電視手機的標準及挑戰(zhàn)

　　目前手機的發(fā)展已成了全球電子業(yè)共同的焦點所在，除了語音與照相功能外，手機下一步的目標顯然是要將視頻多媒體的娛樂功能也納入其中。這是一個相當(dāng)具有突破性的概念和技術(shù)挑戰(zhàn)，未來的手機將不只是電話、相機或游戲機，更可以是隨身帶著走的“電視機”。

　　移動廣播電視規(guī)格競賽

　　要讓手機具有收看移動廣播電視的功能，目前有三個途徑可走：透過2.5 G/3G無線網(wǎng)絡(luò)的多媒體多點傳送/廣播服務(wù);在數(shù)字音訊廣播頻譜上的數(shù)字多媒體廣播(DMB)工作;采用由微波數(shù)字電視標準延伸而來的手持裝置廣播標準。

　　表一　移動廣播標準列表

　　在這三種方案中，由于2.5 G/3G的頻寬有限，加上收費昂貴，因此利用它來收看電視并非極佳的選擇，不過在中國方面，已有中國移動與中國聯(lián)通推出基于串流媒體技術(shù)的手機電視業(yè)務(wù)，其中中國移動是架在其GPRS網(wǎng)絡(luò)上，中國聯(lián)通則是依靠其CDMA1X網(wǎng)絡(luò)。

　　由韓國所主導(dǎo)的DMB，又可分為使用地面廣播的T-DMB和采用衛(wèi)星的S-DMB兩種技術(shù)，是由韓國已采用近十年的Eureka-147 DAB技術(shù)改良而來。其中T-DMB將ITU-T H.264編碼技術(shù)用于視訊，將MPEG-4位分片算術(shù)編碼技術(shù)用于音訊，然后，它透過采用MPEG-4同步層和MPEG-2傳輸串流將它們連同額外數(shù)據(jù)一起進行多任務(wù)處理。韓國訂于2004年底推出DMB技術(shù)的移動廣播電視，腳步算是相當(dāng)快速。

　　DVB-H為眾望所歸

　　不過，既然是看電視，透過既有的電視系統(tǒng)來播放可以說是順水推舟的作法。目前在全球推行多年的數(shù)字電視標準有三大規(guī)格，分別是歐洲的DVB(Digital Video Broadcasting)、美國的ATSC(Advanced Television Systems Committee)以及日本的ISDB(Integrated Services Digital Broadcasting)，其中DVB發(fā)展組織因預(yù)見移動通訊與數(shù)字廣播網(wǎng)絡(luò)整合的可能性，因此在2002年9月即提案發(fā)展適用于手持式裝置的視訊標準(DVB-Handheld，DVB-H)，并在2004年1月制定出該規(guī)格的基本框架，接著在2月進入驗證與標準化的程序。由于DVB-H的發(fā)展腳步較快，不論是美規(guī)或日規(guī)的相關(guān)技術(shù)也都向它靠攏。

　　圖一　DVB-H標準家族之關(guān)系圖

　　DVB-H是以針對家庭電視接收的地面數(shù)字視訊廣播(DVB-Terrestrial，DVB-T)傳輸技術(shù)為基礎(chǔ)，因此保有部分與DVB-T接收電路的兼容性，但為了滿足手持式裝置接收視訊的特性，如低功耗、高移動性、共通平臺與網(wǎng)絡(luò)切換服務(wù)不中斷等要求，以保證在室內(nèi)、戶外、在步行或行駛中的汽車上都能正常收看，DVB-H做了不少技術(shù)改進。

　　DVB-H在耗電上的目標是將天線、電視調(diào)諧器和OFDM譯碼電路等總的耗電量控制在100mW以下，相較之下，室內(nèi)電視對于耗電性的敏感度不高，DVB-T計劃2007年才將該指標降到600mW。

　　日本單頻段規(guī)格

　　在電視手機的發(fā)展上，雖然是由歐洲主導(dǎo)來技術(shù)，但在產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用上，跑在最前頭的還是日本廠商。日本所規(guī)劃的移動電視廣播作法，是在其ISDB的基礎(chǔ)下開發(fā)了專有的地面數(shù)字電視標準，也就是ISDB-T單頻段轉(zhuǎn)播傳輸規(guī)格。單頻段傳輸和DVB-H規(guī)格有很多相似之處，不過仍有一些差異，例如DVB-H采用時間切片(time-slicing)等技術(shù)來提升傳輸質(zhì)量，單頻段傳輸則是以頻率分割的方式來處理。

　　單頻段傳輸利用UHF頻段(470M_770MHz)來發(fā)送無線電波，其中每家電視臺分配到的頻寬約為5.6MHz。電視臺再將所分配到的頻寬等分成13個頻段(Segment)來使用，每個頻段約為433kHz，最大能傳送約21Mbps的數(shù)字數(shù)據(jù)。在這種速度下，每個頻段可以傳送1920×1080像素的MPEG-2格式高畫質(zhì)節(jié)目。然而，這13個頻段并非全部都分配給普通室內(nèi)電視，其中的一個位于中間的頻段是分給手持式設(shè)備的數(shù)字電視來使用，提供的傳輸速度大約為200K_300Kbps。

　　手持設(shè)備設(shè)計挑戰(zhàn)

　　要讓手持設(shè)備真能收看數(shù)字視訊，其內(nèi)部的系統(tǒng)設(shè)計需要通過一些嚴酷的考驗，例如壓縮編碼功能、電視信號接收零組件(接收器、調(diào)諧器、天線等)的尺寸、整體耗電性和接收功能等。

　　壓縮編碼方式

　　由于頻寬有限，要達到小窗口可接受的視訊質(zhì)量，就必須要靠視訊壓縮技術(shù)。為此DVB-H已考查了多種視訊壓縮格式，目前最受關(guān)注的是H.264/MPE G-4 AVC(H.264)格式。

　　相較于其它的壓縮格式，H.264具有更多的優(yōu)點，它能夠?qū)崿F(xiàn)高壓縮，其壓縮率是MPEG-2的2_3倍、MPEG-4的1.5倍_2倍;若采用它來傳輸移動信息，可以用不足200Kbps的速度傳輸15幀/秒的QVGA格式內(nèi)容，而從理論上計算，手持設(shè)備只需采用125MHz左右的處理器就可以處理傳來的視訊節(jié)目。

　　目前DVB-H規(guī)格中并沒有規(guī)定視訊壓縮的編碼方式，廣播電視運營商可自行選擇是MPEG-4或者選擇H.264。規(guī)格不確定對接收信號功能的開發(fā)者來說是件頭痛的問題，他們總希望自己開發(fā)出的產(chǎn)品能夠通行全球，在此情況下，業(yè)者可能會采取軟件方式來保持譯碼功能的彈性，不過，軟件的處理效能以起硬件來說畢竟是差了些。

　　小尺寸的挑戰(zhàn)

　　要在手機等手持設(shè)備上接收微波數(shù)字電視信號，天線(Antenna)、接收器(Receiver)數(shù)據(jù)讀取解調(diào)LSI、UHF(超高頻)調(diào)諧器(Tuner)等零組件是一個都不能少。它們過去是用在電視機當(dāng)中，并不用太過于煩憂縮小尺寸的問題，但今日要將它們?nèi)氡入娨暀C小太多的手持設(shè)備中，又要保有同樣的功能，其中的難度可想而知。

　　以目前已問世的試制樣品來說，NEC與三洋電機開發(fā)的信號接收部分的尺寸，除去天線外的大小約是長30mm、寬20mm、厚2mm;號稱世界最小的索尼組件長20mm、寬16mm，雖然小了一些，然而，這樣的大小仍嫌太占空間，業(yè)界認為較理想的大小是至少能達到與手機配備的FM音頻調(diào)諧器相同的10mm見方。

　　降低耗電量

　　另一個關(guān)鍵性的瓶頸則是手持設(shè)備收看電視時的耗電量問題。視訊多媒體一向是最耗運算資源的內(nèi)容，對于小尺寸采手持電源的設(shè)備來說，更是不易承受的負擔(dān)。以目前手機鋰電池的容量來說，大約為700mA/h，而現(xiàn)今廠商試產(chǎn)的手持式電信信號接收裝置的耗電量，約在200mW到150mW之間(如NEC及Sony的產(chǎn)品)，在這樣的規(guī)格下收看電視節(jié)目，理想上的最長時間只有90分鐘，再長就沒電了。

　　然而，在收視時，除了信號接收組件外，手機彩色屏幕也處于全負荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)，因此耗電量還會進一步增加。NEC系統(tǒng)平臺研究所研究部長加藤明曾指出，如果沒有技術(shù)性突破，如使用燃料電池等，手機電池電力不足的問題暫時無法解決。在這種情況下，開發(fā)者要延長電視收視時間，只能從減少手機在收視上的多余功能，或調(diào)諧器電路在接收視訊以外的時間均處于關(guān)閉狀態(tài)等節(jié)電措施下手。

　　提升天線接收功能

　　要盡量提高手持設(shè)備對微波數(shù)字電視的接收靈敏度，一種有效的方法是采用「分集式接收技術(shù)」(Diversity Reception)。它的原理是在手持設(shè)備上配備兩種不同的天線，以同時對電視訊號進行接收，然后采用信號質(zhì)量較好的那個。

　　目前最有希望的作法是除了應(yīng)用手機原有的伸縮式拉桿天線(Whip Antenna)，再搭配耳機線的「耳機天線」，如此一來，由于有兩個位置接收電視信號，即便一個天線因多路干擾(Multipath Interference)等原因接收信號出現(xiàn)紊亂，還可以使用另一個天線的接收信號，因此能夠穩(wěn)定地接收電視信號。三洋電機先前推出的電視手機樣機就是采用雙天線接收電視訊號的方式，不過這種方式較為耗電，它的電視調(diào)諧器模塊的耗電量需要250mW。

　　結(jié)論

　　盡管電視手機的應(yīng)用仍未全面展開，但看來各個硬件廠商已是摩拳擦掌，隨時準備進場分食這塊肥美的新市場。在他們眼前的技術(shù)挑戰(zhàn)仍然不少，不過，這正是這個市場上不二的生存法則：誰能率先掃除技術(shù)障礙，就能贏得市場青睞。