移動電視的技術及解決方案解析

根據歐洲、美國和日本對下一代通信業(yè)務的調查顯示，用戶對手機電視業(yè)務非常有興趣，有40-60%的用戶希望可以在手機上收看電視，愿意每個月支付10歐元。到2008年，全球將有大約2億用戶使用此項服務，而亞洲將成為手機電視最流行的地區(qū)。

本文將介紹移動電視的相關技術，同時也將探討移動電視的一些解決方案。

移動電視面臨的問題

1.惡劣的無線接收環(huán)境

無線接收環(huán)境帶來了多徑問題，接收信號是來自不同路徑的發(fā)射信號的矢量疊加。不同的路徑引入了不同的延遲和相位，如圖1所示。

　　圖1　無線信道中的多徑傳播

如果信道的延遲擴展大于發(fā)送信號的符號周期，信號將產生頻率選擇性衰落并引起符間干擾，導致系統(tǒng)的性能下降。

手機電視業(yè)務必須為以不同速率運動的移動用戶提供高質量和可靠的視頻傳輸，包括基本靜止的室內用戶，低速跑動的移動用戶（小于30km/h）和處于高速運動的車輛中的用戶（大于100km/h）。接收方相對于發(fā)送方的運動會產生多普勒頻移。此頻移與相對運動的速度成正比，它會導致相鄰載波的干擾，影響載波之間的正交性。系統(tǒng)設計者希望解調器具有較大的多普勒頻移范圍，它是衡量無線電信道時間選擇性的尺度。

2.手機的功耗問題

在手機系統(tǒng)設計中，功耗是設計者最為關心的因素之一。移動電視業(yè)務的引入不能以過多地犧牲待機時間為代價，用戶希望一次充電能連續(xù)觀看4個小時以上的電視節(jié)目。以往的地面數字廣播標準，比如DVB-T，雖然在高速運動下有不錯的接收性能，但并沒有為移動接收的功耗作特別的設計和優(yōu)化，目前較省電的DVB-T前端也要消耗約300-500mW的功耗，這對手機電池而言，還是不夠經濟。在移動電視業(yè)務給手機引入的功耗中，接收前端大約要占到80%的比例，因此，選擇針對功耗專門設計的移動電視標準，設計低功耗的調諧器和解調器，是芯片設計者需要面對和解決的問題。

3.多種標準、多個頻段的問題

這是個較為復雜的問題，超越了純粹的技術范疇，與數字電視演進的歷史和各國的政策規(guī)劃相關。在已經商用的地面數字電視廣播標準方面，美國和韓國是ATSC標準，日本采用了ISDB-T標準，歐洲和澳洲采用了DVB-T，中國不久前也制定了DMB-TH地面電視標準。在制定移動電視標準時，基于經濟利益和技術延續(xù)性方面的考慮，各國也采用了不同的路線，除了中國日前制定的CMMB本土移動電視行業(yè)標準，全球移動電視標準大致的分布如圖2所示。

　　圖2　目前投入使用的移動電視標準的地理分布示意圖

在頻譜方面，主要涉及到四個頻段：VHF III（174-240MHz）、UHF（470-862MHz）和L1（1452-1492MHz）、L2（1660-1685MHz）。各國對手機電視的頻譜規(guī)劃也并不統(tǒng)一。

多標準、多頻段會帶來全球漫游的問題，美國的用戶到了日本就可能無法享受到手機電視的服務。要解決這個問題，移動接收的調諧器和解調器，乃至應用處理器必須具備靈活性，支持多種標準和多個頻段，這為芯片廠商帶來了技術上的挑戰(zhàn)。

4.高級的音視頻編碼標準

為了充分利用寶貴的頻譜資源，在有限的帶寬下提供盡可能多的節(jié)目頻道，服務提供商必須使用高級的音視頻編碼技術，比如最新的視頻壓縮標準H.264（MPEG-4 Part 10）和音頻編碼標準AAC，其中H.264的壓縮率比MPEG-2高出2-3倍，1Mb/s的圖像數據接近MPEG-2DVD的圖像質量，因此，它是手機電視中最為理想的信源壓縮編碼標準。H.264在結構上還是基于DCT域的運動補償架構，不過相比以往的視頻編碼標準，它采用了更先進的技術，比如具有方向性的幀內預測、基于可變塊的運動分割、基于上下文的二進制算術編碼、環(huán)內濾波、基于4