数字电视国家工程实验室(北京)主任 杨知行
数字电视国家工程实验室(北京)国际开放实验室主任 潘长勇
地面数字电视标准兼具作为政府舆论宣传“喉舌”的政治价值和提供高清电视节目等多媒体业务的商业价值,始终受到各国政府的高度重视。
目前国际上有100多个国家尚未选择地面数字电视标准,在南美、亚洲和非洲多国进行的标准对比评估中,中国的地面数字电视传输标准(DTMB)技术特点鲜明,在多次性能测试中均以明显优势胜出,在国外引起强烈反响。近年来,在国家相关主管部门的领导下,数字电视国际标准推进工作组得以成立,经过艰苦努力,国标DTMB现已成为国际电联地面数字电视传输标准系统。
推动落户海外
以标准带动技术、产品、服务、金融和文化成套出口,将是我国电视产业发展的重大机遇。作为DTMB国标地面数字电视海外推广的重点单位,大型中央企业中国普天近年来在推动国标落户海外方面做出了重要贡献,让国标走出国门为更多海外民众服务一步步成为现实。
2010年,中国普天联合国家数字电视工程实验室、云南省电视台、老挝国家电视台等单位率先实现了老挝国家电视台万象机房的地面数字电视网络标准的转换;2011年,作为老挝三省(琅勃拉邦、沙湾纳吉、巴色)DTMB地面数字电视网络的总集成方,中国普天整合国内优质广电资源,将行业领先的技术以及高质量的产品引入项目建设中,实现了老挝三省的DTMB无线地面数字电视网络信号的覆盖,实现了42套数字节目的接收,用户量有望突破10万。2012年伊始,中国普天联合国家数字电视工程实验室等单位积极推进DTMB无线地面数字电视网络在老挝全境的覆盖,同时积极推动DTMB在柬埔寨、斯里兰卡、泰国以及博茨瓦纳等国的应用。
标准之争激烈
机遇的另一面是挑战和竞争。我们可以预见,今后标准的竞争将愈演愈烈,在地面数字电视网络标准方面更是如此。
基于激烈的“标准圈地”形势和未来的多业务应用需求,欧洲首先推出第二代地面数字电视传输标准(DVB-T2)以解决DVB-T标准在实施与推广中所暴露出来的重大问题。分析表明,DVB-T2与DVB-T不兼容,较DVB-T增强了纠错能力,提高了频谱效率,扩展了适应功能,主要性能指标已超越现有的同类标准。目前,英国、瑞典等欧洲国已经开始部署DVB-T2;2011年1月,南非等15个成员国组成的南部非洲发展共同体(SADC)宣布采用DVB-T2标准;埃塞俄比亚、巴基斯坦、蒙古等一批亚非国家也开始要求提供DTMB和DVB-T2性能比较的分析报告,DVB-T2已成为中国DTMB标准在国外推广的最大障碍。
2009年,国家标准委落实数字电视国家领导小组的会议精神,安排了质检公益性行业科研专项项目《DTMB国家标准修订及国际标准研制》,项目承担单位清华大学在国标DTMB的基础上取得了关键技术突破,完成了实验室软件仿真系统和关键技术硬件验证平台的研制,测试表明系统主要性能指标优于DVB-T2,形成了地面数字电视演进技术的标准方案(DTMB Advanced,DTMB-A),保持了完整的自主知识产权。数字电视国家工程实验室(北京)现已经组织DTMB标准产业链企业进行DTMB-A试验样机研发,并于2012年1月完成了DTMB-A系统试验样机的联通,固定接收的传输速率接近40Mbit/s,移动接收的传输速率达到20Mbit/s以上,与原DTMB《地面数字电视接收机通用规范》相比,在复杂多径信道下接收信噪比门限有1.5dB以上的改善。数字电视国家工程实验室(北京)展示了在一个8MHz频道内同时传输4路高清电视节目的应用示范系统。
DTMB-A秉承“继承并发展已有核心技术”、“创新与性能并重,坚持自主知识产权”两大基本原则,从全面提升数字电视系统的传输性能、全面拓展数字电视系统的应用领域这两个不同层面出发,着力提升频谱效率、接收门限、单频组网、抗多径能力和高速移动接收等主要性能指标,使其达到或超越DVB-T2标准,继续占领技术制高点,全方位支持地面数字电视广播的超高清、高清、标清、手机电视节目、互联网数据、广播双向互动等业务。
DTMB-A主要性能指标优越
DTMB-A主要技术特点包括:新的灵活帧结构大幅度降低接收机复杂度和能耗,灵活支持多种业务;支持256QAM/256APSK等高阶调制,使得数字电视传输演进系统频谱利用率相比于现有国标DTMB有明显提高;基于Golay-APSK的调制体制,在提高频谱效率的同时提高差错控制性能,保证传输的可靠性;新型LDPC码进一步降低载噪比门限;多天线发射分集技术获得空间分集增益,可消除传统单频网系统中“人工多径”的影响,获得更好的信号覆盖;基于时频二维信号处理的测距和定位算法,可实现在视距条件下的高精度、低复杂度的无线定位算法。
1DTMB-A系统仿真平台在各种信道条件下完成与DVB-T2的性能对比。仿真结果表明DTMB-A在频谱效率、接收门限、单频组网、抗多径能力和高速移动接收等主要性能指标达到或超越DVB-T2的水平。具体对比见表1,中欧标准的技术性能仿真见图1所示。
目前完成的数字电视传输演进系统的DTMB-A原型样机,在8MHz的广播频段内,鲁棒的固定接收码率可达38.7Mbit/s;稳定的移动接收码率可达23Mbit/s;接收门限在同等传输速率下,达到国外第二代地面数字电视传输标准DVB-T2的指标要求;高速移动条件下的接收性能也远好于DVB-T2。具体见表2所示。