目前手機(jī)的發(fā)展已成了全球電子業(yè)共同的焦點(diǎn)所在，除了語(yǔ)音與照相功能外，手機(jī)下一步的目標(biāo)顯然是要將視頻多媒體的娛樂功能也納入其中。
這是一個(gè)相當(dāng)具有突破性的概念和技術(shù)挑戰(zhàn)，未來(lái)的手機(jī)將不只是電話、相機(jī)或游戲機(jī)，更可以是隨身帶著走的“電視機(jī)”。
移動(dòng)廣播電視規(guī)格競(jìng)賽要讓手機(jī)具有收看移動(dòng)廣播電視的功能，目前有三個(gè)途徑可走：透過(guò)2.5 G/3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的多媒體多點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)延伸而來(lái)的手持裝置廣播標(biāo)準(zhǔn)。
表一 移動(dòng)廣播標(biāo)準(zhǔn)列表
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ISDB(日本) |
DMB(韓國(guó)) |
DVB-H(歐洲) |
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來(lái)源編碼 |
H.264(視訊)
ACC(音訊) |
H.264(視訊)
BSAC(音訊) |
H.264(視訊)
ACC(音訊) |
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傳輸串流 |
MPEG-2 TS |
MPEG-2 TS |
IP |
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調(diào)變 |
QPSK或16QAM
COFDM |
DQPSK
COFDM |
QPSK或16QAM
COFDM |
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RF訊息信道大小 |
433kHz |
1.5MHz |
5/6/7/8MHz |
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功率降低方法 |
縮減頻寬 |
縮減頻寬 |
時(shí)間切片 |
資料來(lái)源：EETimes
在這三種方案中，由于2.5 G/3G的頻寬有限，加上收費(fèi)昂貴，因此利用它來(lái)收看電視并非極佳的選擇，不過(guò)在中國(guó)方面，已有中國(guó)移動(dòng)與中國(guó)聯(lián)通推出基于串流媒體技術(shù)的手機(jī)電視業(yè)務(wù)，其中中國(guó)移動(dòng)是架在其GPRS網(wǎng)絡(luò)上，中國(guó)聯(lián)通則是依靠其CDMA1X網(wǎng)絡(luò)。
由韓國(guó)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(guó)已采用近十年的Eureka-147 DAB技術(shù)改良而來(lái)。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(guò)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(jìn)行多任務(wù)處理。韓國(guó)訂于2004年底推出DMB技術(shù)的移動(dòng)廣播電視，腳步算是相當(dāng)快速。
DVB-H為眾望所歸
不過(guò)，既然是看電視，透過(guò)既有的電視系統(tǒng)來(lái)播放可以說(shuō)是順?biāo)浦鄣淖鞣āＤ壳霸谌蛲菩卸嗄甑臄?shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)有三大規(guī)格，分別是歐洲的DVB（Digital Video Broadcasting）、美國(guó)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(dòng)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(biāo)準(zhǔn)（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(jìn)入驗(yàn)證與標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)家族之關(guān)系圖
資料來(lái)源：HOPENET科技月刊
DVB-H是以針對(duì)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(dòng)性、共通平臺(tái)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(jìn)。
DVB-H在耗電上的目標(biāo)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(duì)于耗電性的敏感度不高，DVB-T計(jì)劃2007年才將該指標(biāo)降到600mW。
日本單頻段規(guī)格
在電視手機(jī)的發(fā)展上，雖然是由歐洲主導(dǎo)來(lái)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(dòng)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(biāo)準(zhǔn)，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(guò)仍有一些差異，例如DVB-H采用時(shí)間切片（time-slicing）等技術(shù)來(lái)提升傳輸質(zhì)量，單頻段傳輸則是以頻率分割的方式來(lái)處理。
單頻段傳輸利用UHF頻段（470M～770MHz）來(lái)發(fā)送無(wú)線電波，其中每家電視臺(tái)分配到的頻寬約為5.6MHz。電視臺(tái)再將所分配到的頻寬等分成13個(gè)頻段（Segment）來(lái)使用，每個(gè)頻段約為433kHz，最大能傳送約21Mbps的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。在這種速度下，每個(gè)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(gè)頻段并非全部都分配給普通室內(nèi)電視，其中的一個(gè)位于中間的頻段是分給手持式設(shè)備的數(shù)字電視來(lái)使用，提供的傳輸速度大約為200K～300Kbps。
手持設(shè)備設(shè)計(jì)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(jì)需要通過(guò)一些嚴(yán)酷的考驗(yàn)，例如壓縮編碼功能、電視信號(hào)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(dá)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/MPEG-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(diǎn)，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(lái)傳輸移動(dòng)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(jì)算，手持設(shè)備只需采用125MHz左右的處理器就可以處理傳來(lái)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(yùn)營(yíng)商可自行選擇是MPEG-4或者選擇H.264。規(guī)格不確定對(duì)接收信號(hào)功能的開發(fā)者來(lái)說(shuō)是件頭痛的問(wèn)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(huì)采取軟件方式來(lái)保持譯碼功能的彈性，不過(guò)，軟件的處理效能以起硬件來(lái)說(shuō)畢竟是差了些。
小尺寸的挑戰(zhàn)
要在手機(jī)等手持設(shè)備上接收微波數(shù)字電視信號(hào)，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(gè)都不能少。它們過(guò)去是用在電視機(jī)當(dāng)中，并不用太過(guò)于煩憂縮小尺寸的問(wèn)題，但今日要將它們?nèi)氡入娨暀C(jī)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(wèn)世的試制樣品來(lái)說(shuō)，NEC與三洋電機(jī)開發(fā)的信號(hào)接收部分的尺寸，除去天線外的大小約是長(zhǎng)30mm、寬20mm、厚2mm；號(hào)稱世界最小的索尼組件長(zhǎng)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(rèn)為較理想的大小是至少能達(dá)到與手機(jī)配備的FM音頻調(diào)諧器相同的10mm見方。
降低耗電量
另一個(gè)關(guān)鍵性的瓶頸則是手持設(shè)備收看電視時(shí)的耗電量問(wèn)題。視訊多媒體一向是最耗運(yùn)算資源的內(nèi)容，對(duì)于小尺寸采手持電源的設(shè)備來(lái)說(shuō)，更是不易承受的負(fù)擔(dān)。以目前手機(jī)鋰電池的容量來(lái)說(shuō)，大約為700mA/h，而現(xiàn)今廠商試產(chǎn)的手持式電信信號(hào)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(zhǎng)時(shí)間只有90分鐘，再長(zhǎng)就沒電了。
然而，在收視時(shí)，除了信號(hào)接收組件外，手機(jī)彩色屏幕也處于全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，因此耗電量還會(huì)進(jìn)一步增加。NEC系統(tǒng)平臺(tái)研究所研究部長(zhǎng)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(jī)電池電力不足的問(wèn)題暫時(shí)無(wú)法解決。在這種情況下，開發(fā)者要延長(zhǎng)電視收視時(shí)間，只能從減少手機(jī)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(shí)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(duì)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(shí)對(duì)電視訊號(hào)進(jìn)行接收，然后采用信號(hào)質(zhì)量較好的那個(gè)。
目前最有希望的作法是除了應(yīng)用手機(jī)原有的伸縮式拉桿天線（Whip Antenna），再搭配耳機(jī)線的「耳機(jī)天線」，如此一來(lái)，由于有兩個(gè)位置接收電視信號(hào)，即便一個(gè)天線因多路干擾（Multipath Interference）等原因接收信號(hào)出現(xiàn)紊亂，還可以使用另一個(gè)天線的接收信號(hào)，因此能夠穩(wěn)定地接收電視信號(hào)。三洋電機(jī)先前推出的電視手機(jī)樣機(jī)就是采用雙天線接收電視訊號(hào)的方式，不過(guò)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
目前許多零組件廠商已投入這個(gè)商機(jī)無(wú)限的新興市場(chǎng)，例如TI在2004年10月底宣布了一個(gè)開發(fā)代號(hào)為「好萊塢」（Hollywood）的開發(fā)計(jì)劃，目標(biāo)就是要在2006年推出能將電視手機(jī)調(diào)諧器電路、OFDM解調(diào)電路和頻道譯碼微處理器集于一身的LSI單芯片，并且同時(shí)具有DVB-H及ISDB-T的接收功能。
Freescale也已針對(duì)DVB-H提出了系統(tǒng)單芯片的開發(fā)計(jì)劃。該芯片將采用直接轉(zhuǎn)換（Direct-Conversion）的接收電路架構(gòu)，它使用的是0.35μm雙極（bi-polar）CMOS技術(shù)，并整合了低噪音放大器（LNA）、混頻器、基帶過(guò)濾器、VCO等功能于一身，其耗電量為240mW。
此外，NEC與三洋電機(jī)早在2003年即已推出符合日本單頻段傳輸?shù)脑囍茦悠�，而東芝、夏普和阿爾卑斯電器（Apls）等公司也在2004年中陸續(xù)出調(diào)諧器的模塊或IC樣品。在韓國(guó)方面，三星電機(jī)（Samsung Electro-Mechanics）也在2004年3月公布了一項(xiàng)支持DVB-H的調(diào)諧器模塊開發(fā)計(jì)劃。
盡管電視手機(jī)的應(yīng)用仍未全面展開，但看來(lái)各個(gè)硬件廠商已是摩拳擦掌，隨時(shí)準(zhǔn)備進(jìn)場(chǎng)分食這塊肥美的新市場(chǎng)。在他們眼前的技術(shù)挑戰(zhàn)仍然不少，不過(guò)，這正是這個(gè)市場(chǎng)上不二的生存法則：誰(shuí)能率先掃除技術(shù)障礙，就能贏得市場(chǎng)青睞。
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