地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)研究與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展

◎清華大學(xué)楊知行

地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)研究與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展

◎清華大學(xué)楊知行

介紹了地面數(shù)字電視發(fā)展的國(guó)際背景，分析了中國(guó)地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)（DTMB）的海外推廣模式、歷史性突破以及推廣中遇到的困難。同時(shí)，概述了全球新一代數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)展，并較詳細(xì)地從發(fā)展歷程、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程、系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景幾方面介紹了中國(guó)新一代地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)DTMB-A。

地面數(shù)字電視；DTMB-A；海外推廣；前景

國(guó)際背景

1.地面廣播是最普遍的傳播平臺(tái)

在2014年初國(guó)際電聯(lián)發(fā)布的全球數(shù)字電視廣播趨勢(shì)報(bào)告顯示：1）通過(guò)對(duì)140多個(gè)國(guó)家數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)80%以上的家庭仍然選擇觀看電視，與通信等其他方式相比，地面數(shù)字電視的用戶雖然在下降，但仍然是全球最普遍的信息傳輸平臺(tái)；2）2012年底，地面電視數(shù)字化率剛過(guò)半數(shù)，國(guó)際發(fā)展空間巨大；3）2015年是全球絕大多數(shù)國(guó)家完成地面電視的模/數(shù)轉(zhuǎn)換的目標(biāo)時(shí)間點(diǎn)，但非洲、中亞、東南亞等地?cái)?shù)字電視的轉(zhuǎn)換率還比較低，特別是擁有10億人口的非洲，目前的轉(zhuǎn)換率僅為3%（見(jiàn)圖1），因此，數(shù)字電視的市場(chǎng)還有增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

2.DTMB海外推廣模式及歷史性突破

在海外推廣過(guò)程中，將DTMB標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)、產(chǎn)品以及中國(guó)文化、服務(wù)、金融捆綁到一起出口，從而形成一種“標(biāo)準(zhǔn)帶動(dòng)產(chǎn)品出口、產(chǎn)品承載文化走出國(guó)門”的模式，取得了一些突破。亞、非、拉地區(qū)已有13個(gè)國(guó)家簽署了采用DT?MB標(biāo)準(zhǔn)的備忘錄，覆蓋約6億人口，得到了國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的肯定。

海外推廣主要采用兩種方式：其一是政府間簽署協(xié)議在全境范圍推廣采用DTMB，該方式已被科摩羅、老撾、巴基斯坦、古巴、東帝汶、柬埔寨和吉爾吉斯坦采用；其二是對(duì)方政府與我們的企業(yè)簽署協(xié)議，允許DTMB在該國(guó)進(jìn)行商業(yè)運(yùn)營(yíng)，如參與電視臺(tái)節(jié)目傳輸?shù)?，該方式已被斯里蘭卡、印度尼西亞、尼日利亞和吉布提采用。由于歐洲標(biāo)準(zhǔn)在海外的覆蓋率較廣，上述第二種方式將成為DTMB后續(xù)推廣的重要方式。

3.DTMB海外推廣面臨的困難

歐洲第二代標(biāo)準(zhǔn)DVB-T2獲得國(guó)際電聯(lián)特別是非廣聯(lián)和亞廣聯(lián)的廣泛宣傳和推廣。同時(shí)，DVB在全球強(qiáng)勢(shì)進(jìn)行“DVB-T2標(biāo)準(zhǔn)圈地”，并熱心推動(dòng)全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的宣傳和討論，充分利用中國(guó)高速發(fā)展的熱忱、國(guó)家資源和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力提升DVB-T2的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，推進(jìn)第三世界國(guó)家采用DVB-T2。

日本ISDB-T則通過(guò)外交途徑，利用“巴西標(biāo)準(zhǔn)”搶占了南美市場(chǎng)。同時(shí)，安倍訪問(wèn)菲律賓和斯里蘭卡，通過(guò)經(jīng)濟(jì)援助，讓菲、斯兩國(guó)放棄已宣布的DVB-T2，采用了ISDB-T。

圖1 2013年國(guó)際電聯(lián)發(fā)布全球數(shù)字電視廣播趨勢(shì)報(bào)告

歐洲和日本通過(guò)政策性、戰(zhàn)略性的標(biāo)準(zhǔn)宣傳及推廣，讓中國(guó)的DTBM海外推廣受到了阻礙。

全球新一代數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)展

歐洲D(zhuǎn)VB-T2標(biāo)準(zhǔn)提高了系統(tǒng)性能。其降低了開(kāi)銷增加選項(xiàng)，頻譜效率比DVB-T約提高了30%；通過(guò)使用新的糾錯(cuò)編碼，接收C/N門限明顯下降；利用物理層管道P2支持多業(yè)務(wù)廣播，利用多天線MISO技術(shù)支持增強(qiáng)性單頻組網(wǎng)。

目前，中國(guó)DTMB-A的傳輸碼率、接收門限等系統(tǒng)性能已超過(guò)DVB-T2：DTMB-A中增加了256APSK和高階FFT參數(shù)選項(xiàng)，傳輸碼率較高；采用Gray-APSK調(diào)制和新型LDPC碼，接收C/N門限較低；使用時(shí)頻二維動(dòng)態(tài)分配和新型復(fù)幀信令結(jié)構(gòu)，更方便地支持多業(yè)務(wù)同播；使用基于時(shí)頻域綜合的多天線技術(shù)，支持增強(qiáng)型單頻網(wǎng)復(fù)雜度更低。

美國(guó)ATSC2.0對(duì)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了移動(dòng)業(yè)務(wù)補(bǔ)充；ATSC 3.0正在征集標(biāo)準(zhǔn)方案，基本需求是靈活頻譜、魯棒接收、超高清、移動(dòng)、混合服務(wù)。

日本下一代ISDB-T正在研究，NHK科學(xué)和技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室也正在開(kāi)發(fā)NHKsuper Hi-vision，即4 000掃描線的超高清寬屏系統(tǒng)。

中國(guó)DTMB-A標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展

1.DTMB-A發(fā)展歷程

2009年9月，清華大學(xué)承擔(dān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委的公益性行業(yè)科研項(xiàng)目《DTMB國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)修訂及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)研制》，取得了關(guān)鍵技術(shù)突破，完成了硬件驗(yàn)證平臺(tái)的研制。

2012年1月，清華大學(xué)聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室完成了DTMB-A系統(tǒng)試驗(yàn)樣機(jī)，通過(guò)教育部鑒定，主要性能指標(biāo)優(yōu)于DVB-T2。

2012年3月，工程實(shí)驗(yàn)室展出DT? MB-A應(yīng)用示范系統(tǒng)，一個(gè)8 MHz電視頻道開(kāi)路傳輸5套10 Mbit/s高清節(jié)目。接待了國(guó)內(nèi)外數(shù)十個(gè)考察團(tuán)，獲得蔡赴朝局長(zhǎng)的高度評(píng)價(jià)。

2012年12月，第十次國(guó)家數(shù)宇電視領(lǐng)導(dǎo)小組會(huì)議部署國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委牽頭做好DTMB-A的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作，同時(shí)國(guó)家發(fā)改委研究對(duì)核心芯片予以專項(xiàng)支持。

2013年11月，中國(guó)政府提交修訂ITU-R BT.1306建議書(shū)，推薦DTMB-A成為國(guó)際電聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。

2014年5月，ITU多數(shù)成員建議修訂ITU-R BT.1877建議書(shū)，確定DT?MB-A為國(guó)際電聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。

2.DTMB-A產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程

2014年3月，國(guó)家發(fā)改委立項(xiàng)批復(fù)：北京工程實(shí)驗(yàn)室、上海工程中心和深圳實(shí)驗(yàn)室各領(lǐng)1 000萬(wàn)元資助項(xiàng)目分別獨(dú)立完成接收專用芯片研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。3年內(nèi)，DTMB-A將形成產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)生重大出口效益：2014—2015年，完成DTMB-A芯片產(chǎn)業(yè)化和成套產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈；2015—2016年，建設(shè)DTMB-A應(yīng)用示范區(qū)，推進(jìn)海外應(yīng)用，初具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

3.DTMB-A系統(tǒng)進(jìn)展

DTMB-A應(yīng)用示范系統(tǒng)于2011年12月公開(kāi)展示（見(jiàn)圖2），其8 MHz帶寬傳輸速率范圍是5.00～49.31 Mbit/s，AWGN信道下C/N門限范圍是0.6～21.2 dB，發(fā)明專利達(dá)52項(xiàng)，擁有完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

2013年1月，DTMB-A系統(tǒng)通過(guò)廣電總局測(cè)試以及教育部鑒定，其主要性能達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平（見(jiàn)表1）。

表1 DTMB-A系統(tǒng)與DVB-T2系統(tǒng)對(duì)比分析

4.DTMB-A應(yīng)用前景

雖然遇到了一些困難，DTMB-A的應(yīng)用前景依舊光明。其中最重要、最迫切的應(yīng)用是能夠提高DTMB標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，拓展電視產(chǎn)業(yè)和文化出口可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，由于一個(gè)8 MHz帶寬的模擬頻道最多可傳輸5套頂級(jí)高清節(jié)目，DTMB能夠?qū)崿F(xiàn)地面多路高清及3D電視廣播業(yè)務(wù)。此外，DT?MB-A還能促進(jìn)農(nóng)村和城鄉(xiāng)結(jié)合部的地面、有線電視廣播統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，助推數(shù)字電視一體機(jī)市場(chǎng)。協(xié)助模擬電視關(guān)閉后富裕頻道的多業(yè)務(wù)廣播有償服務(wù)、支持超高清地面數(shù)字電視廣播傳輸?shù)取?/p>

楊知行，清華大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，中關(guān)村數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長(zhǎng)，數(shù)字電視國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室（北京）主任，中國(guó)數(shù)字電視國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)專家組組長(zhǎng)，是我國(guó)地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)的第一起草人，在爭(zhēng)取我國(guó)地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)成為國(guó)際電聯(lián)數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)之一的過(guò)程中做了大量卓有成效的工作。

圖2 DTMB-A系統(tǒng)

TN949

A

【本文獻(xiàn)信息】楊知行.地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)研究與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展[J].電視技術(shù)，2014，38（22）.