业界对这部分技术的关注程度非常高,提出的实现技术也比较多样,概括起来可以将不同的下行传输技术大致分为三种实现方式。

1.基于移动络技术的实现方式

如前所述,通过移动络传送电视节目最初是采用移动流媒体的方式来实现的。目前在我国,中国移动和中国联通都已分别基于其GPRS络和CDMA1x络,利用移动流媒体技术推出了电视的服务。事实上,两者都是将其作为一种移动数据业务推出来的,其实现的方式也大体相同。这种通过传统移动流媒体方式实现的电视业务虽然在一定程度上很好地满足了人们的需求,但还有很多方面不尽如人意。例如:移动络带宽受限、播放效果不很稳定、并发用户数有限、收费较高等等。

正是由于传统移动流媒体实现方式存在诸多的限制,国际上开始研究如何在移动络上实现多媒体(包括视频、音频、数据等)的广播,MBMS和BCMCS等技术应运而生,分别应用于WCDMA和cdma2000系统。此类技术是在现有移动通信的基础上进行改进,向用户提供下行广播信道,其所使用的频率仍然为移动通信系统所在频段,为通过移动数据络实现广播或多播方式的电视业务提供了条件。

基于移动络技术的实现方式继承了移动所固有的诸多能力。例如:用户的业务鉴权以及用户管理、业务的计费和控制、业务的个性化定制和点播、互动应用的实现、与位置相关的业务提供等等,这些对于电视业务的发展都是十分必要的。但此类实现技术需要占用3G系统的核心频率,这对于本来频率资源已经比较紧张的移动运营商来说无疑是一个需要考虑的问题,即所谓的频率使用的经济性问题。

2.基于地面数字广播技术的实现方式

此类实现方式所使用的技术源自地面数字广播电视传输技术,使用的频率一般为广播电视频段。为适应移动终端的特点,有些技术在原有技术基础上加以改进成为电视技术,而另一些技术则同时针对地面数字广播电视系统和电视系统而设计。此类技术是现在国际上关注较多的一类技术,也是方案最多的一类技术,典型的技术包括欧洲的DVB-H、美国高通的MEDIAFLO、韩国的T-DMB、日本的ISDB-T等。其中欧美的两种技术是专门针对移动终端设计的,日韩的两种技术则既可以应用到移动终端也可以应用到数字电视。我国清华大学和上海交大分别在其数字电视标准DMB-TH和ADTB-T的基础上研究了国内的技术。另外,国内新岸线公司也在欧洲DAB技术的基础上研究出地面移动多媒体广播技术T-MMB。

基于数字广播技术的实现方式由于所采用的技术多是由地面数字广播电视技术发展而来,因此在音视频的下行传输方面相对比较完善,目前在韩国已有商用的案例,很多国家和地区正在试商用和进行实验。但由于传统的广播电视络通常都没有上行链路,因此,该实现方式在实现上行传输时一般都考虑依靠移动通信络的协助来完成,这样才能够提供电视业务所需的用户业务认证、用户管理以及互动应用等能力。

3.基于卫星传输技术的实现方式

这一类实现方式的本质就是通过卫星提供下行传输实现广播方式的电视业务,而用户通过在终端上集成直接接收卫星信号的模块,就可以实现多媒体数据的接收。典型的技术包括欧洲的S-DMB和日韩的S-DMB等。国内在这方面也有一定的研究。

基于卫星传输技术的实现方式目前在韩国已有商用的案例,此类技术与所要覆盖的范围关系密切。当覆盖范围比较小,用户比较集中时,使用卫星开展电视业务效率较高,也比较经济。但当覆盖范围较大时则成本较高,特别是在我国,以目前的技术仅靠一颗卫星覆盖全国范围难度很大。而且由于卫星传输存在室内覆盖问题,这在城市中尤为突出,因此需要建设大量的地面直放站。另外,安全问题也是卫星实现方式需要考虑的一个重要问题。

事实上,为了提供完整的电视业务,三个方面的实现技术都是必不可少的。而电视三种下行传输技术的实现方式也各有其显著特点,它们之间不是完全相互替代的关系,通过合理的设计完全可以利用各自的特点扬长避短、互补共存,从而向用户提供功能完善的电视业务。

三、我国制定电视标准的建议

由于终端的便携性和可移动性使得电视业务比普通电视更具影响力和市场潜力。毫无疑问电视将成为未来新兴的传播媒体。由于其终端的特殊性,既可以播放音视频,又可以显示文本信息;既可以实时播放,又可以有一定存储功能,并且具备交互的功能。可以说,它集成了迄今为止所有媒体的特征。更重要的是终端既轻巧又可以移动,不论何时何地,用户都可以很方便地获得服务,所以电视被很多人视为3G时代最有希望的多媒体业务之一。而电视的标准化工作则是该业务良性发展的重要前提。

目前尚没有统一的电视国际标准,已经出现的众多实现技术具有很强的地域性。由于我国并没有形成统一的技术制式,造成国内各地进行的试验制式多样、局面较为混乱,很难取得突破。技术制式的不统一,一方面使得用户无法实现漫游,影响业务的推广;另一方面,相关产业特别是终端制造业更是无所适从,严重阻碍了电视业务产业链的良性发展。因此,面对电视广阔的市场前景,我国发展电视首先需要确定适合我国国情的技术制式,制定统一的技术标准。

电视的标准应是一整套标准体系,与技术相对应,应包括下行传输、上行传输及应用层标准三大部分。其中,下行传输标准则包括基于移动的技术标准、基于地面数字广播的技术标准和基于卫星的技术标准。从前面的技术介绍中我们看出,目前基于地面数字广播的实现技术种类最多,因此这部分技术标准的统一尤为重要。我国应首先对各种技术进行相应的评估和试验,在此基础上确定适合我国实际情况的技术制式并制定详细的技术要求和测试标准。

在标准制定过程中还需要考虑知识产权问题。由于国外的技术存在潜在的知识产权风险,而国内已经提出多种电视实现技术,这为形成我国具有自主知识产权的技术标准奠定了基础。

需要强调的是,标准的统一并不意味着技术的单一。从业务整体发展来看,未来电视业务需要移动络和地面数字广播或卫星络共同提供,其业务形式也将多样化,包含直播和点播、广播和组播、免费和收费等等,不同的形式需要不同的技术标准支撑,而统一则仅仅是针对某一个具体的技术领域而言的。例如:对于广播内容可以采用统一的基于地面数字广播的技术来实现,而对于组播或点播内容则可以采用基于移动的技术来实现等等。

四、结束语

电视的应用对移动运营商来说,可以最大限度的利用络能力,提供更加丰富的业务;而对广播公司来说,是电视传播的新渠道,可以充分利用内容资源,扩大用户范围,实现广播络的移动化。我国目前的用户已接近4亿,而我国拥有电视机的家庭也已经达到3.5亿左右。可以想象,两者结合所产生的电视业务将产生怎样一个庞大的消费市场。根据国外的预测显示,到2010年全世界将有1.2亿电视用户,我国的用户数也将接近4000万。面对庞大的移动用户群和广播电视用户群,各国的络运营商和设备制造商都对此业务投入了极大的关注,希望使其成为移动多媒体业务的新增长点。因此,相对国内的相关产业而言,电视是一个难得的发展机遇,同时也是一个自主创新的绝好机会。我国应抓住当前的有利时机积极开展电视技术与标准的研究工作,从而为该业务在我国的良性发展创造条件。

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