手機電視被認為是3G時代最有希望的多媒體業(yè)務(wù)之一，融合了多媒體、實時、交互等諸多媒體特征，終端輕巧可移動，用戶可方便地獲得服務(wù)。MBMS（Multimedia Broadcast Multicast Service）是3GPP R6開始定義的多媒體廣播組播功能，可在移動通信系統(tǒng)中提供手機電視業(yè)務(wù)。

　　MBMS導(dǎo)致的主要改動是：增加BM-SC網(wǎng)元；對現(xiàn)有分組域相關(guān)網(wǎng)元進行功能升級，以支持MBMS特有接口功能（如Gmb）、特有信道（如MICH、MTCH / MCCH / MSCH）、特有物理層過程（FACH信道選擇性合并、PTM與PTP切換）和特有業(yè)務(wù)流程（如訂閱）。在物理層引入了單頻網(wǎng)（Single Frequency Network，即SFN），若干基站同時在同一頻率上發(fā)射相同的信號。使頻譜效率提高，UE（用戶設(shè)備）在SFN內(nèi)移動時無需任何切換，大大減少了信令的開銷。

　　TD-MBMS是TD-SCDMA的手機電視標準，并且已在CCSA和3GPP獲得通過。TD-MBMS基于3GPP MBMS，并基于SFN，進一步引入了UTN（Union Time-slot Network，同時隙網(wǎng)）技術(shù)。

　　1 TD-MBMS簡介

　　見圖 1，在SFN環(huán)境中，來自于不同基站的信號可等價為多徑信號。接收機無須區(qū)分信號是否來自于不同基站，復(fù)雜度大大降低。原本基站之間存在著同頻干擾，而手機需要進行復(fù)雜計算消除干擾；但SFN中，由于多徑信號豐富，反而使接收性能大大提高，進而提高了頻譜利用率。

　　TD-SCDMA是時分雙工（TDD）系統(tǒng)，上下行鏈路占用相同頻率。TD-SCDMA中用單獨頻點組單頻網(wǎng)并不合適，面臨頻譜資源問題；可能造成MBMS頻點的時隙（下行）和非MBMS頻點的相同時隙（上行）間的較強干擾。單獨頻點也不利于與N頻點系統(tǒng)進行資源規(guī)劃和共用接收機。因此，在TD-MBMS中引入了同時隙網(wǎng)（UTN）。

圖 1 SFN（單頻網(wǎng)）示意圖

　　圖 2給出了N頻點和UTN聯(lián)合組網(wǎng)示意圖。下行時隙可被配置為UTN或N頻點時隙；小區(qū)中不同頻點間UTN占用時隙可以相同或不同；但相鄰小區(qū)相同頻點的UTN時隙分配是相同的。UTN時隙用來發(fā)送MBMS廣播業(yè)務(wù)，在該時隙上，參與廣播的多個基站發(fā)送相同的信號。事實上，可將UTN時隙視為一個與N頻點網(wǎng)絡(luò)時分復(fù)用的獨立的SFN無線網(wǎng)絡(luò)。[1]

圖 2 TD-MBMS中N頻點＋UTN組網(wǎng)

　　UTN時隙使用公共的Midamble碼、擾碼，亦即本小區(qū)和鄰小區(qū)的這些參數(shù)是相同的；在鄰區(qū)之間，該時隙所發(fā)射的數(shù)據(jù)也是由相同數(shù)據(jù)經(jīng)過相同的處理而形成。而其他的N頻點時隙，則采用本小區(qū)特定的Midamble碼和擾碼。TS6（時隙6）通常不用作UTN時隙，否則，當手機在輔頻點接收MBMS業(yè)務(wù)時，由于射頻器件的限制，可能沒有足夠的時間切換到主頻點的TS0。

　　可以對N頻點系統(tǒng)的 UTN頻點和時隙資源進行靈活的配置，例如將更多的下行時隙分配給UTN；各頻點上的UTN時隙數(shù)目不同，以適應(yīng)不同速率的業(yè)務(wù)等。

　　2 時延擴展對性能的影響

　　UTN網(wǎng)絡(luò)提高了對手機接收機所容忍多徑延遲的要求，參考文獻[2]對此進行了研究。仿真顯示，SFN情況下，接收機的接收窗寬度對接收性能影響顯著。接收窗寬度越大，接收信干比越大。在相同接收機窗寬的情況下，小區(qū)半徑越小，信干比大于給定門限的區(qū)域所占小區(qū)面積的比例就越大。

　　TD-SCMDA的幀結(jié)構(gòu)和接收機均是針對16碼片的時延擴展而設(shè)計的。參見參考文獻[3]，仿真進一步顯示，16碼片（12.5微秒）的接收窗能夠容忍SFN環(huán)境下的多徑延遲擴展。尤其是在城區(qū)，小區(qū)半徑小，基站密度大，障礙物密集，大大降低了落到16碼片之外的延遲信號能量。

　　3 TD-MBMS終端設(shè)計方案

　　在TD-SCDMA建網(wǎng)初期的較長時間內(nèi)，TD和GSM網(wǎng)絡(luò)會互相覆蓋、同時運行。因此TD-MBMS終端首先應(yīng)該是一個TD-SCDMA/GSM雙模終端，并進一步在其TD-SCDMA模式上支持TD-MBMS功能。

　　根據(jù)CCSA起草的規(guī)范，TD/GSM雙模終端主要分為二種：雙模單待自動和雙模雙待終端。前者任何時刻只工作在雙模中的一種模式上，但能手動和自動在兩個模式間轉(zhuǎn)換；后者可以同時駐留在不同模式的小區(qū)上，在兩種模式下同時收發(fā)。

　　圖 3和圖 4分別給出了支持TD-MBMS的兩種雙模終端的總體架構(gòu)。在硬件上，TD-MBMS所帶來的改變主要來自于對新引入的視頻音頻編碼的支持。在TD-MBMS中，要求終端能夠支持H.264視頻編碼格式。而3G的另一個主流業(yè)務(wù)－視頻電話則可能采用H.263編解碼。另外，為了在終端上實現(xiàn)多媒體功能，終端同時還要支持Mpeg4視頻解碼，Mp3以及其他音頻編碼格式。因此，T D-MBMS終端需要一個強大的移動多媒體平臺，能夠同時支持多種音視頻進行編碼和解碼。目前，在市場上已經(jīng)有這樣的芯片可供選擇。

　　另外，移動多媒體業(yè)務(wù)在廣播時會采用更長的TTI（傳輸時間間隔），這對終端的設(shè)計內(nèi)存也提出了更高的要求。

　　見圖 3和圖 4，CPU和負責TD-SCDMA模式的基帶芯片，控制并接收TD-MBMS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送到移動多媒體平臺芯片，對音視頻數(shù)據(jù)進行解碼，再通過媒體播放器進行播放。

圖 3 TD/GSM雙模單待自動終端實現(xiàn)架構(gòu)

圖 4 TD/GSM雙模雙待終端實現(xiàn)架構(gòu)

　　接收TD-MBMS業(yè)務(wù)時，終端通常工作在空閑模式或FACH模式。規(guī)范中，對連接模式（DCH模式）下終端對手機電視業(yè)務(wù)的接收并沒有強制要求。其原因不僅是在連接模式下接收MBMS業(yè)務(wù)對終端能力要求很高，也由于此應(yīng)用場景并不及空閑模式下的場景廣泛。

　　引入TD-MBMS，由于還是基于16碼片的延遲窗設(shè)計，在物理層并未給UE帶來很大改變。但在物理層的流程和狀態(tài)控制方面、在協(xié)議棧方面和業(yè)務(wù)層方面，終端需要進行升級。

　　終端需支持接收MCCH、MTCH信道；能夠根據(jù)MCCH上所廣播的控制信息進一步獲得業(yè)務(wù)的詳細信息，并提供給用戶，進而根據(jù)用戶需求接收MTCH信道的數(shù)據(jù)。

　　在接收MTCH信道過程中，還要監(jiān)聽PICH、PCH上的尋呼信息，正常進行小區(qū)選擇、重選和更新，正常接收短信。

　　在業(yè)務(wù)層，終端須實現(xiàn)多媒體廣播業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)發(fā)現(xiàn)、訂閱、取消功能；并支持多媒體廣播業(yè)務(wù)安全功能，包括密鑰的獲取和更新，數(shù)據(jù)流的解密功能。

　　另外，終端還要為用戶提供友善的用戶界面和性能良好的多媒體播放器，使用戶能順利實現(xiàn)對業(yè)務(wù)的訂閱、退訂，以及控制業(yè)務(wù)的播放。尤其是播放器，因為移動多媒體數(shù)據(jù)接收的不穩(wěn)定性，在實現(xiàn)時要考慮到更多的異常處理，就接收不可靠的前提下盡可能給用戶呈現(xiàn)出流暢的主觀感受，并要避免導(dǎo)致終端出現(xiàn)異常。

　　同時，隨著業(yè)務(wù)推廣的深入，終端還應(yīng)在業(yè)務(wù)播放過程中，提供對交互電視業(yè)務(wù)的支持，例如在短信投票時，終端要提供良好的便利性。

　　在物理層的控制上，引入TD-MBMS后要對睡眠控制、狀態(tài)控制的算法進行優(yōu)化。另外，對下行同步的保持和自動增益控制（AGC）也需要改進設(shè)計。例如，由于多媒體數(shù)據(jù)流的波動性，可能出現(xiàn)在若干TTI內(nèi)，MTCH信道上并沒有數(shù)據(jù)，此時的下行同步保持則需要在設(shè)計時進行考慮。另一方面，BM-SC在數(shù)據(jù)分發(fā)時，也應(yīng)該盡量避免這樣的場景出現(xiàn)，以保證終端的接收性能。

　　4 TD-MBMS發(fā)展現(xiàn)狀

　　TD-MBMS在2007年初開始進行標準化，到07年第3季度相關(guān)工作已經(jīng)基本完成，并在第4季度全部完成，且已經(jīng)引入到3GPP規(guī)范中。

　　相關(guān)的產(chǎn)業(yè)化進程在07年第3季度啟動，目前以發(fā)展到系統(tǒng)廠家和終端廠家聯(lián)合調(diào)試和測試的階段。

　　在實現(xiàn)過程中，標準化時所未明確規(guī)范的細節(jié)技術(shù)問題，隨著產(chǎn)業(yè)化的深入，被逐步發(fā)現(xiàn)提出，并在技術(shù)規(guī)范中得以澄清。

　　隨著TD-SCDMA終端的穩(wěn)定和成熟，必然能呈現(xiàn)給用戶一個穩(wěn)定的，受歡迎的手機電視業(yè)務(wù)，從而促進TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　4 結(jié)論

　　綜上所述，可得以下結(jié)論：
　　(1) TD-MBMS是一種適合于現(xiàn)階段TD-SCDMA通信系統(tǒng)的手機電視技術(shù)和標準。
　　(2) 終端可以在不進行較大設(shè)計改動，而只是算法優(yōu)化和軟件升級的前提下，實現(xiàn)對TD-MBMS的支持。
　　(3) 隨著產(chǎn)業(yè)化的深入，TD-MBMS會逐漸完善并達到成熟，進而促進中國自主的移動通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和壯大，同時為用戶帶來更引人入勝的3G業(yè)務(wù)。