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LTE广播创造新的业务模式和市场机会0

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来源: 作者: 2019-03-13 14:40:32

通信世界消息(CWW)

1. 背景介绍

随着智能和平板电脑数量的加速增长,以及移动技术的快速演进,越来越多的移动宽带用户开始通过手持终端设备进行视频内容的下载和播放,同时对于高质量内容和流畅体验的要求也越来越高。根据爱立信消费者实验室2014年6月的移动市场报告1,截至2014年第一季度,全球移动用户总数约为68亿,全球移动宽带用户数量年同步增长35%,总数达到23亿。预期到2019年底,移动用户总数将达到92亿,其中移动宽带用户数将达到76亿,占移动用户总数的80%以上。其中LTE的用户数将达到26亿,而到2019年移动数据流量对比2013将会增长10倍。

移动数据流量最大、增长最快的领域是视频,预计到2019年年底之前,视频流量将以每年55%的速率增长,视频流量将比2013年增加13倍(图1)。

图1:移动视频流量增长预测(来源:爱立信移动市场报告,2014年6月)

届时,视频占移动数据流量的比率将超过50%(图2),对比之下,音频流量也会增加但是所占份额会略有下降,其中原因主要是视频和社交络等增长会比较强劲。

图2:视频流量占移动数据总流量比率对比

(来源:爱立信移动市场报告,2014年06月)

同时,根据另一个来自MobileContentVenture的研究2,超过一半的美国消费者愿意考虑使用智能或者平板电脑来观看视频节目。大约68%的受访者表示如果能通过移动设备,他们会观看更多的电视节目,61%的受访者甚至愿意考虑替换不同的运营商来使用移动电视业务。大多数的受访者表示他们有兴趣在路上观看有趣的内容,包括国内和本地、天气信息、电影以及运动比赛信息等。

为了满足快速增长的对于移动视频的需求,移动运营商也在快速更新他们提供的服务能力,不断增加新的面向视频直播和流媒体的服务和内容,从而增加传输信息的总量,提高络资源的利用率。进一步地,这对如何高效地在络中传输内容提出了新的要求,络的规划和建设变得更具挑战和重要,因而也需要新的业务模型来保证运营商能得到合理的用户收入。

2. LTE广播技术概述

A. 演进的多媒体广播技术(eMBMS)

在过去,蜂窝系统大多数集中在单一用户,而非广播业务的数据传输;另一方面,移动广播和电视广播络,重点以覆盖大范围和传送相同内容为主,专为单一用户提供数据传输的可能性非常小。而现在,LTE广播业务可以在蜂窝络中提供广播业务,同时也提供单播业务。

有了LTE广播,同样的内容可以传送到一个特定区域中的多个用户,这个特定的区域称为业务区域(ServiceArea),通常是由多个蜂窝小区组成的。在每个参与传输的小区中配置点到多点的无线资源,这些小区中所有订阅LTE广播业务的用户可以同时接收到相同的传输信号;同时,用户可以不必通知络是否接收到内容。

给移动设备提供LTE广播业务,主要考虑两个方面:一是良好的覆盖,二是终端设备的功耗情况。

在LTE广播络中,不同小区的传输是时间同步的;从一个终端的角度,信号就像是从一个点发射经过不同时间延迟信道形成的。在LTE络,我们将这种传播方式称为多媒体广播单频络(MBSFN)。

图3:MBSFN原理示意

它有以下几个好处:

增强接收信号的强度,小区边缘的用户可以从多个小区接收信号并进行能量叠加。

降低干扰水平,同样在小区的边界,用户从邻区接收到的信号不再是邻区干扰,而是有用信号。

产生对抗无线信道衰落的分集增益,因为从不同小区接收到的信号有不同的时延扩展,从而形成更好的频率选择性。

所以使用单频技术,络中的小区边缘用户的传输速率能得到明显改善和提高。

除了提供良好的络,有效节能的接收业务数据也是络考虑的一个重要方面。对于一个特定的广播业务,LTE络可以提供一个高速率的突发数据来实现,那么在数据发送的间歇,终端可以进入不连续接收(DRX)状态以降低功耗。终端只需要接收部分关心的无线子帧,在其它子帧上可以处于休眠状态,这大大有助于减少终端上的功率消耗。

B. LTE广播技术的系统架构特点

移动通信络比如LTE在传统设计上主要用于单播(Unicast)的业务通信,每个设备分配单独的无线信道,分配给终端的络资源主要由终端用户使用的业务类型、所处的无线环境和络的容量状况等因素决定。

LTE广播技术是对单播络架构的扩展,通过对现有元的软件升级和增加广播业务控制节点来实现系统对广播业务的支持,同时可以和传统单播数据业务或者语音业务共存。LTE广播架构的设计,为运营商提供了灵活运用络能力来提供广播业务的可能性。这种灵活性主要体现在几个方面:

· 业务灵活性

LTE广播可以支持实时直播的流媒体业务,也支持以文件方式的内容传送。不同的业务组合可以同时传送给大量的终端用户。

· 时间灵活性

无线络资源的使用只在LTE广播业务使用时触发,络资源的占用时间灵活,可以短到几分钟或者更长时间到几天。LTE广播业务没有激活的时候,络资源可以分配给其他业务使用。

· 地理区域的灵活性

LTE广播业务可以只用在较小的地理区间,比如体育场馆;也可以覆盖较大的地理空间,比如整个城市或者区域。只要络容量足够,多种广播业务可以同时进行。

· 络资源分配的灵活性

LTE络中,如果是LTEFDD络,那么最大到60%的络资源可以用于LTE广播业务;而在TD-LTE络中,最大可以使用50%的络资源用于广播业务发送,这是由LTE系统技术的设计决定的。

C. 广播和单播技术的比较

传统的LTE络连接方式我们称为单播传输,LTE广播和单播技术相比,具有几个方面的不同之处:

所以广播和单播络模式有各自的特点,如前面提到的,这两种模式在移动络中是可以共存的。

3.爱立信基于LTE络的广播方案

A. 端到端的LTE广播方案带来新的市场机会

正是看到了移动视频业务发展的大方向,爱立信成功推出了端到端的LTE广播(LTEBroadcast)解决方案;该方案是基于演进的多媒体广播多播(eMBMS)技术,该业务已经是3GPP的标准业务。

爱立信基于LTE络广播的端到端解决方案充分利用LTE络资源,使得业务广播区域内多个终端用户可以同时接受同样的视频或者文件内容。理论上可以同时给无限数量的用户发送同样的视频内容,最大限度利用了络的频谱资源和络投资。

同时爱立信LTE广播方案支持多种不同的应用场景,包括:

直播优质视频内容,比如体育比赛、重要、热门娱乐节目等。

图5:LTE广播在体育场馆运用的场景

对于传统单播络的负荷分担;如针对移动设备的本地缓存,运营商可以广播视频广告或者移动设备的软件升级包;

对于M2M业务的支持,比如针对汽车用户广播天气或者交通信息等。

爱立信的LTE视频广播方案会给络运营商提供新的业务模型和新的市场机会。同时,该方案通过引入新的eMBMS元,络架构简单,方便络部署。如下如所示:

图6:端到端LTE广播解决方案

爱立信和全球多个大型移动运营商通力合作,展开了一系列的测试以及规范讨论,极大的推进了基于LTE络广播技术的发展和商用进程。比较典型的例子就是美国移动运营商Verizon无线采用爱立信的LTE广播解决方案3,在其商用的4G络中,进行了印地(Indy)500方程式大赛的转播;观众可以看到赛道和赛车内摄像头传送的直播视频以及比赛的实时赛况信息。这是典型的在用户比较密集的区域利用LTE广播技术进行内容传输和络部署的例子,充分高效地利用了4G络的容量,同时避免了可能出现的络拥塞,给观众带来了与以往不同的绝佳体验。

B. 爱立信LTE广播方案的特色

爱立信的LTE广播技术解决方案是端到端完整的解决方案,包括对于三个主要技术标准的支持:

eMBMS(EvolvedMultimediaBroadcast Multicast Service)是基于3GPP标准,在移动通信络中实现多媒体的广播业务

HEVC(HighEfficiencyVideo Coding, 即H.265) 高效率视频编码技术。新的视频压缩标准H.265可以使用仅有H.264视频编码一半的带宽来传输同样清晰度的音视频内容

DASH(DynamicAdaptiveStreaming over HTTP) 基于HTTP的动态自适应流媒体传输技术,可以根据用户设备和络带宽,进行视频速率的自适应,从而确保用户得到更高质量的用户体验,以及络资源的高效利用

4. 结论

本文分析了目前移动宽带市场的发展背景下移动视频业务需求的急剧增加,通过对LTE广播技术和方案的分析,讨论了LTE广播方案的特点。通过对爱立信LTE广播方案的进一步分析,可以判断爱立信开创性的将三种先进技术标准结合并运用于LTE广播方案中,能够帮助运营商能更有效的开展基于LTE络的视频多媒体广播业务,创造新的业务模式和市场机会,同时也将给终端用户带来更加丰富和激动人心的业务体验。

参考文献:

爱立信移动市场报告,2014年6月,链接:

MobileContentVenture,Dyle移动电视研究报告, 2012年6月, 链接:

《4G移动通信技术权威指南》,堵久辉、缪庆育译,人民邮电出版社,2012年;原著为”4GLTE/LTE-AdvancedforMobile Broadband”, Erik Dahlman, etc, Elsevier, 2011

VerizonandEricssontake pole position at Indy 500 with LTE Multicast, 链接

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