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电视手机的标准及挑战

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日本单频段规格

在电视手机的发展上,虽然是由欧洲主导来技术,但在产品的开发与应用上,跑在最前头的还是日本厂商。日本所规划的移动电视广播作法,是在其ISDB的基础下开发了专有的地面数字电视标准,也就是ISDB-T单频段转播传输规格。单频段传输和DVB-H规格有很多相似之处,不过仍有一些差异,例如DVB-H采用时间切片(time-slicing)等技术来提升传输质量,单频段传输则是以频率分割的方式来处理。

单频段传输利用UHF频段(470M_770MHz)来发送无线电波,其中每家电视台分配到的频宽约为5.6MHz。电视台再将所分配到的频宽等分成13个频段(Segment)来使用,每个频段约为433kHz,最大能传送约21Mbps的数字数据。在这种速度下,每个频段可以传送1920×1080像素的MPEG-2格式高画质节目。然而,这13个频段并非全部都分配给普通室内电视,其中的一个位于中间的频段是分给手持式设备的数字电视来使用,提供的传输速度大约为200K_300Kbps。

手持设备设计挑战

要让手持设备真能收看数字视讯,其内部的系统设计需要通过一些严酷的考验,例如压缩编码功能、电视信号接收零组件(接收器、调谐器、天线等)的尺寸、整体耗电性和接收功能等。

压缩编码方式

由于频宽有限,要达到小窗口可接受的视讯质量,就必须要靠视讯压缩技术。为此DVB-H已考查了多种视讯压缩格式,目前最受关注的是H.264/MPE G-4 AVC(H.264)格式。

相较于其它的压缩格式,H.264具有更多的优点,它能够实现高压缩,其压缩率是MPEG-2的2_3倍、MPEG-4的1.5倍_2倍;若采用它来传输移动信息,可以用不足200Kbps的速度传输15帧/秒的QVGA格式内容,而从理论上计算,手持设备只需采用125MHz左右的处理器就可以处理传来的视讯节目。

目前DVB-H规格中并没有规定视讯压缩的编码方式,广播电视运营商可自行选择是MPEG-4或者选择H.264。规格不确定对接收信号功能的开发者来说是件头痛的问题,他们总希望自己开发出的产品能够通行全球,在此情况下,业者可能会采取软件方式来保持译码功能的弹性,不过,软件的处理效能以起硬件来说毕竟是差了些。

小尺寸的挑战

要在手机等手持设备上接收微波数字电视信号,天线(Antenna)、接收器(Receiver)数据读取解调LSI、UHF(超高频)调谐器(Tuner)等零组件是一个都不能少。它们过去是用在电视机当中,并不用太过于烦忧缩小尺寸的问题,但今日要将它们塞入比电视机小太多的手持设备中,又要保有同样的功能,其中的难度可想而知。

以目前已问世的试制样品来说,NEC与三洋电机开发的信号接收部分的尺寸,除去天线外的大小约是长30mm、宽20mm、厚2mm;号称世界最小的索尼组件长20mm、宽16mm,虽然小了一些,然而,这样的大小仍嫌太占空间,业界认为较理想的大小是至少能达到与手机配备的FM音频调谐器相同的10mm见方。

降低耗电量

另一个关键性的瓶颈则是手持设备收看电视时的耗电量问题。视讯多媒体一向是最耗运算资源的内容,对于小尺寸采手持电源的设备来说,更是不易承受的负担。以目前手机锂电池的容量来说,大约为700mA/h,而现今厂商试产的手持式电信信号接收装置的耗电量,约在200mW到150mW之间(如NEC及Sony的产品),在这样的规格下收看电视节目,理想上的最长时间只有90分钟,再长就没电了。

然而,在收视时,除了信号接收组件外,手机彩色屏幕也处于全负荷运转状态,因此耗电量还会进一步增加。NEC系统平台研究所研究部长加藤明曾指出,如果没有技术性突破,如使用燃料电池等,手机电池电力不足的问题暂时无法解决。在这种情况下,开发者要延长电视收视时间,只能从减少手机在收视上的多余功能,或调谐器电路在接收视讯以外的时间均处于关闭状态等节电措施下手。

提升天线接收功能

要尽量提高手持设备对微波数字电视的接收灵敏度,一种有效的方法是采用「分集式接收技术」(Diversity Reception)。它的原理是在手持设备上配备两种不同的天线,以同时对电视讯号进行接收,然后采用信号质量较好的那个。

目前最有希望的作法是除了应用手机原有的伸缩式拉杆天线(Whip Antenna),再搭配耳机线的「耳机天线」,如此一来,由于有两个位置接收电视信号,即便一个天线因多路干扰(Multipath Interference)等原因接收信号出现紊乱,还可以使用另一个天线的接收信号,因此能够稳定地接收电视信号。三洋电机先前推出的电视手机样机就是采用双天线接收电视讯号的方式,不过这种方式较为耗电,它的电视调谐器模块的耗电量需要250mW。

结论

尽管电视手机的应用仍未全面展开,但看来各个硬件厂商已是摩拳擦掌,随时准备进场分食这块肥美的新市场。在他们眼前的技术挑战仍然不少,不过,这正是这个市场上不二的生存法则:谁能率先扫除技术障碍,就能赢得市场青睐。

来源:电子发烧友

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