频谱可用性对移动电视解决方案的影响

2006-07-06 13:41:56来源: 电子工程专辑 关键字:网络  拥挤  3G  频谱

在移动运营商寻求非语音业务收入增长时,终端用户对高级多媒体应用范围和业务的需求也在飞速增长。那些期望从其他来源获取收入增长的运营商在可下载游戏、应用程序和音轨等方面已取得成功。移动电视提供了一个潜在的盈利业务,这是当前很多运营商考虑的问题。

目前,3G运营商(例如英国的Vodafone)是基于现有的WCDMA网络,以广播模式传送移动电视节目。不过,随着更多的用户转换到3G,将存在网络拥挤的风险。这个问题促使业界积极寻求替代技术以满足新的需求,现在已经有运营商开始将DVB-H系统作为一种可能的解决方案进行试验。而高通公司也在不断发展其MediaFLO技术,以使其成为一种解决方案,现已有美国运营商表示采用这种系统。

尽管这两种技术都能满足发送移动电视的技术要求,但对于移动运营商而言,每种技术都存在商用化缺点。两种系统都要求运营商与第三方合作采用他们的频谱,并需要额外的基础设施扩建。此外,还有很多与移动广播可用频谱相关的问题有待解决。

有限的可用频谱

频谱是非常宝贵的资源。有限的可用频谱与日益增长的用户吞吐量需求迫使人们从技术上寻求尽可能高的频谱利用率。这样一来,频谱使用效率较低的技术就会被淘汰,取而代之的是更新、带宽利用效率更高的技术。例如,在广播和电视应用上,模拟广播技术被数字技术所替代。然而,在很多这样的发展进程中,旧技术的淘汰需要一个过程,因而,在新技术完全取代旧技术之前,旧技术所占用的频谱资源对于新技术来说是不可用的。

图:不同地区可用的频谱分配。

有限的可用频谱资源产生的另一个影响是,当频谱在开放市场上具有可用性时,该频谱就会有很高的潜在价值。例如,2001年英国第一个IMT-2000 3G执照拍卖了大约40亿美元。获得3G执照的运营商可以使用双频FDD方式和单频TDD方式。这反映出在3GPP内部两种技术的同步开发和标准化。此外,最初的IMT-2000频谱分配在许多欧洲和亚洲国家都得到协调。

在频谱分配中应用无线传输技术的好处是能有效传输非对称的上行和下行链路数据速率,例如时分双工上行和下行链路通信。这是因为能够改变上行和下行链路传输之间的切换点,以使下行数据速率比上行链路速率更高。因此,运营商的频谱分配适合于为移动用户提供广播内容。

另外,在多个地理区域协调的频谱还允许运营商批量采购设备,获得规模经济的利处。同样还能使用户在多个区域之间漫游。目前,许多运营商已经拥有或者能够使用这些频谱。

UTRA TDD的优势

显然,在向移动用户传送广播内容方面,IMT-2000频谱分配提供了很多可能性。不过,进行内容广播的技术还需要满足一些要求。例如,要使这种广播对于运营商和内容提供商来说是可行的,并且具有经济效益,在业务可用性、价格和质量等方面,与采用其他技术(例如DVB-H和MediaFLO)所提供的同类业务相比要具有竞争力。

在业务可用性方面,对于目标用户群来说,一种成功的移动广播应该是易于使用的。这意味着此业务在其覆盖的区域内必须确保较低的断线率。另外,从商业角度看,未来几年中,移动广播业务环境将成为一个竞技场,势必与其他技术所提供的业务竞争。同样,相对于宽带互联网接入,用户通常并不愿意为广播内容买单。这些因素综合起来就要求移动广播技术必须满足较低的终端和基础设施成本要求,同时内容发送或者运营开销成本也要低。

通过数字卫星和地面广播技术,用户期望在广播内容方面有更好的选择。尽管从固定到移动的转变存在技术上的困难,但用户的期望值已经确定,而且他们不能容忍低劣的服务质量。在移动环境的激烈竞争中,不仅要求提供相近数量的高质量广播频道,还要求在移动中实现相同的服务质量。为满足这些期望值,移动广播技术的典型频谱效率目标是1bps/Hz,并且在95%的覆盖区域内提供一致的服务质量。

最近宣布的一个解决方案将商业UMTS TD-CDMA方案的性能优势与新近定义的多媒体广播和多播标准(MBMS)第六版相结合,相对于可选的移动电视解决方案,该方案为运营商提供了巨大的战略、性能和经济优势。TD-CDMA或UTRA TDD在3GPP中实现了标准化,与WCDMA(也称为UTRA FDD)实现了高度协调。这种技术可以用来有效发送移动广播内容。

作为3GPP标准的一部分,TD-CDMA的标准化考虑了IMT-2000频谱分配。在2GHz频率附近,一般的移动广播部署大都采用蜂窝拓扑结构,与底层的技术实现无关。考虑到这点,采用标准化的蜂窝技术在这些频段发送移动广播内容才有意义。

尽管采用3GPP UTRA FDD模式来发送内容到移动用户是可行的,但它定位于对称业务,并采用专用的信号发送载体。因此随着技术的普及,在上行和下行链路流量上会存在大量的非对称性、频谱效率低等问题,网络将很快进入超负荷状态。

而UTRA TDD的一个关键优势在于它与现有的UTRA FDD具有高度协调性。这意味着设备和软件可以共享网络基础设施,即3G运营商可以使用现有的UTRA FDD蜂窝站设备用于UTRA TDD广播业务,例如共享基站天线系统。还可以共享终端用户设备的一些组件,这有助于延长电池使用寿命,并且对于终端产品外形尺寸的影响也不会太大。

本文小结

终端用户对高级多媒体应用范围和业务的需求不断增长,移动电视成为运营商关注的盈利业务。有限的可用频谱与日益增长的用户吞吐量需求迫使人们从技术上寻求尽可能高的频谱利用率,频谱使用效率较低的技术就会被带宽利用效率更高的技术所取代。IMT-2000频谱分配在向移动用户传送广播内容方面提供了很多可能性。

关键字:网络  拥挤  3G  频谱

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