PARTIE 1 : Présentation Générale et
Evaluation de l'Existant
Chapitre 1 : Etat de l'Art, le monde des services
mobiles
I.1 Les Terminaux Portables : la diversité des
périphériques et des réseaux
Le développement fulgurant de l'électronique a
permis l'émergence de la miniaturisation et par suite une multiplication
de terminaux dits portables. Fondamentalement, les terminaux sont
classés portables si ils peuvent fonctionner en mobilité tout en
interagissant avec un backbone réseau. La liste suivante démontre
la variété des terminaux ciblés par notre service
· Téléphone cellulaire,
Smartphone (Nokia, Ericsson, Alcatel, Siemens, ...)
· Assistant personnel, PDA (Palm Pilot,
PocketPC, ...)
· Appareil d'imagerie numérique
(Caméscope numérique, Appareils photo numérique,
...)
· Appareil automatique industriel
(Robot dans une chaîne d'usinage, Affichage embarqué dans
les automobiles,...)
· Appareil de paiement, Web
Pad, Windows Thin Client,
Chaque appareil possède des spécificités
qui obligent les applications à s'adapter à différentes
caractéristiques d'affichage ou de pointage. Cependant les Smartphone
sont, de manière général des téléphones
portables capables de supporter des systèmes d'exploitation
embarqués. Ils ne sont pas forcement munis d'écrans tactile, de
taille relativement grands (240×170mm ou plus). Les terminaux de
télécommunication portables se particularisent beaucoup plus par
les technologies que nécessite leur fonctionnement que par autre chose.
Ainsi un rapide tour du panorama des technologies actuellement utilisée
dans le monde donnera un meilleur aperçu de ce qui se fait dans ce
domaine.
Les différentes technologies de diffusion possibles
pour fournir des services vidéos mobile sont les suivantes :
Technologies « terrestres » :
- DVB-T
- DVB-H
- ISDB-T
- T-DMB
- MédiaFLO
- MBMS sur UMTS
Technologies « satellite » :
- S-DMB
- DVB-H+
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Mémoire Ingénieur des Travaux des
Télécommunications-ESMT-Monjouo M. Rodrigue
-
I.1.1 La technologie DVB-T
Le DVB-T (Digital Video Broadcast-Terrestrial) est une norme
de diffusion numérique de contenus télévisuels. Elle a
été développée pour un usage domestique, avec une
antenne de toit et une alimentation continue. Son intégration dans un
équipement portable présente certaines difficultés
techniques (autonomie des équipements, limitation de la vitesse de
déplacement, etc..).
Les programmes sont diffusés dans les bandes de la
télévision analogique en UHF, et, dans certains cas, en VHF.
I.1.2 La technologie DVB-H
Le DVB-H (Digital Video Broadcast-Handset) est une technologie
de diffusion de contenus audiovisuels, conçue pour la réception
sur des équipements portables et nomades (téléphones
mobiles, PDA, ordinateurs portables, etc..).
Le standard DVB-H est actuellement en cours de
développement. L'ETSI a sélectionné en novembre 2004 le
DVB-H comme norme européenne pour la télévision mobile.
La mise sur le marché de terminaux compatibles a eu
lieu en 2006 à la fois en Europe et aux Etats-Unis. Des projets pilotes
d'implémentation de la DVB-H sont actuellement en cours en RSA, au
Nigéria et en Côte d'Ivoire. En fonction des choix qui seront
faits, les usagers pourront avoir accès à des chaînes de
télévision gratuites et/ou payantes, interactives et au format
adapté à la taille des écrans utilisés.
Les systèmes DVB-H mettent en oeuvre la
répartition temporelle des données qui permet de réduire
la puissance des récepteurs et rend possible le « hand over »
lors de changement de station d'émission.
Le DVB-H permet la transmission haut débit (de l'ordre
de 11 Mbit/s sur un canal de 8 MHz).
La taille des antennes utilisées est compatible pour
une intégration dans des équipements mobiles.
La norme DVB-H est dérivée de la norme DVB-T.
Ils peuvent utiliser notamment le même type de compression MPEG4. Cette
« proximité » des deux normes présente de nombreux
avantages:
Les mêmes modulateurs, émetteurs et antennes
peuvent être utilisés pour diffuser à la fois des services
à la norme DVB-T et des services à la norme DVB-H. Les
mêmes infrastructures pourraient ainsi être utilisées, sous
réserve que les canaux utilisés restent dans une gamme de
fréquences voisine.
La fabrication de récepteurs DVB-H et DVB-T permettra
de tirer parti de composants communs et d'atteindre ainsi des effets
d'échelle rapidement.
La norme DVB-H se développera plus facilement dans les
régions où la technologie DVB-T existe déjà ou
existera prochainement. Aux Etats-Unis, certains opérateurs mobiles
utilisent un diffuseur DVB-H depuis 2006
Les industriels pourront ainsi développer des
équipements permettant d'adresser un marché quasi-mondial. Enfin,
la norme DVB-H a été conçue pour des opérations
dans les bandes UHF IV et V. Son adéquation à une autre plage de
fréquences (par exemple en bande L T-DAB) est à
étudier.
Conception d'un service vidéo pour terminaux portables de
type Smartphones
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Conception d'un service vidéo pour terminaux portables de
type Smartphones
Projet CLIPCLAP -Monjouo M. Rodrigue Ing.
Télécom
I.1.3 La technologie ISDB-T
L'ISDB-T (Integrated Services Digital
Broadcasting-Terrestrial) est une norme de télévision
numérique terrestre permettant la diffusion vers divers types de
récepteurs (télévision standard, TVHD,
télévision mobile, etc..) grâce à la découpe
du signal en 13 segments. Cette norme n'est actuellement utilisée qu'au
Japon, où le service à destination des téléviseurs
« haute définition » et standards a été
lancé en 2004 sur les villes de Tokyo, Kobe, Osaka et Nagoya.
Des expérimentations sont actuellement en cours
à Nagoya pour tester la réception sur des
téléphones mobiles. Dans ce cas, un segment est
dédié à la réception mobile tandis que les 12
autres segments sont utilisés pour la TVHD. Un service commercial de
télévision mobile a été lancé fin 2005 au
Japon.
Les programmes sont diffusés dans les bandes de la
télévision analogique en UHF, principalement en bande IV.
I.1.4 La technologie MediaFLO
Media FLO (Forward Link Only) est une technologie
propriétaire développée par Qualcomm. Cette technologie
est assez similaire au système DVB-H en mettant en oeuvre la
répartition temporelle des données afin de limiter la
consommation des terminaux. L'utilisation de turbo codes permet
d'améliorer le bilan de liaison et donc de diminuer le nombre de
sites.
Une modulation hiérarchique est utilisée. Le
contenu de chacun des programmes est découpé en deux couches, la
première couche (base layer) plus robuste peut être reçue
dans des conditions difficiles, la deuxième couche (enhanced layer)
permet d'améliorer la qualité et la fluidité des images
quand les conditions de réception sont bonnes.
MediaFLO va être déployée dans un premier
temps aux Etats-Unis sur une fréquence nationale de
télévision (720 MHz - canal 55) que Qualcomm a acquise en 2004.
Le réseau sera déployé dans un deuxième temps sur
d'autres fréquences dès qu'elles seront libérées
par les télévisions analogiques qui les utilisent
actuellement.
I.1.5 La technologie T-DMB
T-DMB (Terrestrial-Digital Multimedia Broadcast) est une
évolution de la norme radio T-DAB permettant la diffusion de contenus
télévisuels à destination des mobiles
(télévision mobile, téléphones mobiles,
véhicules, etc..). Ce système va être déployé
en Corée en complément de la TNT basée sur la norme
américaine ATSC qui est inadaptée à la réception
sur les mobiles.
Cette norme va être utilisée pour diffuser
gratuitement des programmes de télévision. Cependant, des
discussions sont en cours afin de financer, par un abonnement mensuel,
l'amélioration de la couverture dans les zones d'ombre, telles que le
métro ou à l'intérieur des bâtiments. Le coût
des récepteurs-émetteurs est estimé à environ 40
million d'Euros pour la seule agglomération de Séoul. Le
système est prévu pour diffuser un maximum de 12 programmes de
télévision (ou 6 programmes de télévision et 18
programmes radio), avec la possibilité de diffuser des programmes
locaux. Les premiers terminaux mobiles (à la norme CDMA) permettant de
recevoir ces programmes commencent à être commercialisés.
La KBC
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Mémoire Ingénieur des Travaux des
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(Korean Broadcasting Commission) a offert 3 licences T-DMB aux
diffuseurs actuels et 3 autres licences à de nouveaux entrants, chaque
licence permettant de diffuser 2 canaux de télévision ou un canal
de télévision et 3 canaux radio. L'ensemble des licences sont
actuellement octroyées dans la bande III du T-DAB.
Il est à noter que le système terrestre T-DMB
est indépendant et n'a pas de rapport avec le système satellite
S-DMB décrit ci-après.
I.1.6 La technologie S-DMB
Le 12 mars 2004, TU Media, filiale de SK Telecom et du
consortium japonais Mobile Broadcasting Corp, a lancé avec succès
le satellite « MB Sat » dont la finalité est de permettre la
diffusion de services multimédia (audio, vidéo, données)
en Corée et au Japon en utilisant un standard propriétaire
enregistré à l'ITU et popularisé sous le sigle «
S-DMB » (Satellite Digital Multimedia Broadcasting).
Le S-DMB développé en Corée et au Japon
est une technologie dérivée de la technologie à
étalement de spectre « CDMA », utilisant la bande de
fréquences KU (12,21412,239 GHz) en flux montant et la bande S
(2,630-2,655 GHz) en flux descendant vers les mobiles. Basé sur un
concept d'architecture hybride, le système se compose d'un satellite et
d'un réseau de relais terrestres (« gap fillers » ou «
répéteurs »). Ce réseau terrestre, nécessitant
plusieurs milliers de répéteurs (de l'ordre de 15 000 pour la
Corée), permet de résoudre le problème des zones d'ombre
du signal satellite (immeubles, tunnels, galeries commerciales) en zone
urbaine.
L'utilisation d'une modulation de type CDMA permet, comme
l'OFDM, de déployer des configurations SFN (Single Frequency Network),
où satellite et répéteurs terrestres peuvent
émettre le signal SDMB sur la même fréquence avec des
niveaux négligeables d'interférences. Offrant des débits
élevés (7Mb/s), cette technologie autorise une réception
en situation de grande mobilité (150 km/h).
Cette technologie présente une problématique
majeure pour se déployer en dehors de son marché actuel. Les
bandes BSS à 2,6 GHz ne sont en effet plus disponibles pour des
systèmes satellites en Europe et aux Etats-Unis, et la Chine est en
passe de les réallouer définitivement au terrestre. De plus, le
signal S-DMB Coréen nécessite l'utilisation d'une porteuse de
largeur spectrale (25 MHz) incompatible avec les fréquences actuellement
disponibles en Europe.
I.1.7 La technologie DVB-H+
Le système DVB-H+ est une technologie
développée pour la diffusion par satellite. S'appuyant sur la
spécification de la technologie DVB-H, la technologie DVB-H+ utilise la
forme d'onde OFDM utilisé par le DVB-H. Cependant, afin
d'améliorer le bilan de liaison et donc d'augmenter le débit
offert, des turbo codes7 sont utilisés en remplacement de la
technique de correction d'erreurs de Reed Salomon utilisé par DVB-T et
DVB-H.
Conception d'un service vidéo pour terminaux portables de
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Projet CLIPCLAP -Monjouo M. Rodrigue Ing.
Télécom
La technologie DVB-H+ utilise:
· Les bandes satellite de l'IMT2000 (2170-2200 MHz),
adjacentes aux bandes de l'UMTS terrestre.
· Des technologies spatiales adaptées (satellites
à grandes antennes, plate-formes de forte puissance, etc..) permettent
une capacité de 2.3 Mbit/s (soit 9 canaux à 256 kbit/s) par pays
et une réception directe du satellite en zones rurales,
· Des ré-amplificateurs/réémetteurs
dans les zones urbaines. Ces répéteurs émettant sur la
fréquence de la porteuse satellite sans engendrer d'interférences
pour le récepteur et sans perturber le fonctionnement du réseau
terrestre adjacent.
Afin de compléter l'offre de programmes dans les zones
urbaines, des émetteurs terrestres peuvent compléter l'offre
satellite permettant d'offrir jusqu'à 27 canaux à 256 kbit/s. Ces
émetteurs diffusant sur les fréquences utilisées par le
satellite pour desservir les pays voisins. La compatibilité
envisagée avec le standard DVB-H permet de faciliter le
développement et de minimiser les coûts des terminaux. Il est
à noter que cette technologie est également à
l'étude pour le système satellitaire de radiodiffusion
pan-européen (E-SDR) prévu en bande L S-DAB, fournissant un
service similaire aux systèmes américains XM Radio et Sirius.
Des actions sont en cours auprès des organismes de
standardisation afin de faire reconnaître le concept DVH+ comme une
évolution du standard DVB-H.
I.1.8 La technologie MBMS sur UMTS
MBMS (Multimedia Broadcast / Multicast Service) est une
amélioration de la technologie UMTS permettant la diffusion en utilisant
l'infrastructure radio 3G. Actuellement en cours de standardisation (R6), les
premiers déploiements sont prévus depuis 2007.
MBMS permettra d'offrir jusqu'à 3 canaux à 256
kbit/s avec un granularité très fine allant jusqu'au niveau de la
cellule (le programme diffusé pourra être différent, par
exemple d'un quartier à l'autre, dans un centre commercial, etc..).
L'introduction du HSDPA permettra d'augmenter considérablement les
débits.
Les terminaux mobiles UMTS pourront recevoir des contenus
multimédias moyennant une simple adaptation logicielle.
Aucune nouvelle fréquence n'est nécessaire, la
même fréquence UMTS pouvant être utilisée, selon le
besoin, pour un service de diffusion vers l'ensemble des utilisateurs, vers un
groupe d'utilisateur ou vers un seul utilisateur (utilisation actuelle).
Par ailleurs, la technologie MBMS pourrait également
être utilisée pour diffuser, de manière locale, des alertes
spécifiques (catastrophe naturelle, accident, etc..).
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