前言
在經(jīng)歷了機(jī)械電視時(shí)代、黑白電子電視和彩色電視時(shí)代以后，電視向著數(shù)字化和高清晰度向前邁進(jìn)，模擬電視在全世界范圍內(nèi)正在逐步引退。經(jīng)過(guò)多年堅(jiān)持不懈的研究和發(fā)展，數(shù)字電視地面廣播（DTTB：Digital Television Terrestrial Broadcasting）取得了很多的成果，世界上已經(jīng)提出了三個(gè)地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)：歐洲的DVB-T，美國(guó)的ATSC，日本的ISDB-T，并且都達(dá)到實(shí)用階段，許多國(guó)家和地區(qū)都在選擇自己的 DTTB 系統(tǒng)。但隨著技術(shù)的發(fā)展和研究的不斷深入，人們逐漸認(rèn)識(shí)到在移動(dòng)接收、頻譜效率、單頻網(wǎng)、干擾、系統(tǒng)的靈活性等方面，上述三個(gè)系統(tǒng)各有相應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)。 在此背景下，針對(duì)上述目前世界上三個(gè)地面數(shù)字電視系統(tǒng)存在的問(wèn)題，清華大學(xué)提出了一種新穎的、適合我國(guó)國(guó)情的地面數(shù)字電視方案，和美國(guó)、歐洲的地面標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)，稱為地面數(shù)字多媒體電視廣播（DMB-T：Terrestrial Digital Multimedia/TV Broadcasting）方案。 DMB-T 方案的目的是提供一種數(shù)字信息傳輸方法，系統(tǒng)的核心采用了mQAM/QPSK 的時(shí)域同步正交頻分復(fù)用（TDS－OFDM：Time Domain Synchronous －Orthogonal Frequency Division Multiplexing）調(diào)制技術(shù)；系統(tǒng)使用創(chuàng)新的前向糾錯(cuò)編碼技術(shù)；并實(shí)現(xiàn)了分級(jí)調(diào)制和編碼；同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)多媒體業(yè)務(wù)。 本文件針對(duì)常見(jiàn)的問(wèn)題，旨在說(shuō)明DMB-T 的技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用服務(wù)、單頻網(wǎng)技術(shù)等，以及符合協(xié)議的相關(guān)設(shè)備，包括運(yùn)營(yíng)建設(shè)過(guò)程中需要注意的一些問(wèn)題。
第一部分 關(guān)于數(shù)字電視
1.1 什么是數(shù)字電視？
數(shù)字電視（DTV：Digital Television ）是指采用數(shù)字技術(shù)將活動(dòng)圖像和聲音等信號(hào)加以處理、壓縮、編碼，經(jīng)存儲(chǔ)或?qū)崟r(shí)廣播后，供用戶接收、播放的電視系統(tǒng)。系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括從演播室節(jié)目制作，到處理、傳送、存儲(chǔ)/傳輸，直至接收、顯示等過(guò)程都采用數(shù)字信號(hào)。與傳統(tǒng)的模擬電視相比，數(shù)字電視在圖像和聲音質(zhì)量?jī)擅娑加兄卮蟾倪M(jìn)。根據(jù)清晰度可分為：標(biāo)準(zhǔn)清晰度數(shù)字電視（SDTV：Standard Definition Television ）和高清晰度數(shù)字電視（HDTV：High Definition Television）,碼率分別約為4 兆和20 兆比特左右。
近幾年來(lái)，市場(chǎng)上常見(jiàn)的數(shù)碼電視，盡管在原有模擬電視的個(gè)別環(huán)節(jié)中使用了一些數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)如清晰度、降噪、去閃爍等，用來(lái)提高和改善模擬彩色電視機(jī)的圖像和聲音質(zhì)量，但從天線接收的信號(hào)，都不是真正意義上的數(shù)字電視，它與全數(shù)字電視信號(hào)并不能直接兼容。相反，真正的數(shù)字電視則可以接收全數(shù)字電視信號(hào)，充分發(fā)揮數(shù)字電視的優(yōu)越性。
1.2 數(shù)字電視有哪些優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)？
（1）清晰度高、音頻效果好。由于數(shù)字電視全過(guò)程采用數(shù)字信號(hào)，不受節(jié)目編輯、傳輸、轉(zhuǎn)播和接收的影響。SDTV 數(shù)字電視節(jié)目可以達(dá)到DVD 質(zhì)量，在觀看HDTV 節(jié)目時(shí)清晰度是目前電視的4 倍以上，如35mm電影般清晰。
（2）頻帶利用率高。原PAL 頻道可播放4 到8 套標(biāo)清數(shù)字電視。
（3）抗干擾性能好。解決了模擬電視中的閃爍、重影、亮色互串等問(wèn)題；可以實(shí)現(xiàn)城市樓群的高質(zhì)量接收，移動(dòng)載體中也可接收到清晰的數(shù)字電視節(jié)目。
(4)便于開(kāi)展各種綜合業(yè)務(wù)和交互業(yè)務(wù)（包括因特網(wǎng)業(yè)務(wù)），有利于構(gòu)建“三網(wǎng)合一”的信息基礎(chǔ)設(shè)施。
（5）節(jié)目的加密處理等應(yīng)用。
1.3 數(shù)字電視的傳輸媒介有哪些？
根據(jù)傳輸媒介的不同，主要分為：地面數(shù)字電視、有線數(shù)字電視（包括光纖、銅軸和兩者的混合網(wǎng)）、衛(wèi)星數(shù)字電視等。
1.4 數(shù)字電視都有什么樣的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)？
數(shù)字電視是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，主要包括演播室里完成信號(hào)的抽樣、量化、壓縮編碼的信源壓縮部分，發(fā)射機(jī)房中的為傳輸穩(wěn)定和可靠進(jìn)行的信道傳輸部分，以及千家萬(wàn)戶使用的接收和顯示部分等。
信源部分的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)主要是MPEG（活動(dòng)圖像專(zhuān)家組）提出的MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4 等視音頻標(biāo)準(zhǔn)。信道部分的標(biāo)準(zhǔn)比較多，根據(jù)傳輸媒介的不同分為衛(wèi)星、有線、地面三種，其中衛(wèi)星的標(biāo)準(zhǔn)有歐洲DVB 組織提出的DVB-S，有線主要有DVB-C。
當(dāng)前，地面數(shù)字電視的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)主要有三個(gè)：歐洲DVB 組織提出的以COFDM 為核心技術(shù)的DVB-T 標(biāo)準(zhǔn)；美國(guó)大聯(lián)盟組織提出的以8VSB 為核心技術(shù)的ATSC 標(biāo)準(zhǔn)；日本提出的以BST-OFDM 為核心技術(shù)的ISDB-T 標(biāo)準(zhǔn)。
清華大學(xué)提出的以TDS-OFDM 為核心技術(shù)DMB-T 方案，已由信息產(chǎn)業(yè)部和國(guó)家廣電總局用《中國(guó)的地面數(shù)字多媒體電視廣播的發(fā)展》信息文稿的形式通報(bào)到國(guó)際電聯(lián)，引起熱烈反響，為我國(guó)數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)成為國(guó)際公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)邁出了第一步。一旦DMB-T 確定為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，很有可能成為世界上第四個(gè)地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)。
1.5 發(fā)展地面數(shù)字電視有什么益處？
首先，地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)電視臺(tái)制高點(diǎn)的天線發(fā)射無(wú)線電波覆蓋電視用戶，客戶端通過(guò)接收天線和電視機(jī)收視節(jié)目。地面廣播也是數(shù)字電視廣播最基本的傳輸網(wǎng)絡(luò)形式。除了提供娛樂(lè)、學(xué)習(xí)等公益服務(wù)之外，其普遍性、可控性和抗毀性還被視為國(guó)家安全設(shè)施，使之成為緊急情況下動(dòng)員國(guó)民最直接最可靠的政府喉舌。
其次，開(kāi)發(fā)地面數(shù)字電視市場(chǎng)可以滿足人們隨時(shí)隨地收看多媒體節(jié)目的要求。數(shù)字電視的發(fā)展已經(jīng)不僅僅是收看內(nèi)容的多少，而是收看地點(diǎn)的靈活性、收看時(shí)段的隨意性。
很重要的就是，開(kāi)展地面數(shù)字電視服務(wù)能夠利用目前大量閑置的無(wú)線頻譜資源，實(shí)現(xiàn)更多的應(yīng)用業(yè)務(wù)以提高頻率效益。作為廣播運(yùn)營(yíng)單位，不但可以利用原有電視頻道，也可利用閑置的無(wú)線頻譜來(lái)開(kāi)展地面數(shù)字電視廣播，提供數(shù)字電視的移動(dòng)接收和便攜接收服務(wù)（支持大于5Mbps 的碼率），或者提供高清晰度電視以便用室內(nèi)簡(jiǎn)單天線進(jìn)行固定接收（傳輸大于20Mbps 的碼率來(lái)），提高頻率利用的經(jīng)濟(jì)效益。此外在開(kāi)發(fā)一般的數(shù)字電視業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)廣播的同時(shí)，如果能夠?qū)崿F(xiàn)接收機(jī)定位、定時(shí)接收和雙向交互業(yè)務(wù)以及對(duì)用戶的個(gè)性化信息等業(yè)務(wù)，將大大擴(kuò)展無(wú)線頻道的業(yè)務(wù)能力，為無(wú)線電視臺(tái)提供更廣闊的發(fā)展機(jī)會(huì)。
總之，地面數(shù)字電視項(xiàng)目具有投資少、見(jiàn)效快的特點(diǎn)，而且可以帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。開(kāi)展地面數(shù)字電視，等于為我國(guó)這個(gè)世界上最大的電視消費(fèi)和生產(chǎn)國(guó)開(kāi)發(fā)了一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)。
1.6 地面數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)的需求和要求都有哪些？
從宏觀上看，地面數(shù)字電視主要從標(biāo)準(zhǔn)、用戶、產(chǎn)業(yè)等角度考慮。
首先對(duì)于地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)，第一要求滿足地面數(shù)字電視傳輸要求；第二要真正具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)；第三方面要在功能上具有可擴(kuò)展性；第四個(gè)方面；還要求研制相應(yīng)的試驗(yàn)系統(tǒng)，以驗(yàn)證所建議的傳輸標(biāo)準(zhǔn)。
其次從用戶角度，要求可以為HDTV 信號(hào)傳輸提供大于 20Mbps 的凈荷碼率，為 SDTV 信號(hào)傳輸提供大于 5Mbps 的凈荷碼率，并能使用簡(jiǎn)單天線支持室內(nèi)固定接收和能在車(chē)速移動(dòng)條件下支持移動(dòng)接收；還要具有信號(hào)覆蓋半徑不少于35 公里的單頻組網(wǎng)能力；另外整體性能指標(biāo)應(yīng)優(yōu)于或相當(dāng)于相應(yīng)的國(guó)外現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的性能。在功能上具有支持傳輸HDTV、SDTV、音頻、數(shù)據(jù)、短信息等多優(yōu)先級(jí)多媒體數(shù)據(jù)碼流的可擴(kuò)展性，為將來(lái)實(shí)現(xiàn)接收機(jī)定位、定時(shí)接收和雙向交互業(yè)務(wù)以及對(duì)用戶的個(gè)性化信息服務(wù)等系統(tǒng)功能擴(kuò)展提供必要的技術(shù)基礎(chǔ)。
對(duì)于產(chǎn)業(yè)方面的需求，首要的就是具有自主性，也就是用自己的基礎(chǔ)發(fā)明專(zhuān)利有機(jī)地整合成自己的傳輸標(biāo)準(zhǔn)體系，形成比較完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，構(gòu)筑保護(hù)我國(guó)數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)的技術(shù)壁壘。然后還要求具有很好的經(jīng)濟(jì)性：技術(shù)成熟并有自己的專(zhuān)用芯片；力求和國(guó)際最通用的標(biāo)準(zhǔn)具有最大的產(chǎn)品兼容性，以便拓展我國(guó)數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)的國(guó)際發(fā)展空間和共享國(guó)際技術(shù)設(shè)備資源。
從地面廣播的無(wú)線傳輸系統(tǒng)本身考慮，就要從傳輸信息容量、抗動(dòng)態(tài)多徑干擾/頻率選擇性衰落信道、單頻網(wǎng)信號(hào)覆蓋等方面進(jìn)行考慮。通常來(lái)講，DTTB 的發(fā)射天線高度為幾百米，發(fā)射功率為幾百到幾千瓦，覆蓋幾十公里；DTTB 應(yīng)能夠工作在單頻網(wǎng)模式，以便進(jìn)行更大面積的同頻信號(hào)覆蓋；我國(guó)的DTTB 傳輸帶寬8 兆赫，傳輸技術(shù)措施主要應(yīng)針對(duì)頻率選擇性衰落。
在傳輸信息容量上，HDTV 就要求提供大于20Mbps 的凈荷碼率；SDTV 需要提供大于5Mbps 的凈荷碼率；此外，多媒體業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)提供大于20Mbps 的凈荷碼率。
文章標(biāo)簽: DMB-T 正交頻分復(fù)用 DVB DTTB
文章出處:清華大學(xué)
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