針對不同目標(biāo)應(yīng)用和環(huán)境要求的數(shù)字電視接收技術(shù)

　　為了讓消費(fèi)者能夠收看到數(shù)字電視內(nèi)容，需要對內(nèi)容進(jìn)行編碼。編碼處理的主要目的是以盡可能低的比特率和盡可能高的質(zhì)量對信息進(jìn)行數(shù)字化處理。編碼方案有很多種，最常用的是MPEG，在這種方案中，由運(yùn)動向量決定影像的運(yùn)動部分，通過和運(yùn)動向量一起發(fā)送影像信息，解碼器可以恢復(fù)原始內(nèi)容。MPEG-2是目前運(yùn)用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)，不過隨著電視機(jī)顯示屏尺寸的增大，分辨率的提高，以及對更高帶寬的需求不斷增長，諸如MPEG-4等更先進(jìn)的編碼方案開始升溫。

　　經(jīng)過數(shù)字化處理后，內(nèi)容要通過衛(wèi)星、有線或無線方式被傳輸出去。由于不同傳輸信道具有不同的限制，因此需要采用不同的技術(shù)將數(shù)字內(nèi)容傳輸?shù)较M(fèi)者的電視接收設(shè)備中。

　　衛(wèi)星接收依賴于接收信號的碟形衛(wèi)星天線的直接視距。信號盡管未被反射削弱，但仍很微弱。因此，發(fā)射方法采用了一種抗噪能力非常強(qiáng)的調(diào)制方案。這種被DVB-S標(biāo)準(zhǔn)采用的方案稱為正交相移鍵控(QPSK)。在該方案中，數(shù)字內(nèi)容由包含同相和正交分量的復(fù)數(shù)載波相位表示。這個復(fù)數(shù)載波的兩個分量都有兩種相位可能性，故會產(chǎn)生4種狀態(tài)(每符號2位信息)。

　　用于衛(wèi)星發(fā)射的帶寬可達(dá)45 MHz, 比特率近50Mbps。在新標(biāo)準(zhǔn)DVB-S2中，衛(wèi)星導(dǎo)航星座的數(shù)目加倍，會產(chǎn)生8種狀態(tài)(每符號3位)。用于衛(wèi)星發(fā)射的帶寬也可達(dá)45 MHz，且可獲得接近50Mbps的比特率。

　　在有線環(huán)境中，問題并不在于弱的信號電平，因而可以使用分辨率更高的調(diào)制方案。除了有關(guān)載波相位的信息之外，幅度也可用來代表數(shù)字信息，相應(yīng)的調(diào)制方案被稱為正交幅度調(diào)制(QAM)。目前，可使用多達(dá)256級的相位和幅度，這等于每符號8位信息。使用VHF(甚高頻)和UHF(超高頻)的數(shù)字有線信號帶寬達(dá)8MHz。至于衛(wèi)星則可獲得最高50Mbps的比特率。

　　對有線而言，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量是限制因素，不良連接會產(chǎn)生反射。接收機(jī)系統(tǒng)只能夠處理有限的反射量，而且，QAM的分辨率越高，就越困難區(qū)分不同相位和幅度的組合。

圖：數(shù)字地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)一覽表。

???? 在地面環(huán)境中，信號可能極微弱(比如遠(yuǎn)離發(fā)射機(jī)時)，也可能非常強(qiáng)。在這兩種情況下，反射作用都至關(guān)重要。一般來說，如果到達(dá)發(fā)射機(jī)的路徑不是直接視距，那么由于其間的建筑物或其他障礙物影響，信號將失真并反彈。因此，用于地面發(fā)射的調(diào)制方案必需能夠在高動態(tài)和強(qiáng)干擾環(huán)境下實(shí)現(xiàn)接收。單載波(類似于有線和衛(wèi)星)和多載波系統(tǒng)均被使用。VHF 或 UHF信道中可實(shí)現(xiàn)高達(dá)20~25 Mbps的比特率。

　　撇開政治因素不談，你可能很想知道為什么在不同地區(qū)采用不同的標(biāo)準(zhǔn)來定義地面電視，尤其當(dāng)傳輸信道是無線時。答案在于兩個方面：網(wǎng)絡(luò)計劃和目標(biāo)應(yīng)用。

　　在歐洲，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃非常復(fù)雜。每一個國家都希望擁有自己的頻譜范圍。各個方面都需要達(dá)成共識，以確保一個國家與另一個國家的信號之間不會相互干擾。

　　為了改善這種情形，最好的方法是利用所謂的單頻網(wǎng)(SFN)來覆蓋更廣泛的區(qū)域范圍。單頻網(wǎng)中，相同的方案是從不同的位置以相同頻率發(fā)射的。因此，頻譜可被復(fù)用，這就提高了總體可用帶寬。對接收機(jī)而言，看起來似乎遠(yuǎn)距離存在強(qiáng)反射。因此用于在希望使用SFN的區(qū)域發(fā)射數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該能夠處理長的強(qiáng)回聲。

　　在美國情況又不一樣：位于摩天大樓頂端的大型發(fā)射機(jī)一般耗費(fèi)大量功率來覆蓋整個區(qū)域。重點(diǎn)主要在于處理“自然反射”的能力，這種能力可能很強(qiáng)但往往作用距離短。

　　在定義一個標(biāo)準(zhǔn)時，還有一點(diǎn)很重要，就是考慮到最終的目標(biāo)應(yīng)用。屋頂天線或室內(nèi)天線都可以用于固定接收。室內(nèi)天線還可用于便攜式乃至移動接收。

　　每種應(yīng)用的信號條件不同。對于固定接收，處理弱輸入信號并緩慢移動反射的能力十分重要。而對于移動接收，則必須能夠處理快速變化和多普勒效應(yīng)。至于手機(jī)電視這種最新發(fā)展趨勢，仍存在對低功率工作的要求。

　　DVB-T標(biāo)準(zhǔn)由歐洲數(shù)字視頻廣播組織定義，過去幾年中，支持DVB-T接收的消費(fèi)應(yīng)用增長強(qiáng)勁。該標(biāo)準(zhǔn)使用正交頻分復(fù)用(OFDM)調(diào)制方案。

　　日本的地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)是針對高清電視和手持式接收設(shè)計的。它采用OFDM技術(shù)，特性與DVB-T類似，但所用信道被分為13個子信道。

　　與DVB-T和日本的ISDB-T不同，北美的ATSC標(biāo)準(zhǔn)采用單載波制式，專門為在高斯噪聲環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高比特率而設(shè)計。它采用的調(diào)制模式是8VSB，雖然ATSC接收機(jī)中的均衡器能夠進(jìn)行回聲校正，但ATSC比基于OFDM的系統(tǒng)更容易受到多路徑的干擾，因而不適合于單頻網(wǎng)(SFN)。盡管在目前的規(guī)范下，移動接收實(shí)際上還不可行，但業(yè)界已展開相關(guān)討論，以期開發(fā)出能夠?qū)崿F(xiàn)這種標(biāo)準(zhǔn)移動應(yīng)用的ATSC改進(jìn)版。

　　中國開發(fā)的新標(biāo)準(zhǔn)CDMB-T/H是ADTB-T與DMB-T的融合。ADTB-T具有高比特率，總體性能出色，非常適合于固定HDTV接收，而且，不同于ATSC，ADTB-T具有改進(jìn)的均衡器訓(xùn)練序列、擴(kuò)展編碼和更長的交錯復(fù)用器，同樣適于移動接收。

　　目前已出臺多種數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)，但仍有DVB-S2、DVB-T2 和 AVSB等新興標(biāo)準(zhǔn)正(已)被定義，以增大帶寬或提供更好的移動能力。不過實(shí)際挑戰(zhàn)在于如何克服每種標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)障礙，正確實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)技術(shù)。對于業(yè)務(wù)遍布全球的電視機(jī)制造商而言，更需要確保所有地區(qū)都能獲得最佳接收效果，而且其產(chǎn)品的關(guān)鍵賣點(diǎn)也正在于此。