设备成熟度和产业链分析情况(doc 108页).doc

手机电视标准化分析研究手机电视标准化分析研究 v0 1 二零零五年八月二零零五年八月 目目 录录 1概述概述 7 2市场需求与趋势市场需求与趋势 7 3主要技术的分析主要技术的分析 8 3 1欧洲 DVB H 标准 8 3 1 1网络架构 8 3 1 2关键技术 9 3 1 3业务能力 11 3 1 4设备成熟度和产业链 11 3 1 5标准化情况 11 3 1 6设备和建网成本分析 12 3 1 7市场应用和业务开展情况 12 3 1 8专利情况和收费模式 13 3 2S DMB 13 3 2 1欧洲S DMB 13 3 2 1 1网络结构 13 3 2 1 2关键技术 16 3 2 1 3业务能力 17 3 2 1 4设备成熟度 18 3 2 1 5标准化情况 21 3 2 1 6设备和建网成本分析 23 3 2 1 7市场应用和业务开展情况 24 3 2 1 8专利情况和收费模式 25 3 2 2日韩S DMB 25 3 2 2 1网络架构 26 3 2 2 2关键技术 27 3 2 2 3业务能力 28 3 2 2 4设备成熟度和产业链 28 3 2 2 5标准化情况 28 3 2 2 6设备和建网成本分析 29 3 2 2 7市场应用和业务开展情况 29 3 2 2 8专利情况 30 3 3韩国 T DMB 30 3 3 1网络架构 30 3 3 2关键技术 34 3 3 3业务能力 36 3 3 4设备成熟度和产业链 37 3 3 5标准化情况 38 3 3 6设备和建网成本分析 40 3 3 7市场应用和业务开展情况 40 3 3 8专利情况和收费模式 40 3 4日本 ISDB T 40 3 4 1网络架构 41 3 4 2关键技术 43 3 4 3业务能力 44 3 4 4设备成熟度和产业链 45 3 4 5标准化情况 46 3 4 6设备和建网成本分析 47 3 4 7市场应用和业务开展情况 48 3 4 8专利情况 49 3 5MEDIAFLO 50 3 5 1网络架构 50 3 5 2FLO空中接口 51 3 5 2 1上层的主要功能 51 3 5 2 2流子层的主要功能 51 3 5 2 3媒体接入控制 MAC 子层的主要功能 52 3 5 2 4物理层的主要功能 52 3 5 3关键技术 52 3 5 3 1OFDM 52 3 5 3 2分层调制 52 3 5 3 3更强的信道编码 53 3 5 3 4功耗优化 53 3 5 3 5快速频道获取 切换 53 3 5 3 6高效的传送协议 54 3 5 3 7灵活的带宽要求 54 3 5 3 8支持单频组网 54 3 5 4业务能力 55 3 5 4 1广域和局域内容共存 55 3 5 4 2实时 非实时节目与点播短片共存 56 3 5 4 3面向各个节目流的 QoS 控制 56 3 5 4 4灵活的接收选择 56 3 5 4 5良好的用户体验 56 3 5 4 6标准的节目源接口 57 3 5 5设备成熟度和产业链 57 3 5 6标准化情况 58 3 5 7设备和建网成本分析 58 3 5 8市场应用和业务开展情况 58 3 5 9专利授权 59 3 6BCAST 59 3 6 1BCAST概述 59 3 6 2BCAST架构体系和技术协议 61 3 6 3BCAST关键技术点和获益 61 3 6 3 1音视频编解码技术 62 3 6 3 2业务导航 Service Guide 技术 62 3 6 3 3内容保护技术 62 3 6 3 4业务鉴权 计费实现方式 62 3 6 4OMA BCAST系列规范 62 3 6 4 1移动广播业务需求文档 RD 63 3 6 4 2移动广播业务架构文档 AD 67 3 6 4 3移动广播业务规范 71 3 6 4 4移动广播业务指南规范 71 3 6 4 5移动广播业务文件和流媒体分发规范 72 3 6 4 6移动广播业务和内容保护规范 72 3 6 4 7OMA BCAST 和承载技术的适配规范 78 3 6 5BCAST规范的时间表和进展 79 3 7MBMS 80 3 7 1网络架构 80 3 7 2关键技术 81 3 7 2 1技术特点 81 3 7 2 2协议栈 82 3 7 2 3无线链路层主要技术 82 3 7 2 4MBMS 流程 83 3 7 3业务能力 84 3 7 4设备成熟度和产业链 84 3 7 5标准化情况 84 3 7 6设备和建网成本分析 85 3 7 7市场应用和业务开展情况 85 3 7 8专利情况和收费模式 85 3 8BCMCS 中兴 高通 86 3 9清华 DMB T 86 3 9 1网络架构 86 3 9 2关键技术 86 3 9 2 1物理层 87 3 9 2 2数据链路层 90 3 9 2 3网络层 90 3 9 2 4应用层 90 3 9 2 5小节 90 3 9 3业务能力 91 3 9 3 1业务性能 91 3 9 3 2无线性能 93 3 9 3 3组网能力 93 3 9 4设备成熟度和产业链 94 3 9 4 1设备成熟程度 94 3 9 4 2产业链的支持情况 94 3 9 5标准化情况 95 3 9 5 1标准起源 95 3 9 5 2标准化进展 95 3 9 5 3标准化程度 95 3 9 6设备和建网成本分析 95 3 9 7市场应用和业务开展情况 96 3 9 8专利情况和收费模式 96 3 9 8 1知识产权情况 96 3 10上海交大 ADTB T 97 3 10 1网络架构 97 3 10 1 1技术协议示意图 97 3 10 1 2单频组网结构示意图 98 3 10 2关键技术 99 3 10 2 1OQAM 调制技术 99 3 10 2 2简洁 高效的一阶循环数据结构 99 3 10 2 3先进的 TPC 信道编码 100 3 10 2 4采用双导频技术 100 3 10 2 5最大能量合并的动态信道估计和均衡方法 100 3 10 2 6不依赖外部时钟信息的单频组网 100 3 10 3系统规格 101 3 10 3 1物理层技术特征 101 3 10 3 2组网方式 101 3 10 4业务能力 101 3 10 5设备成熟度和产业链 102 3 10 5 1设备成熟度 102 3 10 5 2芯片生产情况 102 3 10 5 3产业链情况 103 3 10 6标准化情况 103 3 10 7设备和建网成本分析 103 3 10 8市场应用和业务开展情况 105 3 10 9专利情况和收费模式 107 4一些国家的相关管制政策一些国家的相关管制政策 108 4 1欧洲 108 4 2日本 日立 109 4 3韩国 三星 109 4 4美国 MOTO 牵头 高通 109 5商业模式 商业模式 NOKIA 中兴牵头 中兴牵头 西门子西门子 109 5 1商业模式与产业融合 109 5 1 1广电行业的角色 110 5 1 2电信行业的角色 110 5 1 3媒体行业的角色 111 6我国手机电视发展建议我国手机电视发展建议 111 6 1手机电视标准化相关问题及建议 111 6 2标准体系 111 6 3政府管制相关建议 频率分配和业务许可 112 6 4结论 112 1概述概述 手机电视是在手机上收看电视节目的业务 通常说来 有两种方式可以实 现手机电视业务 无线流媒体方式和数字广播方式 相比于流媒体技术 数字 广播方式的手机电视不仅可以给用户提供一个广播质量的电视频道收视体验 而且在网络建设成本和运营成本上有巨大的优势 因而引起了电信运营商和广 播业者的广泛关注 如无特别说明 本文中手机电视是指在以电池为后备的移 动终端上以频道的形式接收广播质量的数字电视音视频频道内容的技术 当前各种手机电视的技术并存 主要可以分为两大阵营 卫星方式的手机 电视和地面方式的手机电视 前者主要包括韩国已经商用的 S DMB Satellite Digital Multimedia Broadcasting 和欧洲 Alcatel 主导的 S DMB Satellite Digital Mobile Broadcasting 后者包括发源于欧洲数字电视标准的 DVB H 和韩国对数 字音频广播进行改进得到的 T DMB 还包括日本 ISDB T 单波段和高通推出的 MediaFLO 技术 国内也出现一些针对此技术的早期探讨 在欧洲 芬兰 英国 德国 法国 瑞士等国家正式进行了 DVB H 手机 电视运营测试 其他一些国家如意大利 荷兰 瑞典等国家正在进行相关测试 的准备工作 在美国 由于美国 ATSC 数字电视标准没有足够关注手持设备的 数字电视业务 美国运营商基于 DVB H 和 MediaFLO 技术也开展了手机电视测 试 日本 MBCO 和韩国 TU Media 将卫星 DMB 推广商用 韩国 T DMB 也在进 行测试 从目前已经开展的各项手机电视承载技术的试验看 基于 DVB H 的试验 次数最多 但韩国的手机电视商用步伐相对超前 从全球已开展的试验和试商 用情况看 地面手机电视试验项目多采用广播网络运营商 移动运营商 电视 内容提供商 设备和终端厂商合作运营的模式 其中广播网络提供商提供手机 电视下行信道和内容平台运营 移动运营商扮演了用户鉴权 计费和提供交互 信息服务 内容提供商提供广播内容 设备和终端厂商提供系统和终端设备 以及端到端解决方案 而卫星手机电视试验项目较少 除韩国已经得到商用的 卫星 DMB 之外 欧洲的 S DMB 试验项目也正在 Alcatel 宇航公司的推动下开 展 本报告对手机电视在国际范围内的标准化情况进行了分析 为开展我国自 己的手机电视标准化工作提供参考 2市场需求与趋势市场需求与趋势 由于目前基于现有通讯网络和流媒体的手机电视技术还不能给用户提供居 室电视给他们带来的收视体验 所以现有手机电视的接收程度和市场的开展还 是不尽人意的 所以从 2002 年底开始国际上的一些相关研发机构和公司开始对 在手机上实现一个广播质量的接收进行了多种形式和多种技术的探讨 针对手机电视的发展 主要存在以下的需求 1 能提供广播质量的收视体验 2 能打电话就能收看电视 3 用户针对手机电视业务的整体拥有成本 如终端价格 订阅价格及节 目的价值 在一个可接受的范围 4 在以电池做备份的手持终端上 手机电视的终端节电技术应该可以提 供足够长的收视时间 为了满足以上需求 考虑到广播技术和广播网络先天的优势 一次传送 无限接收 低成本 高带宽 所以业界对如何利用广播网络和通讯网络的协作 工作给手持终端提供一种广播质量的电视节目收视成为了各种手机电视技术研 发的主要基础 其中 如常规的电视节目不同的传输方式一样 业界对基于数 字卫星传输 数字地面网络 数字音频网络的不同的手机电视承载技术进行了 各个方面的研究 标准制定和运营网络的建设 另外相关的产业界也对与任何 网络承载技术独立的手机电视技术 如 OMA BCAST 和利用通讯网络提供广播 式手机电视技术的方式也进行了研究和标准的制定 3主要技术的分析主要技术的分析 3 1 欧洲欧洲 DVB H 标准标准 3 1 1网络架构网络架构 DVB H 主要是利用数字地面网络进行手机电视内容的下行 利用移动蜂窝 网络进行使用移动网络进行点播 用户授权 计费 客服以及互动回传通道 所以其网络架构包括数字地面网络和移动网络 IPE IPE IPDC 核核心心应应用用系系 BTS 组组播播 Intranet 编编码码器器 IPE 编编码码器器 编编码码器器 手手机机电电视视终终 DVB H 发发射射器器 移动网络 DVB H 调调制制器器 图 3 1 1 DVB H 网络结构示意图 3 1 2关键技术关键技术 DVB 系列标准最早由 DVB 项目组在上世纪 90 年代初提出 其地面广播版 本 DVB T 是在 90 年代中期开发的 并在 1997 年 2 月获得 ETSI 的认可 成为欧 洲地面数字电视广播的标准 目前全球已有 59 个国家和地区已使用或采用 DVB T 标准 除了欧洲国家外 还包括 澳大利亚 新西兰 巴西 新加坡等 国 从整体应用情况来看 DVB T 技术已经非常成熟 DVB H 数字视频广播 手持式接收 是基于 DVB T 的一项技术 使用该 技术可以向移动手持设备 包括手机 同时传送多个电视频道 无线频道和视频频 道 DVB H 通过时间分片来降低接收设备的功率消耗 通过增加小区标识来支 持信号的快速扫描和频率切换 并提高了移动环境中接收信号的强度 能实现 对室内 室外 步行和移动等多种环境的支持 DVB H 的技术规范工作主要由 DVB 项目组实施 DVB H 标准已经在 2004 年经 ETSI 批准成为欧洲的移动电 视标准 目前在全球 20 多个地方已经建立 DVB H 网络 并已开展商业运营测 试 DVB H 基于 DVB T 完全后向兼容 并能和 MPEG 2 业务共享 DVB T 复用器 相对 DVB T 而言 DVB H 增加了以下技术 1 引入时间分片 降低功耗 为了降低接收端的功率消耗 DVB H 改进了数字地面网络数据的发送方式 采用突发的方式来发送数据 即一种业务在一个时间段 time slot 如 200ms 内 单独占用系统的全部带宽来传送数据 后面接着再传送下一种业务 依次 类推 在所有业务发送完后 如 4s 以后 再重新传送第一种业务 接收机只需 要在指定的时间段里接收信号 其他时间则可以关闭 由于在每一个时间段上 的数据传输速率很高 因此每一个时间段的持续时间可很短 接收端大部分时 间可处于睡眠 sleep 或关闭 off 状态 这样可以降低接收端的耗电量 最 大可节省 90 的功率消耗 2 引入 4k 模式 在提高对移动性支持的同时能实现较大的覆盖范围 4k 模式时载波数量为 3409 个 对每个子载波而言 其调制方式又可分为 QPSK 16QAM 64QAM 三种 3 引入 MPE FEC 为基于 IP 的业务提供服务 增强抗干扰能力 MPE FEC 技术在 IP 数据包中增加了 RS Reed Solomon 纠错编码 MPE FEC 帧被安排在一个 255 列的矩阵中 行的数量是可变化的 行数可以从 1 变 化到一个定值 最大为 1024 因此最大的 MPE FEC 帧占用 2M 比特 DVB H 具有以下优点 1 降低终端耗电 基于 IP 数据包 接收器一般只在整个传送时间中打 开 10 2 无缝切换 使用一个接收器就能完成 保证服务的连续性 3 提高了对移动和便携接收的支持 额外的错误保护层 MPE FEC 提 高了信号弱情况下的接收 增加了抗干扰能力 支持移动性高速数据传送 4 高容量 在 8M 带宽内可传送多于 40 到 50 个电视频道 5 高灵活性 在中到大的单频网内单个天线的移动接收 可以实现很 多灵活的容量选择和蜂窝尺寸 6 与 DVB T 系统的兼容性 DVB H 基于与 DVB T 同样的物理层 可 以使用同样的调制器和同样的发射器 DVB H 标准的应用层技术主要通过 IPDC IP DataCast 解决方案来实现 通 过移动网络完成对用户的鉴权 手机电视业务的计费 帐单处理 客户服务 客户管理等利用移动网络实现 与用户的互动信息 以及视频点播 下载 网 页浏览等业务通过现有的移动网络或未来的 3G 网络来实现 IPDC 解决方案也 提供标准的 SNMP 网管接口 可以和运营商现有的网管系统实现互联 IPDC 解决方案利用 GSM 网络来实现对用户的鉴权 移动终端用户以短信 息的形式向 IPDC 核心应用系统发送收看节目的请求 核心应用系统接收到请 求后对用户进行鉴权 鉴权通过后 核心应用系统就会向移动终端发送版权对 象 OMA DRM RO 移动终端收到版权对象后 就可以打开相应的安全关联文 件 并通过文件中的密钥对加密视频进行解密 收看视频内容 IPDC 解决方案利用移动运营商现有的计费系统来实现对手机电视业务的计 费 在 IPDC 核心应用系统中能够生成收费详细记录 CDR 并可向计费系统 传送 CDR 计费系统可根据 CDR 完成对业务的计费 并依此向业务使用者进 行收费 IPDC 解决方案中提供了专门的管理系统用于对 IPE IP 封装器 的配置和监 控 运营商也可以使用已有的网络管理系统 对来自 IPDC 核心应用系统以及 IPE 的告警进行集中监控 故障管理接口基于标准的 SNMP 接口 3 1 3业务能力业务能力 DVB H 具有以下的主要的业务能力 o单一模拟频道可最大支持 15Mbps o既支持单频网又支持多频网 o支持 5M 6M 7M 8MHz 模拟频道带宽 o其单频网最大范围可超过 60 公里 o既支持电视频道的广播 也支持其他 IP 数据的广播 o终端的最大收视时间可达 4 小时多 o频道的切换时间根据不同参数配置为 1 到 2 秒 o既支持免费节目的传输 也支持收费节目的传输 o可支持不同单频网的软切换和全球范围内的漫游 o既可支持手机终端也可支持非手机终端 3 1 4标准化情况标准化情况 DVB H 完善了无线传输层的技术规范 并于 2004 年被 ETSI 批准成为手 机电视标准 其在应用层的电子业务指南 ESG Electronic Service Guide 和内 容保护等标准主要由 DVB CBMS 专家组完善 其技术规范的发布由 2004 年底 推迟到了 2005 年 按照目前进展所有标准将于 2005 年 10 月份完成 所以目 前的 ESG 使用了一些私有描述符 而内容保护的一些实现主要使用 OMA DRM Open Mobile Alliance Digital Right Management 标准 但是随着 2005 年 10 月应用层标准的完善 IPDC over DVB H 的手机电视技术将成为一个对 端到端协议进行标准化的技术 3 1 5市场应用和业务开展情况市场应用和业务开展情况 在欧洲 芬兰 英国 德国 法国 瑞士 荷兰 西班牙等国家正式进行 了 DVB H 手机电视运营测试 其他一些国家如意大利 瑞典等国家正在进行进 行相关测试的准备工作 在北美洲 美国的运营商也正在进行 DVB H 手机电视 运营测试 另外 在大洋洲 澳大利亚也宣布将进行 DVB H 的手机电视运营测 试 在中国 北京 上海 广州以及其它一些城市已经开始了 DVB H 手机电 视相关测试的准备工作 台湾 香港等地也在积极的筹划过程中 下面一些 DVB H 试验和运营测试已经被正式公开发布 预计在 2006 年一 些运营商将开始 DVB H 的正式运营 芬兰手机电视试运营 Finnish Mobile TV 英国 NTL O2 运营测试 德国 BMCO 运营测试 Universal Studio 和沃达丰 Vodafone 等 法国 Canal 运营测试 法国电信 France Telecom 运营测试 瑞士 Swisscom 测试 美国 CrownCastle 运营测试 澳大利亚 Bridge Networks 运营测试 中国台湾中华电信 CMC 运营测试 西班牙 DVB H 测试 荷兰 KPN 测试 丹麦 DR Danmarks Radio 测试 3 2 S DMB 3 2 1欧洲欧洲 S DMB 3 2 1 1网络结构网络结构 卫星数字多媒体广播系统 S DMB Satellite Digital Multimedia Broadcasting 本节后面部分均以 S DMB 简称表示 的业务目标是对电视和丰 富的多媒体业务感兴趣的移动通信用户 图 3 2 1 S DMB 系统结构图 上图为 S DMB 系统结构图 从系统架构看 S DMB 是一个卫星与移动网 络相融合的系统 卫星提供广播信道 移动网络提供交互通道 完成业务导航 定购及激活 从技术实现看 S DMB 最大程度地重用了移动技术 利用 3GPP MBMS 已有的网络架构和功能接口 增加了卫星相关的功能模块 同时对 BM SC 和 UE 有少量的功能增加 因此 S DMB 可以看作为 MBMS 的扩展 也可 以称为 S MBMS 它与 MBMS 同属于一个规范体系 SGSN Uu Iu Gr Ga Gi HLR B BMM S SC C GiGi CGF Gi GGSN Gn Content provider Multicast Broadcast Source Multicast Broadcast Source BGUTRAN CSE Gmb OSA SCS Content provider U UE E Um Iu Gb GERAN P PD DN N e e g g I In nt te er rn ne et t T Te er rr re es st tr ri ia al l r re ep pe ea at te er r G Gmmb b H Hu ub b Network adaptation UTRAN Uu in uplink Ku band Iu 3 3G GP PP P n ne et tw wo or rk k Uu in downlink Ku band U Uu u i in n I IMMT T2 20 00 00 0 s sa at te el ll li it te e b ba an nd d S Sa at te el ll li it te e Satellite earth station Uu 图 3 2 2 S DMB 和 2G 3G 网络混合组网架构 上图为 S DMB 网络架构图 其中包括以下几部分 S DMB UE User Equipment 基于 3GPP 标准的 3G 多模手机 或者车 载终端设备 能够接收卫星或者地面直放站发出的 S DMB 信号 S DMB 卫星卫星 高功率地球同步静止卫星 基于 FDD 技术 具有 3GPP 标 准射频接收能力 卫星对从 Hub 上接收到的上行链路 Ku 波段调制的 S DMB 信号进行中 继和放大 并将该信号下变频为 IMT2000 卫星频段的信号 发送给终 端用户 此外 卫星还对从 Hub 上接收到的上行链路 Ku 波段调制的 S DMB 信 号进行中继和放大 并将这些信号下变频到 Ku 波段载频 为地面直放 站提供信号 对 S DMB 信号而言 卫星是透明的 仅仅扮演一个频段转换直放站的 角色 S DMB 地面直放站地面直放站 具有 NodeB 的基本功能 负责在卫星和 S DMB 终端 用户之间的连接 包括以下两种类型的地面直放站 1 频率转换 Frequency Conversion 直放站 将从卫星上接收下来的 Ku 波段调制的 S DMB 信号进行中继和放大 下变频为下行 IMT2000 卫 星频段载频 发送给终端用户 该类型的直放站和卫星工作在同样的 IMT2000 频段 使用户能够接收到一路 S DMB 信号调制到由同样的 IMT2000 载频所反射的多个回波信号 这种类型的直放站将是部署得 最多的直放站产品 其用途是在城区完成卫星的覆盖 该直放站能够和 现有的 2G 和 3G 基站共址 2 On Channel 直放站 中继和放大下行 IMT2000 卫星频段调制过的 S DMB 信号 信号从卫星上接收下来 发送给终端用户 这种类型的直 放站用来拓展特定室内环境下的覆盖范围 对 S DMB 信号而言 这两种类型的直放站都是透明的 其半透明罩 Transmission Mask 完全符合 3GPP 定义的 NodeB 半透明罩规格的要 求 S DMB Hub 新增加的网络功能模块 控制广播传输 通过标准的 Gmb 接口 定义在 TR 23 846 里面 与 BM SC 相连 Hub 生成和传输 S DMB 信号 将 S DMB 信号调制到上行链路 Ku 波 段载频上 为卫星提供信号 Hub 包括一个 Ku 波段地面站 由 NodeB 的调制解调器提供信号 NodeB 由 RNC 所控制 Hub 还包括一个简化的 3G 核心网设备 通过 Gmb 接口 与一个或者几个 3GPP 规范定义 的 BM SC 连接 Hub 和 BM SC 之间的接口完全符合 3GPP Gmb 和 Gi 接口规范 无任 何修改 BM SC 广播广播 组播业务中心组播业务中心 主要基于 MBMS BM SC 功能模块 负责在 卫星网和地面网之间的数据选路 BM SC 既可以集成在 Hub 设备中 也可以放在移动运营商的核心网络 中 BM SC 和移动运营商的 HSS 设备之间有接口 用于业务保护目的 在承载层面 MBMS 定义了广播和组播两种传输模式 对网络资源 特别是空口部分进行了优化 组播模式建立的是一到多或者一到一的信 道 具体信道数量取决于参与业务会话的终端数量 组播模式需要一个 后台信道 Back Channel 来对目标会话终端进行评估 另一方面 广播模式建立的一到多信道与目标终端的数量无关 在业务层面 广播模式对目标区域内的所有用户进行寻址 主要提供的 是 free to air 类型的业务 多播模式则是对目标区域内的一组用户进行 寻址 多播业务通常需要业务保护功能的支持 包含有用户授权 认证 过程 多播业务支持 pay per view 方式的业务 需要注意的 S DMB 仅使用了 MBMS 中的广播模式 但是 S DMB 也 能同时支持广播业务和多播业务 在应用层增加业务保护功能以后 S DMB 系统也能够提供多播业务 3 2 1 2关键技术关键技术 全球可用的频谱资源 S DMB 工作在 IMT2000 下行卫星频段 2170 2200MHz 从全球的 频谱划分来看 绝大多数地区和国家的卫星频段都是可用的 这也为全 球漫游提供了基础 开放的技术体系 S DMB 利用了 3GPP 定义的 UTRA WCDMA FDD 空口技术 此外 也 利用了 3GPP R6 MBMS 的业务特征 S DMB 的架构是在 ETSI 里进行 定义的 预计 2005 年之内将完成有关的标准化工作 大区域的覆盖特性 一个卫星支持最多 6 个波束 覆盖直径达到 700 1000 公里 全域性的 覆盖特性是移动通信系统具有高的投资回报率的重要保证 高功率的地 球同步轨道静止卫星能够覆盖全中国地区 而且手机终端无需额外的接 收天线就能接收到卫星的信号 在密集城区增加一定的地面直放站可以 保证卫星在城区具有良好的覆盖 当需同时考虑运营成本和大覆盖 室内和室外 因素时 卫星和地面直 放站的混合覆盖方案应该是非常适合进行全国范围覆盖的方案 这种渐 进式的投资方式同时也降低了系统运营风险 对终端的架构和成本影响小 为了支持 S DMB 业务 只需要基于现有 3GPP 标准的 3G 终端进行较 少的修改 增加 S DMB 接收功能 这为运营商降低了由于手机补贴带 来的投资风险 平滑的与移动蜂窝网的集成和互 卫星地面直放站可以和现有的 2G 和 3G 基站共址 这就大大减少了由 于勘选站址所需要的投资成本 S DMB 系统和 MBMS 互为补充 MBMS 非常适合于为一定地理覆盖 区域之内的比较集中且有限的用户提供多媒体业务 而 S DMB 则在一 个可以覆盖全国的伞状覆盖宏小区之内提供广播业务 面向数量几乎不 受限制的 地理分布非常分散的超大规模用户群 而且 S DMB 和 MBMS 能够共用同样的 BM SC 混合卫星 地面直放站架构是很理想的适合于广播业务分发的模式 同时移 动蜂窝网提供了交互信道 3 2 1 3业务能力业务能力 S DMB 系统组成的传输网络能够为移动网络运营商提供广播 多播类业务 所需要的带宽通道和系统容量 可以为包括大用户群的移动终端用户 车载终 端用户直接提供一揽子的移动广播类型业务 具有覆盖广的优势 例如 一个 典型的卫星覆盖网可以为中国东部地区提供比较完全的业务覆盖 参见下图 图 3 2 3 中国东部上空的伞状广域 Umbrella Cell 覆盖示例 S DMB 所能实现的移动广播业务方面 包括 Mobile TV 无线电广播 视 频和数据发送 以及紧急业务 公共安全和救灾等 由于卫星广域覆盖的特性 紧急业务是一个特色业务 可以专门针对企业和行业用户进行推广 此外 针 对不同消费群制定不同的业务 如专业频道 财经类视频 音频和 IP 数据业务 娱乐频道 大众频道等等 目前卫星下行每载波能支持的最大信道数量为 9 个 假定对视频信道采用 的是 128kbit s 的编码方式 如果需要卫星提供超过 9 个信道 那么必须增加 新的载波 在 2170 2200MHz 范围中 总共可提供 6 载波 每载波占有 5MHz 另外由于 S DMB 系统是 SFN 网络 所以从技术上讲 在覆盖范围内 无 需对用户终端进行附加的改动就能支持漫游业务 当然 在不同移动网络运营 使用相同的 S DMB 系统 之间还需签订协议 以允许用户在不同 S DMB 系 统的业务接入 3 2 1 4设备成熟度设备成熟度 在为期两年 总金额 1150 万欧元的 MAESTRO 项目中 阿尔卡特和合作 伙伴一起构成了完整的 S DMB 产业链 研究了 S DMB 技术实现 商业模式 标准化等方面的问题 S DMB 产业链包括了业界 Alcatel Motorola LogicaCMG UDCast Andrew 等 众多卫星运营商都对移动广播技术表现了强烈的投资兴趣 这些运营商来 自欧洲 美国和亚洲 此外 众多欧洲的传媒公司和 MVNO 运营商也表达了类 似兴趣 目标商用时间在 2007 2008 年 产业链层面 阿尔卡特和众多合作伙伴一起 构成了一个完整的 S DMB 产业链 内容提供商和移动门户方面 由 e TF1 提供 法国的 Bouygues Tele 扮演了移动网络运营商的角色 SES Global 是全球知名的卫星通信运营商 BT Exact 是英国电信旗下的子公司 在商务咨询 电信工程 网络设 计 IT 系统方面有丰富的经验 GFI Consulting 提供技术咨询 软件外包服务 终端用户方面 来自 University College London 终端方面则来自 Motorola 从底层的物理层到上层的传输层 S DMB 试验系统都有数家设备供应商 包括 物理层 Ascom AWE communications FhG Alcatel Space Motorola UoB 接入层 UNiS Motorola Space Hellas Alcatel Space 网络层 BT Exact LogicaCMG Alcatel CIT 传输层 Alcatel Space UDCast UNiS 设备设备 卫星地面站 Alcatel SEC 和 ERCOM 地面直放站 上海贝尔阿尔卡特 卫星 Alcatel Space 测试设备 Agilent System Validation and Trials Space Hellas BM SC 设备 LogicCMG UDCast 移动广播业务发布平台 Alcatel 终端终端 S DMB 需要能支持 3GPP R6 广播模式特征 也就是 MBMS 的芯片 主 要的技术实现复杂性在于引入 MICH 信道的同时支持省电方案 随着 MBMS 标 准化的完成和产业界的推动 MBMS 芯片有望在 2006 年面世 下图说明了 S DMB 功能模块对 3G 终端架构的影响程度 Rx WCDMA Tx WCDMA Rx GSM Tx GSM UMTS stack GSM GPRS EDGE stack Middleware broadcast enablers Transport dual mode mngmt Radio 3 3G G t te er rmmi in na al l U UMMT TS S G GS SMM Applications MMI ESG user profile players S S D DMMB B i immp pa ac ct ts s S So of ft tw wa ar re e H Ha ar rd dw wa ar re e R Rx x WWC CD DMMA A s sh ha ar re ed d U UMMT TS S o or r S S D DMMB B e ex xc cl lu us si iv ve e mmo od de e OS 图 3 2 4 S DMB 功能对 3G 终端架构的影响 S DMB 系统的设计考虑到了全面兼容 3G 终端 不需要额外的天线 只是 进行了频段拓展 需支持 MSS 卫星频段 S DMB 接收模块将和 UMTS 功能共享 UMTS 接收 Modem 虽然它使用了 特定的 RLC MAC 和 RRC 配置 但完全兼容 MBMS 规范 在中间件层面和应 用层面 系统需要实现一些其他的软件特征用来支持 S DMB 传输方式 S DMB Cellular 双模管理以及应用层业务特征 需要注意的是 终端在连接到 GSM 或者 UMTS 网络的时候也能同时接收 S DMB 信号 目前阶段 已有两家终端厂商参与了 S DMB 的研发活动 MAESTRO 试 验平台采用的是 Motorola 的 3G 手机 正在和另一家终端厂商进行谈判讨论之 中 卫星卫星 Alcatel Space 能够提供卫星方案以及端到端的系统集成能力 这些都是基 于 Alcatel Space 在卫星系统涉及和卫星生产方面的多年积累和经验 地面直放站地面直放站 地面直放站产品可以直接从 T UMTS 网络中已经商用的直放站产品衍生而 来 Hub 该系统主要是由 Alcatel Space 所提供的卫星地面站 一套 Alcatel 提供的 NodeB 和一个 ERCOM 提供的 RNC 仿真器 同时实现网络适配功能 所组成 BM SC BM SC 产品主要由 LogicaCMG 公司所开发 同时也是 MAESTRO 试验平 台中的一部分 同时也采用了部分 UDCast 公司的传输和网络技术 移动广播业务发布平台移动广播业务发布平台 目前主要由 Alcatel 提供该平台 该平台主要采用了已经大规模商用的 PVNS Packet Video Network Service 技术 将来的路标是基于 OMA 等组织 的开放式体系结构 充分考虑融合业务的特点 阿尔卡特全资收购了业界知 名的移动视频解决方案提供商 PacketVideo 芯片芯片 S DMB 手机芯片有赖于 3GPP R6 MBMS 功能特征的芯片商用情况 但是 初期部署阶段 可以利用 R99 的手机芯片实现 软件部分做一些小的升级 这 种情况下 将不支持终端省电特性 3 2 1 5标准化情况标准化情况 图 3 2 5 S DMB 系统有关的标准组织 S DMB 标准最初是由 ETSI SES S UMTS Satellite Earth Stations and Systems 工作组负责制定的 空口方面继承了 3GPP WCDMA UTRA FDD Release 6 网络架构则是基于 3GPP MBMS 的架构体系 在在 ETSI 里面 里面 S DMB 是以是以 MBMS 的卫星实现部分 的卫星实现部分 S MBMS 正在进行有关的标准化工作 正在进行有关的标准化工作 ETSI SES S UMTS 和 3GPP RAN4 之间的合作状态为 双方已经就地面和 卫星频段之间的相邻频段兼容性 互干扰问题 达成了最终一致 RAN4 的批 复函已经在 2004 年 6 月底正式提交给 ETSI SES S UMTS 根据 ETSI SES S UMTS 的可行性研究结果 有关部门已经在相应的 ITU R 规范建议里面提议将 WCDMA 作为 IMT 2000 卫星空口技术的一种实现方式 ITU R M 1455 Key characteristics for the International Mobile Telecommunications 2000 IMT 2000 radio interfaces 以及 M 1457 Detailed specifications of the radio interfaces of International Mobile Telecommunications 2000 IMT 2000 也相应在 进行更新 除了 ETSI 以外 3GPP 也在进行相应的 MBMS S DMB 标准化工作 应用 和业务层面 则由 OMA BAC BCAST 工作组制定有关的 Application Enabler WCDMA 作为卫星空口技术的可行性研究可行性研究可以参考以下两个技术报告 ETSI TR 102 058 Satellite Earth Stations and Systems SES Satellite Component of UMTS IMT 2000 Evaluation of the W CDMA UTRA FDD as a Satellite Radio Interface ETSI TR 102 277 Satellite Earth Stations and Systems SES Satellite Component of UMTS IMT 2000 Satellite Component for Multimedia Broadcast Multicast Service MBMS W CDMA Radio Interface ETSI 已经发布了这些报告 并提交给 3GPP RAN WG4 进行评估 同时在 ETSI SES S UMTS 和 3GPP RAN WG4 之间的联络也即将开始 双方协商的内 容是地面和卫星频段之间的兼容性问题 已经验证并得到批准的是 卫星下行已经验证并得到批准的是 卫星下行 方向对地面系统并不会造成干扰问题方向对地面系统并不会造成干扰问题 关于上行链路的干扰问题还在评估中 已经接近尾声 根据 ETSI TR 102 058 规范的 Annex 5 部分的技术分析 法国政府已经向 ITU R 第 8 工作组提交了关于引入新的空口传输技术的建议 该评估流程已经 于 2004 年 12 月份正式启动 目前评估已经结束 此外 有关对 ITU R M 1455 和 M 1457 进行更新 在 G 系列中引入 S DMB 的空中接口技术的建议已经提交 上去 ETSI SES S UMTS 已经发布了第一批已经发布了第一批 ITU 卫星卫星 G 系列空口规范 系列空口规范 ETSI TS 101 851 1 Satellite Earth Stations and Systems SES G family Part 1 Physical channels and mapping of transport channels into physical channels S UMTS G 25 211 ETSI TS 101 851 2 Satellite Earth Stations and Systems SES G family Part 2 Multiplexing and channel coding S UMTS G 25 212 ETSI TS 101 851 3 Satellite Earth Stations and Systems SES G family Part 3 Spreading and modulation S UMTS G 25 213 ETSI TS 101 851 4 Satellite Earth Stations and Systems SES G family Part 4 Physical layer procedures S UMTS G 25 214 ETSI TS 101 851 5 Satellite Earth Stations and Systems SES G family Part 5 UE Radio Transmission and Reception S UMTS G 25 101 ETSI TS 101 851 6 Satellite Earth Stations and Systems SES G family Part 6 Ground Stations and Space Segment Radio Transmission and Reception S UMTS G 25 101 目前目前 ETSI SES S UMTS 正在在正在在 MBMS 标准的基础上制定标准的基础上制定 S DMB 的相关标的相关标 准 准 DTS SES 00246 1 Satellite Earth Stations and Systems SES Satellite Component of UMTS IMT 2000 Multimedia Broadcast Multicast Services MBMS Services DTS SES 00247 2 Satellite Earth Stations and Systems SES Satellite Component of UMTS IMT 2000 Multimedia Broadcast Multicast Services MBMS Architecture and functional description DTS SES 00248 3 Satellite Earth Stations and Systems SES Satellite Component of UMTS IMT 2000 Multimedia Broadcast Multicast Services MBMS Introduction in the Radio Access Network RAN DTS SES 00249 4 Satellite Earth Stations and Systems SES Satellite Component of UMTS IMT 2000 Multimedia Broadcast Multicast Services MBMS Inter working with Terrestrial UMTS networks DTS SES 00250 5 Satellite Earth Stations and Systems SES Satellite Component of UMTS IMT 2000 Multimedia Broadcast Multicast Services MBMS Performances over the Radio Interface DTS SES 00251 6 Satellite Earth Stations and Systems SES Satellite Component of UMTS IMT 2000 Mult