มาตรฐาน DTV ภาคพื้นดิน (Digital Terrestrial TV)

ระบบโทรทัศน์ดิจิทัล ATSC ได้รับการ พัฒนาขึ้นในประเทศสหรัฐอเมริกาในปี ค.ศ. 1998 เพื่อใช้แทนที่ระบบโทรทัศน์สีแอนะล็อก NTSC 525 เส้น 60 Hz โดยคณะกรรมการ ATSC (Advance Television System Committee) สำหรับประเทศสหรัฐอเมริกาและแคนาดา ข้อกำหนดในการพัฒนาระบบใหม่นี้คือ ต้องสามารถครอบคลุมพื้นที่ เขตบริการ ทั้งขนาดพื้นที่ทางภูมิศาสตร์และจำนวนประชากร เท่ากับการให้บริการโทรทัศน์สี NTSC แบบดั้งเดิม โดยต้องไม่มีการรบกวนกันกับการให้บริการโทรทัศน์สี NTSC ที่มีอยู่เดิม ทั้งนี้ได้มีการทดสอบการให้บริการโทรทัศน์ดิจิทัล ATSC แล้ว ผลที่ได้จากการทดสอบพบว่า เป็นที่น่าพอใจ อย่างยิ่ง เนื่องจากมีการรบกวนระหว่างช่องสัญญาณความถี่เดียวกันต่ำ จึงสามารถเพิ่มจานวนช่องสัญญาณได้มากขึ้นถึง 1600 ช่อง และผู้ชมทางบ้านสามารถรับชมได้อย่างสะดวกเพราะใช้เพียงสายอากาศ ที่ติดตั้งบนหลังคา (roof-top) หรือสายอากาศแบบพกพาเคลื่อนย้ายได้ (Portable) ก็จะรับสัญญาณได้ดี และระบบ ATSC ยังได้ออกแบบเพื่อให้มีความทนทานต่อสภาพการรับสัญญาณซ้ำซ้อนกันจากคลื่นวิทยุที่สะท้อนจากภูเขา อาคารหรือสิ่งก่อสร้างแบบ Multipath ที่ช่วงเวลาที่คลื่นวิทยุเหล่านั้น มาถึงต่างกันไม่มากนัก รวมทั้งมีประสิทธิภาพในการใช้แถบความถี่และสะดวกในการจัดสรรช่องสัญญาณความถี่ ระบบ ATSC ได้กำหนดมาตรฐานรูปแบบภาพโทรทัศน์ ที่มีความชัดเจน แตกต่างกัน ตามตาราง

หมายเหตุ i : การสแกนแบบอินเทอร์เลซ (Interlaced) ที่ใช้กับโทรทัศน์ทั่วไป
p : การสแกนแบบก้าวหน้า (Progressive) ที่ใช้กับจอภาพ  จากตาราง สถานีโทรทัศน์สามารถเลือก รูปแบบภาพให้เหมาะสมกับรายการที่ถ่ายทอด เช่น หากกำลังถ่ายทอดรายการ ภาพยนตร์ ให้เลือกรูปแบบภาพที่มีความละเอียด 1920 X 1080 พิกเซล, 60i โดยใช้อัตราส่วนระหว่างความยาวในแนวนอนกับความยาวในแนวดิ่งเท่ากับ 16 : 9 หรือที่เรียกว่ามาตรฐาน 1080i ส่วนการถ่ายทอดการแข่งขันกีฬาและข่าว อาจเลือก รูปแบบภาพที่มีความละเอียด 1280 X 720 พิกเซล, 30p โดยใช้อัตราส่วนระหว่างความยาวในแนวนอนกับความยาวในแนวดิ่งเท่ากับ 16 : 9 หรือที่เรียกว่ามาตรฐาน 720p เป็นต้น มาตรฐานรูปแบบภาพโทรทัศน์แบบ 1080i และ 720p ถูกกำหนดให้เป็นมาตรฐานโทรทัศน์ความชัดเจนสูง หรือ มาตรฐาน HDTV ซึ่งมีความชัดเจนมากกว่า รูปแบบภาพที่มีความละเอียด 480 X 704, 60i หรือแบบ 480 X 640, 60i บนมาตรฐานจอภาพ 16 : 9 หรือ 4 : 3 ซึ่งกำหนดให้เป็นโทรทัศน์ความชัดเจนมาตรฐาน SDTV โดยทั่วไปโทรทัศน์ความชัดเจนสูงจะชัดกว่าโทรทัศน์ความชัดเจนมาตรฐาน และโทรทัศน์สี NTSC ถึง 6 เท่า สาหรับระบบเสียง นั้น มาตรฐาน ATSC เลือกใช้ตามมาตรฐาน Dolby AC-3 แบบ 5.1 ช่องเสียง ทั้งสำหรับสัญญาณภาพซึ่งถูกบีบอัดด้วยมาตรฐาน MPEG-2 และสัญญาณเสียงระบบ Dolby AC-3 จะถูกนำมามัลติเพล็กซ์กันตามมาตรฐาน MPEG-2 TS ก่อนที่จะถูกนำมาเข้ารหัสและมอดูเลตสัญญาณเชิงขนาดแบบ VSB เช่นเดียวกับระบบโทรทัศน์สี NTSCการมอดูเลตสัญญาณเชิงขนาดแบบ VSB สำหรับมาตรฐาน ATSC นั้น ได้แก่การมอดูเลต แบบ 8 VSB โดยวิธีการ มอดูเลตสัญญาณแบบ 8 VSB สามารถป้องกันการรบกวนจากระบบโทรทัศน์สี NTSC เดิมได้ดีกว่า และขนาดช่องสัญญาณที่ใช้ได้มีขนาด 6, 7 และ 8 เมกะเฮิร์ทซ์ หากใช้วิธีการมอดูเลตสัญญาณแบบ 8 VSB ในช่องสัญญาณขนาด 6 เมกะเฮิร์ทซ์ จะสามารถรองรับอัตราบิตของการส่งข้อมูลได้ถึง 19.28 เมกกะบิตต่อวินาที โดยอัตราข้อมูลนี้สามารถรองรับรายการโทรทัศน์ที่มีความชัดเจนสูงได้ 1 รายการ หรือ รายการโทรทัศน์ที่มีความชัดเจนมาตรฐานได้ถึง 4-6 รายการพร้อมกัน และมาตรฐาน ATSC เหมาะสำหรับประเทศที่ใช้ไฟฟ้าระบบ 60 Hz ปัจจุบันยังไม่สามารถให้บริการแก่โทรทัศน์เคลื่อนที่ได้

รูปแสดงการใช้สเปกตรัมความถี่ของโทรทัศน์ ดิจิทัล ATSC ซึ่งผลจากการใช้เทคโนโลยี 8VSB คือทำให้ได้เขต บริการที่กว้างไกลกว่า มาตรฐานอื่น ๆ ที่กำลังส่งออกอากาศ (ERP หรือ effective radiated power) เท่ากัน จึงเหมาะสมกับประเทศสหรัฐอเมริกาที่มีพื้นที่กว้างขวางแต่มีความหนาแน่นของประชากรน้อย โดย ประชากร ที่อยู่ในเขต พื้นที่ที่มีความหนาแน่นต่ำ ลักษณะของช่องสัญญาณ จะเป็นช่องสัญญาณที่มีสัญญาณรบกวนแบบเกาส์ (Gaussian Channel) ดังที่แสดงตามรูปด้านล่าง ในขณะที่ประชากร ที่อยู่ในเขตพื้นที่ที่มีความหนาแน่นสูงจะมีลักษณะ ช่องสัญญาณ ที่มีสัญญาณรบกวนแบบเรลีย์ (Rayleigh Channel) หรือช่องสัญญาณไรซ์ (Rice Channel)