不同目標應用和環(huán)境要求的數字電視接收技術(shù)

今天，數字電視已經(jīng)可以通過(guò)線(xiàn)纜、衛星以及無(wú)線(xiàn)等傳輸方式來(lái)實(shí)現，數以百計的公司參與了數字電視接收標準的定義。隨著(zhù)通信技術(shù)的發(fā)展，世界變得越來(lái)越小，定義新標準的目標是在于使之全球化，但數字電視卻不然。本文將闡釋不同的目標應用和環(huán)境對已有技術(shù)產(chǎn)生的重要影響。

為了讓消費者能夠收看到數字電視內容，需要對內容進(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，由運動(dòng)向量決定影像的運動(dòng)部分，通過(guò)和運動(dòng)向量一起發(fā)送影像信息，解碼器可以恢復原始內容。MPEG-2是目前運用最廣泛的標準，不過(guò)隨著(zhù)電視機顯示屏尺寸的增大，分辨率的提高，以及對更高帶寬的需求不斷增長(cháng)，諸如MPEG-4等更先進(jìn)的編碼方案開(kāi)始升溫。

經(jīng)過(guò)數字化處理后，內容要通過(guò)衛星、有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)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)將數字內容傳輸到消費者的電視接收設備中。

衛星接收依賴(lài)于接收信號的碟形衛星天線(xiàn)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的調制方案。這種被DVB-S標準采用的方案稱(chēng)為正交相移鍵控(QPSK)。在該方案中，數字內容由包含同相和正交分量的復數載波相位表示。這個(gè)復數載波的兩個(gè)分量都有兩種相位可能性，故會(huì )產(chǎn)生4種狀態(tài)(每符號2位信息)。

用于衛星發(fā)射的帶寬可達45 MHz, 比特率近50Mbps。在新標準DVB-S2中，衛星導航星座的數目加倍，會(huì )產(chǎn)生8種狀態(tài)(每符號3位)。用于衛星發(fā)射的帶寬也可達45 MHz，且可獲得接近50Mbps的比特率。

在有線(xiàn)環(huán)境中，問(wèn)題并不在于弱的信號電平，因而可以使用分辨率更高的調制方案。除了有關(guān)載波相位的信息之外，幅度也可用來(lái)代表數字信息，相應的調制方案被稱(chēng)為正交幅度調制(QAM)。目前，可使用多達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)的數字有線(xiàn)信號帶寬達8MHz。至于衛星則可獲得最高50Mbps的比特率。

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

圖：數字地面傳輸標準一覽表

在地面環(huán)境中，信號可能極微弱(比如遠離發(fā)射機時(shí))，也可能非常強。在這兩種情況下，反射作用都至關(guān)重要。一般來(lái)說(shuō)，如果到達發(fā)射機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)射的調制方案必需能夠在高動(dòng)態(tài)和強干擾環(huán)境下實(shí)現接收。單載波(類(lèi)似于有線(xiàn)和衛星)和多載波系統均被使用。VHF 或 UHF信道中可實(shí)現高達20~25 Mbps的比特率。

撇開(kāi)政治因素不談，你可能很想知道為什么在不同地區采用不同的標準來(lái)定義地面電視，尤其當傳輸信道是無(wú)線(xiàn)時(shí)。答案在于兩個(gè)方面：網(wǎng)絡(luò )計劃和目標應用。

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