欧洲在手持式移动电视领域走在了前面

在手机和iPod MP3播放机上看电视或者在汽车和高速列车里看电视的未来设想已不再遥不可及。欧洲自主开发的移动数字视频广播规范 DVB-H已经进入现场试验阶段,而且商业服务预定于2005年推出。

美国的大部分电信运营商和工业分析师对移动电视持怀疑态度,并公开质疑是否会有人看。In-Stat/MDR公司无线技术首席分析师Allen Nogee不仅怀疑消费者的兴趣,而且甚至质疑运营商是否想要这种技术,因为它要求使用其它空中接口,而不是通过他们自己的蜂窝网络传输数据。

欧洲人的想法不同。除了给手机添加一个现有的模拟或数字电视调谐器外,他们正在创建一个基于2.5G/3G蜂窝网络和数字地面电视广播基础设施的融合平台。曾经凭借GSM标准领导世界移动通信革命的欧洲相信,通过把DVB-H与IP数据广播结合在一起,它们现在已经设计出下一阶段的赢利模式。

DVB-H承诺通过地面数字电视广播的方式以低成本向广大移动终端提供压缩在IP数据包中的多媒体内容,而且同时不会阻塞蜂窝网络。支持者表示,该规范将为移动运营商创造机会,允许他们通过自己的计费系统来提供新的广播服务。

“例如,在一个体育场中的六万观众将能够在他们的手机上收看利用DVB-H技术广播的进球镜头即时回放,而不会中断整个蜂窝网络。”德国布伦瑞克工业大学教授Ulrich Reimers介绍道。在设计中,网络平台可以智能决定利用地面数字电视网络还是移动网络把足球场面传递给每个DVB-H终端。

许多期待下一个热点应用的芯片公司和消费系统制造商已经在DVB-H上投入大量资金。例如,飞利浦半导体公司正在开发专为手持电视应用优化的低功耗硅调谐器、低功耗信道解码器和低功耗基带解码器。

“电视已经移植到许多消费类产品中,”飞利浦半导体公司欧洲区业务开发经理Steve Turner表示,“我预计,电视将成为普及型消费电子设备的一个重要特征,而显然,这个设备就是移动电话。”

与此同时,意法半导体公司(ST)正在把Nomadik处理器内核瞄准的目标转向移动机顶盒应用,而该处理器原本是由其手机部门开发的。“在ST看来,移动电视将扩展到车载应用和类似iPod MP3播放器的小型设备上,”ST机顶盒部门卫星和地面业务的行销经理Chris Carter表示。

Xceive 公司是一家开发射频至基带接收器IC的硅谷新兴企业,它将发布一款完整的硅调谐器,用于超小型的模拟与数字地面和有线接收器。“就像照相机现在被集成到许多手机一样,在下一个五年内,电视将成为手机上一个可接受的普通功能,”Xceive公司销售和行销副总裁Jordan Du Val表示。

此外,手机巨头诺基亚公司已经开发出一款名为Nokia Streamer的设备,并宣称它是第一部移动IP数据广播接收器。它将跟电池一样成为Nokia 7700媒体手机的附件。这种组合产品将用于在柏林和芬兰首都赫尔辛基进行移动视频广播试验。

并不是所有美国蜂窝运营商都拒绝这种想法。Sprint 公司已经推出一种名为MobiTV的订阅服务,它利用CDMA 1X网络以连续流的方式提供实况电视节目,尽管速度只有每秒几帧。

“MobiTV是一个绝妙的想法,但他们采用了错误的技术,”诺基亚研究中心研究员Jukka Henriksson评论道。他是数字视频广播(DVB)项目中负责开发DVB-H规范的技术模块主席,而DVB项目是为数字电视和数据服务开发全球标准的业界联盟。

无需借助蜂窝网络,DVB-H采用 DVB-T标准的一个改进版本将电视节目以IP数据包的形式传递给低功耗的手持设备。DVB-H规范专门瞄准具有高速移动特性的低功耗电视接收器。

“采用DVB-H,电信运营商将能够第一次提供消费者已经了解的内容。他们知道它是什么并懂得如何使用它。”诺基亚风险投资公司业务开发总监Ari Beilinson表示。

根据诺基亚的统计,大部分每天观看2.5小时电视的人每天也会使用约10分钟的手机。“我们只是想为他们提供一种可能性,即在手机上看10分钟的电视。”Beilinson表示,“如果平均每位看显像管电视的手机用户改为每天看10分钟的手机电视,那么手机的使用时间将立刻翻番。这是一个容易实现的目标。”

尚不清楚的是,DVB-H是否将只是一种欧洲现象。“的确,世界某些区域可能在发展移动电视方面比其它地区具有更好的机会。”In-Stat/MDR的Nogee分析道,“在公共交通往返路程很远的地区,移动电视应用是有可能的。”不过,他同时指出:“液晶移动电视已经出现很多年,但我从未见到这些产品被大规模使用。”

“然而,没有什么能够阻止美国运营商采用DVB-H,”ST的Carter表示。他强调,美国没有一种能够与DVB-H 竞争的移动电视规范。实际上,Castle Castle公司今年进行的试验正在将DVB-H引入美国市场。Crown是一家向广播公司和无线运营商提供交钥匙工程和网络服务的公司。它正在匹兹堡市悄悄启动一个采用DVB-H技术的三点单频网络。

由于DVB-H允许灵活的网络设计,这使得我们有可能在现有的基于DVB-T的地面数字电视网络中复用DVB-H服务。我们也有可能在一个独立于地面DTV网络的专用DVB-H网络上推出DVB-H服务。为了推出DVB-H,美国运营商将不必使用ATSC(美国的地面DTV标准),因为这种标准的残留边带(VSB)调制方案被认为不适合于移动电视传输。

欧洲工业领导者一直在泛泛地谈通过DVB-T技术提供移动应用的想法,并声称与ATSC标准的8-VSB相比,它采用的OFDM调制方式能够更好地抵抗多径和衰减问题,因此很适合于移动应用。不过,据诺基亚的Henriksson透露,DVB项目联盟已经得出结论:DVB-T 不适合于移动应用。功耗是主要问题。

DVB-H构建模块

为了开发DVB-H,DVB项目联盟对DVB-T技术规范进行了修改,并引入了选项,以便在移动电视接收应用中实现更低的功耗、更鲁棒的移动性和更好的服务质量。其中关键的优化是时间分片(time slicing)和多协议封装前向纠错(MPE-FEC)。

飞利浦公司的Turner介绍道,DVB-H中要求的时间分片是通过将数据组织在1～2Mbit的突发脉冲中实现数据传输的,这使得设计师有可能在片段之间的大部分时间内关闭无线电。DVB组织宣称在视频流传输中,时间分片能节省多达90%的功耗。目标是使DVB-H传输链(包括调谐器、信道解码器和后端处理)的工作电流低于100 mA,Turner表示。相比之下,现在的DVB-T需要500至800mA电流。

DVB-H规范还提供了额外的纠错功能(即MPE-FEC),以提高移动性能和对脉冲噪音的容忍度。 “为了在移动接收中获得更鲁棒的信号,你需要添加另一个额外的纠错层。”Turner表示。

例如,为DVB-T电视机设计的屋顶天线能很容易地接收主要的电视信号,而不会受到来自下一个频道的信号干扰或者反射信号的干扰。另一方面,在高速飞驰的汽车中或以每小时300～400公里速度行驶的列车上,移动电视接收器为了保持连接,必须从多个信号源提取信号。

在DVB-H的物理层中,另一个可选功能是用于增强空中接口的所谓4k模式和4k符号交织器。(严格来说,“4k”意味着一个4,000点的快速傅立叶变换,但是在电视术语中它代表调制方案。)诺基亚的Henriksson表示,DVB-H的灵活网络架构提供了许多选择,包括2k、4k和8k模式。在4k模式中,移动性能是8k模式的两倍。使用4k模式所允许的最大单频网络规模还是2k模式的两倍。如果需要更鲁棒的解调方案,运营商可以采用正交相移键控技术。其它可选项包括16QAM或64QAM调制技术。

与此同时,该规范新的传输参数信令位能通知移动设备一个输入信号是DVB-H以及它是否采用了MPE-FEC。这可以确保更快地捕获信号,并更好地支持交接。

“在设计DVB-H手机时,制造商可以与普通的手机设计共享显示器、电池、电池充电器、用户界面和音视频解码器等部分。”TI公司无线高级架构经理Bill Krenik指出,“但相同之处仅限于此。你还需要集成一个DVB-H调谐器和一个信道解码器。”两个无线电通道是强制的,以便当有呼入电话时电视广播能够被中断。

Krenik预测,与其它类型的手机相比,DVB-H手机对信号处理链有更高的要求。他还指出,在手机领域,DVB-H将是第一项性能差异非常明显的移动技术。两个用户只要并肩站在一起就能很容易比较在他们手机上的电视画面质量。

作者: 吉田顺子