视频通信进入移动终端

视频通信进入移动终端（精选九篇）

视频通信进入移动终端 篇1

在1995年, 美国排名前三位的移动公司市场份额大约为40%;经过20年的发展, 现在排名前三位的移动公司市场份额接近90%, 移动通信行业已形成寡头垄断的格局。在上世纪90年代初美国还有超过10家移动公司, 但经过25年的竞争, 目前仅有4家大公司生存了下来。

美国移动通信市场迎来“新宠”

据Chetan Sharma Consulting公司调查, 在移动业务竞争中, 传统业务已不再增长, 详见表1。虽然AT&T公司推出低成本的移动品牌“Cricket Wireless”, 可以免费拨打墨西哥用户;而Verizon公司则进行距离打折销售;但这些举措都未能改写语音和数据业务下滑的命运。

从终端销售来看, 到2015年第二季度末, 美国智能手机的普及率已达到80%, 新购进终端中智能手机占95%, 市场趋于饱和。

现在美国移动市场已出现Verizon和AT&T两家大公司“龙虎斗”的局面, 竞争焦点已转移到非移动终端业务方面。例如, Verizon公司2015年第二季度新增后付费用户113.4万户, 而传统终端 (后付费用户终端) 增加不足32.1万, 其余81.3万用户则为平板电脑。

而AT&T用户数表现得更为明显, 在2015年第二季度, AT&T预付费用户减少了19万户, 后付费用户也减少了41万户。尽管在整体上新增近210万用户, 但其中车联网设备占100万户, 其他方面近70万户, 平板电脑仅占40万户。在车联网设备合同方面, AT&T通过AT&T Drive部门, 把LTE的调制解调器提供给GM (通用汽车) 、福特、宝马、奥迪、沃尔沃、日产等, 覆盖了约60%的美国新车市场。换句话说, 如果这些新汽车销售的话, 就自动增加了后付费合约的潜在用户。

此外, AT&T公司通过Digital Home部门销售家居安防和家庭自动化设备, 积极拓展其在物联网领域的业务。

可见, 目前美国两大公司都急于将业务重点扩展到非移动终端方面。

综上所述, 美国的移动通信在语音业务下滑、数据业务低迷的形势下, 己经向非传统移动终端市场渗透, 而美国两大移动巨头, 更率先向移动广播行业发展, 促使移动与电视融合向深层次推进。

移动视频成美国运营商“香饽饽”

现在美国运营商竞争焦点从固定互联网视频转向移动视频, 美国移动两巨头首先涉足移动宽带广播网。早在2014年, Verizon无线公司就已经开始用移动通信网对NFL (美式橄榄球比赛) 进行转播, 该转播权在4年内将支付10亿美元。对于Verizon而言, 该服务具有PR (google搜索排名算法中的一个组成部分) 功能, 作为人们关注的业务, 该公司正在大力推广。在2015年下半年, Verizon计划用LTE网进行24小时移动配送服务。这是一个利用地面电磁波, 对电视进行重传的服务, 以配合该公司的Fi OS电视业务。换句话说, 它的目的是让用户无论在家里还是在旅途中, 任何时间都可以通过移动宽带广播接收到视频, 这对Verizon无线公司而言, 是业务的全面扩展。但对手机和平板电脑进行视频配送, 是否能盈利, 也引起有关人士质疑。

AT&T在此背景下, 利用收购Direc TV (今年7月25日, AT&T以485亿美元收购了Direc TV公司) , 加强包括NFL在内的频道竞争力, 这是对Verizon公司的重大威胁。

此外, AT&T和Verizon展开全面竞争, 无疑也会对有线电视运营商和电视节目制作商产生重大影响。如果市场上出现廉价移动宽带, 就会对被限定为家庭内服务的CATV运营商造成重大影响。如同因移动电话的普及让家庭固定电话减少那样, 这会促使放弃CATV契约的用户增加, 因而给有线电视公司造成巨大损失。

AT&T公司是美国第二大综合通信运营商, Direc TV公司则是美国卫星TV老大。在美国, 这两大公司是否合并将决定美国是否“突然进入移动广播时代”。

AT&T公司收购Direc TV的最大优点是将降低付费电视频道的成本。AT&T完成收购一周后, AT&T宣布了电视和手机捆绑销售计划, 并被称为“Direc TV并购纪念”的促销活动, 每月收费仅200美元 (第一年) , 就能无限制地享受移动通信和卫星电视服务, 这与Verizon公司不同, 它是以电视机、手机和平板电脑等作为终端。

AT&T从移动广播中获得巨大益处

AT&T公司从移动广播中获得的好处可归纳以下3个方面。

● 通过电视频道成本降低, 强化竞争力 (近年来, 美国有线电视、卫星电视行业节目采购成本飙升, 中小型企业无法承受, 往往用减少通道数量降低成本) ;

● 缓解LTE的视频服务和付费电视服务间的竞争关系;

● 利用移动互联网络转播应对OTT竞争。

AT&T公司目前提供的IPTV服务称为“U-verse”, 它现有用户约为570万户, 但它有一个弱点, 就是难以覆盖郊区和人烟稀少的地区。另一方面, Direc TV公司拥有2030万用户, 仅次于CATV领域最大的康卡斯特公司。AT&T收购了Direc TV公司后, 可以在美国广大的中西部地区向用户提供卫星电视、移动和宽带服务, 这就意味着用卫星广播和固定宽带捆绑服务, 给市场带来巨大变化。

两公司合并后将使AT&T的视频用户数量达到2600万户, 一举成为美国第一大付费电视公司。同时, Direc TV公司得到的周日NFL长期合同转播权授权, 具有大用户群, 这对AT&T很有利。

当然, 美国有线电视公司也没有闲着。据报道, 美国著名的有线电视公司组建了全美同轴电缆Wi-Fi网络, 以提高竞争力。该Wi-Fi网络在美国有超过100万Wi-Fi热点, 可提供移动数据服务, 它也可能成为移动广播。但是它不能像LTE那样为火车和汽车乘客提供方便的无线网络连接, 这是它的致命弱点。

移动宽带广播的成功与否, 取决于配送契约条件能否放宽。目前, 电视节目制作公司对频道配送地区和网络等有严格的规定, 当用移动宽带进行电视传播时, 在美国任何地方、任何时间都可以收到, 这将对现行的美国电视配送规则造成重大冲击。此外, CBS (哥伦比亚广播公司) 已经在互联网上进行转播。AT&T和Verizon展开竞争, 如果增加了移动宽带广播订户, 主要节目制作公司 (如好莱坞、四大电视台网) 也将被迫打开大门。目前, CBS和NBC等电视台网也在推动网络付费电视转播。

在应用和市场驱动下, 无线通信正华丽升级

根据美国研究公司NPD Group2015年9月发布的数据, 美国有线电视、卫星广播和电信公司提供的“付费电视”市场占有率接近90%, 但完全依赖于付费电视的家庭数量急速减少, 这是因为人们已倾向观看网络上的流行节目。

目前网络连接器有Roku、Apple TV、视频游戏机和蓝光 (BD) 录像机等。拥有智能电视上网的家庭正在稳步增长, 己从2014年同期的61%上升到69%。美国国家广告协会 (ANA) 统计显示, 2015年1~3月期间, 使用网络连接器上网用户正在迅速扩大, 比上一年同期扩大至380%。研究公司NPD Group的统计则显示, 2015年4~6月期间, 电视机内置或由外部网络连接器构成的智能电视与去年同期相比增加了400万, 总量已上升到4600万户。美国前五大视频业务公司有Netflix公司、You Tube、亚马逊即时视频、hooroo和美国付费频道HBO。这个市场对移动运营商也很有吸引力。

美国手机应用软件很普及, 用手机和平板电脑观看网络视频越来越方便。如Google Now、Bing Search App或是通过Netflix、Vudu、i Tunes等服务付费观看影视节目;而在音乐方面, 通过Spotify、You Tube等服务播放, 或是通过i Tunes、亚马逊在线购买, 都可以欣赏流媒体音乐;天气预报应用程序可使用雅虎天气预报软件、Weather Channel天气预报软件、苹果公司的天气预报应用程序或Sky Wunderground的天气预报应用程序等;通过手机浏览器或新闻客户端浏览新闻。

美国视频业务者除提供网站外, 还提供自主的节目, 如“脸书”在2015年5月就与纽约时报、国家地理、柯梦波丹等多家美国媒体合作, 在美国推出《实时新闻》, 并向海外市场发展。

移动通信技术与终端课后答案 篇2

第一章：

1.1数字时分多址（TDMA）码分多址（CDMA）

1.2移动台（MS）基站（BS）移动交换中心（MSC）公用交换电话网（PSTN）

1.3欧洲电信1.4B

1.5指通信双方至少有一方在移动状态中进行信息传输和交换，这包括移动体和移动体之间的通信，移动体与固定点之间的通信。特点：移动通信必须利用无线电波进行信息传输； 通信是在复杂的干扰环境中进行的；移动通信业务量的需求与日俱增；移动通信系统的网络结构多种多样，网络管理和控制必须有效；移动通信设备必须适于在移动环境中使用(P4)。

1.8特点：可提供集群、非集群以及具有话音、电路数据、短数据信息、分组数据业务的直接模式的通信（P9）。组成：单个系统包括无线交换机、控制器、基站、调度台、管理终端。

1.9铱系统、全球星系统、ICO系统（P12）

1.10铱系统（P12）全球星系统（P13）

1.11为了使通信系统的技术水平能综合体现整个通信领域已经发展的高度

第二章：

2.1带宽有限、干扰和噪声影响大、存在着多径衰落

2.2有很好的频谱效率、功率效率低

2.3载波的幅度恒定2.4 B2.5 C2.6 B2.7A2.8CELP

2.9冗余比特2.10扩频码（PN）

2.11P23 倒数第二段

2.12分类：模拟调制和数字调制。特点：（P23）

2.13 线性调制主要有PSK调制、正交移相键控（QPSK）和DQPSK 原理：P2627

2.14包括FSK、MSK、GMSK、GFSK(P28)原理：P31

2.15接入方式：FDMA、TDMA、CDMA。（P32）

2.16语音编码：在保持一定的算法复杂程度和通信时延的前提下，占用尽可能少的信道容量，传送尽可能高质量的语音。（P35）

2.17方法：波形编码、参量编码、混合编码。

2.18方法：加入一些冗余比特，吧几个比特上携带的信息扩散到 更多的比特上。

分组编码特点：吧信息序列已k个码元分组，通过分组编码器将每组的k元信息按一定规律产生r个多余码元，输出长n=k+r的一个码组。卷积编码（P37倒数第二段）

2.19 P38

2.21P42

第三章

3.1信号场强3.2 B3.3A3.4A

3.5P45中间

3.7 移动通信接收点所收到的信号场强是随机起伏变化的，这种随机起伏变化称为衰落。

3.8 P48第一段

3.12 邻道干扰、同频干扰、互调干扰。

3.13 P52

3.14P53

第四章

移动通信进入互联网时代 篇3

“这是我的新号码，它不只是手机号，还是上网账号，走到哪儿用它都能上网，宽带还能漫游……189值得期待”。在邓超的“天翼”广告带给消费者无限期待的同时，中国电信天翼品牌发布暨189放号发布会于2008年12月22日隆重举行。“移动互联网时代”的开启将进一步推进浙江省通信网络的转型升级。

自2008年5月份中国电信斥巨资收购中国联通133、153网络之后，马上就开始实施全面的网络升级改造。改造的目标有三个：一是确保网络质量达到国内先进水平；二是把以语音为主的移动业务改造为以互联网为主的移动业务；三是从第二代网络升级为第三代网络。中国电信计划在2009年三月份在全国范围内完成这项改造工程。经过改造以后的网络和业务将会给新老客户耳目一新的感觉。这个成果，不仅适用于189网络号段的用户，也同样惠及133、153网络号段的用户。

中国电信开通189新号段

1987年，中国电信建成了我国第一个模拟移动电话网络，并正式开始办理移动电话业务，中国第一张139电话卡就是以中国电信的名义发行的。21年后的今天，中国电信重操移动业务旧业，推出新的移动业务品牌“天翼”，其189号码是“天翼”的C网手机新号段，这是国内移动业务继“13”号段和“15”号段之后第一次开放“18”开头的号段，它将使得中国电信的移动业务一亮相就能够显著区别于中国移动和中国联通的现有号段。

同时，作为中国电信的一项新业务品牌,“天翼”主要针对个人用户,以融合移动与固网的全业务优势,为用户提供真正意义上的互联网手机服务。其“天翼”移动业务品牌标志为一个变型的“e”字，犹如一朵祥云，蕴含了信息、互联网和信息时代三重含义。“天翼”意喻着让用户在信息时代“如虎添翼”。

“天翼”来了 宽带也能漫游

“189不但是手机号，也是上网账号。”据中国电信浙江公司相关人士透露，中国电信定制推出的“天翼”手机，可以在全国用统一账号随时随地上网冲浪。为此，189号正式投入市场之前，中国电信就在21个省做了大量Wi-Fi热点部署，到年底将有2万个热点覆盖。目前浙江电信已经建设了4000余个热点。用户只要使用笔记本和内置了WiFi模块的CDMA手机就可随时随地登录电信在全国21个省市WiFi网络。在没有WiFi网络的地方，用户也可通过CDMA网络高速上网，通过整合资源很好地实现了宽带的无缝接入。

“天翼”手机辐射小，环保、健康，享有“绿色手机”的美誉。为满足家庭客户多种信息需求，结合“天翼”上市，“我的e家”将推出丰富的融合信息服务方案，对客户关爱更升一级。满足语音通信需求较高的中高端家庭客户的“e6手机”套餐，专为数据需求和移动语音需求较高的客户设计的“e9”和“尊享e9”套餐，让现代家庭在享受高质量语音服务的同时，更畅快地享受有线及无线宽带所带来的高速网上冲浪体验，以及固话、手机、互联网等融合服务带来的丰富信息生活。

“天翼”上市，中国电信迈出企业转型的重要一步。以此为契机，中国电信将进一步丰富“商务领航”品牌内涵，向政企客户提供基于全业务的信息化服务，实施多业务融合和宽带化策略，让多元化的电信综合信息服务在国民经济和社会发展信息化领域发挥更大的支撑作用。移动办公、保密通信、全球眼、手机对讲等新业务，将刷新办公新概念，让政企客户享受更快捷的移动化办公，轻松实现商海领航的梦想。

此外，有了移动元素的加入，“号码百事通”将在全业务经营环境下继续以信息搜索、预订、商旅为特色，不断创新服务模式拓展服务领域，强化服务功能深化服务内涵，为客户提供互联网、固网、移动网综合信息服务，让118114渗透到人们的日常生活，提供“信息无所不在”的全方位服务。

“天翼”，“移动+互联网”完美结合

针对客户表示的换号的诸多麻烦，中国电信浙江公司相关负责人表示，消费者可以通过“双模双待”来解决这个问题。天翼为用户提供双模双待手机，用户在享受原有网络的语音通话服务的同时，还可以享受天翼手机带来的WiFi上网、综合办公、号码百事通、全球眼、互联星空、保密通信等综合服务。

针对中国电信计划未来三年陆续投入800亿元，为用户打造一张精品CDMA移动通信网络的规划。浙江电信张新建总经理表示，2008年，是我国电信行业具有划时代意义的一年。移动业务的注入，充实了中国电信的全业务内涵。宽带网络优势、综合服务优势，填充移动元素后，实现“移动+互联网”的完美结合。中国电信有信心、也有实力为用户提供更优质的语音通信、更高速的数据传输、更丰富的互联网内容、更便捷的生活服务、更多样的群体文化和更自由的移动体验！

3G时代 CDMA“优势”明显

2009年1月7日，工业和信息化部发放了3G牌照，其中，中国电信获得CDMA2000牌照。作为全球第二大CDMA运营商的中国电信，将充分发挥CDMA2000标准的3G牌照先发优势，以更高的起点为企业的发展注入“强心剂”，迅速做大移动业务并努力率先成为全球领先的全业务电信业务运营商。

在3G时代，CDMA2000的技术优势明显。现在2.75G的CDMA升级3G网络不需要重新建网，升级成本和时间大大减少，为3G业务发展抢得先机。在网络方面，数据升级仅需要在现有基站设备上插入新的载波板，语音扩容到增强版也仅需要更换信息编解码板，并作相应的软件升级，基站的大多数硬件设备都可以保留。在终端方面，客户可以使用硬件升级的新手机，也可以使用老手机接入网络。

这种网络升级前后向都兼容的优势，有升级时间短、成本低以及开拓市场业务快三大优点。GSM向WCDMA和TD-SCDMA升级几乎是重建网络，实现全国覆盖的网络商用需要时间估计分别为2年和3年时间左右。而CDMA升级时间以月计算，有提前大约1年半的时间优势。CDMA升级的成本大约是新建网络的1/3，建网的成本有明显优势。值得关注的是用户不需要由于网络升级而频繁换手机，CDMA的后向兼容性保证老手机在升级网络中的使用，而其他网络往往需要用双模对双网来实现。

中国电信接手成熟的CDMA后，也确立了3年内CDMA用户数突破1亿的目标，这必将引发产业一系列的连锁反应。将来CDMA最大的运营商、最大的市场可能都会在中国。从目前业界发展情况来看，中国电信和国内近三十家CDMA终端生产商达成了终端意向。正因为如此，中国电信在C网布局上更具有灵活性，包括在手机订购、技术开发和应用业务上有了更多的选择空间。

视频通信进入移动终端 篇4

1 移动终端识别的概述

1.1 移动终端识别的原理

本文当中所介绍的移动终端识别系统是在移动通信设备IMEI (International Mobile Equipment Identification Number) 机制的基础上来识别用户使用的移动终端的。IMEI, 即国际移动设备身份码, 是我们平时所说的由15位数字构成的手机串号, 它具有唯一性和独一性的特点, 也就是说, 每一台手机都对应并且只能对应一个手机串号。当下我国移动通信设备的来源包括国外、国内知名通信设备生产企业的设备以及一些小品牌或不知名厂家所生产的设备, 如水货、山寨机等等, 其来源的广泛性决定了IMEI来源的广泛。对此, 该系统立足于具体情况出发对工信部、泰尔实验室、欧洲型号中心等各个不同的IMEI数据来源进行了搜集, 依据来源的差异设置出各不相同的优先级、权重参数并在识别时对其做出判断, 从而对用户所使用的终端型号进行准确的掌握。

1.2 移动终端识别的流程

终端识别整个过程当中的数据处理流程主要可分为六个部分, 分别为:1) 处理现网通话用户的IMEI相关信息, 主要目的是对维护对象做出确定, 并促使维护效率的提升;2) 综合比对不同的IMEI信息来源数据, 主要目的是通过比对的扩展来实现分类维护以及数据完整性的提升;3) 抽样并外呼校验不同IMEI信息来源数据, 主要目的是利用数据的校验来确保数据的准确性;4) 结合实际情况与终端功能参数维护表制定相应的《IMEI终端信息成果表》, 从而通过业务参数的字段层维护来给IMEI信息的应用打下良好的基础;5) 在深度运营平台中导入《IMEI终端信息成果表》;6) 分析具体运营情况, 并根据第二轮后简化的IMEI信息维护流程来对《IMEI终端信息成果表》当中的IMEI-机型信息做好动态更新、维护, 以确保IMEI信息的长期运用于深度运营。

2 移动终端识别的技术创新

2.1 移动终端识别技术的优势

综合当下的Java EE技术特征优点与Spring、Extjs、Hibernate、Struts等诸多主流开源框架建立起基础平台, 并确保该平台适应目前的移动通信行业业务特点、分析系统的要求。该基础平台对三方开源软件、框架做出了有机整合, 同时提供了数据导入与导出、系统任务调度、文件传输、数据过滤等一系列组件来方便数据的处理。这些运用了多线程方式的系统组件促进了数据处理效率的提升, 使服务器多核中央处理器的处理优势得到了良好的体现。在设计组件的过程中应用了参数化设计理念, 使得其可以借助参数化配置文件驱动组件的执行, 并且针对复杂多样数据格式下的系统处理, 仅仅需要对参数做出简单的调整便可以解决。

2.2 移动终端识别技术的创新

一方面, 移动终端识别技术在应用时借助IMEI数据来源的扩展、多个不同渠道下的数据综合对比分析等方法实现了IMEI信息数据表的完善与维护, 极大地提升了IMEI信息与手机的型号、功能之间一一对应的准确度。另一方面, 移动终端识别技术当中设立了专项识别和维护机制——山寨终端, 采用了忽略“山寨终端”正向机型参数维护的反向验证机制, 主要在分析“山寨终端”相关用户使用业务的基础上来对“山寨终端”参数机型的动态维护进行参数的反向验证。除此之外, 移动终端识别技术中还建立了囊括了全世界近4万款终端近70个功能参数字段的终端基础数据库, 具有极高的覆盖率和参数、功能的完整性。

3 移动通信运营业务中运用移动终端识别的重要意义

移动通信运营业务中运用移动终端识别的意义主要包括以下几个方面。

3.1 准确分析了整体用户终端的结构

终端结构分布的分析在准确掌握当下整体用户终端的实际结构、变化情况的同时能够有意识地引导终端结构向适应业务发展实际要求方向上的转变, 从而对终端的结构做出了优化, 给之后的业务发展、业务推广提供了有效的保障。

3.2 准确分析了整体用户终端的变化趋势

由于终端的型号、品牌信息可通过IMEI来获知, 这就使得对发起呼叫的终端进行确定时可通过网络准确判断, 之后根据实际要求过滤出某一终端的呼叫并做好统计, 从而得出掉话率、切换成功率等类似关键绩效指标统计的终端指标统计, 进而通过分析、筛选统计指标来提供用户差异化互操作的数据支撑。在整体上对当前用户终端的发展方向、阶段进行了了解, 也能够通过对各个关键点数据的详细具体了解来对趋势变化做出准确的掌握。此外还能通过对下一步变化趋势的准确预测来采取有效的方案、手段来引导变化朝着有利方向发展, 实现趋利避害。

3.3 准确分析了数据业务的适配

该技术当中的统计分析强调终端、具体业务二者之间的有机结合, 分析终端是不是能够对该项业务的功能进行支持, 主要是对当下较为流行的手机视频、手机游戏、手机阅读、手机电视、手机听歌等移动互联网应用方面的适配, 可对各个业务不同阶段的发展情况、变化趋势等依据分析纬度进行把握, 从而实现进一步的引导与优化。

4 结论

综上所述, 有效的IMEI数据维护机制的建立是基于IMEI信息用户移动终端识别当中的最关键部分, 该维护机制的建立对用户终端机型信息的完整、确保做出了有效的保障, 从而实现了借助移动终端IMEI信息来对其终端功能、支持业务进行确定的准确度的进一步提升, 给移动通信数据业务的开发、推广与创新奠定了良好的数据基础, 促使了手机终端功能、数据业务间互为导向的良性发展模式的建立与完善, 在专项分析、支撑换机客户、3G或4G终端客户、智能终端客户的同时推动了分析数据应用效果的极大提高, 促进了移动通信运营业务的更好发展。

参考文献

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面向移动终端的直播视频业务模式 篇5

佳节临近,春节返乡热潮开始兴起,在各大城市当中打工、求学人群纷纷踏上了返乡的归途。人们处于归途当中,唯一的消遣娱乐、打发时间的方式主要手中的智能移动终端设备,特别是其中的移动视频,更是成为人们主要消费的一项。这些消费人群的主要具备以下几个方面的特点:一是该人群普遍年轻、有活力,乐于接受新事物;二是此类人群通常业务活动非常简单,且生活圈子也比较小;三是此类人群普遍习惯使用移动终端进行消遣和娱乐,大多都非常依赖网络;五是具备一定的经济基础,具有移动终端所推出业务的消费能力,并且此类人群普遍在自己圈子当中具有一定的辐射影响力。

1 概念概述

当前移动终端直播视频的开发和推出,主要是依托以移动流媒体技术来实现,而移动流媒体具体包含了视频传输、视频编码、流媒体系统以及媒体业务协议等等。因此要想真正实现移动终端直播视频的开发,就需要设计一个面向移动终端的视频系统,通过此系统来将所要开发的内容和其项目应用充分结合起来,这样才能极大提升直播视频的应用价值。

随着互联网及OTT的发展,人们收看电视的习惯已经从传统的电视机扩展到手机、PAD等各类移动视频终端。而国内有线电视系统大多数还是单向系统,而且其播放终端局限于“机顶盒+电视机”。面对三网融合的全面展开,面对“宽带中国”战略的逐步实施,尽管有线网络不断升级改造,有线电视业务也从传统的直播增加到点播、时移回看等,但是也无法阻止有线电视用户的流失。如何能将广电海量视频资源的优势、广播的优势发挥出来,如何给用户打造一个先进的、人性化、创新的收视系统是摆在广电面前的一个重要话题。

本次研究主要针对总局三网融合下的屏屏通广播系统的研发及推广来展开,该系统能够将某项直播类节目有效的扩展到每一款的移动终端屏幕中,非常符合当下移动年轻人口的特点。同时也对大多数用户们的群体需求进行了细化,通过业务创新形式来尽可能的满足用户们的需求,从而以此形成了全新的移动视频业务运营发展模式。

2 屏屏通广播系统结构及特点分析

2.1 屏屏通广播系统结构分析

随着三网的融合,屏屏通广播系统直接为广大运营商们提供了一套有效的、基于传统电视网络下的多屏业务系统。该系统能够有效的处理电视数字信号后,再直接通过wifi网络将其分发至多种支持wifi的移动视频终端当中。由此,人们可直接通过笔记本、智能手机登多种终端设备观看直播视频,从而实现将有线电视直接延伸至移动视频的终端上进行观看,真正有效的满足了广大用户们进行多屏观看的需求。屏屏通主要由终端系统和前端系统两者组合而成,其中前端系统具体包含了屏屏通处理平台、系统平台、BOSS平台等等。而终端系统则包含了屏屏通智能卡、网关、许可证书、移动视频终端以及无线路由器等等。

2.2 屏屏通广播系统的特点分析

屏屏通广播系统主要以下几个方面的特点:

(1)能够通过无线网络实现电视直播延伸至移动视频,这是屏屏通系统的先进技术方案,其本身用于独立自主的知识产权,能够直接通过前端屏屏通安全系统来将实时信号进行加密,然后通过网络协议将其传输至终端屏屏通网关,进而由屏屏通网关对该信号进行解密、复用和切片后,直接通过IP的形式将电视直播发送至移动终端。这样移动终端只需通过相应的客户端应用即可方便快捷的观看清晰流畅的直播视频,且整个过程不会出现缓存和侵占网络款单的情况,不会对互联网的使用造成不良影响。

(2)能够实现节目保护,节目保护分为传输保护和分发保护,其中传输保护主要是将所要传输的节目直接从前端传输至屏屏通网关,再由屏屏通系统来实施链路传输保护措施。而终端屏屏通网关只需采用专用智能卡,其中密钥则采取多重密码进行加密。不过,屏屏通必须解密节目才能保护节目的传输安全。而节目保护,主要指节目直接从屏屏通网关至移动视频终端的安全直接由屏屏通系统进行接入并保护。整个节目必须进行加密传输,并由此采用PKI密钥体系,其中的密钥内容必须进行不断的变化和更新,以此实现对节目的保护,保障其不会受到非法侵权,维护运营商的最终利益。

(3)移动视频终端可自动配置屏屏通网关,屏屏通网关可直接通过网线联通路由器的LAN口,且不会占用外网的WAN口,可以直接由此通过DHCP来从无线路由器进行IP的自动获取。一旦移动视频终端连接wifi后,直接启动客户端应用即可自动发现屏屏通网关,并由此获取到相关节目列表和EPC的信息等等。并且因为接入的用户过多,屏屏通可直接进行组网覆盖,促使负载均衡,从而真正实现良好的视频服务。

(4)可为运营商增值,运营商们可充分结合自身发展的情况,来将一些有利的广告业务安插其中,通过节目收视进行信息描述,或者将其作为固有业务进行推广。也可直接将广告系统植入网关系统当中,从而促使用户们在使用移动终端设备的同时,能够看到多种广告信息。

3 屏屏通广播系统运营模式分析

屏屏通广播系统所能够尝试的运用模式有很多,各大运营商可结合本身用户及业务的特点来研发多种丰富的运营模式,以下将列出几种典型的运营模式:

3.1 高校校园运营模式

该模式目前而言最为典型,因为在大多数高校的学生宿舍当中普遍缺乏数字电视,再加上很多学生们都感兴趣的话题类、演出类的综艺节目以及电视剧等等,促使很多学生都希望能够在集体宿舍当中观看此类节目,这一需求目前最为强烈。因此该项运营模式的开发前景非常广阔,其具体的业务及盈利模式主要是采取传统收费的模式,通过对节目进行打包分类,然后充分结合节目包的差异性、接入数量的权限以及具体的授权时间来进行收费,其中也包含了部分的广告费用。其次,学生属于教育消费群体,因此除了可开展传统消费产品外,也可开发一些课程培训的内容,比如就业培训、考研培训以及出国培训等等。屏屏通广告系统都可对其支持开展定向推广。

3.2 医院运营模式

经过调查,在医院当中的患者和陪护人员通常都是通过看电影和电视剧来消遣时间,而由于条件的限制作用,并不是每个病房都配备有电视,因此医院方面通常都会实现全员wifi覆盖,以此来为病患们提供良好的服务。所以,该项运营模式可和医院方合作,由医院方定期支付广电使用费用,医院可直接通过屏屏通业务来专门为医患及家属们进行服务,也可在整个过程中定点推广相应的医药广告,从而以此来收取广告费用。

3.3 银行模式

目前几乎所有银行都采用屏屏通系统,事实证明屏屏通系统极大的提升了银行的服务质量,因此其具体运营模式主要是将银行的最新政策、理财方案等投放至广告系统当中,以此来促使银行的业务获得良好的发展。一般只需定期收取银行的年服务费用,收益主要表现在服务费和广告分成方面。

3.4 工厂运营模式

一般在工程的人群非常密集,此类人员业务活动较为匮乏,受到条件的影响,在看电视上面很难获得满足,全国工厂众多,因此工厂内的工人基数是一个庞大的数量。在此方面的运营,主要可采取传统的收费模式,可将其中的节目进行分类,直接根据节目的类型来进行授权。而在具体收费上,可结合终端接入的数量、和时间来收费,其中也包含了广告收益,主要和校园运营模式大致相同。一般工人群体们对于看电视的需求较大,同时也具备相应的消费能力,因此多数人都原因支付相应金额来购买该业务。

4 结语

综上所述,屏屏通广播能够有效的满足用户们观看直播电视的需求,因此运营商们可在积极配合总局战略的基础上,将传统的电视直接延伸至各个移动视频终端上。从而极大的提升了传统广播电视的影响力和传播力。

参考文献

[1]万倩,白鹤,朱佩江,崔竞飞,张国庭.基于DTMB的多屏互动业务技术模式探析[J].电视技术,2015.

[2]李宏平.关于广电手机新媒体发展模式的思考[J].影视制作,2013.

移动通信终端多媒体系统设计 篇6

随着移动通信系统持续向传输量更高及IP化发展,服务商将能提供更高水准的无线多媒体服务,对移动通信终端的多媒体功能要求也越来越高。目前,移动通信终端的多媒体功能实现方式主要有3种:1)整合型芯片方式,即基带芯片本身集成了一些特定的多媒体功能,MTK和Infineon就推出了这样的单芯片方案[1],成本低,但功能单一,开发平台也受限制;2)基带+多媒体协处理器方式,多媒体功能主要由协处理器完成,价格低,开发简单,可以延续原来的开发平台,代表产品有中星微的VC0858、智多微的C625、Sunplus的SPCA556和WinBond的W99802等;3)基带+应用处理器方式,应用处理器完成包括多媒体在内的所有应用功能,开发工作量较大,价格高,常用于高端智能手机,代表产品有安凯的AK3221、杰得的Z228和X900等。笔者将从产品定位、成本、开发工作量方面考虑,采用中星微的多媒体协处理器VC0858,在CDMA终端开发平台上实现多媒体功能。

2 硬件设计

2.1 系统结构

多媒体移动通信终端主要由射频模块、基带处理模块和多媒体模块3部分组成(如图1所示)。其中,多媒体部分的主要功能为:130万像素拍照、MP3、AAC和WAV播放、AMR-NB的录制及播放、MPEG-4/H.263的录制及播放。

系统以VIA Telecom公司的CDS6 CDMA终端开发平台为基础,射频模块负责完成射频信号的接收与发射,基带芯片以ARM7 TDMI为控制核心,辅以两个DSP核处理调制解调功能和音频编解码功能[2]。VC0858是一款高集成、高性能的多媒体协处理器,其特点是内置104 MHz的ARM946E-S内核,支持硬件MPEG-4/H.263编解码和JPEG编解码,内置MP3/AAC/WAV解码的AMR/ADPCM编解码器,还集成了2D图像处理引擎,传感器ISP,2 Mbyte的SDRAM,USB2.0和NAND Flash/SD卡接口等。基带芯片通过16位数据总线实现与VC0858的互访,发送命令控制VC0858完成音视频录制播放功能。

2.2 模块设计

多媒体系统主要由视频采集、音频模块、数据存储和USB接口等部分构成。

视频采集由Ominivison公司的OV9640 COMS图像传感器[3]完成,与传统的CCD图像传感器相比,具有功耗低、体积小、集成度高等优点,并且支持VGA,QVGA和CIF等多种解析度,图像帧传输速率可达30 f/s(帧/秒)。图像传感器在VC0858的I2C总线时序控制下,将采集的CCIR656 YUV 4∶2∶2格式数字图像数据送入协处理器,时钟信号MCLK由VC0858的PWM提供,达27 MHz。由于平台开发主要面向手持设备的应用,设计选用1.8 in262千色的LCD屏。

在音频接口方面,VC0858支持I2S串行传输协议,无集成音频Codec,选用Wolfson公司的低功耗立体声Codec WM8976[4],DAC和ADC部分的信噪比分别达98 dB和95 dB,支持8~48 kHz的采样率,能够很好地满足设计需求。利用器件集成独立的功率放大器,直接驱动8Ω的扬声器和32Ω的耳机。

考虑到移动终端的便携性、抗震性和功耗,将NAND Flash和SD卡作为主存储器。NAND Flash选用三星的K9F1208U0B,容量为64 Mbyte,8位数据宽度。由于VC0858存储接口部分复用,为了避免当SD卡座中有卡插入,对NAND Flash的操作失败,使用VC0858的GPIO来检查SD卡的插入情况时,用基带芯片的GPIO来检查SD卡的写保护信号。

USB接口模块用于上传下载符合格式的音视频文件,同时基带芯片也需要通过USB接口升级软件,为保证在结构上使用同一个USB连接器,电路设计上采用了高速模拟开关FSUSB23来切换不同的USB控制器,D+和D-线上串联33Ω电阻保证阻抗匹配。

另外,在设计上需要注意:1)VC0858有多种不同的电源类型,除了自身的电源上电有一定的顺序[2],在与基带芯片的配合上也存在相应要求。笔者在设计调试过程中,就遇到VC0858的电源启动落后于基带芯片时,出现的共用数据总线被强行拉低,最终无法开机的情况;2)考虑到VC0858本身抗静电能力有限,需要在USB、SD卡和LCD模块接口等处加ESD保护器件(如TVS管)加以保护;3)VC0858主频达104 MHz,需要关注设计中的电磁兼容和信号完整性问题,系统采取模拟地、数字地单点连接,PCB设计推荐使用6层板。

3 软件设计

多媒体系统的软件架构由低至高分为5层,如图2所示。

3.1 操作系统

操作系统层作为嵌入式软件的核心,是系统的软件支持平台。从实时性、稳定性、内核规模等诸多因素考虑,选用Nucleus Plus操作系统[5]。

在使用Nucleus Plus进行软件设计时,需要着重考虑的问题是内存管理和中断管理。操作系统提供分区和动态内存管理[5]。内存分配过程中要尽量避免碎片并且要注意及时回收。另外,内存申请一定要释放,特别是程序在对错误进行处理的时候。在中断管理中,将中断分为低级中断(LISR)和高级中断(HISR),HISR由LISR来激活启动。实际设计中,在Application_Initialize()函数中创建一个高级中断服务程序Hisr_vc0858和一个任务Task_Media。在Hisr_vc0858中主要读取硬件标志位,中断处理工作需占用CPU较多时间,并在中断服务程序中以发送消息的方式激活Task_Media任务中的命令响应中断的处理。

3.2 驱动程序设计

驱动程序设计的基本思想是:完成协处理器相关寄存器的初始化,实现相应地址空间的访问,然后实现对多媒体系统外设的初始化。

1)底层寄存器和地址空间的访问

VC0858有19个间接寄存器,每个间接寄存器都有一个索引号[2]。通过唯一的地址线CPU_RS来区分写入索引号和数据。访问寄存器时,首先将这个寄存器的索引号写入地址寄存器(CPU_RS为0),然后将数据写入相对应的间接寄存器(CPU_RS为1)。在设计中定义了几个用于寄存器操作的宏。其中,MMD_HIF_HOSTSIDE_IN-DEX_ADDR和MMD_HIF_HOSTSIDE_VALUE_ADDR分别为索引地址寄存器和间接寄存器在基带芯片存储空间中所分配的地址,本设计中分别为0x20000004和0x20000000。对内部地址空间与SRAM的访问则是通过对相应地址、数据寄存器作具体的读写操作来完成,主要与直接访问地址寄存器和直接访问数据寄存器等有关[2]。

2)系统外设初始化

初始化包括LCD、控制接口初始化、中断服务程序的注册以及VC0858微代码的下载。其中,微代码需要在初始化时,通过基带芯片将二进制代码载入VC0858内部SRAM与SDRAM中,其启动代码为unsigned char const CODE_RAM[],运行代码为unsigned char const CODE_SDRAM[]。然后启动内部ARM9运行。需要注意的是,CODE_RAM[]和CODE_SDRAM[]需要进行32 bit对齐,因为写入操作是用UINT32来实现的。因此在移植时,应根据32 bit对齐操作,在ADS编译环境下通过加入__align(32)来实现。

3.3 系统应用模块设计

根据系统需求,应用模块主要实现拍照、图片浏览、媒体播放、电影录制、音频录制与播放等功能,并在HW_Media任务中根据消息执行应用模块。这里以播放一个MPEG-4+AMR的多媒体文件为例,具体播放流程如图3所示。

从图3可以看出,应用功能模块软件设计的初始步骤是设置相应的工作模式,这里即设置媒体播放功能模式(Media Play Mode)。之后,识别文件类型时需要分别判断视频部分是否符合MPEG-4,音频部分是否符合AMR,对于符合正确格式的播放文件的预处理包括分配音视频采样率缓存,初始化视频译码等。循环解码则根据多媒体信息调用相应的库文件进行,并根据Callback函数中得到的播放结束等信息作出相应处理,最后在播放结束后释放内存。

另外,在软件设计中要注意多媒体系统各种模式的切换。在待机时进入低功耗的Bypass模式。在其他工作模式下,还需要利用软件关闭不使用的内部模块,从而达到省电的效果。

4 测试与验证

本设计主要应用于移动通信终端,整个测试平台由CDS6平台与VC0858子板组成。在该平台上对几个不同格式的多媒体文件进行播放和录制,测试了视频编解码分辨率、帧率和音频编解码的采样率。同时也对各种不同模式下的耗电情况进行了测试,结果如表1、表2所示。结果证明系统设计符合移动通信终端的实际使用要求。

5 小结

本系统在CDMA移动终端开发平台上,利用多媒体协处理器VC0858扩展了多媒体功能。该方法简单实用,性价比较高,在目前多媒体移动通信终端的设计领域,具有较好的推广价值。

参考文献

[1]覃真,啜钢.手机芯片发展现况及发展趋势展望[J].电子技术应用,2007,33[2]:1-5.

[2]VIA Telecom.CBP6.0Specification Version12[EB/OL].[2006-12-31].http://www.vimicro.com.cn/product/d_vc0858.htm.

[3]王瑛楠,高满屯.基于嵌入式Linux的视频采集与传输系统的设计[J].现代制造工程,2007[3]:48-50.

[4]Wolfson Microelectronics.WM8976Production Data Rev4.1[EB/OL].[2007-12-31].http://www.wolfsonmicro.cn/uploads/documents/cn/WM8976.pdf.

视频通信进入移动终端 篇7

能当“笔记本”的手机

手机能够当做笔记本吗?在本届MWC2011大会上,摩托罗拉最新推出的旗舰级智能手机Atrix 4G给出了肯定答案。该款手机不仅装载了4.0英寸触控屏,并且具备960×540像素的高清晰度,可为用户带来更具震撼力的视觉效果。同时,这款手机还拥有1GB的RAM容量和16GB的存储空间,支持最大32GB的存储卡扩展,并且提供对于WLAN无线局域网和HSPA+网络的支持。搭载了Android 2.2版系统,支持Flash和HTML5,让用户浏览网页和观看视频时可以做到随心所欲。

除了这些,Atrix4G最引人注目的一个功能,就是它竟然可以充当一个笔记本主机,把它插在只有屏幕和键盘的类似笔记本的底座上,就可以享受“笔记本”的使用体验了。

可以玩PSP游戏的手机

在MWC2011大会上,索爱发布的首款支持PSP游戏的手机——Xperia Play无疑可以称得上是一大亮点。

借助母公司索尼在PSP游戏上的强大实力,索爱的Xperia Play拥有游戏机认证,融合了PlayStation的游戏功能和最新版的Android手机操作系统,是全球首部配备了D-Pad (多点触控模拟摇杆)的Android手机。这款手机的直板滑盖外形和PSP游戏机类似的游戏控制键,都是为了游戏而生的。不过,只能通过Playstation Suite玩初级Playstation游戏,还是让游戏爱好者有点小失望。

“变胖”了的Galaxy Tab

三星最新款的平板电脑——Galaxy Tab 10.1在本届移动世界大会上亮相,和以前7英寸的显示屏不同,Galaxy Tab 10.1将屏幕放大到了10英寸,并且使用了谷歌专门为大尺寸平板电脑设计的Android 3.0 Honeycomb蜂巢操作系统。有了1 GHz双核心处理器,也使其具备了更快的处理速度,并且能够配备更多的功能。同时,这款机器还具备800万像素的主摄像头、200万像素的副摄像头、立体声喇叭、Flash网页支持等多种配置。

放大的屏幕和机身、更高的配置和更丰富的功能,这些或许让人们为电池而担忧了,其实这款机器在设计时已经考虑到了这一点,所以配备了6860mAh的强大电池容量。

有压力感应的平板电脑

有人说,2011年是“平板电脑年”,苹果将迎来更多的竞争对手。果然,在本届移动世界大会上,HTC就发布了首款平板电脑产品——HTC Flyer。

卫星移动通信终端的低功耗设计 篇8

低功耗设计是指在产品的设计中,通过采用各种技术手段、降低产品功耗的技术[1]。低功耗的概念是由电子手表等工业首次提出的[2],进而在小型化、高集成度的消费类电子产品中得到了广泛应用。

为了降低电路成本,提高电路稳定性、可靠性,需要进行低功耗设计,以保证在集成度提高时,单位面积可以维持同样甚至更低的功耗;同时,因为在过去的30年中,电池的容量仅仅增加了2～4倍[3],远没有VLSI技术的发展迅速,所以在电池供电的手持设备中,电路的低功耗设计是延长待机时间的最有效手段;此外,在军事应用中,在满足使用要求的前提下采用更小的电池以减小整机的尺寸和重量,即意味着减小作战负荷提高战斗力,因此军用手持设备的低功耗设计显得尤为重要。

1 低功耗设计的研究内容

低功耗设计是通信终端设计的一个关键环节,是涉及到整机设计各环节的自上而下的设计技术。在IC设计领域,常采用如图1所示的比例关系来表明在不同层面上采用低功耗设计技术对整体设计结果的影响,图1可以同样应用于设备的低功耗设计中(与括号中的级别相对应),即越是在高层采用相关设计,其设计结果对整机性能改善的程度越大。这是因为层次越高表明在设计中进行低功耗考虑得越早越全面,因此在较高层采用的低功耗设计策略效果越明显。

按照自上而下的设计原则,通信产品的低功耗设计可以分为整机级、模块级、电路级和代码级。

2 整机的低功耗设计

卫星通信终端通常由MCU模块、信号处理模块、射频微波模块和电压转换电路等电路模块组成[4]。整机的功耗可以表示为:

式中,α为活跃因子,表示该模块在整机工作过程中的活跃程度;pn为第n个模块全工作状态下功耗;N为整机可划分开的电路单元,整机集成度越高,则N的值越小。

整机的低功耗设计就是采用合理的技术方案,在满足整机各项功能、性能指标的前提下,通过提高设备集成度(减小N)、降低各模块的活跃状态(减小α)和减小模块的工作功耗(pn)来降低整机的功耗[5]。

为了达到上述设计目的,整机级主要采用了如下的方法:

① 以嵌入系统/处理器为核心,基于整机工作状态感知的低功耗设计技术。工作状态感知指的是处理器对操作人员使用状态、用户终端工作状态和系统状态等进行识别,根据用户、终端和系统所处的状态,启用不同的节电策略,通过动态地改变式(1)中的活跃因子,达到降低总功耗的目的。例如:10 s工作人员不进行操作,则进入一级节电方式,如果10 min不操作则进入深度休眠;工作时间不到不进行接收尝试,收不到下行导频,则上行数据不发送等。

② 优化整机方案,提高集成度电路。实体模块是整机的直接组成单元,按照传统终端设备的设计方法,功能复杂的手持机可能被划分成十几个电路模块,这显然不能满足小体积低功耗的设计要求,因此本级进行低功耗设计的目的之一就是优化整机方案,对功能相同或类似的实体电路进行合并,提高整机集成度。

③ 合理选择整机供电方案。选择低电压工作芯片是降低设备功耗的直接手段。因此,芯片(模块)的选取均遵循小体积、低电压和低功耗的选择原则,并且每种芯片都具有待机模式(Standby)或睡眠功能(Sleep),都可以执行独立的断电操作。

选择开关电源芯片替代传统的线性DC/DC。减少直流电源电压种类从而减少电源转换芯片,并且仔细分析每种电压的平均功耗,使电池组输出接近于功耗大的电压。

3 单元电路模块的低功耗设计

现在的通信设备通常以数字电路为主,而当前大部分数字电路均采用CMOS电路,该类电路主要消耗4类功率:内部短路功耗、漏电功耗、开关电容功耗和启动功耗。内部功耗是当门电路瞬变时,Vdd与地之间短路连接消耗的内部功率;漏电功耗是CMOS工艺普遍存在的寄生效应引起的;开关功耗则是来自负载电容,是由其充放电造成的;启动功耗是电子设备或电子元件在上电时,由于电容等器件充电而产生的功耗,此类功耗只发生在开机瞬间。

开关功耗与短路功耗合称为动态功耗。对CMOS电路而言,动态功耗基本上确定了总功耗。动态功耗为:

式中,f为开关频率;C为对应的充放电电容;Vdd为电源电压。从式(2)中可以看出,功耗与器件工作电压的平方成正比,并且和工作频率成正比。因此降低电路的动态功耗一方面是选择低电压供电的电路芯片;另一方面在于降低工作时钟的频率。对于嵌入式系统等智能处理器,由于在不同的工作状态下处理的工作量不同,所以根据工作量的不同,采用自主调整供电电压和工作频率的方法可以节省大量的动态功耗。

漏电功耗通常称为静态功耗。产生静态功耗的因素众多,包括处于没有完全关断或接通的状态下的IO以及内部晶体管的工作电流、内部连线的电阻、输入与三态驱动的上拉或下拉电阻等。静态功耗和器件的制作工艺有较大的关系。

在模块和电路的设计中,可以采用以下方法来降低静态功耗:① 尽量选择低功耗的CMOS芯片进行电路设计;② 尽量少用匹配和衰减电路;③ 由于IO线上的上拉或下拉电阻要消耗一定的电流,因此尽量避免使用这些电阻,在无法避免时,尽量使用大阻值的电阻;④ 在成熟电路上去掉调试时使用的电源和工作状态指示灯;⑤ 尽量不用双极晶体管,这些器件需维持一个恒定电流,从而增加了静态电流;⑥ 悬空的时钟输入会大大增加静态电流,因此将不用的时钟引脚连接至低电平;⑦ 提高集成度,减少器件间IO的使用。

4 FPGA的低功耗设计

FPGA是通信产品中最常用的信号处理与逻辑功能实现器件。如何降低FPGA的功耗已经成为一个重要的问题,许多学者从多个层面深入研究了FPGA的低功耗设计技术,在速度和面积方面,许多学者从系统级、开关级和门级等方面进行了深入研究。文献[3]和文献[5]提出了几种复杂的FPGA功耗模型,研究了FPGA的结构参数并估计了不同的结构对功耗的影响。目前,基于SRAM工艺的FPGA应用最为广泛,并且由于本文只涉及到应用中的低功耗设计,因此以ALTERA公司基于SRAM工艺FPGA为例,讨论其低功耗设计技术。

4.1 FPGA的功耗计算

FPGA的功耗可以由表示为:

式中,pINT为无负载情况下的内部功耗,该值可以从相应器件的用户手册中查询得到;pdcout 为FPGA的直流功耗:

式中,pdcn为第n个管脚上的直流功耗;d为配置管脚总数目;pacout为器件的动态功耗,它决定于器件管脚的工作电压、容性负载和开关频率等。

式中,a为交流输出的管脚数目;Cn为该管脚的容性负载值;fn为输出开关频率;Vn为该输出管脚上开关输出电压值。对于5 V的IO电压,Vn的值取3.8 V,工作电压等于或低于3.3 V时,Vn取值与VIO相同。

4.2 FPGA的低功耗设计

由式(5)可见,在芯片确定的条件下,系统时钟频率对FPGA的总功耗有显著影响,因为时钟信号的开关活动最多,容性负载最大。不过,时钟速度又与处理能力直接有关。下面介绍几种在保持FPGA处理能力不变的前提下,通过改变软件的设计降低电路中时钟处理速度,来达到降低芯片功耗的方法。

4.2.1 并行技术

并行处理是在高速信号处理中经常采用的一种方法,其目的是将一条数据通路的工作分解到N条通路上完成,这样每条数据通路的工作频率都为原来的1/N,以此达到可以处理高速信号的目的。并行处理技术用在低功耗设计中其本质就在保持电路处理能力的基础上通过增加电路的面积来达到降低式(5)中的fn,进而达到降低功耗的目的。

当然,增加的电路面积和连线资源会导致电容Cn的增加,并且输出端口增加的二选一电路也会导致部分功耗,但这部分功耗的增加与并行处理所节省的功耗相比还是很小的,几乎可以忽略不计的[6]。

4.2.2 流水线技术

流水线技术也是一种通过增加面积来提高速度的通用设计技术[7]。在电路中插入寄存器(流水线),既可以理解为提高了系统运行速度,也可以理解为通过采用较低的时钟速率,达到了相同的处理能力。这是因为流水线结构实际上是把一个功能模块分成n个阶段进行流水线作业,每个阶段由一个子模块来完成,在子模块之间插入寄存器,以驱动这些小模块,在低速情况下,每个模块完成了整个处理工作的1/n。尽管增加的寄存器,增加了部分功耗,但与速度的降低带来的功耗的降低相比,这部分功耗几乎可以不计。

4.2.3 异步技术

同步电路是由同步时钟统一驱动的电路,由于同步电路中时钟速率往往高于数据速率,且仅作为驱动的时钟贯穿整个程序,因此造成了很大的功耗浪费。而异步逻辑电路不采用全局时钟,而是用握手信号协调模块间的运作,因此异步电路本质上是数据驱动的电路。因为没有时钟驱动,在没有数据,或者数据不变化,电路不动作,因此电路翻转次数的降低节省了大量功耗[8]。

在实际设计中,异步电路实现起来有一定的难度,特别是在高速电路中,但对于一些低速或对时序要求不严格的设计,异步电路还是有很大优势。

4.2.4 门控时钟设计技术

门控时钟设计技术是指在FPGA设计中,为每一个最小的功能模块设置时钟控制信号,在程序运行过程中,根据需要将不参与运算的模块输入时钟关闭,以节省功耗的设计技术。该技术也是一种用于同步电路中的低功耗设计技术[9,10]。

5 结束语

在卫星移动通信终端的研制中,通过采用上述技术和设计方法,使得正样产品的待机和单收状态功耗分别比初样产品降低了60%和38%以上,特别是实现了低于200 mW的待机功耗。测试结果表明,采用低功耗设计技术对终端的推广应用起到了极大的促进作用。

本文结合卫星移动通信终端的特点,从整机、单元电路、主要元器件及FPGA代码设计等几个方面对低功耗设计进行详细的讨论,并在实际工程项目应用中取得较好的效果。 

参考文献

[1]罗义军,姚彦通.通信系统中的低功耗设计[J].电信科学,2005(6):13-15.

[2]田朋,尹光.CMOS电路中系统级低功耗设计研究[J].辽宁大学学报自然科学版,2008,35(2):125-128.

[3]苏志雄,郭慧晶,吴一亮,等.无线传感器网络SOC芯片的低功耗设计[J].微计算机信息,2007,23(2):133-135.

[4]李广,班亚明,赵燕飞.新型便携式卫星通信终端设计[J].无线电通信技术,2012,38(3):23-25.

[5]张杰.一种低功耗手持终端的基带单元硬件平台的设计[J].数字技术与应用,2012(5):166-167.

[6]朱卓娅.锂离子电池管理芯片的研究及其低功耗设计[D].南京:东南大学博士学位论文,2005(1):11-32.

[7]何艳霞,何永泰.FPGA低功耗的设计研究[J].楚雄师范学院学报,2012,27(6):22-25.

[8]郭宏泓.超低功率异步电路设计研究[D].镇江:江苏大学,2009:2-3.

[9]胡靖.集成电路低功耗设计可逆逻辑综合及性能分析[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学博士论文,2008(9):18-26.

视频通信进入移动终端 篇9

LTE系统为了提供位置业务, 引入了定位特性, 且同时支持控制面定位和用户面定位。控制面的定位由3GPP负责标准化, 主要是通过控制信令来定位相关的信息传输;用户面的定位则由OMA (Open Mobile Alliance) 组织进行标准化, 是指对OMA SUPL (Secure User Plane Location) 协议的支持, 即定位相关信息可以通过OMA SUPL协议进行传输, 该信息在用户面传输。

LTE的定位架构如图1所示。主要涉及的实体如下:

E-SMLC:演进的服务移动位置中心, 将客户端请求的位置要求转化为相应的UTRAN参数, 并选择定位方法。对返回的位置估计计算最终结果和精度。

LCS Client:定位服务客户端。

MME:为LCS业务提供移动性管理功能, 包括向E-SMLC/GMLC通报UE的移动。

SLP:SUPL Location Platform, SUPL服务器, 使用SUPL协议与UE进行定位及相关信息的交互。

该架构同时支持控制面定位和用户面定位。控制面定位的网络侧服务器为E-SMLC, 由用户终端 (UE) 和/或基站 (e NB) 的接入层参与 (提供辅助数据或者测量结果等) , 共同完成对终端的定位功能。UE和定位计算中心之间的定位协议是LPP (LTE Positioning Protocol) ;基站和定位计算中心之间的定位协议是LPPa (LTE Position Protocol A) 。用户面定位是运行在应用层上的, 使用用户面定位时并不要求终端支持控制面定位。网络侧的服务器为SLP, 使用SUPL协议与UE进行定位及相关信息的交互。

2 控制面定位方案

2.1 联合时延及波达角估计定位技术

移动通信基站一般采用固定架设的方法, 因此一个小区对应一个固定的地理位置。小区ID定位方法是基于小区覆盖的定位方法, 采用已知的服务小区地理信息, 估计目标UE的位置。该服务小区信息可以通过寻呼和跟踪区 (Tracking Area) 更新等方式获得。在小区ID定位方法的基础上考虑定时提前量 (TA) 以及来波方向的因素, 可以达到更精确的定位目的, 此方案中称为TA+Ao A增强小区ID定位方法。

方案的工作原理如下:在LTE中, TA的获得可以通过专用随机接入过程由e NB测量得到。TA乘以光速除以2, 表示了UE同e NB之间的距离, UE就处于以e NB为圆心、UE和e NB距离为半径的圆周上。这时额外根据Ao A的角度信息就可以获得终端的位置信息, 如图2所示。

使用TA+AOA的方法主要涉及以下流程:获得终端的测量能力, 定位服务器决定所需的测量, 基站启动相关测量, 基站上报相关测量结果和位置信息, 定位服务器进行位置计算。

该过程如图3包括如下步骤:

步骤1:某个定位服务的客户端 (LCS Client) 向MME发起定位请求, 请求获取某个UE的位置信息, 该UE可以是支持定位业务的终端也可以是不支持定位业务的终端。

步骤2:MME向E-SMLC发起定位请求。

步骤3a/3b:E-SMLC查询并获取UE的定位能力信息;如果该UE不支持定位, 则该步骤省略。

步骤4a/4b/4c:E-SMLC获取基站的相关测量结果以及服务小区的信息。

步骤5a/5b:根据E-SMLC的请求, 基站通过PDCCH命令通知UE发起非竞争随机接入过程获得TA, 同时触发物理层Ao A的测量。

步骤6:E-SMLC根据基站的测量结果以及其它各方面的输入, 计算出UE的位置信息。

步骤7:E-SMLC将定位结果 (位置信息) 发给MME。

步骤8:MME将定位结果发给MME。

步骤9:MME将定位结果发给LCS Client, 不排除LCS Client就是被定位的用户本身的可能性。

2.2 到达时间差定位法

到达时间差定位法 (OTDOA) 通过检测3个不同基站信号到达的时间差来确定UE位置。确定UE位置需要基站发送的时间差及各基站的位置坐标作为辅助数据, 这些数据由OAM直接配置给E-SMLC, 若需要动态更新, E-SMLC可以通过LPPa获得这些辅助数据信息。为了获得精确定位, OT-DOA方法要求同时有三个以上的基站参与定位参数RSTD (Reference Signal Time Difference) 的测量。考虑到UE使用公共参考信号下行检测邻基站信号性能不一定好, LTE系统中引入了定位参考信号 (PRS, Positioning Reference Signalling) , 专用于OTDOA定位方法中UE测量基站信号。

E-SMLC获得各测量小区的PRS子帧配置的方式同其它辅助数据一样, 一般通过OAM直接进行配置。而UE在OTDOA定位过程中, 可以通过LPP的辅助数据传输功能, 从E-SMLC获得测量小区集的PRS子帧配置。

现有的OTDOA定位只支持UE辅助的OTDOA的定位方法, 即最终的位置计算是在定位计算中心进行的。定位过程的基本流程是:网络获取UE的定位能力, 网络提供辅助数据, UE提供定位测量结果, 定位结果计算。

网络侧触发定位请求的流程图如图4所示:

步骤1:定位需求方 (LCS Client) 向MME发起一个定位请求, 希望获取UE的位置信息。

步骤2:MME向E-SMLC发起定位请求。

步骤3a/3b:E-SMLC查询并获取UE的定位能力信息。

步骤4a/4b:UE请求并获得E-SMLC提供辅助数据。

步骤5a/5b:E-SMLC请求并获得UE的位置信息, 主要包括相关的测量结果。

步骤6:E-SMLC根据UE的测量结果以及其它的各方面输入, 计算出UE的位置信息。

步骤7:E-SMLC将定位结果 (位置信息) 发给MME。

步骤8:MME将定位结果 (位置信息) 发给UE。

3 用户面定位

OMA基于用户层面的定位标准中定位的相关信息被封装成IP包在移动网络中传输, 其优点是无需改动移动通信网络中的网元, 并且OMA的移动定位网络可以同时为2G/2.5G/3G/LTE网络服务, 网络部署比较灵活。但它的缺点是定位实现的可靠性依赖于IP网络, 时延较大, 适用于对定位时延要求不高的业务中。

OMA基于用户面的定位过程可以简单描述为:当LCS Client向定位系统中的LCS Manager发定位请求, LCS Manager随后向被定位UE所处的Positioning Server发起定位请求, LCS Manager收到响应后向UE发送目前为该UE服务的定位服务器地址, 以供UE与定位服务器之间建立IP连接传输定位消息, 定位服务器计算出用户的经纬度信息后返回定位报告, 最后由LCS Client对经纬度信息进行处理后以合适的形式 (如MMS、WAP PUSH等) 返回给用户。

4 方案优缺点比较

LTE控制面的定位方案的优势是定位消息交互通过网络的信令交互完成, 定位可靠、安全, 速度快。OTDOA定位方法的精度取决于基站部署的密度, 以及网络对天线位置以及它们传输时刻准确性的掌握程度。小区ID的定位方法可实现对UE位置较好的估计, 特别在密集基站部署的都市环境中。如果使用适当的天线阵列以及对无线环境中UE进行测量, 能够进一步提高对UE位置估计的准确性。

用户面的定位方案的优势是定位消息交互通过网络的数据域完成, 定位与承载网络无关, 对网元、接口、协议等改造要求不大。不足之处是定位速度没有控制面快, 定位实现的可靠性依赖于IP网络, 时延较大, 仅适用于对定位时延要求不高的业务。

参考文献

[1]SPIRENT, “An overview of LTE positioning”, White paper, Feb., 2012.