移动电视的技术及解决方案解析

根据欧洲、美国和日本对下一代通信业务的调查显示，用户对手机电视业务非常有兴趣，有40-60%的用户希望可以在手机上收看电视，愿意每个月支付10欧元。到2008年，全球将有大约2亿用户使用此项服务，而亚洲将成为手机电视最流行的地区。

本文将介绍移动电视的相关技术，同时也将探讨移动电视的一些解决方案。

移动电视面临的问题

1.恶劣的无线接收环境

无线接收环境带来了多径问题，接收信号是来自不同路径的发射信号的矢量叠加。不同的路径引入了不同的延迟和相位，如图1所示。

　　图1　无线信道中的多径传播

如果信道的延迟扩展大于发送信号的符号周期，信号将产生频率选择性衰落并引起符间干扰，导致系统的性能下降。

手机电视业务必须为以不同速率运动的移动用户提供高质量和可靠的视频传输，包括基本静止的室内用户，低速跑动的移动用户（小于30km/h）和处于高速运动的车辆中的用户（大于100km/h）。接收方相对于发送方的运动会产生多普勒频移。此频移与相对运动的速度成正比，它会导致相邻载波的干扰，影响载波之间的正交性。系统设计者希望解调器具有较大的多普勒频移范围，它是衡量无线电信道时间选择性的尺度。

2.手机的功耗问题

在手机系统设计中，功耗是设计者最为关心的因素之一。移动电视业务的引入不能以过多地牺牲待机时间为代价，用户希望一次充电能连续观看4个小时以上的电视节目。以往的地面数字广播标准，比如DVB-T，虽然在高速运动下有不错的接收性能，但并没有为移动接收的功耗作特别的设计和优化，目前较省电的DVB-T前端也要消耗约300-500mW的功耗，这对手机电池而言，还是不够经济。在移动电视业务给手机引入的功耗中，接收前端大约要占到80%的比例，因此，选择针对功耗专门设计的移动电视标准，设计低功耗的调谐器和解调器，是芯片设计者需要面对和解决的问题。

3.多种标准、多个频段的问题

这是个较为复杂的问题，超越了纯粹的技术范畴，与数字电视演进的历史和各国的政策规划相关。在已经商用的地面数字电视广播标准方面，美国和韩国是ATSC标准，日本采用了ISDB-T标准，欧洲和澳洲采用了DVB-T，中国不久前也制定了DMB-TH地面电视标准。在制定移动电视标准时，基于经济利益和技术延续性方面的考虑，各国也采用了不同的路线，除了中国日前制定的CMMB本土移动电视行业标准，全球移动电视标准大致的分布如图2所示。

　　图2　目前投入使用的移动电视标准的地理分布示意图

在频谱方面，主要涉及到四个频段：VHF III（174-240MHz）、UHF（470-862MHz）和L1（1452-1492MHz）、L2（1660-1685MHz）。各国对手机电视的频谱规划也并不统一。

多标准、多频段会带来全球漫游的问题，美国的用户到了日本就可能无法享受到手机电视的服务。要解决这个问题，移动接收的调谐器和解调器，乃至应用处理器必须具备灵活性，支持多种标准和多个频段，这为芯片厂商带来了技术上的挑战。

4.高级的音视频编码标准

为了充分利用宝贵的频谱资源，在有限的带宽下提供尽可能多的节目频道，服务提供商必须使用高级的音视频编码技术，比如最新的视频压缩标准H.264（MPEG-4 Part 10）和音频编码标准AAC，其中H.264的压缩率比MPEG-2高出2-3倍，1Mb/s的图像数据接近MPEG-2DVD的图像质量，因此，它是手机电视中最为理想的信源压缩编码标准。H.264在结构上还是基于DCT域的运动补偿架构，不过相比以往的视频编码标准，它采用了更先进的技术，比如具有方向性的帧内预测、基于可变块的运动分割、基于上下文的二进制算术编码、环内滤波、基于4