移动通信与广播服务融合的新技术探讨

侯翠华 董春阳 李健平



移动通信与广播服务融合的新技术探讨

侯翠华 董春阳 李健平

济南联通信息化服务中心，山东 济南 250002

介绍了移动和广播行业的最先进的技术以及两个行业之间趋同的趋势，介绍了移动通信与广播合作的初步探讨以及3GPP和DVB合作的技术方法。

移动通信；广播服务；融合

引言

移动工业采用长期演进（LTE）及其演进高级LTE（LTE-A）作为全球第四代（4G）蜂窝技术。 LTE和LTE-A都通过演进的多媒体广播多播服务（eMBMS）来支持广播传输。移动网络运营商（MNO）使用eMBMS来应对点对多点传输的移动视频数据增长的需求。该广播解决方案在的频率载波上与单播服务相同，因此eMBMS部署成本明显低于其他广播选择。

对于向大量订户递送非常流行的高质量数据（例如实时视频服务）来说，广播行业使用传统的数字地面电视（DTT）网络更有效。受益于第二代地面DVB（DVB-T2），DVB下一代手持式（DVB-NGH）及即将到来的ATSC 3.0的新一代广播标准，广播商将迎来容量和覆盖上的显著改进。

基于移动工业与广播行业技术演进上的趋势，本文介绍了移动工业与广播行业的新技术，及移动和广播之间的合作的方法[1]。

1 移动行业向未来5G系统的演进

从第二代（2G）移动蜂窝网络，移动通信出现了主要由3GPP，3GPP2和IEEE开发的许多无线电标准。4G技术改变了这种情况，现有的移动蜂窝系统正朝向单个技术（即LTE）收敛。与以前不同，LTE采用正交频分复用（OFDM）作为其无线接入技术，这是支持所有移动无线最新演进的标准，同时伴随着系统向扁平和全IP系统架构的演进。

截至2014年底，全球已有360个商业LTE网络推出。LTE的广播模式eMBMS在全球的采用，使它在向移动设备提供多媒体服务方面，具有了相对其移动广播竞争对手的绝对优势。eMBMS的主要优势是端到端IP架构，使单播和广播服务能够与高容量，高带宽和高可扩展性共存。而且由于它与LTE基础设施和移动设备芯片组的轻松集成，部署成本明显低于其他广播选择。

目前移动行业已经在开发未来5G移动通信系统。根据用户和运营商的要求，预期未来5G无线网络将通过一个或多个广播传输模式来高效地提供大量移动多媒体服务[2]。

2 广播公司实现全球地面标准的演进

世界上有五个数字电视标准化组织：北美的ATSC； 欧洲的DVB；数字地面多媒体广播（DTMB）；日本综合业务数字广播（ISDB）和数字多媒体广播（DMB）。DVB标准是世界上最广泛采用的，目前DVB-T2和DVB-NGH分别是用于固定和移动设备的最先进的DTT系统。 与其他系统相比，DVB-T2容量至少增加50 %。它在发射机和接收机侧使用多个天线，即可实现向手持设备DVB-NGH的演进[3]。

数字电视市场的高度分裂以及从规模经济中受益的需要，激发了不同广播标准制定组织之间合作的愿望。如由于移动设备可能跨越边界移动，需要各组织之间确定具有广泛的国际接受度并且实现全球互操作性的核心技术[4]。

下一代数字广播技术发展的最新标准是ATSC 3.0，它旨在成为一个全球标准。以DVB-T2和/或DVB-NGH标准中的许多技术为基线，ATSC 3.0的物理层很可能与最后的DVB标准具有显著的相似性[5]。

3 移动通信与广播合作的初步尝试

LTE和LTE-A作为4G技术在全球的采用，使eMBMS在所有移动广播竞争方面处于领先地位。eMBMS当前仅在混合载波模式中被支持，其中广播和单播数据共享载波容量。在单频网络（MBSFN）上，子帧被命名MBMS，并且使用具有16.67 μs的较长循环前缀（CP）的ODFM符号。使用这个更长的CP允许在多个小区之间建立SFN，站间距离最大为5 km。

从广播者的角度来看，当前的eMBMS特征不能解决所有移动广播使用情况，因为其低延迟扩展容限意味着eMBMS仅能够部署在密集网络上。在传统广播网络中使用的典型SFN距离在50 km和90 km之间。

3GPP和DVB合作的技术方法：

2010年11月，DVB论坛联系了3GPP，考虑移动广播领域的潜在合作。2011年3月举行了一次联合研讨会，演示了3GPP和DVB标准化活动，两个月后，向3GPP提出了一项研究项目，并首次引入了将在3GPP移动通信网络和基于DVB的广播网络中使用的公共广播规范（CBS）的概念。尽管由于缺乏来自MNO的支持，该提议未被3GPP接受，但广播行业和学术界继续在3GPP和DVB合作上进行研究，并且已经提出了几种技术方法。基于当前3GPP eMBMS的广播能力在容量，覆盖和服务质量方面演进，可以与传统广播网络融合。

法国M3项目评估和分析了CBS物理层同时为3GPP LTE和DVB-NGH系统提供广播能力的可能性。该技术提案解决了如广播系统架构，调制，系统参数，信道编码，时间交织和参考导频等关键主题。它提出是否可以基于扩大的传输时间间隔和时间分片的概念，在物理层利用不同的时间分集来分配时间的使用。此外，它提出了一些eMBMS增强功能，以便集成来自广播公司的要求，如使用较长的CP和优化的仅下行链路系统，这也可以高效利用HPHT网络来提供移动视频服务。

4 结束语

3GPP和DVB合作的技术方法仍有待于进一步研究。目前移动和广播服务融合的主要的问题是LTE广播eMBMS技术不包括纯粹广播模式，并且由于它们的保护间隔短，它不能被有效地部署在HPHT传统广播基础设施中。这些内容应该是在5G框架内定义联合解决方案的起点。

[1]刘英泽.B3G/4G移动通信系统的研究与试验综述[J].电子产品可靠性与环境试验，2011，29（3）：55-61.

[2]汪蔼瑜.微信运营：广播电视发展的新常态[J].视听，2015（8）：119-120.

[3]陈雯雯，吴俊.走出符合欠发达县广播电视台的融媒体之路[J].视听纵横，2016（1）：45-47.

[4]殷自然.探讨通信工程中多网融合技术的应用问题[J].商情，2014（4）：268.

[5]王玲.王映民：移动通信技术的融合创新[J].高科技与产业化，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

侯翠华（1974—），女，山东人，高级工程师，毕业于山东大学，现中国联通济南市分公司从事信息化工作。董春阳（1969—），女，山东人，高级工程师，毕业于山东工业大学，现中国联通济南市分公司从事信息化工作。李健平（1975—），男，山东人，工程师，毕业于山东工业大学，现中国联通济南市分公司从事系统维护工作。