超高清電視時(shí)代的新一代地面數(shù)字電視廣播技術(shù)（上）

程宏 安貴江 劉新同 肖振華

【摘要】 本文聚焦超高清電視時(shí)代的新一代地面數(shù)字電視廣播技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用情況，通過(guò)國(guó)內(nèi)外地面數(shù)字超高清電視廣播技術(shù)應(yīng)用案例分析，深入分析新一代地面數(shù)字電視廣播技術(shù)所涉及的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、政策條件和應(yīng)用模式，針對(duì)其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)做出預(yù)判和展望。

【關(guān)鍵詞】UHDTV 地面數(shù)字電視廣播技術(shù) DVB-T2 ATSC3.0 DTMB-A 5G HbbTV 標(biāo)準(zhǔn)

隨著我國(guó)改革開放事業(yè)的不斷深入與發(fā)展，供給側(cè)改革已經(jīng)是當(dāng)前形勢(shì)下迫在眉睫的主要任務(wù)。所謂供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，就是要求從提高供給質(zhì)量出發(fā)，用改革的辦法推進(jìn)結(jié)構(gòu)調(diào)整，矯正要素配置扭曲，擴(kuò)大有效供給，提高供給結(jié)構(gòu)對(duì)需求變化的適應(yīng)性和靈活性，提高全要素生產(chǎn)率，更好滿足廣大人民群眾的需要，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)健康發(fā)展。廣播電視傳媒機(jī)構(gòu)，一方面要更加重視內(nèi)容生產(chǎn)和用戶需求，不斷推出用戶喜聞樂(lè)見的、具有正確導(dǎo)向及正能量的精品節(jié)目；另一方面也要探索更加符合用戶喜好的播出方式。廣播電視傳媒機(jī)構(gòu)推出超高清電視（4K/8K UHDTV）技術(shù)應(yīng)用與服務(wù)，即是電視媒體供給側(cè)改革的要求，也將充分適配國(guó)際與國(guó)內(nèi)電子科技業(yè)的飛速發(fā)展。

超高清電視（UHDTV）是廣播電視未來(lái)重要的發(fā)展方向，更是客戶重要需求。我國(guó)新一代地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)體系，需充分利用廣電在內(nèi)容方面的優(yōu)勢(shì)，摒棄“網(wǎng)絡(luò)僅僅是管道，網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立于內(nèi)容”的思想，進(jìn)一步整合節(jié)目服務(wù)與傳輸服務(wù)，構(gòu)建‘內(nèi)容+ 網(wǎng)絡(luò)、‘廣播+ 互聯(lián)的未來(lái)數(shù)字電視協(xié)同覆蓋網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)還需具備安全的可管可控，支持內(nèi)容保護(hù)和用戶管理。從而保證廣大受眾能像移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶一樣，隨時(shí)隨地接入未來(lái)廣電融合網(wǎng)絡(luò)，享受更加優(yōu)質(zhì)的廣電服務(wù)。

下文將在介紹以歐洲D(zhuǎn)VB-T2和北美ATSC3.0、我國(guó) DTMB-A等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為代表的國(guó)際上第二代地面數(shù)字電視技術(shù)的基礎(chǔ)上，闡述我國(guó)未來(lái)新一代地面數(shù)字電視的發(fā)展趨勢(shì)和未來(lái)的展望。

一.引言

2017年11月9日，國(guó)家新聞出版廣電總局批準(zhǔn)發(fā)布了廣電行業(yè)首個(gè)超高清電視（UHDTV）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GY/T 307-2017《超高清晰度電視系統(tǒng)節(jié)目制作和交換參數(shù)值》，標(biāo)準(zhǔn)自發(fā)布之日起實(shí)施。超高清電視（UHDTV）是廣播電視未來(lái)重要的發(fā)展方向，日本、韓國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、美國(guó)等國(guó)家陸續(xù)制定了超高清電視的廣播計(jì)劃并開展試驗(yàn)播出。央視、北京、上海、江蘇、湖南、浙江、廣東等國(guó)內(nèi)電視機(jī)構(gòu)也開展了4K電視的節(jié)目制作或傳輸試驗(yàn)，中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通在IPTV中推出了4K電視點(diǎn)播節(jié)目。廣東廣播電視臺(tái)于2017年底開播4K超高清電視頻道。4K/8K超高清電視節(jié)目?jī)?nèi)容可以通過(guò)包括電視直播衛(wèi)星、有線數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)、IPTV網(wǎng)絡(luò)分發(fā)/傳輸、地面數(shù)字電視廣播網(wǎng)絡(luò)。超高清電視（UHDTV）是下一代地面數(shù)字電視廣播技術(shù)的重要用戶需求。

眾所周知，國(guó)際重大賽事的舉行往往是視頻科技產(chǎn)品發(fā)展的重要催化劑。為迎接2020東京奧運(yùn)會(huì)的召開，日本NHK開通了4K/8K電視廣播；2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)將真正開始進(jìn)行4K電視轉(zhuǎn)播。而2022年北京冬奧會(huì)的召開，將成為中國(guó)4K/8K超高清產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要?jiǎng)恿Α?/p>

2018年4月20日，國(guó)家廣播電視總局在北京組織召開了無(wú)線交互廣播電視工作組成立會(huì)議。許家奇司長(zhǎng)講到，中央提出了推進(jìn)媒體深度融合、移動(dòng)優(yōu)先的戰(zhàn)略要求，廣播電視網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)的協(xié)同、融合是支撐廣播電視業(yè)務(wù)發(fā)展的客觀要求。無(wú)線交互廣播電視工作組將秉承開放、包容的原則，充分學(xué)習(xí)、借鑒國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)組織的成功經(jīng)驗(yàn)，研究5G背景下的無(wú)線廣播電視技術(shù)。

我國(guó)新一代地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)體系，需充分利用廣電在內(nèi)容方面的優(yōu)勢(shì)，摒棄“網(wǎng)絡(luò)僅僅是管道，網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立于內(nèi)容”的思想，進(jìn)一步整合節(jié)目服務(wù)與傳輸服務(wù)，構(gòu)建‘內(nèi)容+ 網(wǎng)絡(luò)、‘廣播+ 互聯(lián)的未來(lái)數(shù)字電視協(xié)同覆蓋網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)還需具備安全的可管可控，支持內(nèi)容保護(hù)和用戶管理。從而保證廣大受眾能像移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶一樣，隨時(shí)隨地接入未來(lái)廣電融合網(wǎng)絡(luò)，享受更加優(yōu)質(zhì)的廣電服務(wù)。

二.歐洲D(zhuǎn)VB-T2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與其超高清電視應(yīng)用情況

1.歐洲D(zhuǎn)VB-T2技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)發(fā)展

DVB-T2頒布于2008年，是第二代歐洲地面數(shù)字電視廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)，它的頒布標(biāo)志著國(guó)際上地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)開始向第二代邁進(jìn)。2012年8月，DVB-T2被國(guó)際電聯(lián)ITU建議書ITU-RBT.1877-1采納，正式成為第一個(gè)第二代地面數(shù)字電視國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。DVB-T2總體性能超越上一代的四個(gè)一代國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

DVB-T2采用高效率調(diào)制方式，降低開銷增加選項(xiàng)，頻譜效率比DVB-T高約30% ；最大傳輸速率有了較大提高，8MHz帶寬內(nèi)支持TS流傳輸速率達(dá)50Mb/s ；采用LDPC+BCH糾錯(cuò)編碼，接收C/N門限比DVB-T顯著降低；采用高達(dá)256階的QAM、高達(dá)32K的FFT塊長(zhǎng)以及優(yōu)化的導(dǎo)頻技術(shù)；采用多層幀結(jié)構(gòu)的超幀，實(shí)現(xiàn)時(shí)頻二維信號(hào)動(dòng)態(tài)分配；采用多天線技術(shù)，MISO技術(shù)，支持增強(qiáng)型的單頻網(wǎng)服務(wù)；采用物理管道，支持多業(yè)務(wù)廣播。

為了進(jìn)一步提升廣播機(jī)構(gòu)開展移動(dòng)接收服務(wù)的能力，在DVB-T2的基礎(chǔ)上，2011年DVB組織發(fā)布了DVB-T2-Lite標(biāo)準(zhǔn)，采用未來(lái)擴(kuò)展幀（FEF）的方法，支持移動(dòng)和手持設(shè)備接收；同時(shí)，針對(duì)更為復(fù)雜的移動(dòng)接收要求，在現(xiàn)有DVB-H的基礎(chǔ)上，2012年，DVB組織發(fā)布了DVBNGH（Digital Video Broadcasting-Next Generation broadcasting system to Handheld）標(biāo)準(zhǔn)。DVB-NGH引入多輸入多輸出（MIMO）、時(shí)間頻率分片（TFS）、非均勻星座、LDPC編碼和時(shí)域交織等技術(shù)，可同時(shí)接收衛(wèi)星信號(hào)與地面信號(hào)，能提供包括傳統(tǒng)線性廣播、各種視聽內(nèi)容、圖文信息以及推送下載等在內(nèi)的富媒體內(nèi)容服務(wù)。

此外，在針對(duì)網(wǎng)絡(luò)融合服務(wù)方面，歐洲也加快了HbbTV（Hybrid broadcast/broadband TV）標(biāo)準(zhǔn)的制定步伐?；贖bbTV實(shí)現(xiàn)了直播電視、預(yù)下載和本地重播的動(dòng)態(tài)選擇、寬帶網(wǎng)和廣播網(wǎng)的動(dòng)態(tài)選擇，提供了補(bǔ)充式互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)以及多屏應(yīng)用等各種擴(kuò)展業(yè)務(wù)。