手機電視承載技術漫談

標簽：ISDB-T技術 MBMS

1、引言

在美國、歐洲、韓國、日本，手機電視服務已經逐漸成為移動增值業務的一個重要組成部分，并被業內視為下一個最有潛質的電信增值業務增長點，甚至認為將是3G的“殺手級”應用之一。手機電視市場蘊含著巨大商機，業內專家預計，未來10年內手機電視的年用戶訂閱總額將達到270億美元，到2010年全球總用戶數將達到2.5億。事實也有所證明，美國SPRINT公司在半年內就以月租費10美元發展了30萬月租用戶。在中國，到2008年北京奧運會到來之時，手機電視也許將真正步入百姓生活，使用手機收看電視節目將變得稀松平常。

目前，與手機電視業務相關的各種承載技術發展迅速，美國、歐洲、韓國、日本都有其自己的標準，中國也有了自主知識產權的技術，形成了多種承載技術并存的局面。

2、手機電視承載技術介紹

手機電視承載技術主要有三類：利用移動網絡實現的方式(3GPP MBMS技術和流媒體技術)，利用衛星網絡實現的方式(韓國S-DMB和歐洲S-DMB技術)，利用數字地面廣播實現的方式(歐洲DVB-H技術、日本ISDB-T技術、韓國T-DMB技術、高通MediaFlo技術和國內手機電視技術，如清華數字地面電視技術DMB-T和上海交大數字地面電視技術ADTB-T等)。

2.1　利用移動網絡實現的方式

目前，國內有運營商基于GPRS和CDMA 1x網絡提供了手機電視業務，這種手機電視業務實際上是利用流媒體技術，把手機電視作為一種數據業務推出來，采用點對點的方式而非廣播的方式傳送數據。不管是GPRS手機還是CDMA 1x手機，都需要在手機終端上安裝相應的播放軟件，而相應的電視節目則由運營商或者通過相應的SP來組織和提供。

流媒體采用客戶端/服務器模式將連續的影像和聲音信息存儲于網絡服務器上，服務器根據手機發出的請求發送數據流，手機通過GPRS或3G網絡一邊下載一邊播放，可支持點播與直播業務。其網絡結構如圖1所示。

圖1　利用流媒體技術實現的手機電視業務網絡結構

流媒體采用的這種點對點方式的傳送，在大量用戶都需要下載高速數據時，信源與每個接收用戶都有各自的鏈路，這樣對移動網絡資源消耗較大，并容易導致網絡擁塞。對于實時電視或視頻直播類業務，其承載成本并無優勢。但是流媒體方式可適合個性化要求強的業務，如視頻點播類業務。

隨著移動用戶高速寬帶數據業務的應用，當大量用戶同時接收同樣的高速數據時，由于待發送內容是每個用戶都需要接收的數據，如果信源與每個接收用戶建立鏈路，每條鏈路上又都重復發送相同數據，這樣會造成資源使用的重復和浪費。因此，需要一種支持移動的廣播多播技術可以有效利用信源和無線網絡空口資源，以減少網絡中傳送的數據量，克服網絡擁塞。3GPP R6標準于2002年啟動，規定了利用UMTS網絡實現手機電視功能的移動廣播組播業務MBMS標準。只要在現有UMTS網絡中進行最小改動，絕大部分功能實體和空口協議無需改變，即可實現MBMS。

MBMS網絡(見圖2)基于原來的UMTS網絡結構，添加了網元BM-SC，它是內容提供者的入口，用于授權和在移動網中發起MBMS承載業務，并按照預定時間計劃傳送MBMS內容。其功能包括：授權第三方內容提供商對用戶進行鑒權和計費;向GGSN提供MBMS傳輸相關參數;發起和終止MBMS傳輸資源;從外部數據源接收內容，運用錯誤恢復機制進行重傳;調度MBMS會話傳輸，重新獲得外部數據內容，給每一個MBMS會話用“MBMS會話標識符”做標記，使用戶能夠區分MBMS重傳會話;業務聲明，包括媒體描述、會話描述等的功能。

圖2　MBMS網絡結構

對已有的UMTS/GSM分組網功能實體GGSN，SGSN，RNC/BSC和UE，也需要增加MBMS相關功能和過程，如在預定的組播或廣播業務區域的資源管理，支持業務發起和中止;MBMS接收者的移動性管理，與普通的語音數據功能的并發考慮等。

MBMS技術中新增了新的物理信道MICH(MBMS Indicator Channel)，用來傳送MBMS的通知指示，尋呼訂閱了某業務的MBMS用戶。新增邏輯信道MTCH，MCCH，MSCH信道，它們映射到FACH傳輸信道，用于承載業務數據和相關控制信息。當定制業務用戶多的時候用廣播的方式使用FACH信道傳輸，當定制業務的用戶很少情況下仍然可采用專用信道，因為FACH信道的發射功率比DCH大，定制業務的用戶很少會浪費功率，此時可從廣播傳輸的方式切換到專用傳輸的方式，以節省功率資源。

當終端用戶移動到不同基站下的小區分界處時候，采用宏分集技術同時接收來自兩個基站的電視數據(見圖3)。在實現宏分集技術時，要求網絡側針對同一MBMS業務在兩小區間進行內容同步和一定程度上的時間同步。

圖3　MBMS宏分集技術

MBMS可應用組播模式和廣播模式兩種業務模式。廣播模式接近于數字電視業務，而組播模式專注和定位于群業務。組播模式提供了更好的計費特性，包括服務訂閱、接入和推出功能，需要用戶簽約相應組播組，進行業務激活，并產生相應的計費信息，而廣播業務不需要小區中所有用戶都制定該業務便可以獲得。由于組播和廣播模式在業務需求上存在不同，導致其業務流程也不同(見圖4a、圖4b)。

簽約即向運營商制定組播服務，運營商授予用戶使用該業務的權利，并對用戶進行計費登記;MBMS業務聲明機制使用戶得到MBMS業務的相關信息;廣播組播業務中心BM-SC發起會話開始，觸發由MBMS數據傳送建立相應的網絡資源;網絡側利用MBMS通知使UE確認正在或即將傳送的MBMS數據。最后由廣播組播業務中心BM-SC發起的會話結束，觸發由MBMS數據傳送釋放相應的網絡資源。