侯翠華 董春陽(yáng) 李健平

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移動(dòng)通信與廣播服務(wù)融合的新技術(shù)探討

侯翠華 董春陽(yáng) 李健平

濟(jì)南聯(lián)通信息化服務(wù)中心，山東 濟(jì)南 250002

介紹了移動(dòng)和廣播行業(yè)的最先進(jìn)的技術(shù)以及兩個(gè)行業(yè)之間趨同的趨勢(shì)，介紹了移動(dòng)通信與廣播合作的初步探討以及3GPP和DVB合作的技術(shù)方法。

移動(dòng)通信；廣播服務(wù)；融合

引言

移動(dòng)工業(yè)采用長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE）及其演進(jìn)高級(jí)LTE（LTE-A）作為全球第四代（4G）蜂窩技術(shù)。 LTE和LTE-A都通過(guò)演進(jìn)的多媒體廣播多播服務(wù)（eMBMS）來(lái)支持廣播傳輸。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商（MNO）使用eMBMS來(lái)應(yīng)對(duì)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)傳輸?shù)囊苿?dòng)視頻數(shù)據(jù)增長(zhǎng)的需求。該廣播解決方案在的頻率載波上與單播服務(wù)相同，因此eMBMS部署成本明顯低于其他廣播選擇。

對(duì)于向大量訂戶(hù)遞送非常流行的高質(zhì)量數(shù)據(jù)（例如實(shí)時(shí)視頻服務(wù)）來(lái)說(shuō)，廣播行業(yè)使用傳統(tǒng)的數(shù)字地面電視（DTT）網(wǎng)絡(luò)更有效。受益于第二代地面DVB（DVB-T2），DVB下一代手持式（DVB-NGH）及即將到來(lái)的ATSC 3.0的新一代廣播標(biāo)準(zhǔn)，廣播商將迎來(lái)容量和覆蓋上的顯著改進(jìn)。

基于移動(dòng)工業(yè)與廣播行業(yè)技術(shù)演進(jìn)上的趨勢(shì)，本文介紹了移動(dòng)工業(yè)與廣播行業(yè)的新技術(shù)，及移動(dòng)和廣播之間的合作的方法[1]。

1 移動(dòng)行業(yè)向未來(lái)5G系統(tǒng)的演進(jìn)

從第二代（2G）移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)，移動(dòng)通信出現(xiàn)了主要由3GPP，3GPP2和IEEE開(kāi)發(fā)的許多無(wú)線電標(biāo)準(zhǔn)。4G技術(shù)改變了這種情況，現(xiàn)有的移動(dòng)蜂窩系統(tǒng)正朝向單個(gè)技術(shù)（即LTE）收斂。與以前不同，LTE采用正交頻分復(fù)用（OFDM）作為其無(wú)線接入技術(shù)，這是支持所有移動(dòng)無(wú)線最新演進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)伴隨著系統(tǒng)向扁平和全I(xiàn)P系統(tǒng)架構(gòu)的演進(jìn)。

截至2014年底，全球已有360個(gè)商業(yè)LTE網(wǎng)絡(luò)推出。LTE的廣播模式eMBMS在全球的采用，使它在向移動(dòng)設(shè)備提供多媒體服務(wù)方面，具有了相對(duì)其移動(dòng)廣播競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。eMBMS的主要優(yōu)勢(shì)是端到端IP架構(gòu)，使單播和廣播服務(wù)能夠與高容量，高帶寬和高可擴(kuò)展性共存。而且由于它與LTE基礎(chǔ)設(shè)施和移動(dòng)設(shè)備芯片組的輕松集成，部署成本明顯低于其他廣播選擇。

目前移動(dòng)行業(yè)已經(jīng)在開(kāi)發(fā)未來(lái)5G移動(dòng)通信系統(tǒng)。根據(jù)用戶(hù)和運(yùn)營(yíng)商的要求，預(yù)期未來(lái)5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將通過(guò)一個(gè)或多個(gè)廣播傳輸模式來(lái)高效地提供大量移動(dòng)多媒體服務(wù)[2]。

2 廣播公司實(shí)現(xiàn)全球地面標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)

世界上有五個(gè)數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)化組織：北美的ATSC； 歐洲的DVB；數(shù)字地面多媒體廣播（DTMB）；日本綜合業(yè)務(wù)數(shù)字廣播（ISDB）和數(shù)字多媒體廣播（DMB）。DVB標(biāo)準(zhǔn)是世界上最廣泛采用的，目前DVB-T2和DVB-NGH分別是用于固定和移動(dòng)設(shè)備的最先進(jìn)的DTT系統(tǒng)。 與其他系統(tǒng)相比，DVB-T2容量至少增加50 %。它在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)側(cè)使用多個(gè)天線，即可實(shí)現(xiàn)向手持設(shè)備DVB-NGH的演進(jìn)[3]。

數(shù)字電視市場(chǎng)的高度分裂以及從規(guī)模經(jīng)濟(jì)中受益的需要，激發(fā)了不同廣播標(biāo)準(zhǔn)制定組織之間合作的愿望。如由于移動(dòng)設(shè)備可能跨越邊界移動(dòng)，需要各組織之間確定具有廣泛的國(guó)際接受度并且實(shí)現(xiàn)全球互操作性的核心技術(shù)[4]。

下一代數(shù)字廣播技術(shù)發(fā)展的最新標(biāo)準(zhǔn)是ATSC 3.0，它旨在成為一個(gè)全球標(biāo)準(zhǔn)。以DVB-T2和/或DVB-NGH標(biāo)準(zhǔn)中的許多技術(shù)為基線，ATSC 3.0的物理層很可能與最后的DVB標(biāo)準(zhǔn)具有顯著的相似性[5]。

3 移動(dòng)通信與廣播合作的初步嘗試

LTE和LTE-A作為4G技術(shù)在全球的采用，使eMBMS在所有移動(dòng)廣播競(jìng)爭(zhēng)方面處于領(lǐng)先地位。eMBMS當(dāng)前僅在混合載波模式中被支持，其中廣播和單播數(shù)據(jù)共享載波容量。在單頻網(wǎng)絡(luò)（MBSFN）上，子幀被命名MBMS，并且使用具有16.67 μs的較長(zhǎng)循環(huán)前綴（CP）的ODFM符號(hào)。使用這個(gè)更長(zhǎng)的CP允許在多個(gè)小區(qū)之間建立SFN，站間距離最大為5 km。

從廣播者的角度來(lái)看，當(dāng)前的eMBMS特征不能解決所有移動(dòng)廣播使用情況，因?yàn)槠涞脱舆t擴(kuò)展容限意味著eMBMS僅能夠部署在密集網(wǎng)絡(luò)上。在傳統(tǒng)廣播網(wǎng)絡(luò)中使用的典型SFN距離在50 km和90 km之間。

3GPP和DVB合作的技術(shù)方法：

2010年11月，DVB論壇聯(lián)系了3GPP，考慮移動(dòng)廣播領(lǐng)域的潛在合作。2011年3月舉行了一次聯(lián)合研討會(huì)，演示了3GPP和DVB標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng)，兩個(gè)月后，向3GPP提出了一項(xiàng)研究項(xiàng)目，并首次引入了將在3GPP移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和基于DVB的廣播網(wǎng)絡(luò)中使用的公共廣播規(guī)范（CBS）的概念。盡管由于缺乏來(lái)自MNO的支持，該提議未被3GPP接受，但廣播行業(yè)和學(xué)術(shù)界繼續(xù)在3GPP和DVB合作上進(jìn)行研究，并且已經(jīng)提出了幾種技術(shù)方法?；诋?dāng)前3GPP eMBMS的廣播能力在容量，覆蓋和服務(wù)質(zhì)量方面演進(jìn)，可以與傳統(tǒng)廣播網(wǎng)絡(luò)融合。

法國(guó)M3項(xiàng)目評(píng)估和分析了CBS物理層同時(shí)為3GPP LTE和DVB-NGH系統(tǒng)提供廣播能力的可能性。該技術(shù)提案解決了如廣播系統(tǒng)架構(gòu)，調(diào)制，系統(tǒng)參數(shù)，信道編碼，時(shí)間交織和參考導(dǎo)頻等關(guān)鍵主題。它提出是否可以基于擴(kuò)大的傳輸時(shí)間間隔和時(shí)間分片的概念，在物理層利用不同的時(shí)間分集來(lái)分配時(shí)間的使用。此外，它提出了一些eMBMS增強(qiáng)功能，以便集成來(lái)自廣播公司的要求，如使用較長(zhǎng)的CP和優(yōu)化的僅下行鏈路系統(tǒng)，這也可以高效利用HPHT網(wǎng)絡(luò)來(lái)提供移動(dòng)視頻服務(wù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

3GPP和DVB合作的技術(shù)方法仍有待于進(jìn)一步研究。目前移動(dòng)和廣播服務(wù)融合的主要的問(wèn)題是LTE廣播eMBMS技術(shù)不包括純粹廣播模式，并且由于它們的保護(hù)間隔短，它不能被有效地部署在HPHT傳統(tǒng)廣播基礎(chǔ)設(shè)施中。這些內(nèi)容應(yīng)該是在5G框架內(nèi)定義聯(lián)合解決方案的起點(diǎn)。

[1]劉英澤.B3G/4G移動(dòng)通信系統(tǒng)的研究與試驗(yàn)綜述[J].電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn)，2011，29（3）：55-61.

[2]汪藹瑜.微信運(yùn)營(yíng)：廣播電視發(fā)展的新常態(tài)[J].視聽(tīng)，2015（8）：119-120.

[3]陳雯雯，吳俊.走出符合欠發(fā)達(dá)縣廣播電視臺(tái)的融媒體之路[J].視聽(tīng)縱橫，2016（1）：45-47.

[4]殷自然.探討通信工程中多網(wǎng)融合技術(shù)的應(yīng)用問(wèn)題[J].商情，2014（4）：268.

[5]王玲.王映民：移動(dòng)通信技術(shù)的融合創(chuàng)新[J].高科技與產(chǎn)業(yè)化，2014，10（7）：70-75.

The new technology of Mobile and Broadcast Services

Hou Cuihua Dong Chunyang Li Jianping

Jinan Unicom Information Service Center, Shandong Jinan 250002

This article analyzes the new technology and convergence of mobile and broadcast services。It introduces the preliminary study on the cooperation between mobile and broadcasting，and the technical methods of cooperation between DVB and 3GPP。

mobile information; broadcast service; cooperation

TN929.5

A

1009-6434（2016）10-0014-02

侯翠華（1974—），女，山東人，高級(jí)工程師，畢業(yè)于山東大學(xué)，現(xiàn)中國(guó)聯(lián)通濟(jì)南市分公司從事信息化工作。董春陽(yáng)（1969—），女，山東人，高級(jí)工程師，畢業(yè)于山東工業(yè)大學(xué)，現(xiàn)中國(guó)聯(lián)通濟(jì)南市分公司從事信息化工作。李健平（1975—），男，山東人，工程師，畢業(yè)于山東工業(yè)大學(xué)，現(xiàn)中國(guó)聯(lián)通濟(jì)南市分公司從事系統(tǒng)維護(hù)工作。