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清华大学 DMB-T 地面数字电视传输方案白皮书一前言在经历了机械电视时代、黑白电子电视和彩色电视时代以后，电视向着数字化和高清晰度向前迈进，模拟电视在全世界范围内正在逐步引退。经过多年坚持不懈的研究和发展，数字电视地面广播DTTB:Digital Television Terrestrial Broadcasting取得了很多的成果，世界上已经提出了三个地面数字电视标准:欧洲的DVB-T，美国的ATSC，日本的ISDB-T，并且都达到实用阶段，许多国家和地区都在选择自己的 DTTB 系统。但随着技术的发展和研究的不断深入，人们逐渐认识到在移动接收、频谱效率、单频网、干扰、系统的灵活性等方面，上述三个系统各有相应的优缺点。在此背景下，针对上述目前世界上三个地面数字电视系统存在的问题，清华大学提出了一种新颖的、适合我国国情的地面数字电视方案，和美国、欧洲的地面标准相对应，称为地面数字多媒体电视广播DMB-T:Terrestrial Digital Multimedia/TV Broadcasting方案。DMB-T 方案的目的是提供一种数字信息传输方法，系统的核心采用了mQAM/QPSK 的时域同步正交频分复用TDS－OFDM:Time Domain Synchronous －Orthogonal Frequency Division Multiplexing调制技术；系统使用创新的前向纠错编码技术；并实现了分级调制和编码；同时可以实现多媒体业务。本文件针对常见的问题，旨在说明DMB-T 的技术特点、应用服务、单频网技术等，以及符合协议的相关设备，包括运营建设过程中需要注意的一些问题。第一部分 关于数字电视1.1 什么是数字电视？数字电视DTV:Digital Television 是指采用数字技术将活动图像和声音等信号加以处理、压缩、编码，经存储或实时广播后，供用户接收、播放的电视系统。系统的各个环节，包括从演播室节目制作，到处理、传送、存储/传输，直至接收、显示等过程都采用数字信号。与传统的模拟电视相比，数字电视在图像和声音质量两面都有重大改进。根据清晰度可分为:标准清晰度数字电视SDTV:Standard Definition Television 和高清晰度数字电视HDTV:High Definition Television，码率分别约为4 兆和20 兆比特左右。近几年来，市场上常见的数码电视，尽管在原有模拟电视的个别环节中使用了一些数字信号处理技术如清晰度、降噪、去闪烁等，用来提高和改善模拟彩色电视机的图像和声音质量，但从天线接收的信号，都不是真正意义上的数字电视，它与全数字电视信号并不能直接兼容。相反，真正的数字电视则可以接收全数字电视信号，充分发挥数字电视的优越性。1.2 数字电视有哪些优势和特点？1清晰度高、音频效果好。由于数字电视全过程采用数字信号，不受节目编辑、传输、转播和接收的影响。SDTV 数字电视节目可以达到DVD 质量，在观看HDTV 节目时清晰度是目前电视的4 倍以上，如35mm电影般清晰。2频带利用率高。原PAL 频道可播放4 到8 套标清数字电视。3抗干扰性能好。解决了模拟电视中的闪烁、重影、亮色互串等问题；可以实现城市楼群的高质量接收，移动载体中也可接收到清晰的数字电视节目。4便于开展各种综合业务和交互业务包括因特网业务，有利于构建“三网合一”的信息基础设施。5节目的加密处理等应用。1.3 数字电视的传输媒介有哪些？根据传输媒介的不同，主要分为:地面数字电视、有线数字电视包括光纤、铜轴和两者的混合网、卫星数字电视等。1.4 数字电视都有什么样的国际标准？数字电视是一个复杂的系统，主要包括演播室里完成信号的抽样、量化、压缩编码的信源压缩部分，发射机房中的为传输稳定和可靠进行的信道传输部分，以及千家万户使用的接收和显示部分等。信源部分的国际标准主要是MPEG活动图像专家组提出的MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4 等视音频标准。信道部分的标准比较多，根据传输媒介的不同分为卫星、有线、地面三种，其中卫星的标准有欧洲DVB 组织提出的DVB-S，有线主要有DVB-C。当前，地面数字电视的国际标准主要有三个:欧洲DVB 组织提出的以COFDM 为核心技术的DVB-T 标准；美国大联盟组织提出的以8VSB 为核心技术的ATSC 标准；日本提出的以BST-OFDM 为核心技术的ISDB-T 标准。清华大学提出的以TDS-OFDM 为核心技术DMB-T 方案，已由信息产业部和国家广电总局用《中国的地面数字多媒体电视广播的发展》信息文稿的形式通报到国际电联，引起热烈反响，为我国数字电视标准成为国际公认标准迈出了第一步。一旦DMB-T 确定为国家标准，很有可能成为世界上第四个地面数字电视标准。1.5 发展地面数字电视有什么益处？首先，地面数字电视广播网络可以通过电视台制高点的天线发射无线电波覆盖电视用户，客户端通过接收天线和电视机收视节目。地面广播也是数字电视广播最基本的传输网络形式。除了提供娱乐、学习等公益服务之外，其普遍性、可控性和抗毁性还被视为国家安全设施，使之成为紧急情况下动员国民最直接最可靠的政府喉舌。其次，开发地面数字电视市场可以满足人们随时随地收看多媒体节目的要求。数字电视的发展已经不仅仅是收看内容的多少，而是收看地点的灵活性、收看时段的随意性。很重要的就是，开展地面数字电视服务能够利用目前大量闲置的无线频谱资源，实现更多的应用业务以提高频率效益。作为广播运营单位，不但可以利用原有电视频道，也可利用闲置的无线频谱来开展地面数字电视广播，提供数字电视的移动接收和便携接收服务支持大于5Mbps 的码率，或者提供高清晰度电视以便用室内简单天线进行固定接收传输大于20Mbps 的码率来，提高频率利用的经济效益。此外在开发一般的数字电视业务和数据广播的同时，如果能够实现接收机定位、定时接收和双向交互业务以及对用户的个性化信息等业务，将大大扩展无线频道的业务能力，为无线电视台提供更广阔的发展机会。总之，地面数字电视项目具有投资少、见效快的特点，而且可以带动相关产业的发展。开展地面数字电视，等于为我国这个世界上最大的电视消费和生产国开发了一个巨大的产业机会。1.6 地面数字电视传输系统的需求和要求都有哪些？从宏观上看，地面数字电视主要从标准、用户、产业等角度考虑。首先对于地面数字电视传输标准，第一要求满足地面数字电视传输要求；第二要真正具有我国自主知识产权；第三方面要在功能上具有可扩展性；第四个方面；还要求研制相应的试验系统，以验证所建议的传输标准。其次从用户角度，要求可以为HDTV 信号传输提供大于 20Mbps 的净荷码率，为 SDTV 信号传输提供大于 5Mbps 的净荷码率，并能使用简单天线支持室内固定接收和能在车速移动条件下支持移动接收；还要具有信号覆盖半径不少于35 公里的单频组网能力；另外整体性能指标应优于或相当于相应的国外现有标准的性能。在功能上具有支持传输HDTV、SDTV、音频、数据、短信息等多优先级多媒体数据码流的可扩展性，为将来实现接收机定位、定时接收和双向交互业务以及对用户的个性化信息服务等系统功能扩展提供必要的技术基础。对于产业方面的需求，首要的就是具有自主性，也就是用自己的基础发明专利有机地整合成自己的传输标准体系，形成比较完整的自主知识产权，构筑保护我国数字电视产业的技术壁垒。然后还要求具有很好的经济性:技术成熟并有自己的专用芯片；力求和国际最通用的标准具有最大的产品兼容性，以便拓展我国数字电视产业的国际发展空间和共享国际技术设备资源。从地面广播的无线传输系统本身考虑，就要从传输信息容量、抗动态多径干扰/频率选择性衰落信道、单频网信号覆盖等方面进行考虑。通常来讲，DTTB 的发射天线高度为几百米，发射功率为几百到几千瓦，覆盖几十公里；DTTB 应能够工作在单频网模式，以便进行更大面积的同频信号覆盖；我国的DTTB 传输带宽8 兆赫，传输技术措施主要应针对频率选择性衰落。在传输信息容量上，HDTV 就要求提供大于20Mbps 的净荷码率；SDTV 需要提供大于5Mbps 的净荷码率；此外，多媒体业务数据提供大于20Mbps 的净荷码率。--------------------------------------------------------------------------------
窦瑞冬·2024-11-28阅读457
符天宇·2024-11-28阅读580
