9月號特輯:手機電視─只待春風催放的蓓蕾
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2006-09-15 00:00
前言:
早前有所謂“Five Flowers”的說法,意謂著中國有望如旭日東昇的五大自有標準:TD-SCDMA、WAPI、EVD、AVS,以及中國數位電視的T-DMB。究竟,中國的T-DMB能否率先綻放?
繼小說、遊戲、音樂之後,電視這個傳統媒介的觸角,也開始與手機合體。2004年4月,中國聯通和廣州移動開始推出移動流媒體/手機電視服務,為中國手機電視的濫殤;隨後的幾個月間,北京、四川、蘇州等地移動公司也先後宣佈通過與相關軟體商和內容提供商合作向GPRS用戶開通手機電視服務;6月,上海文廣和中國移動簽署了開發流媒體手機電視業務的合作,使通過手機收看比賽成為現實;12月,天津聯通開通基於CDMA手機電視(GOGOTV),周星馳電影《功夫》也現身手機……曾幾何時,手機開始被賦予“第五媒體”的封號;今年4月底,諾基亞更在香港N系列產品的發表會中,直接將手機重新定義成為“多媒體電腦”,企圖讓手機成為主宰數位生活的核心。
圖:三星電子在2006年1月1日向韓國市場推出了商用型T-DMB手機(型號為SPH-B2300)
圖片來源:三星網站
暗潮洶湧的手機電視市場
根據ABI Reasearch預估,2006年全球電視手機設備與服務的市場值為2億美元,至2010年,將大幅提高到270億美元,電視手機用戶預估將達到2.5億戶。而IMS研究公司的調查更樂觀地指出,拜DVB-H等廣播服務採用所賜,行動數位電視將在2010年以50%的增長率迅速攀升;到2011年底,將有近5億的人口加入手機看電視的行列!無怪乎從去年開始,多家廣電集團紛紛申請開辦手機電視,目前上海、廣東、北京三地已獲廣電總局同意開展技術試驗。今年4月26日,廣電總局更下發通知,要求規範“中國移動數位多媒體廣播”(CMMB)技術試驗。
2005年11月底,東方明珠與文廣新聞傳媒集團聯合組建公司,共同開發DMB手機電視專案,並開始搭建DMB手機電視商業網絡,估計今年將完成30個發射。全部完工後,可實現上海地區室外95%和室內80%的DMB信號覆蓋。儘管官方沒有正式宣佈該標準的名稱,但是隨著中國6月底“DMB-T/H”(地面/移動數位多媒體廣播)“融合方案”的出爐──北京清華大學和上海交通大學各自研究成果的大集成,似乎預示著歐洲DVB-T標準小規模試驗的終止。以T-DMB為基礎的TDS-OFDM(時域同步正交分頻多工技術),是清華大學的心血結晶;而主張能以更低功率傳播更遠距離的ADTB-T技術(以QAM,正交幅度調變為基礎),則是交通大學的代表作。
日前在“中國國際廣播影視博覽會科技發展論壇”傳出所謂的“融合方案”可能以清華的多載波技術為主,上海交大的單載波為輔,細節有望在10月正式公佈。清華力合和上海交大在地面無線技術上的角逐,瞄準的都是農村、城郊和城市的公交車、計程車等市場(不包括手機電視標準),但從技術本質來看,單載波和多載波技術在基礎上是無法做到真正意義上的融合;在利益平衡的考慮下,採用“並存”的機率十分高。即在接收端保持原狀,各自制定自己的標準;必要時在接收端加裝開關,如同GSM的900/1800系統手動或自動進行切換。
ARM:Mobile TV系統性能要求更高
對研發資源有限的廠商來說,IP的取得與專案的開發有著密不可分的關係;手機IP龍頭供應商ARM,其中國區總裁譚軍表示,ARM公司並沒有對某一種行動數位電視的特別“傾向”。無論是交通工具、手機或其他攜帶型設備,行動數位電視所起的作用都是提供娛樂和資訊,在這點上它們都是相同的。站在IP Provider的角度來說,所提供的是可用於各個不同數位產品領域的核心技術,旨在開發“可支援任何標準的的IP產品”;至於具體支援哪一種標準?是由其合作夥伴根據自己對市場以及消費者的需求所做的判斷而決定,據以進行差異化設計,從而實現對某一種或幾種標準的支持。
譚軍認為,普通的家用型數位電視對功耗的要求較低,更多地關注其圖像質量、音效等性能指標;但行動數位電視對功耗的要求非常高,且圖像和音效質量亦要在水平之上。因此在行動數位電視應用中,對系統性能的要求是很高的,但同時還必須考慮設計的Power Budget。由此,設計不但需要滿足“摩爾定律”,更必須滿足“聰明的摩爾定律”,使得性能和功耗之間達到一個平衡點。他並提到,在具體措施上,多緒技術並不合適,它更合適於應用在PC中。在提高行動數位電視的處理性能方面,需要進行對硬體設計優化,通過軟體設計在實現一些功能的同時降低功耗,並且充分利用已有的物理庫來優化製造技術。
“以前,功耗的降低更多地是通過硬體設計來實現的。但是隨著製程不斷發展,現在越來越多的產品已經開始用90nm甚至65nm技術生產,系統即使在不工作的時候產品漏泄功耗,降低了系統的電池壽命。”譚軍說。對於設計師而言,不但需要考慮系統的動態功耗,還需要考慮系統的漏泄功耗(leakage-power)。另外,設計師還需要對軟體進行優化,否則系統資源可能會有比較嚴重的浪費情況,不利於降低系統的功耗。最後一點,利用更先進的生產製程(例如90nm、65nm)也能夠幫助設計師滿足系統對於性能和功耗的要求。
此外,如何結合IP和無線技術的優勢,對於設計師而言也是一大挑戰。首先,電視系統的設計比起手機系統複雜得多,對性能的要求也高得多;其次,行動數位電視作為一項無線應用,對帶寬的要求相當高。這些都決定了行動數位電視系統設計師需要使用到相當多的IP,如果將來自不同提供商的第三方IP很好地整合在一起是個挑戰。在整合過程中,必須考慮到以下幾個問題:產品的設計週期和上市時間,IP是否經過晶片驗證(silicon-approved)等。
“低功耗”、“安全”和“對流媒體的支援”,是ARM據以縱橫攜帶型視頻世界的三大利刃:ARMARM11系列處理器和ARM Cortex-A8處理器可以滿足行動數位電視系統對CPU的要求;除了處理器本身的低功耗設計之外,ARM公司還提供了IEM(智慧電源管理)技術,以及優秀的物理IP庫,能夠進一步幫助設計師降低行動數位電視系統的功耗。
再者,對行動數位電視所接收的內容進行數位版權管理(DRM)是設計師必須考慮的一點。ARM公司提供的TrustZone技術能夠在硬體上實現安全保護措施,幫助設計師更好地解決DRM問題。此外,有鑒於行動數位電視可能會接收一些格式不同的流媒體,ARM公司的NEON技術能夠加強多媒體和信號進行的性能,幫助設計師以最低的費用和功耗實現其行動數位電視系統對多種格式的流媒體的支援。
Broadcom:in-house研發能力有利競爭
自恃在混合信號集成及數位處理技術的先進性,Broadcom(博通)行動電視產品行銷經理Chris Cytera則持不同意見;他表示,他們能夠自行發展(in-house)像ADC、PLL等類比元件,有助於以更低的BoM成本開發Mobile TV的單晶片解決方案,從而在同業中佔據有利的競爭位置,BCM2940的問世便是一例。特別是在關鍵的Tuner(調諧器)和Demodulator(解調器)上,如果擁有IP的研發能力,便能省卻對最頂層IP Provider的依賴;就長期戰略的角度而言,無論在單晶片集成的優化和對新標準演進的掌握,皆較具有揮灑空間。
Cytera並提到,即便在DRM和CA系統等版權議題上仍未完整,但Broadcom看好微軟的“Janus”數位版權保護軟體,Cytera並透露Janus已獲美國行動電視公司Modeo的採用,並預言很快將在全球引起重視。Janus起源於羅馬一個守護神的名字,安裝微軟Janus軟體的數碼產品,用戶可向內容提供商租用內容,而所租用的內容只可在指定的Media Player上播放,並在指定的時間內使用(雖然,這些指定的Digital Media Player必須在Windows Mobile的環境下執行)。
照片人物:Broadcom(博通)行動電視產品行銷經理Chris Cytera
據編輯瞭解,德州儀器(TI)年初在西班牙3GSM中所展示的Hollywood行動數位電視單晶片解決方案──PacketVideo的pvTV用戶解決方案,即支持微軟Janus DRM和OMA。Hollywood晶片把調諧器、解調器和解碼器整合至單顆元件,以具備體積小、元件少和耗電低等特性,OMAP2420處理器可接收並處理DVB-H信號。Hollywood晶片在接收DVB-H信號後,再將IP視頻串流輸出到OMAP處理器,由OMAP2420將IP串流解碼後,可賦予手機色彩豐富的視頻和立體音頻。
事實上,TI的OMAP2420應用處理器也是微軟Windows CE 6(beta版)的首款基於ARM11的開發平臺。OMAP2420處理器目前的發貨量已高達數百萬片,Windows CE 6 Platform Builder工具套件將針對OMAP2420處理器整合主板支援套件。而PacketVideo的pvTV則是TI利用經驗證的視頻播放器架構所開發的行動數位電視用戶端解決方案,可提高應用開發效率,讓設計迅速移植到不同平臺,並支持Linux、Symbian和RTOS等多種作業系統。
pvTV解決方案還提供MPEG-4、AVC、AAC+、WMV和WMA等行動電視編碼解碼器,以及產生每秒30幀畫面的QVGA或CIF格式視頻輸出,使得行動裝置也能看到清晰的影像。S3的onHandTV解決方案則是可靠並通過驗證的行動電視應用仲介軟體平臺。onHandTV提供一組符合CBMS標準的功能以及專用來滿足新興商業電視網路和試播需求的Operator Adaptation Packages (OAP)套件。
此外,軟體的支援也是不可或缺的,Broadcom在英國康橋有播放軟體的開發團隊,專門為BCM2722這個已用於歐亞地區行動電視的多媒體處理器而開發。Broadcom表示,這是幾經驗證的軟體,乃通過多年媒體播放和視頻下載的經驗積累而成。在提到測量的重點時,Cytera表示對於這樣一個新市場而言,在小量試產前往往和可編程元件的導入狀況關係密切,特別是在解調演算法的優化上,往往是試播可能性的試金石。
Altera:PLD輔助運算器角色吃重
人們總是聰明的,當囿于成本或技術因素,無法真正做成SoC,就以SiP來成就“單晶片”的夢想;而當CPU或DSP等核心處理器無法負荷人們所有的期待時,“輔助運算器”(Co-processor)便成了最快、最可行的實現方式。特別是可編程邏輯元件(PLD)所帶來的設計自由逐漸為人讚賞後,更成了輔助運算器的最佳擔綱者。
Altera亞太區高級市場經理陳國裕在接受我刊專訪時表示,“作為輔助運算器,可編程元件有助於創新,或者在既有ASSP之外添加新功能;這樣的概念也可延伸到行動多媒體中,例如CPLD可充當一個common platform,協助分擔攝像、介面、記憶體控制等創新功能,以便讓ASSP專心應對基頻和解調等主要任務。”陳國裕直指,任一廣播主流技術的出現,主要來自於負責傳輸的“頭端”(Head-ends)和接收信號的“終端”(Teminal),且都脫離不了3P格局──Power、Package和Price的桎梧,成本、功耗和尺寸無疑是攜帶型設備的頭號考慮。
照片人物:Altera亞太區高級市場經理陳國裕
從產品生命週期的角度來看,剛處在“預熱”階段的概念推廣期,由於規格多樣、又要搶得回應市場需求的先機,“外掛式”晶片自然成了最現實的方式,此時方便修改的可編程元件更顯得占盡優勢;再者親近技術來源,無疑是快人一步取得成功的好方法,與清華大學過從甚密因而炙手可熱的Legend Silicon便是一例。方興未艾的Mobile TV也是如此,陳國裕說,不論全球規格如何多元或充滿不確定因素,Altera都能提供一個良好的開發平臺給實驗中的單位。
經過與客戶實地的接觸Altera發現:電路板太多層而導致的高成本,是系統設計者最頭痛的問題;多年的經驗告訴他們:2~4層的PCB厚度才是最適合的。為符合客戶的期待,Altera特於今年推出MBGA(Micro BGA)和FBGA(FineLine BGA)封裝的產品──MAX II元件,以小尺寸、多I/O介面以盡可能滿足簡省電路板空間的目的。MAX II EPM240、EPM570和EPM1270元件提供100引腳和256引腳0.5mm MBGA封裝和100引腳1.0mm FBGA封裝,與競爭CPLD方案相比,設計人員使用新的MBGA封裝後,在相同的電路板面積上,用戶I/O和邏輯單元(LE)數量平均多出50%。設計人員利用新封裝和MAX II元件獨有的特性(較高的邏輯密度、內建電壓穩壓器和振盪器),能夠進一步降低系統成本,整合分離元件,減少電源數量。
Altera CPLD的零功耗模式以及這一市場上通用的封裝形式,能夠幫助攜帶型設計人員解決越來越短的開發週期、行業標準變化導致的功能不確定性,以及成本壓力等問題。100引腳FBGA封裝的EPM240和EPM570型號已有現貨,而100引腳MBGA封裝的EPM240和EPM570、256引腳MBGA封裝的EPM570和EPM1270元件亦將於近日開始供貨。EPM240 M100的250,000片批量價格是1.25美金。
由於技術的提升、單位成本的下降,可編程元件早已脫離了當初那個“用作雛型設計”的框架,而不斷滲透到各種既有及新興應用領域當中。為此,這些供應商也不斷積極尋求可發揮的舞臺,Altera便用“Go from Swimming Pool to the Ocean”來形容他們不斷自我調整行銷戰略、不斷開發新市場的心路歷程。正是這種動力使然,足以解釋PLD市場越見蓬勃的原因。訪談間其實有個小插曲值得一提,陳國裕突然拋出一個質疑讓我們共同思考:即將到來的3G,既然也可收看行動電視,又何必要再大費周章地大興標準之爭?
例如,重返移動通信市場後的香港電訊盈科(PCCW),新增的3G多媒體串流服務即成為集團另一大服務範疇,率先推出手機電視服務,讓客戶全日24小時免費以手機同步收看即時電視廣播內容,隨時隨地與新聞及財經資訊同步。這些多樣性的內容包括:TVB頻道、獨家的“環球流動樂場”、“now寬頻電視”特設頻道,以及財經、體育、消閒等資訊。且在正式投入服務前,舉辦“3G優先試”活動,讓消費者先行免費試用3G服務及手機6個月,希望通過這種方式收集寶貴反饋意見,以讓服務更臻完善。
行動電視市場目前由在3G上運作的streaming TV-like服務組成,今年中國移動和中國聯通也先後推出了基於蜂窩移動網路的手機電視業務。直觀上,以手機接收廣播信號看電視,不像通過3G服務需另外付費給電信公司,理論上使用成本費用會較低。除了這個因素外,恰巧,飛利浦半導體從另一個層面解答了我們心中潛藏的疑問。
飛利浦半導體:不預設立場,多元並進
走在移動多媒體前端的飛利浦半導體表示,DVB-H依地域性的不同,在廣播上有UHF和L頻段的區別。與此同時,當使用者規模越來越大後,通過3G/UMTS的視頻服務的風行也是可預見的。網路的帶寬將不足以提供所有顧客“到位”的服務,因此所謂的“下一代3G廣播服務”仍是必須的。此外,面對多種規格不斷湧現的局面,例如:日本盛行ISDB-T、韓國以T-DMB和S-DMB為宗……飛利浦認為,在歐洲,雖然多是DVB-H的天下,但T-DMB也有蠢蠢欲動的跡象;而出自高通(Qualcomm)的MediaFlo標準,將與DVB-H同台並存。
多數廠商皆抱著多頭並進的多手策略,只不約而同地強調會基於符合客戶需求而研發技術;飛利浦半導體手機及個人移動通信產品部市場經理陳世豪直言:“我們不會對手機電視的規格預設任何立場”,其在中國即同時參與了DVB-H和T-DMB的研發工作,並計畫於2006-2007年期間開展試驗,在DVB-H方面更已成功商品化,推出BGT215/6收發器,且往後的新產品亦會相容這個平臺。
飛利浦認為,從全球規模來看,當手機電視在多個國家漸為營運商和廣播業者接受後,開放的DVB-H標準在2008-2009年間,將取下最大的市占率,屆時也是手機電視正式起飛的時刻。這似乎和日本Techno Systems研究公司在去年12月間所發佈的一份“Broadcast components for mobile phone”的報告中,所揭示的意見不謀而合。
“我們會配合國家的標準和客戶的需求做出適當的調整。產業也應該配合國家的發展,為08奧運會做好準備”,陳世豪為飛利浦半導體的理念做了明確的宣示。飛利浦半導體所提供的DVB-H收發器在業界具有領先的地位,並在以下方面擁有先進的技術:
• 更小的尺寸:BGT215/6僅7mm x 7mm
• 更低的功耗:BGT215/6僅需40mW以下的時間分片模式(time slicing mode)
• 具有較佳的“多普勒效應”(Doppler performance):產品質量為200km/h (依據其傳輸模式而定)
照片人物:飛利浦半導體手機及個人移動通信產品部市場經理陳世豪
BGT210、BGT211(面向美國L-band)和BGT215(面向歐亞UHF)則是飛利浦最新的手機電視解決方案。BGT210具有以下的特性:1.不需外部元元件;2.<50mW的低功率;3.多普勒效應只有90 Hz;4.電源電壓的3.2V~4.5V;5.提供客戶開發工具包,包括:BGT210、評估板(SSB v3) ——Small System Board v3、用戶手冊和其他文檔、各種工具以便於使用SSB v3,以及稱作“DRAL”的驅動程式。
而BGT211手機電視解決方案則能提供數位電視前端接收器的所有功能,並且不需要任何外部元元件。飛利浦客戶開發工具套件(customer development kit)能確保支援手機電視的行動電話能夠被順利地、簡便地開發出來,同時縮短產品上市時間。BGT211包含可編程選項,支援發展中的標準以及即使系統已經上線後的升級。為了幫助客戶簡化開發流程,飛利浦也可以在天線解決方案整合方面為客戶提供專家意見和技術。順便一提的是,飛利浦半導體提供完整的Front-End解決方案以及與管腳、應用相容的裝置,且備有完整的智慧手機(Nexperia cellular system solution 9100)和功能手機(包括3G手機,Nexperia cellular system solution 7210)參考設計,包括驅動軟體和中介軟體的整合。
結語
目前在眾多規格中,短期內雖以DMB較佔優勢,但DVB-H和後起的MediaFLO的後勁也不容小覷。為加速DVB-H規格在北美市場的普及,包括英代爾、諾基亞、摩托羅拉、德儀和Crown Castle子公司Modeo在內的諸多重量級廠商,即在今年1月在拉斯維加斯舉行的the NATPE Mobile++ 2006會議與展覽中共組“Mobile DTV聯盟”。據瞭解,諾基亞業已和廣電總局及相關營運商接觸,以尋求在中國內地試驗其手機電視技術DVB-H的可能性。
回到營運基本面,在日前一項針對全球手機、攜帶型媒體播放機和汽車Mobile TV市場所做的研究顯示,今年開始手機將迅速進駐手機網路,成為爭奪早期市場的關鍵年;然而要到2010年年初,基於手機網路的電視收視群才會真正被數位廣播服務所帶動。該項研究成員認為,如果服務提供商能有效地供應極具吸引力的內容、優質的收視、合理的收費機制和誘人的手機,則每增加一個電視訂閱者,便能為推廣手機電視助益良多;但在此之前,行動電視的服務提供者和他們的合作廠商,必須在基礎建設和技術上做相當的投資,以驅動使用者的覆蓋率並使良好的戶內接收成為可能。
借鑒日韓經驗,根據不久前野經濟研究所就具備ONESEG電視接收功能的手機所做的購買意向調查預估,今年單波段手機約有將達到294萬部,2010年單波段手機在日本國內的普及率將達到30%,約有3,480萬部的規模;而用戶利用單波段手機收看的節目主要是新聞和體育等對“即時性”有要求的內容。在韓國的使用記錄中,小笑話是手機視頻最高的使用者,特製頻道次之,而遊戲資訊和新聞/影視節目緊跟在後。
人類因夢想而偉大,在人們鍥而不捨地努力下,終究一一克服了功耗和傳輸等技術上的障礙,現在就差如何“優化”,以迎合真實的生活需求了。其中,提供現代人迫切需要的資訊內容、安穩順暢的收視環境以及合理的消費機制,無疑是最關鍵的一股推力,因為──科技始終來自於人性,一些可有可無的視頻內容、不健全的基礎設施或過於昂貴而不現實的掏錢營運(例如:地面數位電視在車載移動方面雖然有優勢,但仍缺乏良好贏利模式),都將成為扼殺人們入伍Mobile TV行列的頭號殺手。