CH7通信新技术

CH7通信新技术第四代移动通信IPTV技术CMMB技术7.1第四代移动通信的概述一、什么是第四代移动通信4G的一般描述为：“第四代移动通信的概念可称为广带接入和分布网络，具有非对称的和超过2Mbit/s的数据传输能力。它包括广带无线固定接入、广带无线局域网、移动广带系统和互操作的广播网络（基于地面和卫星系统）。此外，第四代移动通信系统将是由多功能集成的宽带移动通信系统，也是宽带接入IP系统”。7.1第四代移动通信的概述二、业界人士对第四代移动通信已达成的共识与已有的数字移动通信系统相比，4G系统应具有更高的数据速率和传输质量。更好的业务质量（QoS）更高的频谱利用率,更高的安全性\智能性和灵活性；可以容纳更多的用户,应能支持包括非对称性业务在内的多种业务；7.1第四代移动通信的概述4G系统应体现移动与无线接入网和IP网络不断融合的发展趋势，将在不同的固定和无线平台以及跨越不同频带的网络运行中提供无线服务；能实现全球范围内多个移动网络和无线网络间的无缝漫游，包括网络无缝、终端无缝和内容无缝；将是多功能集成的宽带移动通信系统，不仅联系人与人，更将联系人与机器、环境，人们将能够随时随地的接入需要的多媒体信息，并可远端控制其他设备。7.1第四代移动通信的概述三、第四代移动通信的一些具体特点传输速率更快。带宽更宽。容量更大。智能性更高。实现更高质量的多媒体通信。兼容性能更平滑。业务的多样性。7.1第四代移动通信的概述灵活性较强。用户共存性。通信费用更加便宜。灵活的网络结构。如图将能实现不同QoS的业务。7.1第四代移动通信的概述系统网络结构7.1第四代移动通信的概述4G系统的网络体系分层7.1第四代移动通信的概述四、第四代移动通信的关键技术OFDM(正交频分复用)软件无线电智能天线IPv67.1第四代移动通信的概述OFDM技术实际上是MCM（Multi-CarrierModulation，多载波调制）的一种。主要思想是：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制在每个子信道上进行传输。正交信号可以通过在接收端采用相关技术来分开，这样可以减少子信道之间的相互干扰(ICI)。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的可以看成平坦性衰落，从而可以消除符号间干扰。而且由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。7.1第四代移动通信的概述OFDM技术之所以越来越受关注，是因为OFDM有很多独特的优点：①频谱利用率很高，频谱效率比串行系统高近一倍。②抗衰落能力强。③适合高速数据传输。④抗码间干扰（ISI）能力强。7.1第四代移动通信的概述软件无线电（SoftwareDefinedRadio）简称SDR，所谓软件无线电就是采用数字信号处理技术，在可编程控制的通用硬件平台上，利用软件来定义实现无线电台的各部分功能：包括前端接收、中频处理以及信号的基带处理等。即整个无线电台从高频、中频、基带直到控制协议部分全部由软件编程来完成。7.1第四代移动通信的概述核心思想：在尽可能靠近天线的地方使用宽带的数字/模拟转换器，尽早地完成信号的数字化，从而使得无线电台的功能尽可能地用软件来定义和实现。总之，软件无线电是一种基于数字信号处理(DSP)芯片，以软件为核心的崭新的无线通信体系结构。7.1第四代移动通信的概述软件无线电有以下一些特点：①灵活性。②集中性。③模块化。7.1第四代移动通信的概述智能天线定义为波束间没有切换的多波束或自适应阵列天线。与固定波束天线相比，天线阵列的优点是除了提供高的天线增益外，还能提供相应倍数的分集增益。但是它们要求每个天线有一个接收机，还能提供相应倍数的分集增益。7.1第四代移动通信的概述智能天线的优点①智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能②智能天线可以提高信噪比，提升系统通信质量，缓解无线通信日益发展与频谱资源不足的矛盾，降低系统整体造价③智能天线的核心是智能的算法，而算法决定电路实现的复杂程度和瞬时响应速率，因此需要选择较好算法实现波束的智能控制。7.1第四代移动通信的概述IPv64G通信系统选择了采用基于IP的全分组的方式传送数据流，因此IPv6技术将成为下一代网络的核心协议。选择IPv6协议主要基于以下几点的考虑：①巨大的地址空间。②自动控制。③服务质量。④移动性。7.1第四代移动通信的概述五、第四代移动通信的发展趋势本小节自学7.2IPTV技术一、IPTV的基本概念IPTV（InternetProtocolTelevision）俗称交互式网络电视。是利用宽带网的基础设施，以家用电视机+网络机顶盒（TV＋STB）、计算机（pc）、手机等智能设备作为主要终端设备，集互联网、多媒体、通讯等多种技术于一体，通过互联网协议（IP）向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的崭新技术。IPTV系统分为三个子系统：网络系统、服务端系统、用户端系统。如图7.2IPTV技术各系统的主要功能和关键技术指标：子系统主要功能关键技术指标网络系统传输流媒体数据和控制信息有效带宽响应延迟服务端系统对流媒体内容进行分发响应用户请求，发送流媒体数据,提供认证、计费服务对IPTV系统进行管理和监控内容分发方式流媒体并发性能系统管理功能及互连接口系统监控及容灾能力用户端系统响应用户的控制命令，播放流媒体节目接入带宽响应延迟媒体格式7.2IPTV技术IPTV最主要的特点在于它改变了传统的单向广播式的媒体传播方式，用户可以按需接收，实现用呼吁媒体内容提供商的实时交互，从而更好地满足用户个性化需求。IPTV和数字电视之间既是竞争关系，又是互补关系。从业务范围和覆盖的用户群看，最终是互相重叠的，从而形成竞争关系；另一方面，也可以将IPTV看成是数字电视的一种技术实现手段，数字电视侧重广播，特别是高清晰度电视业务，而IPTV可以侧重宽带交互型多媒体业务，两者有可能形成一定程度的业务互补局面，共同推进三网融合进程。7.2IPTV技术二、IPTV系统结构从系统的结构角度看，IPTV应用系统主要包括四个部分：内容制作系统；EPG（互动节目指南）系统；机顶盒客户端系统（STB）；业务管理系统。7.2IPTV技术IPTV系统结构图实时视频源点播视频源用户管理编码器SLTA编码器计算机STB电视手机广播流服务器直播流服务器视频流信息用户管理信息SLTA实时传输信息代理存储IP网络7.2IPTV技术三、IPTV的关键技术1.视频编码技术2.流媒体技术（StreamingMedia）3.内容传送技术（CDN）4.组播技术7.2IPTV技术视频编码技术编码技术是多媒体通信中使用的基本技术之一。多媒体通信的一个显著特点就是要传输的信息量非常大，尤其是视频数据，其编码技术甚至会在较大程度上影响业务质量，因此视频编码技术在IPTV中的地位非常重要。目前，国内外已经开展的IPTV业务基本上都是使用MPEG-2编码方式。7.2IPTV技术MPEG-2在编码时对图像和声音的处理是分别进行的，将图像看成是一个矩形像素阵列的序列来处理，将音频看成是一个多声道或单声道的声音来处理。这种处理方式压缩效率较低，而且不利于传输。目前的趋势是，使用更加适合于流媒体系统的H.264/MPEG-4。MPEG-4将一个场景的视频、音频对象综合考虑，对不同的主体采用不同的编码方式，再在解码端进行重新组合。它综合了数字电视、交互图形学和Internet等领域的多种技术，在大大提高了编码压缩率的同时，亦提高了传输的灵活性和交互性。7.2IPTV技术流媒体技术（StreamingMedia）流媒体技术就是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放到网络服务器上，让终端用户能够边下载边观看，而不需要等到整个多媒体文件下载完成便可以即时观看的技术。7.2IPTV技术内容传送技术（CDN）IPTV的业务主要包括单播业务和组播业务，数据流量非常大，因此需在宽带城域网络之上部署内容分发网络（CDN），经过策略部署可以改善流媒体服务质量，并有效降低骨干网的压力。7.2IPTV技术CDN是一套专门为高质量、大规模地分发丰富的多媒体内容，相对于互联网而建立的覆盖网络，其工作原理是在网络各节点放置内容缓存服务器，由CDN中心控制系统实时地根据网络流量和各节点的连接、负载状况以及到用户的距离等信息，将用户的请求引导到最佳的服务节点上。对用户来说，通过CDN系统，得到响应的时间被缩短，数据传输的稳定性被提高，从而提高了网络服务的总体性能。7.2IPTV技术CDN网络架构主要分为中心和边缘两大部分，中心指CDN网管中心和域名服务器（DNS）重定向解析中心，负责全局负载均衡，设备系统安装在管理中心机房；边缘主要指异地的CDN节点，是CDN分发多媒体内容的载体，主要由高速缓存服务器和负载均衡器等组成。7.2IPTV技术组播技术组播是一种允许一个或多个发送者（组播源）一次、同时发送单一数据包到多个接收者的网络技术。组播源把数据包发送到特定组播组，而只有属于该组播组的地址才能接收到数据包。在IPTV里，组播源往往仅有一个，即使用户数量成倍增长，主干带宽也不需要随之增加，因为无论有多少个目标地址，在整个网络的任何一条主干链路上只传送单一视频流，即所谓“一次发送，组内广播”。7.2IPTV技术四、IPTV业务介绍IPTV的业务形态可简单分为三种：①一是实时的电视广播源节目；②二是点播事先录制并存储在服务器上的节目；③第三种就是所谓的Time-ShiftedTV，用户在收看现场直播的节目的同时，还可以回溯过去的精彩瞬间或者暂停一会继续收看现场节目。7.2IPTV技术一个典型的IPTV系统的层次结构如图所示：7.2IPTV技术IPTV业务将以通信为导向的业务和以内容为导向的业务紧密地联系在一起，它可以提供的业务种类主要包括电视类业务、通信类业务，以及各种增值业务。电视类服务是指与电视业务相关的服务，如视频点播、直播电视和时移电视等；通信类服务主要是指基于IP的语音业务、即时通信服务和电视短信等；增值业务则是指电视购物、互动广告和在线游戏等等。在IPTV发展初期，IPTV的业务主要以电视类服务为主。7.2IPTV技术其他业务（1）IPTV可视电话业务（2）电子商务业务（3）电子广告业务7.2IPTV技术五、IPTV的发展请自学本小节7.3CMMB技术一、CMMB概述CMMB是英文ChinaMobileMultimediaBroadcasting（中国移动数字多媒体广播）的简称。它是国内自主研发的第一套面向手机、PDA、MP3、MP4、数码相机、笔记本电脑多种移动终端的系统，利用S波段信号实现“天地”一体覆盖、全国漫游，支持25套电视节目和30套广播节目，2006年10月24日，国家广电总局正式颁布了中国移动多媒体广播(俗称手机电视)行业标准，确定采用我国自主研发的移动多媒体广播行业标准。7.3CMMB技术CMMB的定义移动数字多媒体广播是涵盖终端十分广泛的广播系统，它通过卫星和地面无线广播方式，供小屏幕、小尺寸、移动便携的手持终端如手机、PDA、MP3、MP4、数码相机、笔记本电脑等接收设备，随时随地接收广播电视节目和信息服务等业务的系统。这样，就相当于把家里的电视搬到随身的屏幕上，实现随时随地看电视。7.3CMMB技术移动数字多媒体广播CMMB（俗称手机电视）是一个新兴的媒体，与其他系统相比其具有自身的特点。a.首先，移动数字多媒体广播突破了时空的限制，能够随时随地的接收广播电视信息，不仅是室内，还是室外或者各种旅游区，甚至是海上都能接收到这些信息。7.3CMMB技术b.其次，移动数字多媒体广播创造了新的收视习惯和消费时尚，由于可以在任何便捷时间里收看电视，因此可此使低成本时段变成高附加值时段，提高了收视率，从而节省了成本。c.再次，移动数字多媒体广播的内容更加丰富，覆盖更加有效，信息的传递更加快捷。d.最后，移动数字多媒体广播作为一种公益功能应用，能够