一．概述
二．有價值的建議──補充終端業(yè)務
三．網(wǎng)關功能要求
1．無線網(wǎng)絡側
2．MHP側
六．典型應用
1．標準電視節(jié)目的收看
2．使用靈活的VCR功能
3．下載交互式節(jié)目
4．遠端交互式業(yè)務的補充
5．網(wǎng)關提供的所有業(yè)務
七．商業(yè)模式
1．以合理價位滿足市場的要求
2．多方共贏
3．網(wǎng)關設備制造商
4．無線業(yè)務提供商
5．有線電視業(yè)務提供商
6．MHP應用開發(fā)商
7．應用和內(nèi)容提供商
八．NMS能幫什么忙？
一．概述
現(xiàn)在基于3G324M標準的無線視頻手機已經(jīng)開始使用，它支持流化圖像和動態(tài)圖像呼叫應用。多媒體家用平臺（MHP）是歐洲數(shù)字化視頻廣播（DVB）組織獨立開發(fā)的標準，它定義了運行在電纜機頂盒上的基于Java的交互電視應用。MHP目前已經(jīng)在歐洲得到應用，有人甚至預言它將會成為全球性的標準。本文提出了一個連接這兩個系統(tǒng)的網(wǎng)關，它能把無線用戶接入到MHP應用，使MHP應用成為視頻手機用戶的一個新業(yè)務。
本文對這個網(wǎng)關的架構是屬于探索性的，提出了實現(xiàn)各組成部分的方法，并探討了一些具有挑戰(zhàn)性的問題。本文還介紹了一些如何利用好MHP環(huán)境的方法，目的是幫助開發(fā)團體生成能夠下載并運行于機頂盒的有意思的Java應用程序。當然，在這里是網(wǎng)關而不是機頂盒。這樣的一套系統(tǒng)，可以檢驗各種潛在應用在視頻手機接入時有多大價值，從而幫助我們確定一個MHP-3G324M網(wǎng)關有多大的發(fā)展空間。
NMS通信公司為正在出現(xiàn)的3G無線視頻技術OEM廠商和開發(fā)商提供廣泛的業(yè)務支持和解決方案。特別關注為無線視頻手機用戶提供新業(yè)務的網(wǎng)關，這些網(wǎng)關允許從傳統(tǒng)電話網(wǎng)和IP網(wǎng)接入到呼叫對象和視頻內(nèi)容。最初配備的3G324M無線視頻手機的使用情況，以及業(yè)務供應商盡可能補充舊2G設備的需求，都是在短期內(nèi)指導網(wǎng)關設計的因素。本文所討論的網(wǎng)關就是NMS準備為單個需求而開發(fā)的一個網(wǎng)關例子。
二．有價值的建議──補充終端業(yè)務
多媒體家用平臺（MHP）是歐洲數(shù)字化視頻廣播（DVB）組織獨立開發(fā)的標準，它定義了運行在電纜機頂盒上的基于Java的交互電視應用。一個MHP機頂盒一般連接有線電視網(wǎng)的視頻電纜和幾個家庭屋內(nèi)設備，如電視監(jiān)視器和無線遠端控制小鍵盤。用戶從這樣的小鍵盤輸入的鍵要比標準計算機鍵盤少得多，而用戶交互時的輸出信息大都是生成為視頻信號，在電視屏幕的一部分置換掉或覆蓋在標準電視信號之上。運行在MHP
機頂盒上的Java應用程序接入到一系列的接口功能，以便應用程序調(diào)用這些功能。
3G324M是由3G無線團體開發(fā)的標準，它定義了和簡單視頻手機的通信格式。兩個手機之間或手機與目標網(wǎng)關之間的雙向流，用簡單輪廓的MPEG－4格式承載H.263視頻信號，用AMR來編碼音頻信號，用H.245作為控制信息的協(xié)議──每個通道的所有這些信息按照H.223標準被復用到一個單一的流上。這樣的流可以通過大部分傳統(tǒng)2G設備所使用的TDM電路來傳送。視頻手機的小鍵盤類似于電視遙控器的小鍵盤，有一系列的數(shù)字鍵，這些數(shù)字鍵的功能通過附加的特殊鍵來加以擴展。視頻手機還類似于電視機那樣有一個視頻顯示器和一個音頻揚聲器，（如圖1所示）。它還有一個攝像頭和一個麥克風，這兩個在MHP應用中是用不到的。雖然標準電視機的顯示分辨率要比現(xiàn)在的視頻手機高得多，但是MHP應用的交互部分可能需要一個類似于視頻手機的顯示介面。
如果MHP機頂盒的顯示介面做得和視頻手機終端相類似，那么，MHP Java應用程序無需任何修改就可以被無線視頻用戶使用。對于應用程序開發(fā)人員來說，從普通網(wǎng)關的有線電視側看，這時的無線用戶就象是一個典型的交互式電視用戶。在無線網(wǎng)絡側，網(wǎng)關是作為無線視頻呼叫的標準部件出現(xiàn)的，因此兩個網(wǎng)絡都不需要做任何改動，只要增加這個連接兩個網(wǎng)絡的網(wǎng)關，然后告訴無線用戶這兩個網(wǎng)絡已經(jīng)連接起來了就行了。只需要對網(wǎng)關的處理作修改，這些功能特性也可以應用到不是遵循3G324M標準的視頻手機而無須對MHP應用程序側作任何變更。
到目前為止，MHP機頂盒已經(jīng)得到了實驗性的應用，商業(yè)應用的計劃也在醞釀中。眾多Java應用程序的開發(fā)在今后很長時間內(nèi)都會一直進行。交互電視業(yè)務不依賴于無線視頻手機，會不斷擴大。類似地，無線業(yè)務提供商已經(jīng)推出了3G324M手機業(yè)務，并會有進一步的發(fā)展，目前這些業(yè)務的主要應用是活動圖像可視電話呼叫。不必為購買重大設備投入太大的前期資金，在兩個網(wǎng)絡環(huán)境間的網(wǎng)關就能為無線用戶提供具有明顯附加值的業(yè)務。對于業(yè)務提供商來說，網(wǎng)關設備的投資通過新增的MHP業(yè)務增加的收入很快就可以回收，甚至僅僅靠增加的手機使用時間而產(chǎn)生的收入就可以收回成本。由于這種網(wǎng)關具有高度的可擴容性，配置的容量可以隨著新業(yè)務的增長而不斷加大。
MHP和3G324M無線視頻的結合使得廣大范圍的用戶應用成為可能，比如：標準電視節(jié)目的收看，靈活的節(jié)目回放，可下載的交互式節(jié)目，還有遠端交互式業(yè)務。更細的應用還包括：遠端預訂，交互式調(diào)查，和新聞節(jié)目或體育節(jié)目的搜索及回放。
任何網(wǎng)關主要的要求都可定義為：協(xié)調(diào)兩個要連接網(wǎng)絡的功能，完成任何必要的轉換。
1．無線網(wǎng)絡側
在無線網(wǎng)絡側，當用戶發(fā)起一個視頻呼叫時，網(wǎng)關必須作為呼叫的另一方出現(xiàn)。網(wǎng)關可以安置在無線業(yè)務提供商的網(wǎng)絡中，也可以安置在公共電話網(wǎng)絡中，但不管在哪里，都可能是使用標準T1或E1中繼的64kbps通道作為物理連接。（圖2所示）。對于某些視頻手機，單個64kbps通道就足夠了，但綁定多個通道以提供更高的帶寬也是需要的。因此，呼叫建立協(xié)議很可能是ISDN協(xié)議，因為它能夠支持多通道綁定。呼叫發(fā)起包括將主叫號碼信息發(fā)到網(wǎng)關，用于生成話單時的用戶識別或在數(shù)據(jù)庫中管理用戶的個性化設置。
兩個網(wǎng)絡一旦連通，視頻流就會在兩個方向流動。從網(wǎng)關流向用戶的視頻流包含有MHP準備好的內(nèi)容，但從用戶流向網(wǎng)關的任何視頻流都會被丟棄。AMR音頻也會在兩個方向流動
，從網(wǎng)關流向用戶的音頻流會用于MHP準備好的內(nèi)容。而從用戶流向網(wǎng)關的音頻流可以用DTMF數(shù)字的方式包含用戶的輸入，或者包含用于語音識別的聲音。嵌入到通道中的還有一個H.245控制流，它也能攜帶用戶的輸入。視頻流，音頻流和控制流又根據(jù)另一個叫H.223的標準進行復用。
圖2 3G324M－MHP網(wǎng)關網(wǎng)絡拓樸
當網(wǎng)關的無線網(wǎng)絡側僅有單個到網(wǎng)絡的連接，并使用廣泛采用的協(xié)議時，MHP定義了一個網(wǎng)關內(nèi)的平臺結構，要求它必須支持一系列的接口，包括：
● 廣播電視信號采用MPEG－2壓縮算法從有線網(wǎng)進入；
● 交互通道采用IP協(xié)議中的HTTP永久連接，經(jīng)由有線網(wǎng)傳送；
● 記錄和回放信息保存于本地存貯介質；
● 給用戶的輸出顯示在本地電視屏幕；
● 用戶可以通過遙控鍵盤和鼠標設備來輸入。
MHP在多個開發(fā)商那里以參考模型的方式得到了實現(xiàn)，這些參考模型實際上是一個演示MHP機頂盒功能的標準個人計算機平臺。在沒有實際的機頂盒之前，這些參考模型可以滿足Java編程人員編寫MHP應用程序的要求。參考模型也為機頂盒制造商在他們的產(chǎn)品中應該嵌入什么樣的軟件做了一個很好的示范。參考模型的用戶接口僅僅需要從個人計算機的并口重定向到標準電視機和遙控器上。
類似地，MHP－3G324M 網(wǎng)關在無線視頻手機的這個應用中，辦演著類似于機頂盒的作用，也能組成一個參考模型。在這個模型中，用戶接口被網(wǎng)關功能取代，這些網(wǎng)關功能將信息轉換成視頻流，經(jīng)由電話通道傳送到無線網(wǎng)絡。可能需要兩個方向的語音編碼。視頻格式從MPEG－2過渡到簡單輪廓MPEG－4時造成的分辯率丟失，可能需要在網(wǎng)關做一些特別的支持作補償。同樣地，對期望有全功能鍵盤和鼠標輸入的MHP應用程序也必須做特別的處理以便讓手機上的小鍵盤也能進行輸入操作。這些艱難的問題會在本文的"特別的挑戰(zhàn)"一節(jié)中進行更全面的討論。然而，大部分的普通應用程序從標準電視遙控器中接受輸入就能工作得很好。對屏幕分辯率的丟失也不是很敏感。對這樣的應用程序來說，網(wǎng)關的轉換功能是簡單明了的。
圖3說明了一些網(wǎng)關非常重要的組成部分。網(wǎng)關機箱和Comport PCI機箱很相似，所有的組成部分都包含在單一的網(wǎng)絡節(jié)點之中。基本的視頻呼叫和Java應用程序都能在主處理器上運行，但電話網(wǎng)和有線電視的接口都需要由附加模塊來支持。為了支持大量的端口，還需要自定義的視頻和音頻處理模塊。通常用T1或E 1中繼連接到公眾電話網(wǎng)，或直接連接到無線交換機（MSC）。有線電視信號來自業(yè)務提供商，并遵循DVB和DOCSIS標準。
圖3 網(wǎng)關結構
圖3 著重的是MHP－3G324M網(wǎng)關的組成部分。它支持網(wǎng)絡管理功能、用戶管理功能，話單會通過附加的鏈路送出，通常會是通過IP網(wǎng)絡送出，在這里沒有畫出來。實現(xiàn)標準MHP機頂盒功能的組成圖，圖示于圖3的右邊，支持標準無線視頻呼叫功能的組成圖圖示于左邊。
右下方最粗的箭頭表示很多并行的廣播電視頻道，用戶可以從中選擇自己喜愛的某個頻道。中等大小的箭頭表示一個用戶的實時媒體流。最細的箭頭表示控制信息和非實時媒體傳送。由于到一個手機的視頻流所占用的帶寬比較小，音頻和視頻數(shù)據(jù)流可以做同樣的處理。對于擁有大量端口的系統(tǒng)，設計時應該讓在有線網(wǎng)和T1／E1中繼間的實時媒體流直接通過，而不要讓它們通過主處理器或PCI
總線。T1／E1中繼和有線電視的接口模塊可以合并，包括其中必須的視頻和音頻處理。但是，用于Compact PCI系統(tǒng)的、新的、高帶寬的交換結構使得把這些功能分離成不同的模塊成為可能，免除媒體通過PCI總線的必要。
在任何給定的時間內(nèi)，視頻畫面的顯示可能來源于幾個視頻源，可能一個畫面以覆蓋或窗口的方式強加在另一個畫面之上�？梢赃x擇一個或兩個動態(tài)廣播頻道，或者存貯在本地存貯介質的先前錄制的廣播頻道內(nèi)容，都可以作為顯示的視頻源。詳細的業(yè)務等級可能還包括這樣一項：用戶可以訂購喜愛的指定時長的錄像節(jié)目。不論是實時播放還是存貯，MPEG－2格式的視頻流都需要解碼才能形成不同的視頻分量用于顯示。也可以使用多個源的靜態(tài)圖像。交互頻道用于下載JPEG或其它靜態(tài)圖像到存貯介質�；蛘進HP應用程序也可產(chǎn)生一幅圖像──比如一個用戶的菜單選擇畫面。在每種情況下，靜態(tài)圖像都要復制成許多連貫的視頻幀。最后在MHP程序的控制下，多個圖像組合成一個最后的畫面，以位圖的形式送給本地電視屏幕。
在這點上，不屬于MHP的附加網(wǎng)關功能可以為將來的無線手機作視頻準備。因為MPEG－2 的分辨率（CIF）在兩維中的每一維都比簡單輪廓MPEG－4的高，所以一些附加的用戶縮放功能和面板命令會用于把手機顯示限定顯示到電視屏幕的一部分。這種顯示剪輯工作會在"特別的挑戰(zhàn)"一節(jié)中有更詳細的討論。
給手機屏幕顯示的最終窗口確定之后，先對視頻信號進行H.263編碼，然后把編碼后的視頻和音頻部分組合成完整的3G324M格式流適合于傳送。不同于視頻流，音頻流可能只選擇單一的來源，而不采用幾個來源的混合。在和視頻流組合成3G324M流之前，音頻流必須先做一般性編碼，再編碼成AMR格式。視頻流和音頻流的編解碼都是高強度的計算工作，如果網(wǎng)關想要同時支持許多需要動態(tài)圖像的用戶，就需要用額外的處理模塊來幫助完成這些計算工作。
MHP應用程序用戶輸入的設計特別難，我們在下一節(jié)中再進行全面討論。而對無線手機小鍵盤和電視遙控器的輸入也有類似的復雜性，必須做一些功能轉換。此外，MHP還提供更復雜的輸入設備，比如：全功能計算機鍵盤。
本文曾經(jīng)提示過：3G324M－MHP網(wǎng)關的發(fā)展空間在很大程度上取決于──無線視頻手機與交互式電視的輸入輸出設備具有相似性。但是，最大的問題出現(xiàn)在那些無線手機的輸入輸出設備受環(huán)境諸多的限制。當制造技術發(fā)展到能造出所有的解決方案的時候，我們剩下的最根本的問題就是要解決那些人類工程學問題。
比如，即使與最小的電視屏幕相比，手機的屏幕也要小得多，分辨率也要低得多。而交互電視首先被那些傾向于有一個大屏幕的電視或高清晰度的數(shù)字電視（HDTV）所采用。普通電視遙控器的按鍵通常都比較大，并會根據(jù)頻道和菜單選擇操作進行優(yōu)化
。而無線手機的小鍵盤通常會做得比較緊湊。與此同時，電視的音響系統(tǒng)經(jīng)過改進，能給使用者更有影院的感覺。而在無線環(huán)境中，AMR音頻編碼較高的壓縮率和手機那小小的揚聲器都無法提供那樣的音頻質量。
1．視頻分辨率
在無線視頻手機上永遠別指望會有在家用大屏幕電視觀看電影的那種感覺，但用戶是現(xiàn)實的，不會有這樣的企望。一個手機的顯示介面更傾向于能查找到某些指定的信息，而不是為了娛樂�；蛘呒词故菫榱藠蕵�，手機顯示介面也不會尋求一種非常吸引人的效果，通常只是為打發(fā)空閑時間散散心而矣。交互電視的使用有的時候也有這種情況，例如，在廚房的一角放上一臺小電視，在做飯的空隙玩玩交互游戲。一個好的MHP應用程序應該設計得在所有環(huán)境中都能運行得很好。
發(fā)送信息到MHP機頂盒的帶寬要比發(fā)到手機的大得多。這種限制的一個具體表現(xiàn)就是手機的分辨率不可能太高。手機屏幕的顯示效果實際上就跟穿越一個房間去看一個小屏幕電視上顯示的信息差不多。所以，交互式菜單上的字符大小可能不成問題。MHP應用程序開發(fā)人員應該在確保交互式菜單可讀而占用的顯示介面最小的情況下，盡量使用大的字符。由此可知，用來顯示交互式菜單的字符可以足夠大，每個字符占用手機屏幕上足夠多的像素，以得到較好的可讀性。
制片商／導演／編輯都會對大部分的廣播視頻節(jié)目進行圖像剪輯，使影像充滿整個屏幕，獲得最佳效果。低分辨率會影響總的顯示效果，但不至于看不清楚。在這種性況下，把屏幕的一部分以最高分辨率放大不但得不到更好的效果，反而會更差。所以大部分的視頻節(jié)目只能以視頻手機全屏的方式復制，才能得到適合顯示介質的顯示效果。對于依賴完美的電視分辨率來顯示信息的交互式應用程序，MHP開發(fā)人員可以為應用創(chuàng)建附加功能來放大選擇的信息。然而，某些廣播節(jié)目包含有復雜的滾動文本，象電視頻道指南和天氣預報那樣，這就不是通過修改MHP應用程序可以解決得了，這樣的信息顯示到手機上是看不懂的。在這種情況下，一些由用戶控制的顯示校正功能就顯得很有必要。兩級的縮放控制大概就夠了，面板控制采用自動掃描整個屏幕，直到用戶選擇暫停。在縮放顯示時會考慮：在準備顯示畫面過程中，（即使其中有視頻解碼），避免對那些在特定時間里看不見的畫面作某種視頻處理。
2．用戶輸入
對那些通過無線視頻手機來使用的MHP應用，用戶輸入會出最大的問題。輸入的選擇包括小鍵盤按鍵輸入和用戶聲音的語音識別輸入。由于高度壓縮的AMR語音和移動用戶潛在的背景噪聲，語音識別只支持很少的詞匯量，也許還要存貯用戶的發(fā)音特點作為識別的依據(jù)。而代表所有電視遙控器功能的幾個清楚的詞語很小，應該建立一個單獨的詞匯表來識別，以支持所有的普通操作。詞匯表中也可以增加兩個詞來支持顯示校正功能的控制（"放大"、"暫停"每個詞可用開關來鎖定）。詞匯表中還應該包含用于電視頻道選擇的數(shù)字。對其它更多的擴展文本的識別就要由有多級詞庫的更復雜的系統(tǒng)來完成，并且還要找到創(chuàng)造性的方法來解決發(fā)音相似的問題。
把手機小鍵盤映射到電視遙控器上，就可以提供最好的用戶輸入接口。手機按下的鍵可以通過3G324M流的H.245控制消息傳遞到網(wǎng)關，也可通過AMR音頻通道中的音頻信號來傳送。但是，對于通常要建的為所有手機服務的網(wǎng)關來說，不管是手機小鍵盤的布局還是擊鍵傳遞的方式，都是十分標準化的。雖然對不同類型的手機可以使用不同的映射，但這只能讓通常只使用一種類型手機的用戶接受。
電視遙控器也可能比手機有更多的按鍵。使用轉換鍵(escape)來改變模式，讓一個鍵支持多個鍵功能，是很普遍的做法。比如，數(shù)字輸入和菜單控制可以共用相同的鍵而分配在不同的模式中。網(wǎng)關必須把手機擊鍵和當時的模式轉換成一般MHP應用程序所需要的擊鍵。但是比較麻煩的是，要處理在一個小鍵盤上通過多次轉換鍵的控制進行文本輸入──比如在普通電話上把數(shù)字鍵映射到字母上。無線用戶可能需要幫助來記住各種額外轉換鍵的功能，象安置在小鍵盤上帖有標簽的塑料模板。要找到最好的字母鍵分布，就需要進行廣泛的用戶測試。然而，實際上是通過在網(wǎng)關中設置一個很容易改動的表來實現(xiàn)的。
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