淺析數(shù)字電視地面廣播技術(shù)及其應用

孫立平　史致偉　溫守偉

中圖分類號：TN99文獻標識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0420025－01

數(shù)字電視正在用活生生的事實，將諸多的不可能變成可能，并最終將讓所有的人都理解數(shù)字電視的真實。數(shù)字電視不僅僅是一種新發(fā)明，不僅僅創(chuàng)造了一個新市場、提供了一種新工具，而且還會對傳統(tǒng)的各個領域產(chǎn)生沖擊。

數(shù)字電視時代，電視本身也是數(shù)據(jù)的一種。數(shù)字電視地面廣播（DTTB）的應用將會帶動除電視以外的其他業(yè)務，首先數(shù)字電視出現(xiàn)在移動交通工具上，隨著移動電視的面世，傳統(tǒng)的電視覆蓋理論被打破了！電視將無所不在！中國數(shù)字電視地面廣播（DTTB）已經(jīng)進入了實施階段，同時開創(chuàng)了傳統(tǒng)無線電視的一種全新應用：移動接收。隨著該業(yè)務被大眾接受，又逐步擴大到移動載體。隨著電池容量和視頻壓縮技術(shù)的發(fā)展，從車載發(fā)展到個人手持終端。隨著終端產(chǎn)品的發(fā)展，其他業(yè)務又將得到發(fā)展。數(shù)字電視地面廣播（DTTB）技術(shù)在更大程度上給傳統(tǒng)的收看電視方式帶來新的變化，孕育著創(chuàng)造一個新的移動電視市場的機遇，其應用前景將更加深遠。

一、數(shù)字電視地面廣播（DTTB：Digital Television Terrestrial Broadcasting）

在現(xiàn)代通信中，通信傳輸手段主要是光纖、衛(wèi)星、數(shù)字微波等，加上地面無線電廣播電視發(fā)射構(gòu)成信息傳輸主體。目前在我國數(shù)字電視按信號傳輸方式可以分為地面無線傳輸數(shù)字電視（地面數(shù)字電視）、衛(wèi)星傳輸數(shù)字電視（衛(wèi)星數(shù)字電視）、有線傳輸數(shù)字電視（有線數(shù)字電視）三類。而移動電視是數(shù)字電視地面廣播的重要應用。數(shù)字電視地面廣播在應用需求上要求實現(xiàn)移動和便攜接收的功能，使整個技術(shù)系統(tǒng)的要求最高。完善的數(shù)字電視地面廣播（DTTB）系統(tǒng)所具備的蜂窩單頻網(wǎng)功能，不僅提高了頻譜的利用率，而且可應用與寬帶無線接入市場；而移動和便攜的獨特優(yōu)勢使該系統(tǒng)能滿足現(xiàn)代信息社會“信息到人”的要求，也就是無論何人何時在何地均能任意獲取他想得到的信息。

地面數(shù)字電視可以做到便攜接收和移動接收，可以供私人轎車、出租車后座、長途客車和火車乘客觀看，還可以供手機等便攜機用戶觀看。按接收方式可分為固定接收，車載移動接收和便攜接收。固定接收接有固定天線，電視機不能隨便搬移，一般來說接收條件經(jīng)調(diào)整后不再變化；便攜接收是可以將接收機裝入衣袋，在戶外低速移動接收。移動接收，指車載高速移動接收。我們?nèi)粘＝佑|最多的是傳統(tǒng)的固定接收的電視，下面我們就對車載移動電視和手機電視進行詳細的介紹。

（一）車載移動電視。所謂移動電視就是通過無線數(shù)字信號發(fā)射、地面數(shù)字設備接收的方法進行電視節(jié)目的播放和接收。在數(shù)字電視技術(shù)的支持下，交通工具在時速120公里以下的移動狀態(tài)中，能夠穩(wěn)定、清晰地接收到電視節(jié)目，主要針對公交、地鐵、出租等交通工具上的移動人流。這種在數(shù)字技術(shù)支持下，人們在運動狀態(tài)中可以收看電視節(jié)目的方式被稱為"移動電視"。學術(shù)界、傳媒界已經(jīng)開始將“移動電視（移動多媒體）”稱為區(qū)別于傳統(tǒng)媒體和網(wǎng)絡媒體的“第五大媒體”。

我們傳統(tǒng)的電視必須坐在某個固定的地方觀看。在信息激增的時代，由于人們對信息量的要求和實時性的要求增加，把電視提供給移動人群這一市場被發(fā)掘出來。

2002年，在我國的上海正式推出以公交車輛為主要載體的移動電視商用系統(tǒng)及其相關(guān)服務，目前是中國首個、全球第二個普及移動電視的城市。這標志著在中國數(shù)字電視地面廣播（DTTB）已經(jīng)進入了實施階段，同時開創(chuàng)了傳統(tǒng)無線電電視業(yè)務的有效模式。也許，移動電視是目前唯一能夠看到的地面數(shù)字電視。

數(shù)字電視地面廣播（DTTB）的成功試驗也為移動電視商業(yè)化運作提供了基礎。上海是繼新加坡之后世界上第二個提供移動電視業(yè)務的城市。英國是實施DVB-T標準最成功的一個國家，并成功地開通了地面數(shù)字電視廣播。法國、瑞典、西班牙在實施地面數(shù)字廣播方面也獲得了成功。阿姆斯特丹的電車公交系統(tǒng)已試驗了移動DVB-T。

移動電視技術(shù)的核心是移動接收，即車載高速移動接收，接收的條件因地貌不斷變化而變化，同時因車速的變化還會受到多普勒效應頻率變化的影響。接收地點是指由于接收地點離主發(fā)射臺的距離變化和與其他發(fā)射臺發(fā)射信號間相對關(guān)系的變化而引起的接收條件的變化。移動接收主要解決是動態(tài)多徑和多普勒頻移的問題。因為移動接收主要受地形地貌，如山、房屋等反射的影響，使到達接收點的信號不止一個。

由于采用OFDM調(diào)制系統(tǒng)，它首先是將高碼率的串行數(shù)據(jù)流變成N個低碼率的并行數(shù)據(jù)流，并對N個彼此互不影響（正交）的載波分別進行調(diào)制符號碼率的降低，實際上是符號周期的增大，使動態(tài)多徑和多普勒頻移造成的碼間干擾減小，加上保護間隔的設置，減少了多徑對多載波正交特性的影響，使碼間干擾進一步減小，從而能很好的支持移動接收。

我國現(xiàn)在正在研究適合自己的數(shù)字電視地面廣播的標準，期望在搭建數(shù)字電視中有更大的自主權(quán)。地面數(shù)字電視傳輸標準作為一個基礎標準，涉及的是一個無線系統(tǒng)，我國明確提出必須滿足數(shù)字電視廣播傳輸系統(tǒng)應用和產(chǎn)業(yè)兩個方面的基本需求，并為今后實現(xiàn)擴展功能做好必要的準備。我國DTTB的制定原則是：（1）傳輸信息量要大，支持包括高清電視的多媒體廣播服務；（2）抗干擾能力強，在一般室內(nèi)環(huán)境下可接收；（3）與現(xiàn)有模擬廣播電視頻道兼容，并有利于頻道規(guī)劃和模擬向數(shù)字過渡；（4）具有靈活性：支持標準高清晰度和高清晰度兼容的電視廣播，支持移動接收設備，支持便攜接收設備；（5）具有可擴展性：支持包括互聯(lián)網(wǎng)的交互數(shù)據(jù)綜合業(yè)務，支持廣播網(wǎng)絡化的發(fā)展需要。整體性能指標應優(yōu)于或相當于相應的國外現(xiàn)有標準的性能。目前已提交了5套DTTB傳輸方案，有關(guān)部門對5套標準進行了比較和測試，4月11日測試結(jié)果已有定論：“清華方案”、“DVB

St/List_377.html>-T”、“總體組方案”依次是測試和接收效果的優(yōu)劣順序。據(jù)悉國家有意考慮以清華大學提交的方案為主融合其他方案之長，形成我國的DTTB標準。清華的地面數(shù)字多媒體/電視廣播傳輸標準（DMB-T）方案采用自主原創(chuàng)的時域同步正交頻分復用（TDS-OFDM）技術(shù)。與國際現(xiàn)有的數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇藴时容^，具有多項鮮明的應用特點、較好的整體性能。其采用以下幾項主要技術(shù)：（1）時域同步的正交多載波技術(shù)。（2）保護間隔的PN填充技術(shù)。（3）快速信道估計技術(shù)。（4）前向糾錯編碼與相位映射相結(jié)合的糾錯技術(shù)。（5）與絕對時間同步的幀結(jié)構(gòu)。（6）系統(tǒng)信息傳送。

（二）手機電視。電視是最大的媒體，是手機中缺少的最后一個內(nèi)容，數(shù)字移動通信系統(tǒng)的高速發(fā)展提高了人們生活空間的移動性，在這個移動世界中公眾也非?？释岆娨曔M入手機，這樣無論身處何地都可以看到自己喜歡的電視節(jié)目如：喜劇、電子報紙、旅游指南、商務電視、游戲、音樂、體育、購物、新聞服務、電子學習、媒體點播和互動式選擇等。從而可以為陷入利潤危機的電視業(yè)帶來新的收入。這不僅將取悅移動運營商，對于設備制造商和廣播業(yè)者來說，它將使電視變成壽命更長、重量更輕的手持產(chǎn)品。

二、數(shù)字電視地面廣播（DTTB）技術(shù)的應用前景

自上海宣布開展移動電視試驗后，得到了國家有關(guān)部門的支持，幾個月的運行已經(jīng)初見成效，很多城市紛紛到上海來參觀并躍躍欲試。現(xiàn)在除了已經(jīng)在陸上公交系統(tǒng)中試用移動接收，在水路運輸中也在試行移動收看，為往來的行人及時提供時政新聞和市場信息。移動接收的含義很廣，例如便攜式收看，慢移動查詢，接收點挪動，在移動著的水、陸交通工具上收看等等。事實上，數(shù)字電視地面廣播的開通，是開通了一個寬帶的支持移動的數(shù)據(jù)廣播通道。未來數(shù)字電視地面廣播的應用將會帶動除電視以外的其他業(yè)務，借助于數(shù)字電視地面廣播技術(shù)和目前的技術(shù)條件，并分析目前的市場情況，首先在公共汽車開展移動電視業(yè)務是比較明智的選擇，隨著該業(yè)務被大眾接受，將逐步擴大到移動載體。隨著電池容量和視頻壓縮技術(shù)的發(fā)展，從車載將發(fā)展到個人手持終端。數(shù)字電視和數(shù)字通訊除了信息所占用的頻帶寬度和內(nèi)容不同外，就信息傳輸基本技術(shù)而言兩者是相同的，這就為在接收端的所謂的數(shù)字電視地面廣播+因特網(wǎng)+移動通信三者結(jié)合即“三網(wǎng)合一”的收看提供了技術(shù)基礎，三網(wǎng)合一的方式應該是將來發(fā)展的主流。其中數(shù)字電視地面廣播有著可提供無線的天然優(yōu)勢，DVB-T標準中的編碼正交頻分復用調(diào)制（COFDM）還有著提供移動接收的優(yōu)勢；寬帶電視可以提供優(yōu)質(zhì)的聲、像并茂的信息，將來的通信技術(shù)也有這種潛力。移動電話和數(shù)字電視地面廣播各發(fā)揮所長，應該認為是最佳的配合，達到了優(yōu)勢互補的效果。數(shù)字電視地面廣播的特點和應用將會引起人們收視和獲得信息的方式變化。