技术前沿：诠释“手机电视”概念

福音牧师

“手机电视”被业内认为是2004年最热门的无线应用之一。近日移动、联通分别推出了各自的“手机电视”业务。媒体、运营商也进行了大肆炒作，其历史意义不言而喻，确实让人兴奋不已，然而真要那么好吗？让我们来分析一下。

　　首先，要在手机上看电视，技术上需要三个环节：信号源、传播途径和接收终端。此项业务要想“热”起来，还需要有令人满意的收视效果、合理的收视资费、物美价廉的收视终端。

　　信号源方面，电视频道的选择是否受到欢迎是前提，只要移动运营商或业务代理商与广播电视服务商在利益分配上合理，双方满意，应该不成问题。传播途径方面不外乎两种：无线微波技术和网络传输技术。

　　前者与移动运营商没有关系，在移动终端上安装相应芯片并和电视节目提供商签订协议即可收看。2003年索尼公司就开发成功了手机微波数字电视调谐器模块，功率不足150mW，可以接收微波数字电视和微波数字广播电视节目，能够收看VHF频带7个频道和UHF频带的13～62个频道。不过，该芯片价格较高（约合人民币3330元），且目前国内能够看到数字电视的地区很少。

　　目前我国移动运营商主要是通过2.5G或2.75G网络传输技术来播放“手机电视”节目的。也就是说移动通过GPRS，联通通过CDMA1X。采用的播放技术与美国Idetic公司和美国Sprint PCS公司推出的面向手机的实时影像发送服务“MobiTV”的相同，其帧速率只有1～2帧/秒，由于帧速率太慢，有如看幻灯片。不过，一种在线路速度只有8～12Kbit/秒情况下播放帧速率12～15帧/秒的技术已经出现，该技术利用微软影像压缩技术??Windows Media9在OS采用微软Windows Mobile的手机上得以实现，相信这项技术的应用，将极大的提高手机电视的视觉效果。

　　就我国目前移动运营商的网络状况来看，移动的GRPS平均速率在40k左右，对于现有的应用，已经有些捉襟见肘，如果再上“手机电视”业务，大规模商用的话要么必须扩容，要么上马3G，否则很难。对于联通来说CDMA1X来说，平均速率在100k左右，速度比GRPS快些。不过两者目前都受播放技术限制，有如在高速公路上跑牛车，效果如何不必多说。

　　接收终端??手机，是“手机电视”业务的最后一个环节。目前，支持手机电视业务的手机种类非常之少，移动的只有六款，联通的只有一款。这些手机的价格平均价格在5000元以上，部分产品的价格甚至超过了7000元。这种价位决定了“电视手机”在目前只能是供少数人享用的奢侈品，而没有终端的普及，“手机电视”服务的普及无从谈起。

  　另外，手机电池的使用时间仍是其收看电视节目的软肋。目前的几款手机收看时间也就在一小时左右，要想长时间观看的话，恐怕要插上电源。不过，“手机电视”的卖点就是在移动中观看，移动的时候恐怕找不到电源插座，要是能够找到插座的话，为什么不通过电视收看？再者，手机的主要功能是打电话，总不能因为看电视耗光了电池，而无法打电话吧？！孰重孰轻，需要仔细掂量。

　　影响“手机电视”业务普及的另一项重要因素就是资费问题。其费用构成应该是服务费加接入费。美国Sprint公司MobiTV（移动电视）服务每月收费9.99美元，还需要加上接入费。目前国内“手机电视”属于试用阶段，资费还没有出台，但是有人曾经按照流量估算，相对便宜的联通CDMA1X其“手机电视”业务每分钟就达到25元，这还不算服务费。如果不采用包月的话，其价格不敢想象。

　　综上所述，“手机电视”在现有的技术和网络条件下，应该还属于试验阶段，也是移动运营商为自己的数据业务塑造品牌形象的一个重要手段，其历史意义远大于实际意义。同时也是运营商为其3G应用打基础。

手机电视技术要点详析

摘 要：利用手机来看电视必须解决如下几项技术难题：高压缩率的信源编码；高可靠、抗干扰性能强的信道处理技术；高频谱利用率的数字调制技术；高集成、体积小、重量轻、耗电省的手机芯片；必须开发出高容量、体积小、寿命长的手机充电电池。本文主要介绍手机电视的相关技术。
关键词：手机电视 2G 2.5G 3G 4G 信源编码 信道编码 数据压缩 GPRS H.264

一、手机电视

1. 手机电视系统要求

提起手机电视，人们很自然地想起备受关注的3G??第三代移动通信技术。相对第一代仿真制式手机（1G）和第二代GSM、TDMA等数字手机（2G），第三代手机一般来讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括可视电话、网页浏览、电视会议、电子商务等多种信息服务。为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速率，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbit/s、384kbit/s以及144kbit/s的传输速率。一般地说手机电视必须具备如下要求。

（1）可以在2.5G的GSM/GPRS、cdma2000 1x和3G的cdma2000 1x EVDO等系统上提供电视节目直播等流媒体业务；

（2）系统设计依据分布式体系结构，使主干线路传输不存在“瓶颈”；

（3）实现对移动用户的分层管理；

（4）软件系统技术先进、管理界面友好，具有较强的稳定性及容错性；

（5）系统具有良好的可扩展性和安全性。

目前手机电视的用户群定位于商务高端用户和追求时尚一族，这些用户有两大特征。

（1）受教育程度较高：手机电视的使用要求用户对互联网知识有相当了解，同时要对手机的高端应用功能比较熟悉，且在工作生活中对信息资讯有强烈的获取愿望。

（2）经济条件较好：目前可支持手机电视功能的手机均属高端手机，且每月通信费要保持较高额度，使用者应具备较好的支付能力。

2. 手机电视功能特点

移动上网速率决定着手机电视能否顺利开展，从中国移动、中国联通等运营商目前的移动上网效果来看，CDMA网络优于GSM网络，但仅能稳定在40kbit/s左右，今后有望达到100kbit/s。当移动上网速率稳定为100kbit/s时，手机电视业务才能得以顺利开展。手机电视具有如下功能。

（1）对网络带宽的适配功能：对于移动用户，在同一地点的不同时间或在同一时间的不同地点所能使用的网络带宽会有很大不同，所以用统一带宽速率压缩的内容无法满足不同用户的实时播放需求。流媒体业务应根据用户的实际使用状况，提供带宽适配的功能。当用户在播放流媒体内容时，流媒体业务平台能够探测用户当前的实际带宽，然后把以接近实际带宽速率压缩的内容发送给用户，保障用户能够在不同的带宽情况下都能看到无中断的播放。

（2）负载均衡功能：当流媒体系统有多个流媒体服务器时，系统具备为用户的流媒体服务请求选择最合适的流媒体服务器的能力。

（3）流媒体服务的中断和续传：无线传输由于其网络的特殊性，容易出现阻塞和中断，影响用户观看，手机电视系统提供断点续传功能。

（4）容错功能：无线电传播环境恶劣或用户处于移动状态等诸多因素，均能造成视频传播的损耗。多媒体信息经过压缩后对错误特别敏感，所以多媒体信息通过无线信道传播时，极易出现错误。手机电视系统通过采用带宽冗余和丢包重发机制来保证容错。

3. 手机电视的三大关口

在目前2.5G或是2.75G的网络环境下，“手机电视”的推广仍会遇到不少难关。

（1）传输效果不稳定

就目前的观看效果来说，不管采用什么技术，播放的图像速度都受到网络速度的制约，达到像电视一样实时传输的平滑效果是个不易解决的问题。虽然亲身体验时，“手机电视”的效果都还不错，但是这种“成绩”是在用户数量较少的情况下取得的，如果用户数量快速上升，现有的网络带宽和手机处理速度能否从容应付就成了一个大问题。

（2）手机种类少，收视价格高

眼下可以观看“手机电视”的手机类型还不多，主要是能够支持视频、音频文件在线播放的手机，平均价格都要5000元以上，部分产品的价格甚至超过了7000元，这种价位决定了“电视手机”在目前只能是供少数人享用的奢侈品。而没有终端的普及，“手机电视”服务的普及又从何谈起呢？无法实现这一点，“手机电视”的市场意义也就不存在。而高昂的收视价格是另一道门槛，要看手机电视，至少要付两笔费用：第一笔费用是手机上网的流量费用，不考虑资费套餐的因素，如果看1个小时的电视节目，流量费就要200多元；第二笔费用则是付给节目内容提供商，具体收费标准难以一概而论。但仅从流量费来看，手机看电视的代价也不菲。

（3）待机时间短

其实3G手机之所以在全球范围内“难产”，其中一个重要原因就是现有的手机电源技术还无法在3G手机的强大功能和保证正常通话时间之间取得平衡。以“手机电视”演示为例，其消耗的电量颇为惊人，在短时间内观看一段节目尚可，但是想看完一部长片，用户可能就要接上充电器了，在这种情况下，移动视频的“移动”特性又如何体现呢？有鉴于此，“手机电视”服务在现有的技术和网络条件下仍然还充满“试验”的味道，而运营商争相推出该项业务的目的恐怕还是为自己的数据业务塑造品牌形象，丰厚的市场收入显然不是现阶段考虑的问题。虽然如此，运营商对该项服务的集体预演仍然具有历史意义，因为只有在看得见、摸得着的情况下，用户才会对3G真正产生兴趣，而这正是体验经济的精髓所在。

现在的手机待机时间一般都在三天到一周，如果收看电视节目，一般还没过瘾手机就会没电了。所以，延长待机时间是部分手机制造商面临的紧迫问题。

尽管目前“手机电视”推广仍有不少障碍，但电信运营商仍争相进入手机电视领域，其最终目标其实是3G。3G手机一般是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统，能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。现有的手机电视业务，可以视为3G手机功能的预演。

二、手机电视技术要点　

1. 高压缩率的信源编码

（1）欧洲DVB-H标准

欧洲DVB组织在推出数字电视传输的系列标准以后，又制定了DVB-H标准。DVB-H标准支持的是手机等小型移动终端设备，它可成为手机数字电视传输标准。DVB-H是建立在DVB（数据广播）和DVB-T（传输）两个标准之上的标准，虽然它是一个传输标准，事实上注重于协议实现。系统前端由DVB-H封装机和DVB-H调制器构成，DVB-H封装机负责将IP数据封装成MPEG-2系统传输流，DVB-H调制器负责信道编码和调制；系统终端由DVB-H解调器和DVB-H终端构成，DVB-H解调器负责信道解调、解码，DVB-H终端负责相关业务显示、处理。DVB-H系统并不是简单的将数据广播和DVB-T融合在一起，这主要是因为DVB-H标准支持的是手机等小型终端设备，它们的天线更小巧，移动更为灵活，因此DVB-H传输系统还具有以下特殊要求：

①为提高电池的使用时间，终端周期地关掉一部分接收电路以节省功耗；

②能漫游，漫游时仍能非常顺利地接收DVB-H业务；

③传输系统能保证在各种移动速率下顺利接收DVB-H业务；

④系统具有很强的抗干扰能力；

⑤系统能提供足够的灵活性以满足不同传输带宽和信道带宽应用。

2）可用于手机电视的信源压缩编码标准??H.264

H.264是ITU-T的VCEG（视频编码专家组）和ISO/IEC的MPEG（活动图像编码专家组）的联合视频组（JVT，joint video team）开发的一个新的数字视频编码标准，它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4的第10部分。2002年6月，JVT第5次会议通过了H.264的FCD板。H.264的压缩率比MPEG-2高出2～3倍，1Mbit/s速率的图像数据接近MPEG-2中DVD的图像质量，因此，其是手机电视中最为理想的信源压缩编码标准。

H.264的应用场合相当广泛，包括可视电话（固定或移动）、实时视讯会议系统、视频监控系统以及因特网视频传输，多媒体信息存储等。

H.264是DPCM加变换编码的混合编码模式。它不用众多的选项，获得比H.263++好得多的压缩性能；加强了对各种信道的适应能力，采用“网络友好”的结构和语法，有利于对误码和丢包的处理；应用范围较宽，以满足不同速率、不同解析度以及不同传输（存储）场合的需求；它的基本系统是开放的。

在技术上，H.264标准中有多个闪光之处，如统一的VLC符号编码，高精度、多模式的位移估计，基于4×4块的整数变换、分层的编码语法等。这些措施使得H.264算法具有很高编码效率，在相同的重建图像质量下，能够比H.263节约50%左右的码率。H.264的码流结构网络适应性强，增加了差错恢复能力，能够很好地适应IP和无线网络的应用。

2. 高可靠、抗干扰性能强的信道处理技术、高频谱利用率的数字调制技术用于DVB-H的COFDM（编码正交频分多路调制）调制器（PT5780），符合DVB-T ETS 300 744标准，数字电视传输流具有ASI 串行接口及SPI并行接口，支持COFDM调制2K、8K模式，固定中频输出及射频全频道输出。该调制器用于手机电视系统的发射机端。具体指标如表1所示。(详情见2005第三期杂志)

3. 高集成、体积小、重量轻、耗电省的手机芯片，还必须开发出高容量、体积小、寿命长的手机充电电池用来观看电视的手机体积应与目前使用的手机大小相当，最多也只能显示屏增大一些。如果体积过大或重量过重都不为用户看好。要使手机能看电视需增加数字电视信号信道解调、数据解压缩等超大规模集成电路，这此电路耗电量都很大，因此要求充电电池容量大、寿命长。

三、手机电视产业的发展使三网融合进程加快

虽然国内何时发放3G牌照至今仍存悬念，但3G应用已提前来到了我们身边。广州移动正式开始向“全球通”GPRS用户提供手机电视服务，诺基亚、索爱、西门子等公司的6款手机，将首先开通此项增值服务；随后，四川移动公司宣布，通过与相关软件商和内容提供商合作，公司将向成都全球通GPRS手机用户提供手机电视服务。面对移动“分兵作战”的咄咄攻势，联通采取了“全盘统一”的整体战术，宣布在全国范围推出“视讯新干线”增值服务，即联通C网（手机为133开头）用户可以通过CDMA1x网络即时收看电视节目；随后，联通又发布了支持其移动数据服务的CDMA手机??大显CU928。

业内人士指出，两大电信企业相继开通的手机电视业务，拉近了电信产业与广电产业间的距离，不但有助于有线电视网、互联网、电信网三网融合的进程，而且将加快手机电视产业链的建设速度。

四、手机电视标准的竞争

在欧美和日本市场，手机电视业务同样也是目前炙手可热的话题。但他们推崇的实施方案却是广播电视网络+移动网络的方式，它是指下传信号通过高带宽的数字广播电视网络进行，而上传信号则利用现有的移动网络，这样既实现了高清电视节目的传送，同时也可利用现有的移动网络实现用户信息的收集从而方便地进行资费统计。为此，欧洲正在制定一种称为DVB-H的针对手机电视的标准，它基于DVB-T标准，但特别针对手机的低功耗和高速移动性能作了修改。已有几个大的试验网在进行中，预计2005年正式商用。飞利浦电子、意法半导体等厂商正在开发相关的芯片，而诺基亚、NEC和飞利浦等手机厂商已推出相关的手机用于试验网。

韩国将异军突起。2004年，韩国广播公司和消费设备制造商在IBC上向欧洲观众鼓吹他们基于T-DMB的移动DTV项目的速度。由于韩国定于今年底推出移动广播，而欧洲的DVB-H试验才刚开始，所以韩国人声称他们已经超越欧洲。

尽管世界其他地区一直试图利用地面数字电视标准进行移动广播，但韩国人正忙着修改几乎已有十年历史的基于Eureka-147的DAB技术，以便将其用于视频广播。T-DMB将ITU-T H.264编码技术用于视频，将MPEG-4比特分片算术编码技术用于音频。然后，它通过采用MPEG-4同步层和MPEG-2传输流将它们连同额外数据一起进行多路复用。由于DMB和DVB-H的基础构造模块比较相似，因此采用不同移动电视标准的两种手机最终在质量或功耗上不会有很大区别。

不过，三星电子公司移动解决方案实验室表示，DAB拥有几项优势，包括现成的DAB网络基础设施，需要更少投资因而具有更低单位成本的覆盖区域；而且许多公司已经开发出DMB芯片。

有人认为，DVB-H的致命弱点是频率。电视频率的分配受政府严格管制，这可能会妨碍DVB-H的部署。相比之下，DMB可以直接进入已经广泛部署的DAB基础设施，其中欧洲地区的覆盖率已经接近80%。为了确保足够的带宽并提供一个可与移动运营商协作的网络，DVB-H的支持者认为，最佳的方式是创建一个基于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，采用与IP数据广播相结合的DVB-H。

借助地面数字电视，DVB-H能够以低成本向大众提供IP包格式的多媒体内容，而不会堵塞蜂窝网络。该规范还为移动运营商创造了机会，因为运营商可以通过他们的支付机制来提供这些新的广播服务。DVB-H标准对DVB-T技术规范作了修改，并增加了新的特性和选项，以便在移动电视接收中实现更低的功耗、更顽健的移动性和更好的服务质量。这些新特性包括时间分片、多协议封装和前向纠错，以及空中接口增强和附加信令等选项。因为DVB-H允许灵活的网络基础设施设计，所以有可能在基于DVB-T的现有地面DTV网络中多路复用DVB-H服务。运营商也可以在新建的专用DVB-H网络上提供DVB-H服务，完全独立于地面数字电视。

美国已经部署基于ATSC标准的地面DTV系统，但该系统还没有定义自己的移动电视广播规范。

不论选择什么广播传输标准，手机制造商都需要非常小巧的数字电视接收调谐器，希望的是没有屏蔽要求的调谐器。

基于移动网络的手机电视其优点是实施方便，成本低，手机硬件平台不需要更改；但其缺点是节目源需要第三方支持，图像的分辨率低且图像质量受网络带宽的影响。此外，还有一个最大的问题是互通性，目前来看，都是针对不同的手机开发不同的视频流软件，各手机之间不兼容，这大大制约了该业务的发展。

而另一方基于DVB-T的手机电视最大的优点是节目源丰富，传输带宽大，分辨率高，服务质量可靠，但最大的缺点是需要DVB网络的配合。

五、手机电视正式上演 3G业务时代从此开端

2004年4月，中国联通在北京正式推出增值业务视讯新干线，联通C网用户可以通过CDMA 1x网络即时收看电视节目。中国移动也同期推出用GPRS收看手机电视的业务。

手机电视服务在现有技术和网络条件下依然充满着试验的味道，运营商争相推出该项业务的目的恐怕还是为自己的数据业务塑造品牌形象，而丰厚的市场收入显然不是现阶段考虑的问题。虽然如此，这次运营商对该项服务的集体预演仍然具有历史意义，因为只有在看得见、摸得着的情况下，用户才会对3G真正产生兴趣，而这正是体验经济的精髓所在。

[ 本帖最后由 福音牧师 于 2006-4-8 00:38 编辑 ]

下午四点半

没啥说得，一句话，牧师疯掉了

Swallow

彼此彼此！！

福音牧师

原帖由 下午四点半 于 2006-1-18 12:38 发表
没啥说得，一句话，牧师疯掉了

为什么这么说？？？