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作為2008奧運會前的準備年，2007年注定是一個值得期待的年份。眾多新技術引導的業務將在2007年開始預熱，其中引人注目的就有移動電視。2007年8月1日是數字電視地面標準GB2006開始實施的時間，雖然GB2006是地面數字電視廣播的國家標準，但是在手機電視強制標準尚未明朗的情況下，依然不失為一個不錯的選擇。 GB2006標準包含固定和移動2種接收方式。但是從目前家用數字電視的普及情況來看，有線數字電視占據了主導地位。2006年有線電視機頂盒的需求量突破700萬臺，2007有線電視機頂盒的增量將會達到1000萬。清華大學電子工程系周祖成教授也認為在未來我國數字電視普及的過程中，DVB-C有線數字電視將是主力，2007年將形成“有線DTV放量增長、衛星緊跟、地面無線起步”的格局。因而，移動接收的應用才是GB2006的用武之地，移動接收又根據接收終端的差異可以分為移動接收(汽車電視)和移動/便攜式接收(筆記本電腦、掌上電腦、便攜式電視和手機)，其應用領域覆蓋了廣闊的便攜終端和汽車市場，前景值得期待。 就移動電視的開發來說，在架構上涵蓋了軟件與硬件兩個層面。硬件部分需考量天線、前端(Front-End, FE)模塊、音/視頻的編解碼、應用處理平臺。其中前端模塊又包括射頻接收的調諧器(tuner)和基帶解調器(demodulator)；軟件部分則包括中間件(Middleware)、電視播放器、電子服務指南(Electronic Service Guide, ESG)等。由射頻接收器送來的數據經基帶處理后，又再分流為IP datagram和TS packet傳輸到處理平臺，經過平臺中的應用處理器及音、視頻譯碼器(decoder)會的進一步運算處理，最后才將電視節目的影音內容傳送到屏幕上播放(圖1)。 圖1 移動電視終端的運作架構 移動電視接收前端開發進展 移動電視的特性使其在功耗，尺寸等方面收到很大的限制，另外由于面向車載應用，因而高速移動中的信號接收同樣是一個技術挑戰。這些技術難題在接收前端的設計上得到集中的體現。 為滿足移動電視可連續在較長時間收看的需求，如何降低功耗已成所有半導體公司共同致力的目標。同樣用850毫安時的鋰電池供電，高通宣稱其主推的MediaFLO手機收視時間可達3.8小時，比收視時間為2"3小時的DVB-H與T-DMB更為理想。據北郵電信工程學院多媒體信息中心主任門愛東教授介紹，GB2006的前身DMB-T/H可保證4小時的工作時間。在ADI 和凌訊共同推出的DMB-T/H前端中，ADI提供解調器MTV100和10位ADC AD9216，凌訊提供的是LS8913調諧器。ADI高級開發經理吳女士表示，為了解決功耗問題，ADI一方面采用CMOS工藝開發用于GB2006的解調器MTV100，另一方面減少芯片數量以降低互聯功耗，并且在前端設計中內置了有效的電源管理IC。僅是2"3英寸的小型面板、后端應用處理器和H.264編解碼芯片三部分就需要約400mW的功耗。即便面板部份已通過CCFL的技術改善功耗，但在整體耗電負荷大的前提下，如何使前端(解調器和調諧器) 芯片組達到更低的功耗，依然是手機電視芯片商的研發重點。 圖2 ADI 和凌訊的DMB-T/H前端采用于DVB-H標準相近似的時間分片 此外，由于2"3英寸面板的手機電視模塊是目前市場認可的尺寸，為了解決外形尺寸的挑戰，芯片廠商持續通過SiP、SoC技術以及先進制造工藝來降低芯片尺寸與材料成本。目前TI 用90nm工藝將調諧器、解調器以及ADC集成在SoC上，在業界處于領先。預計2007年初將進入65nm制程。而就SiP而言，目前最小封裝尺寸大致已可達7.9×6.2mm2。ADI高速信號處理部副總裁John Hussey介紹說，可以通過把解調器和ADC放在一起或在解調器集成存儲器的方式減少面板尺寸。此外，體系結構的優化同樣有助于減小尺寸，例如直接上變頻到射頻無需許多外部元件，還可將多個管芯和無源器件集成到一個封裝內。 值得一提的是多標準、多頻段已逐漸成為國外廠商主要產品發展方向，原因在于產品規格競逐影響市場統一與標準化時點，而各國政府對頻譜規劃的政策也不盡相同。在此這一確定性情況下，唯有在技術方面做廣泛性支持，才可避免因選錯標準與頻段導致的研發投資浪費和錯過市場。目前三星、TI、Dibcom和Frontier Silicon都已經做到支持多個標準，目前的產品最多能同時支持DVB-H、T-DMB、DAB-IP、DAB、DVB-T 5種規格，以及UHF/L1-Band/L Band/VHF四種頻段。 多媒體處理平臺 對手機等手持設備來說，手機電視服務無疑是一項負擔極大的工作，有必要采用更理想的應用處理架構。通常情況下，多媒體內容豐富的應用都需要一個微控制器來執行操作系統(OS)，管理人機接口(MMI)并執行其它一些常規任務。此外，還需要一個DSP來完成繁重的數字處理任務，例如語音編碼、視頻解碼、音頻解碼等。因此，在大多數基于多媒體的應用中都將這些任務分散到不同的處理器中去。這類典型的例子就是TI的OMAP平臺，內含一個增強型ARM處理器，低功耗定點DSP。在這兩個核心中， ARM處理器用于執行操作系統(OS)，而DSP用于處理所有多媒體應用。此外，也有采用RISC主處理，搭配智能加速器進行多媒體處理的方案。ST的Nomadik應用平臺(圖3)采用分布式處理架構，該平臺以ARM926EJ-S為主處理器，搭配智能性視頻加速器(Smart video accelerator)和智能音頻加速器(Smart audio accelerator)、多媒體信號處理器(MMDSP)、加速功能硬件(Acceleration hardware)等多顆可程式智能加速器來分擔在音頻和視頻上的前、后處理任務。將多媒體的運算處理分散到多個可程序化的智能型加速器，它們各自獨立地工作，但同時一起處理特定的視頻和音頻編碼與解碼功能。Nomadik可提供30fps的VGA實時編譯碼效能和30fps的CIF畫質；音頻智能加速器則是可采C語言程序化的多媒體VLIW DSP。 圖3 Nomadik平臺架構 在移動電視的音頻和視頻壓縮編碼方面，MPEG-2仍是當前移動電視主要的視頻壓縮格式，但因這一格式的壓縮傳輸效率不佳，而對于手機電視服務來說，不論是頻寬或是數據大小，都是錙珠必較的，因此高壓縮比的新格式是必要的選擇。目前市場上的新一代視頻編譯碼規格包括MPEG-4、H.264/AVC(即MPEG-4 Part 10)及VC-1等。以MPEG-2和H.264來比較，在傳輸視頻內容時要達到相同的畫質，兩者所需的頻寬就差了2.5至3倍。目前的手機屏幕，CIF的畫質已經足夠用來欣賞節目(小尺寸的VGA畫質甚至能提供比一般電視更佳的細節品質)。在DVB組織中提出的文件中，針對H.264 等級、視頻分辨率、最大位速率，以及適用的應用類型做出比較，該文件認為若采用H.264做為視頻壓縮格式，手機或PDA應采用QCIF(180 x 144)或CIF(360 x 288)的分辨率，最大的傳輸速率分別為128Kbps和 384Kbps，訊框速率則為15 fps。 目前主流的音頻格式包括AMR、ACC和MP3，而最新的高級音頻格式為Enhanced aacPlus (HE AAC v.2) 和AMR WB+，是移動電視終端必須考慮支持的新規格。此外，為了達到更佳的收聽效果，單聲道已不能滿足，現在要求移動終端也要能提供Hi-Fi立體聲的臨場感體驗。這在設計上是很大的考驗，手持設備的播音系統需采立體聲的揚聲器架構。在手機揚聲器的設計上，主要的問題是配置架構、功率與耗電性的考慮。若要支持立體聲，手機需要有兩個外部揚聲器，但由于手 機體積太小，這兩個揚聲器的位置難以拉開，所以立體聲的效果不易展現，這時就需要采用特殊的3D效果處理。 除了上述的前端模塊和處理平臺，操作系統同樣值得注意。在去年9月的德國IFA消費電子展和荷蘭IBC數字廣播展上，展出了以三星、戴爾、明基、摩托羅拉和諾基亞五大品牌為主的手機電視，清一色采用了微軟的Windows Mobile 2005或 Wince 3.0。當然除了微軟的操作系統，Linux和Symbian同樣得到不少的青睞。 結語 移動電視終端的諸多環節已經初步成熟。但芯片廠商需要進一步在性能、功耗和價格方面繼續努力。而電視內容也是影響到移動電視能否迅速為消費者所接受的關鍵因素。 |
