不同目標應用和環境要求的數字電視接收技術

今天，數字電視已經可以通過線纜、衛星以及無線等傳輸方式來實現，數以百計的公司參與了數字電視接收標準的定義。隨著通信技術的發展，世界變得越來越小，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境對已有技術產生的重要影響。

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量對信息進行數字化處理。編碼方案有很多種，最常用的是MPEG，在這種方案中，由運動向量決定影像的運動部分，通過和運動向量一起發送影像信息，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。

經過數字化處理后，內容要通過衛星、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。

衛星接收依賴于接收信號的碟形衛星天線的直接視距。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。這個復數載波的兩個分量都有兩種相位可能性，故會產生4種狀態(每符號2位信息)。

用于衛星發射的帶寬可達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，會產生8種狀態(每符號3位)。用于衛星發射的帶寬也可達45 MHz，且可獲得接近50Mbps的比特率。

在有線環境中，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制方案。除了有關載波相位的信息之外，幅度也可用來代表數字信息，相應的調制方案被稱為正交幅度調制(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)的數字有線信號帶寬達8MHz。至于衛星則可獲得最高50Mbps的比特率。

對有線而言，網絡質量是限制因素，不良連接會產生反射。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

在地面環境中，信號可能極微弱(比如遠離發射機時)，也可能非常強。在這兩種情況下，反射作用都至關重要。一般來說，如果到達發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，用于地面發射的調制方案必需能夠在高動態和強干擾環境下實現接收。單載波(類似于有線和衛星)和多載波系統均被使用。VHF 或 UHF信道中可實現高達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采用不同的標準來定義地面電視，尤其當傳輸信道是無線時。答案在于兩個方面：網絡計劃和目標應用。

在歐洲，網絡規劃非常復雜。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。