淺析數字電視地面廣播技術及其應用

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字電視的真實。數字電視不僅僅是一種新發明，不僅僅創造了一個新市場、提供了一種新工具，而且還會對傳統的各個領域產生沖擊。

數字電視時代，電視本身也是數據的一種。數字電視地面廣播（DTTB）的應用將會帶動除電視以外的其他業務，首先數字電視出現在移動交通工具上，隨著移動電視的面世，傳統的電視覆蓋理論被打破了！電視將無所不在！中國數字電視地面廣播（DTTB）已經進入了實施階段，同時開創了傳統無線電視的一種全新應用：移動接收。隨著該業務被大眾接受，又逐步擴大到移動載體。隨著電池容量和視頻壓縮技術的發展，從車載發展到個人手持終端。隨著終端產品的發展，其他業務又將得到發展。數字電視地面廣播（DTTB）技術在更大程度上給傳統的收看電視方式帶來新的變化，孕育著創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、數字電視地面廣播（DTTB：Digital Television Terrestrial Broadcasting）

在現代通信中，通信傳輸手段主要是光纖、衛星、數字微波等，加上地面無線電廣播電視發射構成信息傳輸主體。目前在我國數字電視按信號傳輸方式可以分為地面無線傳輸數字電視（地面數字電視）、衛星傳輸數字電視（衛星數字電視）、有線傳輸數字電視（有線數字電視）三類。而移動電視是數字電視地面廣播的重要應用。數字電視地面廣播在應用需求上要求實現移動和便攜接收的功能，使整個技術系統的要求最高。完善的數字電視地面廣播（DTTB）系統所具備的蜂窩單頻網功能，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勢使該系統能滿足現代信息社會“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調整后不再變化；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。我們日常接觸最多的是傳統的固定接收的電視，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字信號發射、地面數字設備接收的方法進行電視節目的播放和接收。在數字電視技術的支持下，交通工具在時速120公里以下的移動狀態中，能夠穩定、清晰地接收到電視節目，主要針對公交、地鐵、出租等交通工具上的移動人流。這種在數字技術支持下，人們在運動狀態中可以收看電視節目的方式被稱為"移動電視"。學術界、傳媒界已經開始將“移動電視（移動多媒體）”稱為區別于傳統媒體和網絡媒體的“第五大媒體”。

我們傳統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及其相關服務，目前是中國首個、全球第二個普及移動電視的城市。這標志著在中國數字電視地面廣播（DTTB）已經進入了實施階段，同時開創了傳統無線電電視業務的有效模式。也許，移動電視是目前唯一能夠看到的地面數字電視。

數字電視地面廣播（DTTB）的成功試驗也為移動電視商業化運作提供了基礎。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字電視廣播。法國、瑞典、西班牙在實施地面數字廣播方面也獲得了成功。阿姆斯特丹的電車公交系統已試驗了移動DVB-T。

移動電視技術的核心是移動接收，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射臺的距離變化和與其他發射臺發射信號間相對關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調制系統，它首先是將高碼率的串行數據流變成N個低碼率的并行數據流，并對N個彼此互不影響（正交）的載波分別進行調制符號碼率的降低，實際上是符號周期的增大，使動態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。

我國現在正在研究適合自己的數字電視地面廣播的標準，期望在搭建數字電視中有更大的自主權。地面數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，我國明確提出必須滿足數字電視廣播傳輸系統應用和產業兩個方面的基本需求，并為今后實現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，在一般室內環境下可接收；（3）與現有模擬廣播電視頻道兼容，并有利于頻道規劃和模擬向數字過渡；（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：支持包括互聯網的交互數據綜合業務，支持廣播網絡化的發展需要。整體性能指標應優于或相當于相應的國外現有標準的性能。目前已提交了5套DTTB傳輸方案，有關部門對5套標準進行了比較和測試，4月11日測試結果已有定論：“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劣順序。據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。清華的地面數字多媒體/電視廣播傳輸標準（DMB-T）方案采用自主原創的時域同步正交頻分復用（TDS-OFDM）技術。與國際現有的數字電視地面傳輸標準比較，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：（1）時域同步的正交多載波技術。（2）保護間隔的PN填充技術。（3）快速信道估計技術。（4）前向糾錯編碼與相位映射相結合的糾錯技術。（5）與絕對時間同步的幀結構。（6）系統信息傳送。

（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容，數字移動通信系統的高速發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常渴望讓電視進入手機，這樣無論身處何地都可以看到自己喜歡的電視節目如：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者來說，它將使電視變成壽命更長、重量更輕的手持產品。

二、數字電視地面廣播（DTTB）技術的應用前景

自上海宣布開展移動電視試驗后，得到了國家有關部門的支持，幾個月的運行已經初見成效，很多城市紛紛到上海來參觀并躍躍欲試。現在除了已經在陸上公交系統中試用移動接收，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據廣播通道。未來數字電視地面廣播的應用將會帶動除電視以外的其他業務，借助于數字電視地面廣播技術和目前的技術條件，并分析目前的市場情況，首先在公共汽車開展移動電視業務是比較明智的選擇，隨著該業務被大眾接受，將逐步擴大到移動載體。隨著電池容量和視頻壓縮技術的發展，從車載將發展到個人手持終端。數字電視和數字通訊除了信息所占用的頻帶寬度和內容不同外，就信息傳輸基本技術而言兩者是相同的，這就為在接收端的所謂的數字電視地面廣播+因特網+移動通信三者結合即“三網合一”的收看提供了技術基礎，三網合一的方式應該是將來發展的主流。其中數字電視地面廣播有著可提供無線的天然優勢，DVB-T標準中的編碼正交頻分復用調制（COFDM）還有著提供移動接收的優勢；寬帶電視可以提供優質的聲、像并茂的信息，將來的通信技術也有這種潛力。移動電話和數字電視地面廣播各發揮所長，應該認為是最佳的配合，達到了優勢互補的效果。數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。