一．概述
二．有价值的建议──补充终端业务
三．网关功能要求
1．无线网络侧
2．MHP侧
六．典型应用
1．标准电视节目的收看
2．使用灵活的VCR功能
3．下载交互式节目
4．远端交互式业务的补充
5．网关提供的所有业务
七．商业模式
1．以合理价位满足市场的要求
2．多方共赢
3．网关设备制造商
4．无线业务提供商
5．有线电视业务提供商
6．MHP应用开发商
7．应用和内容提供商
八．NMS能帮什么忙？
一．概述
现在基于3G324M标准的无线视频手机已经开始使用，它支持流化图像和动态图像呼叫应用。多媒体家用平台（MHP）是欧洲数字化视频广播（DVB）组织独立开发的标准，它定义了运行在电缆机顶盒上的基于Java的交互电视应用。MHP目前已经在欧洲得到应用，有人甚至预言它将会成为全球性的标准。本文提出了一个连接这两个系统的网关，它能把无线用户接入到MHP应用，使MHP应用成为视频手机用户的一个新业务。
本文对这个网关的架构是属于探索性的，提出了实现各组成部分的方法，并探讨了一些具有挑战性的问题。本文还介绍了一些如何利用好MHP环境的方法，目的是帮助开发团体生成能够下载并运行于机顶盒的有意思的Java应用程序。当然，在这里是网关而不是机顶盒。这样的一套系统，可以检验各种潜在应用在视频手机接入时有多大价值，从而帮助我们确定一个MHP-3G324M网关有多大的发展空间。
NMS通信公司为正在出现的3G无线视频技术OEM厂商和开发商提供广泛的业务支持和解决方案。特别关注为无线视频手机用户提供新业务的网关，这些网关允许从传统电话网和IP网接入到呼叫对象和视频内容。最初配备的3G324M无线视频手机的使用情况，以及业务供应商尽可能补充旧2G设备的需求，都是在短期内指导网关设计的因素。本文所讨论的网关就是NMS准备为单个需求而开发的一个网关例子。
二．有价值的建议──补充终端业务
多媒体家用平台（MHP）是欧洲数字化视频广播（DVB）组织独立开发的标准，它定义了运行在电缆机顶盒上的基于Java的交互电视应用。一个MHP机顶盒一般连接有线电视网的视频电缆和几个家庭屋内设备，如电视监视器和无线远端控制小键盘。用户从这样的小键盘输入的键要比标准计算机键盘少得多，而用户交互时的输出信息大都是生成为视频信号，在电视屏幕的一部分置换掉或覆盖在标准电视信号之上。运行在MHP
机顶盒上的Java应用程序接入到一系列的接口功能，以便应用程序调用这些功能。
3G324M是由3G无线团体开发的标准，它定义了和简单视频手机的通信格式。两个手机之间或手机与目标网关之间的双向流，用简单轮廓的MPEG－4格式承载H.263视频信号，用AMR来编码音频信号，用H.245作为控制信息的协议──每个通道的所有这些信息按照H.223标准被复用到一个单一的流上。这样的流可以通过大部分传统2G设备所使用的TDM电路来传送。视频手机的小键盘类似于电视遥控器的小键盘，有一系列的数字键，这些数字键的功能通过附加的特殊键来加以扩展。视频手机还类似于电视机那样有一个视频显示器和一个音频扬声器，（如图1所示）。它还有一个摄像头和一个麦克风，这两个在MHP应用中是用不到的。虽然标准电视机的显示分辨率要比现在的视频手机高得多，但是MHP应用的交互部分可能需要一个类似于视频手机的显示介面。
如果MHP机顶盒的显示介面做得和视频手机终端相类似，那么，MHP Java应用程序无需任何修改就可以被无线视频用户使用。对于应用程序开发人员来说，从普通网关的有线电视侧看，这时的无线用户就象是一个典型的交互式电视用户。在无线网络侧，网关是作为无线视频呼叫的标准部件出现的，因此两个网络都不需要做任何改动，只要增加这个连接两个网络的网关，然后告诉无线用户这两个网络已经连接起来了就行了。只需要对网关的处理作修改，这些功能特性也可以应用到不是遵循3G324M标准的视频手机而无须对MHP应用程序侧作任何变更。
到目前为止，MHP机顶盒已经得到了实验性的应用，商业应用的计划也在酝酿中。众多Java应用程序的开发在今后很长时间内都会一直进行。交互电视业务不依赖于无线视频手机，会不断扩大。类似地，无线业务提供商已经推出了3G324M手机业务，并会有进一步的发展，目前这些业务的主要应用是活动图像可视电话呼叫。不必为购买重大设备投入太大的前期资金，在两个网络环境间的网关就能为无线用户提供具有明显附加值的业务。对于业务提供商来说，网关设备的投资通过新增的MHP业务增加的收入很快就可以回收，甚至仅仅靠增加的手机使用时间而产生的收入就可以收回成本。由于这种网关具有高度的可扩容性，配置的容量可以随着新业务的增长而不断加大。
MHP和3G324M无线视频的结合使得广大范围的用户应用成为可能，比如：标准电视节目的收看，灵活的节目回放，可下载的交互式节目，还有远端交互式业务。更细的应用还包括：远端预订，交互式调查，和新闻节目或体育节目的搜索及回放。
任何网关主要的要求都可定义为：协调两个要连接网络的功能，完成任何必要的转换。
1．无线网络侧
在无线网络侧，当用户发起一个视频呼叫时，网关必须作为呼叫的另一方出现。网关可以安置在无线业务提供商的网络中，也可以安置在公共电话网络中，但不管在哪里，都可能是使用标准T1或E1中继的64kbps通道作为物理连接。（图2所示）。对于某些视频手机，单个64kbps通道就足够了，但绑定多个通道以提供更高的带宽也是需要的。因此，呼叫建立协议很可能是ISDN协议，因为它能够支持多通道绑定。呼叫发起包括将主叫号码信息发到网关，用于生成话单时的用户识别或在数据库中管理用户的个性化设置。
两个网络一旦连通，视频流就会在两个方向流动。从网关流向用户的视频流包含有MHP准备好的内容，但从用户流向网关的任何视频流都会被丢弃。AMR音频也会在两个方向流动
，从网关流向用户的音频流会用于MHP准备好的内容。而从用户流向网关的音频流可以用DTMF数字的方式包含用户的输入，或者包含用于语音识别的声音。嵌入到通道中的还有一个H.245控制流，它也能携带用户的输入。视频流，音频流和控制流又根据另一个叫H.223的标准进行复用。
图2 3G324M－MHP网关网络拓朴
当网关的无线网络侧仅有单个到网络的连接，并使用广泛采用的协议时，MHP定义了一个网关内的平台结构，要求它必须支持一系列的接口，包括：
● 广播电视信号采用MPEG－2压缩算法从有线网进入；
● 交互通道采用IP协议中的HTTP永久连接，经由有线网传送；
● 记录和回放信息保存于本地存贮介质；
● 给用户的输出显示在本地电视屏幕；
● 用户可以通过遥控键盘和鼠标设备来输入。
MHP在多个开发商那里以参考模型的方式得到了实现，这些参考模型实际上是一个演示MHP机顶盒功能的标准个人计算机平台。在没有实际的机顶盒之前，这些参考模型可以满足Java编程人员编写MHP应用程序的要求。参考模型也为机顶盒制造商在他们的产品中应该嵌入什么样的软件做了一个很好的示范。参考模型的用户接口仅仅需要从个人计算机的并口重定向到标准电视机和遥控器上。
类似地，MHP－3G324M 网关在无线视频手机的这个应用中，办演着类似于机顶盒的作用，也能组成一个参考模型。在这个模型中，用户接口被网关功能取代，这些网关功能将信息转换成视频流，经由电话通道传送到无线网络。可能需要两个方向的语音编码。视频格式从MPEG－2过渡到简单轮廓MPEG－4时造成的分辩率丢失，可能需要在网关做一些特别的支持作补偿。同样地，对期望有全功能键盘和鼠标输入的MHP应用程序也必须做特别的处理以便让手机上的小键盘也能进行输入操作。这些艰难的问题会在本文的"特别的挑战"一节中进行更全面的讨论。然而，大部分的普通应用程序从标准电视遥控器中接受输入就能工作得很好。对屏幕分辩率的丢失也不是很敏感。对这样的应用程序来说，网关的转换功能是简单明了的。
图3说明了一些网关非常重要的组成部分。网关机箱和Comport PCI机箱很相似，所有的组成部分都包含在单一的网络节点之中。基本的视频呼叫和Java应用程序都能在主处理器上运行，但电话网和有线电视的接口都需要由附加模块来支持。为了支持大量的端口，还需要自定义的视频和音频处理模块。通常用T1或E 1中继连接到公众电话网，或直接连接到无线交换机（MSC）。有线电视信号来自业务提供商，并遵循DVB和DOCSIS标准。
图3 网关结构
图3 着重的是MHP－3G324M网关的组成部分。它支持网络管理功能、用户管理功能，话单会通过附加的链路送出，通常会是通过IP网络送出，在这里没有画出来。实现标准MHP机顶盒功能的组成图，图示于图3的右边，支持标准无线视频呼叫功能的组成图图示于左边。
右下方最粗的箭头表示很多并行的广播电视频道，用户可以从中选择自己喜爱的某个频道。中等大小的箭头表示一个用户的实时媒体流。最细的箭头表示控制信息和非实时媒体传送。由于到一个手机的视频流所占用的带宽比较小，音频和视频数据流可以做同样的处理。对于拥有大量端口的系统，设计时应该让在有线网和T1／E1中继间的实时媒体流直接通过，而不要让它们通过主处理器或PCI
总线。T1／E1中继和有线电视的接口模块可以合并，包括其中必须的视频和音频处理。但是，用于Compact PCI系统的、新的、高带宽的交换结构使得把这些功能分离成不同的模块成为可能，免除媒体通过PCI总线的必要。
在任何给定的时间内，视频画面的显示可能来源于几个视频源，可能一个画面以覆盖或窗口的方式强加在另一个画面之上。可以选择一个或两个动态广播频道，或者存贮在本地存贮介质的先前录制的广播频道内容，都可以作为显示的视频源。详细的业务等级可能还包括这样一项：用户可以订购喜爱的指定时长的录像节目。不论是实时播放还是存贮，MPEG－2格式的视频流都需要解码才能形成不同的视频分量用于显示。也可以使用多个源的静态图像。交互频道用于下载JPEG或其它静态图像到存贮介质。或者MHP应用程序也可产生一幅图像──比如一个用户的菜单选择画面。在每种情况下，静态图像都要复制成许多连贯的视频帧。最后在MHP程序的控制下，多个图像组合成一个最后的画面，以位图的形式送给本地电视屏幕。
在这点上，不属于MHP的附加网关功能可以为将来的无线手机作视频准备。因为MPEG－2 的分辨率（CIF）在两维中的每一维都比简单轮廓MPEG－4的高，所以一些附加的用户缩放功能和面板命令会用于把手机显示限定显示到电视屏幕的一部分。这种显示剪辑工作会在"特别的挑战"一节中有更详细的讨论。
给手机屏幕显示的最终窗口确定之后，先对视频信号进行H.263编码，然后把编码后的视频和音频部分组合成完整的3G324M格式流适合于传送。不同于视频流，音频流可能只选择单一的来源，而不采用几个来源的混合。在和视频流组合成3G324M流之前，音频流必须先做一般性编码，再编码成AMR格式。视频流和音频流的编解码都是高强度的计算工作，如果网关想要同时支持许多需要动态图像的用户，就需要用额外的处理模块来帮助完成这些计算工作。
MHP应用程序用户输入的设计特别难，我们在下一节中再进行全面讨论。而对无线手机小键盘和电视遥控器的输入也有类似的复杂性，必须做一些功能转换。此外，MHP还提供更复杂的输入设备，比如：全功能计算机键盘。
本文曾经提示过：3G324M－MHP网关的发展空间在很大程度上取决于──无线视频手机与交互式电视的输入输出设备具有相似性。但是，最大的问题出现在那些无线手机的输入输出设备受环境诸多的限制。当制造技术发展到能造出所有的解决方案的时候，我们剩下的最根本的问题就是要解决那些人类工程学问题。
比如，即使与最小的电视屏幕相比，手机的屏幕也要小得多，分辨率也要低得多。而交互电视首先被那些倾向于有一个大屏幕的电视或高清晰度的数字电视（HDTV）所采用。普通电视遥控器的按键通常都比较大，并会根据频道和菜单选择操作进行优化
。而无线手机的小键盘通常会做得比较紧凑。与此同时，电视的音响系统经过改进，能给使用者更有影院的感觉。而在无线环境中，AMR音频编码较高的压缩率和手机那小小的扬声器都无法提供那样的音频质量。
1．视频分辨率
在无线视频手机上永远别指望会有在家用大屏幕电视观看电影的那种感觉，但用户是现实的，不会有这样的企望。一个手机的显示介面更倾向于能查找到某些指定的信息，而不是为了娱乐。或者即使是为了娱乐，手机显示介面也不会寻求一种非常吸引人的效果，通常只是为打发空闲时间散散心而矣。交互电视的使用有的时候也有这种情况，例如，在厨房的一角放上一台小电视，在做饭的空隙玩玩交互游戏。一个好的MHP应用程序应该设计得在所有环境中都能运行得很好。
发送信息到MHP机顶盒的带宽要比发到手机的大得多。这种限制的一个具体表现就是手机的分辨率不可能太高。手机屏幕的显示效果实际上就跟穿越一个房间去看一个小屏幕电视上显示的信息差不多。所以，交互式菜单上的字符大小可能不成问题。MHP应用程序开发人员应该在确保交互式菜单可读而占用的显示介面最小的情况下，尽量使用大的字符。由此可知，用来显示交互式菜单的字符可以足够大，每个字符占用手机屏幕上足够多的像素，以得到较好的可读性。
制片商／导演／编辑都会对大部分的广播视频节目进行图像剪辑，使影像充满整个屏幕，获得最佳效果。低分辨率会影响总的显示效果，但不至于看不清楚。在这种性况下，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，反而会更差。所以大部分的视频节目只能以视频手机全屏的方式复制，才能得到适合显示介质的显示效果。对于依赖完美的电视分辨率来显示信息的交互式应用程序，MHP开发人员可以为应用创建附加功能来放大选择的信息。然而，某些广播节目包含有复杂的滚动文本，象电视频道指南和天气预报那样，这就不是通过修改MHP应用程序可以解决得了，这样的信息显示到手机上是看不懂的。在这种情况下，一些由用户控制的显示校正功能就显得很有必要。两级的缩放控制大概就够了，面板控制采用自动扫描整个屏幕，直到用户选择暂停。在缩放显示时会考虑：在准备显示画面过程中，（即使其中有视频解码），避免对那些在特定时间里看不见的画面作某种视频处理。
2．用户输入
对那些通过无线视频手机来使用的MHP应用，用户输入会出最大的问题。输入的选择包括小键盘按键输入和用户声音的语音识别输入。由于高度压缩的AMR语音和移动用户潜在的背景噪声，语音识别只支持很少的词汇量，也许还要存贮用户的发音特点作为识别的依据。而代表所有电视遥控器功能的几个清楚的词语很小，应该建立一个单独的词汇表来识别，以支持所有的普通操作。词汇表中也可以增加两个词来支持显示校正功能的控制（"放大"、"暂停"每个词可用开关来锁定）。词汇表中还应该包含用于电视频道选择的数字。对其它更多的扩展文本的识别就要由有多级词库的更复杂的系统来完成，并且还要找到创造性的方法来解决发音相似的问题。
把手机小键盘映射到电视遥控器上，就可以提供最好的用户输入接口。手机按下的键可以通过3G324M流的H.245控制消息传递到网关，也可通过AMR音频通道中的音频信号来传送。但是，对于通常要建的为所有手机服务的网关来说，不管是手机小键盘的布局还是击键传递的方式，都是十分标准化的。虽然对不同类型的手机可以使用不同的映射，但这只能让通常只使用一种类型手机的用户接受。
电视遥控器也可能比手机有更多的按键。使用转换键(escape)来改变模式，让一个键支持多个键功能，是很普遍的做法。比如，数字输入和菜单控制可以共用相同的键而分配在不同的模式中。网关必须把手机击键和当时的模式转换成一般MHP应用程序所需要的击键。但是比较麻烦的是，要处理在一个小键盘上通过多次转换键的控制进行文本输入──比如在普通电话上把数字键映射到字母上。无线用户可能需要帮助来记住各种额外转换键的功能，象安置在小键盘上帖有标签的塑料模板。要找到最好的字母键分布，就需要进行广泛的用户测试。然而，实际上是通过在网关中设置一个很容易改动的表来实现的。