2017年1月9日，由数字电视技术研究中心首席科学家杨知行教授领衔的清华大学信息技术研究院数字电视中心团队完成的“DTMB系统国际化和产业化的关键技术及应用”项目，获得2016年度国家科技进步一等奖。这是信息技术研究院成立过程中，在科研团队重大项目攻关方面取得的标志性成果之一。

1.针对国家重大需求，奋战国民经济主战场

1999年10月，国务院批准设立“数字电视研究开发及产业化专项工程”，由原国家计委（现国家发展改革委）牵头，国家经贸委、科技部、信息产业部（现工业和信息化部）、国家质量技术监督局（现国家质检总局）和国家广电总局（现国家新闻出版广电总局）共同组成国家数字电视研发及产业化领导小组（以下简称国家领导小组），国务院副总理、国家计委主任曾培炎任组长。第一次领导小组会议决定：自主制定我国数字电视国家标准（而不是选用国外标准）。这一决定奠定了我国数字电视的发展方向。

1999年年初，在信产部科技司司长徐顺成的支持下，美国凌讯科技公司（LegendSilicon Inc.）携带《蜂窝数字电视网络传输协议》初步方案与我国数字电视国家重大专项总体组合作，三个月后《蜂窝数字电视网络传输协议》初步方案被总体组否定。凌讯科技公司三位创始人杨林、董弘与乔鹏求助他们在清华大学电子系上学时的导师吴佑寿院士，吴院士认为，数字电视是关系国家产业的大事，结合电子系在无线宽带数字通信领域的雄厚基础，应该可能在地面数字电视广播方面有所创新，带动整个学科建设。合作得到清华大学副校长龚克和电子系主任冯正和的大力支持，微波与数字通信国家重点实验室与凌讯科技公司合作组建了清华大学数字电视传输技术研发中心。

1999年7月，清华大学数字电视传输技术研发中心成立。重点实验室常务副主任杨知行教授任研发中心主任，吴佑寿院士任顾问组组长。研发中心的研究工作实行统一番号、统一指挥、统一战线的“三统一、一体化”管理原则。研究成果规定，双方人员都以清华大学为专利权人申报中国职务发明专利，发明人属于专利技术原始创造者。

1999年年底，研发中心开始全天候的研发工作。搭建数字电视测试系统，白天研发中心北京团队研发硬件系统，验证测试，提出改进方案，下班前聚集技术问题反馈给研发中心硅谷团队；夜晚研发中心硅谷团队修改算法代码，形成新方案，于北京上班时间发回研发中心北京团队。如此夜以继日，天梯式地爬山不止，很快形成了地面数字电视广播传输实验样机系统和关键技术解决方案。2000年5月，在清华大学“创世界一流大学”学科建设重点项目经费的支持下，在一批前瞻性研究课题成果的基础上，研发中心成功研发了一套地面数字电视广播传输的FPGA实验系统，提出了多媒体电视地面广播的概念，考虑到与通信、计算机的结合，这正是其前瞻性所在。研发中心主任杨知行教授将其命名为“地面数字多媒体/电视广播传输系统（简称DMB-T）”。

2000年8月，研发中心申请《数字信息传输方法及其地面数字多媒体电视广播系统》发明专利，权利要求60条，发明人为杨林、杨知行，2003年8月13日获得授权，2005年获得中国专利金奖。国家知识产权评估其为基础性发明。

2000年5月，研发中心研制成功DMB-T实验系统。为了高效地在北京进行DMB-T的开路测试工作以及便于在适当的时候邀请有关领导、技术专家和业内同行参观指导DMB-T系统，研究中心经各级管理部门批准，在清华大学主楼顶上建立了一个测试发射点，能覆盖清华大学6公里半径的周边地区。该测试平台为DMB-T标准方案的修改和完善发挥了巨大作用，从刚开始的接收成功率不到10%，经测试——改进——再测试——再改进，不断循环递进，最终达到100%的接收成功率。

2000年年末，信息产业部和广电总局经过详细考察、专家评审后联合决定，把清华大学DMB-T方案以《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国际电联。此举及时阻止了国际电联不再接受新标准提案的动议。我国代表团（包括信息产业部和广电总局有关领导、吴佑寿院士、龚克副校长等）于2001年3月在国际电信联盟例会上正式报告了DMB-T方案，国际电联ITU-R第六研究组（SG6广播业务）对中国方案反响热烈，SG6组各国专家对此十分关注，特别是第三世界国家对此表示出浓厚兴趣。SG6组主席Magenda先生说：“中国的文稿给SG6研究组带来了新的气象。”会议决定把我国提交的文稿分别载入Wh6E和WP6P工作组的总结报告，并为此建立了一个有76个代表成员参加的Email Reflector（电子信函“兴趣小组”），为我国数字电视标准争取成为国际公认标准迈出了坚实的第一步。

2001年3月，研发中心把上述完整的设计做成DMB-T发端信道编码调制专用芯片（0.18微米工艺，40万门，208PIN，TQFP封装）和收端信道解码解调专用芯片（0.25微米工艺，100万门，604PIN，BGA封装）。这是具有完整自主知识产权的我国第一代数字电视地面广播用的发送与接收试验芯片，标志着我国数字电视在标准制订和产业准备方面迈出了坚实的一步。

2001年4月，清华大学数字电视传输技术研发中心基于自主开发测试专用芯片的DMB-T传输标准测试系统初步联试成功，证明自主开发的专用芯片工作正常。采用上述两种专用芯片研制的DMB-T数字电视实验系统用模拟电视第44频道在实验室内开路联通。

2001年8月至2002年2月，国家数字电视系统测试实验室对五套样机的系统参数认定测试和系统性能指标测试的结果是只有清华大学DMB-T方案的申报标准方案和提交测试样机的一致性得到充分认定。

2002年5月，在国家有关领导的关心下，成立了国家数字电视标准联合研发工作组，聘请清华大学龚克副校长任组长，清华大学杨知行、浙江大学王匡、上海交通大学张文军、西安电子科技大学葛建华、广播科学研究院王联、成都电子科技大学朱维乐为组员，在龚克的组织下进行联合工作，开展知识产权评估。

国家知识产权局受国家计委委托，局长亲自领导，组织了最精锐的专业队伍，调动国际资源，在检索大量文献和研究相关国内外专利的基础上，对国内现有5个方案及其所申请的43个专利进行了严谨、细致和公正的评估，严谨求实地给出了结论。《数字电视地面传输技术方案专利评估报告》（以下简称《报告》）结论：被评估的43项相关专利中有22项与申报的传输方案的系统框架相关，其中清华大学占10项；基础性系统框架发明共4项，清华大学占3项；无需付费的改进性系统框架发明共7项，清华大学占3项；具体实现技术发明共8项，清华大学占4项。《报告》还分别对5个方案给出了总体评价：清华大学方案不同于目前的任何一种数字电视的体制，采用清华大学专利申请所支持的方案作为中国数字电视的传输体制，在一定程度上会形成阻挡国外产品进入中国的壁垒；其他四个方案都是在国外方案基础上的改进方案，在实施时需要向基础方案的专利付费。

2002年11月，发改委张国宝副主任批示：“以清华方案为基础，融合其他方案的优点。”2002年12月，发改委召集联合工作组开会，向与会者转达了以清华大学的多载波方案为基础的领导意见。

2.信息技术研究院组建研究中心，问鼎中国数字电视标准

直到2003年清华大学信息技术研究院成立，院长龚克组建了由杨知行作为学术带头人的数字电视技术研究中心，2003年6月，研发中心部分教师加入信息技术研究院，成立跨院系的清华大学数字电视技术研究中心。龚克副校长兼任研究中心主任，吴佑寿院士任研究中心顾问，杨知行教授任研究中心首席科学家，潘长勇和薜永林老师任研究中心副主任。在信息技术研究院的场地、资金和人才支持下，研究中心迅速发展成近百人的研发团队，在数字电视平台上演绎出“国家队”的形象。

十多年来，中心的研究工作一直围绕自主创新、国际领先这样一个富有挑战的目标，取得了从“中国制造”到“中国创造”的一个又一个“第一”。

当时，美国的数字电视标准采用了全时域的信号处理方式，而欧洲标准采用了全频域的处理方式，两者各有优劣。杨知行说：“这时我们就充分发挥了后发优势，看到了这两种标准的优势和缺陷，于是采用了时域和频域信号协同处理的方式，创新出‘时域同步帧头+频域数据帧体’的TDS-OFDM信号帧结构，在避免缺陷的同时，将欧美标准的优势结合了起来。”这种信号处理方式大幅提高了频谱效率、同步性能和信道估计精度，多项专利被国家知识产权局评估为基础性发明，成为学术界公认的一种新型OFDM技术体制，丰富和完善了多载波传输理论。此外，杨知行和团队还发明了一种适用于复杂的地面数字电视传输环境的LDPC纠错编码专利技术，这是国际上第一次在数字电视领域采用LDPC码标准，不仅大幅度提升了系统的接收性能，还引领了后来标准的技术方向。

2006年，经过清华大学和业界多年努力，中国第一个自主制定的地面数字电视传输标准（GB 20600—2006，简称DTMB）正式颁布，由于采用了最新的关键核心技术，这一具有完全自主知识产权的中国DTMB标准的系统频谱效率、信号接收性能、移动接收性能、同等功率覆盖范围等各方面都明显优于其他标准，是当时国际领先的标准。(www.daowen.com)

3.探索具有示范效应的国际化推广模式

标准的意义在于应用，因此，DTMB成为国家标准对杨知行和团队来说，只是万里长征走出了第一步，让DTMB走向国际，是他们更大的心愿。很快，DTMB与欧洲标准在我国香港地区有了第一次碰撞。历经三个多月，针对各种应用场景进行了各项测试，DTMB在技术上显示出明显优势。2007年12月31日，我国香港地区率先采用国标DTMB正式播出，清华大学数字电视技术研究中心团队应邀参加采用DTMB标准的数字电视开播仪式，受到香港特首接见。在数字电视研究中心协助下，由6个主站和23个辅站组成的我国香港地区的DTMB单频网是目前世界上最成功的广播单频网典范之一，获得国际同行高度评价。DTMB广播信号现已覆盖全港99%以上人口，用户渗透率超过70%，现有200余款DTMB接收终端产品在香港市场销售，DTMB标准在我国香港地区的成功应用带动了其在我国澳门地区的实施。

这使得团队成员们对DTMB走向国际市场充满了信心。从2007年到2009年，在中关村科技园管委会的支持下，以数字电视技术研究中心为首，由100多家企业参与组建了中关村数字电视产业联盟，开始在中、南美洲推广DTMB标准。

第一站在古巴的测试就给团队出了一个大难题，测试结果与在我国香港地区的一样，DTMB明显优于欧洲标准，但古巴却提出由于带宽不同，不认可这一测试结果，要求中国团队在3个月之内修改带宽。DTMB标准已在国内强制性实施，接收芯片已经批量生产，再做修改谈何容易，但是考虑到DTMB未来的国际化之路，团队日夜攻关，提出了一系列创新技术，成功研制了DTMB增强系统，增补了DTMB标准支持多业务广播和多带宽可选的功能。

带着新的DTMB增强系统，团队在委内瑞拉、秘鲁等国家进行了一轮又一轮的测试。委内瑞拉工信部部长曾在测试前对数字电视技术研究中心团队说：“你们的技术可能不如欧洲，测试结果大概比不过欧洲、美国和日本。”然而实际上，9个测试点的数据“一边倒”的中国赢，而且赢得非常多，优势非常明显。在秘鲁数字电视委员会给总统的报告里，中国标准在技术上取得了第一，这一报告也得到了南美洲各国的普遍认可。

此后几年的时间里，参与DTMB国标起草的多名教师应邀多次远赴南美、非洲、亚洲许多国家讲解国标，推广中国标准并开展了大量的现场测试和技术沟通工作，仅在秘鲁的测试就分别在海滨城市、高原城市、热带雨林地区进行。中心先后接待了来自世界几十个国家和地区的政府官员和专家，举行了上百次学术交流和洽谈。在众多国家的对比测试中，DTMB标准都取得技术性能综合第一的结果，经过几年努力，已有26个国家有意向采用DTMB标准，古巴、老挝、柬埔寨等国家已采用DTMB标准开播。

在这些测试中，DTMB的技术优势得到了充分展现，但让数字电视中心团队成员们感到意外的是，多数国家最终并没有选用DTMB标准。“广播电视是政府喉舌和普惠全民的基础设施，其标准遴选是国家行为，涉及国家利益，因此我们很难单纯依靠技术优势赢得市场。”数字电视中心团队负责人无奈地说。DTMB标准的海外推广并非一帆风顺，但清华大学已成功迈出了中国重大技术标准走出国门、走向世界的第一步。国家开始更加重视DTMB的对外推广，国家发改委等8个部门联合组建了DTMB海外推广工作组，推动DTMB成为国际标准的工作也提上日程。

“对于应用科学来说，标准就是一种前沿技术。这种技术的竞争不凭借论文，而是凭借市场，以占领市场为目标，标准就是其中制胜的武器。”秉持这样的信念，杨知行带领着团队走上了DTMB系统的国际化和产业化之路，国际化包括两方面：一是标准化，二是推广应用。想要国际化，就要成为国际标准。国际电信联盟（简称国际电联，英文缩写ITV）的数字电视国际标准，一开始就包括美国标准和欧洲标准，日本标准是唯一后来加入的，日本人为此用了将近5年的时间完成。已有的三个国际标准都已在全球范围内进行产业化推广多年，新兴的DTMB标准与其竞争市场，让客户同意接受DTMB标准，无异于“与虎谋皮”。

数字电视中心主任、电子系教授宋健和团队成员潘长勇作为主要骨干参与了这一过程，国际会场上的“唇枪舌剑”和会场外的博弈，压力和焦虑伴随着他们。厚积薄发，2011年，宋健和潘长勇第三次参加国际电联的会议时，一切终于水到渠成，我国DTMB标准正式成为国际电联推荐的数字电视国际标准，取得与美、欧、日同类标准的同等地位，开创了具有自主知识产权的中国数字电视广播领域强制性国家标准成为国际标准的历史。被国际电联誉为“1972—2012年全球数字电视发展四十年的一个重大里程碑事件”。“标准是一个完整的体系，仅有树干还不行，我们要让它长成参天大树，还需要很多树杈，并不断向它输送养分”，潘长勇说，“所以我们一直在不断完善DTMB标准体系，并推动它的演进和发展”。

在推广应用方面，在工作组的领导下，逐步形成了国家主导和企业主导两种模式，目前，在亚、非、拉地区已有包括中国在内的14个国家和地区采用DTMB标准，覆盖全球近20亿人口。

4.从标准到产业链

2008年1月1日，中央电视台用单载波工作模式播放了一路高清电视节目，同时用多载波工作模式播放了六路标清电视节目。国标DTMB融合方案是一个把单、多载波工作模式有机地融合在一套硬件中实现的系统，把技术之争交由市场选择是创新之举。

国标DTMB强制实施后，数字电视研究中心组成一支DTMB产业化专用芯片研发团队，边学边干，夜以继日，迅速开发出DTMB收发系统产业化专用芯片及其收发样机设备，支持DTMB标准产业链。研究中心创新实施一种专利处置与实现技术分离的机制，把全部专利贡献国家，同时实现将清华大学专有的DTMB标准发送和接收系统的实现技术和算法源代码技术转让国内外20多家企业，许可实施合同金额累计1.028亿元。据统计，与研究中心紧密合作的十家企业在2013—2015年间的DTMB产品新增销售收入达674亿元，新增利润66.7亿元。在保障专利处置政府掌控的同时，研究中心带领国内144个单位组建产业联盟，协作实现DTMB标准完全自主的生产链建设，DTMB产业链现已形成数千亿元市场销售的巨大产业。

地面数字电视广播标准更新周期长，一般是电视机寿命的数倍。各国政府都视之为国家信息安全设施，其技术标准的输出带有相关产品和服务的独占性。地面数字电视标准的国际竞争不同于一般产品的国际商业竞争，它不仅仅是技术先进性和产品性价比的较量，更是国家经济实力和政治影响力的博弈，也是新经济时代信息技术国际市场激烈竞争的“要地”。从国家外交的高度看，国际间的标准竞争是最高层次的商务竞争，是新经济时代的市场圈地。

我国信息产业领域的主要骨干企业，如中国普天、北广科技、海尔集团、清华同方、保利、中兴、华为、中广国际、云数传媒等数十个企业通过依托研究中心的国家工程实验室串联投入国标海外推广，在亚、非、拉地区30多个国家展开了DTMB标准圈地活动，探索出多种有示范效应的国标推广模式，国家开发银行备有150亿元人民币专项资金予以金融支持。老挝在东盟新闻文化部长会议上正式宣布采用中国DTMB标准，目前，已完成全境覆盖，传输播出45套标清数字电视节目，其中包括中国15套节目；古巴与我国签署了政府间协议，采用DTMB标准开展数字电视广播网，中国援助1亿元人民币实现了古巴全境覆盖，古巴政府采购中国数字电视终端已超10亿元人民币。

中国地面数字电视标准在亚非拉国家的推广应用，带动了我国数字电视产品、运营、服务、金融和文化成套出口，是中国自主的重大技术标准第一次走出国门，是我国信息产业从产品进口、初级产品出口、高技术产品出口、技术出口后的又一个新的历史性阶段。正如时任广电总局蔡赴朝局长指出的，以标准的输出为龙头，通过标准带动产品输出，通过产品承载文化“走出去”，科技和文化结合，这种我国标准的海外推广模式思路清晰，广电总局大力支持。

截至目前，研究中心已经推动DTMB在13个国家和地区应用，累计培训来自近50个国家的468名数字电视产业管理和技术人员。我国地面数字电视行业跻身世界前列，实现了跨越式发展。

数字电视技术研究中心团队通过理论创新、技术突破、标准制定、产业化和产业链建设、国内外推广应用，促进我国数字电视行业跨越式跻身世界前列，成功占领了国际同类标准的技术制高点。团队已经逐步实现了以标准输出为龙头，通过标准带动产品输出，通过产品带动文化出口，集技术、标准、产品、服务、金融、文化为一体的海外推广应用产业链模式。能够从最初的种种困境走到今天，团队负责人杨知行认为，离不开信念和团队，他说：“从我的老师吴佑寿院士到我，再到现在挑起重担的科研骨干，我们都有坚定的信念，要在这条道路上坚持走下去。”