数字电视地面广播传输系统的主要设计目标是频谱的高效利用,以及稳定的固定接收和移动接收能力。我国数字电视地面广播标准(以下简称“国标”)的研发,凝聚着我国数字电视领域研发人员的心血,也离不开方方面面的大力支持。从1999年正式启动,在经历了各个研发单位独立进行技术研究和系统开发的“竞争”阶段后,2004年开始进入从各个技术方案分散研发走向集中“融合”的阶段。最终在2006年8月18日,经过国家标准化委员会批准,正式颁布了中国地面数字电视国家强制性技术标准GB20600-2006,全名为《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》。国标能够同时支持高清晰度电视、清晰度电视和多媒体数据广播等多种业务,满足大范围固定覆盖和移动接收的需要。其英文名称为:Digital Television Terrestrial Multimedia Broadcasting,缩写为DTMB。国标融合了各个研究方技术方案的特点:采用了清华大学提出的帧结构和被国家知识产权局评估为基础性发明的时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)多载波调制技术;采用了上海交通大学提出的单载波调制技术和系统信息定义方式;采纳了广电科学研究院提出的使用LDPC作为前向纠错码的建议。该方案在统一的系统帧结构、扰码纠错、系统时钟、时域交织、调制方式、信号带宽等处理模块下,实现单载波、多载波工作模式共存,因而可以在时域、频域结合的信号处理基础上,利用统一的硬件对单载波、多载波信号进行处理而不明显地增加接收的复杂度。国标的颁布将有力地扭转我国电视行业长期以来所处的不利的竞争局面,进而实现我国从电视大国到强国的转变,为国家经济带来巨大发展空间和机遇。国标研发起步较晚,其后发优势使得国标的整体性能超过了目前TU已接纳的三个数字电视国际标准。这一结论不仅在国标颁布前中国工程院组织的若干次测试中得到了证明,也在南美多个国家进行的现场对比测试中得到证实。国标完全具备和其他三个国际标准同台竞技的实力。
国家相关管理部门高度重视数字电视的重要性,制定了庞大的地面数字电视推广计划,国家广播电影电视总局2000年完成了包括北京奥运会7个比赛城市在内的37个省会、直辖市和计划单列市的国标播出;该计划2010年完成300个城市的发射系统建设;2012年在全国近3000个县级市全面推广国标,2015年停止模拟电视广播。特别需要指出的是,2006年10~12月间,在香港进行了DTMB和DVBT的对比测试,结果DTMB优于欧标DVBT,在视距、楼宇遮挡、单频组网和通过有线电视及潮汐衰落下的固定和移动接收性能均满足要求。2007年6月香港电讯管理局发表局长声明,决定采用DTMB作为香港地面数字电视传输制式。同年12月31日在香港正式开始了商业播出,香港特首曾荫权先生亲自主持开播仪式。2008年澳门也宣布采用DTMB标准播出。截至2010年,香港已经建成7个发射站的单频组网,同时播出14套高清和标清电视节目,无论是覆盖质量还是接收效果都远优于以前的模拟广播,堪称全球建设最快、密度最高、覆盖最复杂的地面数字电视单频广播网络之一。2009年年底的数据显示,DTMB系统覆盖人口85%,用户已有106万,渗透率达46.5%,而在香港市场上销售的终端产品超过200款。与此同时,工业和信息化部也规划要求,所有新生产的46英寸(1英寸=2.54cm)以上的电视必须具备地面数字电视的接收功能;在适当时间要求所有新生产的电视必须具备地面数字电视的接收功能。在其“中国电子信息产业振兴规划”中,将“数字电视推广应用和产业链建设”列入了未来三年的六大重点工程。国家中长期规划“核心器件、高端芯片和基础软件”重大专项中的“数字电视高端SoC芯片”项目以及发改委的数字电视专项,都为地面数字电视行业的加速发展创造了良好的条件,“三网融合”是最近引起相关政府部门和业界热烈讨论的一个热门话题。从运营商的角度看,其内涵不是指物理网络的融合,而是业务的融合,即在同一个网络(可以是通信、计算机数据或者广播网络)中同时支持包括视频、数据和语音在内的双向多媒体服务,而并不绝对要求终端的融合。显而易见,这样可以最大限度地利用现有的网络资源,服务于用户。(www.daowen.com)
但对基于单向广播业务设计的电视网络而言,要在现有网络构架上向其所覆盖的广大区域内成千上万的用户提供双向服务,面临着巨大的挑战,特别是地面和卫星这类无线系统。DVB所组织推出的地面和卫星回传方案DVB-RCT和DVB-RCS,由于频率和成本等原因,均未获得成功的商业应用。目前支持双向广播电视的另一种方案是发挥各自网络的优势,综合调度网络资源,向用户提供有服务质量保证的双向多媒体信息服务。该方式与“三网融合”的字面含义更为吻合,中国与欧盟合作的FP6项目、MING-T项目(包括目前在一些地方正在使用的“紫荆神网”系统),就是这种思路的具体实现。其核心思路是使用广播作为大容量信息下行通道,主要服务于很多用户共同需要的多媒体信息,而由通信或者计算机网络提供个性化的交互服务并作为上行的服务请求信道,与广播网合作造成双向系统。其研究重点包括:不同广播标准之间的互操作性及广播与通信标准的结合实时越区切换和SoC等核心技术问题,项目团队同时研发了适合网络融合应用需求的软硬件构架,并进行了相关的实验室演示和现场测试。
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