數(shù)字電視傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)

　　4. DVB 條件接收及接口標(biāo)準(zhǔn)

　　在DVB數(shù)字廣播系統(tǒng)中，有些業(yè)務(wù)傳送加擾的條件接受信息。通過條件接收的通用接口，使 IRD能夠解擾采用通用加擾算法的加擾信息。條件接收是付費(fèi)電視廣播的基本部分，對數(shù)字電視運(yùn)行的成功至關(guān)重要。DVB數(shù)字廣播系統(tǒng)與其他電信網(wǎng)絡(luò)(如SDH、ATM等)連接，擴(kuò)展了DVB技術(shù)的應(yīng)用范圍，可實(shí)現(xiàn)DVB向電信網(wǎng)絡(luò)的過渡。此外，還有利于連接專業(yè)設(shè)備及IRD的接口。關(guān)于這些接口的DVB標(biāo)準(zhǔn)包括：DVB-CI、DVB-PDH、DVB-SDH、DVB-ATM、DVB-PI和DVB-IRDI。

　　日本的ISDB利用一種標(biāo)準(zhǔn)化的復(fù)用方案，在一個(gè)普通的傳輸信道上可發(fā)送各種不同的信號，同時(shí)可以通過各種不同的傳輸信道發(fā)送復(fù)用信號。ISDB具有柔韌性、擴(kuò)展性、共通性等特點(diǎn)，可以靈活地集成和發(fā)送多節(jié)目的電視和其他數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

　　目前，采用美國ATSC標(biāo)準(zhǔn)的有5個(gè)國家或地區(qū)，已有兩家經(jīng)過技術(shù)比較研究后退出。決定采用歐洲D(zhuǎn)VB-T標(biāo)準(zhǔn)的已有33個(gè)國家或地區(qū)。

　　近年來大量的研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展表明，OFDM多載波技術(shù)是寬帶無線傳輸技術(shù)發(fā)展的方向，不僅在數(shù)字電視傳輸方面被多數(shù)國家采納，而且已成為新一代（4G）移動通信和寬帶無線局域網(wǎng)的主流技術(shù)。

　　我國對地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)的要求

　　目前全國有3.2億多電視用戶，其中有線電視用戶近1億;而70%的用戶家庭依靠無線方式接收廣播電視節(jié)目;衛(wèi)星直播僅在“村村通廣播電視”范圍內(nèi)試點(diǎn)。因此，地面廣播擁有大多數(shù)用戶，是我國廣播影視數(shù)字化的重點(diǎn)和難點(diǎn)。廣電部門貫徹國家“十五”計(jì)劃要求提出了“三步走”戰(zhàn)略：在前兩年有線數(shù)字電視試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，2003年開始大力發(fā)展有線數(shù)字電視；2005年我國發(fā)射直播衛(wèi)星后開始開展衛(wèi)星直播業(yè)務(wù)；2008年開始大力發(fā)展地面數(shù)字電視，分區(qū)域、分階段、分步驟，扎扎實(shí)實(shí)推進(jìn)數(shù)字化進(jìn)程。

　　電視廣播的數(shù)字化是一個(gè)發(fā)展過程。與之對應(yīng)，數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)也有一個(gè)不斷擴(kuò)展的工程。地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)作為一個(gè)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，我國明確提出必須滿足數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)兩個(gè)方面的基本需求，并為今后實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展功能做好必要的準(zhǔn)備。

　　應(yīng)用需求：利用電視廣播頻道，在8MHz帶寬內(nèi)，為高清晰度電視（HDTV）信號傳輸提供大于20Mbps的凈荷碼率,并能使用簡單天線支持室內(nèi)固定接收；為標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視（SDTV）信號傳輸提供大于5Mbps的凈荷碼率,并能在車速移動條件下支持移動接收；具有單頻組網(wǎng)能力；整體性能指標(biāo)應(yīng)優(yōu)于或相當(dāng)于相應(yīng)的國外現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的性能。

　　為適應(yīng)未來發(fā)展的需要，在支持?jǐn)?shù)字電視、數(shù)據(jù)廣播等多種業(yè)務(wù)的同時(shí)，應(yīng)具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)分級保護(hù)傳輸能力，支持傳輸多優(yōu)先級多媒體數(shù)據(jù)碼流，以便同時(shí)傳輸HDTV、SDTV、音頻、數(shù)據(jù)、短信息等不同保護(hù)級別的信息。為今后實(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)。

　　產(chǎn)業(yè)需求：從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度還有兩個(gè)互相關(guān)聯(lián)的重要需求，即產(chǎn)權(quán)的自主性和產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性。我國是世界上最大的電視市場，也是世界上最大的電視機(jī)生產(chǎn)國，我國必須力求利用自己的基礎(chǔ)發(fā)明專利有機(jī)地整合成獨(dú)立的傳輸標(biāo)準(zhǔn)體系，形成比較完整的自主知識產(chǎn)權(quán)，構(gòu)筑保護(hù)我國數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)的技術(shù)壁壘。

　　產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性對于標(biāo)準(zhǔn)來說還意味著技術(shù)的成熟性和對市場的適應(yīng)性，即要很快拿出性價(jià)比優(yōu)于國外傳輸標(biāo)準(zhǔn)的專用芯片，提供給國內(nèi)骨干企業(yè)，形成可靠的系統(tǒng)生產(chǎn)能力。為了適應(yīng)國外市場的擴(kuò)展，應(yīng)有可能爭取成為國際上第四個(gè)地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)力求和國際最通用的標(biāo)準(zhǔn)具有最大的產(chǎn)品接口兼容性，以便開發(fā)多制式數(shù)字電視產(chǎn)品，最大限度地占領(lǐng)市場。

　　自有標(biāo)準(zhǔn)DMB-T 的優(yōu)勢

　　國內(nèi)有五套方案的研究小組都致力于研發(fā)我國的地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)。這里僅以清華方案為例，1999年7月，清華大學(xué)數(shù)字電視傳輸技術(shù)研發(fā)中心提出了地面數(shù)字多媒體/電視廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)（DMB-T）方案。該方案采用自主原創(chuàng)的時(shí)域同步正交頻分復(fù)用（TDS-OFDM）技術(shù)，擁有多項(xiàng)基礎(chǔ)性發(fā)明。與國際現(xiàn)有的數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇?biāo)準(zhǔn)比較，具有多項(xiàng)鮮明的應(yīng)用特點(diǎn)、較好的整體性能和清晰的自主知識產(chǎn)權(quán)。其采用以下幾項(xiàng)主要技術(shù)：

　　（1）時(shí)域同步的正交多載波技術(shù)。地面寬帶無線傳輸?shù)淖畲罄щy在于多徑引起的頻率選擇性衰落，OFDM技術(shù)則在對抗頻率選擇性衰落方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。然而，子載波間的正交性對同步提出嚴(yán)格的要求。歐洲采用全頻域處理方式形成其核心技術(shù)——編碼的OFDM（COFDM）技術(shù)，由于其系統(tǒng)同步和信道估計(jì)互為條件，需用復(fù)雜的迭代算法和強(qiáng)功率同步導(dǎo)頻等技術(shù)措施。而TDS-OFDM通過時(shí)域和頻域混合處理，簡單方便地實(shí)現(xiàn)了快速碼字捕獲和穩(wěn)健的同步跟蹤，形成了與歐、日多載波技術(shù)不同的自主核心技術(shù)。

　?。?）保護(hù)間隔的PN填充技術(shù)。為了在多徑時(shí)延擴(kuò)散信道中避免碼間串?dāng)_，DVB采用了循環(huán)前綴填充的OFDM保護(hù)間隔，使其傳輸?shù)男视兴鶕p失。DMB-T發(fā)明了基于PN序列擴(kuò)頻技術(shù)的高保護(hù)同步傳輸技術(shù)，并用其填充OFDM保護(hù)間隔，使系統(tǒng)的頻譜利用效率提高10%，并有20dB以上同步保護(hù)增益。

　?。?）快速信道估計(jì)技術(shù)。針對現(xiàn)有地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)的信道估計(jì)迭代過程較長（一次有效參數(shù)估計(jì)約需1.024ms）的不足，DMB-T發(fā)明了新的TDS-OFDM信道估計(jì)技術(shù)，通過正交相關(guān)和付立葉變換實(shí)現(xiàn)快速信道估計(jì)（一次有效參數(shù)估計(jì)約需0.6ms），提高了系統(tǒng)移動接收性能。

　?。?）前向糾錯(cuò)編碼與相位映射相結(jié)合的糾錯(cuò)技術(shù)。針對采用多載波COFDM技術(shù)的信噪比門限相對VSB單載波技術(shù)較差的現(xiàn)實(shí)，DMB-T發(fā)明了一種新的系統(tǒng)級聯(lián)糾錯(cuò)內(nèi)碼和最小歐氏距離最大化映射技術(shù)，使采用多載波技術(shù)的系統(tǒng)信噪比門限獲得10%以上的改善。

　　（5）與絕對時(shí)間同步的幀結(jié)構(gòu)。DMB-T傳輸協(xié)議設(shè)計(jì)了與絕對時(shí)間同步的復(fù)幀結(jié)構(gòu)，方便自動喚醒功能設(shè)置，達(dá)到省電目的，支持便攜接收；與絕對時(shí)間同步機(jī)制有利于單頻網(wǎng)同步發(fā)送信號的功能控制，使DMB-T單頻網(wǎng)同步設(shè)備比國際現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的同類設(shè)備更容易實(shí)現(xiàn)。

　　（6）系統(tǒng)信息傳送。DMB-T傳輸協(xié)議為每一個(gè)長度500μS信息數(shù)據(jù)的信號幀設(shè)定了獨(dú)特地址的幀頭，方便數(shù)據(jù)信息的識別和分離，具有融合多業(yè)務(wù)廣播的技術(shù)基礎(chǔ)，故稱“多媒體/電視廣播”。該幀識別功能還將為“雙向互動”系統(tǒng)提供同步體系。