摘 要:主要介绍移动数字电视的发展现状、移动数字电视传输标准、传输网络、移动数字电视系统、信源编码技术及移动电视芯片情况等。
关键词:移动数字电视 DVB-H、T-DMB、MediaFLO ISDB-T DMB-T/H 移动数字电视是指发端采用数字广播技术(主要指地面传输技术)播出,接收终端一是安装在公交汽车、出租车、商务车、私家车、轻轨、地铁、城铁、火车、轮渡、机场及各类流动人群集中和其他公共场所的移动载体,二是手持接收设备(如手机、笔记本、PMP、超便携PC等),满足移动人群的收视需求的电视系统。移动数字电视分为两类,支持第一类车载终端的统称为车载移动数字电视,支持第二类移动终端的称为手持移动数字电视。目前手持移动数字电视产品中占绝对数量的是手机电视。
一、移动数字电视发展的背景
移动数字电视在技术上的实现并不是一件很困难的事。通常要保证一个城市无盲点覆盖,需要构建一个由数台数字电视发射机组成的单频网,通过单频网适配器和GPS接收机保证各发射机同步工作,确保在城区的绝大多数点都能接收到数字电视信号,且各发射点发出的信号不会在终端引起相互干扰,从而为移动接收提供了可能性。
移动数字电视针对的是一个特殊的群体――移动人群。其受众是在移动的交通工具上(如公交车、出租车、渡轮等)、公众聚集场所里(候车室、候机楼、候诊室等)短暂停留的人群。这部分人群处于传统电视覆盖的盲区,是移动数字电视主要的服务对象。因此,移动数字电视的诞生不仅仅是电视覆盖面的扩大,更是电视产业链的巨大延伸。移动数字电视独特的传播优势造就了诱人的广阔前景,正等待着人们去开掘和利用。
随着通信和信息技术的迅猛发展,人类获取信息的发展趋势正在由固定走向移动,由语音走向多媒体。目前,能够在移动环境向大量观众提供多媒体内容的网络架构主要有三种:移动通信网络(2.5G/3G);无线局域网(WLAN);地面数字广播网络。此外,DVB(数字视频广播)组织已经正式发布了为通过地面数字电视广播网络向便携/手持终端提供多媒体业务所专门制定的DVB-H标准(Digital Video Broadcasting Handheld),从而使这一领域的竞争更为激烈。移动数字电视业成为电视业新亮点,地面数字电视广播系统将支持数字电视的移动(包括交通工具承载移动和个人便携移动)接收。
1.国外情况
由于移动数字电视采用了数字电视技术,交通工具在时速120公里之内的运动状态中,也可以稳定、清晰地接收到电视节目,实时性强,这一技术被人们逐渐接受。移动数字电视于2001年2月开始,首先在新加坡出现,全国建设了8个数字电视发射站,在1500辆公交车上安装移动电视设备,为150万人次的乘客提供移动数字电视服务。
韩国TU传媒公司,在世界范围内首次投入卫星“移动数字电视”商业化运营。采用卫星发送、掌上手机接收移动数字电视信号,称之为数字多媒体广播(英文缩写为DMB)。实际上它可采取地面和卫星两种播送方式。卫星数字多媒体广播的原理,是由地面广播中心向赤道上空东南方144度角的通信卫星发射多媒体广播信号,由卫星接收后转发给地面的移动终端接收机。卫星数字多媒体广播使用户能通过手机等装置在移动中收看电视节目。因而这种服务又被称为卫星“移动电视”。其提供的服务内容包括音乐、电视剧、体育、游戏、新闻、教育和电影等7个电视图像频道,20个音乐频道以及2个额外付费频道。据悉,TU传媒公司计划将卫星数字多媒体广播服务的频道总数增至40个以上,准备增加与现有音乐台联动的广播服务,开设喜剧小品、外语会话、音乐书籍、交通、天气预报和股市等新服务项目。此外,该公司还打算未来实现电视画面与用户的互动,让用户在收看电视节目时操作终端机进行遥控投票等。TU传媒公司提供的卫星数字多媒体广播服务,其信号需要用DMB专用终端机接收。使用DMB专用手机可以使用户在移动中不间断地看到相当于DVD画质的图像,听到相当于CD音质的音乐,同时进行移动通话和接收短信。
为配合卫星数字多媒体广播的开播,韩国三星电子公司和韩国SK通信公司已先后开发成功型号分别为“SCH-B100”和“IMB-1000”的移动电话兼用终端机。伊努艾依斯公司则推出了型号为“IB-1000”的车用终端机。
在日本,由东芝、韩国SK电信、丰田汽车等投资设立的“移动广播电视公司”2004年5月20日获得了日本总务省的广播电视许可证,朝着商业化迈出了第一步。2004年7月开始,免费在日韩两国面向移动电视终端和车载导航仪开通卫星广播电视服务。
2.国内情况
2003年11月18日。国家广电总局宣布,我国已全面启动有线电视从模拟向数字的整体平移。2008年全面普及数字电视。2015年将关闭模拟电视信号。2004年是国家广电总局确定的广播电视数字化年和产业化年,2005年我国有线数字电视用户将达到3000万户。备受社会各界关注的数字电视,正在以相当快的速度走进我们的生活。2003年9月1日,北京、上海等首批33个城市开始试播有线数字电视节目。这一举措大大地推动着移动数字电视的发展。
目前我国内地已有上海、北京、广州、武汉、长春、南京、长沙等十多个城市开始在公交车上播放移动数字电视。在香港、台湾等地的巴士上也得以广泛应用。湖北省成立专门的数字移动电视台,在武汉也已推出以公交车辆为主要载体的移动数字电视及其相关服务。
2003年6月,我国私人轿车突破1000万辆,这对于数字电视广播来说是个利好消息,国家广电总局酝酿车载移动数字电视的发展。另外还可在出租车、公务车、地铁上发展数字移动电视。
数字移动电视的面世和广泛应用,其独特的传播特征打破了传统的电视覆盖理论,学界、传媒界惊呼:移动数字电视将为广电事业的持续发展带来新的经济增长点。使人们真正地达到3-A(Anyone,Anytime,Anywhere)境界,人们将随时随地享受视听及其他多媒体信息。这种新方式必将给人们的生活带来巨大的变革。
3.移动数字电视业务发展的步聚
(1)移动电视的第一个目标是地铁、公交车上的乘客。
(2)移动电视的第二个目标将是出租车、公务车和私家车。
(3)移动数字电视的第三个目标,就是火车、长途汽车、飞机和轮船。
(4)移动数字电视的第四个目标是手机电视。欧洲的手持式移动电视领域走在了前面,制定了传输标准DVB-H。目前,诺基亚等手机生产商正在开发具有移动数字电视接收功能的新产品。
二、移动数字电视的传输
移动数字电视信传输可采用数字电视地面广播技术,目前在已制定地面数字电视传输标准的国家与地区中,所采用的标准主要有三大类: 欧洲的DVB-T、美国的ATSC和日本的ISDB-T。其中以采用DVB-T标准的国家与地区为最多,主要集中在欧洲;ISDB-T只有日本采用,采用ATSC的则分布在北美,但ATSC标准不能移动接收。未确定标准的为蒙古和南美地区,以及大多数非洲、中东、南亚等国家。另有16%的国家与地区倾向采用DVB-T。
中国的数字电视地面传输标准己于2006年8月30日公布,数字电视信源压缩标准AVS也己在2006年3月公布了。这对推动我国移动数字电视的发展将起到至关重要的作用。虽然移动数字电视可采用地面广播数字标准来进行传输,但考虑它的特殊性,往往在上述标准的基础上,增加一些附加技术功能,命名为新的标准。下面加以简单的介绍。
从现在已经出现的手机电视服务来看,视频流的传送方式主要有两种:利用广播电视网络或利用蜂窝移动网络。
仅依靠蜂窝网络传送电视节目存在弊端,特别是在高速运行状态下,由于传输模式上的技术局限性,蜂窝网络仅允许较低的多普勒频移。但是诸如DVB-H等广播标准,却可以维持200km/h或更高的行驶速度。由此看来,在保证传输质量方面,基于地面数字广播网的移动电视技术比蜂窝网络技术更具吸引,事实上围绕其的标准之争也最为激烈。目前全球主要的移动数字电视广播标准包括欧洲的DVB-H、韩国的T-DMB、日本的ISDB-T,美国高通的MediaFLO以及中国出台的(DMB-T/H)标准。上述标准中,ISDB-T和MediaFLO由于自身局限,仅限于本国使用。而DVB-H 技术(基于DVB-T)由于具有开放性特点,因而在全球范围内受到了最广泛关注。目前美国、德国、法国、英国、芬兰、瑞典等国家都在进行DVB-H商用试验。
中国打算分配VHF III波段(174MHz~239MHz)或L波段(1450MHz~1459MHz)频谱用于移动数字电视传输试验。中国的地面数字标准DMB-T/H描准这一机遇,不仅瞄准固定终端,还瞄准移动设备。DMB-T/H更接近于日本的ISDB-T,而非欧洲的DVB-T。与韩国的T-DMB相比,DMB-T/H所需带宽更高,因此在进行数据服务时更具优势,而且能够提供比T-DMB更多的频道。此外,中国相关组织还在积极开发一个手机电视标准——MMB,MMB底层借鉴了T-DMB,但在应用层会有所不同。这些,都为原本复杂的移动电视服务市场增添了更多悬念。
中国实现Mobile-TV的目的是2008年奥运会,复杂性最小的网络将成为中国的主导标准。从技术来看:DVB-H依靠已有DVB-T网络,以两种频段UHF和L-band进行传输。而T-DMB则不同,它依靠现有DAB网络运行,中国已经利用VHF和L-band进行数字广播,这正是为什么上海能够在如此短的时间以L-band试运行T-DMB的原因所在。在DVB-H、T-DMB、MediaFLO和ISDB-T等几大标准派系中,比较成熟的是欧洲标准DVB-H和韩国标准T-DMB。
三、移动数字电视采用的网络
1.广播电视技术与移动网络融合是最佳方案
从现在已经出现的手机电视服务来看,视频流的传送方式主要有两种:利用广播电视网络或利用蜂窝移动网络。中国移动和中国联通两大电信运营商早已在GPRS和CDMA 1X网络的基础上,通过流媒体技术提供手机电视服务,但是这种方式却存在并发用户数量受限、播放效果无法保证等缺憾,而且GPRS网络的传输速率受数据信道影响,理论上其最高传输速率约为172kbit/s,而T-DMB广播所能够提供的典型速率则可以达到384 kbit/s ,两者的传输质量根本无法相比。随着移动网络向3G发展,采用MBMS和BCMCS解决方案向用户提供下行广播信道从技术上讲毫无疑问是可行的。不久前,香港已经率先尝试将3G移动电视服务商用化。但是,虽然3G网络提高了速率,蜂窝网络实际带宽取决于小区(cell)内终端用户的带宽消耗,除非开辟专门的数据信道,否则电视服务必须与其它数据分享带宽,这样很容易造成网络堵塞。此外,基于小区广播的手机电视还需要解决跨小区(crossover)内容服务这个关键问题。对广播技术而言,基站的覆盖能力更强,跨小区问题对其影响也较小。表2列出了蜂窝网和广播网的参数比较。
2.两种传输网络的竞争
实现手机电视节目传输有两种网络,一是基于蜂窝移动通信网络,二是基于广播网络。目前从全球来看,广播电视网络的发展要先于蜂窝移动通信网络。而S/T-DMB、DVB-H、MediaFLO等几种移动数字电视标准中,基于S/T-DMB、DVB-H标准的网络建设及节目试播又超前于MediaFLO,特别是T-DMB在韩国以及在今后中国的发展,成为当前业界关注的最大亮点。韩国2005年5月最先实现S-DMB商用,又在2005年12月推出了T-DMB标准的手机电视。而美国、日本的MediaFLO、ISDB-T标准主要以在本地应用为主。欧洲采用DVB-H的手机电视于2006年5月才开始正式商用。但从全球看,DVB-H的发展更有后劲。
2005年全球电视手机的销售量为446万部,全部为支持S-DMB标准的手机。预计到2009年全球电视手机销售量将超过4200万部。而其中支持DVB-H标准的电视手机在未来市场的销售量更将大幅增长。
一个两难的问题在于是选择DVB-H还是MBMS。DVB-H通过电视广播网络提供(移动广播)服务,而MBMS通过3G网络提供(多点发送)服务。
目前在全球移动电视市场,有几种标准正在进行着激烈的竞争,其中包括诺基亚公司的 DVB-H标准、英国的DAB标准、韩国的DMB标准、美国高通公司的Media Flo标准和日本的综合数字地面广播标准ISDB-T等。诺基亚DVB-H标准有可能成为欧洲移动电视标准。
瑞典手机普及率超过110%、3G网络业已覆盖98%以上,瑞典的移动电视政策的情况是:广播公司和移动运营商相互竞争;而就所应该采取的技术,爱立信和诺基亚两大巨头势不两立;爱立信坚守3G网络并在其上构建MBMS,而不是诺基亚DVB-H那样的全新广播网络。对于3G网络MBMS传送从20到40套电视节目来说,在提供服务方面存在限制。
芬兰政府选定DVB-H作为其UHF频段移动电视广播的标准。欧洲电信标准协会率先支持诺基亚公司开发的DVB-H平台,DVB-H标准很可能成为欧洲移动电视主流标准。
美国Crown Castle International公司地面5MHz L段频谱完成了DVB-H网络技术测试,现已准备好为用户提供试运行服务。
韩国已经开通了数字多媒体广播(DMB)标准的商业移动电视、移动广播和移动多媒体服务。
上海交大对媒体展示ADTB-T标准,成功完成了移动发射移动接受、固定发射移动接受和移动发射固定接受三种模式。ADTB-T沿用了美国的单载波方案,但是克服了美国方案中不能接收的弊端,并且通过交大的研发,使ADTB-T方案在弱信号接收、高速移动接收中发挥了自己的特长。交大ADTB-T方案在时速430公里的磁浮列车上,观看电视新闻,也能保证画面的连贯。
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