Kopioi artikkelin PDF-versio
VTT on kehittänyt Internetin kautta toimivan kannettavan digi-TV:n eli mobiilitelevision prototyypin. Sen koekäyttäjät arvostivat mahdollisuutta seurata ohjelmia ajasta ja paikasta riippumatta. He katsoisivat mobiilitelevisiota esimerkiksi tilanteissa, joissa he lukevat muuten päivälehtiä tai soittavat kännykällä kaverille.
Television katselu langattomalta taskukokoiselta laitteelta tai matkapuhelimelta on kiinnostavaa monessa tilanteessa. Julkiset ja yksityiset kulkuvälineet ja julkiset tilat ovat mobiilitelevision potentiaalisia käyttöympäristöjä. Myös kodeissa ovat pienkokoiset mukana kulkevat TV-päätteet kiinnostavia sekä henkilökohtaisena televisiona että välineenä läheisempään vuorovaikutukseen televisio-ohjelmien kanssa.
Mobiilitelevisio tarjoaa mahdollisuuksia rikkaampaan katselukokemukseen. Samalla se tarjoaa televisioyhtiölle uusia katseluryhmiä, teleoperaattorille uuden jakelutien ja päätelaitevalmistajalle potentiaalisia tuotteita. Televisiohan on viimeinen sähköinen päämedia, joka on tyrkyllä puhelimiin.
On kuitenkin muistettava, että mobiilitelevisio ei korvaa, vaan ainoastaan täydentää olohuoneen televisiota. Nykyaikainen televisio suurine ja tarkkoine näyttöineen ja moniäänitoistoineen tarjoaa erittäin korkealaatuisen katselukokemuksen. Lisäksi televisiokatselu on sosiaalinen toiminto, joka sopii kotisohvalle.
VTT:n ja Tampereen yliopiston projektissa "Mobiilitelevisio neljännen sukupolven verkkoympäristössä" tutkittiin kokeellisesti ihmisten kiinnostusta mobiilitelevisiota kohtaan haastattelemalla ison määrän ihmisiä sekä rakentamalla ja kokeilemalla prototyyppijärjestelmää. Kaiken kaikkiaan 289 henkilöä osallistui eri tavoilla tutkimukseen, joka oli käynnissä vuosina 2001--2003. Tämä laajaa empiirinen aineisto antaa hyvän kuvan ihmisten todellisesta kiinnostuksesta, mikä ei aina myötäile tekniikan kehittäjien uljaita visioita.
Tekniikan mahdollisuudet
Pienet mukana kulkevat televisiovastaanottimet ovat olleet markkinoilla useita vuosia -- erityisesti Kaukoidässä. Nämä taskutelevisiot eivät ole olleet menestyksiä, mikä voi johtua siitä, etteivät ne tarjoa mitään uusia toimintoja verrattuna tavalliseen televisioon. Jos tarjontaan lisätään vuorovaikutteisia toimintoja voi mobiilitelevisio olla houkuttelevampaa. Vuorovaikutteisuus saattaa olla luontevampaa henkilökohtaisen päätteen käyttäjälle kuin tavalliselle television katselijalle kotisohvassaan. Tulevaisuudessa mobiilipääte voi jopa yhdistyä television kaukosäätimeen, jolloin se huolehtisi televisiokatselun vuorovaikutteisista osista.
Nykytekniikka tarjoaa jo hyviä mahdollisuuksia toteuttaa mobiilitelevisiota. Matkapuhelimet ovat kehittymässä multimedialaitteiksi, jotka näyttävät kohtuulaatuista värivideota. Kämmentietokoneet ja uudemmat paneeli-PC:t ovat yleistyneet työpaikoilla. Nämä ovat hyviä ehdokkaita mobiili-TV:n päätteeksi mahdollistaen kaikkialla mukana kulkevan television.
Mobiilitelevision luonteva lisäominaisuus on TV-ohjelmien katselu arkistosta -- lähetyksiä voi seurata ajasta riippumatta. Ohjelmia voidaan joko varastoida päätelaitteen muistiin PVR-laitteiden (Personal Video Recorder) tapaan tai sitten palvelinpäähän.
Nykyisillä kämmentietokoneilla muisti on rajoitettu, joten ohjelmat on tallennettava mediapalvelimelle, kuten tehdään VTT:n järjestelmässä. Käyttäjän kannalta tässä on se etu, ettei tarvitse päättää etukäteen, mitkä ohjelmat tallennetaan. Tosin, jos tällainen ratkaisu halutaan skaalata ylös kattamaan monta samanaikaista käyttäjää, tarvitaan suuri määrä mediapalvelimia hajautettuina verkon yli. Yhä halvemmat kiintolevyt ja syntymässä olevat älykkäät verkkoratkaisut -- mahdollisesti hyödyntäen vertaisverkkoja -- ovat mahdollistamassa tällaisen infrastruktuurin.
Kanavia ja kapasiteettia
Tietoliikenneverkot ovat yhdistymässä 4G-verkoiksi, jossa kännykän solukkoverkot ovat saumattomassa yhteistoiminnassa langattomien lähiverkkojen kanssa tukipisteiden (hot spot) alueilla. Myös digi-TV:n lähetysverkot voivat olla osana tulevaisuuden 4G-verkkoja. Tämä mahdollistaa uudenlaisia tapoja järjestää yhteistoimintaa "broadcast"- (yhdeltä-monelle) ja solukkoviestinnän (yhdeltä-yhdelle) välillä. Janne Aaltonen osoittaa tuoreessa väitöskirjassaan (Content distribution using wireless broadcast and multicast communication networks), että tällainen hybridiverkko parantaa verkon kustannustehokkuutta monikertaisesti multimediasisältöjen välityksessä.
Jakelukapasiteettia on syntymässä lisää. Suomen neljäs digi-TV kanavanippu on varattu mobiililähetyksiin ja ennustetaan, että kapalliset mobiililähetykset aloitetaan vuonna 2005. On myös teknisesti mahdollista lisätä mobiililähetysvalmius nykyisiin kanavanippuihin.
Mobiilitelevisio on saamassa oman kansainvälisen standardinsa DVB-H (Prosessori 9/2003). Se perustuu maanpäälliseen DVB-T-tekniikkaan, mutta sitä on muokattu mahdollistamaan muun muassa vastaanottolaitteiden akunsäästötoimintoja. Menetelmiä IP-protokollien sisällyttämiseen DVB-signaaliin -- IP-Datacast (IPDC) -- on kehitetty erityisen aktiivisesti Suomessa Radio- ja Televisiotekniikan Tutkimuksen yhteenliittymän (RTT) toimesta.
IPDC mahdollistaa, että DVB lähetykset käyttävät Internetissä tunnettuja ohjelmistoja, kuten MPEG-4-pohjaisia videosiirto-ohjelmia. Tällöin voidaan jakaa digitaalitelevision kanavanippu (mobiilikäytössä noin 11 megabittiä sekunnissa) vaikkapa 40 TV-kanavaan, jossa jokaisessa on 275 kilobitin kapasiteetti, mikä riittää hyvin kannettaville päätteille.
Liikkuville oma koodaus
Tekniikassa on kuitenkin vielä ongelmia. Elektroniikkaa ja virransyöttöä pitää kehittää, jotta DVB-vastaanotin voitaisiin siististi integroida kämmenlaitteeseen. TV-lähetyksen parametrien on myös oltava kohdallaan, jotta lähetystä voitaisiin ottaa vastaan pienellä antennilla sisätiloissa ja liikkuvassa kulkuvälineessä. Esimerkiksi Suomen nykyisten maanpäällisten digi-TV-lähetysten modulointitapa (64-QAM) on liian hienojakoinen salliakseen liikkuvan käytön.
Yksi ratkaisu on -- kuten Suomessa suunnitellaan -- erillinen jakeluverkko sellaisilla lähetysparametreilla, jotka soveltuvat liikkuvaan käyttöön, esimerkiksi 16-QAM- tai QPSK-modulointi. RTT onkin pääkaupunkiseudulla rakentamassa tällaista IPDC-kokeiluverkkoa. Myös VTT on rakentanut kokeellisen digi-TV-aseman, OtaDigi, joka käyttää mobiilikäyttöön soveltuvia siirtoparametreja.
Toinen nykytekniikalla toteutettava ratkaisu on siirtää TV-sisältöä Internetissä langattomaan lähiverkkoon, joka välittää sitä eteenpäin kannettaville päätteille. Tätä hybridiratkaisua käytettiin VTT:n projektissa, koska sillä voitiin simuloida tulevia TV-palveluja käyttäen nykyistä maanpäällistä DVB-lähetysverkkoa ja sen välittämiä sisältöjä.
VTT:n prototyyppijärjestelmä
Järjestelmä yhdistää useantyyppisiä langattomia verkkoja 4G:n tapaan. Se poimii digitaaliset maanpäälliset lähetykset ilmasta ja jakelee niitä eteenpäin Internetissä mobiilipäätteille langattomien lähiverkkojen välityksellä. Sisältöjä voidaan myös siirtää GPRS-solukkoverkon yli käyttäjille. Käytössä on kahdentyyppisiä päätelaitteita, taskukokoinen kämmentietokone (PDA) ja A5-kokoinen paneeli-PC.
Digitaaliset televisiosignaalit muunnetaan bittinopeuteen, joka sopii näille päätteille. WLAN-siirrossa käytettiin 225 kilobitin ja GPRS-siirrossa 29 kilobitin siirtonopeutta. Kenttäkokeessa käyttäjä pystyi katsomaan noin kymmenen minuutin viiveellä melkein kaikkea, mitä YLE1, YLE2 ja MTV3 lähettivät. Käyttäjä pystyi myös hakemaan arkistosta katsottavaksi kaikki ohjelmat, jotka oli lähetetty viime viikon aikana.
Järjestelmän arkkitehtuuri noudattaa web-sovelluksen tyypillistä kolmekerroksista rakennetta. Palveluja voidaan käyttää sekä päätelaitteen web-selaimella (HTML) että Multimedia Home Platform (MHP) mukaisesta Java-sovelluksesta käsin. Viimeksi mainittu sovellus otettiin mukaan sen vuoksi, että järjestelmä olisi käytettävissä digi-boksien MHP-selaimilla.
Käyttöliittymää suunniteltiin käyttäjälähtöisellä lähestymistavalla siten, että käyttäjiltä kysyttiin palautetta suunnittelun eri vaiheissa. Koehenkilöille visualisoitiin eri käyttöliittymän metaforat paperilla ja kommenttien perusteella valittiin paras toteutettavaksi.
TV-ohjelmia pystyttiin valitsemaan useammalla tavalla. Joko valittiin kanava, sen jälkeen päivä ja lopuksi itse ohjelma. Vaihtoehtoisesti valittiin ohjelmakategoria (esimerkiksi urheilu) ja sitten ohjelma. Lisäksi oli mahdollista hakea tietoja ohjelmista ja myös hakusanalla etsiä yksittäisiä ohjelmia.
Kokeilun tulokset
Normaalit perheet, vapaa-ajan käyttäjät, työntekijät ja opiskelijat osallistuivat kenttäkokeeseen. Jokainen käyttäjä kokeili palvelua WLAN-tukipisteiden alueilla kuukauden ajan. Käyttäjät olivat yksiselitteisesti sitä mieltä, että palvelu oli televisiota, ei langatonta multimediaa. Tämä tukee näkemystä, että uusien palvelujen olisi perustuttava vanhoihin tuttuihin käyttöliittymiin.
Pidetyin piirre oli mahdollisuus katsoa ohjelmia arkistosta milloin tahansa. Tyypillisesti käyttäjä selaili ohjelmalistojen läpi ja tarkisti mitkä ohjelmat olivat livahtaneet ohi näkemättä. Käyttäjät yleensä katsoivat lyhyitä ohjelmia tai osia pidemmistä ohjelmista.
Erityisesti lapset -- jopa esikoululaiset -- pitivät palvelusta; joissain tapauksissa jopa niin paljon, että se korvasi normaalin television. Uutisohjelmat olivat suosituimmat aikuisten keskuudessa. Lisätietoja haettiin harvoin, ja hakuja tehtiin vielä harvemmin. Tyypillinen käyttö oli odotellessa tai aikaa tappaessa; yleisemmin tilanteissa, jossa normaalisti luetaan iltapäivälehtiä.
Käyttäjät olivat valmiita maksamaan palvelusta saman verran kuin sanomalehdestä eli noin 15--20 euroa kuukaudessa tai 50 senttiä ohjelmaa kohti.
Tästä eteenpäin
Tutkimus antoi selvän osviitan, että mobiilipääte monessa mielessä sopii paremmin vuorovaikutteisiin sovelluksiin kuin normaali televisio. Tämä havainto on lähtökohta jatkoprojektille nimeltään FRENDI, jonka VTT äskettäin on käynnistänyt yhdessä yritysten ja yliopistojen kanssa.
Televisiosisällön vuorovaikutteiset osat -- kuten ohjelmaopas -- ohjataan tässä työssä mobiilipäätteen ja kaukosäätimen muodostamaan yhdistelmään, kun taas normaali TV näyttää tavalliseen tapaansa ohjelman yksisuuntaiset audiovisuaaliset osat. Mahdollisesti katselija voi siirtyä katselun aikana pieneltä päätteeltä isolle televisiolle ja päinvastoin.
Toinen aihe jatkotutkimuksiin on, kuinka televisiosisältöjä voidaan muokata siten, että ne sopivat mahdollisimman hyvin mobiililaitteille. Ohjelmien lyhennelmät, jaksotukset, ohjelmiin liittyvät pelit ja linkit web-tietoihin ovat mahdollisia piirteitä. Kolmantena jatkotutkimuksen aiheena on vertaisverkkojen käyttö sisältöjen massajakelussa.
Aiheesta enemmän
Projektin kotisivu: http://www.vtt.fi/tte/mobtv/
Projektin raportit: http://www.vtt.fi/tte/mobtv/presentation.htm
VTT Tietotekniikan Monimediajärjestelmät-ryhmä: http://www.vtt.fi/tte/multiplemedia/
VTT Tietotekniikan Käyttäjäkeskeinen suunnittelu -ryhmä: http://www.vtt.fi/tte/tutkimus/tte5/tte51/
VTT:n kokeellinen digi-TV-asema: http://www.otadigi.tv
DVB-T tekniikkaa: http://www.dvb.org
IP-Datacast Forum: http://www.ipdc-forum.org
FRENDI-projekti: http://akseli.tekes.fi/Resource.phx/tivi/vaui/z-07680216.htx
RTT:llä (Radio- ja televisiotekniikan tutkimus Oy) on ollut jo viime vuoden keväästä lähtien IP Datacasting -koeverkko, jossa on testattu DVB-T-signaalin lähetystä. Kevään aikana koeverkossa ollaan aloittelemassa mobiilikäyttöön tarkoitetun DVB-H-signaalin lähetystestejä.
Keväällä alkavissa testeissä käytetään Nokian alkuvuodesta tarjolle tulevaa 7700-mallia ja siihen liitettäviä Streamer SU-6 -moduuleja, jotka kykenevät purkamaan DVB-H-muotoista signaalia. DVB-H-moduulia ei ole suunniteltu kaupalliseksi tuotteeksi ja testikäyttöön niitä on tulossa muutamia satoja kappaleita.
Nokian Streamer-moduuli tukee DVB-H-draftissa määriteltyä aikaviipalointi-tekniikkaa (time-slicing), joka käytännössä mahdollistaa sen, että vastaanotin ei ole aktiivinen silloin, kun se ei vastaanota signaalia. Tekniikalla päästään jopa yli 90 prosentin tehonsäästöön verrattuna laitteisiin, joissa vastaanotettaisiin jatkuvaa streamia.
Tällä hetkellä RTT:n koeverkko kattaa Pasilan ja lisäksi eri puolilla kaupunkia on muutamia alilähettimiä. DVB-H-käyttöön verkkoa on myös suunniteltu laajennettavaksi. Esimerkiksi rakennusten sisällä tarvitaan todennäköisesti täytelähettimiä vaimennusten takia.
IP Datacastingilla voidaan pienelle näytölle riittävä DVB-signaali tunkea murto-osaan siitä kaistaa, mitä DVB-T:n MPEG2-bittivirta vaatii. Tarvittavaan laatuun päästään noin 200--400 kilobitin videovirralla. Esimerkiksi RTT:n nykyisessä koeverkossa lähetetään YLE24-kanavaa jo 400 kilobitin sekuntinopeudella.
Alkuvaiheessa modulaatiotekniikaksi on koeverkossa suunniteltu QPSK:ta, jolloin kaistaa saataisiin 5--6 megabittiä. 16-QAM-modulaatiolla saataisiin kaistaa jo 11 megabittiä, jolloin siihen sopisi useita kymmeniä DVB-H-kanavia.
The project "Mobile Television in 4:th Generation Networks", empirically investigated people's real interest in mobile television by interviewing a large number of persons and by building and trialling a prototype system.
The system combines several types of wireless networks in a 4G fashion. It takes digital terrestrial television broadcasts from the air and delivers them over the Internet to mobile terminals in hot spot areas. Content is also delivered over the GPRS cellular network. Two kinds of terminals are used -- a pocket-sized PDA and an A5-sized tablet PC.
The digital television signal is transcoded down to a bit rate suiting these terminals. In the field trial, the user could watch almost the complete program content of the three leading finnish TV channels. The user could also access all programs transmitted during the last week from the media server (TV-Anytime feature).
Ordinary families, leisure users, workers and students participated in the trial. Each user tried the service at WLAN hot spots during one month. The users clearly considered the service to be television, not wireless multimedia. This underlines that new services should be rooted in known user interfaces. The most liked feature was the possibility to watch programs from the archive whenever you want.
Typically the user surfed through the program lists and checked what had passed unnoticed. The users normally watched short programs or pieces from longer programs. Especially children -- even preschoolers -- liked the service; in some cases even so much that it replaced the ordinary television. News programs were most popular among the adults. Additional information was seldom retrieved and searches were even more rare.
The typical use would be when waiting for something or when killing time or more generally in the same situations, where you normally read an evening newspaper. The users were ready to pay for the service about the same as for a newspaper.
The project is part of the NETS program of the National Technology Agence of Finland (TEKES) and the leader is Research Professor Caj Södergård, VTT Information Technology (Caj.Sodergard@vtt.fi)