地面數位電視傳輸系統(DTMB-A)的演進

數位電視國家工程實驗室（北京）主任  楊知行

數位電視國家工程實驗室（北京）國際開放實驗室主任 潘長勇

地面數位電視標準兼具作為政府輿論宣傳「喉舌」的政治價值和提供高畫質電視節目等多媒體業務的商業價值，始終受到各國政府的高度重視。

目前國際上有100多個國家尚未選擇地面數位電視標準，在南美、亞洲和非洲多國進行的標準對比評估中，中國的地面數位電視傳輸標準（DTMB）技術特點鮮明，在多次性能測試中均以明顯優勢勝出，在國外引起強烈反響。近年來，在國家相關主管部門的領導下，數位電視國際標準推進工作組得以成立，經過艱苦努力，國標DTMB現已成為國際電聯地面數位電視傳輸標準系統。

推動落戶海外

以標準帶動技術、產品、服務、金融和文化成套出口，將是我國電視產業發展的重大機遇。作為DTMB國標地面數位電視海外推廣的重點單位，大型中央企業中國普天近年來在推動國標落戶海外方面做出了重要貢獻，讓國標走出國門為更多海外民眾服務一步步成為現實。

2010年，中國普天聯合國家數位電視工程實驗室、雲南省電視臺、寮國國家電視臺等單位率先實現了寮國國家電視臺萬象機房的地面數位電視網絡標準的轉換；2011年，作為寮國三省（琅勃拉邦、沙灣納吉、巴色）DTMB地面數位電視網絡的總集成方，中國普天整合國內優質廣電資源，將行業領先的技術以及高質量的產品引入項目建設中，實現了寮國三省的DTMB無線地面數位電視網絡信號的覆蓋，實現了42套數字節目的接收，用戶量有望突破10萬。2012年伊始，中國普天聯合國家數位電視工程實驗室等單位積極推進DTMB無線地面數位電視網絡在寮國全境的覆蓋，同時積極推動DTMB在柬埔寨、斯裡蘭卡、泰國以及波札那等國的應用。

標準之爭激烈

機遇的另一面是挑戰和競爭。我們可以預見，今後標準的競爭將愈演愈烈，在地面數位電視網絡標準方面更是如此。

基於激烈的「標準圈地」形勢和未來的多業務應用需求，歐洲首先推出第二代地面數位電視傳輸標準（DVB-T2）以解決DVB-T標準在實施與推廣中所暴露出來的重大問題。分析表明，DVB-T2與DVB-T不兼容，較DVB-T增強了糾錯能力，提高了頻譜效率，擴展了適應功能，主要性能指標已超越現有的同類標準。目前，英國、瑞典等歐洲國已經開始部署DVB-T2；2011年1月，南非等15個成員國組成的南部非洲發展共同體（SADC）宣布採用DVB-T2標準；衣索比亞、巴基斯坦、蒙古等一批亞非國家也開始要求提供DTMB和DVB-T2性能比較的分析報告，DVB-T2已成為中國DTMB標準在國外推廣的最大障礙。

2009年，國家標準委落實數位電視國家領導小組的會議精神，安排了質檢公益性行業科研專項項目《DTMB國家標準修訂及國際標準研製》，項目承擔單位清華大學在國標DTMB的基礎上取得了關鍵技術突破，完成了實驗室軟體仿真系統和關鍵技術硬體驗證平臺的研製，測試表明系統主要性能指標優於DVB-T2，形成了地面數位電視演進技術的標準方案（DTMB Advanced，DTMB-A），保持了完整的自主智慧財產權。數位電視國家工程實驗室（北京）現已經組織DTMB標準產業鏈企業進行DTMB-A試驗樣機研發，並於2012年1月完成了DTMB-A系統試驗樣機的聯通，固定接收的傳輸速率接近40Mbit/s，移動接收的傳輸速率達到20Mbit/s以上，與原DTMB《地面數位電視接收機通用規範》相比，在複雜多徑信道下接收信噪比門限有1.5dB以上的改善。數位電視國家工程實驗室（北京）展示了在一個8MHz頻道內同時傳輸4路高畫質電視節目的應用示範系統。

DTMB-A秉承「繼承並發展已有核心技術」、「創新與性能並重，堅持自主智慧財產權」兩大基本原則，從全面提升數位電視系統的傳輸性能、全面拓展數位電視系統的應用領域這兩個不同層面出發，著力提升頻譜效率、接收門限、單頻組網、抗多徑能力和高速移動接收等主要性能指標，使其達到或超越DVB-T2標準，繼續佔領技術制高點，全方位支持地面數位電視廣播的超高清、高清、標清、手機電視節目、網際網路數據、廣播雙向互動等業務。

DTMB-A主要性能指標優越

DTMB-A主要技術特點包括：新的靈活幀結構大幅度降低接收機複雜度和能耗，靈活支持多種業務；支持256QAM/256APSK等高階調製，使得數位電視傳輸演進系統頻譜利用率相比於現有國標DTMB有明顯提高；基於Golay-APSK的調製體制，在提高頻譜效率的同時提高差錯控制性能，保證傳輸的可靠性；新型LDPC碼進一步降低載噪比門限；多天線發射分集技術獲得空間分集增益，可消除傳統單頻網系統中「人工多徑」的影響，獲得更好的信號覆蓋；基於時頻二維信號處理的測距和定位算法，可實現在視距條件下的高精度、低複雜度的無線定位算法。

1DTMB-A系統仿真平臺在各種信道條件下完成與DVB-T2的性能對比。仿真結果表明DTMB-A在頻譜效率、接收門限、單頻組網、抗多徑能力和高速移動接收等主要性能指標達到或超越DVB-T2的水平。具體對比見表1，中歐標準的技術性能仿真見圖1所示。

目前完成的數位電視傳輸演進系統的DTMB-A原型樣機，在8MHz的廣播頻段內，魯棒的固定接收碼率可達38.7Mbit/s；穩定的移動接收碼率可達23Mbit/s；接收門限在同等傳輸速率下，達到國外第二代地面數位電視傳輸標準DVB-T2的指標要求；高速移動條件下的接收性能也遠好於DVB-T2。具體見表2所示。