多媒体移动广播技术

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　　1引言近年来，通过移动终端收看广播电视节目正成为多媒体广播领域研究的热点，欧洲DVB组织在DVB-T的基础上提出了DVB-H，韩国在DAB的基础上提出了T-DMB，美国由高通公司提出了MediaFLo，日本在ISDB-T的基础上也研究出了类似的方案，除上述这些以地面网络传输为主的标准外，欧洲和日韩又相继研究了卫星数字多媒体广播(S-DMB)技术，并且日本MBCO公司已于2004年底正式开展了S-DMB业务的商业运营。中国的移动多媒体广播也开发出了具有自主知识产权的体系，采用以卫星大面积覆盖为主、地面增补网络为辅的无缝覆盖，全程全网，统一标准，单向广播和双向交互相结合的综合网络技术，并在奥运期间投入商业运营。

　　2系统概述移动多媒体广播是数字电视技术的后续技术。模拟电视是不可能在移动情况下接收的，因为终端在移动的过程中，周围的环境变化很快，特别在大城市的高层楼群包围的马路上，信号很不稳定，多径的影响很严重。模拟电视要求接收信号的波形和电视台的波形保持一致，但移动时信号波形会严重失真，屏幕上的信号劣化有时就只能是一片噪点。而数字电视对信号波形的失真比较宽容，即使收到的信号有一定失真，只要解调器能正确断定发来的信号是“1”还是“0”，解码器就能准确无误地恢复原始信号，呈现的图像就和演播室的图像同样质量。而且利用纠错编码技术，即使在一系列1和0的数据中有少数的判断错了，系统还有一定的纠错能力。所以数字电视技术可以为移动多媒体广播提供技术支持。

　　2.1网络结构

　　数字电视在信号和噪声的比值越过规定的阈值时，图像质量总是很清晰，如果信噪比低于阈值，立即黑屏，这称作“悬崖”效应。在覆盖区边缘，马路这边图像很好，隔了一条马路就什么也没有。这和模拟电视随着信号变弱，图像逐渐变差很不一样。

　　为了对抗“悬崖”效应，移动电视广播采用分布式的发射系统。将发射机和天线合理地分布在几个地点，用同样的频率同时发射同样的信号，称为单频网(SFN)。北京、上海和新加坡都是布置了这样的单频网，改善信号接收质量。所以数字电视地面广播系统要用于移动电视就必须要能组成单频网。

　　2.2传输系统

　　图l为移动数字多媒体广播前端传输系统框图，业务数据和导频控制数据分别进行信道编码以及OFCDM调制后进行数字调制，最后经无线传输广播，由移动终端进行接收。

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　　2.3接收终端

　　移动数字多媒体广播系统的接收终端种类很多，如手机、车载终端、独立便携终端等，不论是在人行走的移动速度下，还是在火车、飞机高速移动情况下，接收终端都应能够正常稳定地工作。

　　对于接收终端而言，要达到上述要求最为关键的就是无线信号接收技术。由于移动环境下通信信道是一种多径衰落信道，信号经过多条路经（直射、反射、折射）、不同时延到达接收端，各个信号到达的时间不同，相位不一致，容易形成多径干扰。为此，接收终端采用了RAKE接收技术和天线分集接收技术，提高在多径效应环境下的工作性能。RAKE接收技术对多径分量进行延时和相位校准，在某一时刻对齐，并按一定的规则合并，转变为有助于接收终端工作的有用信号，这样不但克服了干扰，还提高了接收机的工作性能。分集接收技术能够对在不同天线支路上接收到的、相关性很小的载有相同内容的信号，利用最大比值合并、等增益合并和选择式合并等不同的合并方式来获得分集增益，从而减小由于衰落所造成的影响。

　　3关键技术目前在移动多媒体广播领域标准纷呈，竞争激烈。竞争固然能够促进技术进步，但也带来了一些问题。

　　3.1接收终端对多标准的兼容

　　作为移动通信终端不应受地域限制。为了网络兼容现有的广播网络，而信源和信道标准难以统一，如果在终端芯片中实现兼容，必然增加成本。采用软件无线电及软件解码来解决，虽然不失为一条途径，但也存在许多技术和运营等方面的问题。

　　3.2与地面数字电视的兼容

　　与地面数字电视的兼容包含两个层面，一个是共网传输，需要移动多媒体广播与地面数字电视标准在物理层和网络设计等方面兼容，这方面DMBTII和DVBII具有优势；另一层是共用视频业务源，如果未来广播电视视频编码标准统一，由于移动终端电视与固定数字电视分辨率可能不同，就需要考虑可分级或可变尺度(Scale)的视频编码方法。

　　3.3平均频道切换时间

　　与DVB-T-样，由于DVB-lI必须解开编码的整个OFCDM符号，因而有效信息捕获时间较长，平均频道切换时间约为Ss，因而在切换时会带来信息的丢失。

　　3.4条件接收和用户管理

　　移动多媒体广播电视大范围网络覆盖，用户数量庞大但频带宽度有限，不可能用数字电视单向广播用户认证信息和密钥的方法。可利用移动网络原有的用户双向认证，以电信通道发送用户密钥，而以广播通道发送业务密钥。经过长期运营的移动通信网络，其用户管理系统功能也要强大和灵活得多，更适于移动多媒体广播。这些都需要广电与移动运营商之间的协调。

　　3.5并行广播技术

　　并行广播设计与传统数据广播的一个主要不同点是以一个预先设定的固有速率V(典型速率可为64Kb/s或128Kb/s)及其正整效倍效为量化单位（可称之为原子效据广播速率）。将拥有较高传输速率的整个信道按照某种复用方式，划分为大量独立的子信道或子通道。一个或若干个子信道（子通道）可允许不同的信息内容提供者租用，并为其提供全天候的、信息可通达所有用户的专用信息通道。

　　4结束语从前面的介绍可以看到，移动多媒体广播和因特网结合得很紧密，彼此互补。

　　因特网是运行于一对一的客户服务器业务。客户必须点击新闻、文件，从服务器下载信息要通过点到点的连接。这对于移动业务来说是不方便的。对于那些众人同时感兴趣的题目，电视要优于因特网。对于要求带宽较宽的、覆盖面宽的信息也应优先考虑用广播方式。所以类似DVB-H的系统可通过IPDC可以给3C提供一个有效的广播媒体，用3C手机收看电视节目已是近在前的事。另外，这类系统的上行信道须借助于移动通信，它能利用3G作为一个控制通道。所以移动电视、因特网、移动通信的无线三网融合已是大势所趋。

　　无线三网融合的另一个十分重要的理由是为了合理使用频谱资源。空中电磁波频谱是个有限的资源。随着社会信息化程度的提高，频谱资源将成为信息化发展最大的瓶颈。移动电视、移动电话、无线接入因特网的三网融合，网络之间的互通，协同工作，在网络间有效地动态分配频谱，会大大提高频谱的利用效率。