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目前手機的發展已成了全球電子業共同的焦點所在，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。這是一個相當具有突破性的概念和技術挑戰，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無線網絡的多媒體多點傳送/廣播服務；在數字音訊廣播頻譜上的數字多媒體廣播（DMB）工作；采用由微波數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通推出基于串流媒體技術的手機電視業務，其中中國移動是架在其GPRS網絡上，中國聯通則是依靠其CDMA1X網絡。 由韓國所主導的DMB，又可分為使用地面廣播的T-DMB和采用衛星的S-DMB兩種技術，是由韓國已采用近十年的Eureka-147 DAB技術改良而來。其中T-DMB將ITU-T H.264編碼技術用于視訊，將MPEG-4位分片算術編碼技術用于音訊，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據一起進行多任務處理。韓國訂于2004年底推出DMB技術的移動廣播電視，腳步算是相當快速。 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字電視標準有三大規格，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發展組織因預見移動通訊與數字廣播網絡整合的可能性，因此在2002年9月即提案發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的發展腳步較快，不論是美規或日規的相關技術也都向它靠攏。 圖一 DVB-H標準家族之關系圖 DVB-H是以針對家庭電視接收的地面數字視訊廣播（DVB-Terrestrial，DVB-T）傳輸技術為基礎，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、共通平臺與網絡切換服務不中斷等要求，以保證在室內、戶外、在步行或行駛中的汽車上都能正常收看，DVB-H做了不少技術改進。 DVB-H在耗電上的目標是將天線、電視調諧器和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。 日本單頻段規格 在電視手機的發展上，雖然是由歐洲主導來技術，但在產品的開發與應用上，跑在最前頭的還是日本廠商。日本所規劃的移動電視廣播作法，是在其ISDB的基礎下開發了專有的地面數字電視標準，也就是ISDB-T單頻段轉播傳輸規格。單頻段傳輸和DVB-H規格有很多相似之處，不過仍有一些差異，例如DVB-H采用時間切片（time-slicing）等技術來提升傳輸質量，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的數字數據。在這種速度下，每個頻段可以傳送1920×1080像素的MPEG-2格式高畫質節目。然而，這13個頻段并非全部都分配給普通室內電視，其中的一個位于中間的頻段是分給手持式設備的數字電視來使用，提供的傳輸速度大約為200K_300Kbps。 手持設備設計挑戰 要讓手持設備真能收看數字視訊，其內部的系統設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量，就必須要靠視訊壓縮技術。為此DVB-H已考查了多種視訊壓縮格式，目前最受關注的是H.264/MPE G-4 AVC（H.264）格式。 相較于其它的壓縮格式，H.264具有更多的優點，它能夠實現高壓縮，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格式內容，而從理論上計算，手持設備只需采用125MHz左右的處理器就可以處理傳來的視訊節目。 目前DVB-H規格中并沒有規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。規格不確定對接收信號功能的開發者來說是件頭痛的問題，他們總希望自己開發出的產品能夠通行全球，在此情況下，業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 要在手機等手持設備上接收微波數字電視信號，天線（Antenna）、接收器（Receiver）數據讀取解調LSI、UHF（超高頻）調諧器（Tuner）等零組件是一個都不能少。它們過去是用在電視機當中，并不用太過于煩憂縮小尺寸的問題，但今日要將它們塞入比電視機小太多的手持設備中，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音頻調諧器相同的10mm見方。 降低耗電量 另一個關鍵性的瓶頸則是手持設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容，對于小尺寸采手持電源的設備來說，更是不易承受的負擔。以目前手機鋰電池的容量來說，大約為700mA/h，而現今廠商試產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的產品），在這樣的規格下收看電視節目，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狀態，因此耗電量還會進一步增加。NEC系統平臺研究所研究部長加藤明曾指出，如果沒有技術性突破，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，或調諧器電路在接收視訊以外的時間均處于關閉狀態等節電措施下手。 提升天線接收功能 要盡量提高手持設備對微波數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」（Diversity Reception）。它的原理是在手持設備上配備兩種不同的天線，以同時對電視訊號進行接收，然后采用信號質量較好的那個。 目前最有希望的作法是除了應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紊亂，還可以使用另一個天線的接收信號，因此能夠穩定地接收電視信號。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，它的電視調諧器模塊的耗電量需要250mW。 結論 目前許多零組件廠商已投入這個商機無限的新興市場，例如TI在2004年10月底宣布了一個開發代號為「好萊塢」（Hollywood）的開發計劃，目標就是要在2006年推出能將電視手機調諧器電路、OFDM解調電路和頻道譯碼微處理器集于一身的LSI單芯片，并且同時具有DVB-H及ISDB-T的接收功能。 Freescale也已針對DVB-H提出了系統單芯片的開發計劃。該芯片將采用直接轉換（Direct-Conversion）的接收電路架構，它使用的是0.35μm雙極（bi-polar）CMOS技術，并整合了低噪音放大器（LNA）、混頻器、基帶過濾器、VCO等功能于一身，其耗電量為240mW。 此外，NEC與三洋電機早在2003年即已推出符合日本單頻段傳輸的試制樣品，而東芝、夏普和阿爾卑斯電器（Apls）等公司也在2004年中陸續出調諧器的模塊或IC樣品。在韓國方面，三星電機（Samsung Electro-Mechanics）也在2004年3月公布了一項支持DVB-H的調諧器模塊開發計劃。 盡管電視手機的應用仍未全面展開，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。在他們眼前的技術挑戰仍然不少，不過，這正是這個市場上不二的生存法則：誰能率先掃除技術障礙，就能贏得市場青睞。 圖二 SAMSUNG的電視手機 圖三 TOSHIBA的的移動廣播接收終端 圖四 Sharp的移動廣播接收終端 |
