手機電視的技術及解決方案

在手機業界有這么一個說法：“去年是拍照年，今年是音樂年，明年是電視年。  ”移動電視目前已成為手機產業的熱門話題。根據歐洲、美國和日本對下一代通信業務的調查顯示，用戶對手機電視業務非常有興趣，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。

本文將介紹手機電視的相關技術，同時也將探討手機電視的一些解決方案。

二、手機電視面臨的問題

1.惡劣的無線接收環境

無線接收環境帶來了多徑問題，接收信號是來自不同路徑的發射信號的矢量疊加。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，導致系統的性能下降。

手機電視業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

在手機系統設計中，功耗是設計者最為關心的因素之一。移動電視業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觀看4個小時以上的電視節目。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劃相關。在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，中國的標準至今尚未確定。在制定移動電視標準時，基于經濟利益和技術延續性方面的考慮，各國也采用了不同的路線，大致的分布如圖2所示。

圖2　全球范圍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劃也并不統一。

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。

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、環內濾波、基于4