专利名称：一种移动通信终端电视信息传输系统及其实现方法
技术领域：
本发明涉及移动数字电视广播与移动通信技术，特别涉及一种为移动通信终端电视用户传输互动式视频、音频和数据业务等的移动通信终端电视信息传输系统及其实现方法。从目前来看，在移动通信终端(如手机)上播放的电视内容属于广播电视网络，移动通信终端属于移动通信网络，要解决在移动终端上实时播放电视信息的主要难题是传输网络。目前还没有解决上述问题的完整的技术方案。
广播电视服务属于单向广播方式。基于单向广播方式的又分为基于地面的和基于卫星的两类。目前基于卫星的主要有韩国S-DMB(数字媒体广播)、欧洲S-DMB；基于地面的技术主要包括欧洲DVB-T(地面数字视频广播)、DVB-H(手持数字视频广播)、韩国T-DMB、高通MediaFLO(请补充中文名称)、日本ISDB-T(综合业务数字广播)和清华DMB-T、上海交大ADTB-T(高级数字电视广播)。基于卫星的方式跨区域性、移动性都很好，但门槛高、代价大、频谱利用率低，不便于选择运营规模；基于地面的方式带宽大、组网规模灵活、代价小。
基于地面的方式中，高通MediaFLO在频道区分上采用特有的帧格式和复用技术，这显然使得前端设备不具有通用性；清华DMB-T、上海交大ADTB-T和日本ISDB-T都没有考虑到节电问题，势必影响到移动通信终端的使用，另外，它们的频道区分单一采用MPEG-2 TS，对于手机等移动通信终端来说，内容所占的码率太大会影响下载时间。相对来说，欧洲DVB-H和韩国T-DMB比较适合于手机等移动通信终端。其中，在带宽方面，DVB-H有较好的频率差异性，即平坦部分衰减的概率较小；在内调制方面，在高斯通道，DVB-H QPSK比T-DMB D-QPSK有3dB的好处；在错误编码方面，DVB-H总共有5-6dB的好处；在支持速率方面，DVB-H提供更大的容量和更大的弹性；在灵活性方面，DVB-H提供多种可能性，所以DVB-H能够保障将来业务的增长；在时分复用系统方面，DVB-H使用实际的时间切片，T-DMB使用微时间切片，所以在节电方面，DVB-H更优秀；在协议stack方面，DVB-H有更大的灵活，能够适应将来业务发展的需要。因此，欧洲DVB-H适合于作为移动通信终端等手持式移动数字电视的传输技术标准。
现有的移动通信网络主要是2G，2.5G，3G。2G包括GSM(全球移动通信系统)、TDMA(时分多址)。中国移动、中国联通都是采用GSM，它的码率只有9.6Kbps。2.5G主要包括GPRS(通用分组无线业务)、CDMA2000 1x(码分多址)。中国移动采用GPRS，中国联通采用CDMA2000 1x。它们的码率只有56Kbps，而实际上只能稳定在40Kbps。可以运行于GPRS、CDMA2000 1x之上的2.5G技术还包括WAP(无线应用协议)、EDGE(增强数据速率的GSM演进)、HSCSD(高速电路交换数据服务)和EPOC(Electronic Piece Of Cheese)等。据说这些技术理论上可提供高于56Kbps的码率。其中，GPRS是通过GSM升级过来，只需软件升级和添加相关的板卡。3G包括W-CDMA，CDMA2000 3x和TD-SCDMA。W-CDMA是从GSM发展而来，是欧洲技术；CDMA2000 3x是从CDMA2000 1x发展而来，是美国高通公司技术；TD-SCDMA是中国大唐技术，拥有自主知识产权。3G理论上可以提高码率到64Kbps×3~7；软合并64Kbps×10~17(~1Mbps)/5MHz，但目前的实际试验情况来看，还只能达到100~300Kbps。
下面将DVB-H与3G进行简单的比较从带宽来看，DVB-H是属于地面广播电视标准，支持带宽很大，可以支持大业务量；3G从目前的实际试验情况来看，只能达到100~300Kbps。移动通信网络主要缺点是带宽窄、业务量小。从互动性来看，DVB-H是属于单向广播，缺少手机电视用户所需要的个性化、互动性；3G是完全双向，可灵活实现个性化与互动性。从计费方式来看，DVB-H计费方式不灵活，只能采用广播方式的CAS系统，实施前端加密、终端认证的方式，导致计费方式只能是包月，或者内容不加密，免费收看，通过插播广告，收取上游厂家的广告费用；3G计费方式灵活，可以支持按时计费、按流量计费和按片付费、包月等。从建设网络成本来看，DVB-H网络建设成本小，一个城市也就在2000万元以内；3G网络建设成本大，不像2G升级到2.5G，只需要升级软件和添加一些板卡，3G，尤其是TD-SCDMA是一张全新的网络，需要重新建设网络，一个城市的建设费用在5个亿左右，国内要完成建设好一张3G网络，也需要1~2年的时间。从终端成本来看，DVB-H终端成本不高，只需要在现有中高档手机的基础上，添加一个5美元左右的芯片就可以，价格估计在3000~5000元左右；3G的终端成本相当高，需要使用多个时隙，估计价格在7000~10000元左右。从用户费用来看，DVB-H带宽成本低，只需要向用户收取内容收视费就可以了；3G带宽成本高，不仅要向用户收取内容收视费，还要向用户收取带宽占用费(服务费)。根据目前的分析来看，带宽占用费可能远远超过内容收视费。使得与DVB-H相比，在收看相同内容节目的前提下，3G用户要付出更多的费用，以至于没有多少用户能够消费得起。
通过上术对DVB-H和3G的比较，可以得出虽然移动通信终端电视市场巨大，但目前这两种最优秀的传输网络，由于各自存在的一系列问题，都严重地制约了移动通信终端电视的正常发展。本发明的目的在于提供一种可解决现有技术问题的移动通信终端电视信息传输系统及其实现方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种移动通信终端电视信息传输系统，包括可实现移动数字电视功能的移动通信终端，与所述移动通信终端进行交互式通信、并根据移动通信终端的信令向所述地面广播网络发送指令的移动通信网络，以及根据所述指令或定制的服务内容向所述移动通信终端传送移动数字电视信息流的地面广播网络。
其中，所述地面广播网络可以包括用于制作、接入、转换和播出移动数字电视信息流的视频播出前端；用于对上述移动数字电视信息流进行传输的传输分配网络；以及用于接受来自所述传输分配网络数据，并将上述数据调制为射频后发射的地面广播基站。所述移动通信网络可以包括顺次相连的移动基站、路由交换网络和移动前端。所述视频播出前端的信源格式可以为下列中的一种运动图像专家组第四个版本中第十个部分高级视频编码MPEG-4 AVC/H.264、中国音视频标准AVS、微软媒体视频标准WMV9，当然也可以为其它格式的音视频标准。
作为本发明的一个改进，所述地面广播基站与所述移动基站共用发射塔以及相关配电设备和监控设备。
作为本发明的一种实施方式，所述地面广播网络为手持数字视频广播DVB-H网络。当然也可以是任何一种适合移动通信终端使用的传输移动数字广播内容的地面广播网络。
本发明中，所述地面广播网络可以采用单频网络、多频网络或多频单频混合网络。
在一种实施方式中，所述DVB-H地面广播网络采用单频网络中的2K、4K或8K模式。
本发明中，所述移动通信网络可以是现有2G、2.5G或3G移动通信网络中的任一种移动通信网络。
本发明还提供了一种基于上述系统的移动数字电视实现方法，包括步骤101，移动通信终端发送定制或点播信息到所述移动通信网络；102，所述移动通信网络将上述信息发送到地面广播网络的视频播出前端；103，所述视频播出前端对上述信息分析后控制视频播出服务器输出移动数字电视信息流；104，所述地面广播基站将所述移动数字电视信息流打包后发送到所述移动通信终端。
用户可以在移动通信终端的目录上选择点播或定制哪种移动数字电视节目，然后发送信息到移动通信网络，也可以通过在互联网上点播或定制移动数字电视节目。地面广播网络根据用户的点播信令实时向用户发送节目内容，或根据用户的定制信令定时向用户发送节目内容。地面广播网络也会根据其服务内容的编排(即其定制的服务内容)自动向用户发送服务内容。移动通信终端在收到地面广播网络向其发送的节目内容后先存储在其硬盘上，供用户随时观看，用户也可以实时收看电视节目内容。
本发明通过采用现有地面广播网络和移动通信网络相结合的方式为移动通信终端提供广播电视服务。具体地说，视频、音频和数据信息由地面广播网络宽带下行，交互信息由移动电信网络实现，同时利用移动通信网络的部分基站和计费系统对请求移动电视服务的用户进行收费。由于移动通信网络是现成的，而广播电视的地面广播网络建设起来很快、投资较小。这样，不需要增加太多的投入，不需要重复建设移动通信终端电视信息传输系统即可运营起来，是一个双赢的方案。本发明优选方案采用DVB-H地面广播网络和现有2G/2.5G移动通信网络解决了带宽、交互、收费和消费门槛等技术难题，使得移动通信终端电视业务能够很快、很轻松地开展起来。
图1是本发明在单个城市内铺网的系统结构框图。
图2是本发明在跨区域内铺网的系统结构框图。
图3是本发明中视频播出前端的结构框图。
图4是本发明中DVB-H基站的结构框图。
图5是本发明方法流程图。
下面根据附图和具体实施例对本发明作进一步阐述。
本发明中，移动通信终端可以是手机、PDA(个人数字助理)、掌上电脑、游戏机、微型DVD机、车载移动数字电视接收机等。本发明较佳实施例中，地面广播网络采用DVB-H(手持数字视频广播)网络，移动通信网络采用2G或2.5G移动通信网络。
如图1、图2所示，是本发明中一种移动通信终端电视信息传输系统主要包括移动通信终端1(如手机)、DVB-H地面广播网络2和2G/2.5G移动通信网络3。其中，DVB-H地面广播网络包括DVB-H基站21、传输分配网络22和视频播出前端23。2G/2.5G移动通信网络包括移动前端31、路由交换网络32和移动基站33，该网络除了用于原有的话音、短信或上网等通信功能外，还作为移动通信终端电视用户的交互信息通道。当在单个城市铺网时，分配传输网络22采用城市内分配网络221即可，如图1所示。在全国或全省跨区域铺网时，分配传输网络22要包括国家干线网络223、省干线网络222和城市内分配网络221，如图2所示。
视频播出前端23是指服务内容的制作、接入、转换，加密和播出的系统与设备，如图3所示。电视节目内容经MPEG-4 AVC/H.264格式离线编码工作站231压缩编码后存放于由文件存储服务器232管理的磁盘阵列中，由播控服务器233调度从视频播出服务器234播出，与通过在线编码器235压缩编码的在线节目、以及由数据广播服务器236播出的数据信息内容，在复用器237中复用成单一的传输(TS)流输出。复用器237同时完成PSI/SI信息、EPG信息，CA系统238的ECM、EMM信息的插入等，CA系统238还通过复用器237的加扰卡完成相关内容传输流的加密。从复用器237出来的传输流经单频网络适配器239，把来自GPS卫星接收机240的用于同步的信息插入到巨级帧的初化包MIP中。再经DS3接口适配器241把TS流转成符合SDH透明传输协议中45Mbps端口标准的数据流，传输到SDH传输分配网络22。其中，运营支撑系统242用于对用户信息进行管理、计费与结算等。交换机243用于处理各种数据。其它格式编码工作站244用于对其它数据进行编码。信源格式采用MPEG-4 AVC/H.264。MPEG-4(运动图像专家组第四个版本)由21个部分组成，H.264就是MPEG-4的第10部分，即MPEG-4 AVC，常常写成MPEG-4 AVC/H.264，是一种视频高压缩技术，已经进入了广播电视、家电和通信三大行业。当然，也可以采用中国音视频标准AVS、微软媒体视频标准WMV9，及其它IP流媒体格式等。
传输分配网络22是把视频播出前端23播出的TS流传送到各个DVB-H基站21进行发射的SDH透明传输网络，包括同城传输与城际传输。其中，传输分配网络22可以是SDH、ATM等透明传输网络。
DVB-H基站21是指接收来自SDH透明传输网络22的数据，同时把它按照三同步的原则调制成射频向空中发射的系统，使得移动通信终端电视用户可以收到服务内容。如图4所示，主要由DS3接口适配器211、单频网络适配器212、DVB-H调制器213、上变频器214、GPS卫星接收机215，以及馈线、天线塔、供电216、监控217等设备构成。频率可以安排在UHF波段(470~860MHz)。DS3适配器211从SDH透明传输网络22上取出TS流，通过单频网络适配器212完成在视频播出前端23插入MIP中的时间信息与本地即时接收的时间信息进行比较，获得网络延时信息，从而实现三同步调制发射。在DVB-H调制器213中按照4k载波模式进行调制，再经上变频器214变换成UHF波段的射频，由天线218向空中辐射。
这样，大量的或者持续的下行信息走DVB-H地面广播网络2，少量的或者间断的交互信息走2G/2.5G移动通信网络3。大量的或者持续的下行信息是指服务运营商提供给移动通信终端电视用户收看、收听、浏览或者下载的视音频电视节目、音乐、游戏、以及各种数据信息等内容。少量的或者间断的交互信息是指移动通信终端电视用户的服务请求(订购、咨询)、登陆或脱离服务等控制管理类信息。
具体方法如图5所示S1，移动通信终端1发送定制或点播信息到所述移动通信网络3；S2，所述移动通信网络3将上述信息发送到地面广播网络2的视频播出前端23；S3，所述视频播出前端23对上述信息分析后控制视频播出服务器234输出移动数字电视信息流；S4，所述地面广播基站21将所述移动数字电视信息流打包后发送到所述移动通信终端1。
用户可以在移动通信终端的目录上选择点播或定制哪种移动数字电视节目，然后发送信息到移动通信网络，也可以通过在互联网上点播或定制移动数字电视节目，即通过网站实现交互的方式，也可以通过打电话、发短信等方式实现交互。地面广播网络根据用户的点播信令实时向用户发送节目内容，或根据用户的定制信令定时向用户发送节目内容。地面广播网络也会根据其服务内容的编排(即其定制的服务内容)自动向用户发送服务内容。移动通信终端在收到地面广播网络向其发送的节目内容后先存储在其硬盘上，供用户随时观看。
DVB-H地面广播网络2以单频网络4k模式为组网优选方案。当然，也可以采用多频网，或者单频/多频混合网络实现。但是多频网络频谱利用率很低，而单频网特别适合于现代城市高楼林立、参差不齐，以至于需要建立较多基站的情况。
在DVB-H系统中，可以采用8k、4k、2k模式。上述模式本身并不影响码率，模式只影响移动特性和发射塔间距。如8k模式在8MHz(实际为7.61MHz)的频带上分布着6817个载波，每个载波间的间距为1.116KHz，而2k模式只分布1705个载波，每个载波间的间距为4.464KHz，所以2k模式的移动特性比8k模式的好(运动产生多普勒频率效应，速度越快，多普勒频率效应越厉害)。而2k模式相对应于8k模式的保护间隔小，所以基站就要布得密。所以选择4k模式可以兼顾移动特性和基站半径大小。在实际使用中，可以根据情况选择2K或8K模式。
DVB-H所需基站较少，一个城市一般不超过10个，而2G/2.5G所需基站较多。DVB-H可以共用2G/2.5G基站的一些资源，如发射塔、配电216、监控217等，只需通过传输分配网路22把数据送到2G/2.5G基站，在该基站安装发射机、拉馈线和合路器等就可以了。
在具体实施中，本发明系统的计费方式可以采用现有2G/2.5G移动通信计费系统来实施，如按时间、按流量或包月方式计费，也可以独立建立与2G/2.5G前端对接的计费系统。加密方式可以采用广播方式的CAS，在终端认证，也可以采用电信的CAS，在前端服务器认证。移动通信总队电视用户端的交互信息漫游可以通过2G/2.5G系统原有的漫游机制实现异地漫游，在服务内容方面通过城际同步推送内容的方式配合异地的城际漫游。具体功能可包括支持在线收看、下载播放、实时点播、互动游戏、公共信息、专业信息等个性公共服务的传输。
当然，如果条件允许，本发明中无线通信网络可以采用3G移动通信网络，其具体实现方法与上述相似。
权利要求
1.一种移动通信终端电视信息传输系统，其特征在于，包括可实现移动数字电视功能的移动通信终端，与所述移动通信终端进行交互式通信、并根据移动通信终端的信令向所述地面广播网络发送指令的移动通信网络，以及根据所述指令或定制的服务内容向所述移动通信终端传送移动数字电视信息流的地面广播网络。
2.根据权利要求1所述的移动通信终端电视信息传输系统，其特征在于，所述地面广播网络包括用于制作、接入、转换和播出移动数字电视信息流的视频播出前端；用于对上述移动数字电视信息流进行传输的传输分配网络；以及用于接受来自所述传输分配网络数据，并将上述数据调制为射频后发射的地面广播基站。
3.根据权利要求1所述的移动通信终端电视信息传输系统，其特征在于所述移动通信网络包括顺次相连的移动基站、路由交换网络和移动前端。
4.根据权利要求2或3所述的移动通信终端电视信息传输系统，其特征在于所述地面广播基站与所述移动基站共用发射塔以及相关配电设备和监控设备。
5.根据权利要求1所述的移动通信终端电视信息传输系统，其特征在于所述地面广播网络为手持数字视频广播DVB-H网络。
6.根据权利要求1或5所述的移动通信终端电视信息传输系统，其特征在于所述地面广播网络采用单频网络、多频网络或多频单频混合网络。
7.根据权利要求6所述的移动通信终端电视信息传输系统，其特征在于所述DVB-H地面广播网络采用单频网络中的2K、4K或8K模式。
8.根据权利要求1所述的移动通信终端电视信息传输系统，其特征在于，所述移动通信网络为现有2G、2.5G或3G移动通信网络。
9.根据权利要求2所述的移动通信终端电视信息传输系统，其特征在于，所述视频播出前端的信源格式为下列中的一种运动图像专家组第四个版本中第十个部分高级视频编码MPEG-4AVC/H.264、中国音视频标准AVS、微软媒体视频标准WMV9。
10.一种基于权利要求2所述系统的移动数字电视实现方法，其特征在于包括步骤101，移动通信终端发送定制或点播信息到所述移动通信网络；102，所述移动通信网络将上述信息发送到地面广播网络的视频播出前端；103，所述视频播出前端对上述信息分析后控制视频播出服务器输出移动数字电视信息流；104，所述地面广播基站将所述移动数字电视信息流打包后发送到所述移动通信终端。
全文摘要
本发明涉及移动数字电视广播与移动通信技术，特别涉及为移动通信终端电视用户传输互动式视频、音频和数据业务等的移动通信终端电视信息传输系统及其实现方法。一种移动通信终端电视信息传输系统，包括可实现移动数字电视功能的移动通信终端，与所述移动通信终端进行交互式通信、并根据移动通信终端的信令向所述地面广播网络发送指令的移动通信网络，以及根据所述指令或定制的服务内容向所述移动通信终端传送移动数字电视信息流的地面广播网络。本发明通过采用现有地面广播网络和移动通信网络相结合的方式为移动通信终端提供广播电视服务，解决了带宽、交互、收费和消费门槛等技术难题，使得移动通信终端电视业务能够很快、很轻松地开展起来。
文档编号H04Q7/32GK101064839SQ20061006053
公开日2007年10月31日 申请日期2006年4月30日 优先权日2006年4月30日
发明者朱大为, 胡步发 申请人:朱大为, 胡步发