多路徑到清晰

一位大眾科學編輯接收無線高畫質電視的秘訣:同等份的運氣和耐心

編者按:我們釋出這篇來自我們2005年6月刊的故事,是因為即將到來的2009年2月17日切換到數字電視的最後期限,這可能會遇到一些障礙

保持天線水平。旋轉90度。向左移動幾英寸。站到右邊。稍微舉高一點……不行。再試一次。

這就是我的高畫質電視(HDTV)體驗。2003年,在我用42英寸等離子平板電視取代了我的電子槍映象管電視後不久,我便一頭扎進了數字電視(DTV)這個字母湯世界。我希望能欣賞到精美清晰的影像——結果卻看到我的曼哈頓有線電視公司輸入的畫面有多糟糕。更大的螢幕放大了模擬訊號的缺陷,這不僅使影像在細節和色彩上顯得柔和,還增加了淡淡的線條和斑點,更不用說刺耳的音訊了。我太小氣了,不願每月支付15美元的數字有線電視費用,而這費用也只包括幾個高畫質電影片道。所以我決定像過去一樣,透過無線方式接收訊號。

由於1997年聯邦通訊委員會的授權(見www.dtv.gov),全國各地的本地電視臺都在轉向數字電視。為了平穩過渡,聯邦通訊委員會允許廣播公司在電影片譜(2到69頻道)上同時傳輸模擬和數字訊號。如果你能接收到標準的無線電視,那麼你就能接收到數字電視,這是普遍的說法。

所以我花了大約300美元買了一個機頂盒,即三星SIR-T351高畫質電視接收器,然後在我的一個儲物箱裡翻找合適的天線。我所在地區的廣播公司在超高頻波段(14到69頻道)上發射數字電視訊號,所以我拿出了外形像蝴蝶結的天線。(兔耳朵天線適用於甚高頻2到13頻道。)我將蝴蝶結天線靠在朝西的窗戶上,試圖捕捉來自帝國大廈頂端發射器的訊號,那裡離北邊一英里遠。我開啟接收器,看著我的電視螢幕閃爍著亮了起來——顯示“無訊號”資訊。

實際上,問題是訊號太多了。城市中的接收效果眾所周知地差,因為廣播訊號在撞擊高樓時會四處反射。結果,訊號沿著多條路徑並在不同時間到達天線。接收器必須整理這些混亂的訊號,並找出要鎖定哪個訊號。這就像試圖在鏡子大廳裡識別真正的燈泡一樣。

在模擬電視中,這種多徑失真表現為重影。小時候,我經常不斷地調整天線,甚至敲打我們電視機的木製外殼頂部。接收效果不必完美:我仍然可以透過多重扭曲的影像來觀看《糊塗偵探》。

數字電視就沒那麼幸運了,它是非此即彼的:如果多徑問題嚴重,調諧器將不會產生任何影像或聲音。我唯一的辦法就是擺弄天線(等離子電視太薄了,沒法敲打)。我設法接收到了WPIX(33頻道)和WABC(45頻道)的數字廣播,而且只是偶爾能接收到。

我一頭撞進了巴爾的摩附近的辛克萊廣播集團在1990年代後期發現的問題。該公司進行的現場測試表明,室內接收可能無法實現。美國的傳輸格式稱為8-VSB(代表8級殘留邊帶),它比歐洲系統,即編碼正交頻分複用(COFDM),更容易受到多徑失真的影響。8-VSB格式廣播所需的功率更低,並且每秒可以打包更多資料(19.4兆位元,而COFDM為18.66兆位元)——對於“資料廣播”服務很有用。但是8-VSB在多徑環境中表現如此糟糕,以至於辛克萊敦促聯邦通訊委員會切換格式。

儘管我的經歷與辛克萊的發現相呼應,但我認為我應該用更好的天線對8-VSB進行一次誠實的嘗試。根據消費者電子產品論壇AVS論壇上的帖子,我嘗試了Gemini Silver Sensor。這款室內型號看起來像一個微型屋頂聖誕樹天線,據說是重影剋星。

我還向www.antennaweb.org尋求幫助,該網站根據街道地址推薦天線。該網站顯示你可以接收的頻道以及天線的指向方向。它告訴我瞄準帝國大廈,我知道這行不通——中間有太多建築物。我接收高畫質電視的唯一方法是捕捉到強烈的反射訊號。

在天線世界中,越大通常越好,所以我還嘗試了一些更激進且不太美觀的東西:室內使用的室外超高頻天線。它被稱為四單元蝴蝶結天線,尺寸約為兩英尺乘三英尺——屬於屋頂天線中較為緊湊的型別。(即便如此,你最好有一個非常通情達理的家庭。)果然,它使我能夠接收到WNBC。

儘管如此,接收效果仍然時斷時續。我會站在房間的角落裡,稍微來回移動笨重的天線,接收器會用短暫的訊號鎖定來挑逗我。在其他時候,我找到了一個最佳位置並將天線放在那裡,但當天氣變化時,頻道又丟失了。

一月份,我突然用指向南方的Silver Sensor接收到了WCBS。然後是WWOR,之後當我把天線放在揚聲器上堆疊的幾個盒子上時,接收到了WNYW。最終,我可以接收到從帝國大廈發射的所有頻道,儘管付出了一些努力。有些事情發生了變化。我向下看這條大街,看到一座公寓大樓在南邊幾個街區拔地而起。紐約市不斷變化的天際線至少在目前將高畫質電視訊號重定向到了我這裡。

我住在11樓,我無法想象那些離街道更近的人能夠可靠地接收到本地電視臺,一旦廣播公司停止模擬傳輸,這一事實可能會很重要。屆時他們將放棄52至69頻道。其中四個頻道將用於公共安全;其餘頻道將拍賣給無線服務。目標關閉日期是2006年12月31日,前提是廣播公司服務的85%的市場可以接收到數字電視(實際上是2009年或2010年)。不幸的是,85%的資料包括那些即使由於多徑失真而無法接收數字電視,但仍然擁有裝置的人。聯邦通訊委員會堅持使用8-VSB,是在賭博技術的進步將力挽狂瀾。


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事實證明這是一個明智的賭注,因為接收器變得越來越好:第一代型號可以處理比主訊號滯後不超過10微秒且強度不超過主訊號一半的重影。LG Zenith公司製造的新電路可以應對90微秒的時間差和強度與主訊號一樣強的多徑訊號,該公司聲稱。它的效能說服了辛克萊放棄了對8-VSB的反對意見。然而,截至今年三月[2005年],LG尚未提供這些裝置進行銷售。

新型天線也可能有所幫助。位於華盛頓州肯特的Dotcast公司設計了一種有源E場天線,Winegard Company和Terk Technologies公司正在銷售這種天線。它看起來像是老式航空母艦上的雷達天線的迷你版。Dotcast公司表示,內部的特殊放大器僅增強天線拾取的電場訊號,同時忽略其他射頻波。窄而27英寸長的Dotcast天線應該會在今年以約120美元的價格上市,據稱其功能與五英尺長的屋頂天線一樣好。

高畫質電視並沒有像TiVo和DVD那樣改變觀看體驗。而且也存在成長的煩惱。在WCBS的足球比賽中,一些螢幕圖形沒有顯示出來。在ABC的《絕望主婦》的高畫質廣播中,太空飛船發射的畫面短暫出現(這不是一個蹩腳的性笑話)。但是一旦你看到清晰度和色彩並聽到數字5.1聲道的聲音,就再也回不去了。我想要我的高畫質電視。我只是希望它更容易獲得。

Philip Yam is the managing editor of ScientificAmerican.com, responsible for the overall news content online. He began working at the magazine in 1989, first as a copyeditor and then as a features editor specializing in physics. He is the author of The Pathological Protein: Mad Cow, Chronic Wasting and Other Prion Diseases.

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