关于手机电视相关技术要点详细解析

　　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
作者：朱晓蓉   来源：北极星电力网