移動通信與廣播服務融合的新技術探討

侯翠華 董春陽 李健平

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移動通信與廣播服務融合的新技術探討

侯翠華 董春陽 李健平

濟南聯通信息化服務中心，山東 濟南 250002

介紹了移動和廣播行業(yè)的最先進的技術以及兩個行業(yè)之間趨同的趨勢，介紹了移動通信與廣播合作的初步探討以及3GPP和DVB合作的技術方法。

移動通信；廣播服務；融合

引言

移動工業(yè)采用長期演進（LTE）及其演進高級LTE（LTE-A）作為全球第四代（4G）蜂窩技術。 LTE和LTE-A都通過演進的多媒體廣播多播服務（eMBMS）來支持廣播傳輸。移動網絡運營商（MNO）使用eMBMS來應對點對多點傳輸的移動視頻數據增長的需求。該廣播解決方案在的頻率載波上與單播服務相同，因此eMBMS部署成本明顯低于其他廣播選擇。

對于向大量訂戶遞送非常流行的高質量數據（例如實時視頻服務）來說，廣播行業(yè)使用傳統(tǒng)的數字地面電視（DTT）網絡更有效。受益于第二代地面DVB（DVB-T2），DVB下一代手持式（DVB-NGH）及即將到來的ATSC 3.0的新一代廣播標準，廣播商將迎來容量和覆蓋上的顯著改進。

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

1 移動行業(yè)向未來5G系統(tǒng)的演進

從第二代（2G）移動蜂窩網絡，移動通信出現了主要由3GPP，3GPP2和IEEE開發(fā)的許多無線電標準。4G技術改變了這種情況，現有的移動蜂窩系統(tǒng)正朝向單個技術（即LTE）收斂。與以前不同，LTE采用正交頻分復用（OFDM）作為其無線接入技術，這是支持所有移動無線最新演進的標準，同時伴隨著系統(tǒng)向扁平和全IP系統(tǒng)架構的演進。

截至2014年底，全球已有360個商業(yè)LTE網絡推出。LTE的廣播模式eMBMS在全球的采用，使它在向移動設備提供多媒體服務方面，具有了相對其移動廣播競爭對手的絕對優(yōu)勢。eMBMS的主要優(yōu)勢是端到端IP架構，使單播和廣播服務能夠與高容量，高帶寬和高可擴展性共存。而且由于它與LTE基礎設施和移動設備芯片組的輕松集成，部署成本明顯低于其他廣播選擇。

目前移動行業(yè)已經在開發(fā)未來5G移動通信系統(tǒng)。根據用戶和運營商的要求，預期未來5G無線網絡將通過一個或多個廣播傳輸模式來高效地提供大量移動多媒體服務[2]。

2 廣播公司實現全球地面標準的演進

世界上有五個數字電視標準化組織：北美的ATSC； 歐洲的DVB；數字地面多媒體廣播（DTMB）；日本綜合業(yè)務數字廣播（ISDB）和數字多媒體廣播（DMB）。DVB標準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設備的最先進的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)射機和接收機側使用多個天線，即可實現向手持設備DVB-NGH的演進[3]。

數字電視市場的高度分裂以及從規(guī)模經濟中受益的需要，激發(fā)了不同廣播標準制定組織之間合作的愿望。如由于移動設備可能跨越邊界移動，需要各組織之間確定具有廣泛的國際接受度并且實現全球互操作性的核心技術[4]。

下一代數字廣播技術發(fā)展的最新標準是ATSC 3.0，它旨在成為一個全球標準。以DVB-T2和/或DVB-NGH標準中的許多技術為基線，ATSC 3.0的物理層很可能與最后的DVB標準具有顯著的相似性[5]。

3 移動通信與廣播合作的初步嘗試

LTE和LTE-A作為4G技術在全球的采用，使eMBMS在所有移動廣播競爭方面處于領先地位。eMBMS當前僅在混合載波模式中被支持，其中廣播和單播數據共享載波容量。在單頻網絡（MBSFN）上，子幀被命名MBMS，并且使用具有16.67 μs的較長循環(huán)前綴（CP）的ODFM符號。使用這個更長的CP允許在多個小區(qū)之間建立SFN，站間距離最大為5 km。

從廣播者的角度來看，當前的eMBMS特征不能解決所有移動廣播使用情況，因為其低延遲擴展容限意味著eMBMS僅能夠部署在密集網絡上。在傳統(tǒng)廣播網絡中使用的典型SFN距離在50 km和90 km之間。

3GPP和DVB合作的技術方法：

2010年11月，DVB論壇聯系了3GPP，考慮移動廣播領域的潛在合作。2011年3月舉行了一次聯合研討會，演示了3GPP和DVB標準化活動，兩個月后，向3GPP提出了一項研究項目，并首次引入了將在3GPP移動通信網絡和基于DVB的廣播網絡中使用的公共廣播規(guī)范（CBS）的概念。盡管由于缺乏來自MNO的支持，該提議未被3GPP接受，但廣播行業(yè)和學術界繼續(xù)在3GPP和DVB合作上進行研究，并且已經提出了幾種技術方法?；诋斍?GPP eMBMS的廣播能力在容量，覆蓋和服務質量方面演進，可以與傳統(tǒng)廣播網絡融合。

法國M3項目評估和分析了CBS物理層同時為3GPP LTE和DVB-NGH系統(tǒng)提供廣播能力的可能性。該技術提案解決了如廣播系統(tǒng)架構，調制，系統(tǒng)參數，信道編碼，時間交織和參考導頻等關鍵主題。它提出是否可以基于擴大的傳輸時間間隔和時間分片的概念，在物理層利用不同的時間分集來分配時間的使用。此外，它提出了一些eMBMS增強功能，以便集成來自廣播公司的要求，如使用較長的CP和優(yōu)化的僅下行鏈路系統(tǒng)，這也可以高效利用HPHT網絡來提供移動視頻服務。

4 結束語

3GPP和DVB合作的技術方法仍有待于進一步研究。目前移動和廣播服務融合的主要的問題是LTE廣播eMBMS技術不包括純粹廣播模式，并且由于它們的保護間隔短，它不能被有效地部署在HPHT傳統(tǒng)廣播基礎設施中。這些內容應該是在5G框架內定義聯合解決方案的起點。

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

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

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

[4]殷自然.探討通信工程中多網融合技術的應用問題[J].商情，2014（4）：268.

[5]王玲.王映民：移動通信技術的融合創(chuàng)新[J].高科技與產業(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，高級工程師，畢業(yè)于山東大學，現中國聯通濟南市分公司從事信息化工作。董春陽（1969—），女，山東人，高級工程師，畢業(yè)于山東工業(yè)大學，現中國聯通濟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，現中國聯通濟南市分公司從事系統(tǒng)維護工作。