为了实现行动收视之未来趋势，由欧洲数字视频广播技术发展组织（Digital Video Broadcasting Project，DVB）所提出之手持式数字视频广播（DVB-Handheld，DVB-H）技术规格，已于2004年中迈入验证与标准化程序。以地面数字视频广播（DVB-Terrestrial; DVB-T）传输技术标准为基础，DVB-H技术增加可以满足手持式装置所需之功能，未来可藉由行动通讯网络与DVB-H广播网络之整合提供用户更多样化的内容与交互式服务。

DVB-H的定位及重要性

近年来，由欧洲数字视频广播技术发展组织（DVB Project）所发展的地面数字视频广播（DVB-T）传输技术标准已在固定与行动接收应用中被广泛地采用，包括台湾也采用DVB- T标准，国内五家无线电视广播业者系统并于今年七月配合奥运全面开播，提供14台的数字电视（Digital Television，DTV）节目。另一方面，移动电话的功能日益多样化并朝向广义的个人行动（手持式）装置演变，诸如接收DTV节目等多媒体服务，预期将是未来行动装置的主要功能之一，故个人手持式接收装置应用之数字广播技术亦成为下一代DTV研究的热门议题，其中低功率消耗与高移动接收性能需求乃是两项待克服的问题。

由于预见未来行动通讯网络与数字广播网络走向整合之路上所挟带的商机，DVB Project自2002年9月起便以DVB-T为基础开始发展适用于手持式装置的数字广播标准（DVB-H），旨在兼顾降低接收机功率消耗与改善移动接收性能的解决方案。2004年2月DVB Project正式宣布DVB-H之规格制定工作已完成并准备进入验证与标准化程序，同时于欧洲数个地区进行此技术实验性试播之研究计划。藉由搭配时间切片（time-slicing）与多重协议封装 － 前向纠错（Multi-Protocol Encapsulation-Forward Error Correction; MPE-FEC）两项关键技术，传送基于因特网协议（Internet Protocol-based，IP-based）之数字内容，让DVB-H规格满足应用于手持式装置所需之低功耗、高移动性、共通平台与网络切换服务不中断等要求。

DVB-H标准之技术架构与特色

DVB-H发射端的系统架构如(图一)所示之概念图，该系统基于 DVB-T 之物理层（physical layer）新增4K mode，于数据链结层（datalink layer）新增time-slicing与MPE-FEC两项技术，分别有助于节省功耗与提升移动接收性能，且规范其网络层（network layer）数据必须为IP封包，并增修传输参数信号（Transmission Parameter Signaling，TPS）规范以携带DVB-H服务模式下的相关参数。

非常有趣的是DVB Project对于DVB-H的标准化程序中，为了避免与原有的DVB-T标准形成自家相残的局面，所采取的策略如(图二)所示，DVB Project 将DVB-H定位成一辅助角色，以cookbook形式向ETSI提出DVB-H核心规格，该核心规格中所需的各项新技术组件则以新增主文或附件方式并入既有的标准文件中进行改版。

在DVB-H规格标准化的同时，除了欧洲地区进行区域性试播之研究计划，例如于赫尔辛基（Helsinki）进行的FinPilot（Finnish Mobile TV）与柏林（Berlin）进行的bmco（Broadcast Mobile Convergence）计划等，欧盟也密切规划较大规模的国际合作计划，例如INSTINCT（IP-based Networks, Services and Terminals for Converging Systems）与WINGTV（Wireless, Integrated, Nomadic, GPRS-UMTS与 TV）等，企图藉由完整的实验室验证、实地场测与试播达到系统性能验证与商业模式的确认等目标。

原DVB-H工作小组也于2004年第三季正式迈入DVB-H官方之性能验证阶段（validation phase），重点在确认DVB-H之性能（尤指功耗与移动接收之表现）及其向下兼容性（backwards compatibility）。在后续时程规划方面，DVB-H VTF（Validation Task Force）预计2004年10月中之前完成测试平台（test bed）建立并确定量测方法，同年11月底与12月底分别完成实验室与实地量测之报告。在最近的一次DVB-H会议中DVB-H VTF已决议于柏林进行实验室与实地量测。

接下来我们将对DVB-H中的重要技术做简介。

1. Time-slicing

模拟电视系统中，可利用6MHz带宽之频道播放一个电视节目，而在数字电视系统中则可使用一个频道播放数个电视节目，DVB-T系统是以位传输率（bit rate）的维度切割系统容量给频道内的各个节目使用，如(图三)所示，不同节目内容依其所需之比特率使用系统的容量，必须注意的是每一个节目内容播放皆占据所有时段。2004年最新一代的DVB-T接收机之前端电路（front-end）所需之功率消耗平均约为1W（800 mW ~ 1.2 W），(图三)所示则是Nokia对于DVB-T 在单一天线接收下功耗之预估曲线，可见单靠半导体制程技术的进步仍难以应用DVB-T接收机于手持式装置上。

为了降低接收机的功率消耗，DVB-H中改善了数据流的安排方式，如(图四)所示在时域分割成不同的time-slot（或称作burst duration），接收机只有在需要的time-slot开启接收讯号。由于在每一个time-slot上使用较高的系统容量传送信息，因此每一time-slot的时段很短，接收机大部分时间处于sleep或off状态，使得耗电量降低。此技术是由Nokia、Teracom、Philips与Panasonic等公司所主导提出，并宣称理论上可平均节省90%功率消耗（实际之省电效率则视系统容量、服务所需之比特率以及硬件效能而定），在DVB-H核心规格中明言此项技术是必要之技术。

2. MPE-FEC

由于DVB-T当初的设计主要是针对固定与可携式接收应用，因此并没有特别将time-interleaving机制列入系统设计考虑，这使得DVB-T接收机对时变衰减信道（time-variant fading channel）与脉冲噪声（impulsive noise）效应的容忍力较差。为了提升接收性能，DVB-H系统在数据链结层上增加一道前向纠错编码保护机制，对欲传送的IP数据以里德 － 所罗门编码器（Reed-Solomon encoder，RS encoder）编码，并配合time-interleaving将编码后的数据于时域上错开送出。如(图五)之概念图所示。MPE-FEC之技术是将IP数据依序写入记忆装置中，其中每一格的单位为字节，其编码方式为对每一「列」个别执行RS（255,191,64）编码，再以「行」为顺序依次输出数据字节且封装成MPE section，而RS字节则被封装成FEC section，让原本彼此形成字符（codeword）的各个字节在时间轴上被分散传输着，达到time-interleaving的效果。此技术是由Teracom与Nokia主导提出，并宣称可以达到与双天线接收机等效之性能。因此，相较于DVB-T，MPE-FEC技术提升了DVB-H对时变衰减信道（time-variant fading channel）与脉冲噪声（impulsive noise）效应的容忍力。

DVB-T中规范了2K mode及8K mode两种传输模式，其中8K mode处理多重路径反射效应的能力较强，因此可提供较广的电波覆盖范围，大大降低数字电视网络的建构成本，但其行动接收性能却较差；2K mode的特性则恰好与8K mode相反。在DVB-H中新增的4K mode提供了兼顾2K mode之高移动性与8K mode之较广网络覆盖范围的折衷选择。

另外，新增的in-depth interleaver则善用8K mode interleaver的内存，将2K/4K mode symbol interleaver的深度提高成四倍/二倍，如(图六)所示，如此可提供2K/4K mode更强的符号交错能力，并且提升2K/4K mode对于脉冲噪声的容忍力。

4K mode与in-depth interleaver技术是由Sony与Nokia所主导提出，由于此技术影响物理层规范，其缺点为与现存DVB-T系统不兼容。由于现存DVB-T接收机将无法正确地接收使用4K mode与in-depth interleaver的信号，意谓着4K mode与in-depth interleaver仅能使用在专为DVB-H规划的系统中。

DVB-H网络架构与软式交递

在网络架构方面，COFDM系统特有的单频网（Single Frequency Network; SFN）架构依然适用于DVB-H网络，以「全区域广播」为前提，单频网架构具有最高的频谱使用效益。然而，为满足未来个人化多媒体服务之需求，广播也有可能朝向「个人化、区域化」发展，则真正成熟的DVB网络系统最终仍会由多个单频网组成多频网（Multiple Frequency Network，MFN），如(图七)所示，各个单频网视环境因素选择不同的传输参数，如此才能有效地使用带宽资源在不同地理人文环境下提供区域性的广播。

在多频网架构下，系统必须提供软式交递（soft handover）的机制才能确保用户在不同细胞间移动且不中断服务，否则每当用户跨越单频网交界区域时就得被迫中断服务。软式交递是指被服务者在移动跨越两单频网服务范围时，必须能同时接收两个单频网之服务，直到完全离开原本的单频网服务范围才恢复为接收一个单频网服务的状态。

前面所提到的time-slicing除了能节省接收机功耗，更提供了一种软式交递机制。如(图八)示，邻近之单频网都拥有自己的发射频率（如图中之F1、F2与F3所示），假设某一用户原本使用频率F1并处于SFN1之服务范围，因移动而逐渐脱离SFN1之电波覆盖区，接收机在脱离SFN1之电波覆盖区的过程中将侦测到信号强度下降，由于time-slicing的数据流安排方式使对应相同服务的bursts之间都会有一段off-time，故当接收信号强度低于某一程度时，接收机可以启动「监听」功能利用原本闲置的off-time搜寻邻近细胞SFN2与SFN3可用（指对应原本的服务）且强度适当之信号，如此可以在仅单一接收天线的情况下完成软式交递，需注意此情况下之服务不中断是指「无封包遗失」。明显地，此机制将影响接收机之功耗，所幸交递的动作并不会经常发生，且每次利用off-time只需几秒的时间，并无损time-slicing提供省电之美意。

DVB-H之应用领域与未来发展

DVB-H本身除了可用作狭义的手持式数字视频传输标准提供「手机电视业务」，以(图九)为例，在相同的带宽下，利用DVB-T技术可以允许用户在大屏幕上欣赏数个高画质数字节目；若利用DVB-H技术透过IP datacast的方式来播放节目，则可以允许用户利用较小的屏幕欣赏数十个节目。

此外，在DVB Project所规划名为「IP-datacast（IPDC）」的未来广义数据广播（data broadcasting）系统中，DVB-H也将被用作底层之单向传输技术标准以提供「行动多媒体业务」，如(图十)所示，IPDC 是一整合异质网络的系统平台，目的是将所有数据以IP封装（具备完整的描述定义、互操作性与一致性），再藉由共通之因特网平台整合数字广播网络与行动通讯网络，以达到具备区域性与互动性之个人化或群体化数据数据之传递服务，并实现用户只要拥有单一行动装置即能享受「个人化数字内容－随时、随地」之终极愿景。为了推广DVB-H和行动通讯的结合，NOKIA也正在发展最新的智能型移动电话，将于2005年第一季推出的NOKIA 7710，如(图十一)所示，利用插卡的方式可以附加DVB-H使原本的移动电话升级成为可接收DVB-H节目之手持式多媒体装置。

IPDC系统所能提供的多样化商业服务，例如：实时新闻与股市、交通与旅游信息、多媒体传输、交互式网页与主题式内容搜寻、院线电影信息与预告片、实时赛事之电子签赌、电子投票、电子商务、交互式广告等，若经由适当组合视讯、网络与电子商务等功能将提供更多体贴用户的服务。由于行动通讯与广播网络个有所长，可以预期的是，行动通讯网络业者与无线数字广播业者之间微妙的竞合关系将是影响IPDC未来发展的一项关键因素。

结语

因应「行动多媒体」的潮流，具有丰富内容的数字电视也从家庭应用走向个人随身装置。以目前的广播数字化进展看来，离「数字内容 － 随时、随地」之愿景尚有一段距离，而DVB-H迈出了第一步，它提供手持装置接收数字广播信号的规范，接下来仍有其它技术问题等待克服。本文回顾了DVB-H之发展缘由，并探讨了DVB-H之相关技术，更进一步以数字广播搭配行动通讯网络之交互式服务应用说明了未来技术发展方向。文末以(图十二)呼应本篇的内容，希望能为对数字广播发展有兴趣的人带来一些帮助。

＜陈庆永博士及高志阳博士为工研院电通所视讯与光通讯技术组传输技术部工程师＞

延 伸 阅 读

DVB-H规格为了使电池驱动的携带型终端也能接收数字广播电视信号，采取了将信号接收电路分时开关的方法等实现了低耗电。DVB已陆续在芬兰、德国、西班牙、美国等地进行了传输试验。相关介绍请见「ETSI正式启动DVB-H标准制定工作 」一文。 由于电视、手机与计算机等不同的设备采用了不同的影音格式，如何互通就成了市场发展的关键。例如数字电视采用MPEG-2，手机采用MPEG-4/H.263，计算机方面则由微软与Real Player主导市场，未来则还有新兴的应用，如行动TV用DVB-H等规格，有些智能型手持设备则会用WiFi标准。你可在「无线多媒体的发展瓶颈与冲击」一文中得到进一步的介绍。 DVB-H标准将使手机等便于携带的行动装置可以接收针对家用电视机发送的地面数字电视广播（DVB-T）信号。以芬兰诺基亚等手机厂商为主导，自2002年夏季在欧洲开始标准化活动。 在「欧洲手机地面数字电视广播方式大致确定」一文为你做了相关的评析。

相关组织网站	欧洲数字视频广播技术发展组织 数字视频工业官方网站 欧洲电信标准组织官方网站