FLO：移動(dòng)多媒體時(shí)代的主角

 
　　為了以更經(jīng)濟(jì)有效的方式，同時(shí)向數(shù)百萬計(jì)的移動(dòng)用戶發(fā)送無線多媒體信息，結(jié)合市場分析和商業(yè)模型分析，運(yùn)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則，高通公司創(chuàng)新推出了一種全新的多播技術(shù)－ FLO（forward link only）。FLO技術(shù)設(shè)計(jì)之初秉承的目標(biāo)便是以更高效和低成本的方式向數(shù)百萬計(jì)的大眾用戶發(fā)送無線多媒體節(jié)目內(nèi)容，并且FLO技術(shù)將向全球標(biāo)準(zhǔn)化組織開放，以便形成合作規(guī)范和提請標(biāo)準(zhǔn)化組織采納。
　　近日，高通分別與三星電子和LG電子演示了基于手機(jī)上進(jìn)行FLO技術(shù)的現(xiàn)場、空中下載，以及空中傳送和觀看多個(gè)無線多媒體節(jié)目頻道，包括視頻節(jié)目和分組數(shù)據(jù)的廣播式傳送。專為在移動(dòng)環(huán)境下使用而設(shè)計(jì)的FLO技術(shù)，具有超越其它基于OFDM調(diào)制移動(dòng)多點(diǎn)傳送技術(shù)的諸多優(yōu)勢，包括比其它技術(shù)更高的視頻和音頻品質(zhì)、更快的頻道切換、更出眾的移動(dòng)接收、最優(yōu)化的手機(jī)電池待機(jī)能力和更大的容量。

技術(shù)創(chuàng)新背景
　　近年來，蜂窩移動(dòng)電話等終端在處理能力上呈現(xiàn)爆炸性增長。不斷增強(qiáng)的計(jì)算能力、存儲(chǔ)技術(shù)的提升以及高端圖形功能都加速了各類令人心動(dòng)的新業(yè)務(wù)的開發(fā)。然而，仍有一些服務(wù)由于傳送成本與期望收入不成比例而最終難以推廣，盡管就技術(shù)而言是可行的。
　　例如同時(shí)向大量（數(shù)百萬計(jì)）無線終端發(fā)送大容量（數(shù)兆字節(jié)）的多媒體信息。雖然從技術(shù)角度講，現(xiàn)有（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的單播）網(wǎng)絡(luò)（如3G網(wǎng)絡(luò)）可以支持該類業(yè)務(wù)，但市場分析顯示：對(duì)這種類似于傳統(tǒng)廣播可提供的節(jié)目內(nèi)容，用戶期盼其費(fèi)用低于其它點(diǎn)播類、互聯(lián)網(wǎng)類和雙向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的價(jià)格。這一成本難題使得運(yùn)營商難以找到一種能夠長期有效地提供上述業(yè)務(wù)的商業(yè)盈利模式。
　　僅2004年一年，美國人在視頻和多媒體業(yè)務(wù)上的消費(fèi)就高達(dá)870億美元，這足以證明此類業(yè)務(wù)所擁有的巨大吸引力。目前，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商面臨的挑戰(zhàn)將是：如何在確保盈利的前提下，實(shí)現(xiàn)將高品質(zhì)的多媒體內(nèi)容成規(guī)模地傳送到手機(jī)終端上。
　　FLO技術(shù)能夠大大降低向大批量同時(shí)用戶發(fā)送相同多媒體內(nèi)容的成本；并確保良好的用戶體驗(yàn)，即手機(jī)用戶不僅能夠享受傳統(tǒng)的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而且能夠通過同一手機(jī)在許多節(jié)目頻道內(nèi)容間“沖浪”。通過FLO技術(shù)，高通公司有效解決了以無線方式向大眾用戶提供多媒體內(nèi)容所面臨的關(guān)鍵性挑戰(zhàn)。擺脫了傳統(tǒng)的地面或衛(wèi)星傳輸格式的束縛，F(xiàn)LO技術(shù)可以以最低的功耗，支持更優(yōu)越的移動(dòng)性能和更高效的頻譜利用率。

主要技術(shù)特點(diǎn)
　　FLO技術(shù)是一種創(chuàng)新的廣播式多點(diǎn)傳送技術(shù)。作為MediaFLO系統(tǒng)的主要組成部分，F(xiàn)LO技術(shù)是專為提高容量和覆蓋范圍，同時(shí)降低向移動(dòng)手機(jī)發(fā)送多媒體內(nèi)容的成本而設(shè)計(jì)的一種空中接口技術(shù)。
　　FLO技術(shù)的主要功能包括：支持多達(dá)20個(gè)QVGA（320x240像素）品質(zhì)、每秒30幀的實(shí)時(shí)視頻節(jié)目頻道，還同時(shí)支持10個(gè)立體聲廣播頻道（HE AAC+立體聲）和每天800分鐘的準(zhǔn)點(diǎn)播類節(jié)目（短格式的視頻節(jié)目片段）；平均頻道切換時(shí)間為1.5秒，沒有緩存時(shí)間或等待進(jìn)度條等特點(diǎn)。由于減少了需要部署的發(fā)射機(jī)的數(shù)量，F(xiàn)LO技術(shù)大大降低了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。此外，廣播式的FLO技術(shù)將成為移動(dòng)運(yùn)營商蜂窩網(wǎng)絡(luò)（CD-MA2000 1X、1xEV-DO和WCDMA）數(shù)據(jù)及語音業(yè)務(wù)的重要補(bǔ)充，向使用這些蜂窩網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)發(fā)送基于廣播技術(shù)的節(jié)目內(nèi)容。
　　FLO技術(shù)采用正交頻分復(fù)用（OFDM）調(diào)制技術(shù)，該技術(shù)也被應(yīng)用于數(shù)字音頻廣播（DAB）、地面數(shù)字視頻廣播（DVB-T）以及地面綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播（IS-DB-T）。OFDM既可以滿足一個(gè)大蜂窩SFN中的移動(dòng)性要求，同時(shí)又可獲得較高的頻譜利用率。最短的發(fā)送時(shí)間間隔對(duì)應(yīng)于一個(gè)OFDM符號(hào)周期。OFDM可以通過添加適當(dāng)長度的“循環(huán)前綴”以應(yīng)對(duì)多個(gè)發(fā)射機(jī)造成的長時(shí)延；符號(hào)前插入的一段保護(hù)間隔（它為數(shù)據(jù)符號(hào)最后部分的拷貝）可確保正交性并防止載波間的干擾。只要保護(hù)期大于信道的最大時(shí)延，之前信號(hào)的所有影響都會(huì)被消除，從而保持了正交性。開發(fā)基于OFDM的系統(tǒng)時(shí)必須考慮一些設(shè)計(jì)上的折衷。設(shè)計(jì)決策取決于系統(tǒng)的用途，例如移動(dòng)性范圍、數(shù)據(jù)速率要求、支持的業(yè)務(wù)類型、用戶數(shù)和系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境等等。最根本的權(quán)衡是基本子載波特性（涉及子載波數(shù)目選擇，如選擇4K子載波模式）以及循環(huán)前綴長度的確定。

內(nèi)容采集分發(fā)
　　在FLO網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)時(shí)節(jié)目頻道的內(nèi)容直接從內(nèi)容提供商處獲得，一般是MPEG-2 格式（704或720 X 480或576像素），通過C波段衛(wèi)星得到，利用的是現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備。這是節(jié)目制作人員最常用的格式，因此簡化了內(nèi)容提供商與FLO系統(tǒng)的銜接。使用標(biāo)準(zhǔn)清晰度作為源內(nèi)容，可提供足夠的分辨率，以支持高效的代碼轉(zhuǎn)換至FLO網(wǎng)絡(luò)所支持的H.264  QVGA分辨率。
　　“非實(shí)時(shí)”節(jié)目內(nèi)容一般是通過IP鏈路采集，由一個(gè)內(nèi)容服務(wù)器接收。該內(nèi)容進(jìn)而被重新格式化為FLO分組流，在單頻網(wǎng)（SFN）上重新分發(fā)。FLO分組流的分發(fā)由MediaFLO分發(fā)系統(tǒng)（MDS）實(shí)現(xiàn)。非實(shí)時(shí)節(jié)目內(nèi)容將按照一個(gè)預(yù)定的節(jié)目時(shí)間表進(jìn)行發(fā)送。
　　將節(jié)目內(nèi)容發(fā)送至FLO發(fā)射機(jī)的傳送機(jī)制可以通過衛(wèi)星、光纖專線等方式。在目標(biāo)城市的某個(gè)或多個(gè)地點(diǎn)，該內(nèi)容被接收，F(xiàn)LO數(shù)據(jù)包被轉(zhuǎn)換成FLO波形再通過FLO發(fā)射機(jī)發(fā)送至該地區(qū)中的終端。如果有地方性內(nèi)容，它們將與廣域內(nèi)容合并，一并發(fā)送至目標(biāo)地區(qū)。
　　只有那些已訂購該業(yè)務(wù)的終端才能接收上述節(jié)目內(nèi)容。用戶可根據(jù)業(yè)務(wù)節(jié)目指南將“非實(shí)時(shí)”節(jié)目內(nèi)容存儲(chǔ)在移動(dòng)終端上，供以后觀看，也可以收看實(shí)時(shí)的直播節(jié)目頻道。節(jié)目內(nèi)容包括高品質(zhì)的視頻（QVGA）、音頻（MPEG-4 HE-AAC ）以及IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。3G蜂窩網(wǎng)絡(luò)（如1XEV-DO，UMTS或HSDPA）可以支持控制功能，以支持互動(dòng)性應(yīng)用以及方便業(yè)務(wù)的用戶授權(quán)。3G網(wǎng)絡(luò)的反向鏈路提供了支持包括購買和下載交易等應(yīng)用在內(nèi)的互動(dòng)性業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)。

重視用戶體驗(yàn)
　　任何一項(xiàng)新技術(shù)給用戶帶來的體驗(yàn)十分重要。根據(jù)目前的預(yù)計(jì)，運(yùn)營商將向客戶提供基于FLO技術(shù)，由MediaFLO系統(tǒng)支撐的“后臺(tái)”業(yè)務(wù)。舉例說明（6MHz頻點(diǎn)內(nèi)）采用FLO技術(shù)所能支持的節(jié)目內(nèi)容。所有節(jié)目頻道為：30幀/秒（fps），QVGA（Quarter Video Graphics Array：240X320像素，它是VGA -- 480X640像素的四分之一）品質(zhì)的視頻加立體聲伴音。節(jié)目頻道包括：14個(gè)廣域內(nèi)容（如全國性節(jié)目頻道）的實(shí)時(shí)視頻流媒體頻道，5個(gè)地方節(jié)目內(nèi)容的實(shí)時(shí)視頻流媒體頻道；此外，還可以同時(shí)支持50個(gè)全國范圍的“非實(shí)時(shí)”頻道（用戶訂購后下載回放的節(jié)目）和15個(gè)地方的“非實(shí)時(shí)”頻道，其中每個(gè)“非實(shí)時(shí)”頻道每天可提供20分鐘的節(jié)目內(nèi)容?！胺菍?shí)時(shí)”的節(jié)目內(nèi)容可在用戶不感知的情況下通過“后臺(tái)”操作自動(dòng)傳送，用戶可根據(jù)所提供的節(jié)目指南隨時(shí)收看。本地和廣域節(jié)目內(nèi)容的分配比例是比較靈活的，并可在節(jié)目編排過程中進(jìn)行調(diào)整。“非實(shí)時(shí)”的節(jié)目使用戶可以隨時(shí)獲取音樂、天氣或新聞概要等內(nèi)容，而實(shí)時(shí)的節(jié)目則能夠更好地支持體育賽事等的直播。除廣域和本地節(jié)目內(nèi)容之外，節(jié)目內(nèi)容還可包括大量IP（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）數(shù)據(jù)頻道。這些頻道可包括（但不局限于）交通信息、金融信息或當(dāng)?shù)氐淖钚绿鞖馇闆r等。
　　“頻道的快速切換”是影響用戶體驗(yàn)的一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)。同等重要的指標(biāo)還有“支持的收看時(shí)間”，設(shè)計(jì)目標(biāo)為至少與通話時(shí)間相當(dāng)，甚至比它更長。從而不會(huì)因?yàn)槭謾C(jī)耗電原因，成為該業(yè)務(wù)發(fā)展的瓶頸。
　　MediaFLO的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則就是向手機(jī)用戶提供如同看電視一樣的收視體驗(yàn)，提供一個(gè)用戶熟悉的節(jié)目指南界面。用戶就像選擇電視頻道一樣訂購一個(gè)手機(jī)多媒體“業(yè)務(wù)包”。選定并訂購以后，用戶便可隨時(shí)收看所選頻道上提供的節(jié)目了。除了能夠?yàn)g覽高質(zhì)量的視頻和音頻內(nèi)容和IP數(shù)據(jù)內(nèi)容外，用戶還可以享受相關(guān)的互動(dòng)服務(wù)，如選擇購買一張音樂專輯、下載鈴聲，或是下載一首在音樂頻道中播放的歌曲。他們還可以通過購買，觀看到除節(jié)目指南以外更多的視頻點(diǎn)播類節(jié)目。
　　
優(yōu)化終端功耗
　　基于廣播技術(shù)的FLO網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)運(yùn)營商的3G網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，可以支持豐富的互動(dòng)性業(yè)務(wù)，允許移動(dòng)終端與全國運(yùn)營中心（NOC）通信，從而支持用戶在手機(jī)上進(jìn)行業(yè)務(wù)訂購和接入密鑰的分發(fā)。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波形信號(hào)。支持FLO的終端以手機(jī)為主：既是電話又是地址簿、互聯(lián)網(wǎng)端口、游戲機(jī)的多功能手機(jī)。
　　在上述所有功能之中，最重要的仍然是來話和去話等話音業(yè)務(wù)功能。由于移動(dòng)終端支持的所有應(yīng)用共享著相同的資源———其中最重要的便是電池電量———所以耗電過多的業(yè)務(wù)將很快被市場淘汰。不能有效使用本地資源（如屏幕）或是不能有效使用網(wǎng)絡(luò)連接（例如：要求無線接收機(jī)保持“始終開機(jī)”或“大部分時(shí)間開機(jī)”狀態(tài)）都會(huì)造成電量浪費(fèi)。通過終端智能化集成和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化發(fā)送，在FLO設(shè)計(jì)中對(duì)功耗進(jìn)行了特別優(yōu)化。
　　FLO技術(shù)同時(shí)優(yōu)化了功耗、頻率分集和時(shí)間分集。其它類似的且效率較低的系統(tǒng)則只能優(yōu)化其中的一個(gè)或兩個(gè)指標(biāo)，最終犧牲了其它指標(biāo)。FLO具備獨(dú)特的能力允許其只接收全部發(fā)射信號(hào)中的一小部分，而且既不犧牲頻率分集又不影響時(shí)間分集。正因?yàn)榫哂猩鲜龅脑O(shè)計(jì)，支持FLO的移動(dòng)終端的電池壽命有望與傳統(tǒng)的手機(jī)相媲美，即電池每充電一次，可以支持若干小時(shí)的視頻節(jié)目瀏覽和話音通話以及若干天的待機(jī)時(shí)間。
　　
相比其它技術(shù)
　　現(xiàn)有的多種技術(shù)可解決或是部分地解決無線多媒體節(jié)目分發(fā)的需求。這些技術(shù)大都是基于現(xiàn)有的數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)的變體或衍生物。本節(jié)中，將對(duì)這些制式與FLO技術(shù)所提供的專用無線多媒體多播解決方案進(jìn)行比較。表1列出了這些制式。所有的制式都采用OFDM調(diào)制技術(shù)，除了S-DMB，它使用的是CDM（碼分調(diào)制）調(diào)制技術(shù)。其它所有的制式都采用了卷積編碼和Viterbi譯碼，而FLO使用的是一種更現(xiàn)代更高效的Turbo碼。所有制式都使用了一個(gè)級(jí)連的Reed Solomon碼。　　
　　總之，通過FLO單頻網(wǎng)架構(gòu)起跨越技術(shù)可行性與經(jīng)濟(jì)可實(shí)施性之間至關(guān)重要的橋梁，為運(yùn)營商向其客戶提供無線多媒體節(jié)目內(nèi)容建立起一套完整的解決方案。此外，F(xiàn)LO技術(shù)與現(xiàn)有蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，通過創(chuàng)新業(yè)務(wù)（互動(dòng)性業(yè)務(wù)等）推動(dòng)需求的增長，從而帶來更大的收益。采用FLO技術(shù)，可以更經(jīng)濟(jì)、更高效、更輕松地提供面向大眾市場的無線多媒體業(yè)務(wù)。FLO技術(shù)的設(shè)計(jì)初衷在于滿足全球市場對(duì)無線多媒體業(yè)務(wù)的需求。通過FLO技術(shù)，移動(dòng)用戶能夠真正享受到更好的無線多媒體服務(wù)。