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)

今天，數(shù)字電視已經(jīng)可以通過線纜、衛(wèi)星以及無線等傳輸方式來實現(xiàn)，數(shù)以百計的公司參與了數(shù)字電視接收標(biāo)準(zhǔn)的定義。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，世界變得越來越小，定義新標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是在于使之全球化，但數(shù)字電視卻不然。本文將闡釋不同的目標(biāo)應(yīng)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(shù)字電視內(nèi)容，需要對內(nèi)容進行編碼。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，由運動向量決定影像的運動部分，通過和運動向量一起發(fā)送影像信息，解碼器可以恢復(fù)原始內(nèi)容。MPEG-2是目前運用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)，不過隨著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，諸如MPEG-4等更先進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(比如遠離發(fā)射機時)，也可能非常強。在這兩種情況下，反射作用都至關(guān)重要。一般來說，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(diào)制方案必需能夠在高動態(tài)和強干擾環(huán)境下實現(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信道中可實現(xiàn)高達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。